EP2673792A1 - Elektrischer schalter - Google Patents

Elektrischer schalter

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Publication number
EP2673792A1
EP2673792A1 EP12704231.5A EP12704231A EP2673792A1 EP 2673792 A1 EP2673792 A1 EP 2673792A1 EP 12704231 A EP12704231 A EP 12704231A EP 2673792 A1 EP2673792 A1 EP 2673792A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
switch
switching
housing
electrical
actuator
Prior art date
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Granted
Application number
EP12704231.5A
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English (en)
French (fr)
Other versions
EP2673792B1 (de
Inventor
Otto Strauss
Tobias Fischinger
Sebastian Volk
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Marquardt Mechatronik GmbH
Original Assignee
Marquardt Mechatronik GmbH
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Filing date
Publication date
Application filed by Marquardt Mechatronik GmbH filed Critical Marquardt Mechatronik GmbH
Publication of EP2673792A1 publication Critical patent/EP2673792A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP2673792B1 publication Critical patent/EP2673792B1/de
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

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    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
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    • H01H13/50—Switches having rectilinearly-movable operating part or parts adapted for pushing or pulling in one direction only, e.g. push-button switch having a single operating member
    • H01H13/56—Switches having rectilinearly-movable operating part or parts adapted for pushing or pulling in one direction only, e.g. push-button switch having a single operating member the contact returning to its original state upon the next application of operating force
    • H01H13/562—Switches having rectilinearly-movable operating part or parts adapted for pushing or pulling in one direction only, e.g. push-button switch having a single operating member the contact returning to its original state upon the next application of operating force making use of a heart shaped cam
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    • H01H13/568—Switches having rectilinearly-movable operating part or parts adapted for pushing or pulling in one direction only, e.g. push-button switch having a single operating member the contact returning to its original state upon the next application of operating force making use of a heart shaped cam the contact also returning by some external action, e.g. interlocking, protection, remote control
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    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H19/00—Switches operated by an operating part which is rotatable about a longitudinal axis thereof and which is acted upon directly by a solid body external to the switch, e.g. by a hand
    • H01H19/02—Details
    • H01H19/04—Cases; Covers
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    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H3/00—Mechanisms for operating contacts
    • H01H3/22—Power arrangements internal to the switch for operating the driving mechanism
    • H01H3/28—Power arrangements internal to the switch for operating the driving mechanism using electromagnet
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    • H01H2229/00—Manufacturing
    • H01H2229/042—Snap coupling; Snap mounting
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    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H2300/00—Orthogonal indexing scheme relating to electric switches, relays, selectors or emergency protective devices covered by H01H
    • H01H2300/022—Application wake up; switches or contacts specially provided for the wake up or standby shift of a circuit

Definitions

  • the invention relates to an electrical switch according to the preamble of
  • Such electrical switches are used for switching on and / or off of electrical devices by a manual pressure operation of a user.
  • these pressure switches for example, in the home appliance industry for household appliances, such as
  • Such an electrical switch may have a housing.
  • the housing contains a contact system. From the housing protrudes a movable actuator for switching the contact system between two switching positions, namely an off-switching position and an on-switching position, out.
  • the actuator is connected to a guide cam in the manner of a switching heart, in which a locking means designed as a pin is engageable in operative connection, such that by the interaction of locking means and
  • the actuator is locked in at least one of the switching positions.
  • the actuator is locked or locked in the on-switching position, whereby the switch remains in the on-switching position after switching.
  • this switch is only by re-pressing the manual
  • Actuator can be switched off.
  • the invention has for its object to further develop the switch so that the switch non-manual from the lockable switching position to the other switching position is switchable.
  • a pressure switch should be unlocked both mechanically, ie manually by the user, as well as electrically / electronically, ie without manual intervention.
  • optionally in a variant of the pressure switch should only turn on mechanically and can be switched off electrically / electronically.
  • a movement means for the latching means is provided, such that the latching means is movable into and out of engagement with the guide cam.
  • the actuator located in the locked switching position is thereby unlocked, so that the contact system from the one arrestable
  • Switching position is switched to the other switching position. And that is the switch "electrical / electronic" at least switched off. Further embodiments of the invention are the subject of the dependent claims.
  • the switch may expediently have a housing.
  • the contact system is located in the housing.
  • Actuator protrudes from the housing. Electrical connections for supplying the electrical voltage for the switch protrude from the housing.
  • the moving means is arranged in the housing.
  • the movement means may consist of a controllable actuator, such that the latching means is moved when the actuator is actuated.
  • the actuator is a solenoid having a coil.
  • the latching means may consist of a pin in a simple manner, wherein the pin may be hinged to the armature located in the coil of the electromagnet. Furthermore, it is advisable that the guide curve movable in the transverse direction to the actuation direction and fixed in the direction of actuation of the
  • Actuator is arranged on the actuator.
  • the pin of wire in the manner of an L-shaped bracket can be designed in a cost effective manner.
  • the switch can be controlled by programmable electronics, which in particular comprise a timer
  • the electronics are arranged on a circuit board located in the housing.
  • the timer can be set in motion to turn off a coffee after a certain time.
  • the switch can have an additional auxiliary contact.
  • the auxiliary contact detects the locked switching position of the actuating member.
  • the guide curve can be configured such that only a mechanical / manual switching into the lockable switching position, but no mechanical / manual switching is made possible in the other switching position by means of the actuator. The electrical / electronic unlocking of the switch from the lockable switching position is then optionally initiated via a further auxiliary contact.
  • the guide curve is designed such that only after two or more manual actuation of the actuating member, a mechanical switching from the lockable switching position is made possible.
  • a second detent position may be provided in the switching heart, so that the switch is also located in the on-switching state in the second detent position. Only from the second detent position then a manual switching off the switch is possible. Such a design thus enables the switching off of the electrical appliance even if the automatic shutdown fails.
  • the switch has a resistor in the manner of a shunt for current measurement.
  • the resistance can be integrated in a meandering manner in a connection of the switch.
  • the current measurement can be used, for example, to detect the standby mode for the electrical appliance. So it can then be detected in a particular flowing stream that, for example, the coffee machine is in operation. In this case, the coffee machine is not turned off because it is not yet in standby.
  • the switch is designed to be illuminated, the switch can be provided with a lighting.
  • a light source such as a light emitting diode, an incandescent lamp, a glow lamp o. The like., Be located in the housing of the switch.
  • the light source is arranged on the circuit board in the housing.
  • the pressure switch which optionally has additional lighting, is provided with a built-in, movable switching heart for mechanical switching on and / or off.
  • the switching heart is movable in the transverse direction to the actuating direction, but firmly arranged in the direction of actuation.
  • a wire in the form of an L-shaped bracket engages the switching heart for locking.
  • the switch has an integrated coil for electrical / electronic unlocking or switching off the switch.
  • the wire is hinged to the armature of the coil, so that it can be pulled out of the switching heart.
  • the pressure switch is in a variant with an integrated circuit board and a programmable electronics for controlled unlocking, so provided for switching off the switch. If the electrical appliance, for example a coffee machine, goes into standby mode, a timer in the electronics is set in motion to start the electrical appliance, for example a coffee machine, goes into standby mode, a timer in the electronics is set in motion to start the electrical appliance, for example a coffee machine, goes into standby mode, a timer in the electronics is set in motion to start the
  • the duration until unlocking or switching off of the switch is thus determined via a program.
  • the load state of the switch can be detected.
  • the pressure switch is provided in a further variant with an additional auxiliary contact, which detects the operation of the pusher.
  • the mechanical auxiliary contact is activated when pressing the trigger.
  • the pressure switch has a movable switching heart for mechanically switching on the switch. A mechanical switching off is not with this appropriately shaped switching heart possible.
  • An electrical switch-off of the switch is then initiated via an auxiliary contact.
  • only the auxiliary contact is closed by a single press of the pusher in the ON state. As a result, the elimination of the switch is caused electrically / electronically.
  • the pressure switch with such a shaped.
  • Kunststoffherz provided that only after two or more mechanical actuation switching off the switch is enabled.
  • the switching heart has a second for this purpose
  • Detent position wherein the on-switching state is maintained even in the second detent position. Only from the second detent position is a manual switch off possible. If the automatic switch-off of the switch fails, the option of manual switch-off remains. In this variant, the switch is thus switched off mechanically by pressing the pusher again.
  • the advantages achieved by the invention are, in particular, that a compact small design and a simple construction of the switch by the integrated coil and / or by the integrated coil with electronics is possible.
  • the small design further contributes to the integrated coil with solenoid and jumper wire as a locking means, the jumper wire engages in a laterally displaceably mounted in the pusher switching heart and can be unlocked mechanically and / or electrically.
  • By interchangeability of the switching heart different variants of the switch are possible in a simple manner.
  • Various connection options also allow easy adjustment of the switch for various installation variants in the electrical appliance.
  • a delayed shutdown of the device By detecting the operation of the pusher, a delayed shutdown of the device can be realized.
  • This brings advantages in coffee machines, where a cleaning cycle can be initiated before the device is disconnected from the mains.
  • This is also advantageous in consumer electronic devices that are galvanically separated from the network only after completion of a specific action.
  • the electronic shutdown can optionally be overridden by pressing the trigger several times. It is also possible in a simple manner different input and / or Ausschalt21 for the switch.
  • Another advantage is a significant increase in comfort, as can be optimally set by detecting the load conditions of the shutdown. At the same time, the standby consumption for the electrical appliance is reduced, which saves energy.
  • Fig. 2 shows an electrical switch according to another embodiment in
  • Fig. 3 shows an electrical switch according to yet another embodiment in exploded view
  • FIG. 4 the actuator of the switch of FIG. 1 in an enlarged view.
  • an electrical switch 1 is shown in exploded view.
  • the switch 1 has a housing 2, which consists of a base 3 and a cover 4.
  • a housing 2 In the housing 2 is a designed in the manner of a snap system contact system 5. From the housing 2 projects against a return spring 11 movable actuator 6 for manual switching of the contact system 5 between two switching positions. In one switching position is the off-switching position and in the other switching position to the on-switching position of the contact system. 5
  • the contact system 5 comprises a fixed contact 7 and a movable switching contact 8.
  • the fixed contact 7 is located on an electrical connection 24.
  • the switching contact 8 is movably mounted in a cutting bearing 27 on an electrical connection 24 '.
  • the protruding from the housing 2 electrical connections 24, 24 ' are used to supply the electrical voltage for the switch 1.
  • a movably mounted in the housing 2 Shift lever 9 is in operative connection with the actuator 6.
  • a tension spring 10 is mounted on the one hand on the shift lever 9 and on the other hand on the switching contact 8.
  • the contact system 5 switches during movement of the actuating member 6 by the user and the associated movement of the shift lever 9 snapping between the off switching position in which the switch contact 8 abuts against a stop 12 in the base 3, and the on-switching position, in the the switching contact 8 on the fixed contact 7 electrically contacting rests to.
  • the actuator 6 is in at least one of the switching positions, in the present case in the on-switching position, lockable.
  • the actuator 6 is with a
  • Guide curve 13 in the manner of a switching heart in operative connection.
  • In the guide curve 13 engages an existing from a pin locking means 14, such that through the
  • the actuating member 6 located in the locked switching position is unlocked and the contact system 5 of the switch 1 is switched from one lockable switching position to the other switching position, without requiring the manual actuation of the actuator 6 by the user.
  • Shift position is effected by the pin 14 is pulled out of the guide cam 13, in which case the actuator 6 is reset due to the action of the return spring 11 while the contact system 5 is switched.
  • the actuator is in turn a coil 16 having an electromagnet.
  • the pin 14, which is made of wire in the manner of an L-shaped bracket is located on the located in the coil 16 anchor 17 of the
  • Electromagnet 15 articulated.
  • the armature 17 is reset by means of a compression spring 23.
  • the guide cam 13 is located in an element which is arranged movably in the transverse direction 18 to the actuating direction 19 and fixed in the actuating direction 19 of the actuating member 6 on the actuating member 6.
  • the switch 1 can have a programmable electronic system 31, which, for example, comprises a timer
  • the electronics 31 is arranged on a printed circuit board 20 located in the housing 2, as shown in FIG. 2, so that the timer can be started in the standby state of the electrical appliance on which the switch is located 1.
  • the electrical appliance for example the coffee machine
  • Fig. 2 also shows another electrical connection 21 projecting out of the housing 2 for an electrically neutral conductor which requires the function of the electronics 31 becomes.
  • the switch 1 can also be switched off by external control.
  • the switch 1 according to FIG. 3 has an additional auxiliary contact 29 with contact bridge 30. Via the auxiliary contact 29 together with the contact bridge 30, the actuation of the actuating member 6 in the locked switching position and thus the switch-on position of the contact system 5 can be detected.
  • the contact system 5 and the movement means 15 are connected via connecting pins 28, which are shown in Fig. 2, with the circuit board 20 in electrical connection.
  • the switching heart 13 can be configured such that only a mechanical or manual switching to the lockable switching position, but no manual switching is made possible by means of the actuator 6 in the other switching position.
  • the electrical or electronic unlocking of the switch 1 from the lockable switch position is initiated by appropriate control over further, protruding from the housing 2 auxiliary contacts 22, which can be seen in Fig. 3.
  • the switching heart 13 has a second detent position, wherein the on-switching state of the contact system
  • Switching off can be done, but only from the second detent position, a manual switching off the contact system 5 in the off-switching state by means of the actuator
  • the second detent position is used for manually switching off the switch 1, for example, if the automatic shutdown fails in case of failure.
  • the switch 1 may have a resistance such as a shunt for current measurement. As can further be seen in FIG. 2, the resistance 25 is meandering in the
  • Terminal 24 of the switch 1 integrated. As long as a certain current flows through the terminal 24, which can be measured with the aid of the resistor 25, the operation of the electrical appliance can be detected. For example, the operation of the
  • the switch 1 is provided with a lighting, including a
  • Light emitting diode 26 is located on the circuit board 20.

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  • Push-Button Switches (AREA)

Description

Elektrischer Schalter
Die Erfindung betrifft einen elektrischen Schalter nach dem Oberbegriff des
Patentanspruchs 1.
Solche elektrischen Schalter dienen zum Ein- und/oder Ausschalten von elektrischen Geräten durch eine manuelle Druckbetätigung eines Benutzers. Insbesondere werden diese Druckschalter beispielsweise in der Hausgeräteindustrie für Haushaltsgeräte, wie
Kaffeemaschinen, Staubsauger o. dgl., für Geräte in der Unterhaltungsindustrie etc.
eingesetzt.
Ein derartiger elektrischer Schalter kann ein Gehäuse besitzen. Im Gehäuse befindet sich ein Kontaktsystem. Aus dem Gehäuse ragt ein bewegliches Betätigungsorgan zum Umschalten des Kontaktsystems zwischen zwei Schaltstellungen, nämlich einer Aus-Schaltstellung und einer Ein-Schaltstellung, heraus. Das Betätigungsorgan steht mit einer Führungskurve in der Art eines Schaltherzens, in die ein als Stift ausgebildetes Rastmittel in Eingriff bringbar ist, in Wirkverbindung, derart dass durch das Zusammenwirken von Rastmittel und
Führungskurve das Betätigungsorgan in wenigstens einer der Schaltstellungen arretierbar ist. Insbesondere ist das Betätigungsorgan in der Ein-Schaltstellung eingerastet beziehungsweise verriegelt, womit der Schalter nach dem Einschalten in der Ein-Schaltstellung verbleibt. Allerdings ist dieser Schalter lediglich durch erneutes manuelles Betätigen des
Betätigungsorgans ausschaltbar.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den Schalter derart weiterzuentwickeln, dass der Schalter nichtmanuell von der arretierbaren Schaltstellung in die andere Schaltstellung schaltbar ist. Insbesondere soll ein solcher Druckschalter sowohl mechanisch, also manuell vom Benutzer, als auch elektrisch / elektronisch, also ohne manuelle Einwirkung, entriegelbar sein. Darüber hinaus soll gegebenenfalls in einer Variante der Druckschalter sich mechanisch nur einschalten und elektrisch / elektronisch ausschalten lassen.
Diese Aufgabe wird bei einem gattungsgemäßen elektrischen Schalter durch die
kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.
Beim erfindungsgemäßen elektrischen Schalter ist ein Bewegungsmittel für das Rastmittel vorgesehen, derart dass das Rastmittel in und oder außer Eingriff mit der Führungskurve bewegbar ist. Insbesondere wird dadurch das in der arretierten Schaltstellung befindliche Betätigungsorgan entriegelt, so dass das Kontaktsystem aus der einen arretierbaren
Schaltstellung in die andere Schaltstellung geschaltet wird. Und zwar ist damit der Schalter "elektrisch / elektronisch" zumindest ausschaltbar. Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
Zum Schutz des Schalters vor schädlichen Einflüssen kann der Schalter zweckmäßigerweise ein Gehäuse aufweisen. Das Kontaktsystem ist im Gehäuse befindlich. Das
Betätigungsorgan ragt aus dem Gehäuse. Elektrische Anschlüsse zur Zuführung der elektrischen Spannung für den Schalter ragen aus dem Gehäuse. Das Bewegungsmittel ist im Gehäuse angeordnet.
In besonders einfacher sowie auch kompakter Ausgestaltung kann das Bewegungsmittel aus einem ansteuerbaren Aktor bestehen, derart dass das Rastmittel bei Ansteuerung des Aktors bewegt wird. Bevorzugterweise handelt es sich bei dem Aktor um einen eine Spule aufweisenden Elektromagneten. Das Rastmittel kann in einfacher Art aus einem Stift bestehen, wobei der Stift am in der Spule befindlichen Anker des Elektromagneten angelenkt sein kann. Desweiteren bietet es sich an, dass die Führungskurve beweglich in Querrichtung zur Betätigungsrichtung sowie fest in Betätigungsrichtung des
Betätigungsorgans am Betätigungsorgan angeordnet ist. Schließlich kann in kostengünstiger Weise der Stift aus Draht in der Art eines L-förmigen Bügels ausgestaltet sein. Um ein Elektrogerät nach einer gewissen Zeit, beispielsweise in der sich das Elektrogerät im Standby-Modus befindet, automatisch ausschalten zu können, kann der Schalter eine programmierbare Elektronik, die insbesondere einen Timer umfasst, zur gesteuerten
Entriegelung des Betätigungsorgans aus der arretierbaren Schaltstellung aufweisen.
Zweckmäßigerweise ist die Elektronik auf einer im Gehäuse befindlichen Leiterplatte angeordnet. Beispielsweise kann dann im Standby der Timer in Gang gesetzt werden, um eine Kaffeemaschine nach einer bestimmten Zeit auszuschalten.
Um die Betätigung des Betätigungsorgans zu detektieren, kann in weiterer Ausgestaltung der Schalter einen zusätzlichen Hilfskontakt aufweisen. Insbesondere detektiert dann der Hilfskontakt die arretierte Schaltstellung des Betätigungsorgans. Desweiteren kann die Führungskurve derart ausgestaltet sein, dass mittels des Betätigungsorgans lediglich ein mechanisches / manuelles Umschalten in die arretierbare Schaltstellung, jedoch kein mechanisches / manuelles Umschalten in die andere Schaltstellung ermöglicht ist. Die elektrische / elektronische Entriegelung des Schalters aus der arretierbaren Schaltstellung wird dann gegebenenfalls über einen weiteren Hilfskontakt eingeleitet.
In einer anderen Ausbildung ist die Führungskurve derart ausgestaltet, dass erst nach zwei- oder auch mehrmaligem manuellen Betätigen des Betätigungsorgans ein mechanisches Umschalten aus der arretierbaren Schaltstellung ermöglicht ist. Hierfür kann im Schaltherz eine zweite Raststellung vorgesehen sein, so dass der Schalter im Ein-Schaltzustand auch in der zweiten Raststellung befindlich ist. Erst aus der zweiten Raststellung ist dann ein manuelles Ausschalten des Schalters möglich. Eine solche Ausbildung ermöglicht somit das Ausschalten des Elektrogeräts auch dann, falls das automatische Ausschalten versagt.
In einer weiteren Ausgestaltung weist der Schalter einen Widerstand in der Art eines Shunts zur Strommessung auf. In kompakter sowie einfacher Ausgestaltung kann der Widerstand mäanderartig in einen Anschluss des Schalters integriert sein. Die Strommessung lässt sich beispielsweise zur Erkennung des Standby-Betriebs für das Elektrogerät verwenden. So kann dann bei einem bestimmten fließenden Strom erkannt werden, dass beispielsweise die Kaffeemaschine im Betrieb ist. In diesem Fall wird die Kaffemaschine nicht abgeschaltet, da diese noch nicht im Standby befindlich ist. Falls der Schalter beleuchtbar ausgestaltet sein soll, kann der Schalter mit einer Beleuchtung versehen sein. Hierzu kann in üblicher Weise ein Leuchtmittel, wie eine Leuchtdiode, eine Glühlampe, eine Glimmlampe o. dgl., im Gehäuse des Schalters befindlich sein.
Zweckmäßigerweise ist das Leuchtmittel auf der Leiterplatte im Gehäuse angeordnet.
Für besonders bevorzugte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Schalters ist
nachfolgendes festzustellen.
Der Druckschalter, der gegebenenfalls eine zusätzliche Beleuchtung aufweist, ist mit einem im Drücker integrierten, beweglichen Schaltherz zum mechanischen Ein- und/oder Aus- Schalten versehen. Das Schaltherz ist beweglich in Querrichtung zur Betätigungsrichtung, jedoch fest in Betätigungsrichtung angeordnet. Ein Draht in der Form eines L-förmigen Bügels greift in das Schaltherz zur Verriegelung ein. Desweiteren besitzt der Schalter eine integrierte Spule zum elektrischen / elektronischen Entriegeln bzw. Ausschalten des Schalters. Hierzu ist der Draht am Anker der Spule angelenkt, derart dass dieser aus dem Schaltherz herausziehbar ist.
Der Druckschalter ist in einer Variante mit einer integrierten Leiterplatte und einer programmierbaren Elektronik zur gesteuerten Entriegelung, also zum Ausschalten des Schalters versehen. Geht das Elektrogerät, beispielsweise eine Kaffeemaschine, in den Standby-Zustand über, so wird ein Timer in der Elektronik in Gang gesetzt, um die
Kaffeemaschine nach einer bestimmten Zeit auszuschalten. Bei dieser Variante mit im Schalter integrierter programmierbarer Elektronik wird also über ein Programm die Dauer bis zum Entriegeln bzw. Ausschalten des Schalters bestimmt. Dabei kann optional der Lastzustand des Schalters erkannt werden.
Der Druckschalter ist in einer weiteren Variante mit einem zusätzlichen Hilfskontakt versehen, der die Betätigung des Drückers delektiert. Bei dieser Variante wird also der mechanische Hilfskontakt beim Betätigen des Drückers aktiviert. Desweiteren besitzt der Druckschalter ein bewegliches Schaltherz zum mechanischen Einschalten des Schalters. Ein mechanisches Ausschalten ist mit diesem dementsprechend ausgeformten Schaltherz nicht möglich. Eine elektrische Ausschaltung des Schalters wird dann über einen Hilfskontakt eingeleitet. Bei dieser Variante wird also durch einmaliges Drücken des Drückers im Ein- Schaltzustand nur der Hilfskontakt geschlossen. Hierdurch wird die Ausschaltung des Schalters elektrisch / elektronisch veranlasst.
In einer weiteren Variante ist der Druckschalter mit einem derartig ausgeformter. Schaltherz versehen, dass erst nach zwei- oder mehrmaligem mechanischen Betätigen ein Ausschalten des Schalters ermöglicht ist. Insbesondere besitzt das Schaltherz hierfür eine zweite
Raststellung, wobei der Ein-Schaltzustand auch in der zweiten Raststellung erhalten bleibt. Erst aus der zweiten Raststellung ist ein manuelles Ausschalten möglich. Falls das automatische Ausschalten des Schalters versagt verbleibt somit die Möglichkeit des manuellen Ausschaltens. Bei dieser -Variante wird also durch ein nochmaliges Drücken des Drückers der Schalter mechanisch ausgeschaltet.
Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, dass eine kompakte kleine Bauform sowie ein einfacher Aufbau des Schalters durch die integrierte Spule und/oder durch die integrierte Spule mit Elektronik ermöglicht ist. Zur kleinen Bauform trägt weiterhin die integrierte Spule mit Hubmagnet und Schaltdraht als Rastmittel bei, wobei der Schaltdraht in ein im Drücker seitlich verschiebbar gelagertes Schaltherz eingreift sowie mechanisch und/oder elektrisch entriegelt werden kann. Durch Austauschbarkeit des Schaltherzens sind in einfacher Art und Weise auch verschiedene Varianten des Schalters möglich. Verschiedene Anschlussmöglichkeiten ermöglichen auch eine einfache Anpassung des Schalters für verschiedene Einbauvarianten im Elektrogerät.
Durch die Erkennung der Betätigung des Drückers lässt sich eine verzögerte Abschaltung des Gerätes realisieren. Dies bringt beispielsweise Vorteile bei Kaffeemaschinen, bei denen ein Reinigungszyklus initiiert werden kann bevor das Gerät vom Netz getrennt wird. Ebenso vorteilhaft ist dies bei Unterhaltungselektronikgeräten, die erst nach Beendigung einer bestimmten Aktion galvanisch vom Netz getrennt werden. Die elektronische Abschaltung lässt sich optional durch mehrmaliges Drücken des Drückers übergehen. Es sind auch in einfacher Art und Weise verschiedene Ein- und/oder Ausschaltmöglichkeiten für den Schalter realisierbar. Weiter von Vorteil ist eine deutliche Komfortsteigerung, da durch die Erkennung der Lastzustände der Abschaltzeitpunkt optimal gesetzt werden kann. Zugleich reduziert sich dabei der Standby- Verbrauch für das Elektrogerät, wodurch Energie eingespart wird.
Ausführungsbeispiele der Erfindung mit verschiedenen Weiterbildungen und
Ausgestaltungen sind in den Zeichnungen dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben. Es zeigen
Fig. 1 einen elektrischen Schalter in Explosionsdarstellung,
Fig. 2 einen elektrischen Schalter entsprechend einer weiteren Ausführung in
Explosionsdarstellung,
Fig. 3 einen elektrischen Schalter entsprechend einer nochmals weiteren Ausführung in Explosionsdarstellung und
Fig. 4 das Betätigungsorgan des Schalters aus Fig. 1 in vergrößerter Darstellung.
In Fig. 1 ist ein elektrischer Schalter 1 in Explosionsdarstellung gezeigt. Der Schalter 1 besitzt ein Gehäuse 2, das aus einem Sockel 3 und einem Deckel 4 besteht. Im Gehäuse 2 befindet sich ein in der Art eines Schnappsystems ausgestaltetes Kontaktsystem 5. Aus dem Gehäuse 2 ragt ein gegen eine Rückstellfeder 11 bewegliches Betätigungsorgan 6 zum manuellen Umschalten des Kontaktsystems 5 zwischen zwei Schaltstellungen heraus. Bei der einen Schaltstellung handelt es sich um die Aus-Schaltstellung und bei der anderen Schaltstellung um die Ein-Schaltstellung des Kontaktsystems 5.
Das Kontaktsystem 5 umfasst einen Festkontakt 7 sowie einen beweglichen Schaltkontakt 8. Der Festkontakt 7 befindet sich an einem elektrischen Anschluss 24. Der Schaltkontakt 8 ist in einem Schneidenlager 27 an einem elektrischen Anschluss 24' beweglich gelagert. Die aus dem Gehäuse 2 herausragenden elektrischen Anschlüsse 24, 24' dienen zur Zuführung der elektrischen Spannung für den Schalter 1. Ein im Gehäuse 2 beweglich gelagerter Schalthebel 9 steht mit dem Betätigungsorgan 6 in Wirkverbindung. Eine Zugfeder 10 ist einerseits am Schalthebel 9 sowie andererseits am Schaltkontakt 8 eingehängt. Dadurch schaltet das Kontaktsystem 5 bei Bewegung des Betätigungsorgans 6 durch den Benutzer und der damit einhergehenden Bewegung des Schalthebels 9 schnappend zwischen der Aus- Schaltstellung, in der der Schaltkontakt 8 an einem Anschlag 12 im Sockel 3 anliegt, sowie der Ein-Schaltstellung, in der der Schaltkontakt 8 am Festkontakt 7 elektrisch kontaktierend anliegt, um.
Das Betätigungsorgan 6 ist in wenigstens einer der Schaltstellungen, und zwar vorliegend in der Ein-Schaltstellung, arretierbar. Hierzu steht das Betätigungsorgan 6 mit einer
Führungskurve 13 in der Art eines Schaltherzens in Wirkverbindung. In die Führungskurve 13 greift ein aus einem Stift bestehendes Rastmittel 14 ein, derart dass durch das
Zusammenwirken von Stift 14 und Führungskurve 13 das Betätigungsorgan 6 in der Ein- Schaltstellung arretierend bzw. verriegelnd festgehalten ist. Im Gehäuse 2 ist ein
Bewegungsmittel 15 für den Stift 14 angeordnet, derart dass der Stift 14 in und oder außer Eingriff mit der Führungskurve 13 bewegbar ist. Dadurch wird das in der arretierten Schaltstellung befindliche Betätigungsorgan 6 entriegelt und das Kontaktsystem 5 des Schalters 1 wird aus der einen arretierbaren Schaltstellung in die andere Schaltstellung geschaltet, ohne dass hierzu das manuelle Betätigen des Betätigungsorgans 6 durch den Benutzer notwendig ist. Die Entriegelung des Schalters 1 aus der arretierbaren
Schaltstellung wird bewirkt, indem der Stift 14 aus der Führungskurve 13 herausgezogen wird, wobei dann aufgrund der Wirkung der Rückstellfeder 11 das Betätigungsorgan 6 zurückgestellt und dabei das Kontaktsystem 5 umgeschaltet wird. Mit anderen Worten ist vorliegend der Schalter 1, der manuell mittels des Betätigungsorgans 6 eingeschaltet ist, zumindest nichtmanuell ausschaltbar.
Um ein nichtmanuelles„elektronisches" Ausschalten zu ermöglichen, besteht das
Bewegungsmittel 15 aus einem ansteuerbaren Aktor, welcher den Stift 14 bei
entsprechender Ansteuerung bewegt. Bei dem Aktor handelt es sich wiederum um einen eine Spule 16 aufweisenden Elektromagneten. Der Stift 14, der aus Draht in der Art eines L- förmigen Bügels ausgestaltet ist, ist am in der Spule 16 befindlichen Anker 17 des
Elektromagneten 15 angelenkt. Der Anker 17 ist mittels einer Druckfeder 23 rückstellbar. Wie man weiter der Fig. 4 entnehmen kann, ist die Führungskurve 13 in einem Element befindlich, das beweglich in Querrichtung 18 zur Betätigungsrichtung 19 sowie fest in Betätigungsrichtung 19 des Betätigungsorgans 6 am Betätigungsorgan 6 angeordnet ist.
Für das gesteuerte„elektronische" Ausschalten des Schalters 1 durch Entriegelung des Betätigungsorgans 6 kann der Schalter 1 eine programmierbare Elektronik 31, die beispielsweise einen Timer umfasst, aufweisen. Die Elektronik 31 ist auf einer im Gehäuse 2 befindlichen Leiterplatte 20 angeordnet, wie in Fig. 2 zu sehen ist. So kann im Standby- Zustand des Elektrogeräts, an dem sich der Schalter 1 befindet, der Timer in Gang gesetzt werden. Nach einer vorbestimmten Zeit wird dann das Elektrogerät, beispielsweise die Kaffeemaschine elektronisch ausgeschaltet. Um eine einfache Montage der Leiterplatte 20 im Gehäuse 2 zu ermöglichen, ist am Sockel 3 ein weiterer Deckel 4' angeordnet. In Fig. 2 ist noch ein weiterer aus dem Gehäuse 2 herausragender elektrischer Anschluss 21 für einen elektrisch neutralen Leiter zu sehen, der für die Funktion der Elektronik 31 benötigt wird.
Der Schalter 1 kann auch durch externe Ansteuerung ausschaltbar sein. Hierzu weist der Schalter 1 gemäß Fig. 3 einen zusätzlichen Hilfskontakt 29 mit Kontaktbrücke 30 auf. Über den Hilfskontakt 29 mitsamt Kontaktbrücke 30 kann die Betätigung des Betätigungsorgans 6 in die arretierte Schaltstellung und damit die Einschalt-Stellung des Kontaktsystems 5 detektiert werden. Das Kontaktsystem 5 sowie das Bewegungsmittel 15 stehen über Verbindungsstifte 28, welche in Fig. 2 gezeigt sind, mit der Leiterplatte 20 in elektrischer Verbindung. Desweiteren kann das Schaltherz 13 derart ausgestaltet sein, dass mittels des Betätigungsorgans 6 lediglich ein mechanisches bzw. manuelles Umschalten in die arretierbare Schaltstellung, jedoch kein manuelles Umschalten in die andere Schaltstellung ermöglicht ist. Die elektrische bzw. elektronische Entriegelung des Schalters 1 aus der arretierbaren Schaltstellung wird durch entsprechende Ansteuerung über weitere, aus dem Gehäuse 2 herausragende Hilfskontakte 22, welche in Fig. 3 zu sehen sind, eingeleitet.
In einer Erweiterung dieses Konzepts, das jedoch nicht weiter gezeigt ist, kann das
Schaltherz 13 derart ausgestaltet sein, dass erst nach zwei- oder mehrmaligem manuellen . Betätigen des Betätigungsorgans 6 ein mechanisches Umschalten aus der arretierbaren Schaltstellung, in welcher das Kontaktsystem 5 sich in Einschalt-Stellung befindet, in die entriegelte beziehungsweise nichtarretierte Schaltstellung, in welcher sich das
Kontaktsystem 5 in der Ausschalt-Stellung befindet, ermöglicht ist Hierfür weist das Schaltherz 13 eine zweite Raststellung auf, wobei der Ein-Schaltzustand des Kontaktsystems
5 neben der ersten Raststellung auch in der zweiten Raststellung bestehen bleibt. Im
Gegensatz zur ersten Raststellung, in der lediglich ein automatisches elektronisches
Ausschalten erfolgen kann, ist jedoch erst aus der zweiten Raststellung ein manuelles Ausschalten des Kontaktsystems 5 in den Aus-Schaltzustand mittels des Betätigungsorgans
6 möglich. Die zweite Raststellung dient zum manuellen Ausschalten des Schalters 1, falls beispielsweise im Fehlerfalle das automatische Ausschalten versagt.
Der Schalter 1 kann einen Widerstand in der Art eines Shunts zur Strommessung aufweisen. Wie man weiter der Fig. 2 entnehmen kann, ist der Widerstand 25 mäanderartig im
Anschluss 24 des Schalters 1 integriert. Solange über den Anschluss 24 ein bestimmter Strom fließt, welcher mit Hilfe des Widerstands 25 messbar ist, kann der Betrieb des Elektrogeräts detektiert werden. Beispielsweise kann dadurch der Betrieb der
Kaffeemaschine detektiert werden, um so ein automatisches Abschalten zu verhindern. Erst wenn sich die Kaffeemaschine im Standby befindet, womit allenfalls ein verringerter Strom über den Anschluss 24 fließt, wird das automatische Ausschalten der Kaffeemaschine ausgelöst. Schließlich ist der Schalter 1 mit einer Beleuchtung versehen, wozu eine
Leuchtdiode 26 auf der Leiterplatte 20 befindlich ist.
Die Erfindung ist nicht auf die beschriebenen und dargestellten Ausführungsbeispiele beschränkt. Sie umfasst vielmehr auch alle fachmännischen Weiterbildungen im Rahmen der durch die Patentansprüche definierten Erfindung. So kann ein derartiger elektrischer Schalter 1 nicht nur für Kaffeemaschinen sondern auch in sonstigen Elektrogeräten, bei denen ein automatisches Umschalten ermöglicht sein soll, sowie bei sonstigen Hausgeräten, Gartengeräten, Elektrowerkzeugen o. dgl. Verwendung finden. Bezugszeichen-Liste: : (elektrischer) Schalter
: Gehäuse
: Sockel
,4': Deckel
: Kontaktsystem
: Betätigungsorgan
: Festkontakt
: Schaltkontakt
: Schalthebel
0 Zugfeder (für Kontaktsystem)1 Rückstellfeder (für Betätigungsorgan)2 Anschlag
3 Führungskurve / Schaltherz
4 Rastmittel / Stift
5 Bewegungsmittel / Elektromagnet6 Spule
7 Anker
8 Querrichtung
9 Betätigungsrichtung
0 Leiterplatte
1 (elektrischer) Anschluss
2 Hilfskontakt
3 Druckfeder (für Anker)
4,24': (elektrischer) Anschluss
5 : Widerstand
6 Leuchtdiode
7 : Schneidenlager
8 : Verbindungsstift (zusätzlicher) Hilfskohtakt
Kontaktbrücke
Elektronik

Claims

P a t e n t a n s p rü c h e :
1. Elektrischer Schalter mit einem Kontaktsystem (5) sowie mit einem beweglichen Betätigungsorgan (6) zum Umschalten des Kontaktsystems (5) zwischen zwei
Schaltstellungen, wobei das Betätigungsorgan (6) mit einer Führungskurve (13) in der Art eines Schaltherzens in Wirkverbindung steht und ein Rastmittel (14) in Eingriff mit der Führungskurve (13) bringbar ist, derart dass durch das Zusammenwirken von Rastmittel (14) und Führungskurve (13) das Betätigungsorgan (6) in wenigstens einer der
Schaltstellungen arretierbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass ein Bewegungsmittel (15) für das Rastmittel (14) vorgesehen ist, derart dass das Rastmittel (14) in und/oder außer Eingriff mit der Führungskurve (13) bewegbar ist, insbesondere derart dass das in der arretierten Schaltstellung befindliche Betätigungsorgan (6) entriegelt wird, so dass das Kontaktsystem (5) aus der einen arretierbaren Schaltstellung in die andere Schaltstellung geschaltet wird.
2. Elektrischer Schalter nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Schalter (1) ein Gehäuse (2) aufweist, dass vorzugsweise das Kontaktsystem (5) im Gehäuse (2) befindlich ist, dass weiter vorzugsweise das Betätigungsorgan (6) aus dem Gehäuse (2) ragt, dass noch weiter vorzugsweise elektrische Anschlüsse (24, 24') zur Zuführung der elektrischen Spannung für den Schalter (1) aus dem Gehäuse (2) ragen, und dass nochmals weiter vorzugsweise das Bewegungsmittel (15) im Gehäuse (2) angeordnet ist.
3. Elektrischer Schalter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Bewegungsmittel (15) aus einem ansteuerbaren Aktor besteht, derart dass das Rastmittel (14) bei Ansteuerung des Aktors bewegt wird, und dass es sich vorzugsweise bei dem Aktor um einen eine Spule (16) aufweisenden Elektromagneten (15) handelt.
4. Elektrischer Schalter nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Rastmittel (14) aus einem Stift besteht, wobei insbesondere der Stift (14) am in der Spule (16) befindlichen Anker (17) des Elektromagneten (15) angelenkt ist, dass vorzugsweise die Führungskurve (13) beweglich in Querrichtung (18) zur Betätigungsrichtung (19) sowie fest in Betätigungsrichtung (19) des Betätigungsorgans (6) am Betätigungsorgan (6) angeordnet ist, und dass weiter vorzugsweise der Stift (14) aus Draht in der Art eines L·föΓmigen Bügels ausgestaltet ist
5. Elektrischer Schalter nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Schalter (1) eine programmierbarer Elektronik (31), die insbesondere einen Timer umfasst, zur gesteuerten Entriegelung des Betätigungsorgans (6) aus der arretierbaren Schaltstellung aufweist, und dass vorzugsweise die Elektronik (31) auf einer im Gehäuse (2) befindlichen Leiterplatte (20) angeordnet ist.
6. Elektrischer Schalter nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Schalter (1) einen zusätzlichen Hilfskontakt (29) aufweist, wobei der Hilfskontakt (29) die Betätigung des Betätigungsorgans (6), insbesondere in die arretierte Schaltstellung, detektiert, dass vorzugsweise die Führungskurve (13) derart ausgestaltet ist, dass mittels des Betätigungsorgans (6) lediglich ein Umschalten in die arretierbare Schaltstellung und kein Umschalten in die andere Schaltstellung ermöglicht ist, und dass weiter vorzugsweise die Entriegelung des Schalters (1) aus der arretierbaren Schaltstellung über einen Hilfskontakt (22) eingeleitet wird.
7. Elektrischer Schalter nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Führungskurve (13) derart ausgestaltet ist, dass erst nach zwei- oder mehrmaligem Betätigen des Betätigungsorgans (6) ein Umschalten aus der arretierbaren Schaltstellung ermöglicht ist.
8. Elektrischer Schalter nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Schalter (1) einen Widerstand (25) in der Art eines Shunts zur Strommessung aufweist, und dass vorzugsweise der Widerstand (25) mäanderartig in einen Anschluss (24) des Schalters (1) integriert ist.
9. Elektrischer Schalter nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Schalter (1) mit einer Beleuchtung versehen ist.
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