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HINTERGRUND
DER ERFINDUNG 1. Gebiet der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung befasst
sich mit der Konstruktion eines Schalters, der als Leistungsschalter
beispielsweise in einer Waschmaschine, einem Geschirrspüler oder
einem Trockner verwendet wird, und betrifft im Spezielleren die
Konstruktion eines Drucktastenschalters, der eine Selbstrückstellfunktion
beinhaltet.
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2. Beschreibung des einschlägigen Standes
der Technik
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Die 11 bis 14 veranschaulichen die Konstruktion
eines herkömmlichen
Drucktastenschalters, in den eine Selbstrückstellfunktion integriert
ist. Genauer gesagt zeigt 11 eine
teilweise weggeschnittene Draufsicht unter Darstellung eines Zustands,
in dem der Drucktastenschalter verriegelt ist. 12 veranschaulicht die Beziehung zwischen
einem Verriegelungssteuerflächenelement
und einem Verriegelungsstift der 11. 13 zeigt eine teilweise
weggeschnittene Draufsicht unter Darstellung eines Zustands, in
dem ein Elektromagnet des Drucktastenschalters einen Betätigungsvorgang
ausführt. 14 veranschaulicht die Beziehung
zwischen dem Verriegelungssteuerflächenelement und dem Verriegelungsstift
der 13.
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In diesen Figuren ist ein Rahmenelement 11 durch
Pressen einer Metallplatte, beispielsweise einer Stahlplatte, gebildet.
Ein Wechselstrom-Schalterbereich 12 und ein Elektromagnet 13 sind
in integraler Weise nebeneinander an das Rahmenelement 11 angeformt.
Ein Gleichstrom-Schalterbereich 14 ist hinter dem Wechselstrom-Schalterbereich 12 angebracht.
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Ein Gleitstück 15 ist an dem Wechselstrom-Schalterbereich 12 verschiebbar
angeordnet. Durch Drücken
des Gleitstücks 15 nach
innen werden ein an dem Wechselstrom-Schalterbereich 12 gebildeter
Schaltkreis und ein in dem Gleichstrom-Schalterbereich 14 gebildeter
Schaltkreis eingeschaltet. Das Gleitstück 15 ist durch eine
Rückstellfeder
(nicht gezeigt) in Richtung auf eine Ausgangsposition vorgespannt.
Wenn sich das Gleitstück 15 in
der Ausgangsposition befindet, sind die Schaltkreise des Wechselstrom-Schalterbereichs 12 und
des Gleichstrom-Schalterbereichs 14 ausgeschaltet.
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Ein herzförmiges Steuerflächenglied 16 ist an
dem Gleitstück 15 angeordnet
und beinhaltet in seinem zentralem Bereich ein nach Art eines Vorsprungs
ausgebildetes Verriegelungssteuerflächenelement 16a. Ein
Verriegelungsstift 17 (der später noch beschrieben wird)
ist zur Ausführung
einer Gleitbewegung entlang des Verriegelungssteuerflächenelements 16a ausgebildet.
Indem der Verriegelungsstift 17 an einer Oberfläche des
Verriegelungssteuerflächenelements 16a anliegt,
wird das Gleitstück 15 in
einem nach innen gedrückten
Zustand verriegelt.
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Der Verriegelungsstift 17 ist
durch rechtwinkliges Umbiegen der beiden Enden einer runden Stange
gebildet, wobei ein Verriegelungsstift-Schwenkpunkt 17a an
dem einen Ende desselben gebildet ist und ein Verriegelungsstift-Betätigungsende 17b an dem
anderen Ende desselben gebildet ist. Der Verriegelungsstift-Schwenkpunkt 17a ist
in einer in dem Rahmenelement 11 ausgebildeten Öffnung (nicht
gezeigt) axial abgestützt,
während
das Verriegelungsstift-Betätigungsende 17b,
welches drehbar ist, derart angeordnet ist, dass es entlang des
Verriegelungssteuerflächenelements 16a des
herzförmigen Steuerflächenelements 16 verschiebbar
ist.
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Ein Betätigungssteuerflächenglied 18 beinhaltet
einen Steuerflächenvorsprung 18a in
seinem zentralen Bereich. Der Steuerflächenvorsprung 18a ist
durch das Rahmenelement 11 drehbar axial abgestützt. Das
eine Ende des Betätigungssteuerflächenglieds 18 befindet
sich in Eingriff mit einem Eisenkern 13a des Elektromagneten 13 und
ist mit diesem verbunden. Das Betätigungssteuerflächenglied 18 ist derart
ausgebildet, dass es durch die Anziehungskraft des Elektromagneten 13 rotationsmäßig um den Steuerflächenvorsprung 18a als
Schwenkpunkt bewegt werden kann. Andererseits ist das andere Ende des
Be tätigungssteuerflächenglieds 18 in
der Nähe des
an dem Gleitstück 15 angeordneten
herzförmigen
Steuerflächenglieds 16 angeordnet,
wobei schräg
verlaufende Flächen 18b und 18c an
der Spitze dieses anderen Endes des Betätigungssteuerflächenglieds 18 zusammen
eine dreieckige Konfiguration bilden. Das Betätigungssteuerflächenglied 18 ist zwischen
dem Wechselstrom-Schalterbereich 12 und dem Rahmenelement 11 angeordnet.
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Im Folgenden wird die Arbeitsweise
des herkömmlichen
Drucktastenschalters mit Selbstrückstellfunktion
beschrieben. Wenn das Gleitstück 15 nach
innen gedrückt
wird, wird es in einer nach innen gedrückten Position gehalten. In
dieser nach innen gedrückten
Position befindet sich das Betätigungsende 17b des
Verriegelungsstifts 17 in Anlage an dem Verriegelungssteuerflächenelement 16a,
so dass das Gleitstück 15 in
der nach innen gedrückten
Position verriegelt ist. Wenn ausgehend von dieser nach innen gedrückten Position
der Elektromagnet 13 durch ein von einer externen Steuerschaltung
(nicht gezeigt) übermitteltes
Signal aktiviert wird, veranlasst die Anziehungskraft des Elektromagneten 13 das
Betätigungssteuerflächenglied 18 mittels
des Eisenkerns 13a zur Ausführung einer Rotationsbewegung um
den Steuerflächenvorsprung 18a als
Schwenkpunkt. Zu diesem Zeitpunkt kommt die schräg verlaufende Fläche 18b,
die an dem Ende des rotationsmäßig bewegten
Betätigungssteuerflächenglieds 18 ausgebildet
ist, aus einer Längsrichtung
des Verriegelungsstifts 17 (oder einer Richtung rechtwinklig
zu der Bewegungsrichtung des Verriegelungsstifts 17) in
Berührung
mit dem Betätigungsende 17b,
wobei sie das Betätigungsende 17b in
horizontaler Richtung (oder in Bezug auf die Zeichnungen in einer nach
unten gehenden Richtung) führt
und bewegt. Dies veranlasst das Betätigungsende 17b, sich
aus dem Eingriff mit einem Anschlagbereich des Verriegelungssteuerflächenelements 16a des
herzförmigen
Steuerflächenglieds 16 zu
lösen,
so dass das Gleitstück 15 entriegelt
wird.
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Bei der Konstruktion des herkömmlichen Drucktastenschalters
mit Selbstrückstellfunktion
ist jedoch dann, wenn sich das Gleitstück 15 im verriegelten
Zustand befindet, das Betätigungsende 17b des
Verriegelungsstifts 17 durch den Anschlagbereich des Verriegelungssteuerflächenelements 16a gehalten,
während
dann, wenn sich das Gleitstück 15 in
einem automatischen Aus-Zustand befindet, das Betätigungsende 17b des
Verriegelungsstifts 17 von dem Verriegelungssteuerflächenelement 16a gelöst ist,
und zwar als Ergebnis der Druckbeaufschlagung des Betätigungsendes 17b des
Verriegelungsstifts 17 in horizontaler Richtung durch die
schräg
verlaufende Fläche 18b an
dem Ende des durch den Elektromagneten 13 betätigten Betätigungssteuerflächenglieds 18.
Aus diesem Grund besteht zwischen dem Verriegelungsstift 17 und
dem Verriegelungssteuerflächenelement 16a große Reibung,
so dass eine hohe Kraft zum Entriegeln des Verriegelungsstift 17 erforderlich
ist. Dies führt
zu dem Problem, dass der Betrag des dem Elektromagneten 13 zugeführten Betätigungsstroms
hoch wird.
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Da ferner der Verriegelungsstift 17 zu
einem zwangsweisen Lösen
von dem Anschlagbereich des Verriegelungssteuerflächenelements 16a veranlasst wird,
indem der Verriegelungsstift 17 horizontal mit Druck beaufschlagt
wird, unterliegt der Verriegelungsstift 17 starkem Verschleiß, so dass
sich möglicherweise
die Herstellung eines äußerst zuverlässigen Produkts
mit langer Lebensdauer ausschließt.
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Ferner wird das durch den Elektromagneten 13 betätigte Verriegelungssteuerflächenelement 18 zum
Entriegeln des Verriegelungsstifts 17 rotationsmäßig bewegt,
so dass die Größe des Verriegelungssteuerflächenelements 18 zunimmt,
wodurch es wiederum schwierig wird, die Größe des Produkts zu reduzieren.
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Das Dokument
DE 195 19 181 offenbart einen Drucktastenschalter,
wie er im Oberbegriff des Anspruchs 1 beschrieben ist.
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KURZBESCHREIBUNG
DER ERFINDUNG
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Zur Überwindung der vorstehend geschilderten
Probleme besteht daher ein Ziel der vorliegenden Erfindung in der
Schaffung einer zuverlässigeren, langlebigeren,
kleinen Drucktastenschalterkonstruktion, die eine Selbstrückstellfunktion
beinhaltet, durch Vereinfachen der Betätigungskonstruktion und Reduzieren
des elektrischen Betätigungsstroms
in einem Elektromagneten als Ergebnis einer Reduzierung der Reibung
zwischen einem Verriegelungsstift und einem Verriegelungssteuerflächenelement
während
einem automatischen Aus-Zustand, um dadurch den Betrag der zum Entriegeln
des Verriegelungsstifts erforderlichen Kraft zu reduzieren.
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Zu diesem Zweck wird gemäß der vorliegenden
Erfindung ein Drucktastenschalter geschaffen, der folgendes aufweist:
ein
Gleitstück;
einen
Verriegelungsstift zum Verriegeln des Gleitstücks in einer bestimmten Position;
ein
herzförmiges
Steuerflächenglied
mit einem Verriegelungssteuerflächenelement,
entlang dessen der Verriegelungsstift verschiebbar ist; und
ein
bewegliches Anschlagelement, das an dem herzförmigen Steuerflächenglied
angeordnet ist, um den Verriegelungsstift als Ergebnis der Zusammenarbeit mit
dem Verriegelungssteuerflächenelement
in einer Verriegelungsposition zu halten oder den Verriegelungsstift
zu entriegeln.
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Der Drucktastenschalter kann derart
ausgebildet sein, dass er folgendes aufweist:
einen Schalterkörper;
das
Gleitstück,
das an dem Schalterkörper
verschiebbar vorgesehen ist;
den Verriegelungsstift, der mit
einem ersten Ende durch das Gleitstück axial gestoppt wird und
an einem zweiten Ende drehbar ist;
das herzförmige Steuerflächenglied,
das an dem Schalterkörper
vorgesehen ist,
wobei das zweite Ende des Verriegelungsstifts
entlang des herzförmigen
Steuerflächenglieds
verschiebbar ist;
ein Betätigungselement
zum Entriegeln des Verriegelungsstifts;
eine Rückstellfeder
zum Vorspannen des Gleitstücks in
Rückstellrichtung;
das
bewegliche Anschlagelement, das entlang einer Gleitbahn des Verriegelungsstifts
sowie in eine von der Gleitbahn entfernte Position beweglich ist;
wobei nach dem Halten des Verriegelungsstifts in der Verriegelungsposition
durch das Verriegelungssteuerflächenelement
des herzförmigen
Steuerflächenglieds und
das Anschlagelement das Anschlagelement durch das Betätigungselement
bewegt wird, um den Verriegelungsstift zu entriegeln.
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Wenn der Drucktastenschalter ein
Gleitstück,
einen Verriegelungsstift, ein herzförmiges Steuerflächenglied
und ein bewegliches Anschlagelement aufweist, kann eine Verriegelungssteuerfläche, die
sich von einem ersten Ende des Verriegelungssteuerflächenelements
zu einem zweiten Ende desselben auf einer Seite des Anschlagelements
erstreckt, durch eine schräg
verlaufende Fläche
gebildet sein, die derart ausgebildet ist, dass sie sich in Richtung
auf einen Betätigungsbereich
des Gleitstücks
von dem ersten Ende des Verriegelungssteuerflächenelements zu dessen zweitem
Ende auf der Seite des Anschlagelements erstreckt.
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Wenn der Drucktastenschalter ein
Gleitstück,
einen Verriegelungsstift, ein herzförmiges Steuerflächenglied
und ein bewegliches Anschlagelement aufweist, kann das Anschlagelement
an dem herzförmigen
Steuerflächenglied
derart ausgebildet sein, dass es in einer Richtung rechtwinklig
zu einer Oberfläche
beweglich ist, in der eine Steuerflächennut in dem herzförmigen Steuerflächenglied
ausgebildet ist.
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Wenn der Drucktastenschalter ein
Gleitstück,
einen Verriegelungsstift, ein herzförmiges Steuerflächenglied
und ein bewegliches Anschlagelement aufweist, kann das Anschlagelement
an dem herzförmigen
Steuerflächenglied
derart ausgebildet sein, dass es parallel zu einer Oberfläche beweglich ist,
in der eine Steuerflächennut
in dem herzförmigen Steuerflächenglied
ausgebildet ist.
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Wenn der Drucktastenschalter einen
Schalterkörper,
das Gleitstück,
den Verriegelungsstift, das herzförmige Steuerflächenglied,
ein Betätigungselement,
eine Rückstellfeder
und das bewegliche Anschlagelement aufweist, kann das Betätigungselement
einen Elektromagneten aufweisen, wobei das Anschlagelement durch
eine Anziehungskraft des Elektromagneten bewegt wird.
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KURZBESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
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In den Zeichnungen zeigen:
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1 eine
teilweise weggeschnittene Draufsicht auf ein erstes Ausführungsbeispiel
des Drucktastenschalters mit Selbstrückstellfunktion gemäß der vorliegenden
Erfindung;
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2 eine
teilweise weggeschnittene Frontansicht des ersten Ausführungsbeispiels
des Drucktastenschalters mit Selbstrückstellfunktion gemäß der vorliegenden
Erfindung;
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3 eine
Darstellung der Beziehung zwischen einem herzförmigen Steuerflächenglied
und einem Verriegelungsstift bei manueller Betätigung eines Gleitstücks gemäß der vorliegenden
Erfindung;
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4 eine
Darstellung der Beziehung zwischen dem herzförmigen Steuerflächenglied
und dem Verriegelungsstift während
eines automatischen Aus-Zustands
gemäß der vorliegenden
Erfindung;
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5 eine
Perspektivansicht unter schematischer Darstellung der Beziehung
zwischen einem Verriegelungssteuerflächenelement und einem Anschlagelement
während
des automatischen Aus-Zustands gemäß der vorliegenden Erfindung;
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6 eine
schematische Draufsicht auf 5;
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7 eine
Draufsicht unter Darstellung des Zustands einer Verbindung des Anschlagelements und
eines Elektromagneten gemäß der vorliegenden Erfindung;
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8 eine
Seitenansicht der 7;
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9 eine
schematische Perspektivansicht eines zweiten Ausführungsbeispiels
des Drucktastenschalters mit Selbstrückstellfunktion, wobei die Beziehung
zwischen einem Verriegelungssteuerflächenelement und einem Anschlagelement
während eines
automatischen Aus-Zustands dargestellt ist;
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10 eine
schematische Draufsicht auf 9;
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11 eine
teilweise weggeschnittene Draufsicht auf einen herkömmlichen
Drucktastenschalter mit einer Selbstrückstellfunktion in einem verriegelten
Zustand;
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12 eine
Darstellung der Beziehung zwischen einem Verriegelungssteuerflächenelement und
einem Verriegelungsstift der 11;
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13 eine
teilweise weggeschnittene Draufsicht unter Darstellung eines Zustands,
in dem ein Elektromagnet des herkömmlichen Drucktastenschalters
mit Selbstrückstellfunktion
einen Betätigungsvorgang
ausführt;
und
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14 eine
Darstellung der Beziehung zwischen dem Verriegelungssteuerflächenelement
und dem Verriegelungsstift der 13.
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BESCHREIBUNG
DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELE
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Im Folgenden werden bevorzugte Ausführungsbeispiele
unter Bezugnahme auf die 1-10 beschrieben. Die 1-8 veranschaulichen
die Konstruktion eines ersten Ausführungsbeispiels des Drucktastenschalters
mit Selbstrückstellfunktion
gemäß der vorliegenden
Erfindung. Genauer gesagt handelt es sich bei 1 um eine teilweise weggeschnittene Draufsicht
des ersten Ausführungsbeispiels
des Drucktastenschalters gemäß der vorliegenden
Erfindung. 2 zeigt eine
teilweise weggeschnittene Frontansicht des Drucktastenschalters gemäß der vorliegenden
Endung. 3 veranschaulicht
die Beziehung zwischen einem herzförmigen Steuerflächenglied
und einem Verriegelungsstift, wenn ein Gleitstück manuell betätigt wird. 4 veranschaulicht die Beziehung
zwischen dem herzförmigen
Steuerflächenglied
und dem Verriegelungsstift während
eines automatischen Aus-Zustands. 5 zeigt
eine Perspektivansicht unter schematischer Darstellung der Beziehung
zwischen einem Verriegelungssteuerflächenelement und einem Anschlagelement
während
des automatischen Aus-Zustands. 6 zeigt
eine schematische Draufsicht der 5. 7 zeigt eine Draufsicht
unter Darstellung eines Zustands, in dem das Anschlagelement und
ein Elektromagnet miteinander verbunden sind. 8 zeigt eine
Seitenansicht der 7.
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In diesen Zeichnungen ist ein Rahmenelement 1 aus
einem isolierenden Material, wie z. B. Kunstharz, gebildet und in
Form eines Kastens ausgebildet. Das Rahmenelement 1 ist
derart angebracht, dass es eine Öffnung
in einem Gehäuse
(das später
beschrieben wird) überdeckt.
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Ein Gleitstück 2 ist aus einem
isolierenden Material, beispielsweise Kunstharz, gebildet. Ein Betätigungsbereich 2a ist
an dem einen Ende desselben derart ausgebildet, dass er von einem
Schalterkörper
nach außen
ragt. Ein Aufnahmebereich 2b zum Aufnehmen einer Rückstellfeder
(die später
beschrieben wird) ist in dem zentralen Bereich des Betätigungsbereichs 2a vorgesehen.
Andererseits ist eine Schaftöffnung 2c,
in der ein Ende eines Verriegelungsstifts (der später beschrieben
wird) axial abgestützt
ist, in dem anderen Ende des Gleitstücks 2 ausgebildet.
Der Verriegelungsstift ist derart angeordnet, dass er zusammen mit
dem Gleitstück 2 in dem
Schalterkörper
beweglich ist. Eine Kontakt-Betätigungseinrichtung
(nicht gezeigt) ist in dem zentralen Bereich des Gleitstücks 2 vorgesehen.
Die Kontakt-Betätigungseinrichtung
ist zum Einschalten und Ausschalten eines Schaltkreises des Schalterkörpers vorgesehen.
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Ein Gehäuse 3 ist aus einem
isolierenden Material, beispielsweise Kunstharz, gebildet und kastenförmig ausgebildet.
Eine Öffnung 3a ist
in der oberen Oberfläche
desselben ausgebildet. Ein Schaltkreis (nicht gezeigt) ist an der
in dem Gehäuse 3 ausgebildeten Öffnung 3a gebildet.
Das Gleitstück
ist in der in dem Gehäuse 3 ausgebildeten Öffnung 3a verschiebbar
angeordnet. Wenn der Schaltkreis des Schalterkörpers durch die an dem Gleitstück 2 vorgesehen
Kontakt-Betätigungseinrichtung
(nicht gezeigt) betätigt
wird, erfolgt ein Schaltvorgang des Schaltkreises.
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An dem hinteren Ende des Gehäuses 3 öffnet sich
ein Betätigungselement-Montagebereich 3b zum
Montieren eines Betätigungselements
(das später
beschrieben wird) in eine Seite, die der Seite entgegengesetzt ist,
in die sich die Öffnung 3a öffnet. Ein Fenster 3c,
bei dem es sich um eine kleine Durchgangsöffnung handelt, ist in einer
Seite des Betätigungselement-Montagebereichs 3b mit
einem Boden ausgebildet. Ein herzförmiges Steuerflächenglied 4, das
einen Verriegelungsmechanismus des Schalterkörpers bildet, ist auf der Seite
der Öffnung 3a durch das
Fenster 3c hindurch ausgebildet.
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Das herzförmige Steuerflächenglied 4 beinhaltet
ein Verriegelungssteuerflächenelement 4b und eine
Steuerflächennut 4c.
Eine Verriegelungssteuerfläche 4a,
bei der es sich um einen herzförmigen
Vorsprung handelt, ist in dem zentralen Bereich des herzförmigen Steuerflächenglieds 4 ausgebildet.
Die Steuerflächennut 4c ist
durch eine Mehrzahl von schräg
verlaufenden Flächen
und Stufen gebildet. Ein Anschlagelement 5 ist derart vorgesehen,
dass es von einer Gleitbahn (die später beschrieben wird) an der
Steuerflächennut 4c,
auf der der Verriegelungsstift seine Gleitbewegung ausführt, vorsteht, wobei
das Anschlagelement 5 in einer Richtung entgegengesetzt
zu der Richtung beweglich ist, in der der an dem Verriegelungssteuerflächenelement 4b ausgebildete
Vorsprung vorsteht. Das Anschlagelement 5 ist getrennt
von dem herzförmigen
Steuerflächenglied 4 ausgebildet
und beinhaltet einen vorstehenden Bereich 5a und einen
Basisbereich 5b, der größer ist
als der vorstehende Bereich 5a. Der vorstehende Bereich 5a ist
in das Fenster 3c eingesetzt, das in dem Betätigungselement-Montagebereich 3b des
Gehäuses 3 ausgebildet
ist. Der Basisbereich 5b des Anschlagelements 5 weist
einen oberen Bereich 5c und einen unteren Bereich 5c auf,
die parallel zueinander sind. Die parallelen Bereiche 5c sind
durch Biegen eines metallischen Plattenstücks in eine U-Form gebildet.
Wenn diese parallelen Bereiche 5c weitergeführt werden,
ist ein Paar Zungen 5d auf der linken und der rechten Seite
jedes Bereichs 5c gebildet, wodurch ein Verbindungsbereich
mit einem Eisenkern des Elektromagneten (der nachfolgend beschrieben
wird) gebildet ist.
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Der Verriegelungsstift 6 ist
durch Biegen der beiden Enden eines runden Drahtmaterials in eine
im Wesentlichen U-förmige
Gestalt gebildet, wobei an dem einen Ende desselben ein Schwenkpunkt 6a gebildet
ist und an dem anderen Ende desselben ein Betätigungsende 6b gebildet
ist. Durch axiales Abstützen
des Schwenkpunkts 6a in der Schaftöffnung 2c in dem Gleitstück 2 wird
das Betätigungsende 6b derart
angeordnet, dass es unter Verwendung der Schaftöffnung 2c als Schwenkpunkt
drehbar ist. Das Betätigungsende 6b steht
in Eingriff mit der Nut 4c in dem an dem Gehäuse 3 ausgebildeten
herzförmigen Steuerflächenglied 4,
so dass es bei der Bewegung des Gleitstücks 2 entlang der
Nut 4c verschiebbar ist.
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Ein Betätigungselement 7 weist
einen Elektromagneten auf, der in seinem Inneren einen Eisenkern 7a besitzt.
Die Basis 5b des Anschlagelements 5 ist mit einem
Ende des Eisenkerns 7a verbunden. Im Folgenden wird die
Verbindung des Basisbereichs 5b des Anschlagelements 5 und
des Elektromagneten ausführlich
beschrieben.
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Wie in den 7 und 8 gezeigt
ist, ist bei der Verbindungskonstruktion ein Flansch 7b des
Eisenkerns 7a des Elektromagneten zwischen den parallelen
Bereichen 5c des Basisbereichs 5b derart angeordnet,
dass geringes Spiel in dem Raum vorhanden ist, der durch die parallelen
Bereiche 5c und die vier Zungen 5d gebildet ist.
Der Eisenkern 7a ist durch die linke und die rechte Zunge 5d an
einer Verlagerung gehindert.
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Der Elektromagnet ist derart ausgebildet, dass
bei Aktivierung desselben das Anschlagelement 5 sich als
Ergebnis davon bewegt, dass es zusammen mit dem Eisenkern 7a angezogen
wird. Da das Anschlagelement 5 mit dem Eisenkern 7a derart verbunden
ist, dass dazwischen geringes Spiel vorhanden ist, kann sich hierbei
das Anschlagelement 5 glatt in dem Fenster 3c in
Vertikalrichtung bewegen, selbst wenn z. B. Spiel an dem Eisenkern 7a in
dem Elektromagneten vorhanden ist oder wenn Schwankungen in den
Montagepositionen des Elektromagneten vorliegen.
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Eine Rückstellschraubenfeder 8 ist
an dem Eisenkern 7a angebracht, um das Anschlagelement 5 in
seine Ausgangsposition zurückzuführen, nachdem
das Anschlagelement 5 angezogen worden ist. Dabei wird
der Basisbereich 5b des Anschlagelements 5 mit
einem Boden mit der Seite des Betätigungselement-Montagebereichs 3b des
Gehäuses 3 in
Berührung
gebracht, um die Position des Anschlagelements 5 zu regulieren.
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Bei einer Rückstellfeder 9 handelt
es sich um eine Wendel, die durch Wickeln eines Drahtmaterials gebildet
ist, und sie ist in dem Federaufnahmebereich 2b des Gleitstücks 2 aufgenommen.
Die Rückstellfeder 9 ist
derart ausgebildet, dass das an dem Schalterkörper verschiebbar angebrachte
Gleitstück 2 aus seiner
nach innen gedrückten
Position in seine Ausgangsposition zurückgestellt werden kann, wenn
das Gleitstück 2 entriegelt
ist.
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Es folgt nun eine Beschreibung der
Arbeitsweise des vorstehend beschriebenen Drucktastenschalters mit
Selbstrückstellfunktion
gemäß der vorliegenden
Erfindung. Wenn der Betätigungsbereich 2a des
Gleitstücks 2 nach
innen gedrückt
wird, bewegt sich der Verriegelungsstift 6, dessen Schwenkpunkt 6a in
dem Gleitstück 2 axial
abgestützt
ist, so dass das Betätigungsende 6b des
Verriegelungsstifts 6 mit der Nut 4c in dem an
dem Gehäuse 3 angeordneten
herzförmigen
Steuerflächenglied 4 in
Eingriff gebracht wird und führt
eine Gleitbewegung entlang der Steuerflächennut 4c aus, während sich
das Gleitstück 2 bewegt.
Hierbei bewegt sich das Betätigungsende 6b entlang
der Nut 4c in dem herzförmigen Steuerflächenglied 4 von
einer Nutoberfläche 4ca (in 3 gezeigt) zu einer Nutoberfläche 4cb (in 3 gezeigt) in Richtung der
Pfeile. An einer an einer mittleren Stelle angeordneten Nutoberfläche 4cc wird das
Betätigungsende 6b als
Ergebnis der Zusammenarbeit des Verriegelungssteuerflächenelements 4b und
des Anschlagelements 5 verriegelt. In diesem Zustand ist
das Gleitstück 2 in
seiner nach innen gedrückten
Position verriegelt, so dass der Schaltkreis (nicht gezeigt) des
Schalterkörpers
in einen Ein-Zustand gebracht wird.
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Wenn der Schaltkreis ausgehend von
dem beschriebenen verriegelten Zustand manuell ausgeschaltet werden
soll, wird der Betätigungsbereich 2a weiter
nach innen gedrückt,
wodurch das Betätigungsende 6b dazu
veranlasst wird, sich von der Steuerflächennutoberfläche 4cc zu
einer Steuerflächennutoberfläche 4cd die
Steuerflächennut 4c entlang
zu bewegen und sich somit sowohl von dem Verriegelungssteuerflächenelement 4b als
auch von dem Anschlagelement 5 zu lösen. Wenn das Betätigungsende 6b gelöst bzw.
außer
Eingriff gebracht ist, bewegt es sich in Richtung der Pfeile von
der Steuerflächennutoberfläche 4cd zurück zu der
Steuerflächennutoberfläche 4ca,
wie dies in 3 gezeigt
ist. Wenn das Betätigungsende 6b zu
der Steuerflächennutoberfläche 4ca zurückkehrt,
befindet es sich in seiner Ausgangsposition, wodurch der Schaltkreis des
Schalterkörpers
in einen Aus-Zustand gebracht wird.
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Wie in den 3 und 4 gezeigt
ist, ist eine Führungswand 4e an
dem herzförmigen
Steuerflächenglied 4 ausgebildet.
Die Führungswand 4e ist größer als
eine die Steuerflächennut 4cd bildende Seite,
jedoch kürzer
als das Anschlagelement 5. Sie ist so ausgebildet, damit
selbst dann, wenn eine Bedienungsperson den Betätigungsbereich 2a fälschlicherweise
wieder nach innen drückt,
wenn das Betätigungsende 6b von
der Steuerflächennutoberfläche 4cd zu
der Steuerflächennutoberfläche 6ca bewegt wird,
das Betätigungsende 6b nicht
mit dem Anschlagelement 5 in Kontakt gelangt.
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Beim Aktivieren der automatischen
Rückstellfunktion
(automatische Ausschaltfunktion) aktiviert ein Signal von einer
externen Steuerschaltung (nicht gezeigt) die Spule des Elektromagneten
des Betätigungselements 7,
um den Eisenkern 7a sowie auch das mit dem Eisenkern 7a verbundene
Anschlagelement 5 durch die Anziehungskraft des Elektromagneten
anzuziehen und zu bewegen.
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Dies bedeutet, dass das Anschlagelement 5 angezogen
und in Richtung auf das Betätigungselement 7 bewegt
wird, d. h. auf die untere Seite in 4 in
einer Richtung senkrecht zu der Oberfläche, in der die Steuerflächennut 4c in
dem herzförmigen Steuerflächenglied 4 ausgebildet
ist, wodurch das Betätigungsende 6b dazu
veranlasst wird, sich von dem Anschlagelement 5 zu lösen.
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Wie in 6 gezeigt
ist, ist eine schräg
verlaufende Fläche 4d an
der Verriegelungssteuerfläche 4a des
Verriegelungssteuerflächenelements 4b, durch
das das Betätigungsende 6c gestoppt
wird, derart ausgebildet, dass sie sich von dem einen Ende des Verriegelungssteuerflächenelements 4b zu
der anderen Endseite (oder der Seite des Anschlagelements 5)
des Verriegelungssteuerflächenelements 4b in
Richtung auf den Betätigungsbereich 2a des Gleitstücks 2 erstreckt.
Da die schräg
verlaufende Fläche 4d in
der Richtung geneigt ist, in der der Betätigungsbereich 2a in
seine Ausgangsposition zurückgeführt wird,
wird das Verriegelungsstift-Betätigungsende 6b durch
die schräg
verlaufende Fläche 4d geführt und
bewegt sich von der Steuerflächennutoberfläche 4cc zu
einer Steuerflächennutoberfläche 4ce,
wie dies in 4 dargestellt
ist, um in die Position der Steuerflächennutoberfläche 4ca,
d. h. seine Ausgangsposition, zurückgestellt zu werden.
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Bei der Konstruktion des vorstehend
beschriebenen Drucktastenschalters mit Selbstrückstellfunktion gemäß der vorliegenden
Erfindung wird das Betätigungsende 6b des
Verriegelungsstifts 6 als Ergebnis der Zusammenarbeit des
Verriegelungssteuerflächenelements 4b des
herzförmigen
Steuerflächenglieds 4 und
des beweglichen Anschlagelements 5 in seiner verriegelten
Position gehalten, und der Verriegelungsstift 6 wird durch
Bewegen des Anschlagelements 5 entriegelt. Auf diese Weise
wird keine übermäßige Kraft
zwischen dem Betätigungsende 6b und
dem Verriegelungssteuerflächenelement 4b ausgeübt, wodurch
sich die Reibung vermindert. Ferner kann der Betrag der zum Entriegeln
des Verriegelungsstifts 6 erforderlichen Kraft reduziert werden,
wodurch sich die Menge an dem Betätigungselement 7 zugeführtem Strom
reduzieren lässt.
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Da die schräg verlaufende Fläche 4d an
der Verriegelungssteuerfläche 4a des
Verriegelungssteuerflächenelements 4b ausgebildet
ist, um das Verriegelungsstift-Betätigungsende 6b in
Richtung auf den Betätigungsbereich 2a des
Gleitstücks 2 zu
führen, ist
es nicht mehr notwendig, das Betätigungsende 6b unter
Kraftausübung
von dem Verriegelungssteuerflächenelement 4b zu
lösen.
Dadurch wird Verschleiß vermindert,
wodurch sich ein zuverlässigeres
Produkt mit längerer
Lebensdauer herstellen lässt.
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Da das Anschlagelement 5 direkt
mit dem Betätigungselement 7 verbunden
ist, lässt
sich der Betätigungsmechanismus
vereinfachen, wodurch sich die Größe des Produkts leichter reduzieren
lässt.
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Die 9 und 10 veranschaulichen die Konstruktion
eines zweiten Ausführungsbeispiels
des Drucktastenschalters mit Selbstrückstellfunktion gemäß der vorliegenden
Erfindung. Genauer gesagt handelt es sich bei 9 um eine Perspektivansicht zur schematischen
Darstellung der Beziehung zwischen einem Verriegelungssteuerflächenelement,
einem Anschlagelement und einem Verriegelungsstift, wenn sich der
Drucktastenschalter in einem automatischen Aus-Zustand befindet,
während 10 eine schematische Draufsicht
auf 9 zeigt.
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Bestandteile, die den in den 1 bis 8 dargestellten
entsprechen, sind mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet und
werden im folgenden nicht weiter erläutert.
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Das zweite Ausführungsbeispiel des Drucktastenschalters
unterscheidet sich von dem ersten Ausführungsbeispiel des Drucktastenschalters
darin, dass die Konstruktion eines Anschlagelements 50 von
der des Anschlagelements 5 teilweise verschieden ist. Genauer
gesagt ist das Anschlagelement 50 derart ausgebildet, dass
sich ein Betätigungselement 7 in
einer Richtung bewegt, die von der Richtung verschieden ist, in
der das Betätigungselement 7 das Anschlagelement 5 des
Drucktastenschalters des ersten Ausführungsbeispiels bewegt. Wie
in 10 durch den Pfeil
gezeigt ist, ist das Anschlagelement 50 derart ausgebildet,
dass es sich als Ergebnis einer darauf wirkenden Anziehungskraft
in einer Richtung bewegt, die parallel zu der Oberfläche ist,
in der eine Nut 4c eines herzförmigen Steuerflächenglieds 4 ausgebildet
ist.
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Im vorliegenden Fall lässt sich
die Montageposition des Betätigungselements 7 an
einem Gehäuse 3 nach
Maßgabe
der Bewegungsrichtung des Anschlagelements 50 ändern, so
dass der Schalterkörper
mit größerer Freiheit
ausgebildet werden kann.
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Bei der Konstruktion des Drucktastenschalters
mit Selbstrückstellfunktion
gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel
wird keine übermäßige Kraft zwischen
einem Betätigungsende 6b und
einem Verriegelungssteuerflächenelement 4b ausgeübt, so dass
Reibung zwischen diesen vermindert ist. Außerdem lässt sich der Betrag der zum
Entriegeln eines Verriegelungsstiftes 6 erforderlichen
Kraft reduzieren, wodurch es möglich
wird, den dem Betätigungselement 7 zugeführten Ausgangsstrom
zu reduzieren.
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Ferner ist es nicht mehr notwendig,
dass Verriegelungsstift-Betätigungsende 6b unter
Kraftausübung
zu lösen,
wodurch Verschleiß vermindert
wird und es möglich
wird, ein zuverlässigeres
Produkt mit längerer
Lebensdauer herzustellen, so dass der Betätigungsmechanismus vereinfacht
werden kann, wodurch sich wiederum die Größe des Produkts einfacher reduzieren
lässt.
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Obwohl bei den vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen
der Verriegelungsstift 6 in dem Gleitstück 2 axial abgestützt ist
und das herzförmige
Steuerflächenglied 4 an
dem Gehäuse 3 ausgebildet
ist, ist die vorliegende Erfindung nicht darauf beschränkt. Zum
Beispiel kann der Verriegelungsstift 6 in dem Gehäuse 3 axial
abgestützt
sein, und das herzförmige
Steuerflächenglied 4 kann
an dem Gleitstück 2 ausgebildet
sein. Es ist offensichtlich, dass auch in diesem Fall die gleichen
Vorteile erzielt werden.
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Außerdem ist die Konstruktion
des herzförmigen
Steuerflächenglieds 4 nicht
auf die Konstruktionen begrenzt, die bei den vorangehenden Ausführungsbeispielen
Verwendung finden. Zum Beispiel können die Formgebung des Verriegelungssteuerflächenelements 4b,
die Formgebung der Steuerflächennut 4c usw.
im Umfang der vorliegenden Erfindung verschiedenartig modifiziert
werden.
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Wie aus der vorstehenden Beschreibung verständlich ist,
ist bei den Drucktastenschaltern mit Rückstellfunktion gemäß der vorliegenden
Erfindung ein bewegliches Anschlagelement an dem herzförmigen Steuerflächenglied
vorgesehen, um den Verriegelungsstift als Ergebnis der Zusammenarbeit
mit dem Verriegelungssteuerflächenelement
in der Verriegelungsposition zu halten oder den Verriegelungsstift
zu entriegeln. Auf diese Weise wird keine übermäßige Kraft zwischen dem Verriegelungsstift
und dem Verriegelungssteuerflächenelement
aufgebracht, wodurch Reibung dazwischen vermindert wird, so dass
sich das Gleitstück
zuverlässig
entriegeln lässt.
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Der Drucktastenschalter kann derart
ausgebildet sein, dass er das bewegliche Anschlagelement aufweist,
das entlang einer Gleitbahn des Verriegelungsstifts sowie in eine
von der Gleitbahn abgelegene Position beweglich ist, wobei nach
dem Halten des Verriegelungsstifts in der Verriegelungsposition durch
das Verriegelungssteuerflächenelement
des herzförmigen
Steuerflächenglieds
und das Anschlagelement das Anschlagelement durch das Betätigungselement
bewegt wird, um den Verriegelungsstift zu entriegeln. Die zum Entriegeln
des Verriegelungsstifts erforderliche Kraft lässt sich somit niedrig machen,
wodurch es möglich
wird, den Betrag des elektrischen Ausgangsstroms zu reduzieren,
der dem Betätigungselement
zugeführt
wird.
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Wenn der Drucktastenschalter ein
Gleitstück,
einen Verriegelungsstift, ein herzförmiges Steuerflächenglied
und ein bewegliches Anschlagelement aufweist, kann eine Verriegelungssteuerfläche, die
sich von einem ersten Ende des Verriegelungssteuerflächenelements
zu einem zweiten Ende desselben auf der Seite des Anschlagelements
erstreckt, durch eine schräg
verlaufende Fläche
gebildet sein, die derart ausgebildet ist, dass sie sich in Richtung
auf einen Betätigungsbereich
des Gleitstücks
von dem ersten Ende des Verriegelungssteuerflächenelements zu dessen zweitem
Ende auf der Seite des Anschlagelements erstreckt. Auf diese Weise
ist es nicht mehr nötig,
den Verriegelungsstift unter Kraftausübung zu entriegeln, wodurch
Verschleiß vermindert
wird und es möglich
wird, ein zuverlässigeres
Produkt mit einer längeren
Lebensdauer zu schaffen.
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Wenn der Drucktastenschalter ein
Gleitstück,
einen Verriegelungsstift, ein herzförmiges Steuerflächenglied
und ein bewegliches Anschlagelement aufweist, kann das Anschlagelement
an dem herzförmigen
Steuerflächenglied
derart ausgebildet sein, dass es in einer Richtung rechtwinklig
zu einer Oberfläche
beweglich ist, in der eine Steuerflächennut in dem herzförmigen Steuerflä chenglied
ausgebildet ist. Dadurch kann eine einfache Verriegelungsstift-Verriegelungskonstruktion
verwendet werden, ohne dass eine Notwendigkeit zu einer größeren Ausbildung
des herzförmigen
Steuerflächenglieds besteht.
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Wenn der Drucktastenschalter ein
Gleitstück,
einen Verriegelungsstift, ein herzförmiges Steuerflächenglied
und ein bewegliches Anschlagelement aufweist, kann das Anschlagelement
an dem herzförmigen
Steuerflächenglied
derart ausgebildet sein, dass es parallel zu einer Oberfläche beweglich ist,
in der eine Steuerflächennut
in dem herzförmigen Steuerflächenglied
ausgebildet ist. Die Montageposition des an dem Gehäuse anzubringenden
Betätigungselement
lässt sich
somit nach Maßgabe
der Bewegungsrichtung des Anschlagelements ändern, so dass sich der Schalterkörper mit
größerer Freiheit ausbilden
lässt.
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Wenn der Drucktastenschalter einen
Schalterkörper,
das Gleitstück,
den Verriegelungsstift, das herzförmige Steuerflächenglied,
ein Betätigungselements,
eine Rückstellfeder
und das bewegliche Anschlagelement aufweist, kann das Betätigungselement
einen Elektromagneten aufweisen, wobei das Anschlagelement durch
eine Anziehungskraft des Elektromagneten bewegt wird. Somit lässt sich
der Verriegelungsstift unter Verwendung einer einfachen Konstruktion
zuverlässig
entriegeln.