DE8310483U1 - Berührungsloser Schalter mit einem drehbaren Tastkopf - Google Patents

Description

Pulsotronic Merten
GmbH h Co. KG

Berührungsloser Schalter mit einem drehbaren Tastkopf

Die Erfindung bezieht sich auf einen berührungslos wirkenden elektronischen Schalter mit einem quaderförmigen, die elektrischen und elektronischen Bauelemente aufnehmenden und mit Anschlußklemmen versehenen Grundgehäuse, das aus einem, einen Anschlußraum für die Anschlußklemmen und einen Anschlußstutzen aufweisenden, mit Schrauben befestigbaren Unterteil und einem vom Unterteil lösbaren Oberteil besteht, welches ggf. einen Aufnahmeraum für die elektronische Schaltungsanordnung aufweist, wobei die Schaltungsanordnung im Oberteil und die Anschlußklemmen im Unterteil mit einer Steckverbindung und das Oberteil mit dem Unterteil mittels Schrauben verbunden sind, und daß am Grundgehäuse, vorzugsweise an der Stirnseite des Oberteils ein würfelförmiger Tastkopf mit einer Fühlerspule befestigt ist, welcher mit einem an einer seiner Würfelflächen angeformten Lagerzapfen dreh- und längsbeweglich in eine Bohrung oder Aufnahme der Stirnwand des Grundgehäuses eingesetzt ist und mehrere, auf einem Teilkreis liegende Rasten aufweist, die mit wenigstens einer, an der Stirnwand fluchtend mit den Rasten angeordneten Gegenrasten zusammenwirken und eine Rastsperre bilden, mit der die Fühlerspule des Tastkopfes in mehrerenStellungen quer zur Grundgehäuse-Längsachse ausgerichtet werden kann.

Ein ähnlicher Schalter ist durch das DE-Gbm 78 11 803 be- j

kannt. Bei dem bekannten Schalter greift ein am Tastkopf j

angeordneter Stift in jeweils eins von mehreren auf einem i

Teilkreis an der Stirnseite des Grundgehäuses vorgesehene ;

Bohrungen ein. Die Anzahl der Bohrungen richtet sich nach j

den gewünschten Winkelstellungen des Tastkopfes. Es können beispielsweise vier gleichmäßig auf den Teilkreis verteilte Bohrungen vorhanden sein, so daß vier jeweils um 90° versetzte Winkelstellungen des Tastkopfes möglich sind. Der Lagerzapfen des Tastkopfes ist in eine Durchgangsbohrung des Grundgehäuses eingesetzt und ragt ein Stück in das Grundgehäuse hinein. Auf dem überstehenden Ende ist eine Druckfeder angebracht, die den Tastkopf unter Vorspannung gegen das Grundgehäuse zieht. Zur Verstellung muß der Tastkopf entgegen der Wirkung der Feder ein Stück vom Grundgehäuse weggezogen werden, bis der Arretierungsstift aus der Arretierungsbohrung herausgehoben ist. In dieser Stellung kann der Tastkopf gedreht und mit seinem Stift in eine andere Arretierungsbohrung festgesetzt werden. Eine weitere Ausführung sieht vor, daß der Arretierungsstift einen abgerundeten Kopf hat, so daß eine Verstellung nur durch Drehen erreicht werden kann.

Die bekannten Ausführungen sind recht vorteilhaft, jedoch ist allen gemeinsam, daß die in das Grundgehäuse eingefüllte Vergußmasse das Lagerzapfen-Ende und die Feder festsetzen, so daß eine Verstellung nicht mehr möglich ist. Es ist daher ein relativ großer Abdichtungsaufwand erforderlich. Außerdem wird durch diese Lösung der Anschluß- oder Aufnahmeraum verkleinert. Angestrebt wird jedoch ein großer Aufnahme- und Anschlußraum.

In dem Prospekt "Induktive Näherungsschalter" Liste 12, April 1968, der Firma Starkstrom, Gummersbach, ist ein weiterer Schalter abgebildet und beschrieben. Bei dem bekannten Schalter wird keine Druckfeder auf das Ende des Lagerzapfens aufgesetzt. Es werden zwei schlaufenförmig gebogene Drahtfedern verwendet, die an jeweils gegenüberliegenden Wandungen des Anschlußraumes in Schlitzen eingesetzt sind und mit jeweils einem federnden Schenkel in eine^: Umfangsnut am Ende des Lagerzapfens eingreifen. Der Nut- '.

Grund ist als Achtkant-Profil ausgebildet, so daß der Tast-j kopf in acht Winkelstellungen verstellbar ist, wobei die | beiden Schenkelfedern unter Vorspannung an zwei Flächen desj Achtkant-Profils anliegen und den Tastkopf arretieren. Mit J

Hilfe des aufschraubbaren Deckels wird der Tastkopf verriegelt,, so daß eine Verstellung bei geschlossenem Gehäuse nicht möglich ist. Bei dem bekannten Schalter treten im wesentlichen die gleichen Probleme auf wie bei dem zuerst beschriebenen Schalter, wobei zu bemerken ist, daß die gesamte Elektronik im Tastkopf angeordnet ist und ein Verguß im Anschlußraum nicht erfolgt. Die gesamte Rastmechanik liegt jedoch offen im Anschlußraum und beansprucht relativ viel Platz. Die Rastsperre wirkt am Umfang des Lagerzapfens, folglich wird der Formschluß zwischen den Schenkelfedern und den Profilflächen der Umfangsnut mit zunehmender Anzahl der Profilflächen, etwa vom Vierkant-Profil bis zum Achtkant-Profil immer geringer, so daß bei einem Achtkant-Profil im wesentlichen kein Formschluß, sondern nur noch Kraft-Schluß aufgrund der Federkräfte herrscht. Das hat jedoch zur Folge, daß sich der Tastkopf sehr leicht verstellen läßt. In der Praxis genügen schon geringe Kräfte, um ihn ungewollt aus seiner justierten Lage zu verstellen. Das kann zu Fehlschaltungen und zur Zerstörung der Maschine führen. Ein weiteres Problem besteht darin, daß die relativ kleinei ProfiIflachen ein relativ großes Spiel des Tastkopfes ermöglichen.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, einen Schalte.-der eingangs genannten Art zu schaffen, bei dem die vorstehend aufgezählten Probleme nicht auftreten, insbesondere soll die Rastsperre platzsparend ausgebildet und nicht zugänglich sein, wobei der Federmechanismus vereinfacht und eine spielfreie Führung und große Sicherheit gegen ungewolltes Verstellen des Tastkopfes gewährleistet wird.

Die Aufgabe wird gemäß der Erfindung bei einem berührungslos wirkenden Schalter der eingangs näher beschriebenen Art durch die im Kennzeichen des Hauptanspruches aufgeführten Maßnahmen gelöst.

Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen beschrieben.

Durch die erfindungsgemäße Ausbildung wird zunächst der Aufnahrnercium des Grundgehäuses nicht verkleinert. Der Lagerzapfen ragt nicht in den Aufnahmeraum hinein. Die Abdichtung für die Leitungsdurchführung kann auf einfache W^ise mit Hilfe einer membranartigen Dichtung erfolgen. Weitere Dichtsteilen an der Lagerung des Tastkopfes sind nicht vorhanden, da die Aufnahme für den Lagerzapfen ein Senkloch ist. Eine Verschmutzung der Rastsperre ist nicht möglich, da im Gegensatz zu dem ersten bekannten, Schalter alle Teile verdeckt sind. Durch die bauliche Trennung der Rasten und Federn ist im Gegensatz zu dem zweiten bekannten Schalter eine spielfreie Führung und eine große Sicherheit gegen unbeabsichtigtes Verstellen des Tastkopfes gewährleistet.

Der Vorteil nach Anspruch 2 besteht darin, daß lediglich eine zweischenklige Drahtfeder erforderlich ist.

Gemäß Anspruch 3 wird ein Spiel des Tastkopfes in Längsrichtung vermieden.

Nach Anspruch 4 und 5 wird das Verstellen des Tastkopfes erleichtert. Durch eine Fettschmierung können die Gleiteigenschaften verbessert werden.

Gemäß Anspruch 6 wird eine gegenüber dem Anspruch 1 umgekehrte Anordnung der Rasten und Gegenrasten vorgeschlagen.

Durch die Vergrößerung der Anzahl der Rasten, z.B. vier statt einer, wird gemäß Anspruch 7 eine Verbesserung der Rastsperre, insbesondere eine gleichmäßige bzw. symmetrische Belastung des Lagerzapfens erreicht. Bei zwei bzw. einer Raste besteht die Möglichkeit, daß der Tastkopf um einen geringen Betrag kippen kann. Mit drei Rasten sind keine 45°-Schritte möglich.

Nach Anspruch 8 und 9 wird bei jeder Winkelstelltang des \ Tastkopfes eine Verriegelung erreicht, die wirksam ist, wenn das Oberteil auf dem unterteil aufgesetzt ist. Eine Verstellung des Tastkopfes ist also nur möglich, wenn das Oberteil vom Unterteil gelöst ist.

Nachfolgend ist anhand des beigefügten Musters ein Ausführungsbeispiel der Erfindung näher beschrieben.

Der berührungslos wirkende Schalter besteht aus zwei Hauptteilen, nämlich einem Grundgehäuse und einem mit dem Grundgehäuse drehbar verbundenen Tastkopf. Das Grundgehäuse ist im wesentlichen quaderförmig ausgebildet und besteht aus einem Unterteil und einem Oberteil. Die Teilungsebene zwischen Oberteil und Unterteil verläuft diagonal und ist durch eine Dichtung abgedichtet. Das Unterteil hat in den Eckbereichen vier Schraubenlöcher für die Schraubenbefestigung auf einer Unterlage. An einer Schmalseite ist der Anschlußstutzen für die Leitung angebracht, der eine Gewindeöffnung für eine PG-Verschraubung aufweist. Der Anschlußstutzen mündet in einen im wesentlichen rechteckigen Anschlußraum, in dem an seinem, dem Anschlußstutzen gegenüberliegenden Ende eine quer zur Längsrichtung des Unterteils verlaufende Reihe von drei bzw. vier Anschlußklemmen am Boden des Unterteils angeordnet sind. An dem dem Anschlußstutzen gegenüberliegenden Ende des Unterteils ist eine Durchbrechung vorgesehen, in die, wie nachfolgend noch beschrieben wird, ein Führungsvorsprung des Oberteils eingreift. Zwischen der Anschlußklemmenreihe und der Rückwand des Unterteils ist ein weiterer Anschlußraum für Zusatzfunktionen des Schalters vorgesehen. An dem dem Anschlußstutzen gegenüberliegenden Ende des Unterteils sind zwei den Befestigungslöchern für das Unterteil benachbarte Gewindebohrungen für die Befestigung mit dem oberteil vorhanden. Auf dem Anschlußstutzen ist quer zur Längsachse des Unterteils ein Haltebügel angeformt, der, wie nachfolgend noch erläutert wird, für die Halterung des Oberteils dient. Die Anschlußklemmen bestehen aus je einer Kontaktplatte, die an den Enden jeweils entgegengesetzt rechtwinklig abgebogen ist.

Der eine abgebogene Teil weist Widerhaken auf, die in einen

ι glatten Schlitz am Boden des Anschlußraumes eingesteckt und I durch Selbstsperrung gehalten sind. Der andere abgebogene | Teil ist als Gabelkontakt ausgebildet und in Führungen gelagert. Jede Klemme ist durch Trennwände gegeneinander isoliert. Der Mittelteil der Klemme hat eine Gewindobohrung für

die Klemmschraube. Zwischen dem Kopf der Klemmschraube und der Kontaktplatte ist ein Druckstück für das blanke Leitungsende vorhanden. In dem Anschlußraum sind bei einer Zweileiterausführung zwei und bei einer Dreileiterausführung drei Anschlußklemmen eingesetzt. Für Sonderfunktionen können weitere Klemmen eingesetzt werden.

Das Oberteil hat eine mit dem Unterteil fluchtende Kontur und eine in Längsrichtung des Oberteils verlaufende angeformte, dem Haltebügel zugeordnete Einsteck- oder Halte^asche.

An dem der Haltelasche gegenüberliegenden Ende des Oberteils sind zwei mit den Gewindebohrungen des Unterteils fluchtende Aufnahmelöcher für Schrauben vorgesehen, so daß dcis Oberteil mit dem Unterteil dadurch verbunden wird, daß es einerseits mit der Einstecklasche in den Haltebügel eingesteckt und andererseits mit den beiden Schrauben auf das Unterteil festgeschraubt ist.

Das Oberteil hat einen Aufnahmeraum für eine Schaltungspla-Line, die auf dem Boden gelagert und mit einer Vergußmasse soweit vergossen ist, daß die auf der Platine befindlichen Bauelemente vollständig eingehüllt sind. Aus der Vergußmasse ragen drei bzw. vier in einer Reihe nebeneinander angeordnete Stifte heraus, die fluchtend mit den Gabelkontakten der Anschlußklemme verlaufen und die elektrische Steckverbindung zwischen Unterteil und Oberteil bilden. Beim Zusammenbau von Oberteil und Unterteil greifen die Stifte auto- ^: tnatisch in die Gabelkontakte ein. Aus der Vergußmasse ragen ferner vier bzw. fünf in einer Reihe neben den Stifte·, angeordnete weitere Stifte mit kleinerem Durchmesser heraus, die zur Verbindung der Schaltungsplatine zum '.Tastkopf dienen.

Zwischen dem Aufnahmeraum und der Einsteckleische sind zwei Aufnahmen für je eine Leuchtdiode angebracht. An dem der . Einstecklasche gegenüberliegenden Ende ist an dem Oberteil, und zwar an dessen Rückseite, ein mit der Durchbrechung im ! Unterteil fluchtender Führungsvorsprung angeformt. In der ι

Durchbrechung ist ein in Längsrichtung verlaufender Steg j (Längssteg) und in dem Führungsvorsprung ist ein quer zur ι Längsrichtung des Grundgehäuses einsetzbarer Steg (Quersteg) j

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vorhanden. Längs- und Quersteg bilden eine sich kreuzende Anordnung, so daß die Befestigung des Oberteils am Unterteil nicht möglich ist, wenn ein Gleichspannungs-Oberteil irrtümlich auf ein Wechselspannungs-ünterteil montiert werden soll.

An dem der Einstecklasche gegenüberliegenden Ende des Ober- ! teils ist an dessen Schmalseite der Tastkopf drehbar gelagert. Der Tastkopf ist würfelförmig ausgebildet und besteht aus einem Sensorteil und einem Befestigungsteil, die beide mit einer Schraube lösbar verbunden sind. Der Befestigungüteil hat; einen Lagerzapfen, der in einer Bohrung der Seitenwand des Oberteils drehbar gelagert ist. Ferner ist eine Eastsperx"e vorhanden, die eine Drehung des Tastkopfes in 45°-Schritten um die Achse ermöglicht.

Der Sensorteil des Tastkopfes ist über eine flexible Leitung mit de:r Schaltungsplatine des Oberteils verbunden. Für diesen Zweck ist in dem Lagerzapfendes Befestigungsteiles eine konzentrisch; Bohrung mit einer membranartigen Dichtung vorhanden, durch welche die Leitung hindurchgeführt und an die Stifte mit Hilfe von Steckhülsen angeschlossen ist. Der Sensorteil des Tastkopfes ist ferner gegenüber dem Befestigungsteil um 180° um seine Längsachse und um 90° um seine Querachse versetzt am Befestigungsteil befestigbar, so daß die Fühlerspule des Sensorteiles entweder jeweils in 45°- ; Schritten quer zur Grundgehäuse-Längsachse oder fluchtend mit der Grundgehäuse-Längsachse ausgerichtet werden kann.

Die 45"-Schritte des Tastkopfes werden, wie bereits erwähnt, mit einer Rastsperre eingestellt. Für diesen Zweck hat der Lagerzapfen an seiner Stirnseite vier gleichmäßig auf einem Teilkreis verteilt angeordnete Hasten, denen acht Gegenrasten am Boden der Aufnahme für den Lagerzapfen zugeordnet sind. Die Rasten sind kugelkopfarti^ und die Gegenrasten kv. 1-kalottenartig ausgebildet. Am Außenumfang ist ferner eine glatte Urofangsnut vorhanden, der zwei in der Stirnseite des Oberteils angeordnete, zur Aufnahme des Lagerzapfens quer verlaufende und c 2n Innenumfang der Aufnahme an den gegen-

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überliegenden Seiten tangierende Führungen für zwei Drahtfederschenkel einer einstückigen haarnadelförraig gebogenen Feder zugeordnet sind.

uie Drahtfederschenkel sind in Widerlagern, die gleichweit von der Mitte der Aufnahme entfernt sind, eingesetzt und in Längsrichtung des Lagerzapfens elastisch durchbiegbair. Die Federschenkel greifen in die Umfangsnut des Lagerzapfens ein und drücken den Lagerzapfen mit seinen Rasten unter Vorspannung in die Gegenrasten hinein. Durch Drehen des Tastkopfes um die Längsachse der Lagerzapfens werden die zunächst ineinandergreifenden Rasten und Gegenrasten außer Eingriff gebracht, wobei sich der Lagerzapfen entgegen der Wirkung der Federschenkel in Längsrichtung bewegt. In der um 45° versetzten nächsten Stellung des Tastkopfes greift die Rastsperre wieder ein. Die Federschenkel sind in den Führungen gegen eine quer zur Längsrichtung des Lagerzapfens erfolgende Durchbiegung und gegen ein Herausspringen aus der Umfangsnut gesichert.

Der Tastkopf wird durch eine zusätzliche Verriegelung gesichert, die dann wirksam ist, wenn Oberteil und Unterteil miteinander verbunden sind. Eine Verstellung des Tastkopfes kar.n nur bei gelöster Verbindung erfolgen. Die Verriegelung besteht aus acht gleichmäßig am Außenumfang des Lagerzapfens verteilt angeordneten Aussparungen und aus einem am Unterteil angeformten Stift, der in jeder Raststellung des Tastkopfes in eine der Aussparungen eingreift.

Claims (9)

Pulsotronic Merten GmbH & Co. KG Schutζanspräche;

1.) Berührunglos wirkender elektronischer Schalter mit einem quaderförmigen, die elektrischen und elektronischen Bauelemente aufnehmenden und mit Anschlußklemmen versehenen Grundgehäuse, das aus einem, einen Anschlußraum für die Anschlußklemmen und einen Anschlußstutzen aufweisenden, mit Schrauben befestigbaren Unterteil und einem vom Unterteil lösbaren Oberteil besteht, welches ggf. einen Aufnahmeraum für die elektronische Schaltungsanordnung aufweist, wobei die Schaltungsanordnung im Oberteil und die Anschlußklemmen im Unterteil mit einer Steckverbindung und das Oberteil mit dem Unterteil mittels Schrauben verbunden sind, und daß am Grundgehäuse, vorzugsweise an der Stirnseite des Oberteils, ein würfelförmiger Tastkopf mit einer Fühlerspule befestigt ist, welcher mit einem an einer seiner Würfelflächen angeformten Lagerzapfen dreh- und längsbeweglich in eine Bohrung oder Aufnahme der Stirnwand des Grundgehäuses eingesetzt ist und mehrere, auf einem Teilkreis liegende Rasten aufweist, die mit wenigstens einer, an der Stirnwand fluchtend mit den Rasten angeordneten Gegenraste zusammenwirken und eine Rastsperre bilden, mit der die Fühlerspule des Tastkopfes in mehrere Stellungen quer zur Grundgehäuse-Längsachse ausgerichtet werden kann, dadurch gekennzeichnet, daß die Rasten an der Stirnfläche des Lagerzapfens und die Gegenraste bzw. die Gegenrasten auf dem Grund der Aufnahme angeordnet sind, daß der Lagerzapfen eine glatte Umfangsnut und die Stirnseite des Oberteils zur Aufnahmebohrung quer verlaufende, den Innenumfang der Aufnahmebohrung an zwei gegenüberliegenden Seiten tangierende und mit der Umfangsnut des Lagerzapfens fluchtende Führungen aufweist, daß ί

die Führungen etwa im gleichweiten Abstand von der Mitte der Aufnahmebohrung in Widerlagern enden, daß in die Führungen gerade Drahtfedern eingesetzt und in den Widerlagern abgestützt sind, und daß die Drahtfedern in die Umfangsnut des Lagerzapfens eingreifen und in Längsrichtung des Lagerzapfens zwischen den Widerhaken elastisch verformbar sind.

2.) Berührungslos wirkender elektronischer Schalter nach An<spruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Drahtfedern einstückig ausgebildet, beispielsweise haarnadelförmig gebogen sind.

3.) Berührungslos wirkender elektronischer Schalter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Lagerzapfen mit seinen Rasten durch die Drahtfedern unter Vorspannung in die Gegenrasten eingreift.

4.) Berührungslos wirkender elektronischer Schalter nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Rasten etwa kugelkopfartig ausgebildet sind.

5.) Berührungslos wirkender elektronischer Schalter nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Gegenrasten etwa kugel-kalottenförmig ausgebildet siud.

6.) Berührungslos wirkender elektronischer Schalter nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Rasten auf dem Grund der Aufnahmebohrung und die Gegenrasten an der Stirnseite des Lagerzapfens angeordnet sind.

7.) Berührungslos wirkender elektronischer Schalter nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß vier Rasten und acht Gegenrasten vorhanden sind.

8.) Berührungslos wirkender elektronischer Schalter nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß ^m Umfang des Lagerzapfens gleichmäßig verteilt acht Aussparungen vorhanden sind. ^!

9.) Berührungslos wirkender elektronischer Schalter nach einem

der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß am Unterteil ein Stift angeordnet ist, der im zusammengebauten Zustand von Ober- und Unterteil in eine der Aussparungen eingreift.

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