DE4101493A1

DE4101493A1 - Elektrischer schalter mit einer kontaktvorrichtung und einem stoessel

Info

Publication number: DE4101493A1
Application number: DE4101493A
Authority: DE
Inventors: Eberhard Schlegel
Original assignee: Georg Schlegel GmbH and Co KG
Current assignee: Georg Schlegel & Co Kg 88525 Duermentin De GmbH
Priority date: 1991-01-19
Filing date: 1991-01-19
Publication date: 1992-07-23
Anticipated expiration: 2011-01-20
Also published as: DE4101493C2; IT1258338B; JP2597526B2; FR2671905B1; FR2671905A1; ITFI920003A0; JPH07262864A; ITFI920003A1

Description

Die Erfindung betrifft einen elektrischen Schalter mit einer Kontaktvorrichtung und einem auf diese einwirkenden Stößel, wobei der Stößel eine Ruhestellung und eine Betätigungsstellung aufweist.

Solche Schalter können ihre Aufgabe nicht mehr erfüllen, wenn der Stößel fehlt, was z. B. im Falle unabsichtlicher Gewalteinwirkung unbemerkt bleiben kann. Bei Schaltern mit besonders wichtiger Funktion, z. B. NOT-AUS-Schaltern an Maschinen, kann damit eine erhebliche Gefahr verbunden sein.

Ferner gibt es zweiteilige Schalter, häufig als Befehlsschalter bezeichnet, wie sie beispielsweise in der DE-OS 28 44 578 oder DE-PS 35 39 178 beschrieben sind. Bei diesen ist der Stößel und ggf. ein diesen betätigender NOT-AUS-Knopf, Drehknebel oder Kipphebel oder ein den Stößel betätigendes Schloß in einem eigenen Gehäuse eingeschlossen, das als Betätiger bezeichnet wird. Andererseits ist die Kontaktvorrichtung in einem weiteren Gehäuse untergebracht und bildet mit diesem einen sogenannten Kontaktgeber. Der Betätiger und der Kontaktgeber sind trennbar miteinander verbunden, beispielsweise durch Verschrauben oder Verriegeln.

Die Trennbarkeit ist meist deshalb erforderlich, weil der Befehlsschalter mittels des Betätigers an einer Schalttafel o. dgl. dadurch befestigt wird, daß man den Betätiger durch ein verhältnismäßig kleines Loch dieser Tafel steckt, einen Klemmring o. dgl. anbringt und dann den Kontaktgeber am Betätiger befestigt. Andererseits wird häufig nur der Betätiger an einer Deckplatte, Schaltschranktüre o. dgl. befestigt, während der zugehörige Kontaktgeber innerhalb des Schranks oder Geräts eine getrennte Befestigung erfährt. In diesem Fall muß der Betätiger achsrichtig angebracht sein und einen bestimmten Abstand vom Kontaktgeber haben.

Wenn, aus welchen Gründen immer, der Kontaktgeber vom Betätiger getrennt ist oder der genannte Abstand nicht richtig eingehalten ist, weil z. B. eine Schaltschranktür nicht richtig geschlossen ist, so kann ein solcher Schalter nicht richtig funktionieren, ohne daß dies im Normalbetrieb bemerkt wird. Das kann in Steuerungsanlagen zu unabsehbaren Schäden führen.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe gestellt, die Unversehrtheit eines Schalters der einleitend bezeichneten Art zu überwachen, d. h. Vorkehrungen zu treffen, welche bewirken, daß die Kontaktvorrichtung anspricht, wenn unter Gewalteinwirkung der Stößel entfernt oder bei einem zweiteiligen Schalter der Kontaktgeber vom Stößel getrennt wird.

Diese Aufgabe wird in Weiterbildung der Erfindung durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Die Besonderheit der Kontaktvorrichtung besteht darin, daß sie außer den beiden üblichen Stellungen, nämlich einer Ruhestellung und einer Ansprechstellung, die normalerweise der Ruhestellung und der Betätigungsstellung des Stößels entsprechen, eine dritte Ansprechstellung aufweist. Betrachtet man die ausgebaute Kontaktvorrichtung bzw. den vom Betätiger getrennten Kontaktgeber für sich allein, so fällt die Kontaktvorrichtung unter der Wirkung ihres Federsystems in diese zusätzliche Ansprechstellung zurück. Ist die Kontaktvorrichtung dagegen in den Schalter eingebaut bzw. der Kontaktgeber ordnungsgemäß mit dem Betätiger verbunden, so wird die Kontaktvorrichtung dadurch in ihrer Zwischenstellung gehalten, die der Ruhestellung des Stößels entspricht. Wird der Stößel betätigt, so bringt er die Kontaktvorrichtung in die gespannte Stellung und damit zum Ansprechen. Wird der Schalter dagegen beschädigt, so daß der Stößel aus seiner Fassung fällt, oder werden der Betätiger und der Kontaktgeber mit oder ohne Gewalt voneinander getrennt oder nicht richtig verbunden, was bei einem eingebauten Schalter am außenliegenden Betätiger nicht erkennbar ist, so spricht der Schalter infolge seiner dritten Stellung ebenfalls an. Er kann z. B. die Maschine, als deren Ausschalter er fungiert, stillsetzen oder eine Warnlampe, einen akustischen Melder o. dgl. einschalten.

In dem besonderen Fall eines NOT-AUS-Schalters wird vorgeschlagen, daß die Kontaktvorrichtung in der Zwischenstellung, d. h. im Ruhezustand des Schalters, einen Stromkreis schließt und in den beiden Ansprechstellungen den Stromkreis öffnet.

Während oben stillschweigend vorausgesetzt wurde, daß nur der Stößel auf die Kontaktvorrichtung einwirkt, wird weiter vorgeschlagen, daß bei einem Befehlsschalter, dessen Kontaktvorrichtung aus mehreren einzeln betätigbaren Kontaktorganen besteht, die Kontaktvorrichtung durch die Anlage des Kontaktgebers an dem Betätiger in der Zwischenstellung gehalten wird. In diesem Fall wird nur das Abtrennen des Kontaktgebers vom Betätiger überwacht.

Auch dies kann jedoch eine beträchtliche Steigerung der Betriebssicherheit bewirken.

Das nicht ordnungsgemäße Funktionieren eines Befehlsschalters beim Trennen von Kontaktgeber und Betätiger beschränkt sich nämlich nicht auf den einfachen Fall, daß die Kontaktvorrichtung beim Betätigen nicht anspricht. Bei Schlüssel- oder Knebelschaltern oder bei Tastschaltern mit im Betätiger eingebautem Rastmechanismus kann durch die unbeabsichtigte Trennung des Kontaktgebers vom Betätiger ein Umschaltvorgang eintreten, der ganz besonders überraschende und gefährliche Folgen haben kann.

Ein weiteres Problem kann sich bei einem Befehlsschalter in Modulbauweise, insbesondere einem NOT-AUS-Schalter, dadurch ergeben, daß bei diesem der Kontaktgeber die Gestalt eines Halters hat, in welchen wiederum die einzelnen Schaltermodule eingesteckt sind. Hierbei geht es darum, nicht nur ein Entfernen des Stößels und ein Abtrennen des Halters vom Betätiger zu überwachen, sondern auch den Fall einer Ablösung eines Schaltermoduls aus dem Halter. Dazu wird vorgeschlagen, daß ein Doppelmodul vorgesehen ist, bestehend aus zwei fest miteinander verbundenen Modulen, nämlich einem Öffner und einem Schließer mit verlängertem Stößel und Überhub, welche beide elektrisch gekoppelt sind.

Im Zusammenhang mit der Erfindung lassen sich Kontaktvorrichtungen jeder bekannten Bauart verwenden, z. B., wie erwähnt, in der modularen Bauart mit mehreren einzelnen Kontaktorganen und getrennten Betätigungsorganen oder mit Kontaktbrücken, die von einem gemeinsamen Betätigungsorgan bewegt werden. Vorteilhaft ist insbesondere auch ein Kontaktschieber mit drei Stellungen.

Die Erfindung kann somit bei elektrischen Steuerungsanlagen dazu beitragen, Betriebsstörungen und menschliches Versagen rechtzeitig erkennbar zu machen und Schäden zu vermeiden.

Mehrere Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnung erläutert. Im einzelnen zeigt

Fig. 1 eine Seitenansicht eines als NOT-AUS-Taster eingesetzten Modulschalters, teilweise aufgeschnitten,

Fig. 2 eine Seitenansicht des Tasters in zu der Darstellung in Fig. 1 senkrechter Blickrichtung, ebenfalls teilweise aufgeschnitten,

Fig. 3 eine Ansicht des unteren Teils des Betätigergehäuses wie Fig. 2 und des davon getrennten Kontaktgebers, letzterer teilweise aufgeschnitten,

Fig. 4 einen Längsschnitt des unteren Teils des Betätigers wie Fig. 2 und eine Ansicht eines davon getrennten und teilweise aufgeschnittenen weiteren Kontaktgebers mit anderer Ausstattung,

Fig. 5 einen schematischen Längsschnitt eines weiteren Befehlstasters und

Fig. 6 einen Längsschnitt einer anderen Kontaktvorrichtung für den Befehlstaster nach Fig. 5.

Der NOT-AUS-Taster nach den Fig. 1 bis 3 ist in eine Schalttafel 1 eingesetzt. Der Betätiger 3 umfaßt ein Gehäuse 4, einen Stößel 5 mit einer aufgeschraubten topfförmigen roten Kappe 6, einen gelben Kragen 7 und einen Schraubring 8, der auf ein Außengewinde des Gehäuses 4 aufgeschraubt ist. Die Schalttafel 1 und der Kragen 7 sind zwischen einem kegelförmigen Flansch des Gehäuses 4 und dem Schraubring 8 eingeklemmt. In der gezeigten Ruhestellung des Stößels endet dessen Stirnfläche 9 etwa in gleicher Höhe wie das Außengewinde. Der untere Abschnitt 10 des Gehäuses bildet den einen Teil eines verrastbaren Bajonettverschlusses.

Der Kontaktgeber 11 besteht aus einem U-förmigen Modulhalter 12 und zwei in diesen eingesetzten, zu einem Doppelmodul miteinander verklebten Schaltermodulen 13 und 14. Diese enthalten die Kontaktvorrichtung. Der Modulhalter 12 hat an sich drei Steckplätze, von denen jedoch nur zwei mit dem Doppelmodul belegt sind. Die Schaltermodule 13 und 14 haben eine flache rechteckige plattenartige Form und werden mit Hilfe seitlicher Leisten 15 in entsprechenden Nuten an der Innenseite der Schenkel des Modulhalters 12 geführt und durch Nasen 16 festgehalten, die in entsprechende Fenster 17 der Schenkel eingreifen. Beim Einstecken spreizen sich die Schenkel ein wenig auf und schnappen dann hinter den Nasen 16 wieder ein. Die Fig. 2 und 3 zeigen auch die Öffnungen 18, durch welche die Anschlußdrähte in die Klemmvorrichtungen eingeführt werden können.

Das Schaltermodul 13 ist als Öffner und das Schaltermodul 14 als Schließer ausgebildet. Beide sind in Reihe geschaltet. Jedes Modul hat ein bewegliches Kontaktorgan und einen Stößel zur Betätigung, wobei jedoch der Stößelkopf 19 des Schaltermoduls 13 in der Blickrichtung der Fig. 2 und 3 schmäler ist als der Stößelkopf 20 des Schaltermoduls 14. Beide Stößelköpfe, in Fig. 1 von der Seite dargestellt, ragen in eine vereinfacht wiedergegebene Aufnahmeöffnung 21 im Steg des Modulhalters 12 hinein (Fig. 3).

Infolge der Dicke und Anordnung des Stößelkopfs 20 ergibt sich folgende Wirkung: Zunächst befindet sich die Kontaktvorrichtung des getrennten Kontaktgebers 11 gemäß Fig. 3 in ihrer entspannten Stellung. Das Schaltermodul 14 ist geöffnet. Der Stromkreis ist unterbrochen. Die Verbindung des Betätigers 3 mit dem Kontaktgeber 11 erfolgt dadurch, daß der untere Abschnitt 10 des Betätigergehäuses in die Aufnahmeöffnung 21 des Modulhalters 12 eingeführt und durch Drehen verriegelt wird. Dies zeigt Fig. 2. Man sieht, daß in dieser Stellung der Stößelkopf 19 in den Abschnitt 10 des Gehäuses 4 hineinragt, während der Stößelkopf 20 am stirnseitigen Rand des Gehäuses ansteht und somit beim Zusammenfügen eingedrückt wird.

Damit befindet sich die Kontaktvorrichtung in ihrer Zwischenstellung. Die vereinigten Schaltermodule 13 und 14 sind beide geschlossen. Der Stromkreis insgesamt ist geschlossen und die betreffende Maschine kann in Betrieb genommen werden. Der Stößel 5 befindet sich in seiner Ruhestellung.

Beim Trennen des Modulhalters 12 vom Gehäuse 4 oder beim Ablösen des Doppelmoduls vom Modulhalter 12 geht der Modulstößel mit dem verbreiterten Stößelkopf 20 wieder in die Stellung gemäß Fig. 3 zurück. Das bedeutet, daß das Schaltermodul 14 öffnet, so daß die gesteuerte Maschine nicht anlaufen kann. Dadurch wird das Abtrennen vom oder das Nichtanbringen des Kontaktgebers 11 am Betätiger 3 signalisiert.

Zur normalen Betätigung des NOT-AUS-Tasters drückt man auf die Kappe 6, wodurch der Betätigerstößel 5 mit seiner Stirnfläche den Stößelkopf 19 eindrückt und somit das Schaltermodul 13 öffnet. Dies ist die gespannte Stellung der Kontaktvorrichtung. Der Stromkreis ist ebenfalls unterbrochen. Der Stößel 5 wird in der eingedrückten Stellung verriegelt und kann durch Drehen wieder entriegelt werden.

Bei dem zweiten Ausführungsbeispiel nach Fig. 4 ist ein anderes Doppelmodul in den Modulhalter 12 eingesetzt. An die Stelle des Schaltermoduls 14 ist ein Schaltermodul 14a getreten. Sein Stößelkopf 22 ist im Vergleich zum Stößelkopf 20 des ersten Beispiels schmäler und einige Millimeter länger als die Stößelköpfe 19 und 20. Auch dieser Stößelkopf 22 greift wie der Stößelkopf 19 beim Zusammenfügen des Betätigers 3 mit dem Kontaktgeber 11 in die untere Öffnung des Gehäuses 4 ein und kommt dabei mit der Stirnfläche 9 des Betätigerstößels 5 in Berührung. Wenn also der Vorgang des Zusammenfügens beendet ist, hat der Stößelkopf 22 schon einen Hub gemacht, der gleich seiner Überlänge ist. Dabei wird das Schaltermodul 14a geschlossen. Die Kontaktvorrichtung befindet sich in ihrer Zwischenstellung. Auch der Stromkreis insgesamt ist geschlossen.

Führt nun der Stößel 5 seinen Betätigungshub aus, so bleibt der Schaltzustand des Schaltermoduls 14a bestehen. Sein Modulstößel und das Kontaktorgan machen einen Überhub. Der Modulstößel des Schaltermoduls 13 jedoch führt einen Betätigungshub aus. Die Kontaktvorrichtung insgesamt gelangt in ihre gespannte Stellung. Der Stromkreis wird unterbrochen.

Der Vorteil gegenüber dem vorhergehenden Beispiel besteht darin, daß der Stromkreis zusätzlich auch dann unterbrochen wird, wenn z. B. die Kappe 6 weggeschlagen wird und der Stößel 5 herausfällt.

Der in Fig. 5 dargestellte Befehlstaster hat nur ein Gehäuse 23, das in eine Öffnung einer Schalttafel 1 von vorne eingesteckt und von hinten mittels eines Schraubrings 24 befestigt wird. Dieses Gehäuse 23 bildet einerseits eine Führung für den Stößel 25 und enthält andererseits eine Kontaktvorrichtung 26. Diese besteht aus einem Kontaktschieber 27, an welchem ein Betätigungsfortsatz 28 angeformt ist. Eine Feder 29 drückt den Kontaktschieber 27 nach oben und bringt ihn an der Stirnfläche des Stößels 25 zur Anlage. Zwei mit Anschlüssen versehene Kontaktfedern 30 wirken mit einer Kontaktbrücke 31 zusammen, welche in die Außenfläche des ansonsten aus einem isolierenden Werkstück bestehenden Kontaktschiebers 27 eingearbeitet ist.

Wird bei diesem ebenfalls als NOT-AUS-Schalter verwendbaren Befehlstaster das Gehäuse beschädigt, so daß der Stößel 25 herausfällt oder der die Kontaktvorrichtung enthaltende Gehäuseteil abbricht, so drückt die Feder 29 den Kontaktschieber 27 nach oben in eine Aus-Stellung. Drückt man auf den Stößel 25, so wird der Kontaktschieber 27 entgegen der Feder 29 nach unten geschoben und dadurch der Stromkreis ebenfalls unterbrochen.

Die Fig. 6 zeigt als alternative Ausführungsform eine bei dem Befehlstaster nach Fig. 5 verwendbare Kontaktvorrichtung 32. Diese hat zwei mit feststehenden Kontaktpunkten zusammenwirkende bewegliche Kontaktbrücken 33 und 34, die von einem gemeinsamen Schieber 35 betätigt werden. Dieser Schieber hat zwei Aussparungen für die Kontaktbrücken 33 und 34, die in der gezeigten Zwischenstellung beide von Federn 36 und 37 auf ihre zugehörigen Kontaktpunkte gedrückt werden. Beide Kontaktbrücken 33 und 34 sind in Reihe geschaltet.

Eine Feder 38, welche die Kraft der entgegenwirkenden Feder 37 überwindet, drückt den Schieber 35 nach oben. Ohne den in Fig. 6 nur angedeuteten entgegenwirkenden Stößel 25 ist der Stromkreis unterbrochen, weil der Schieber 35 die Kontaktbrücke 33 von ihren Kontaktpunkten abhebt. Wird andererseits der Stößel 25 betätigt, so wird die Kontaktbrücke 34 abgehoben und dadurch der Stromkreis ebenfalls unterbrochen.

Bezugszeichenliste:

1 Schalttafel
3 Betätiger
4 Gehäuse
5 Stößel
6 Kappe
7 Kragen
8 Schraubring
9 Stirnfläche
10 Abschnitt
11 Kontaktgeber
12 Modulhalter
13 Schaltermodul
14 Schaltermodul
14a Schaltermodul
15 Leiste
16 Nase
17 Fenster
18 Öffnung
19 Stößelkopf
20 Stößelkopf
21 Aufnahmeöffnung
22 Stößelkopf
23 Gehäuse
24 Schraubring
25 Stößel
26 Kontaktvorrichtung
27 Kontaktschieber
28 Betätigungsfortsatz
29 Feder
30 Kontaktfeder
31 Kontaktbrücke
32 Kontaktvorrichtung
33 Kontaktbrücke
34 Kontaktbrücke
35 Schieber
36 Feder
37 Feder
38 Feder

Claims

1. Elektrischer Schalter mit einer Kontaktvorrichtung und einem auf diese einwirkenden Stößel, wobei der Stößel eine Ruhestellung und eine Betätigungsstellung aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktvorrichtung (26; 32) unter der Wirkung eines Federsystems (29; 38) eine entspannte Stellung, eine Zwischenstellung und eine gespannte Stellung aufweist, wobei die entspannte und die gespannte Stellung Ansprechstellungen sind, und daß die im Schalter eingebaute Kontaktvorrichtung bei in Ruhestellung befindlichem Stößel (5; 25) in der Zwischenstellung gehalten wird und durch Betätigen des Stößels in die gespannte Stellung gebracht werden kann.

2. NOT-AUS-Schalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktvorrichtung (26; 32) in der Zwischenstellung einen Stromkreis schließt und in den Ansprechstellungen den Stromkreis öffnet.

3. Befehlsschalter nach Anspruch 1 mit einem in einem eigenen Gehäuse (4) geführten Stößel (5) und einem diesem sogenannten Betätiger (3) räumlich fest zugeordneten Kontaktgeber (11), dessen Gehäuse die Kontaktvorrichtung enthält, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktvorrichtung durch die Anlage des Kontaktgebers (11) an dem Betätiger (3) in der Zwischenstellung gehalten wird.

4. Befehlsschalter in Modulbauweise nach Anspruch 1, insbesondere NOT-AUS-Schalter, mit einem Betätiger (3) und einem Kontaktgeber (11) in Form eines Halters (12), in welchen Schaltermodule eingesteckt sind, dadurch gekennzeichnet, daß ein Doppelmodul vorgesehen ist, bestehend aus zwei fest miteinander verbundenen Schaltermodulen (13, 14a), nämlich einem Öffner und einem Schließer mit verlängertem Stößel (22) und Überhub, welche beide elektrisch gekoppelt sind.

5. Schalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktvorrichtung einen Kontaktschieber (27) mit drei Stellungen umfaßt.