Die Erfindung betrifft einen explosionsgeschützten elektrischen Schalter nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.
Derartige Schalter sind üblicherweise als Kipp-, Dreh- oder Tastschalter ausgebildet. Zur Bildung eines bekannten Kippschalters beispielsweise befindet sich innerhalb eines Gehäuses ein mit einem Schaltknebel ausgebildeter Leitungsschutzschalter, der übel eine zünddurchschlagssicher durch das druckfest gekapselte Gehäuse hindurchgeführte kurbelartige Hebelanordnung ähnlich wie ein Leitungsschutzschalter auch von außen betätigt werden kann. Anstatt eine Hebelanordnung vorzusehen, kann auch eine Drehknebelanordnung vorgesehen werden, mit der der Schalter im Inneren des Gehäuses betätigt werden kann, wobei der Schalter im Inneren des Umgehäuses ein Leitungsschutzschalter (wie eben erwähnt) oder ein Drehschalter, z. B. ein Nockenschalter, sein kann. Das Gehäuse kann wie erwähnt druckfest gekapselt sein; es kann auch dann, wenn der in das Gehäuse eingesetzte Schalter, der druckfest gekapselt ist, ein Gehäuse mit erhöhter Sicherheit sein, aus dem die Zuleitungskabel in ansich bekannter Weise herausgeführt werden. Tastschalter sind meist druckfest gekapselt, wobei die Betätigungstaste zünddurchschlagssicher aus dem Schaltkammerraum herausgeführt ist. Sie können dann in ein Gehäuse mit erhöhter Sicherheit eingebaut werden.
Aufgabe der Erfindung ist es, einen elektrischen Schalter der eingangs genannten Art weiter zu verbessern. Insbesondere soll die Betätigung des Schalters erleichtert und der Zusammenbau des Schalters vereinfacht werden.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 1.
Im folgenden bedeutet "Schalter" die gesamte Anordnung mit dem im Inneren des Umgehäuses befindlichen Schaltgerät und den weiteren Komponenten, wogegen "Schaltgerät" das im Inneren des Umgehäuses befindliche druckfest gekapselte Teil bedeutet.
Erstmals wird somit ein sog. Wippschalter, auch Wippenschalter genannt, geschaffen, bei dem durch Betätigung einer Betätigungswippe, die auf der Außenseite des Umgehäuses zugänglich ist, das im Inneren des Umgehäuses angeordnete druckfest gekapselte Schaltgerät geschaltet werden kann. Die Betätigungswippe schwenkt dabei um eine in der Ebene der Außenseite oder parallel dazu verlaufende Achse, und diese Schwenkbewegung wird in eine lineare Bewegung der Kontaktstelle bzw. eines Stößels, der auf die Kontaktstelle wirkt, umgesetzt, wobei die Bewegungsrichtung des beweglichen Kontaktstückes der Kontaktstelle etwa senkrecht zur Drechachse der Betätigungswippe verläuft. Die Umsetzung dieser Wipp- oder Kippbewegung (Schwenkbewegung) erfolgt über das Zwischenglied, das gemäß Anspruch 2 bzw. 3 in geeigneter Weise an der Betätigungswippe bzw. an einem an der Betätigungswippe angeformten Fortsatz begrenzt verschieblich geführt ist. Das Zwischenglied und der Vorsprung umgreifen sich gemäß Anspruch 4 teilweise und sind gegeneinander verdrehsicher geführt. Damit das Zwischenglied lediglich eine beschränkte Bewegung gegenüber dem Fortsatz durchführen kann, damit es nicht vom Fortsatz abfällt, sind gemäß Anspruch 3 die Rastmittel vorgesehen.
Gemäß kennzeichnenden Merkmalen des Anspruches 5 sind am Zwischenglied eine der Anzahl der Kontaktstellen entsprechende Anzahl von Nocken angeformt, die mit Betätigungselementen zur Betätigung der Kontaktstellen in Verbindung bzw. in Eingriff stehen. Wenn die Kontaktstellen durch Doppelkontakte gebildet werden, die von einer Kontaktbrücke überbrückt sind und dabei das Betätigungselement für die Kontaktbrücke ein Stößel ist, dann wird durch Verschwenken des Zwischengliedes und Einwirken der Nocken auf das Zwischenglied der Betätigungsstößel je nach Schaltrichtung verschoben oder freigegeben, so daß das Schaltgerät als Öffner oder als Schließer dienen kann.
Damit das Zwischenglied bzw. die Betätigungswippe in einer bestimmten Stellung festgehalten wird, ist am Schaltgerätegehäuse im Inneren des Umgehäuses und am Zwischenglied je ein Vorsprung vorgesehen, siehe Anspruch 6, wobei der Vorsprung am druckfest gekapselten Schaltgerät in die Bewegungsbahn des Vorsprunges am Zwischenglied hineinragt, so daß die Betätigungswippe jeweils beidseitig zu dem Vorsprung festgehalten ist. Aufgrund der Verschiebbarkeit des Zwischengliedes am Fortsatz kann der Forsatz mit Zwischenglied über dem Vorsprung am Schaltgerät gleiten und wegen der Druckfeder zwischen Fortsatz und Zwischenglied bleibt die Betätigungswippe je nach Schaltstellung auf beiden Seiten zu dem Vorsprung am Schaltgerät verrastet.
Wenn zwei Wippenteile vorgesehen sind, dann ist an jedem Wippenteil ein Fortsatz vorgesehen und an jedem Fortsatz befindet sich gemäß Anspruch 7 auch ein entsprechend ausgebildetes Zwischenglied, die gemäß Anspruch 8 so nebeneinander angeordnet sind, daß die Nocke jedes Zwischengliedes mit dem Betätigungsstößel in Eingriff gelangt. Selbstverständlich hat jedes Zwischenglied auch einen Vorsprung, der mit dem entsprechenden leistenartigen Vorsprung am druckfest gekapselten Schaltgerät zusammenwirkt.
Die Betätigungswippe ist an dem Deckel so kippbar gelagert, wie aus den Ansprüche 10 bzw. 11 hervorgeht. Wenn die Wippe geteilt ist, dann sind gemäß Anspruch 12 beide Wippen gegeneinander verschwenkbar, wobei sie mittels einer einzigen durchgehenden Achse drehbar gelagert sind.
Zur Erzielung einer Abdichtung ist gemäß Anspruch 13 an der Außenfläche des Deckels eine Kalteplatte vorgesehen, die zur Halterung eines Faltenbalges dient, der den Fortsatz an der Betätigungswippe umgreift. Zusätzlich können gemäß Anspruch 14 an der Halteplatte Noppen oder Warzen angeformt sein, auf denen die Achse für die beiden Wippenteile gelagert ist.
Es besteht auch die Möglichkeit, die Vorsprünge an dem Zwischenglied und an dem druckfest gekapselten Schaltgerät wegzulassen; dann ist die Betätigungswippe bzw. sind die beiden Wippenteile einseitig mit je einer Druckfeder belastet, die zwischen der Außenfläche des Gehäusedeckels und der Betätigungswippe angeordnet ist bzw. sind, so daß die Betätigungswippe bzw. die Wippenteile jeweils in eine einzige Stellung zurückgestellt werden; der Schalter ist praktisch ein Drucktaster.
Damit das explosionsgeschützte, druckfest gekapselte Schaltgerät im Inneren des Umgehäuses festgelegt ist, sind am Boden des Umgehäuses Führungselemente angeformt, welche das Gehäuse des druckfest gekapselten Schaltgerätes führen und festhalten. Wenn an dem druckfest gekapselten Schaltgerät Klemmen angeordnet sind, kann an diesem auch eine Klemmenabdeckung festgerastet sein.
Anhand der Zeichnung, in der zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt sind, sollen die Erfindung sowie weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Verbesserungen der Erfindung und weitere Vorteile näher erläutert und beschrieben werden.
Es zeigen:
Das Umgehäuse 10 ist aus einem Gehäuseunterteil 11 und einem Gehäuseoberteil 12 zusammengesetzt, wobei zwischen den sich berührenden Kanten eine umlaufende Dichtung 13 vorgesehen ist.
An der Gehäusebodeninnenfläche ist ein druckfest gekapseltes Schaltgerät 14 gehaltert und mittels am Gehäuseboden 15 angeformten Rastfingern 16 festgehalten, deren Rastnasen 17 hinter Rastvorsprünge 18 am Schaltgerät 14 greifen. Im Inneren des Schaltgerätes 14 befinden sich zwei nebeneinander angeordnete Schalträume 19 und 20, in denen je eine Kontaktbrücke 21 untergebracht sind, die mit einem als Doppelkontaktstelle ausgebildeten Festkontakt 22 zusammenwirken. Die festen Kontaktstücke 22 sind mittels einer Schiene 23 nach außen zu einer Klemmschraube 24 herausgeführt; die Schienen 23, von denen nur die linke Schiene 23 zu sehen ist, wogegen die rechte Schiene wegen einer unterschiedlichen Schnittebene nicht dargestellt ist, sind von einem Kontaktträger 25 gehalten, und oberhalb des Kontaktträgers 25 ist der Raum bis praktisch zum freien Ende des Schaltgerätes hin mit Gießharz 26 ausgegossen.
Rechts der Mittellinie M-M verläuft der Schnitt durch die Mittelachse des rechten Betätigungsstößels 27, mit dem der rechte Kontakt 21 bzw. die rechte bewegliche Kontaktbrücke 21 betätigt wird, und links der Mittellinie durch die Ebene, in der sich die vor der Zeichenebene befindliche eine Kontakststelle befindet, wie in Figur 5 durch die Schnittlinie I-I angedeutet ist. Zur Bildung der Schaltkammer 19 bzw. 20 ist das Schaltgerätegehäuse aus zwei Teilen, nämlich aus einem napfförmigen Gehäuseteil 28 und dem Kontaktträger 25 zusammengesetzt, der gleichzeitig auch Bohrungen 29 aufweist, durch die die Stößel 27 zünddurchschlagsicher herausgeführt werden. Das Gehäuseunterteil ist mit dem Kontaktträger 25 durch Rastmittel 30 gekoppelt.
Im Gehäuseoberteil 12 befindet sich eine von außen nach innen hineinragende Vertiefung 31, die durch Wände 32 und einen Abschlußboden 33 gebildet ist. An sich gegenüberliegenden, parallel zu der Längserstreckung jeder Kontaktbrücke 21 verlaufenden Wänden 32 sind Vorsprünge 34 und 35 angeformt, die zur Auflagerung einer Betätigungswippe 36 dienen, wie weiter unten näher dargestellt ist. Die Betätigungswippe 36 besitzt einen Fortsatz 37, der einen zentralen Stiftfortsatz 38 und einen diesen umgebenden rohrförmigen Fortsatz 39 aufweist. An dem Fortsatz 37 ist ein Zwischenglied 40 befestigt, welches in der Figur 4 perspektivisch dargestellt ist. Dieses Zwischenglied 40 besitzt einen den Fortsatz 38 umfassenden Vorsprung 41, welcher in den Zwischenraum zwischen dem Fortsatz 38 und 39 hineingreift, sowie einen kürzeren Fortsatz 42, der den Fortsatz 39 umgreift.
An dem Fortsatz 42 bzw. Vorsprung 42 befinden sich nach innen weisende Rastnasen 43, die in entsprechende Nuten 44 auf der Außenseite des Vorsprunges 39 eingreifen; diese Nuten 44 besitzen eine Begrenzungswand 45, die mit den Nasen 43 zusammenwirken, der Gestalt, daß die Bewegung zwischen dem Fortsatz 37 und dem Zwischenglied 40 begrenzt ist. Zwischen dem Zwischenglied 40 und dem Fortsatz 37 befindet sich eine Druckfeder 46, die zwischen dem äußeren Fortsatz 39 und dem Vorsprung 41 geführt ist und das Zwischenglied immer von der Betätigungswippe 36 wegzudrücken sucht.
An der Außenfläche des Abschlußbodens 33 ist eine Halteplatte 47 befestigt, mittels der der Außenrandflansch 48 eines aus elastischem, isolierenden Material bestehenden Faltenbalges 49 festgehalten wird; das andere Ende des Faltenbalges 49, Bezugsziffer 50, umgreift den Fortsatz 37 und dichtet so den Innenraum des Umgehäuses gegen die Umgebung ab.
Die Figur 3 zeigt eine Schnittansicht gemäß Schnittlinie III-III. Man erkennt den Vorsprung 34, der einen Zylinder 51, der auf einem Steg 52 aufgelagert ist, umfaßt, wobei die Zylinderachse senkrecht zur Wand 32 verläuft. An der Betätigungswippe 36, die eine napfartige Form aufweist, ist an den sich gegenüberliegenden Seitenwänden, von denen nur die Seitenwand 53 zu sehen ist, eine U-förmige Vertiefung bzw. Ausnehmung 54 vorgesehen, die einen Halbkreis von etwas mehr als 180° umschließt und deren Durchmesser dem Außendurchmessers des Zylinders 51 derart angepaßt ist, daß die durch die Ausnehmung 54 gebildeten Arme 55 und 56 den Zylinder 51 umgreifen; durch die Federwirkung der Arme 55 und 56 wird eine Verrastung und eine Lagerung der Betätigungswippe 36 bewirkt. Selbstverständlich sind auch auf der der Seitenwand 53 gegenüberliegenden Seitenwand entsprechende Ausnehmungen vorgesehen, so daß dort die Lagerungsstelle 35 umfaßt werden kann. Die hierdurch gebildete Drehachse verläuft in der durch die Betätigungsstößel 27 aufgespannten Ebene.
Die Figur 4 zeigt das Zwischenglied 40. Auf der dem Fortsatz abgewandten Fläche 57 sind an sich gegenüberliegenden Seitenkanten im Bereich einer Ecke zwei Nocken 58 und 59 (letztere in der anderen Ecke) vorgesehen; etwa im Mittelpunkt ist ein Vorsprung 60 angeordnet. Die Nocken 58 und 59 wirken mit den beiden Stößeln so zusammen, daß beide Stößel 27 gleichzeitig betätigt werden. Wenn die Nocke 58 als Nocke 58a in der strichlierten Stellung an dem Zwischenglied angeformt ist, dann wird bei der einen Wippenstellung über die Nocke 59 der eine Betätigungsstößel und über die Nocke 58a in der anderen Stellung der Betätigungswippe 36 der andere Betätigungsstößel 27 betätigt.
Die Figur 5 zeigt nun den freien Bereich des Kontaktträgers 25 mit den Öffnungen bzw. Durchbrüchen 29, in denen die Stößel 27 geführt sind. In dem Bereich zwischen den beiden Stößeln verläuft ein dachförmiger Vorsprung 61. Dieser dachförmige Vorsprung 61, deren Dachfirst 62 in der Verbindungsebene zwischen den beiden Achsen der Stößel 27 liegt, wirkt derart mit dem Vorsprung 60 zusammen, daß bei der Verschwenkung der Betätigungswippe 36 der Vorsprung 60 einmal auf einer Seite und zum anderen auf der anderen Seite des Vorsprunges 61 bleibt. Dabei wirken die Nocken 58, 58a bzw. 59 in entsprechender, oben beschriebener Weise mit den Stößeln 27 zusammen.
Die Verschiebbarkeit des Zwischengliedes 40 an dem Fortsatz 37 ist so, daß dann, wenn das Zwischenglied 40 gegen den Fortsatz 37 zum Anschlag kommt, wenn Fortsatz 37 und Zwischenglied 40 kraftschlüssig gegeneinander liegen, die Nocken 58, 58a bzw. 59, die Stößel betätigen können. Zwischen den Nocken 58, 58a bzw. 59 in Schwenkrichtung gesehen, ist ein solcher Abstand vozusehen, daß das Überwinden des Vorsprunges 61 in dem Bereich erfolgen kann, in dem die Federwirkung der Druckfeder 46 noch gegeben ist, d. h., daß Zwischenglied noch nicht direkt auf dem Fortsatz 38 zum Aufliegen kommt. Nur dadurch ist eine Verrastung erst möglich.
Die Figur 2 zeigt einen Schalter 80, bei dem als Betätigungswippe zwei Wippenelemente 81 und 82 vorgesehen sind, die in gleicher Weise aufgelagert sind, wie die Betätigungswippe 36. Die beiden Teilwippen 81 und 82 sind mittels einer sie durchdringenden Achse 83 drehbar gegeneinander gelagert; die Halteplatte 47 besitzt dabei sich gegenüberliegend angeordnete Noppen 84 und 85, auf denen die Achse 83 aufgelagert ist. In ähnlicher Weise wie die Betätigungswippe 36 besitzt jedes Wippenteil einen Fortsatz 86, der von einem entsprechenden Fortsatz 87 eines Zwischengliedes 88 umfaßt wird. Der Fortsatz 86 ist mit einer sacklochartigen Ausnehmung 89 versehen; in der Ausnehmung befindet sich eine Druckfeder 90; die in gleicher Weise wie die Druckfeder 46 das Zwischenglied 88 gegenüber dem Fortsatz 86 belastet.
An jedem Zwischenglied 88 und 87a sind den Nocken 58 bzw. 59 entsprechende Nocken 91 bzw. 92 angeformt, die in gleicher Weise wie die Nocken 58 und 59 mit den Betätigungsstößeln 27 zusammenwirken. Zusätzlich zu den Nocken 91 bzw. 92 besitzt jedes Zwischenglied 88, 87a je einen Vorsprung 93 bzw. 94, wobei jeder der Vorsprünge ähnlich wie der Vorsprung 60 mit einem entsprechend ausgebildeten Vorsprung 61 zusammenwirkt. Zwischen der Halteplatte 47 und dem Boden 33 der Vertiefung ist das innere Ende des Faltenbalges 49 befestigt, wogegen das andere Ende des Faltenbalges beide Vorsprünge bzw. Fortsätze an der Betätigungswippe umgibt.
Es besteht die Möglichkeit, den Vorsprung 61 wegzulassen. Dadurch wird eine Verrastung der Betätigungsswippe beidseitig zu dem Vorsprung 60 nicht mehr möglich; damit die Betätigungswippe 36 immer eine bestimmte Ausgangsstellung besitzt, befindet sich auf einer Seite der Drehachse der Betätigungswippe eine in Figur 3 schematisch angedeutete Druckfeder 100, die die Betätigungswippe dauernd entgegen dem Uhrzeigersinn U antreibt. Wenn die Betätigungswippe 36 auf der federbelasteten Seite gedrückt wird, wird ein Schaltvorgang durchgeführt, der der Betätigungsweise eines Tastschalters entspricht.