PUSH BUTTON ELECTRIC SWITCH WITH ROCKER MECHANISM

Abstract: 1. Electric pushbutton switch with a pushbutton (11), a base (10) and a pivot-mounted pressure stirrup (4), designed as a pivoted slider, as well as with a one-piece contact rocker (2), which can be tilted about a fixed bearing into two stable switch positions and bears a switching link (3), the switching link (3) effecting the switching-over in each case in alternating engagement with push rods (5) of the pressure stirrup (4), and a spiral-shaped compression spring (6) arranged between the pressure stirrup (4) and the contact rocker (2) bearing against the switching link (3) on the one hand and against the pressure stirrup (4) on the other hand, stabilizing the respective switching position, characterized in that the base (10) is provided with one or more base extensions (15), which the pushbutton (11) closely encloses in a sliding fit, in that grooves (9) or slots are followed out on the inside of the guide walls (21) provided on the base extension or base extensions (15) in that bearing pins (8) integrally attached in the region of the pivot axis of the pressure stirrup (4) are borne and guided in the grooves (9) or slots, making possible a pivotal and translational movement of the pressure stirrup (4) in the space between pushbutton (11) and contact rocker (2), in that the grooves (9) or slots are widened funnel-like in upward direction in the region of the opening of the base extension or of the base extensions (15), in that this upper region is separated from a lower region, in which the bearing pins (8) of the pressure stirrup (4) can slide, by means of flexible projections (23), which act as stops determining the position of rest of the pressure stirrup (4), and in that the fixed bearing is designed as a bar (1) for the contact rocker (2).

Description: Elektrischer Drucktastenschalter mit einem schwenkbar gelagerten Druckbügel Die Erfindung betrifft einen elektrischen Drucktastenschalter der im Oberbegriff des Anspruchs 1 genannten Art. Drucktastenschalter werden im allgemeinen als bistabile Schalter aufgebaut. Hierbei wird die geradlinige Bewegung einer Drucktaste mit Hilfe einer Schaltmechanik in eine auf das elektrische Schaltelement wirkende,KipPbe wegung umgesetzt. Bei jeder erneuten Betätigung der Drucktaste nimmt das Schaltelement die jeweils andere der beiden möglichen Schaltstellungen ein. Aus der DE-AS 10 01 741 und der DE-AS 25 48 674 ist es bekannt, dass eine Drucktaste auf einen Druckbügel wirkt, der beim Niederdrücken mit seinen beidseitig angeformten Stösseln in entsprechende Ausformungen bei einem Kippelement greift, das durch den Eingriff in die jeweils andere Kipplage gedrängt wird. Da das Kippelement wiederum mit einem Kontaktelement in Wirkverbindung steht, führt seine Lageänderung zu einem elektrischen Umschalten. Um einerseits die jeweilige Schaltstellung zu stabilisieren und um andererseits die Drucktaste in ihre Ausgangsstellung zurückzubringen, dient eine auf Druck beanspruchbare Spiralfeder, die zwischen dem Druckbügel und dem Kippelement eingefügt ist. Die zunehmende Automatisierung im Bereich der Serienartikel zwingt nicht nur dazu die Zahl der Bauteile auf das notwendige Minimum zu reduzieren, sondern auch durch eine zweckmässige Gestaltung der Bauteile ihre maschinelle Montage zu ermöglichen. Diesbezüglich zeigen die bekannten Schalterausführungen noch erhebliche Mängel, denn einerseits lässt sich die Zahl der¯Bauteile noch weiter verringern und andererseits ist der Ausbau der Schaltmechanik nicht oder nur schlecht für eine maschinelle Montage geeignet. Aus der DE-OS 15 15 511 ist zwar ein elektrischer Druckknopfschalter bekannt, bei dem das Kontaktelement und. das Kippelement zu einer mit Schaltkulisse versehenen Kontaktwippe vereinigt sind, doch werden bei diesen Schaltern zwei Federn benötigt. Hinzu kommt, dass gerade die mit der Kontaktwippe zu verbindende Ringfeder nur schwer einzusetzen ist. Aufgabe der Erfindung ist es einen Drucktastenschalter zu schaffen, der mit möglichst wenigen Teilen auskommt, wobei diese Teile gleichzeitig so gestaltet sein sollen, dass eine automatische Montage möglich ist. Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 gekennzeichneten Merkmale gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind in den UnteransprUchen gekennzeich net. Durch Vereinigung von Kontaktelement und Kippelement zu einer Kontaktwippe, auf der eine Schaltkulisse ausgebildet ist, wird nicht nur die Zahl der Teile verringert sondern gleichze-itig auch die Montage erleichtert. Die auf einem ortsfesten Lagersteg schwenkbar zu lagernde Kontaktwippe lässt sich sehr. leicht in den Sockel des Schalters einsetzen. Pas Gleiche gilt auch für den Druckbügel, der als Schwenkschieber wirkt, da er mit Lagerzapfen ausgestattet ist, die in Nuten oder Langlöchern auf- und abgleiten können. Die durch die Nuten gewährleistete Führung erleichtert das Einpassen des Schwenkschiebers in den Sockel und sorgt gleichzeitig für eine definierte Positionierung. Da sowohl zentral innerhalb des Schwenkschiebers, wie auch auf der Kontaktwippe Zapfen angeordnet sind, kann die Druckfeder bequem aufgesteckt werden. Die selbstklemmende Befestigung der Druckfeder auf den Zapfen des Schwenkschiebers ermöglicht auch eine Vormontage dieser beiden Teile. Bei Bedarf kann die Druckfeder auch auf den Zapfen der Kontaktwippe selbstklemmend befestigt werden, wodurch dann Schwenkschieber, Druckfeder und Kontaktwippe als eine Baueinheit in den Sockel montierbar sind. Da der Drucktastenschalter in handelsübliche Unterputzdosen passen muss, ist es von Vorteil, wenn er nur eine geringe Bauhöhe aufweist. Ein Merkmal, das hierzu entscheidend beiträgt, ist die Anordnung der Achsstummel am Schwenkschieber, die so erfolgt, dass die Drehachse des Schwenkschiebers zwischen den beiden Enden der Druckfeder liegt. Hierdurch und auch durch den geringen gegenseitigen Abstand der in die Schaltkulisse eingreifenden Stössel des Schwenkschiebers gelingt es mit einem sehr geringen Schalthub, der unter 3 mm liegen kann, eine definierte Umschaltung zu erreichen Die Ausbildung von Druckkeilen an der Drucktaste, die in keilförmige Ausnehmungen am Schwenkschieber eingreifen, ist wiederum montagefreundlich, da sie ein leichtes Zusammenfügen der Teile gestattet. Die Druckfeder ist von gleichen sich symmetrisch gegen überstehenden Teilen des Schwenkschiebers und den an der Drucktaste ausgebildeten Druckkeilen beidseitig umgeben. Dadurch wird auch eine symmetrische Verteilung der Druckkräfte bewirkt und ein ungewolltes Verkanten der an der Druckfeder anliegenden Teile verhindert. Die auf der Innenseite der im Sockel angeordneten Führungswände ausgesparten Nuten sind nach oben im Bereich der Sockelöffnung trichterartig erweitert. Hierdurch wird das Einsetzen des Schwenkschiebers in den Sockel erleichtert. Der trichterartige Bereich ist jedoch von dem Aktionsbereich, in dem die Achsstummel des Schwenkschiebers gleiten können, durch Nasen getrennt. Diese Nasen wirken gleichzeitig als Anschläge und bestimmen so die Ruhelage des Schwenkschiebers. Der Schwenkwinkel des Schwenkschiebers ist durch eine entsprechende Ausbildung der den Schwenkraum bildenden Seitenwände, die als Anschlag dienen, bestimmt. Der Drucktastenschalter kann auch als Mehrfachschalter mit zwei oder mehr Kontaktwippen und zwei oder mehr Schwenkschiebern ausgeführt werden. Durch entsprechende Ausbildung von Drucktaste und Schwenkschieber können mehrere Schalteinheiten gemeinsam oder auch getrennt geschaltet werden. Bei den Drucktasten muss auch fUr eine gute Parallelführung gesorgt werden. Hierzu ist der Sockel mit einem Ansatz versehen, den die Drucktaste rundum im Gleitsitz erfasst, Ausserdem besitzt der Sockel Führungslöcher, in welche an der Drucktaste angeformte Führungszapfen eintauchen Weitere Einzelheiten und Vorteile des Erfindungsgegenstandes sind anhand von Ausführungsbeispielen in den Zeichnungen dargestellt und werden im folgenden näher erläutert. Es zeigen: Figur 1: Den Drucktastenschalter mit einer der beiden möglichen Schaltstellungen im Schnitt darge stellt. Figur 2: Den Drucktastenschalter mit gedrückter Druck taste in die andere Schaltstellung umge schwenkter Kontaktwippe wobei der Schnitt so gelegt ist, dass andere Details des Schalters sichtbar werden. Figur 3: Einen Doppelschalter mit einer gemeinsamen Drucktaste ebenso wie Figur 1 und 2 im Schnitt jedoch in einer hierzu um 900 gedrehten Seitenansicht. Figur 4: Eine Draufsicht auf den Drucktastenschalter ohne Drucktaste. Der Drucktastenschalter besitzt einen Sockel 10, in dem auf einem Lagersteg 1 eines ortsfesten Kontaktteils eine Kontaktwippe 2 schwenkbar gelagert ist. An der Kontakt- wippe 2 ist eine Schaltkulisse 3 ausgebildet, die entsprechende Ausnehmungen besitzt, in welche die Stössel 5 eines Schwenkschiebers 4 eingreifen können. Der Schwenkschieber 4 ist ausserdem mit Achsstummeln 8 versehen, die in Nuten 9 gleiten können, die ihrerseits in Führungswänden 21 ausgebildet sind. An einer Drucktaste 11 sind Druckkeile 13 angeformt, die mit ihren Spitzen in keilförmige Ausnehmungen 14 des Schwenkschiebers 4 eingreifen. Das bistabile Schaltverhalten des Druckschalters wird nicht zuletzt durch eine spiralförmige Druckfeder 6 bestimmt. Diese Druckfeder 6 ist mit ihren beiden Enden auf Zapfen 7,20 aufgesteckt, wobei der Zapfen 7 zentral innerhalb des Schwenkschiebers 4 und der Zapfen 20 in der Mitte der Schaltkulisse 3 ausgebildet ist. ber den Schwenkschieber 4 und die Druckkeile 13 wirkt die Druckfeder 6 auf die Drucktaste 11 und sorgt dafür, dass diese nach Betätigung in ihre Ausgangsstellung zurückkehrt. Der durch seine Achsstummel 8 in Nuten 9 geführte Schwenkschieber 4 folgt allen geradlinigen Bewegungen, die von der Drucktaste 11 ausgehen. Gleichzeitig ermöglichen die Achsstummel 8 aber auch eine Schwenkbewegung des Schwenkschiebers 4, wobei der mögliche Schwenkwinkel durch die den Schwenkraum eingrenzenden Seitenwände 22 begrenzt ist. In den beiden Ruhestellungen des Schwenkschiebers 4 > die durch die Druckfeder 6 stabilisiert sind, nehmen die Stössel 5 des Schwenkschiebers 4 einseitig eine solche Stellung ein, dass sie sich oberhalb einer Ausnehmung der Schaltkulisse 3 befinden. Durch Niederdrücken des Schwenkschiebers 4 mit Hilfe der Drucktaste 11 erfolgt ein Eingriff der Stössel 5 in die Schaltkulisse 3, so dass diese einseitig nach unten gedrückt wird. Dabei kippt die Kontaktwippe 2 in die jeweils andere Schaltstellung. Die Druckfeder 6, die durch die Schaltkulisse 3 nunmehr in die andere Richtung gedrückt wird, gibt diesen Druck an den Schwenkschieber 4 weiter, so dass dieser beim Loslassen der Drucktaste 11 ebenfalls in. die andere Ruhestellung gebracht wird. Geradlinige Bewegungen des Schwenkschiebers 4 sind nach oben zur Drucktaste 11 hin durch Nasen 23 begrenzt. Die Nasen 23 bilden für die Achsstummel 8 einen Anschlag, der verhindert, dass die Schwenkschieber 4 bei abgenommener Drucktaste aus dem Sockel 10 herausfallen können. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel handelt es sich um einen bistabilen Schalter. Durch eine einseitige Verkleinerung des Winkels der keilförmigen Ausnehmungen 14 des Schwenkschiebers 4, etwa derart, dass bei gedrückter Drucktaste 11, gemäss Figur 2, die Flanke der keilförmigen Ausnehmung 14 an der Seite des drückenden Stössels 5 an der korrespondierenden Flanke des Druckkeils 13 der Drucktaste 11 zur Anlage gelangt, wird ein Umschwingen des Schwenkschiebers 4 beim Loslassen der Drucktaste 11 verhindert, so dass hierdurch ein Tastschalter mit nur einer stabilen Lage der Kontaktwippe 2 gebildet ist. Zweckmässig ist es dabei, den Schwenkschieber 4 mit einer inneren Rippe zu versehen, die ein Umkippen der Druckfeder 6 verhindert. Für eine saubere Parallelführung der Drucktaste 11 ist dadurch gesorgt, dass, wie in Figur 4 dargestellt, in dem Sockel 10 Ansätze 15 ausgebildet sind, die von den Wänden der Drucktaste im Gleitsitz eng umfasst werden. Ausserdem sind an der Drucktaste 11 Führungszapfen 16,17 ausgebildet, die in entsprechende Führungslöcher 18,19 des Sockels 10 eintauchen. Bei der in Figur 3 dargestellten Ansicht des Drucktastenschalters wird auch sichtbar, dass die Druckfeder 6 jeweils von gleichen sich symmetrisch gegenüberstehenden Teilen des Schwenkschiebers 4 der Kontaktwippe 2 und den an der Drucktaste t1 ausgebildeten Druckkeilen 13 beidseitig umgeben ist. Da die Drehachse des Schwenkschiebers 4 unabhängig von seiner jeweiligen Stellung immer zwischen den beiden Enden der Druckfeder 6 liegt, ergeben sich besonders günstige Hebelverhältnisse, so dass einerseits mit geringer Federkraft und dementsprechend auch mit einer geringen auf die Drucktaste auszuübenden Druckkraft und andererseits mit sehr geringem Schalthub für die Drucktaste gearbeitet werden kann. Die Montage des Drucktastenschalters erfolgt derart, dass zunächst die ortsfesten Kontaktteile in den Sockel 10 eingebracht werden. Danach wird die Kontaktwippe 2 auf den Lagersteg 1 gesetzt. ber trichterartige Anschrägungen der Nuten 9 wird nun der Schwenkschieber 4 in den Sockel 10 gedrückt. Hierbei gleiten die Achsstummel 8 des Schwenkschiebers 4 über die elastischen Nasen 23 hinweg in die Nuten 9. Die Nasen 23 verhindern ein Zurtickgleiten des Schwenkschiebers 4. Die mit einem Ende auf dem Zapfen 7 des Schwenkschiebers 4 befestigte Druckfeder 6 trifft dabei mit ihrem anderen Ende auf den Zapfen 20 der Kontaktwippe 2. Schliesslich kann der Druckknopf 11 aufgesteckt werden, wobei nicht dargestellte Rastelemente ein Herausfallen des Druckknopfes verhindern. Bei einer Ausbildung des Drucktastenschalters für den Unterputzeinsatz kommt somit die gesamte innere Schaltmechanik unterhalb der auf der Wand aufliegenden Ebene des Tragringes 12 zu liegen. Der Tragring kann dabei völlig plan ausgeführt und mittels Nieten, Schrauben oder Rastgliedern am Sockel 10 befestigt sein. Bei einem Mehrfachschalter, bei dem durch eine gemein same Drucktaste 11 mehrere Schalteinheiten geschaltet werden sollen, ist es zu einer synchronen Umschaltung der Kontaktwippen 2 vorteilhaft die Schwenkschieber 4 aller Schalteinheiten durch einen Steg starr zu verbinden. Hierbei erfolgt eine Führung und Schenklagerung eines auf solche Weise einteiligen Schwenkschiebers 4 in den Nuten 9 der äusseren Führungswände 21, während die inneren Führungswände 21 einen offenen Schlitz aufweisen, in dem der Steg frei beweglich ist.

Claims: A N S P R rY C H E 1. Elektrischer Drucktastenschalter mit einem an der Drucktaste schwenkbar gelagertem- Druckbügel und einem in zwei stabile Schaltstellungen kippbaren Kontaktelement, wobei zwischen dem Druckbügel und dem Kontaktelement ein mit Stösseln des Druckbügels in wechselndem Eingriff stehendesrdie Umschaltung bewirkendes Kippelement und eine sich auf dem Kippelement einerseits und auf dem Druckbügel andererseits abstützende, die jeweilige Schaltstellung stabilisierende, spiralförmige Druckfeder angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, dass das Kontaktelement und das Kippelement zu einer um einen ortsfesten Lagersteg (1) schwenkbaren Kontaktwippe (2) vereinigt sind, auf der eine Schaltkulisse (3) ausgebildet ist, in welche die Stössel (5) des Druckbügels eingreifen, und der Druckbügel als Schwenkschieber (4) gestaltet ist, dessen im Bereich seiner Schwenkachse angeformte Achsstummel (8) in Nuten (9) oder Langlöchern geführt sind, die auf der Innenseite der im Sockel (10) angeordneten Führungswände (21) ausgespart sind und eine Translation des Schwenkschiebers (4) zwischen Drucktaste (11) und Kontaktwippe (2) ermöglichen. 2. Elektrischer Drucktastenschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zentral innerhalb des Schwenkschiebers (4) und im bereich der Schaltku -lisse (3) auf der Kontaktwippe (2) jeweils Zapfen (7,20) angeordnet sind, auf welche die beiden Enden der Druckfeder (6) aufgesteckt sind, wobei die Druckfeder (6) auf den Zapfen (7) des Schwenkschiebers (4) selbstklemmend gehalten ist. 3. Elektrischer Drucktastenschalter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die von den Achsstummeln (8) gebildete Schwenkachse des Schwenkschiebers (4) zwischen den beiden Enden der Druckfeder (6) liegt. 4. Elektrischer Drucktastenschalter nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn-zeichnet, dass an der Drucktaste (11) Druckkeile (13) ausgebildet sind, die in nach oben offene keilförmige Ausnehmungen (14) am Schwenkschieber (4) eingreifen, wobei die Spitzen der keilförmigen Ausnehmungen (14) im Bereich der Schwenkachse des Schwenkschiebers (4) liegen. 5. Elektrischer Drucktastenschalter nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckfeder (6) von gleichen sich symmetrisch gegenüberstehenden Teilen des Schwenkschiebers (4) und den an der Drucktaste (11) ausgebildeten Druckkeilen (13)' beidseitig umgeben ist. 6. Elektrischer Drucktastenschalter nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die auf der Innenseite der im Sockel (10) angeordneten Führungswände (21) ausgesparten Nuten (9) nach oben im Bereich der Sockelöffnung trichterartig erweitert sind, dieser Bereich jedoch von dem unteren Aktionsbereich, in dem die Achsstummel (8) des Schwenkschiebers (4) gleiten können, durch Nasen (23) getrennt ist und diese Nasen gleichzeitig als die Ruhelage des Schwenkschiebers (4) bestimmende Anschläge wirken. 7. Elektrischer Drucktastenschalter nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeich net, dass der Schwenkwinkel des Schwenkschiebers (4) durch eine entsprechende Ausbildung der den Schwenkraum bildenden Seitenwände (22), die als Anschlag dienen, bestimmt ist. 8. Elektrischer- Drucktastenschalter nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Mehrfachschalter mit zwei oder mehr Kon; taktwippen (2) und zwei oder mehr Schwenkschiebern (4) ausgeführt ist, wobei die Drucktaste (t1) ebenfalls zwei- oder- mehrfach au.mgefUhrt ist. 9. Elektrischer Drucktastenschalter nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Mehrfachschalter mit zwei oder mehr Kon taktwippen (2) und zwei oder mehr durch einen Steg starr verbundenen Schwenkschiebern (4) ausgeführt ist, wobei die Drucktaste (11) für alle Schalteinheiten gemeinsam ausgeführt ist. 10. Elektrischer Drucktastenschalter nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Sockel (10) mit einem Ansatz (15) versehen ist, den die Drucktaste (11) rundum im Gleitsitz erfasst und ausserdem Führungslöcher (18,19) besitzt in welche an der Drucktaste (11) angeformte Führungszapfen (16,17) eintauchen.

Inventors: MITTLER, LEO, DIPL.-ING., SCHMALENBACH, WERNER
Applicants: BROWN, BOVERI & CIE AKTIENGESELLSCHAFT
Application year: 1983
Main classification: H01H13
IPC codes: H01H13