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Die Erfindung betrifft einen Fußschalter mit mindestens einem Pedal, das zur Betätigung um mindestens zwei in einem Winkel zueinander angeordnete Achsen schwenkbar gelagert ist.
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Fußschalter mit einem oder mehreren Pedalen werden in vielen Bereichen eingesetzt. Meist sind sie so ausgebildet, dass sie einer wippenden Bewegung eines menschlichen Fußes folgend einen Stromkreis schließen oder öffnen. Insbesondere im medizinischen Bereich finden sich Schalter, die in der Regel unter anderem ein Pedal aufweisen, mit dem ein oder mehrere Stromkreise ein- oder ausgeschaltet oder Signale bereitgestellt werden können, deren Art und/oder Stärke von der momentanen Stellung des Pedals abhängen. Dabei gibt es Schalter mit einem Pedal, das nur um eine, oder einem, das um mehrere Achsen bewegt werden kann, wobei die geschalteten Stromkreise bzw. die abgegebenen Signale unter anderem von der Betätigungsrichtung des Pedals abhängen.
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Beispielsweise beschreibt die Druckschrift
WO 03/023544 einen Fußschalter für ein chirurgisches Instrument, bei der der Benutzer das Pedal sowohl in vertikaler als auch in horizontaler Richtung betätigen kann. Dabei wird die Auslenkung des Pedals in der jeweiligen Richtung durch Ausgangssignalerzeuger erfasst, beispielsweise durch Potentiometer oder optische Dreh-/Wegaufnehmer. Als eine Besonderheit weist der Fußschalter eine hinzuschaltbare Mechanik auf, durch die vorbestimmte Druckpunkte für die vertikale Bewegung erzeugt werden, die dem Bediener eine Rückmeldung zur Betätigung geben.
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Für bestimmte Einsatzgebiete oder von manchen Benutzern werden jedoch unter Inkaufnahme der geringeren Anzahl ansteuerbarer Funktionen Fußschalter bevorzugt, deren Pedal ausschließlich um eine Achse bewegt werden kann. Die Druckschrift
WO 2014/172550A1 beschreibt einen derartigen Schalter, dessen Pedal in diesem Fall ausschließlich vertikal bewegt werden kann.
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Dies führt nun zu der nachteiligen Situation, dass ein Anbieter oder Betreiber von pedalgesteuerten Geräten Fußschalter unterschiedlicher Bauarten für die unterschiedlichen Betriebsarten vorhalten muss.
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Aufgabe der Erfindung ist somit die Schaffung eines Fußschalters, der für beide Betriebsarten geeignet ist.
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Gelöst wird die Aufgabe durch den einen Fußschalter mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs. Weiterbildungen und vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
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Ein erfindungsgemäßer Fußschalter der eingangs genannten Art zeichnet sich dadurch aus, dass eine Arretiervorrichtung vorhanden ist, durch die eine Bewegung des Pedals um eine der beiden Achsen arretierbar ist. Auf diese Weise kann ein Fußschalter in beiden gewünschten Betriebsarten verwendet werden. Ein Hersteller des Fußschalters bzw. ein Anbieter des zu steuernden Geräts braucht nur einen Typ Fußschalter vorzuhalten und kann diesen je nach Präferenz des Benutzers konfigurieren. Auch kann vorgesehen sein, dass ein Benutzer selbst zwischen den beiden Betriebsarten wählt oder auch wechselt.
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In einer vorteilhaften Ausgestaltung weist der Fußschalter einen Pedalgrundkörper auf, der um eine horizontale Achse schwenkbar gelagert ist, sowie einen Pedalschwenkkörper, der gegenüber dem Pedalgrundkörper schwenkbar um eine zu dem Pedalgrundkörper senkrecht stehende Achse gelagert ist. So können zwei Bewegungsrichtungen des Pedals realisiert werden, die dahingehend voneinander getrennt sind, dass jeder Bewegungsrichtung eine Achse zugeordnet ist. Entsprechend kann ein selektives Arretieren einer der beiden Bewegungsrichtungen einfach umgesetzt werden, beispielsweise indem die Arretiervorrichtung auf die Schwenkbewegung des Pedalschwenkkörpers gegenüber dem Pedalgrundkörper wirkt.
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Dabei kann in einer Ausgestaltung des Fußschalters die Arretiervorrichtung handbedienbar sein. Zu diesem Zweck kann sie bevorzugt mindestens einen Handhebel aufweisen, der mit mindestens einem Sperrzapfen gekoppelt ist, wobei der Sperrzapfen in einer Arretierstellung die Schwenkbewegung des Pedalschwenkkörpers blockiert und in einer Freigabestellung die Schwenkbewegung ermöglicht. Beispielsweise kann der mindestens eine Sperrzapfen in der Freigabestellung in eine Sperrzapfenkammer des Pedalschwenkkörpers eingefahren sein und in der Arretierstellung so weit aus der Sperrzapfenkammer ausgefahren werden, dass er dem Pedalgrundkörper gegenüber als Anschlag wirkt. Bevorzugt sind zwei Sperrzapfen vorgesehen und so angeordnet, dass sie in der Arretierstellung seitlich an jeweils einer Seite des Pedalgrundkörpers anliegen.
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In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des Fußschalters ist die Arretiervorrichtung ansteuerbar ausgebildet. Sie kann so z.B. von dem pedalgesteuerten Gerät, mit dem der Fußschalter gekoppelt ist, oder von einer separaten Fernbedienung aus gesteuert werden. Bei einer Ansteuerung von dem pedalgesteuerten Gerät aus kann eine automatische Arretierungszustandsvorgabe, z.B. benutzer- und/oder verwendungsabhängig, erfolgen. Zur Vermeidung von Fehlfunktionen oder -bedienungen ist es dabei z.B. sinnvoll, wenn Funktionen und Funktionsbelegungen des gesteuerten Gerätes und die jeweilige Schalterbetriebsart sich automatisch aneinander anpassen. In allen Fällen kann eine Verbindung zwischen dem Fußschalter und dem angesteuerten Gerät leitungsgebunden oder drahtlos sein.
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Um ansteuerbar zu sein, weist die Arretiervorrichtung bevorzugt einen Aktor auf, mit dem ein Sperrelement in eine Arretierstellung und eine Freigabestellung bewegbar ist. Das Sperrelement kann in einer Ausgestaltung ein Sperrkolben sein. Der Aktor bewegt das Sperrelement beispielsweise elektromagnetisch oder elektromotorisch.
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In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung weist der Fußschalter eine Sensoranordnung auf, um einen Arretierungszustand zu erfassen. So kann die Funktionalität des vom Fußschalter gesteuerten Geräts an die Betriebsart des Fußschalters angepasst werden. Dieses gilt insbesondere, wenn die Betriebsart des Fußschalters von Hand bzw. über eine Fernbedienung umschaltbar ist. Aber auch wenn eine Arretierungszustandsvorgabe durch das zu steuernde Gerät erfolgt, kann eine Erfassung des Arretierungszustands sinnvoll sein, um den (tatsächlichen) Arretierungszustand mit der Arretierungszustandsvorgabe zu vergleichen und so eine ansteuerbaren Arretiervorrichtung auf ihre korrekte Funktion überprüfen zu können. Die Sensoranordnung kann beispielsweise einen Permanentmagneten und einen Reedschalter umfassen. Alternativ können auch Prüfkontakte verwendet werden und/oder es kann eine optische Positionserkennung von Komponenten der Arretiervorrichtung, z.B. von Sperrzapfen oder Sperrkolben, erfolgen.
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Die Erfindung wird nachfolgend anhand zweier Ausführungsbeispiele mithilfe von Figuren näher erläutert.
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Die Figuren zeigen:
- 1 eine perspektivische Darstellung eines erfindungsgemäßen Fußschalters mit einer handbetätigten Arretiervorrichtung als erstes Ausführungsbeispiel;
- 2 eine perspektivische Teilansicht des Fußschalters nach 1 mit gesperrter Horizontalbewegung;
- 3 eine perspektivische Teilansicht des Fußschalters nach 1 mit freigegebener Horizontalbewegung in einem horizontal betätigten Zustand;
- 4 einen perspektivischen Teilschnitt des Fußschalters nach 2, der die Sensorelemente zur Signalisierung des Arretierungszustands darstellt;
- 5 in einer Prinzipskizze einen Teilschnitt durch einen erfindungsgemäßen Fußschalter für ferngesteuerte Betätigung als zweites Ausführungsbeispiel mit gesperrter Horizontalbewegung; und
- 6 in einer Prinzipskizze einen Teilschnitt durch den Fußschalter nach 5 mit freigegebener Horizontalbewegung in einem horizontal betätigten Zustand.
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In 1 ist als erstes Ausführungsbeispiel ein Fußschalter 1 mit einer Gehäusebaugruppe 2 und einer Pedalbaugruppe 3 gezeigt. Ein zur Pedalbaugruppe 3 gehörender Pedalgrundkörper 4 ist derart in der Gehäusebaugruppe 2 gelagert, dass die Pedalbaugruppe 3 um eine horizontale Drehachse in vertikaler Richtung bewegt (verschwenkt) werden kann. Ein ebenfalls zur Pedalbaugruppe 3 gehörender Pedalschwenkkörper 5 ist derart auf dem Pedalgrundkörper 4 gelagert, dass der Pedalschwenkkörper 5 um eine zur horizontalen Drehachse der Pedalbaugruppe, zur Oberseite des Pedalgrundkörpers 4 und zur Unterseite des Pedalschwenkkörpers 5 im Wesentlichen senkrechten Achse in horizontaler Richtung bewegt (verschwenkt) werden kann. Auf dem Pedalschwenkkörper 5 ist im dargestellten Beispiel eine schalenförmige Fußauflage 6 angeordnet, auf die ein Benutzer seinen Fuß zur Betätigung des Fußschalters 1 auflegt.
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Der Pedalschwenkkörper 5 und die Fußauflage 6 bilden zusammen ein Pedal des Fußschalters 1, das in zwei unabhängige Bewegungsrichtungen bewegbar gelagert ist. Der Fußschalter 1 ist somit als Mehrweg-Pedalschalter ausgebildet, der Bewegungen eines betätigenden Fußes in die beiden voneinander unabhängige Bewegungsrichtungen erfassen kann, im Beispiel konkret eine Schwenkbewegung um eine horizontale und eine Schwenkbewegung um eine im Wesentlichen vertikale Schwenkachse.
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Erfindungsgemäß ist eine Arretiervorrichtung 10 vorhanden, mit der eine der beiden Bewegungsmöglichkeiten des Fußschalters 1 arretiert werden kann.
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Bei dem ersten Ausführungsbeispiel, das in den 1 bis 4 dargestellt ist, ist die Arretiervorrichtung 10 als handbedienbare Anordnung ausgebildet. Dabei umfasst die Arretiervorrichtung 10 zwei Handhebel 11, die auf einer gemeinsamen, hier nicht sichtbaren Verbindungswelle schwenkbar an dem Pedalschwenkkörper 5 gelagert sind. Zwei Sperrzapfen 12 sind mit der Verbindungswelle und damit mit den Handhebeln 11 gekoppelt. Sie sind in einer Stelllung der Handhebel 11 in Sperrzapfenkammern 13 innerhalb des Pedalschwenkkörpers 5 angeordnet. In dieser Stellung, die in 1 dargestellt ist, beeinflussen sie die Schwenkbarkeit des Pedalschwenkkörpers 5 gegenüber dem Pedalgrundkörper 4 nicht. Diese Stellung wird daher auch als Freigabestellung bezeichnet.
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Durch Betätigung der Handhebel 11 in eine sogenannte Sperrstellung fahren die Sperrzapfen 12 aus den Sperrzapfenkammern 13 aus und arretieren den Pedalschwenkkörper 5 in einer Mittelstellung gegenüber dem Pedalgrundkörper 4. Eine Horizontalbewegung des Pedalschwenkkörpers 5 ist in dieser Sperrstellung blockiert und damit nicht möglich. Die Sperrstellung ist in der 2 wiedergegeben, die die Pedalbaugruppe 3 von schräg unten zeigt.
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3 zeigt die Pedalbaugruppe 3 in ähnlicher Ansicht wie 2. Die Arretiervorrichtung 10 ist hier wiederum in der Freigabestellung gezeigt, bei der die Handhebel 11 in einen oberen Anschlag gedreht sind und die Sperrzapfen 12 dadurch in den Sperrzapfenkammern 13 des Pedalschwenkkörpers 5 ruhen. In dieser Lage gehalten wird die Arretiervorrichtung 10 durch ein oder mehrere, hier nicht dargestellte federnde Elemente, die am Pedalschwenkkörper 5 angebracht oder einstückig mit diesem ausgeführt sind und die mit hier nicht dargestellten geeignet gestalteten Rastkonturen zusammenwirken.
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4 zeigt eine Weiterbildung des ersten Ausführungsbeispiels. Bei dieser ist eine Sensoranordnung zur Erfassung und Signalisierung des Arretierungszustandes vorhanden. Dazu ist innerhalb eines der Sperrzapfen 12 ein Permanentmagnet 14 und im Pedalgrundkörper 4 ein Reedschalter 15 angeordnet. Je nach Arretierungszustand (Freigabestellung bzw. Sperrstellung) wird der Reedschalter 15 betätigt. Der Schaltzustand des Reedschalters 15 ist somit kennzeichnend für den Arretierungszustand und kann als Signal vom angesteuerten Gerät verarbeitet werden.
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In den 5 und 6 ist als zweites Ausführungsbeispiel ein Teil eines Fußschalters dargestellt. Von dem Fußschalter ist in den 5 und 6 ein Pedalgrundkörper 4, ein Pedalschwenkkörper 5 und eine Arretiervorrichtung 10 zu sehen. Vergleichbar mit dem Ausführungsbeispiel der 1 bis 4 ist der Pedalgrundkörper 4 um eine horizontale Achse schwenkbar an einer hier nicht sichtbaren Gehäusebaugruppe gelagert und der Pedalschwenkkörper 5 ist um eine zum Pedalgrundkörper 4 senkrecht stehende Achse zu den Seiten schwenkbar gelagert. Wie beim ersten Ausführungsbeispiel ist der Fußschalter somit als Mehrweg-Pedalschalter ausgebildet.
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Die Arretiervorrichtung 10 weist einen Sperrkolben 17 auf, der mittels eines Aktors 16 in eine Freigabestellung und eine Sperrstellung verfahren werden kann. 5 in der Sperrstellung gezeigt ist, in der die seitliche Schwenkbewegung des Pedalschwenkkörpers 5 arretiert ist, indem der Sperrkolben 17 in eine sacklochförmige Aufnahme 18 des Pedalschwenkkörpers 5 eingefahren ist. 6 zeigt die Anordnung in der Freigabestellung des Sperrkolbens 17 mit geschwenktem Pedalschwenkkörper 5.
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Die Betätigung des Sperrkolbens 17 durch den Aktor 16 kann dabei in elektromagnetischer, elektromotorischer oder jeder anderen geeigneten Weise erfolgen. Das Auslösen der Betätigung kann von Hand über einen hier nicht dargestellten, am Fußschalter angebrachten Schalter, von Hand über eine gesonderte Fernsteuerbedieneinheit oder von Hand oder automatisch ferngesteuert vom angesteuerten Gerät aus erfolgen. Eine Signalisierung des Arretierungszustandes erfolgt über die Erfassung des am Aktor 16 anliegenden Ansteuersignals oder über eine geeignete, die Stellung des Sperrkolbens 17 erfassende Sensoranordnung.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Fußschalter
- 2
- Gehäusebaugruppe
- 3
- Pedalbaugruppe
- 4
- Pedalgrundkörper
- 5
- Pedalschwenkkörper
- 6
- Fußauflage
- 10
- Arretiervorrichtung
- 11
- Handhebel
- 12
- Sperrzapfen
- 13
- Sperrzapfenkammer
- 14
- Permanentmagnet
- 15
- Reedschalter
- 16
- Aktor
- 17
- Sperrkolben
- 18
- Aufnahme
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- WO 03/023544 [0003]
- WO 2014/172550 A1 [0004]
