DE9306074U1

DE9306074U1 - Betätigungsmechanismus für ein Drucktastenschaltgerät, insbesondere Not-Aus-Schaltgerät

Info

Publication number: DE9306074U1
Application number: DE9306074U
Authority: DE
Original assignee: Kloeckner Moeller GmbH
Current assignee: Eaton Industries GmbH
Priority date: 1993-04-22
Filing date: 1993-04-22
Publication date: 1994-08-25
Anticipated expiration: 2003-04-23

Description

Klöckner-Moeller GmbH -&iacgr;- 20.04.1993

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Betätigungsmechanismus für ein Druckknopftastenschaltgerät, insbesondere Not-Aus-Schaltgerät.

Die Erfindung beschreibt ein Betätigungsmechanismus für ein Druckknopftastenschaltgerät, insbesondere Not-Aus-Schaltgerät, das für überlistungssichere Sicherheitsschaltfunktionen vorgesehen ist, im wesentlichen bestehend aus einem pilzförmigen Betätigungselement, das unter Einwirkung einer in axialer Betätigungsrichtung gradlinig ausgeführten Druckbewegung auf in einem Gehäuse angeordnete Betätigungselemente wirkt und dabei von dem Gehäuse geführt wird, wobei ein Schaltstößel von einem radial zur Betätigungsrichtung angeordneten Rastmechanismus, der kraftschlüssig und formschlüssig mit dem Schaltstößel und einem Gehäuse zusammenwirkt, in einer Ruhestellung verharrt und bei Überwindung der Verrastung sprunghaft von der Ruhestellung in eine Schaltstellung getrieben und ebenso durch eine auf die Betätigungshaube wirkende Zugbewegungung sprunghaft von der Schaltstellung in die Ruhetstellung zurückgetrieben wird.

Ein derartiger Betätigungsmechanismus für ein Druckknopftastenschaltgerät wurde durch die DE-OS 32 07 725 Al bekannt. Dabei handelt es sich um ein Druckknopftastenschalter, der mit einem Pilzkopf und einem in einem Gehäuse zwischen einer Ruhe- und einer Betriebs-Raststellung verschiebbaren Pilzstiel überlistungssicher ausgebildet ist. Hierfür sind eine Vielzahl an Bauteilen notwendig. Das Schaltgerät steht unter permanenter Vorspannung, was sich nachteilig auf die Lebensdauer und Funktionssicherheit auswirken kann. Das Schaltgefühl wird herabgesetzt, da der Benutzer vor dem Auslösen einen Tastenhub durchfahren muß. Der Einbau des bekannten Schaltgerätes ist umständlich. Eine Topfmontage ist dabei nicht möglich.

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Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein gattungsgemäßen Betätigungsmechanismus für ein Druckknopftastenschaltgerät, insbesondere Not-Aus-Schaltgerät zu schaffen, der eine hohe Funktionssicherheit aufweist, wobei der Bauteileverschleiß aller Betätigungselemente verringert werden soll, der einfach und schnell montierbar ist und darüberhinaus eine Dauerbeleuchtung bzw. eine Schaltstellungsanzeige aufweist.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die den Anspruch 1 kennzeichnenden Merkmale gelöst.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindungen kennzeichnen die Unteransprüche 2 bis 11.

Im folgenden soll die Erfindung anhand einer beispielhaften Ausführung unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert werden.
Es zeigen

Fig.l ein Schnittbild einer perspektivischen Darstellung des Betätigungsmechanismusses nach der Erfindung;

Fig.2 ein Schnittbild einer perspektivischen Detaildarstellung des erfindungsgemäßen Betätigungsmechanismusses.

Die Fig. 1 zeigt ein Schnittbild einer perspektivischen Darstellung des Betätigungsmechanismusses nach der Erfindung.

Das Schaltgerät befindet sich in der Ruhestellung. Der Betätigungsmechanismus weist im wesentlichen aus ein Betätigungselement 1, eine Betätigungsfeder 2, einem Schaltstößel 3, ein Rastmechanismus 4 und ein Tastenführungselement 5 auf. Das pilzförmige Betätigungselement 1 besteht aus ein Pilzskelett 12 und eine darüber formschlüssig verrastenden Pilzhaube 11. Das Pilzskelett 12 weist hakenförmige Federstege 14 auf, die in den Schaltstößel 3 hineinragen und dort in Ausbuchtungen 32 verhaken. In dieser Ruhestellung ist die als Druckfeder ausgeführte Betätigungsfeder 2 völlig entspannt. Die hakenförmigen Federstege 14 halten den Schaltstößel 3 in eine stabile Stellung. Das gesamte Gehäuse des Betätigungs-

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mechanismusses ist als Tastenführungselement 5 ausgebildet und besteht aus einem Zweifarben-Spritzgießteil. Das Tastenführungsskelett 52 besteht aus strapazierfähigem Kunststoff mit hoher Festigkeit, beispielsweise Pocan. Der quaderförmige Kragen 54 mit den angeformten Ablaufkurven 51a, 51b besteht aus einem Kunststoff mit hohen Gleiteigenschaften, beispielsweise A4H. Der Schaltstößel 3 wird radial von einem Kanal 42 durchlaufen, indem sich der Rastmechanismus 4 befindet. Der Rastmechanismus 4 besteht aus zwei Rastbolzen 41a, 41b mit abgerundeten Kopfflächen 43a, 43b. Die Rastbolzen 41a, 41b sind formschlüssig, bewegbar in dem Kanal 42 angeordnet und werden von einer mittig liegenden Druckfeder 44 gegen die Außenwandung des Tastenführungselementes 5 gedrückt. Dabei liegen die abgerundeten Kopfflächen 43a, 43b ohne Krafteinwirkung auf die schrägen Ebenen der Ablaufkurven 51a, 51b. Durch Krafteinwirkung auf das Betätigungselement 1 in Betätigungsrichtung X bewegt sich das Betätigungselement 1 gegen den Federdruck der Betätigungsfeder 2. Dabei fährt die Stirnfläche 16 des Pilzskeletts 12 gegen den Kragenanschlag 15 des Schaltstößels 3 und greift schließlich form- und kraftschlüssig auf den Kragenanschlag 15. Bis zu diesem Punkt hat sich eine Federkraft der Betätigungsfeder 2 aufgebaut, die nun als Kraftspeicher wirkt. Durch den Form- und Kraftschluß des Betätigungselementes 1 mit dem Schaltstößel 3 wird bei weiterer Kraftwirkung auf das Betätigungselemnent in Richtung X die Federkraft der Druckfeder 44 überwunden und die Rastbolzen 51a, 51b bewegen sich in Radialrichtung gegen die Federkraft der Druckfeder 44. Dabei wirkt sich besonders vorteilhaft aus, daß das Tastenführungselement als Zweifarben-Spritzgießteil ausgeführt ist. Der quaderförmige Kragen 54 besteht aus einem hoch gleitfähigen Material mit sehr guten Reibeigenschaften und ist in das Tastenführungsskelett 52 eingespritzt. Die Materialien der Ablaufkurven 51a, 51b und der Rastbolzen sind so gewählt, daß sie optimale Gleitpartner sind, wodurch eine weitgehende Verschleißreduzierung erreicht wird. Im weiteren Verlauf der Bewegung des Schaltstößels in Betätigungsrichtung X gleiten die abgerundeten Kopfflächen 43a, 43b über die schrägen Ebenen der

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Ablaufkurven 51a, 51b bis die Rastbolzen soweit zur Stößelmitte bewegt worden sind, daß der Rastmechanismus 4 nicht mehr wirkt. In diesem Moment wirkt die Federkraft der Betätigungsfeder 2, wobei sich der Kraftspeicher entlädt und den Schaltstößel 3 sprunghaft beschleunigt und ihn in die Schaltstellung treibt. Der Schaltstößel 3 wirkt dabei kraftschlüssig auf einen in der Zeichnung nicht dargestellten Kontaktapparat, der mindestens ein Schaltkontakt aktiviert. Der Schaltstößel 3 wird jetzt lediglich durch den Kontaktdruck des oder der Schaltkontakte entgegen der Betätigungsrichtung X gegen die Ablaufkurven 51a, 51b gedrückt. Die Betätigung von der Schaltstellung in die Ruhestellung erfolgt durch eine auf das Betätigungselement 1 wirkende Zugkraft gegen die Betätigungsrichtung X. Dabei hintergreifen die hakenförmigen Federstege 14 die Anschlagflächen der Ausnehmungen 32 in dem Schaltstößel 3. Dieser Punkt ist die zweite formschlüssige Verbindung des Betätigungselementes 1 mit dem Schaltstößel 3. Durch eine Zugkraft, die die Federkraft der Druckfeder 44 überwindet, gleiten die Rastbolzen 41a, 41b über weitere schräge Ebenen der Ablaufkurven 51a, 51b und bei Freigabe des Rastmechanismusses 4 springt der Schaltstößel 3 wieder in seine Ruhestellung. In der Ruhestellung und in der Schaltstellung wird kein Bauteil des Betätigungsmechanismusses mechanisch belastet. Eine mechanische Belastung findet ausschließlich bei den Schaltvorgängen statt.

Die Fig.2 zeigt ein Schnittbild einer perspektivischen Detaildarstellung des erfindungsgemäßen Betätigungsmechanismusses. Der als Hohlkörper ausgeführte Schaltstößel 3 nimmt eine Lichtquelle 6, die zweckmäßigerweise eine Leuchtdiode ist, formschlüssig auf. Die Lichtquelle 6 kann vorgesehen sein zur Schaltstellungsanzeige oder aber auch als Dauerlicht zur Identifizierung eines Not-Aus-Schaltgerätes.

Eine Lampenfassung 8 dient zur Aufnahme der in der Zeichnung nicht dargestellten Kontaktelemente. Die Lampenfassung 8 weist Anschlußwinkel 9 auf, die über eine Kontaktfeder 7 mit Anschlußelemente 61 der Lichtquelle 6 elektrisch verbunden sind.

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Die Unterseite 55 des quaderförmigen Kragens 54 bildet den flächigen Abschluß zur Front- bzw. Montageplatte. Besonders vorteilhaft ist die Bauausführung des gesamten Betätigungsmechanismusses. Die aus der Einbausicht nach innen weisenden Bauteile, unterhalb des quaderförmigen Kragens 54, weisen einen kleineren Durchmesser auf als das Montageloch, wodurch eine Topfmontage des kompletten Betätigungsmechanismusses möglich ist.

Eine Lippendichtung 17, angeordnet zwischen Schaltstößel 3 und Tastenführungsskelett 52, sorgt für ein verschmutzungsfreien Bewegungsraum des Rastmechanismusses 4.

Claims

Klöckner-Moeller GmbH -6*- *··' : ··' *··'20.04.1993 0 335 GM Ansprüche

1. Betätigungsmechanismus für ein Drucktastenschaltgerät, insbesondere Not-Aus-Schaltgerät, der für überlistungssichere Sicherheitsschaltfunktionen vorgesehen ist, im wesentlichen bestehend aus einem pilzförmigen Betätigungselement, das unter Einwirkung einer in axialer Betätigungsrichtung gradlinig ausgeführten Druckbewegung auf in einem Gehäuse angeordnete Betätigungselemente wirkt und dabei von dem Gehäuse geführt wird, wobei ein Schaltstößel von einem radial zur Betätigungsrichtung angeordneten Rastmechanismus, der kraftschlüssig und formschlüssig mit dem Schaltstößel und einem Gehäuse zusammenwirkt, in einer Ruhestellung verharrt und bei Überwindung der Verrastung sprunghaft von der Ruhestellung in eine Schaltstellung getrieben und ebenso durch eine auf die Betätigungshaube wirkende Zugbewegungung sprunghaft von der Schaltstellung in die Ruhestellung zurückgetrieben wird, dadurch gekennzeichnet, daß in der Ruhestellung des Druckknopftastenschaltgerätes eine Betätigungsfeder (2) im entspannten Zustand zwischen Stirnfläche (16) des Betätigungselementes (1) und einer an dem Schaltstößel (3) angeformten Ebene (31) abgestützt ist, daß die Betätigungsfeder (2) durch stetige Druckbewegung des Betätigungselementes (1) in Betätigungsrichtung (X) eine Druckspannung aufbaut und als Kraftspeicher wirkt, und daß dabei ein Schaltvorgang von der Ruhestellung in die Schaltstellung zwangsläufig dadurch eingeleitet wird, daß die Entrastung des Rastmechanismusses (4) vorbereitet wird, indem das Betätigungselement (1), nach einem gegen den Federdruck der Betätigungsfeder (2) zurückgelegten Weg, form- und kraftschlüssig auf den Schaltstößel (3) wirkt, wobei die Rastbolzen (41a, 41b) eine einem Tastenführungselement (5) angeformten Ablaufkurve (51a, 51b) überwinden müssen, um den Schaltstößel (3) zu entrasten, der, sobald seine Entrastung erfolgt ist, den Kraftspeicher entlädt, indem die Betätigungsfeder (2) ihre durch die aufgebaute Druckspannung erreichte Federkraft auf den Schaltstößel (3) auswirkt, der damit sprunghaft die Schaltstellung erreicht.

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2. Betätigungsmechanismus nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Betätigungselement (1) derart auf den Schaltstößel (3) wirkt, daß eine Stirnfläche (16) des Betätigungselementes (1) form- und kraftschlüssig gegen einen Kragenanschlag (15) des Schaltstößels (3) fahrt.

3. Betätigungsmechanismus nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Tastenführungselement (5) als einstückiges Zweifarben-Spritzgießteil ausgeführt ist, wobei ein Tastenführungsskelett (52) aus einem verschleißarmen Kunststoff besteht und in dem Tastenführungsskelett (52) ein quaderförmiger Kragen (54) eingespritzt ist, dem Ablaufkurven (51a, 51b) angeformt sind, und der aus einem Kunststoff mit günstigen Reibwerten besteht.

4. Betätigungsmechanismus nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der quaderförmiger Kragen (54) im montierten Zustand des Druckknopftastenschaltgerätes mit seiner Unterseite (55) den bündigen Abschluß mit einer Frontplatte bildet.

5. Betätigungsmechanismus nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Rastmechanismus (4) in einem radial zur Längsachse des Schaltstößels (3) verlaufenden Kanal (42) beweglich gelagert ist und aus zwei zylinderförmige Rastbolzen (41a, 41b) besteht, die mit ihren abgerundeten Kopffiächen (43a, 43b) durch die Kraft einer in der Mitte des Kanals (42) angeordneten Druckfeder (44) gegen das Tastenführungselement (5) gedrückt werden.

6. Betätigungsmechanismus nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die abgerundeten Kopfflächen (43a, 43b) der Rastbolzen (41a, 41b) auf die dem Tastenführungselement (5 ) angeformten Ablaufkurven (51a, 51b) aufliegen.

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7. Betätigungsmechanismus nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichet, daß die auf das Betätigungselement (1) ausgeübte und auf den Schaltstößel (3) übertragende Kraft den Rastmechanismuss (4) überwindet, wobei sich die Rastbolzen (41a, 41b) gegen die Kraft der Druckfeder (44) zur Mitte des Schaltstößels (3) bewegen und dabei über schrägen Ebenen der Ablaufkurven (51a, 51b) gleiten, bis die Bewegung des Schaltstößels (3) in Betätigungsrichtung (X) freigeben ist.

8. Betätigungsmechanismus nach den Ansprüchen 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß sich die aufgebaute Kraft des von der Betätigungsfeder (2) dargestellten Kraftspeichers, im Moment der Bewegungsfreigabe des Schaltstößels (3) entlädt und ihn aus seiner Ruhestellung in die Schaltstellung treibt.

9. Betätigungsmechanismus nach den Ansprüchen 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Betätigungselement (1) aus einer Pilzhaube (11) und einem Pilzskelett (12) besteht, wobei die Pilzhaube (11) formschlüssig über das Pilzskelett (12) verrastet ist.

10. Betätigungsmechanismus nach den Ansprüchen 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet,

daß in Ruhestellung des Druckknopftastenschaltgerätes hakenförmige Federstege (14), die dem Pilzskelett (12) angeformt sind, in Ausnehmungen (32) des Schaltstößels (3) greifen und dort verhaken.

11. Betätigungsmechanismus nach den Ansprüchen 1 bis 10, dadurch gekennzeich net, daß der Schaltstößel (3) als hohler Körper ausgebildet ist, in dem eine Lichtquelle (6) formschlüssig integriert ist, wobei Kontaktfedern (7) die Anschlußelemente (61) der Lichtquelle (6) mit Anschlußwinkel (9), die in einer Lampenfassung (8) angeordnet sind, elektrisch verbinden.