WO2013120634A1 - Elektrischer drucktaster mit einem dichtbalg und einer den dichtbalg beaufschlagenden feder sowie verfahren zu dessen montage - Google Patents

Elektrischer drucktaster mit einem dichtbalg und einer den dichtbalg beaufschlagenden feder sowie verfahren zu dessen montage Download PDF

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WO2013120634A1
WO2013120634A1 PCT/EP2013/050067 EP2013050067W WO2013120634A1 WO 2013120634 A1 WO2013120634 A1 WO 2013120634A1 EP 2013050067 W EP2013050067 W EP 2013050067W WO 2013120634 A1 WO2013120634 A1 WO 2013120634A1
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WO
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Prior art keywords
plunger
housing
spring
sealing bellows
side end
Prior art date
Application number
PCT/EP2013/050067
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English (en)
French (fr)
Inventor
Berthold Schulz
Steffen Buhl
Original Assignee
R.Stahl Schaltgeräte GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by R.Stahl Schaltgeräte GmbH filed Critical R.Stahl Schaltgeräte GmbH
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Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H13/00—Switches having rectilinearly-movable operating part or parts adapted for pushing or pulling in one direction only, e.g. push-button switch
    • H01H13/02—Details
    • H01H13/04—Cases; Covers
    • H01H13/06—Dustproof, splashproof, drip-proof, waterproof or flameproof casings
    • H01H13/063—Casings hermetically closed by a diaphragm through which passes an actuating member

Definitions

  • the invention relates to an electrical push-button with a housing and a movable relative to the housing plunger.
  • the plunger is at least partially arranged in a housing recess.
  • an electrical contact In an inner region of the housing is an electrical contact, which is coupled to the movement of the plunger.
  • When pressing the plunger of the electrical contact can open or an electrical connection ⁇ put close.
  • the interior is protected by a seal against the ingress of dust and / or a liquid.
  • a spring urges the plunger with a biasing force.
  • the plunger is movably mounted against this biasing force of the spring in a direction of movement relative to the housing. If the plunger is not operated by an external force, it is in its off ⁇ passage layer.
  • An electrical push-button is known from DE 94 04 154 Ul.
  • This push-button has a spring which is supported on the sealing gasket on the one hand and on the plunger on the other hand.
  • the seal is designed in an embodiment in cross section, Y-shaped and looped around the plunger, wherein the two radially outer leg of the seal bear against the inside of a sleeve-shaped housing portion and the radially inner's ⁇ angle of the seal rests against the ram.
  • a sealing membrane or a sealing bellows disposed between the plunger and the housing for sealing the inner region.
  • the push-button has a preferably multi-part housing with a housing recess.
  • the plunger is movably mounted in a direction of movement.
  • On the plunger ei ⁇ ne externally accessible actuating surface is available for actuating the push button.
  • an electrical contact with the plunger is arranged in a manner of motion.
  • Zvi ⁇ rule the electrical contact and the plunger can be interposed a plurality of transmission elements.
  • the elekt ⁇ innovative contact itself may be angeord ⁇ net in a contact housing.
  • the contact housing may be in the type of protection "pressure- ⁇ proof enclosure" to be executed.
  • this electrical contact is moved and can open or close an electrical connection at a connection point, depending on whether the push button switch is normally closed or normally open.
  • the Pushbutton is protected against the ingress of dust and / or liquid between the plunger and the housing in the inner region by a sealing bellows, which is closed ring-shaped in a preferred exemplary embodiment and ⁇ has a housing-side end and a ram-side end
  • the sealing bellows are preferably ring-shaped or annular. bellows is connected to the housing.
  • the plunger-side end of the sealing bellows is connected to the plunger.
  • a spring of the pushbutton is used to bias the plunger in its initial position or rest position by a biasing force acting by the spring between the housing and the plunger.
  • An operator can move the plunger on the actuating surface against the biasing force relative to the Ge ⁇ housing.
  • the springs has turns of different diameters. It is a preferably completely closed annularwithwindung present, viewed radially to the direction of movement of the plunger ⁇ tung which presses the tappet-side end of the sealing bellows against the plunger.
  • the ab ⁇ end turn has a smaller diameter than the other turns which are called spring coils.
  • the spring coils are used to generate the biasing force, preferably a spring coil is supported on the housing and a spring coil on the plunger in the direction of movement.
  • the spring is preferably made as a one-piece spring from a wire and has the form of a helical spring apart from the final turn.
  • the spring coils denote the turns of the spring with the exception of the final spring. These spring coils preferably all have the same diameter.
  • the tappet-side end can thereby form a bead which is disposed entirely in particular ⁇ sondere within the Stumbleelnut, so that the complicatwindung pen in Stumbleelnut can be pushed onto the tappet-side end of the sealing bellows after placing the tappet-side end very simple, which the assembly considerably simplified.
  • the plunger in the direction of sliding of the sealing bellows or the spring to the ram groove may preferably be flared to simplify the sliding of the final turn on the plunger-side end of the sealing bellows.
  • the plunger ⁇ side end on its radially outer side have a preferential ⁇ annular circumferential recess or form, in which the configuredwindung is at least partially taken ⁇ taken.
  • transition piece extending radially and / or obliquely to the radial direction between the end turn and the adjacent spring turn of the spring.
  • transition part of the diameter of the spring is increased following the foiwindung.
  • the housing may have a first housing part with a housing groove open in the direction of movement, in which the housing-side end of the sealing bellows is arranged.
  • the ge ⁇ koruse discoverede end of the sealing bellows may be non-positively or friction locked and / or cohesively in the housing groove be ⁇ strengthened.
  • a retaining projection is provided on a housing part connected to the second housing part of the housing, which acts on the arranged in the housing groove housing side end of the sealing bellows to prevent slipping out of the housing-side end of the housing groove.
  • the retaining projection may be annular and closed preferably carried hohlzylind ⁇ driven. Be assigned the housing-side end of the sealing bellows free end can protrude in an existing at Georesu ⁇ se documenten end recess. The housing-side end of the sealing bellows can be elastically deformed by the Haltevor ⁇ jump, so that the sealing effect is improved.
  • the bellows part forms one and preferably ⁇ only one meniscus. Meniscus means a bulge of the bellows part, in the area of which the bellows part partly arched over 90 ° and up to 180 °.
  • Meniscus moves along with the plunger in the direction of movement.
  • a first portion may be formed between the meniscus and the housing-side bellows portion, and a second portion of the bellows portion may be formed between the meniscus and the plunger-side bellows portion.
  • the first section preferably extends adjacent to the retaining projection and is in particular arranged coaxially to the direction of movement.
  • the second portion may be present at a before ⁇ ferred embodiment of a radial flange of the Stö ⁇ SSELS following the tappet-side end.
  • the elastic deformation of the sealing bellows is low even during the movement of the plunger. There are no or hardly any stretching of the sealing bellows. As ⁇ by a long life of the sealing bellows can be achieved.
  • the pushbutton according to the invention can be produced very simply by the following method:
  • a housing with a housing recess and a plunger which preferably has the Stö ⁇ belnut.
  • the sealing bellows is pushed onto the plunger.
  • the plunger-side end of the sealing ⁇ bellows is expanded elastically, so that it rests sealingly on the plunger.
  • the sealing bellows is pushed so far over the plunger until the plunger ⁇ side end contracts elastically into the sealing groove and there sealingly abuts the groove bottom.
  • the spring is on the plunger maro ⁇ ben, wherein the immediatelywindung is elastically expanded and pushed onto the plunger-side end of the sealing bellows. The final turn exerts a radial force on the plunger-side end of the sealing bellows and improves the Tightness at the junction of the sealing bellows with the plunger.
  • the plunger is movably mounted in the housing recess of the housing and sealingly connects the housing-side end of the sealing bellows with the housing. The formed through the spring coils of the spring is supported between the plunger and the housing and biases the plunger in its initial or Ru ⁇ helage before.
  • the Mon ⁇ daily tool can have an axially slotted sleeve part on ⁇ .
  • the at least one slot in the sleeve part extends up to a free end of the sleeve part, so that the sleeve part can expand radially.
  • the plunger-side end of the sealing bellows or the end turn can be moved along the plunger.
  • FIG. 2 shows the spring of the pushbutton according to FIG. 1 in a perspective view
  • FIG. 3 shows the spring from FIG. 2 in a side view
  • Figure 4 shows the spring according to Figures 2 and 3 in one Top view along the spring longitudinal axis on the conclusion ⁇ winding and
  • FIG. 5 shows an assembly tool in a perspective partial representation for mounting the pushbutton according to FIG. 1
  • Figure 1 shows a longitudinal section through an embodiment of an electric push-button 10.
  • Push-button 10 has a housing 11, which serves in the embodiment to fasten the push-button 10 on a wall ⁇ section 12 with a wall opening 13.
  • the wall portion 12 may be part of a device housing or a cabinet.
  • the housing 11 is designed in several parts. It has a hohlzy ⁇ -cylindrical first housing part IIa, which is used in the embodiment to be inserted through the wall opening. 13 In the region of one end of the first housing part IIa, a locking ring 14 can be screwed. At a distance from the securing ring 14, a fastening projection 15 is provided on the first housing part IIa, which cooperates with the securing ring 14. Between the Fixed To ⁇ supply protrusion 15 and the snap ring 14, the first housing part IIa can be attached to the wall portion 12th In order to prevent ingress of liquid through the wall opening 13, a sealing ring 16 is arranged according to the invention between the attachment ⁇ projection 15 and the wall portion 12. The outer diameter of the mounting projection 15 and the securing ring 14 are larger than the diameter of the diameter ⁇ example circular wall opening 13th
  • the first housing portion IIa is arranged coaxially to a longitudinal axis L of the pushbutton ⁇ 10th In the area of the Be ⁇ fixing projection 15 according to an example hohlzylind ⁇ -driven connecting portion 17 projects away 15 coaxially to the longitudinal axis L of the fixing protrusion.
  • a second hous ⁇ part is IIb connected to the first housing part IIa in the embodiment.
  • the connection between the two housing parts IIa and IIb can be non-positively and / or positively, for example done with the help of a screw connection.
  • the two housing parts IIa and IIb are releasably connected to each other.
  • a hollow cylindrical retaining projection 18 of the second housing part IIb is used for connection to the Wegsab ⁇ section 17.
  • the outer diameter of the retaining projection 18 corresponds approximately to the inner diameter of the Erfindungsab ⁇ section 17, so that the retaining projection 18 along the longitudinal axis L in the Connecting portion 17 can be inserted to connect the two housing parts IIa and IIb together.
  • the retaining projection 18 is completely enclosed by an annularly closed cover 23 of the second housing part IIb ko ⁇ axially. Between the holding projection 18 and the cover member 23, an annular space 24 is formed, in which, when the connection is established, the connecting portion 17 of the first housing part IIa is located. At a ring portion 25 of the second housing part IIb of Hal ⁇ tevorsprung 18 and the cover 23 are connected to each other. The ring portion 25 encloses an exemplary circular ⁇ shaped housing opening 26th
  • An actuating part 30 of a relative to the housing 11 movable plunger 31 has an externally accessible through the housin ⁇ opening 26 actuation surface 32 which is executed concave in the embodiment shown here.
  • the actuating surface 32 serves to precise ⁇ len actuation of the pushbutton 10 by an operator.
  • the plunger 31 may also consist of a plurality of interconnected ⁇ nen parts as in the embodiment shown here.
  • the actuating part 30 is for example ⁇ fixed by means of locking means 33 on a cylindrical part 34 of the plunger 31.
  • the operating part 30 has a circular contoured plate with the Actu ⁇ supply surface 32, wherein on the actuating surface 32 opposite sides of several locking elements 35 project, which cooperate with locking counter-elements 36 on the cylindrical part 34 for producing the latching connection.
  • the locking counter-elements 36 are as shown in Figure 1 illustrated in the embodiment within a hollow cylindrical Ab ⁇ section 37 of the cylindrical portion 34 of the plunger 31 seen before ⁇ .
  • the actuating surface 32 opposite the back of the plate of the actuating member 30 is located on zy ⁇ cylindrical part 34 and according to the example on an end face of the hollow cylindrical portion 37.
  • the housing 11 has an approximately cylindrical housing recess 40, which in the exemplary embodiment is provided on the first housing part IIa coaxially with the longitudinal axis L.
  • the plunger 31 and beispielsge ⁇ according to the cylindrical portion 34 of the plunger 31 in a movement ⁇ direction R is movably mounted.
  • the direction of movement R extends in the embodiment parallel to the longitudinal ⁇ axis L.
  • the actuating surface 32 and the operating member 30 in the axial direction along the longitudinal axis L a distance from the first housing part IIa arranged on ⁇ and is located, for example, in the housing ⁇ opening 26th
  • a support surface 42 for a spring 43 is present on the actuating part 30 facing in the direction of the longitudinal axis L oriented axial side 41 of the first Ge ⁇ housing part IIa.
  • the support surface 42 is formed in the embodiment shown here by the groove bottom of a bearing groove 44.
  • the bearing groove 44 is formed between two coaxial zuein ⁇ other axial projections 45, 46 of the first housing part IIa. It serves to accommodate the on Housing 11 supporting end of the spring 43.
  • the spring 43 on the one hand is supported on the housing 11 and on the other hand, on the plunger 31, and biases this in its unactuated position before from ⁇ gear.
  • the spring 43 is illustrated in FIGS . 2 to 4. It has an annularly closed around the spring longitudinal axis F completely closed facedwindung 47 with a ers ⁇ th diameter Dl.
  • the final turn 47 begins at the first free end 48 of the spring 43 forming wire which is wound around the spring longitudinal axis F to form the contemplatwindung 47, starting from the first free end 48 by more than 360 °.
  • an overlap region 49 is formed, in which two wire sections abut each other for complete annular closure of the closure turn 47.
  • the overlap region 49 constitutes the first free end 48 opposite end of the configuredwindung 47.
  • the wire of the spring on a transition portion 50 goes to the outside. Because of this, the diameter of the spring 43 changes due to the transition part 50.
  • a second diameter D2 which is greater than the first diameter Dl theandwindung 47.
  • the inner diameter of Turns 47, 51 registered.
  • the spring 43 does not change wire forming its cross-sectional shape and the large ⁇ SSE of the cross section, also in each case the average diameter or the outer diameter could be used as the first diameter Dl and a second diameter D2.
  • the diameter Dl, D2 it works only about the relation of the two diameters to each other.
  • the difference between the first diameter Dl and the second diameter D2 is greater in magnitude than the diameter of the spring 43 forming wire, so ra ⁇ dial considered to the spring longitudinal axis F between the Ab ⁇ circuit winding 47 and the adjacent spring coil 51, a radial distance A is formed ,
  • the closing turn 47 opposite and the second free end 52 of the spring 43 having, the housing 11 associated spring coil 51 serves as a support turn 53 and rests on the support surface 42 on the housing 11 and ⁇ play according to the first housing part IIa.
  • the Abstützwin ⁇ tion 53 of the spring 43 winds according to example in a radial plane with respect to the spring longitudinal axis F.
  • the entge ⁇ geniten end of the spring 43 existing foiwindung 47 has in the axial direction along the longitudinal axis F only a small pitch, the diameter of the wire of the Spring 43 corresponds.
  • the existing between the jacking ⁇ meander 53 and 47 impartwindung spring coils 51 spiraling helically around the longitudinal axis of the spring F.
  • the number of spring coils 51 between the consideredwindung 47 and the Abstweilwindung 53 is arbitrary.
  • the spring coils 51 need not be completely closed annularly, so that the number of spring coils 51 does not necessarily have to be a natural number.
  • Abstweilwindung 53 can not be completely closed.
  • the plunger groove 57 is on the cylindrical part 34 and in particular ⁇ special on the hollow cylindrical portion 37 of the plunger.
  • the St finallyelnut 57 is on the actuator member 30 supplied arrange ⁇ th page bounded by a radial flange 58 of the plunger 31st
  • the sealing bellows 65 has a housing-side end 66 and a plunger-side end 67.
  • the two ends 66, 67 are each formed by an annular sealing bead.
  • Between the two ends 66, 67 extends a diaphragm-like bellows part 68 of the sealing bellows ⁇ 65.
  • the sealing bellows 65 is made of a uniform plastic material, preferably rubber material, seamlessly and without joints produced in one piece.
  • the diaphragm-like bellows portion 68 is ⁇ bulges on a meniscus 69 ge up to 180 °.
  • a first portion 68a of the bellows part 68 extends from the housing-side end 66 radially inwardly adjacent to the holding portion 18 approximately coaxially to the longitudinal axis L of the pushbutton 10 to the meniscus 69.
  • a second Ab ⁇ section 68b of the bellows 68 extends between the plunger end 67 and the meniscus 69.
  • the plunger-side end 67 is disposed in the plunger groove 57.
  • the second section 68b bears against the radial flange 58 of the plunger 31 and extends in this area approximately radially to the longitudinal axis. se L of the pushbutton 10.
  • the plunger-side end 67 may have on its radially äuße ⁇ ren side a recess 70 for the complicatwindung 47 of the spring 43 which pushes the plunger-side end 67 of the sealing bellows 65 with a radially inward to the longitudinal L directed toward the force in the ram 57.
  • the Vertie ⁇ tion 70 may also be formed solely by the elastic deformation of the plunger-side end 67 when the complicatwindung 47 presses radially to the longitudinal axis L on the plunger ⁇ side end 67.
  • the facedwindung 47 is applied to the arranged in the Stberichtelnut 57 plunger end 67 and urges the plunger-side end 67 radially against the plunger 31. This achieves be ⁇ Sonders good seal between the sealing bellows 65 and the plunger 31st
  • the meetwindung 47 contributes little or nothing to the axial bias of the plunger 31 in the direction of movement R.
  • This biasing force is generated by the spring coils 51 having a larger second diameter D2.
  • the spring coil 51 adjoining the terminal coil 47 can be supported axially by way of the sealing bellows 65 and, according to the example, the second section 68b on the plunger 31 and, according to the example, on the radial flange 58. At least the spring turn 51 adjoining the final turn 47 is supported axially when the spring 43 is compressed via the sealing bellows 65 on the plunger 31.
  • the housing-side end 66 of the sealing bellows 65 is arranged in a housing groove 75.
  • the housing groove 75 is ko ⁇ axially to the longitudinal axis L on the housing 11 and according to the example on the first housing part IIa available.
  • the housing groove 75 connects radially inwardly directly to the connecting portion 17, whereby the housing groove 75 seen the retaining projection 18 in the direction of the longitudinal axis L. is opposite.
  • the housing groove 75 is axially open in the direction of motion ⁇ R for actuating part 30th
  • the housing groove 75 which is of a sealing bead formed ge ⁇ housing-side end 66 of the sealing bellows 65 preference ⁇ example positively or frictionally located.
  • the holding projection 18th is associated with the housing-side end 66 of the sealing bellows 65.
  • the free end 76 of the retaining projection 18 may rest on the housing-side end 66 or be arranged at a distance therefrom.
  • the housing-side end 66 of the sealing bellows 65 is elastically deformed example.
  • the holding ⁇ projection 18 serves to prevent the slipping of the geHousesei ⁇ term end 66 of the housing groove 75 miles.
  • the bellows portion 68 joins the radially inner end of the housin ⁇ se substantiveen end 66, so that the housing-side end 66 a of the bellows part 68 surrounds the annular surface 78 or annular combustion stage formed which is assigned to the retaining projection 18 for the sliding out of the housing-side end 66 from the housing groove 75 to avoid.
  • the housing-side end 66 in particular on its Ringflä ⁇ che 78 a holding recess 77 which forms an annularly closed groove.
  • the holding recess 77 is axially open in direction R BEWE ⁇ supply.
  • the holding recess 77 protrudes the retaining projection 18 with its free end 78 inside.
  • the holding recess 77 surrounds the first section 68a of the bellows ⁇ part 68 of the sealing bellows 65 adjoining the housing-side end 66 coaxially.
  • an electrical contact 85 is arranged, which is bewe ⁇ supply and coupled, for example connected to the plunger 31st When betae ⁇ term of the button by pressing on the actuating surface 32, the plunger 31 moves against the biasing force of the spring 43 in the movement direction R.
  • the electrical contact 85 an electrical connection at a Kon ⁇ timing location 86 to open or close. This depends on whether the pushbutton 10 is designed as an opener or closer. Combinations are possible.
  • the plunger 31 and a plurality of electrical contacts 85 may be connected so that during the movement of the plunger 31 at the same time a plurality of electrical connections to a respectively zugeord ⁇ Neten contact point 86 can either be opened or closed.
  • one or more transmission elements may be Linge ⁇ switches that transmit the ram movement on the electrical contact 85th
  • the electrical contact 85 and the contact point 86 are arranged in the embodiment in a contact housing, not shown.
  • the contact ⁇ housing is preferably designed in the protection "pressure resistant Kap ⁇ selung".
  • the assembly tool 90 has a hollow cylindrical sleeve member 91, in the axial direction of the free end of the sleeve part of several parallel ⁇ lel slits 92 are introduced. Between two adjacent slots 92 each have a tongue 93 is formed on the sleeve part 91, which can spring up radially from the longitudinal axis of the sleeve part.
  • the inner diameter of the sleeve part 91 corresponds approximately to the external ⁇ diameter of up 31 to the extension portion 59 at ⁇ closing guide portion 60 of the cylindrical portion 34 of the plunger
  • the tabs 93 lie outside of the cylindrical part 34, so that the end faces 94 of the tongues 93 abut the plunger-side end 67 of the sealing bellows 65 and can move along the outer surface of the plunger 31. If the plunger-side end 67 of the sealing bellows 65 reaches the extension section 59, this end 67 is radially further stretched until it reaches the plunger groove 57 and contracts radially elastically such that it comes to lie in the plunger groove 57.
  • the housing-side end 66 of the sealing bellows can be arranged in the housing groove 75 of the first housing part IIa, and finally the second housing part IIb can be connected to the first housing part IIa.
  • the invention relates to a protected against the ingress of dust and strong jet water electrical push-button 10.
  • This has a housing 11 and a movable housing in a recess 40 ram 31.
  • an actuating surface 32 is provided, via which an operator can move the plunger 31 against a biasing force of a spring 43 relative to the housing 11. In this operation, opens an electrical Ver ⁇ connection via an electrical contact 85 at a contact point 86 or closed.
  • a sealing bellows is arranged between the housing 11 and the plunger 31, a sealing bellows is arranged.
  • the sealing ⁇ bellows has a housing-side end 66, to which it is disposed in a housing groove 75 miles.
  • the sealing bellows 65 also has a plunger-side end 67, with which it is arranged in a plunger groove 57.
  • the spring 43 has Federwin ⁇ compounds 51 with a second diameter D2 that is greater than the first diameter Dl to a contwindung 47 which abuts the sealing bellows 65 at the plunger end 67 and this end 67 radially to the direction of movement R of the tappet 31 and pushes into the ram groove 57.

Landscapes

  • Push-Button Switches (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft einen gegen das Eindringen von starkem Strahlwasser geschützten elektrischen Drucktaster (10). Dieser weist ein Gehäuse (11) und einen in einer Gehäuseausnehmung (40) bewegbar gelagerten Stößel (31) auf. Am Stößel (31) ist eine Betätigungsfläche (32) vorhanden, über die eine Bedienperson den Stößel (31) entgegen einer Vorspannkraft einer Feder (43) relativ zum Gehäuse (11) bewegen kann. Bei dieser Betätigung wird über einen elektrischen Kontakt (85) an einer Kontaktstelle (86) eine elektrische Verbindung geöffnet oder geschlossen. Zwischen dem Gehäuse (11) und dem Stößel (31) ist ein Dichtbalg angeordnet. Der Dichtbalg weist ein gehäuseseitiges Ende (66) auf, mit dem er in einer Gehäusenut (75) angeordnet ist. Der Dichtbalg (65) weist auch ein stößelseitiges Ende (67) auf, mit dem er in einer Stößelnut (57) angeordnet ist. Die Feder (43) weist Federwindungen (51) mit einem zweiten Durch¬ messer (D2) auf, der größer ist als der erste Durchmesser (D1) einer Abschlusswindung (47), die am stößelseitigen Ende (67) des Dichtbalgs (65) anliegt und dieses Ende (67) radial zur Bewegungsrichtung (R) an den Stößel (31) bzw. in die Stößelnut (57) drückt.

Description

Elektrischer Drucktaster mit einem Dichtbalg und einer den Dichtbalg beaufschlagenden Feder sowie
Verfahren zu dessen Montage
Die Erfindung betrifft einen elektrischen Drucktaster mit einem Gehäuse und einem relativ zum Gehäuse bewegbaren Stößel. Der Stößel ist zumindest teilweise in einer Gehäu- seausnehmung angeordnet. In einem Innenbereich des Gehäuses befindet sich ein elektrischer Kontakt, der mit dem Stößel bewegungsgekoppelt ist. Beim Betätigen des Stößels kann dieser elektrische Kontakt eine elektrische Verbindungs¬ stelle öffnen oder schließen. Der Innenbereich ist mit Hilfe einer Dichtung gegen das Eindringen von Staub und/oder einer Flüssigkeit geschützt. Eine Feder beaufschlagt den Stößel mit einer Vorspannkraft. Der Stößel ist gegen diese Vorspannkraft der Feder in einer Bewegungsrichtung relativ zum Gehäuse bewegbar gelagert. Wird der Stößel nicht durch eine äußere Kraft betätigt, befindet er sich in seiner Aus¬ gangslage .
Ein elektrischer Drucktaster ist aus DE 94 04 154 Ul bekannt. Dieser Drucktaster weist eine Feder auf, die sich auf der den Innenbereich abdichtenden Dichtung einerseits und am Stößel andererseits abstützt. Die Dichtung ist bei einem Ausführungsbeispiel im Querschnitt Y-förmig gestaltet und ringförmig um den Stößel geschlossen, wobei die beiden radial äußeren Schenkel der Dichtung innen an einem hülsen- förmigen Gehäuseteil anliegen und der radial innere Schen¬ kel der Dichtung am Stößel anliegt. Bei anderen Ausführungsbeispielen wird eine Dichtmembran bzw. ein Dichtbalg zwischen dem Stößel und dem Gehäuse zur Abdichtung des Innenbereichs angeordnet.
Ausgehend von diesem bekannten elektrischen Drucktaster kann es als eine Aufgabe der Erfindung angesehen werden die Dichtheit des Drucktasters zu verbessern.
Diese Aufgabe wird durch einen Drucktaster mit den Merkmalen des Patentanspruches 1 gelöst. Außerdem ist im Patentanspruch 11 ein besonders einfaches Montageverfahren zur Herstellung des Drucktasters angegeben.
Der Drucktaster weist ein vorzugsweise mehrteiliges Gehäuse mit einer Gehäuseausnehmung auf. In der Gehäuseaus- nehmung ist der Stößel in einer Bewegungsrichtung bewegbar gelagert. Am Stößel ist zur Betätigung des Drucktasters ei¬ ne von außen zugängliche Betätigungsfläche vorhanden. In einem Innenbereich des Drucktasters ist ein elektrischer Kontakt mit dem Stößel bewegungsgekoppelt angeordnet. Zwi¬ schen dem elektrischen Kontakt und dem Stößel können mehrere Übertragungselemente zwischengeschaltet sein. Der elekt¬ rische Kontakt selbst kann in einem Kontaktgehäuse angeord¬ net sein. Das Kontaktgehäuse kann in der Schutzart „druck¬ feste Kapselung" ausgeführt sein. Bei der Betätigung des Drucktasters wird dieser elektrische Kontakt bewegt und kann eine elektrische Verbindung an einer Verbindungsstelle öffnen oder schließen, je nachdem ob der Drucktaster als Öffner oder Schließer ausgeführt ist. Der Drucktaster ist gegen das Eindringen von Staub und/oder Flüssigkeit zwischen dem Stößel und dem Gehäuse in den Innenbereich durch einen Dichtbalg geschützt, der bei einem bevorzugten Aus¬ führungsbeispiel ringförmig geschlossen ist und ein gehäu- seseitiges Ende sowie ein stößelseitiges Ende aufweist. Die beiden Enden des Dichtbalgs sind vorzugsweise ringförmig oder kreisringförmig. Das gehäuseseitige Ende des Dicht- balgs ist mit dem Gehäuse verbunden. Das stößelseitige Ende des Dichtbalgs ist mit dem Stößel verbunden.
Eine Feder des Drucktasters dient dazu, den Stößel in seine Ausgangslage bzw. Ruhelage durch eine von der Feder zwischen dem Gehäuse und dem Stößel wirkende Vorspannkraft vorzuspannen. Eine Bedienperson kann den Stößel an der Betätigungsfläche entgegen der Vorspannkraft relativ zum Ge¬ häuse bewegen. Die Federn weist Windungen unterschiedlichen Durchmessers auf. Es ist eine vorzugsweise vollständig ringförmig geschlossene Abschlusswindung vorhanden, die das stößelseitige Ende des Dichtbalgs radial zur Bewegungsrich¬ tung des Stößels gesehen gegen den Stößel drückt. Die Ab¬ schlusswindung hat einen kleineren Durchmesser als die anderen Windungen, die als Federwindungen bezeichnet sind. Die Federwindungen dienen zur Erzeugung der Vorspannkraft, wobei sich vorzugsweise eine Federwindung am Gehäuse und eine Federwindung am Stößel in Bewegungsrichtung abstützt. Die Feder ist vorzugsweise als einstückige Feder aus einem Draht hergestellt und hat abgesehen von der Abschlusswindung die Form einer Schraubenfeder. Die Federwindungen bezeichnen die Windungen der Feder mit Ausnahme der Abschlussfeder. Diese Federwindungen haben vorzugsweise alle denselben Durchmesser.
Über die Feder wird erfindungsgemäß nicht nur die Vor¬ spannkraft zum Vorspannen des Stößels in seine Ruhelage er¬ zeugt, sondern außerdem mit Hilfe der Abschlusswindung der Dichtbalg radial gegen den Stößel gespannt. Dadurch ergibt sich eine besonders gute Dichtungswirkung zwischen dem Dichtbalg und dem Stößel. Die Dichtungswirkung am Stößel ist durch Aufschieben des Dichtbalgs und anschließendes Aufschieben der Feder sehr einfach mit nur wenigen Bauteilen herzustellen. Es ist vorteilhaft, wenn am Stößel eine radial zur Be¬ wegungsrichtung offene Stößelnut vorhanden ist, in der das stößelseitige Ende des Dichtbalgs angeordnet ist. Das stö- ßelseitige Ende kann dabei einen Wulst bilden, der insbe¬ sondere vollständig innerhalb der Stößelnut angeordnet ist, so dass sich die Abschlusswindung der Feder nach dem Anordnen des stößelseitigen Endes in der Stößelnut sehr einfach auf das stößelseitige Ende des Dichtbalgs aufschieben lässt, was die Montage erheblich vereinfacht. Vorzugsweise kann sich der Stößel in AufSchieberichtung des Dichtbalgs bzw. der Feder zur Stößelnut hin vorzugsweise konisch erweitern, um das Aufschieben der Abschlusswindung auf das stößelseitige Ende des Dichtbalgs zu vereinfachen.
Um einen besseren Halt der Abschlusswindung am stößelseitigen Ende des Dichtbalgs zu erreichen, kann das stößel¬ seitige Ende an seiner radial äußeren Seite eine vorzugs¬ weise ringförmig umlaufende Vertiefung aufweisen oder bilden, in der die Abschlusswindung zumindest teilweise aufge¬ nommen ist.
Zwischen der Abschlusswindung und der benachbarten Federwindung der Feder kann ein sich radial und/oder schräg zur Radialrichtung erstreckendes Übergangsteil vorhanden sein. Durch das Übergangsteil wird der Durchmesser der Feder im Anschluss an die Abschlusswindung vergrößert. Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Feder ist zwischen der Abschlusswindung und der benachbarten Federwindung ein Radialabstand vorhanden. Dadurch ist sichergestellt, dass die axial zur Federlängsachse wirkende und durch die Feder erzeugte Vorspannkraft ausschließlich oder zumindest im We¬ sentlichen ausschließlich von den Federwindungen erzeugt wird .
Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung der Feder ist auch sichergestellt, dass bei einem Federbruch die Dich¬ tungswirkung aufgrund der Abschlusswindung erhalten bleibt. Denn ein Federbruch kann in der Regel nur in den in Bewegungsrichtung, also in Richtung der Federlängsachse, zusammengedrückten und auffedernden Federwindungen auftreten. Da die Abschlusswindung an diesem Federvorgang nicht teilnimmt, ist ein Federbruch an der Abschlusswindung durch Materialermündung nahezu ausgeschlossen.
Das Gehäuse kann ein erstes Gehäuseteil mit einer in Bewegungsrichtung offenen Gehäusenut aufweisen, in der das gehäuseseitige Ende des Dichtbalgs angeordnet ist. Das ge¬ häuseseitige Ende des Dichtbalgs kann kraftschlüssig bzw. reibschlüssig und/oder stoffschlüssig in der Gehäusenut be¬ festigt sein.
Dabei besteht auch die Möglichkeit, dass an einem mit dem ersten Gehäuseteil verbundenen zweiten Gehäuseteil des Gehäuses ein Haltevorsprung vorhanden ist, der das in der Gehäusenut angeordnete gehäuseseitige Ende des Dichtbalgs beaufschlagt, um ein Herausrutschen des gehäuseseitigen Endes aus der Gehäusenut zu verhindern. Der Haltevorsprung kann ringförmig geschlossen und vorzugsweise hohlzylind¬ risch ausgeführt sein. Sein dem gehäuseseitigen Ende des Dichtbalgs zugeordnetes freies Ende kann in eine am gehäu¬ seseitigen Ende vorhandene Ausnehmung hineinragen. Das gehäuseseitige Ende des Dichtbalgs kann durch den Haltevor¬ sprung elastisch verformt werden, so dass die Dichtwirkung verbessert ist.
Zwischen dem gehäuseseitigen Ende und dem stößelseiti- gen Ende des Dichtbalgs kann dieser einen membranartigen Balgteil aufweisen. Der Balgteil bildet einen und vorzugs¬ weise nur einen Meniskus. Unter Meniskus ist eine Wölbung des Balgteils zu verstehen, in deren Bereich sich der Balg- teil um über 90° und bis zu 180° wölbt. Während der Bewe¬ gung des Stößels bewegt sich der Meniskus gemeinsam mit dem Stößel in Bewegungsrichtung. Zwischen dem Meniskus und dem gehäuseseitigen Balgteil kann ein erster Abschnitt und zwischen dem Meniskus und dem stößelseitigen Balgteil kann ein zweiter Abschnitt des Balgteils gebildet sein. Der erste Abschnitt erstreckt sich vorzugsweise benachbart zum Halte- vorsprung und ist insbesondere koaxial zur Bewegungsrichtung angeordnet. Der zweite Abschnitt kann bei einem bevor¬ zugten Ausführungsbeispiel an einem Radialflansch des Stö¬ ßels im Anschluss an das stößelseitige Ende anliegen. Bei einer solchen Anordnung ist auch bei der Bewegung des Stößels die elastische Verformung des Dichtbalgs gering. Es treten keine oder kaum Dehnungen des Dichtbalgs auf. Da¬ durch kann eine hohe Lebensdauer des Dichtbalgs erreicht werden .
Der erfindungsgemäße Drucktaster kann durch folgendes Verfahren sehr einfach hergestellt werden:
Zunächst wird ein Gehäuse mit einer Gehäuseausnehmung sowie ein Stößel bereitgestellt, der vorzugsweise die Stö¬ ßelnut aufweist. Zunächst wird der Dichtbalg auf den Stößel aufgeschoben. Dabei wird das stößelseitige Ende des Dicht¬ balgs elastisch aufgeweitet, so dass es dichtend am Stößel anliegt. Beim bevorzugten Ausführungsbeispiel wird der Dichtbalg soweit über den Stößel geschoben, bis das stößel¬ seitige Ende sich elastisch in die Dichtnut zusammenzieht und dort am Nutgrund dichtend anliegt.
Anschließend wird die Feder auf den Stößel aufgescho¬ ben, wobei die Abschlusswindung elastisch aufgeweitet und auf das stößelseitige Ende des Dichtbalgs aufgeschoben wird. Die Abschlusswindung übt eine Radialkraft auf das stößelseitige Ende des Dichtbalgs aus und verbessert die Dichtheit an der Verbindungsstelle des Dichtbalgs mit dem Stößel. Im Anschluss daran wird der Stößel in der Gehäuse- ausnehmung des Gehäuses bewegbar gelagert angeordnet und das gehäuseseitige Ende des Dichtbalgs mit dem Gehäuse dichtend verbunden. Der durch die Federwindungen gebildete Teil der Feder stützt sich zwischen dem Stößel und dem Gehäuse ab und spannt den Stößel in seine Ausgangs- bzw. Ru¬ helage vor. Zum Aufschieben des Dichtbalgs und/oder der Feder wird bevorzugt ein Montagewerkzeug verwendet. Das Mon¬ tagewerkzeug kann einen axial geschlitzten Hülsenteil auf¬ weisen. Der wenigstens eine Schlitz im Hülsenteil erstreckt sich bis zu einem freien Ende des Hülsenteils hin, so dass sich der Hülsenteil radial aufweiten kann. Insbesondere mit Hilfe der Stirnfläche des Hülsenteils kann das stößelseiti- ge Ende des Dichtbalgs bzw. die Abschlusswindung entlang des Stößels bewegt werden.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Patentansprüchen sowie der Beschreibung. Die Zeichnung ist ergänzend heranzuziehen. Die Beschreibung beschränkt sich auf wesentlicher Merkmale der Erfindung. Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Er¬ findung anhand der beigefügten Zeichnung näher erläutert.
Es zeigen:
Figur 1 einen Längsschnitt durch ein Ausführungsbei¬ spiels eines elektrischen Drucktasters,
Figur 2 die Feder des Drucktasters gemäß Figur 1 in einer perspektivischen Darstellung,
Figur 3 die Feder aus Figur 2 in einer Seitenansicht,
Figur 4 die Feder gemäß der Figuren 2 und 3 in einer Draufsicht entlang der Federlängsachse auf die Abschluss¬ windung und
Figur 5 ein Montagewerkzeug in perspektivischer Teildarstellung zur Montage des Drucktasters gemäß Figur 1.
Figur 1 zeigt einen Längsschnitt durch ein Ausführungsbeispiel eines elektrischen Drucktasters 10. Der
Drucktaster 10 weist ein Gehäuse 11 auf, das beim Ausführungsbeispiel dazu dient, den Drucktaster 10 an einem Wand¬ abschnitt 12 mit einer Wandöffnung 13 zu befestigen. Der Wandabschnitt 12 kann Teil eines Gerätegehäuses oder eines Schaltschranks sein.
Bei dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel ist das Gehäuse 11 mehrteilig ausgeführt. Es weist einen hohlzy¬ lindrischen ersten Gehäuseteil IIa auf, der beim Ausführungsbeispiel dazu dient, durch die Wandöffnung 13 gesteckt zu werden. Im Bereich des einen Endes des ersten Gehäuseteils IIa kann ein Sicherungsring 14 aufgeschraubt werden. Mit Abstand zum Sicherungsring 14 ist am ersten Gehäuseteil IIa ein Befestigungsvorsprung 15 vorhanden, der mit dem Sicherungsring 14 zusammenarbeitet. Zwischen dem Befesti¬ gungsvorsprung 15 und dem Sicherungsring 14 kann das erste Gehäuseteil IIa am Wandabschnitt 12 befestigt werden. Um ein Eindringen von Flüssigkeit durch die Wandöffnung 13 zu vermeiden, ist erfindungsgemäß zwischen dem Befestigungs¬ vorsprung 15 und dem Wandabschnitt 12 ein Dichtring 16 angeordnet. Der Außendurchmesser des Befestigungsvorsprungs 15 sowie des Sicherungsrings 14 sind größer als der Durch¬ messer der beispielsgemäß kreisförmigen Wandöffnung 13.
Der erste Gehäuseteil IIa ist koaxial zu einer Längs¬ achse L des Drucktasters 10 angeordnet. Im Bereich des Be¬ festigungsvorsprungs 15 ragt ein beispielsgemäß hohlzylind¬ rischer Verbindungsabschnitt 17 vom Befestigungsvorsprung 15 koaxial zur Längsachse L weg. An diesem Verbindungsab¬ schnitt 17 ist beim Ausführungsbeispiel ein zweites Gehäu¬ seteil IIb mit dem ersten Gehäuseteil IIa verbunden. Die Verbindung zwischen den beiden Gehäuseteilen IIa und IIb kann kraftschlüssig und/oder formschlüssig, beispielsweise mit Hilfe einer Schraubverbindung erfolgen. Insbesondere sind die beiden Gehäuseteile IIa und IIb lösbar miteinander verbunden. Bei dem hier beschriebenen Ausführungsbeispiel dient ein hohlzylindrischer Haltevorsprung 18 des zweiten Gehäuseteils IIb zur Verbindung mit dem Verbindungsab¬ schnitt 17. Der Außendurchmesser des Haltevorsprungs 18 entspricht in etwa dem Innendurchmesser des Erfindungsab¬ schnitts 17, so dass der Haltevorsprung 18 entlang der Längsachse L in den Verbindungsabschnitt 17 eingesteckt werden kann, um die beiden Gehäuseteile IIa und IIb miteinander zu verbinden.
Der Haltevorsprung 18 ist von einem ringförmig geschlossenen Abdeckteil 23 des zweiten Gehäuseteils IIb ko¬ axial vollständig umschlossen. Zwischen dem Haltevorsprung 18 und dem Abdeckteil 23 ist ein Ringraum 24 gebildet, in dem sich bei hergestellter Verbindung der Verbindungsabschnitt 17 des ersten Gehäuseteils IIa befindet. An einem Ringabschnitt 25 des zweiten Gehäuseteils IIb sind der Hal¬ tevorsprung 18 und der Abdeckteil 23 miteinander verbunden. Der Ringabschnitt 25 umschließt eine beispielsgemäß kreis¬ förmige Gehäuseöffnung 26.
Ein Betätigungsteil 30 eines relativ zum Gehäuse 11 bewegbaren Stößels 31 weist eine von außen durch die Gehäu¬ seöffnung 26 zugängliche Betätigungsfläche 32 auf, die bei dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel konkav gewölbt ausgeführt ist. Die Betätigungsfläche 32 dient zur manuel¬ len Betätigung des Drucktasters 10 durch eine Bedienperson.
Der Stößel 31 kann wie bei dem hier gezeigten Ausführungsbeispiel ebenfalls aus mehreren miteinander verbunde¬ nen Teilen bestehen. Das Betätigungsteil 30 ist beispiels¬ gemäß mit Hilfe von Rastmitteln 33 an einem zylindrischen Teil 34 des Stößels 31 befestigt. Das Betätigungsteil 30 weist eine kreisförmig konturierte Platte mit der Betäti¬ gungsfläche 32 auf, wobei auf der der Betätigungsfläche 32 entgegengesetzten Seiten mehrere Rastelemente 35 wegragen, die mit Rastgegenelementen 36 am zylindrischen Teil 34 zur Herstellung der Rastverbindung zusammenarbeiten. Die Rastgegenelemente 36 sind wie in Figur 1 veranschaulicht beim Ausführungsbeispiel innerhalb eines hohlzylindrischen Ab¬ schnitts 37 des zylindrischen Teils 34 des Stößels 31 vor¬ gesehen. Die der Betätigungsfläche 32 entgegengesetzte Rückseite der Platte des Betätigungsteils 30 liegt am zy¬ lindrischen Teil 34 und beispielsgemäß an einer Stirnfläche des hohlzylindrischen Abschnitts 37 auf.
Das Gehäuse 11 weist eine in etwa zylindrische Gehäu- seausnehmung 40 auf, die beim Ausführungsbeispiel am ersten Gehäuseteil IIa koaxial zur Längsachse L vorgesehen ist. In der Gehäuseausnehmung 40 ist der Stößel 31 und beispielsge¬ mäß der zylindrische Teil 34 des Stößels 31 in einer Bewe¬ gungsrichtung R bewegbar gelagert. Die Bewegungsrichtung R erstreckt sich beim Ausführungsbeispiel parallel zur Längs¬ achse L. In der unbetätigten Ruhelage des Drucktasters 10, die in Figur 1 dargestellt ist, ist die Betätigungsfläche 32 bzw. das Betätigungsteil 30 in axialer Richtung entlang der Längsachse L mit Abstand zum ersten Gehäuseteil IIa an¬ geordnet und befindet sich beispielsgemäß in der Gehäuse¬ öffnung 26.
Auf der dem Betätigungsteil 30 zugewandten in Richtung der Längsachse L orientierten Axialseite 41 des ersten Ge¬ häuseteils IIa ist eine Abstützfläche 42 für eine Feder 43 vorhanden. Die Abstützfläche 42 ist beim hier dargestellten Ausführungsbeispiel durch den Nutgrund einer Lagernut 44 gebildet. Die Lagernut 44 ist zwischen zwei koaxial zuein¬ ander angeordneten Axialvorsprüngen 45, 46 des ersten Gehäuseteils IIa gebildet. Sie dient zur Aufnahme des sich am Gehäuse 11 abstützenden Endes der Feder 43. Die Feder 43 stützt sich einerseits am Gehäuse 11 und andererseits am Stößel 31 ab und spannt diesen in seine unbetätigte Aus¬ gangslage vor.
Die Feder 43 ist in den Figuren 2 bis 4 veranschau¬ licht. Sie weist eine ringförmig um die Federlängsachse F vollständig geschlossene Abschlusswindung 47 mit einem ers¬ ten Durchmesser Dl auf. Die Abschlusswindung 47 beginnt an dem ersten freien Ende 48 des die Feder 43 bildenden Drahts der um die Federlängsachse F zur Bildung der Abschlusswindung 47 ausgehend vom ersten freien Ende 48 um mehr als 360° gewunden ist. Dadurch ist ein Überlappungsbereich 49 gebildet, in dem zwei Drahtabschnitte zum vollständigen ringförmigen Schließen der Abschlusswindung 47 aneinander anliegen. Der Überlappungsbereich 49 bildet das dem ersten freien Ende 48 entgegengesetzte Ende der Abschlusswindung 47. Im Anschluss an den Überlappungsbereich 49 weist der Draht der Feder einen Übergangsteil 50 auf, der radial oder wie beim Ausführungsbeispiel ausgehend vom Überlappungsbe¬ reich 49 schräg zur Radialrichtung gegenüber der Federlängsachse F nach außen verläuft. Deswegen ändert sich durch den Übergangsteil 50 der Durchmesser der Feder 43.
Abgesehen von der Abschlusswindung 47 weisen alle anderen Windungen, die als Federwindungen 51 bezeichnet werden, einen zweiten Durchmesser D2 auf, der größer ist als der erste Durchmesser Dl der Abschlusswindung 47. Als erster und zweiter Durchmesser Dl, D2 sind in Figur 4 die Innendurchmesser der Windungen 47, 51 eingetragen. Da der die Feder 43 bildende Draht seine Querschnittsform und die Grö¬ ße des Querschnitts nicht verändert, könnten auch jeweils der mittlere Durchmesser oder der Außendurchmesser als erster Durchmesser Dl bzw. zweiter Durchmesser D2 herangezogen werden. Bei dem Vergleich der Durchmesser Dl, D2 geht es lediglich um die Relation der beiden Durchmesser zueinander. Die Differenz zwischen dem ersten Durchmesser Dl und dem zweiten Durchmesser D2 ist betragsmäßig größer als der Durchmesser des die Feder 43 bildenden Drahtes, so dass ra¬ dial zur Federlängsachse F betrachtet zwischen der Ab¬ schlusswindung 47 und der angrenzenden Federwindung 51 ein Radialabstand A gebildet ist. Beim Komprimieren der Feder 43 während der Betätigung des Drucktasters 10 und der Bewe¬ gung des Stößels 31 in Bewegungsrichtung R kann dadurch die Abschlusswindung 47 in den Innenbereich der sich anschließenden Federwindung 51 eingreifen bzw. eintauchen.
Die der Abschlusswindung 47 entgegengesetzte und das zweite freie Ende 52 der Feder 43 aufweisende, dem Gehäuse 11 zugeordnete Federwindung 51 dient als Abstützwindung 53 und liegt auf der Abstützfläche 42 am Gehäuse 11 und bei¬ spielsgemäß dem ersten Gehäuseteil IIa an. Die Abstützwin¬ dung 53 der Feder 43 windet sich beispielsgemäß in einer Radialebene bezüglich der Federlängsachse F. Die am entge¬ gengesetzten Ende der Feder 43 vorhandene Abschlusswindung 47 weist in Axialrichtung entlang der Federlängsachse F lediglich eine geringe Steigung auf, die dem Durchmesser des Drahtes des Feder 43 entspricht. Die zwischen der Abstütz¬ windung 53 und der Abschlusswindung 47 vorhandenen Federwindungen 51 winden sich schraubenförmig um die Federlängsachse F. Die Anzahl der Federwindungen 51 zwischen der Abschlusswindung 47 und der Abstützwindung 53 ist beliebig. Die Federwindungen 51 müssen nicht vollständig ringförmig geschlossen sein, so dass die Anzahl der Federwindungen 51 nicht unbedingt eine natürliche Zahl sein muss. Beim Aus¬ führungsbeispiel kann beispielsweise die Abstützwindung 53 nicht vollständig geschlossen sein.
Am Stößel 31 ist eine koaxial zur Längsachse L vorhan¬ dene, nach radial außen geöffnete Stößelnut 57 vorhanden. Bei dem hier beschriebenen Ausführungsbeispiel befindet sich die Stößelnut 57 am zylindrischen Teil 34 und insbe¬ sondere am hohlzylindrischen Abschnitt 37 des Stößels. Die Stößelnut 57 ist auf der dem Betätigungsteil 30 zugeordne¬ ten Seite von einem Radialflansch 58 des Stößels 31 begrenzt. Der Radialflansch 58 bildet das dem Betätigungsteil 30 zugeordnete und an diesem anliegende axiale Ende des zy¬ lindrischen Teils 34. Auf der dem Radialflansch 58 axial entgegengesetzten Seite grenzt an die Stößelnut 57 vorzugs¬ weise unmittelbar ein sich zur Stößelnut 57 hin konisch erweiternder Erweiterungsabschnitt 59 an. Im Anschluss an diesen Erweiterungsabschnitt 59 ist der Außendurchmesser des zylindrischen Teils 34 des Stößels 31 in einem Führungsabschnitt 60 im Wesentlichen konstant und entspricht etwa dem Innendurchmesser der Gehäuseausnehmung 40.
Zwischen dem Gehäuse 11 und dem Stößel 31 ist ein Dichtbalg 65 angeordnet. Der Dichtbalg 65 weist ein gehäu- seseitiges Ende 66 sowie ein stößelseitiges Ende 67 auf. Die beiden Enden 66, 67 sind jeweils von einem kreisringförmigen Dichtwulst gebildet. Zwischen den beiden Enden 66, 67 erstreckt sich ein membranartiges Balgteil 68 des Dicht¬ balgs 65. Der Dichtbalg 65 ist aus einem einheitlichen Kunststoffmaterial , vorzugsweise Gummimaterial, naht- und fügestellenlos einstückig hergestellt. Der membranartige Balgteil 68 ist an einem Meniskus 69 um bis zu 180° ge¬ wölbt. Ein erster Abschnitt 68a des Balgteils 68 erstreckt sich ausgehend vom gehäuseseitigen Ende 66 radial innen benachbart zum Halteteil 18 in etwa koaxial zur Längsachse L des Drucktasters 10 bis zum Meniskus 69. Ein zweiter Ab¬ schnitt 68b des Balgteils 68 erstreckt sich zwischen dem stößelseitigen Ende 67 und dem Meniskus 69. Das stößelsei- tige Ende 67 ist in der Stößelnut 57 angeordnet. Der zweite Abschnitt 68b liegt am Radialflansch 58 des Stößels 31 an und verläuft in diesem Bereich in etwa radial zur Längsach- se L des Drucktasters 10.
Das stößelseitige Ende 67 kann an seiner radial äuße¬ ren Seite eine Vertiefung 70 für die Abschlusswindung 47 der Feder 43 aufweisen, die das stößelseitige Ende 67 des Dichtbalgs 65 mit einer radial nach innen zur Längs L hin gerichteten Kraft in die Stößelnut 57 drückt. Die Vertie¬ fung 70 kann sich auch ausschließlich durch die elastische Verformung des stößelseitigen Endes 67 bilden, wenn die Abschlusswindung 47 radial zur Längsachse L auf das stößel¬ seitige Ende 67 drückt.
Die Abschlusswindung 47 liegt an dem in der Stößelnut 57 angeordneten stößelseitigen Ende 67 an und drückt das stößelseitige Ende 67 radial gegen den Stößel 31. Dadurch wird zwischen dem Dichtbalg 65 und dem Stößel 31 eine be¬ sonders gute Abdichtung erreicht. Die Abschlusswindung 47 trägt nichts oder nur wenig zur axialen Vorspannung des Stößels 31 in Bewegungsrichtung R bei. Diese Vorspannkraft wird durch die Federwindungen 51 mit einem größeren zweiten Durchmesser D2 erzeugt. Die sich an die Abschlusswindung 47 anschließende Federwindung 51 kann sich hierfür über den Dichtbalg 65 und beispielsgemäß den zweiten Abschnitt 68b am Stößel 31 und beispielsgemäß am Radialflansch 58 axial abstützen. Zumindest stützt sich die an die Abschlusswindung 47 anschließende Federwindung 51 bei Komprimieren der Feder 43 über den Dichtbalg 65 am Stößel 31 axial ab.
Das gehäuseseitige Ende 66 des Dichtbalgs 65 ist in einer Gehäusenut 75 angeordnet. Die Gehäusenut 75 ist ko¬ axial zur Längsachse L am Gehäuse 11 und beispielsgemäß am ersten Gehäuseteil IIa vorhanden. Beim Ausführungsbeispiel schließt sich die Gehäusenut 75 radial innen unmittelbar an den Verbindungsabschnitt 17 an, wodurch die Gehäusenut 75 dem Haltevorsprung 18 in Richtung der Längsachse L gesehen gegenüber liegt. Die Gehäusenut 75 ist axial in Bewegungs¬ richtung R zum Betätigungsteil 30 offen.
In der Gehäusenut 75 ist das von einem Dichtwulst ge¬ bildete gehäuseseitige Ende 66 des Dichtbalgs 65 vorzugs¬ weise kraftschlüssig bzw. reibschlüssig angeordnet. Um das Herausrutschens des gehäuseseitigen Endes 66 aus der Gehäu¬ senut 75 zu verhindern, ist dem gehäuseseitigen Ende 66 des Dichtbalgs 65 der Haltevorsprung 18 zugeordnet. Das freie Ende 76 des Haltevorsprungs 18 kann am gehäuseseitigen Ende 66 anliegen oder mit Abstand hierzu angeordnet sein. Über den Haltevorsprung 18 wird das gehäuseseitige Ende 66 des Dichtbalgs 65 beispielsgemäß elastisch verformt. Der Halte¬ vorsprung 18 dient dazu, das Herausrutschen des gehäusesei¬ tigen Endes 66 aus der Gehäusenut 75 zu verhindern. Der Balgteil 68 schließt sich am radial inneren Ende des gehäu¬ seseitigen Endes 66 an, so dass am gehäuseseitigen Ende 66 eine den Balgteil 68 umschließende Ringfläche 78 oder Ring¬ stufe gebildet ist, die dem Haltevorsprung 18 zugeordnet ist, um das Herausrutschen des gehäuseseitigen Endes 66 aus der Gehäusenut 75 zu vermeiden.
Es ist aber auch möglich, dass der Haltevorsprung 18 ohne elastische Verformung des gehäuseseitigen Endes 66 diesem gegenüberliegt oder an diesem anliegt. Dadurch kann verhindert werden, dass das gehäuseseitige Ende 66 des Dichtbalgs 65 beim Zusammenbau des Drucktasters 10 eine Kraft auf den Haltevorsprung 18 und das zweite Gehäuseteil IIb ausübt und den Zusammenbau erschwert oder behindert.
Bei dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel weist das gehäuseseitige Ende 66 insbesondere an seiner Ringflä¬ che 78 eine Halteausnehmung 77 auf, die eine ringförmig geschlossene Nut bildet. Die Halteausnehmung 77 ist in Bewe¬ gungsrichtung R axial offen. In die Halteausnehmung 77 ragt der Haltevorsprung 18 mit seinem freien Ende 78 hinein. Die Halteausnehmung 77 umschließt den sich an das gehäuseseiti- ge Ende 66 anschließenden ersten Abschnitt 68a des Balg¬ teils 68 des Dichtbalgs 65 koaxial.
Über den Dichtbalg 65 wird ein Innenbereich des Drucktasters 10 gegen das Eindringen von Staub und/oder Flüssigkeiten. Beim Ausführungsbeispiel ist der Drucktaster in der Schutzart IP66 gegen das Eindringen von Strahlwasser in den Innenbereich geschützt. Im Innenbereich ist ein elektrischer Kontakt 85 angeordnet, der mit dem Stößel 31 bewe¬ gungsgekoppelt und beispielsweise verbunden ist. Beim Betä¬ tigen des Tasters durch Drücken auf die Betätigungsfläche 32 verschiebt sich der Stößel 31 entgegen der Vorspannkraft der Feder 43 in Bewegungsrichtung R. Dabei kann der elektrische Kontakt 85 eine elektrische Verbindung an einer Kon¬ taktstelle 86 öffnen oder schließen. Dies ist abhängig davon, ob der Drucktaster 10 als Öffner oder Schließer ausgeführt ist. Auch Kombinationen sind möglich. Mit dem Stößel 31 können auch mehrere elektrische Kontakte 85 verbunden sein, so dass bei der Bewegung des Stößels 31 gleichzeitig mehrere elektrische Verbindungen an einer jeweils zugeord¬ neten Kontaktstelle 86 entweder geöffnet oder geschlossen werden können.
Zwischen dem elektrischen Kontakt 85 und dem Stößel 31 können ein oder mehrere Übertragungselemente zwischenge¬ schaltet sein, die die Stößelbewegung auf den elektrischen Kontakt 85 übertragen. Der elektrische Kontakt 85 und die Kontaktstelle 86 sind beim Ausführungsbeispiel in einem nicht dargestellten Kontaktgehäuse angeordnet. Das Kontakt¬ gehäuse ist vorzugsweise in der Schutzart „druckfeste Kap¬ selung" ausgeführt sein.
Der zuvor beschriebene Drucktaster 10 wird wie folgt montiert :
Auf den Stößel 31 bzw. den zylindrischen Teil 34 des Stößels 31 wird der Dichtbalg 65 aufgeschoben. Hierbei wird das stößelseitige Ende 67 auf der dem Radialflansch 58 ent¬ gegengesetzten Seite des zylindrischen Teils 34 aufgeschoben, wobei sich das stößelseitige Ende 67 des Dichtbalgs 65 etwas aufweitet.
Zum Schieben des stößelseitigen Endes 67 entlang der Außenfläche des Stößels 31 dient ein in Figur 5 veranschau¬ lichtes Montagewerkzeug 90. Das Montagewerkzeug 90 weist einen hohlzylindrischen Hülsenteil 91 auf, in den vom freien Ende des Hülsenteils aus in Axialrichtung mehrere paral¬ lel zueinander verlaufende Schlitze 92 eingebracht sind. Zwischen zwei benachbarten Schlitzen 92 ist jeweils eine Zunge 93 am Hülsenteil 91 gebildet, die radial von der Längsachse des Hülsenteils auffedern kann. Der Innendurchmesser des Hülsenteils 91 entspricht in etwa dem Außen¬ durchmesser des sich an den Erweiterungsabschnitt 59 an¬ schließenden Führungsabschnitt 60 des zylindrischen Teils 34 des Stößels 31. Die Zungen 93 liegen dabei außen am zylindrischen Teil 34 an, so dass die Stirnflächen 94 der Zungen 93 am stößelseitigen Ende 67 des Dichtbalgs 65 anliegen und diesen entlang der Außenfläche des Stößels 31 verschieben können. Erreicht das stößelseitige Ende 67 des Dichtbalgs 65 den Erweiterungsabschnitt 59 wird dieses Ende 67 radial weiter gedehnt, bis es die Stößelnut 57 erreicht und sich elastisch radial zusammenzieht, so dass es in der Stößelnut 57 zu liegen kommt.
Im Anschluss daran wird die Feder 43 mit der Ab¬ schlusswindung 47 genau wie der Dichtbalg 65 auf den Stößel 31 geschoben. Mit Hilfe des Montagewerkzeugs 90 wird die Abschlusswindung 47 entlang des Führungsabschnitts 60 des Stößels 31 und weiter über den Erweiterungsabschnitt 59 bis auf Höhe der Stößelnut 57 geschoben. Bei Erreichen der Stößelnut 57 zieht sich die durch den Erweiterungsabschnitt 59 radial aufgeweitete Abschlusswindung 47 zusammen und bewirkt eine Radialkraft auf das in der Stößelnut 57 angeord¬ nete stößelseitige Ende 67 des Dichtbalgs 65.
Im Anschluss daran kann das gehäuseseitige Ende 66 des Dichtbalgs in der Gehäusenut 75 des ersten Gehäuseteils IIa angeordnet und schließlich das zweite Gehäuseteil IIb mit dem ersten Gehäuseteil IIa verbunden werden.
Die Erfindung betrifft einen gegen das Eindringen von Staub und starkem Strahlwasser geschützten elektrischen Drucktaster 10. Dieser weist ein Gehäuse 11 und einen in einer Gehäuseausnehmung 40 bewegbar gelagerten Stößel 31 auf. Am Stößel 31 ist eine Betätigungsfläche 32 vorhanden, über die eine Bedienperson den Stößel 31 entgegen einer Vorspannkraft einer Feder 43 relativ zum Gehäuse 11 bewegen kann. Bei dieser Betätigung wird über einen elektrischen Kontakt 85 an einer Kontaktstelle 86 eine elektrische Ver¬ bindung geöffnet oder geschlossen. Zwischen dem Gehäuse 11 und dem Stößel 31 ist ein Dichtbalg angeordnet. Der Dicht¬ balg weist ein gehäuseseitiges Ende 66 auf, mit dem er in einer Gehäusenut 75 angeordnet ist. Der Dichtbalg 65 weist auch ein stößelseitiges Ende 67 auf, mit dem er in einer Stößelnut 57 angeordnet ist. Die Feder 43 weist Federwin¬ dungen 51 mit einem zweiten Durchmesser D2 auf, der größer ist als der erste Durchmesser Dl einer Abschlusswindung 47, die am stößelseitigen Ende 67 des Dichtbalgs 65 anliegt und dieses Ende 67 radial zur Bewegungsrichtung R an den Stößel 31 bzw. in die Stößelnut 57 drückt. Bezugs zeichenliste :
10 Drucktaster
11 Gehäuse
IIa erstes Gehäuseteil
IIb zweites Gehäuseteil
12 Wandabschnitt
13 Wandöffnung
14 Sicherungsring
15 Befestigungsvorsprung
16 Dichtring
17 Verbindungsabschnitt
18 Haltevorsprung
23 Abdeckteil
24 Ringraum
25 Ringabschnitt
30 Betätigungsteil
31 Stößel
32 Betätigungsfläche
33 Rastmittel
34 zylindrisches Teil
35 Rastelement
36 Rastgegenelement
37 hohlzylindrischer Abschnitt
40 Gehäuseausnehmung
41 Axialseite
42 Abstützfläche
43 Feder
44 Lagernut
45 Axialvorsprung
46 Axialvorsprung Abschlusswindung erstes freies Ende
Überlappungsbereich
Übergangsteil
Federwindung
zweites freies Ende
Abstützwindung Stößelnut
Radialflansch
Erweiterungsabschnitt
Führungsabschnitt Dichtbalg
gehäuseseitiges Ende
stößelseitiges Ende
Balgteil
a erster Abschnitt des Balgteilsb zweiter Abschnitt des Balgteils Meniskus
Vertiefung Gehäusenut
freies Ende des Haltevorsprungs Halteausnehmung
Ringfläche Kontakt
Kontaktstelle Montagewerkzeug
Hülsenteil
Schlitz
Zunge 94 Stirnfläche
A Radialabstand
Dl erster Durchmesser
D2 zweiter Durchmesser
F Federlängsachse
L Längsachse des Drucktasters
R Bewegungsrichtung

Claims

Patentansprüche :
1. Elektrischer Drucktaster (10) mit einem Gehäuse (11), das eine Gehäuseausnehmung (40) aufweist, in der ein Stößel (31) in eine Bewe¬ gungsrichtung (R) bewegbar gelagert ist, mit einem Innenbereich, in dem ein elektrischer Kontakt (85) angeordnet und mit dem Stößel (31) bewe¬ gungsgekoppelt ist, mit einem den Innenbereich abdichtenden Dichtbalg (65), dessen gehäuseseitiges Ende (66) am Gehäuse (11) und dessen anderes, stößelseitiges Ende (67) am Stößel (31) befestigt ist, mit einer den Stößel (31) mit einer Vorspannkraft be¬ aufschlagenden Feder (34), die mehrere Federwindungen (51) aufweist, deren Durchmesser (D2) größer ist als der Durchmesser (Dl) einer Abschlusswindung (47), die das stößelseitige Ende (67) des Dichtbalgs (65) radial zur Bewegungsrichtung (R) des Stößels (31) gegen den Stößel drückt.
2. Elektrischer Drucktaster (10) nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass am Stößel (31) eine radi¬ al zu der Bewegungsrichtung (R) offenen Stößelnut (57) vorhanden ist, in der das stößelseitige Ende (67) des Dichtbalgs (65) angeordnet ist.
3. Elektrischer Drucktaster (10) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das stößelseitige Ende (57) des Dichtbalgs (65) an seiner radial äußeren Sei- te eine ringförmige Vertiefung (70) für die Abschluss¬ windung (47) aufweist.
4. Elektrischer Drucktaster (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Abschluss¬ windung (47) und der benachbarten Federwindung (51) ein sich radial und/oder schräg zur Radialrichtung gegenüber der Federlängsachse (F) erstreckendes Über¬ gangsteil (50) vorhanden ist.
5. Elektrischer Drucktaster (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Abschluss¬ windung (47) und der benachbarten Federwindung (51) ein Radialabstand (A) vorhanden ist.
6. Elektrischer Drucktaster (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (11) ein ers¬ tes Gehäuseteil (IIa) mit einer in Bewegungsrichtung (R) offenen Gehäusenut (75) aufweist, in der das ge- häuseseitige Ende (66) des Dichtbalgs (65) angeordnet ist .
7. Elektrischer Drucktaster (10) nach Anspruch 6,
dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (11) ein zweites Gehäuseteil (IIb) aufweist, das mit dem ersten Gehäuseteil (IIa) verbunden ist und einen Haltevor- sprung (18) aufweist, der von der offenen Seite der Gehäusenut (75) her am gehäuseseitigen Ende (66) des Dichtbalgs (65) anliegt oder diesem benachbart ist.
8. Elektrischer Drucktaster (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Balgteil (68) des Dichtbalgs (65) das gehäuseseitige Ende (66) mit dem stößelseitigen Ende (67) verbindet, wobei der Balgteil (68) einen Meniskus (69) bildet.
9. Elektrischer Drucktaster (10) nach Anspruch 7 und 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Balgteil (68) einen ersten Abschnitt (68a) aufweist, der radial innen be¬ nachbart zum Haltvorsprung (18) verläuft.
10. Elektrischer Drucktaster (10) nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Balgteil (68) einen zweiten Abschnitt (68b) aufweist, der sich unmittelbar an das stößelseitige Ende (67) anschließt und an einem Radialflansch (58) des Stößels (31) anliegt.
11. Verfahren zur Montage eines elektrischen Drucktasters (10) mit folgenden Schritten:
- Bereitstellen eines Gehäuses (11), das eine Gehäuse- ausnehmung (40) aufweist,
- Bereitstellen eines Stößels (31),
- Aufschieben eines Dichtbalgs (65) auf den Stößel (31), unter elastischer Aufweitung des stößelseitigen Endes (67) des Dichtbalgs (65),
- Aufschieben einer Feder (43) mit mehreren Federwindungen (51), deren Durchmesser (D2) größer ist als der Durchmesser (Dl) einer Abschlusswindung (47), unter elastischer Aufweitung der Abschlusswindung (47) über den Stößel (31) auf das stößelseitige Ende (67) des Dichtbalgs ( 65 ) , - Anordnen des Stößels (31) in der Gehäuseausnehmung (40), so dass der Stößel (31) in einer Bewegungsrichtung (R) bewegbar ist, und Verbinden des gehäuseseiti- gen Endes (66) des Dichtbalgs (65) mit dem Gehäuse (11) zur Abdichtung eines Innenbereichs, in dem ein mit dem Stößel (31) bewegungsgekoppelter elektrischer Kontakt (85) angeordnet ist, gegen das Eindringen ei¬ ner Flüssigkeit,
- wobei die Federwindungen (51) der Feder (43) den Stößel (31) in Bewegungsrichtung (R) mit einer Vorspannkraft beaufschlagen.
Verfahren nach Anspruch 11,
dadurch gekennzeichnet, dass zum Aufschieben des
Dichtbalgs (65) und/oder der Feder (43) auf den Stößel (31) ein Montagewerkzeug (90) mit einem axial ge¬ schlitzten Hülsenteil (91) verwendet wird.
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