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Die gegenständliche Erfindung betrifft eine Schaltmechanik für einen elektrischen Tastschalter mit einer Betätigungswippe, durch deren Verschwenkung entgegen der Wirkung mindestens einer Druckfeder eine Schaltwippe, durch welche mindestens eine im Schaltergehäuse gelagerte Kontaktwippe aus einer ersten Endstellung in eine zweite Endstellung umschaltbar ist, betätigbar ist.
Aus der DE 22 09 784 A1 ist ein Schalter mit einer zentrisch auf dem Schaltergehäuse gelagerten Betätigungswippe bekannt, welche bei jedem Schaltvorgang eine im Schaltergehäuse kippbar gelagerte Kontaktbrücke aus einer ersten Endstellung in eine zweite Endstellung umschaltet und hierauf durch eine Druckfeder in ihre Ausgangsstellung zurückverstellt wird. Dabei ist die Schaltmechanik mit einem Schieber ausgebildet, welcher über die Betätigungswippe gesteuert ist und welcher ein bistabiles Druckstück antreibt, welches die Kontaktbrücke umschaltet.
Die GB 20 30 774 A offenbart einen Schalter, welcher bei Betätigung eines Schiebers mittels eines Handgriffes für die Dauer eines Betätigungsvorganges eine Kontaktgabe zwischen einer Schenkelfeder und einem freien Festkontakt bewirkt. Sobald der Handgriff freigegeben wird, kehrt der Schieber unter Wirkung einer Feder wieder in die Ausgangslage zurück. Dieses Schaltprinzip entspricht jedoch der Funktion eines Tasters, bei welchem eine Schaltung nur während der Betätigung erfolgt, wie dies z.B. bei einem Klingelknopf erforderlich ist.
Der gegenständlichen Erfindung liegt demgegenüber die Aufgabe zugrunde, einen Einschaltvorgang oder einen Ausschaltvorgang dadurch auszulösen, dass ein rückfedernder Schiebeteil mit einer Schaltwippe derart zusammenwirkt, dass die Kontaktwippe nach dem Betätigungsvorgang eine bestimmte Schaltstellung einnimmt, wobei deren Umstellung in die jeweils andere Schaltstellung erst nach einem weiteren Betätigungsvorgang bewirkt wird.
Der gegenständlichen Erfindung hegt weiters die Aufgabe zugrunde, eine Schaltmechanik für einen Tastschalter so auszubilden, dass dessen Montage in einfacher Weise und mit geringem Aufwand maschinell möglich ist.
Diese Aufgaben werden erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass auf der Oberfläche des Schaltergehäuses zwischen der Betätigungswippe, der U-förmigen Schaltwippe und der Druckfeder ein länglicher Schiebeteil vorgesehen ist, welcher durch an der Betätigungswippe vorgesehene Nocken ansteuerbar ist und welcher mit einem Querträger ausgebildet ist, an dessen Enden Seitenteile mit Lagerstellen angeordnet sind, in welchen Zapfen eines Schwenkteiles gelagert sind, wobei neben den Zapfen Druckstücke vorgesehen sind, die in Öffnungen der Schaltwippe einragen und die mit der mindestens einen Kontaktwippe zusammenwirken, sobald die Nocken der Betätigungswippe auf Schrägfläche der Seitenteile des Schiebeteiles zur Anlage kommen, wodurch dieser verschoben wird und hierdurch der Schaltvorgang eingeleitet wird.
Vorzugsweise sind die Seitenteile des Querträgers am Schiebeteil als Formteile ausgebildet, deren Aussenkonturen jeweils mit bogenförmigen Haltestegen, Schrägen, Gleitnocken und Federstegen ausgebildet sind Weiters können die Lagerstellen für die Zapfen des Schwenkteiles in den Seitenteilen durch die Innenkonturen der bogenförmigen Haltestege, der senkrechten Wände und der Auflageflächen einerseits sowie durch an den Enden von Federstegen vorgesehenen Nocken andererseits gebildet sein.
Vorzugsweise weisen die Zapfen des Schwenkteiles im Querschnitt eine im wesentlichen unsymmetrische Form auf, die in Wirkrichtung des Schiebeteiles eine kreisbogenförmige Fläche aufweist und in Gegenrichtung mit seitlichen Flanken ausgebildet ist, welche über Abrundungen in eine vertikale, plane Fläche übergehen, mit weicher sie jeweils an der senkrechten Wand der Lagerstelle zur Anlage kommt. Dabei kann der Schwenkteil durch den Andruck der Federstege mit ihren Nocken auf die Zapfen in den Lagerstellen rückfedernd schwenk- und verschiebbar gehalten sein.
Zudem kann der Schiebeteil mittig an seinem Querträger mit einem in Längsrichtung sich erstreckenden Rahmen mit unterseitigen Gleitnocken ausgebildet sein, welcher in seinem Endbereich an den Aussenwänden mit rechtwinkelig abstehenden Tragstegen versehen ist, welcher stirnseitig nach unten abgestuft ist und in einem Bodenfortsatz endet. Vorzugsweise sind die Tragstege am Schiebeteil mit Führungsfortsätzen ausgebildet, welche zur Aufnahme der Druckfedern dienen.
Weiters kann die Gehäuseoberfläche mit Stützwänden ausgebildet sein, welche den Druckfedern am Schiebeteil als Widerlager dienen.
Vorzugsweise weist die Gehäuseoberflächen zwischen den Stützwänden eine Haube auf, welche den Bodenfortsatz am Rahmen des Schiebeteiles aufnimmt und führt. Zudem kann die
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Gehäuseoberfläche mit von Lagerböcken abragenden Zapfen ausgebildet sein, an denen die Schaltwippe und die Betätigungswippe schwenkbar gelagert sind. Weiters kann die Gehäuseoberfläche im Bereich der Lagerböcke mit Durchtrittsöffnungen für die Schenkel der Schaltwippe ausgebildet sein.
Eine erfindungsgemässe Schaltmechanik ist nachstehend anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert.
Dabei zeigen:
Fig. 1 eine erfindungsgemässe Schaltmechanik, in axonometrischer, auseinander gezogener
Darstellung,
Fig. 2 ein Schaltergehäuse und eine Schaltmechanik in einer ersten Endstellung, in vertikalem
Schnitt, sowie die Fig. 3 bis 5 ein Schaltergehäuse mit der Schaltmechanik in unterschiedlichen Phasen eines
Schaltvorganges, gleichfalls in vertikalem Schnitt.
Nachstehend ist anhand der Fig. 1 der Aufbau der Schaltmechanik eines einpoligen Tastschalters erläutert. Anhand der Fig. 2 bis 5 ist weiters der Ablauf eines vollständigen Schaltzyklus erläutert Dabei kann die Schaltmechanik entweder als einpoliger Umschalter oder als zweipoliger Umschalter ausgeführt sein.
Wie dies aus Fig. 1 ersichtlich ist, ist die im wesentlichen rechteckige Oberfläche 1 eines Schaltergehäuses an ihren Längsseiten mittig gegenüberliegend mit je einem Lagerbock 32 ausgebildet, welcher mit abragenden Zapfen 33 ausgebildet ist. Weiters ist unterhalb eines jeden Lagerbockes 32 eine Durchtrittsöffnung 35 vorgesehen. Zudem ist die Oberfläche 1 mit zwei voneinander im Abstand angeordneten Stützwänden 30 ausgebildet, zwischen welchen eine Haube 31 angeordnet ist, die zur Führung eines oberhalb angeordneten Schiebeteiles 5 dient.
Zwischen den beiden Lagerböcken 32 ist eine U-förmige Schaltwippe 3 mittels Bohrungen 34 auf den innen abragenden Teilen der Zapfen 33 schwenkbar gelagert. Auf den äusseren Teilen der Zapfen 33 ist eine mit Bohrungen 43 ausgebildete Betätigungswippe 2 gelagert. Dabei durchragen zwei Schenkel 36 der Schaltwippe 3 die Durchtrittsöffnungen 35 der Oberfläche 1 bis auf eine im Sockel des Schaltergehäuses kippbar gelagerte Kontaktwippe. Einer der beiden Schenkel 36 der Schaltwippe 3 ist mit einer Druckfederhülse 37 bestückt, welche an die Kontaktwippe federnd anliegt.
Der Schiebeteil 5, welcher gegenüber der Oberfläche 1 durch an der Betätigungswippe 2 angeordnete Nocken 6 verstellbar ist, weist einen Querträger 7 auf, welcher an seinen Enden mit Seitenteilen 8 ausgebildet ist, in welchem sich Lagerstellen 9 befinden. In diese Lagerstellen 9 sind die Lagerzapfen 10 eines Schwenkteiles 11 eingesetzt. Der Schwenkteil 11 ist unmittelbar neben den Zapfen 10 mit Druckstücken 12 ausgebildet, welche in Richtung der Schaltwippe 3 konisch ausgebildet sind, wodurch sie in Öffnungen 13 der Schaltwippe 3 zur Erzielung einer kraftschlüssigen Verbindung einragen können.
Beim Niederdrücken der Betätigungswippe 2 gelangen die Nocken 6 auf Schrägen 15 der Seitenteile 8 des Schiebeteiles 5, wodurch dieser in Richtung der schwenkbar gelagerten Schaltwippe 3 verstellt wird. Dabei gelangen die Druckstücke 12 des Schwenkteiles 11über ihre Anlageflächen 28 und 28' an die Anlageflächen 29 und 29' der Schaltwippe 3 und üben auf diese eine Kraft aus.
Hierdurch wird die Schaltwippe 3 verschwenkt, wobei deren Schenkel 36 diese Schwenkbewegung auf die Kontaktwippe übertragen, wodurch diese in die andere Endlage kippt.
Der Querträger 7 des Schiebeteiles 5 ist mittig mit einem sich in Längsrichtung bzw. in Schieberichtung ausgerichteten Rahmen 16 ausgebildet, welcher an seiner Unterseite mit Gleitnocken 22' versehen ist und welcher im Bereich seiner Stirnseite an seinen beiden Aussenwänden 17 mit rechtwinkelig abstehenden Tragstegen 18 ausgebildet ist. Die Stirnseite des Rahmens 16 mündet nach unten abgestuft in einen Bodenfortsatz 19, welcher zur Führung des Schiebeteiles 5 dient Weiters sind die Tragstege 18 in Schieberichtung mit Fortsätzen 20 zur Aufnahme von Druckfedern 4 ausgebildet. Durch eine Verstellung des Schiebeteiles 5 üben die Druckfedern 4 auf die Stützwände 30 eine Kraft aus, welche das erforderliche Rückstellmoment für die Tastschalterfunktion bewirkt.
Die Seitenteile 8 des Schiebeteiles 5 sind insoferne als Formteile ausgebildet, als deren Aussenkonturen mit bogenförmigen Abschnitten 21 ausgebildet sind, welche als Haltestege dienen, welche nach unten hin in die Schrägen 15 übergehen und welche in Bodennähe senkrecht abfal-
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len. Die Bodenflächen der Seitenteile 8 des Schiebeteiles 5 sind mit den für eine Schiebebewegung erforderlichen Gleitnocken 22 ausgebildet. Am Ende jeder Bodenfläche sind die Seitenteile 8 mit nach oben gerichteten Federstegen 23 versehen, welche an ihren freien Enden jeweils mit einem Nocken 26 ausgebildet sind.
Die Lagerstellen 9 für die Aufnahme der am Schwenkteil 11 vorgesehenen Zapfen 10 sind aus der Innenkontur der Haltestege 21, einer senkrechten Wand 24, einer Auflagefläche 25 und dem Federsteg 23 gebildet. Die in diesen Lagerstellen 9 drehbeweglich gelagerten Zapfen 10 des Schwenkteiles 11weisen im Querschnitt eine unsymmetrische Form auf, welche in Wirkrichtung des Schiebeteiles 5 mit einer kreisbogenförmigen Fläche 40 ausgebildet ist und in Gegenrichtung mit seitlichen Flanken 41 versehen ist, welche über Abrundungen 42 in eine vertikale ebene Fläche 27 übergehen. Es wird diesbezüglich auf die Fig. 2 bis 5 Bezug genommen.
Die Wirkung dieser Schaltmechanik ist nachstehend anhand der Fig. 2 bis 5 erläutert:
Aus diesen Darstellungen sind die Verstellung und die Verschwenkung der Druckstücke 12 sowie die Verdrehung und die Verschiebung der Zapfen 10 in den Lagerstellen 9 während der einzelnen Phasen erkennbar, wodurch bei jedem erneuten Niederdrücken der Betätigungswippe 2 der Kraftschluss zwischen den Druckstücken 12 und der Schaltwippe 3 zustande kommt.
Bei nicht gedrückter Betätigungswippe 2 liegen die Zapfen 10, welche durch den Druck der Federstege 23 in ihrer Ausgangslage gehalten sind, mit ihren ebenen Flächen 27 an die Wände 24 der Lagerstellen 9 an. Durch die besondere Ausgestaltung der Zapfen 10 und der Lagerstellen 9 ist für jeden Fall der Betätigung die erforderliche Ausgangslage der Druckstücke 12 gewährleistet, um die Schaltwippe 3 bzw die Kontaktwippe 14 von der einen Endstellung in die andere Endstellung umzuschalten. Dabei kommen die Druckstücke 12 je nach der Stellung der Schaltwippe 3 entweder über die oberen oder die unteren Anlageflächen 29 und 29' mit den Anlageflächen 28 und 28' in Berührung.
Ein vollständige Schaltzyklus läuft wie folgt ab:
Gemäss Fig. 2 liegt die Kontaktwippe 14 mit ihrem Doppelkontakt 39 in der oberen Endstellung an den oberen der beiden Gegenkontakte 38 an. Durch Niederdrücken der Betätigungswippe 2 in Pfeilrichtung wird der auf der Oberfläche 1 des Schaltergehäuses befindliche Schiebeteil 5 dadurch horizontal verschoben, dass die Nocken 6 der Betätigungswippe 2 auf die Schrägen 15 des Schiebeteiles 5 drücken. Zusammen mit dem in den Lagerstellen 9 des Schiebeteiles 5 angeordneten Schwenkteil 11 wird der Schiebeteil 5 in kraftschlüssiger Verbindung der Druckstücke 12 zugleich mit der Schaltwippe 3 entgegen der Rückstellkraft der Druckfedern 4 verstellt.
Dabei treten die Druckstücke 12 in der ersten Phase des Zyklus so weit in die Öffnungen 13 der Schaltwippe 3 ein, bis sie mit ihren oberen Anlageflächen 28 die oberen Anlageflächen 29 der Schaltwippe 3 berühren, wie dies in Fig. 3 dargestellt ist.
In der zweiten Phase des Zyklus, welcher in Fig. 4 dargestellt ist, wird durch die Bewegung des Schiebeteiles 5 an den Berührungspunkten der oberen Anlageflächen 28 und 29 eine Gegenkraft erzeugt, welche ein Verschwenken der Druckstücke 12 so lange nach oben bewirkt, bis die oberen Anlageflächen 28' der Druckstücke 12 an den oberen Anlageflächen 29' der Schaltwippe 3 zur Anlage kommen, wodurch eine kraftschlüssige Verbindung hergestellt wird. Zudem erreichen die unteren Anlageflächen 28 der Druckstücke 12 eine solche Lage, welche das erforderliche Eintreten in die Öffnungen 13 der Schaltwippe 3 ermöglicht.
Zudem wird durch das Abrollen der oberen Ecke 42 des Druckstückes 12 an der Wand 24 des Schiebeteiles 5 eine horizontale Verschiebung der Druckstücke 12 in Richtung der Schaltwippe 3 bewirkt, wodurch ein zusätzlicher Betätigungsweg und zugleich im Federsteg 23 ein zusätzliches Rückstellmoment für Rückstellung der Druckstücke 12 erzeugt wird Unter der Druckwirkung des Kraftschlusses springt die Schaltwippe 3 in die andere Endlage um, wobei gleichzeitig die Schenkel 36 mit der eingesetzten Druckfederhülse 37 die Kontaktwippe 14 ebenfalls in die andere Endlage umschalten, wie dies in Fig. 5 dargestellt ist.
Beim Loslassen der Betätigungswippe 2 und gleichzeitigem Rückgang des Schiebeteiles 5 durch das Entspannen der Druckfedern 4 verlassen die Druckstücke 12 des Schwenkteils 11 die kraftschlüssige Verbindung mit der Schaltwippe 3. Durch eine im Berührungspunkt der Zapfen 10 der Druckstücke 12 und der Nocken 26 der Federstege 25 wirkende Kraft, welche durch die Vorspannung und das zusätzliche Rückstellmoment der Federstege 25 erzeugt wird, springen die Zapfen 10 und damit die Druckstücke 12 in ihre Ausgangslage zurück, wodurch die Schaltmechanik für den nächsten Schaltvorgang vorbereitet ist.