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BETAETIGUNGSVORRICHTUNG FUER EINEN TASTSCHALTER,
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INSBESONDERE FUER EINEN NOTAUSSCHALTER Die vorliegende Erfindung betrifft
eine Betätigungsvorrichtung für einen Tastschalter, insbesondere für einen Notausschalter,
nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.
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Bei solchen Betätigungsvorrichtungen führt ein auch nur zögerndes
oder sehr kurzzeitiges Drücken bzw. Antippen des Betätigungsknopfes dazu, dass der
Schaltstössel schlagartig einen Schalthub ausführt und damit mit Sicherheit den
Tastschalter betätigt und diesen betätigt hält, bis der Schaltstössel bewusst in
Ruhestellung zurückgeholt wird. Deswegen werden solche Betätigungsvorrichtungen
vor allem zur Betätigung von Notausschaltern an kontinuierlich arbeitenden Maschinen
benützt und daher an gut zugänglichen Orten angeordnet, damit eine Bedienungsperson
bei einer Störung oder bei Gefahr auch mit nur einem flüchtigen Druck auf den Betätigungsknopf
(der im allgemeinen vergleichsweise gross ausgebildet und auffällig gefärbt ist)
die Maschine stillsetzen kann.
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Eine Betätigungsvorrichtung der eingangs genannten Art ist beispielsweise
aus der DE-OS 30 43 240 (Fig. 3, 4) bekannt. Bei dieser sind die Rastklinken an
je einem unter der Wirkung einer Feder stehenden und am Gehäuseteil angelenkten
Hebel ausgebildet, welcher Hebel auf der bezüglich seiner Anlenkstelle gleichen
Seite wie die Rastklinke eine Schrägfläche aufweist, die mit einer am Betätigungsknopf
vorhandenen Schulter zusaenwirkt. Beini Drücken des Betätigungsknopfes werden die
Hebel verschwenkt, und dabei die Rastklinken ausser Eingriff mit
den
am Schaltstössel vorhandenen Vorsprüngen gebracht, womit der Schaltstössel zur Ausführung
eines Schalthubes frei ist. Da der Schaltstössel über die Schleppverbindung mit
dem Betätigungsknopf verbunden ist, wird auch dieser vom-Schaltstössel mitgenommen.
Da ferner der Betätigungsknopf im Anschluss an die den Hebel über dessen Schrägfläche
verschwenkenden Schulter zylindrisch ist, bleibt der Hebel ausgeschwenkt. Zum Rückführen
des Schaltstössels der bekannten Betätigungsvorrichtung in Ruhestellung, genügt
es, den Betätigungsknopf wieder geradlinig herauszuziehen bis der Hebel unter der
Wirkung der Feder wieder einschwenken kann, womit auch die Rastklinken hinter die
Vorsprünge am Schaltstössel eingreifen und dieser wieder in Ruhestellung arretiert
ist.
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Namentlich wenn die bekannte Betätigungsvorrichtung einer Notausschalter
zugeordnet ist, ist dieses Zurückführen in die Ruhestellung durch geradliniges Herausziehen
des Betätigungsknopfes mit dem Risiko behaftet, dass diese Rückführung in die Ruhestellung
auch unbeabsichtigt erfolgen könnte. Bedenkt man, dass ein Notausschalter über eine
solche Betätigungsvorrichtung nicht grundlos und nicht immer mit der Hand, sondern
mit irgendeinem Körperteil oder Gegenstand betätigt wird, kann eine unbeabsichtigte
Rückführung in die Ruhestellung schwerwiegende Konsequenzen haben. Wenn beispielsweise
der Betätigungskflopf der bekannten Vorrichtung zufällig mit etwas Klebrigem gedrückt
wird, ist nicht auszuschliessen, dass beim Loslassen des Betätigungsknopfes dieser
unbeabsichtigt wieder herausgezogen wird.
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Dieser Mangel ist bereits bei einertanderen bekannten Betätigungsvorrichtung,
die allerdings einer anderen Gattung angehört, erkannt worden. Bei dieser anderen,
bekannten Betätigungsvorrichtung (US-PS 4.182.943) muss der Betätigungsknopf über
seinen vollen Hub aktiv gedrückt werden. Es fehlt hier der in Betätigungsrichtung
federnd vorgespannte und nur durch Rastklinken in Ruhestellung gehaltene Schaltstössel.
Sobald bei dieser Betätigungsvorrichtung der Knopf ganz gedrückt ist, rasten die
umgebogenen Enden einer Feder, die im Knopf eingebaut ist, in Ausnehmungen eines
ortsfesten Gehäuseteiles ein und arretieren den Knopf in gedrückter Stellung. Um
nun den Knopf in die Ruhestellung zurückzuholen, muss dieser gedreht werden, und
dadurch werden die gebogenen Enden der Feder aus den zugeordneten Ausnehmungen verdrängt,
womit die Arretierung gelöst ist und der Knopf unter Wirkung einer Rückholfeder
in die Ruhestellung zurückspringt.
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Hier sind also zweierlei Bewegungen notwendig, nämlich Drücken zum
Betätigen und Drehen zum Zurückholen in die Ruhestellung. Abgesehen davon, dass
bei dieser Betätigungsvorrichtung gemäss der genannten US-PS ein vollständiges Niederdrücken
des Betätigungsknopfes zwingend erforderlich ist, um den gewünschten Schaltvorgang
auszulösen, besteht auch hier das Risiko eines unbeahsichtigten Rückführens in die
Ruhestellung, weil hierzu nur ein Drehen des pilzförmig ausgebildeten Betätigungsknopfes
erforderlich ist.
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Aehnliches gilt auch für die aus der DE-OS 22 63 762 bekannte Vorrichtung,
obwohl dort Massnahmen getroffen sind, um das unbeabsichtigte Drehen des Knopfes
erheblich zu erschweren. Bei dieser Vorrichtung ist nämlich der
Betätigungsknopf
zweiteilig ausgeführt. Der der Aussenseite zugekehrte Teil des Betätigungsknopfes
ist unverdrehbar, jedoch verschiebbar. An diesem Teil ist über eine in Drehrichtung
wirksame, federnde Schleppverbindung, der andere, verschiebbare und verdrehbare
Teil des Betätigungsknopfes gekoppelt, der, in betätigter Stellung, durch an ihm
angeformte Rastnasen an den Schenkeln einer ortsfest angeordneten und diesen anderen
Teil des Betätigungsknopfes umgreifenden "Haarnadel"-Feder hängen bleibt. Dieser
andere Teil des Knopfes besitzt einen an seinem Umfang randrierten Endflansch, der
vom pilzförmig geformten Endflansch des erstgenannten, unverdrehbaren Teiles überdeckt
ist, wodurch der randrierte Flansch nur durch bewusstes Untergreifen des pilzförmigen
Endflansches zugänglich ist und'dann verdreht werden kann, um die Rastnasen ausser
Eingriff mit der "Haarnadel"-Feder zu bringen. Auch bei dieser Betätigungsvorrichtung
ist jedoch ein vollständiges Niederdrücken des Betätigungsknopfes erforderlich,
um den gewünschten Schaltvorgang auszulösen.
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Es ist daher ein Zweck der Erfindung, eine Betätigungsvorrichtung
der eingangs genannten Art zu schaffen, bei deren unbeabsichtigtes Rückholen des
Schaltstössels in die Ruhestellung sozusagen ausgeschlossen ist.
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Dementsprechend liegt der Erfindung die Auf gabe zugrunde, die Betätigungsvorrichtung
derart auszubilden1 dass ein Rückholen des Schaltstössels in die Ruhestellung nur
durch Drehen und anschliessendes Herausziehen des Betätigungsknopfes, also mit zwei
unterschiedlichen und nur bewusst auszuführenden Bewegungen des Betätigungsknopfes
möglich ist.
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Zur Lösung dieser Aufgabe weist die vorgeschlagene Betätigungsvorrichtung
die im Kennzeichen des Patentanspruches 1 definierten Merkmale auf.
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Bevorzugte Ausführungsformen sind in den abhängigen Ansprüchen definiert.
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Nachstehend ist ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemässen Betätigungsvorrichtung
anhand der Zeichnung näher beschrieben. Es zeigt: Fig. 1 einen schematischen Axialschnitt
durch eine Betätigungsvorrichtung in Ruhestellung zusammen mit dem zugeordneten
Tastschalter, Fig. 2 die Betätigungsvorrichtung gemäss Fig. 1 nach der Ausführung
eines Schalthubes, Fig. 3 in kleinerem Massstab einen Schnitt längs der Linie III-III
der Fig. 1, ° Fig. 4 eine Ansicht einer etwa 120 umfassenden Abwicklung einer an
den Betätigungsknopf gekoppelten Hülse, und Fig. 5 einen Querschnitt durch die gesamte
Hülse der Fig. 4, als wäre dieser Schnitt entlang der Linie V-t der Fig. 4 geführt.
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Die in der Zeichnung dargestellte Betätigungsvorrichtung 10 ist einem
Tastschalter 11, insbesondere einem Notausschalter, mit einem Taster 12 zugeordnet,
der zur Betätigung des Tastschalters höchstens um das mit 13 bezeichnete Mass zu
drücken ist.
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Die Betätigungsvorrichtung 10 weist im wesentlichen drei Bauteile
auf. Es sind dies ein etwa rohrförmiges, beiderends offenes Gehäuseteil 14, ein
darin längsverschiebbar, jedoch unverdrehbar geführter Schaltstössel 15 und ein
Betätigungsknopf 16.
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Das Gehäuseteil 14 besitzt an seiner äusseren Mantelfläche eine Schulter
17 und an der daran anschliessenden Mantelfläche kleineren Durchmessers ein Aussengewiude
18.
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Das Gehäuseteil 14 ist unter Zwischenlage einer Dichtung 19 in eine
Bohrung einer Schalttafel 20 eingesetzt und mittels einer auf das Aussengewinde
18 aufgeschraubten Mutter 21 an der Schalttafel 20 festgespannt.
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Das Gehäuseteil 14-besitzt eine nach innen gerichtete Schulter 22,
auf der das eine Ende einer in Fig. lin gespanntem, in Fig. 2 in entspannterem Zustand
dargestellten, kräftigen Druckfeder 23 abgestützt ist. Das andere Ende dieser Druckfeder
23 ist an einer der Schulter 22 zugekehrten, an der äusseren Mantelfläche des Schaltstössels
15 ausgebildeten Schulter 24 abgestützt.
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Wie der Fig. 2 zu entnehmen ist, weist das Gehäuseteil 14 eine durchgehende
Bohrung 25 auf, in der der Schaltstössel 15 axial verschiebbar geführt ist. Der
nach innen a3ostehende Flansch des Gehäuseteils 14, der die Schulter 22
bildet,
weist eine nicht näher bezifferte Kerbe auf, in die eine an der Mantelfläche des
Schaltstössels 15 angeformte Rippe 26 eingreift. Damit ist der Schaltstössel 15
gegen Verdrehung gesichert. Eine Dichtung 32 dichtet die Mantelfläche des Schaltstössels
15 gegen die Innenwand der Bohrung 25 ab.
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An seinem oberen Ende weist der Schaltstössel 15 einen radial abstehenden
Flansch 27 (Fig. 2) auf. Dieser Flansch 27 besitzt an drei in Umfangsrichtung um
1200 voneinander entfernten Stellungen axial nach oben abstehende Vorsprünge 28,
die eine nach unten gerichtete Schulter 30 mit angrenzender Schrägfläche 29 und
der Schulter 30 gegenüber eine in Fig. 1, 2 nach oben gerichtete Anschlagfläche
31 (Fig. 1) aufweisen.
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Am oberen Rand des Gehäuseteiles 14 sind nach innen und unten sich
erstreckende und in einem Umfangsabstand von ° 120 angeordnete, federnde Finger
33 (Fig. 2) angeformt, deren freies Ende als Rastklinke mit einer Rastfläche 34
und dieser axial gegenüber mit einer Anschlagfläche 35 (beides nur in Fig. 2 bezeichnet)
versehen ist.
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In der in Fig. 1 dargestellten Ruhestellung untergreift die Rastfläche
34 die Schulter 30, während in der in Fig. 2 dargestellten, betätigten Stellung
die Anschlagfläche 35 der Anschlagfläche 31 zugekehrt ist und an dieser anliegt
und somit den Schaltstössel 15 vorerst daran hindert, in die Ruhestellung zurückgezogen
zu wer den. Es wird noch zu beschreiben sein, wie die Anschlagflächen 31 und 35
ausser Eingriff zu bringen sind.
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Der Betätigungsknopf 16 besitzt einen kappenförmigen, von aussen (in
Fig. 1 und 2 von oben) zugänglichen Endflansch 36, der das Gehäuseteil 14 umgibt
und gegen dieses mittels einer Dichtung 37 abgedichtet ist. An der inneren Seite
des Endflansches 36 ist mittig ein Schaft 38 angeformt, der zylindrisch ist, jedoch
eine Schulter 39 aufweist, die normalerweise an den oberen Stirnflächen der Vorsprünge
28 anliegt. An die Schulter 39 anschliessend, besitzt der Schaft 38 einen Abschnitt
40 geringeren Durchmessers, der in den becherförmig ausgebildeten Schaltstössel
15 eingreift. Am unteren Ende des Abschnittes 40 ist eine Scheibe 41 befestigt,
und im Hohlraum des Schaltstössels 15 sind zwei dieser Scheibe 41 zugekehrte Schultern
42, 43 ausgebildet. Eine schwache Druckfeder 44 ist einerends auf der Scheibe 41
und andernends an der Schulter 43 abgestützt. Somit ist der Betätigungsknopf über
den angeformten Abschnitt 40, die Scheibe 41 und über die Feder 44 in der Art einer
Schleppverbindung an den Schaltstössel 15 gekoppelt. Der Abschnitt 45 des Schaftes
38 mit dem grösseren Durchmesser, d.h. der unmittelbar an den Endflansch 36 anschliessende
Teil des Schaftes 38 ist von einer Hülse 46 umgeben, deren Beschreibung nachstehend
hauptsächlich anhand der Fig. 4 und 5 erfolgt.
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In Fig. 4 ist eine Teilabwicklung der Hülse 45 und jenes Bereiches
des Endflansches 36 dargestellt, von dem der Abschnitt 45 des Schaftes 38 ausgeht.
In Fig. 5 dagegen ist ein Querschnitt durch die Hülse 46 allein gezeigt.
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Der Fig. 4 ist zu entnehmen, dass die obere Stirnseite der Hülse 46
mit einer Sägezahn-Verzahnung 47 versehen ist, die in eine gegengleiche Sägezahn-Verzahnung
48 eingreift, die im Bereich der Wurzel des Schaftes 38 an der inneren Flachseite
des Endflansches 36 angeformt ist.
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Die beiden Sägezahn-Verzahnungen 47, 48 bilden somit eine Art eines
in einer Drehrichtung sperrenden Freilaufes, mit dem die Hülse 46 an den Bedienungsknopf
16 gekoppelt ist, so dass nur bei einer Verdrehungsrichtung desselben die'Hülse
46 mitverdreht wird.
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Ausserdem ist an der äusseren Mantelfläche der Hülse eine mit 49 bezeichnete
Führungsbahn ausgebildet. Diese weist 0 eine in drei, jeweils etwas weniger als
120 umspannende Abschnitte 50 unterteilte, nach aussen offene Ringnut auf.
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An das eine Ende jedes dieser Abschnitte 50 schliesst eine in axialer
richtung verlaufende Längsnut 51 an. Das andere Ende jedes Abschnittes 50 weist
einen Anschlag 52 auf, an den eine schräg verlaufende und in die Längsnut 51 einmündende
Nut 53 anschliesst. Wozu die Führungsbahn 49 dient, ist nachstehend noch beschrieben.
An der Mantelfläche der Hülse 46, im Bereich der der Sägezahn-Verzahnung 47 gegenüberliegenden
Stirnseite,sind ausserdem Nocken 54 angeformt, die - wie sich noch zeigen wird -zum
Verdrängen der federnden Finger 33 (Fig. 2) dienen.
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Dementsprechend sind an der Hülse 46 drei in einem Umfangsabstand
von 1200 verteilte Nocken 54 vorhanden, wie in Fig. 5 dargestellt.
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Zurückkommend auf Fig. 1 und 2 (jeweils rechte Hälfte) ist zu erkennen,
dass am oberen Rand des Gehäuseteils 14 zusätzlich zu den federnden Fingern 33 mit
den Rastflächen 34 und den Smschlagflachen 35 nach innen sich
erstreckende
Führungsfinger 55 angeformt sind, deren freies Ende in die Führungsbahn 49 eingreifen.
Es sind ° drei, jeweils in einem Umfangsabstand von 120 und in der Mitte zwischen
den federnden Fingern 33 angeordnete Führungsfinger 55 vorhanden. Daher auch die
drei, je etwas weniger als 1200 umspannende Abschnitte 50 der Ringnut der Führungsbahn
49 (vgl. Fig. 4).
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Aus Fig. 1 ist ferner ersichtlich, dass das freie Ende der Führungsfinger
55 in Ruhestellung der Betätigungsvorrichtung im untersten Bereich des Längsnuten
51 der Führungsbahn 49 eingreifen. Sobald der Betätigungsknopf 16 auch nur um ein
geringes Mass gedrückt, also auch nur arigetippt wird, wird auch der Schaltstössel
15 bewegt, da dessen Vorsprünge 28 mit ihren oberen Stirnseiten an der Schulter
39 am Schaft 38 anliegen. Dadurch verdrängen aber die Schrägflächen 29 an den Vorsprüngen
28 sofort die Rastflächen 34 der federnden Finger 33 aus ihrer Eingriffslage. -Damit
ist der Schaltstössel 15 frei, unter der Wirkung der Feder 23 einen Schalthub auszuführen
und mithin den Taster 12 einzudrücken.
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In Fig. 2 ist die Stellung nach ausgeführtem Schalthub zu erkennen.
Die im Vergleich zur Feder' 23 bedeutend wechere Feder 44 hat den Betätigungsknopf
16 inzwischen nachgeführt, so dass die Schulter 39 wieder an den Vorsprüngen 28
aufliegt. Andererseits stossen in der Stellung gemäss Fig. 2 die Anschlagflächen
31 der federnden Finger 33 an die Anschlagflächen 33 der Vorsprünge 28 an.
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Damit ist durch blosses Ziehen am Betäti3ungsknopf 16 ein Rückführen
des Schaltstössels 15 in die Rvllest,:elluilg nicht möglich.
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Da der Betätigungsknopf 16 und mit ihm die Hülse 46 - wie erwähnt
- der Bewegung des Schaltstössels 15 folgen, befinden sich nun die freien Enden
der Führungsfinger 55 am oberen Ende der Längsnut 51, d.h. an dem einen Ende eines
der Abschnitte 50 der Ringnut. Wird nun der Betätigungsknopf 16 in der in Fig. 4
mit dem Pfeil 56 angegebenen Drehrichtung verdreht, nimmt der Knopf 16 die Hülse
46 mit. Damit wandert das freie Ende jedes Führungsfingers 55 im betreffenden Abschnitt
50 zu dessen Ende mit dem Anschlag 52. Ist diese Verdrehungslage erreicht, haben
die Nocken 54 die federnden, Finger 33 radial nach aussen verdrängt und somit die
Anschlagflachen 35 und 31 ausser Eingriff gebracht. Nun kann der Betätigungsknopf
16 herausgezogen werden. Damit wandern die freien Enden der Führungsfinger 55 entlang
der schrägen Nut 53 um wieder in eine der Längsnuten 51 zu gelangen.
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Durch die dabei erzeugte Drehung der Hülse 46 geben die Nocken 54
die federnden Finger 33 wieder frei. Beim Herausziehen des Knopfes 16 stösst aber
die Scheibe 41 am Ende des Schaftes 38 an die Schulter 42 im Inneren des Schaltstössels
15, so dass auch dieser angehoben wird, bis die Rastflächen 34 an den federnden
Fingern 33 wieder die Schulter 30 an den Vorsprüngen 28 untergreifen, womit der
Schaltstössel 15 wieder in der Ruhestellung eingerastet ist. Lässt man dann den
Betätigungsknopf 16 behutsam wieder los, kommt die Feder 44'zum Zuge und bringt
die Schulter 39 wieder zum Anliegen an die obere Stirnfläche der Vorsprünge 28.
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Würde der Knopf 16 entgegen der Richtung des Pfeiles 56 gedreht, könnte
die Hülse 46 dieser Drehrichtung nicht folgen, Teil die Nocken 54 m AlzschlacJflächen
57 an den Rastklinken 33 anstehen. Dadurch würde der Knopf 16
einfach
über die Sägezahn-Verzahnungen 47, 48 "hüpfen", ohne dass ein Herausziehen des Schaltstössels
15 möglich wäre. Auch ein blosses Herausziehen des Knopfes 16 ohne vorangegangene
Drehung im richtigen Drehsinn vermag den Schaltstössel 15 nicht in die Ruhestellung
zurückzuführen.
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In der Zeichnung sind die Teile 14, 15 und 16 als einteilige Kunststoffteile
dargestellt. Es versteht sich jedoch, dass diese Teile in der Praxis vorzugseise
aus einzelnen Bestandteilen, die insbesondere mit Schnappverbindungen miteinander
verbunden sind, bestehen können.