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Die
Erfindung betrifft ein Bedienungsgerät für die Handbetätigung von
Hebezeugen, mit mindestens einem in einem Schaltergehäuse angeordneten Schaltelement,
das Schaltelement einen aus dem Schaltergehäuse hervor ragenden und in
einer Hülse geführten Stößel umfasst,
der von einem Abdeckungselement mit einem Gewindering überdeckt
ist, wobei die Hülse
durch eine Öffnung
in dem Schaltergehäuse
nach außen
ragt, die Hülse über eine
Verschraubung in dem Schaltergehäuse
gehalten ist und das Abdeckungselement über seinen Gewindering mit
der Hülse
lösbar
verschraubt ist.
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Aus
der deutschen Offenlegungsschrift
DE 103 31 130 A1 ist ein Schalter für die Handbetätigung von
Hebezeugen bekannt. Der Schalter weist ein Schaltergehäuse auf,
in dem mehrere federbelastete Schaltelemente – beispielsweise für die Funktionen Heben
und Senken eines Hebezeugs – angeordnet sind.
Jedes Schaltelement besteht hierbei aus einem elektrischen Taster
und einem mechanischen Druckschalter für dessen Betätigung.
Der mechanische Druckschalter ist im Wesentlichen aus einem Schaltstößel und
einer Hülse
aufgebaut. In der Hülse
ist der Schaltstößel für eine Betätigung der
als Mikrotaster ausgebildete elektrische Taster geführt. Der
Schaltstößel ist
an dem Taster beziehungsweise einem Boden des Schaltergehäuses über ein
Federelement in Form einer Wendelfeder abgestützt. Der Druckschalter kann
einstufig oder mehrstufig ausgebildet sein, d. h. ausgehend von
einer Aus-Position ist der Schaltstößel in eine erste Ein-Position
und nachfolgend in mindestens eine weitere Ein-Position bewegbar.
Entsprechend werden dann über
den Schaltstößel in jeder
der Ein-Positionen entsprechende elektrische Taster beziehungsweise
mehrstufig ausgeführte
Taster betätigt.
In der Aus-Position ragt der Schaltstößel am Weitesten aus der Hülse hinaus
und wird dann zum Erreichen der ersten beziehungsweise der weiteren
Ein-Positionen in Richtung der Hülse
bewegt. In der letzten Ein-Position ragt der Schaltstößel immer noch
von einem Daumen eines Bedieners ertastbar aus der Hülse heraus.
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Im
Zusammenhang mit industriellen Anwendungen ist es wichtig, dass
zwischen der Aus-Position
und den jeweiligen Ein-Positionen der Bediener einen Betätigungsweg – beispielsweise
mit seinem Daumen – zurücklegen
muss, um auch mit Handschuhen den Schalter sicher betätigen zu
können. Außerdem ist
wichtig, dass die Schaltelemente sich selbsttätig in die Aus-Position zurück stellen,
damit die gesteuerte Bewegung nur solange aktiviert wird, wie die
Bedienungsperson das Schaltelement gegen dessen Rückstellkraft
in der Ein-Position hält.
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Das
Ausführungsbeispiel
dieser Offenlegungsschrift zeigt einen Ausschnitt eines Schaltergehäuses mit
zwei Schaltelementen, die jeweils zweistufig ausgebildet. Somit
kann hiermit ein Hebezeug in Hub- und Senkrichtung und durch die
Zweistufigkeit je Schaltelement in einer ersten Ein-Position – Langsamlauf – und einer
zweiten Ein-Position – Schnelllauf
gesteuert werden. Auch werden derartige Schalter für die Steuerung
von Fahrantrieben oder Kranen verwendet.
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Die
mechanischen Druckschalter sind jeweils über deren Hülse an dem Schaltergehäuse befestigt.
Hierfür
sind in einer Vorderfläche
des Schaltergehäuses
jeweils runde Öffnungen
vorgesehen, in die die Druckschalter von außen eingesteckt werden. Damit
die Druckschalter während
der Montage nicht durch die Öffnung
in das Innere des Schaltergehäuses
rutschen, weisen die Hülsen
der Druckschalter an ihrem äußeren Ende
einen umlaufenden und nach außen
weisen Kragen auf, der an der Vorderfläche des Schaltergehäuses zur
Auflage kommt. Um den Druckschalter an dem Schaltergehäuse zu befestigen,
ist das innere Ende der Hülse
mit einem Außengewinde
versehen. Auf das Außengewinde
wird ein Befestigungsring nach Art einer Mutter angeschraubt, der
an der Innenseite der Vorderfläche
des Schaltergehäuses
zur Anlage kommt und somit den Kragen auf die Vorderfläche des
Schaltergehäuses zieht.
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Bei
industriellen Anwendungen werden die elektrischen Taster und die
Druckschalter zum Schutz vor äußeren Einwirkungen
und Verschmutzung zweckmäßiger in
ein Schaltergehäuse
eingebaut, das dicht ausgebildet ist. Außerdem ist das Schaltergehäuse so ausgebildet,
dass die Schaltstößel aus
dem Schaltergehäuse
herausragen und somit Spielraum für den Betätigungsweg der Drucktaster
gegeben ist.
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Um
die aus dem Schaltergehäuse
heraus ragenden Schaltstößel gegenüber dem
dichten Schaltergehäuse
abzudichten, sind die Schaltstößel von einem
flexiblen Abdeckungselement nach Art einer Schutzkappe umgeben,
die mit dem Schaltergehäuse
dicht verbunden ist. Hierfür
ist das Abdeckungselement mit einer runden Anschlussöffnung ausgebildet.
Im Querschnitt gesehen weist die Abdeckung einen etwa kegelstumpfförmigen Querschnitt
auf, wobei die kleinere Grundfläche
auf dem Schaltstößel aufliegt
und die größere Grundfläche zu der
Anschlussöffnung
gerichtet ist. Im Bereich der Anschlussöffnung weist das Abdeckungselement
einen nach innen weisenden und sich parallel zu der kleineren Grundfläche des
Abdeckungselements erstreckenden Rand auf. Dieser Rand ist so dimensioniert, dass
er in etwa die Abmessungen der dem Schaltergehäuse zugewandten Dichtfläche des
Kragens der Hülse
aufweist. Bevor der Drucktaster in die Öffnung des Schaltergehäuses eingesteckt
wird, wird das Abdeckungselement über den Kragen der Hülse gestülpt, anschließend die
Hülse des
Drucktasters in die runde Öffnung
des Schaltergehäuses
gesteckt und dann von innen der Befestigungsring angezogen. Der
Rand des Abdeckungselements wird hierbei zwischen der Vorderfläche des
Schaltergehäuses und
der Dichtfläche
des Kragens eingeklemmt und somit die Öffnung des Schaltergehäuses dicht
geschlossen. Um zu verhindern das der Rand nach außen aus
dem Bereich zwischen dem Kragen und der Vorderfläche herausrutscht, springt
die Vorderfläche in
Form einer Ringausnehmung zurück,
in der der äußere Umfang
des Randes des Abdeckungselements zur Anlage kommt.
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Des
Weiteren ist aus der spanischen Gebrauchsmusterschrift
ES 101 83 51 U ein weiterer Schalter
für die
Handbetätigung
von Hebezeugen bekannt, der ebenfalls in einem Schaltergehäuse angeordnete
Schaltelemente mit elektrischen Tastern und einem mechanischen Druckschalter
aufweisen. Der mechanische Druckschalter hat auch einen Schaltstößel und
eine Hülse,
in der der Schaltstößel für eine Betätigung der
elektrischen Taster geführt
ist. Außerdem
ist auch hier der Drucktaster mit einem flexiblen Abdeckungselement
gegenüber
dem Schaltergehäuse
abgedichtet. Bevor das flexible Abdeckungselement montiert wird,
wird die mit einem Außengewinde
versehene Hülse
in eine Öffnung
in der Vorderfläche
des Schaltergehäuses
von innen eingeschraubt, so weit bis ein an einem außen an der
Hülse umlaufenden
Rand anliegender Dichtring zur Anlage an der Innenseite der Vorderfläche des
Schaltergehäuses kommt.
Anschließend
wird das Abdeckungselement von außen auf den aus der Vorderfläche des
Schaltergehäuses
herausragenden Rest des Außengewindes
der Hülse
geschraubt, bis das Abdeckungselement zur flächigen Anlage auf der Vorderfläche des Schaltergehäuses kommt.
Hierfür
weist das Abdeckungselement im Bereich seiner Anschlussöffnung eine
nach innen gerichtete umlaufende Nut auf, in die ein Anschlussring
eingesetzt ist, der ein Innengewinde aufweist.
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Im
Zusammenhang mit der Montage des Abdeckungselementes ist wichtig,
dass beim Einbau des Druckschalters in das Schaltergehäuse von
innen die Hülse
mit einem ausreichenden Moment angezogen wird, damit sowohl der
Druck auf den Dichtungsring ausreichend ist und die Schraubverbindung
gegen Lösen,
insbesondere beim Aufschrauben des Abdeckungselements von außen, gesichert ist.
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Erfahrungsgemäß sind die
Schutzkappen der Schaltelemente besonderen Beanspruchungen ausgesetzt
und müssen
auf Grund des Verschleißes häufiger ausgetauscht
werden.
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Davon
ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Bedienungsgerät für die Handbetätigung von
Hebezeugen zu schaffen, bei dem die Abdeckungselemente der Schaltelemente einfach
zu montieren und auszuwechseln sind.
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Diese
Aufgabe wird durch ein Bedienungsgerät für die Handbetätigung von
Hebezeugen mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen
der Erfindung sind in den Ansprüchen
2 bis 16 angegeben.
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Erfindungsgemäß wird bei
einem Bedienungsgerät
für die
Handbetätigung
von Hebezeugen, mit mindestens einem in einem Schaltergehäuse angeordneten
Schaltelement, das Schaltelement einen aus dem Schaltergehäuse hervor
ragenden und in einer Hülse
geführten
Stößel umfasst,
der von einem Abdeckungselement mit einem Gewindering überdeckt
ist, wobei die Hülse
durch eine Öffnung
in dem Schaltergehäuse
nach außen
ragt, die Hülse über eine
Verschraubung in dem Schaltergehäuse
gehalten ist und das Abdeckungselement über seinen Gewindering mit
der Hülse
lösbar
verschraubt ist, eine einfache Montage und Auswechselbarkeit der
Abdeckungselemente der Schaltelemente dadurch erreicht, dass die
Hülse einen
sich nach außen
erstreckenden Kragen aufweist, der sich im Montagezustand an einer
Außenfläche des
Schaltergehäuses abstützt und
die Hülse über einen
Befestigungsring, der sich im Montagezustand an einer Innenfläche des Schaltergehäuses abstützt, lösbar an
dem Schaltergehäuse
gehalten ist.
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Das Öffnen des
Schaltergehäuses,
um ein Abdeckungselement auszutauschen, kann vermieden werden. Dieses Öffnen stellt
sonst einen besonderen Aufwand dar und muss mit besonderer Sorgfalt von
einer Fachkraft ausgeführt
werden, damit keine Schäden
an den eingebauten elektrischen Baugruppen entstehen und das Schaltergehäuse nach
dem Zusammenbau die geforderte Dichtwirkung hat. Um diese Arbeiten
durchzuführen,
muss der Schalter am Einsatzort abgebaut werden und in eine Reparaturwerkstatt
gebracht werden. Auch wird für
die Montage des Abdeckungselementes die Hülse über den Befestigungsring sicher
in dem Schaltergehäuse
gehalten. Dies erleichtert die Montage. Des Weiteren bleibt das
Schaltelement auch ohne Abdeckungselement funktionsfähig.
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Gemäß der vorliegenden
Erfindung muss das Schaltergehäuse
nicht mehr geöffnet
werden, die Reparatur kann am Einsatzort des Bedienungsgeräts erfolgen,
indem ein beschädigtes
Abdeckungselement entfernt und durch eine neues ersetzt wird.
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Vorteilhafter
Weise ist vorgesehen, dass die Hülse
ein erstes Außengewinde
und ein zweites Außengewinde
aufweist, das erste Außengewinde
und das zweite Außengewinde
von dem Kragen voneinander getrennt sind, im Montagezustand der
Befestigungsring im Eingriff mit dem ersten Außengewinde steht und im Montagezustand
der Gewindering im Eingriff mit dem zweiten Außengewinde steht. Hierdurch
wird das Schaltelement sicher in dem Schaltergehäuse gehalten.
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Besonders
vorteilhaft ist die Hülse
gegenüber
dem Schaltergehäuse
gegen Verdrehen gesichert. Bevorzugt weist hierfür die Hülse im Bereich des Kragens
ein radial nach außen
hervorstehende Nase auf, die in eine Aussparung eingreift, die in
dem Schaltergehäuse
angeordnet ist. Durch diese Verdrehsicherung wird erreicht, dass
die Montage des Abdeckungselements nicht die Verschraubung der Hülse mit
dem Schaltergehäuse über den
Befestigungsring löst
beziehungsweise lockert.
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Hierbei
ist vorteilhafter Weise der Gewindering des Abdeckungselements im
Montagezustand auf einer Außenfläche des
Schaltergehäuses
abgestützt.
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In
einer Ausgestaltung ist vorgesehen, dass das Abdeckungselement hutförmig mit
einem Anschlussring ausgebildet ist, der Gewindering von dem Anschlussring
umgeben ist und ein Teil des Anschlussrings zwischen der Außenfläche des
Schaltergehäuses
und dem Gewindering eingeklemmt ist, wodurch die Abdichtung erfolgt.
Weiter ist ein sicherer Verbund zwischen Gewindering und Anschlussring
gewährleistet.
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Des
Weiteren kann auch der Gewindering außen umlaufend eine Außenverzahnung
und der Anschlussring innen eine Innenverzahnung aufweisen. Hierdurch
wird eine sichere Übertragung
der Montagekräfte
von dem Montagewerkzeug über
den Anschlussring auf den Gewindering erreicht.
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Besonders
vorteilhaft ist, dass das Schaltergehäuses im Bereich der Öffnung für das Schaltelement
eine Ausnehmung mit einer umlaufenden Wand aufweist, die einem unteren
Teil des Anschlussrings gegenüberliegt.
Somit kann verhindert werden, dass Anschlussring unter dem Gewindering
herausgedrückt
wird und die gewünschte
Abdichtung verloren geht.
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Dadurch
dass das Abdeckungselement im Bereich seines Anschlussringes ein
Außenprofil
(z. B. Verzahnung) für
ein Montagewerkzeug aufweist, kann das Abdeckungselement leicht
auf die Hülse aufgeschraubt
und von dieser gelöst
werden. Das Montagewerkzeug weist ein entsprechendes Innenprofil
(z. B. Verzahnung) zum Zusammenwirken mit dem Außenprofil auf. Hierbei ist
das Außenprofil
an dem Anschlussring leicht von dem Montagewerkzeug erreichbar,
da auch im montierten Zustand das Außenprofil an dem Anschlussring
außerhalb
des der umlaufenden Wand gegenüberliegenden
Bereich des Anschlussrings angeordnet ist. Die erforderlichen Anzugsmomente
für den
Gewindering können somit
sicher aufgebracht werden. Auch kann mit dem Montagewerkzeug nach
Art eines Steckschlüssels ein
Abdeckungselement montiert beziehungsweise demontiert werden, das
von benachbarten Schaltelementen und Ausformungen des Schaltergehäuses umgeben
ist. Die Schaltergehäuse
haben die Ausformungen, um einen Schutz gegen ein zufälliges Betätigen der
Schaltelemente zu bieten. Um diesen Schutz zu erreichen, werden
die Schaltelemente versenkt in den Ausformungen des Schaltergehäuses in Form
von Mulden eingebaut. Auch hier sind die Abdeckungselemente leicht
mit dem Montagewerkzeug zu handhaben.
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Zusätzlich ist
vorgesehen, dass das Abdeckungselement im Bereich seines Anschlussringes
in Richtung des Schaltergehäuses
zunehmend konisch ausgebildet ist. Der Formschluss zwischen Montagewerkzeug
und Anschlussring wird somit durch Drücken des Montagewerkzeugs in
Richtung des Abdeckungselements verstärkt.
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Vorteilhafterweise
ist vorgesehen, dass der Anschlussring eine Innenverzahnung aufweist,
die mit einer Außenverzahnung
des Gewinderings im Eingriff steht. Somit können die Montagekräfte sicher von
dem Montagewerkzeug über
den Anschlussring auf den Gewindering übertragen werden.
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Vorteilhafter
Weise ist vorgesehen, dass das Abdeckungselement an dem Schaltergehäuse über eine
Klebe-/ oder Haftverbindung gesichert ist.
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In
Bezug auf ein Werkzeug zur Montage und Demontage des vorbeschriebenen
Abdeckungselements des Bedienungsgerätes wird vorgeschlagen, dass
das Innenprofil des Werkzeugs in axialer Betätigungsrichtung des Schaltelements
konisch ausgebildet ist.
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Entsprechend
zur Ausbildung des Abdeckungselements kann jeweils vorteilhafter
Weise vorgesehen sein, dass das Werkzeug nach Art eines Steckschlüssels ein
zu dem Außenprofil
des Anschlussrings komplementär
ausgebildetes Innenprofil aufweist, dass das Werkzeug das Abdeckungselement
bei der Montage umschließt,
und/oder dass das Innenprofil als Verzahnung ausgebildet ist, wobei vorzugsweise
die Flanken der Verzahnung in Demontagerichtung steiler ausgebildet
sind.
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Nachfolgend
wird ein Ausführungsbeispiel eines
erfindungsgemäßen Bedienungsgerätes für die Handbetätigung von
Hebezeugen an Hand einer Zeichnung näher beschreiben. Es zeigen:
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1 eine
Draufsicht auf ein erfindungsgemäßes Bedienungsgerät für die Handbetätigung von Hebezeugen,
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2 eine
Ansicht von 1 entlang der Schnittlinie I-I,
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3 eine
Ausschnittsvergrößerung von 2 aus
dem Bereich eines Schaltelementes und
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4 eine
perspektivische Detailansicht von 2 mit einem
Abdeckungselement eines Schaltelementes zusammen mit einem Montagewerkzeug.
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Die 1 zeigt
eine Draufsicht auf ein erfindungsgemäßes Bedienungsgerät 1 für die Handbetätigung von
Hebezeugen. Das Bedienungsgerät 1 dient
zur manuellen Steuerung der Bewegungen eines Kranes. Hierzu ist
das Bedienungsgerät 1 über ein
nicht dargestelltes elektrisches Kabel mit einer Kransteuerung verbunden
oder kann kabellos beispielsweise über eine Funkverbindung mit
der Kransteuerung verbunden werden. Das auch als Steuerschalter
bezeichnete Bedienungsgerät 1 weist
insgesamt sechs Schaltelemente 2 auf, die in ein Schaltergehäuse 3 eingebaut
sind. Von den sechs Schaltelementen 2 ist jeweils nur ein
flexibles und kappenförmiges
Abdeckungselement 4 zu sehen. Jedes Abdeckungselement 4 weist
eine ebene Betätigungsfläche 4a auf,
die vorzugweise von einem Daumen des Bedieners betätigbar ist.
Auf der Betätigungsfläche 4a ist
ein Symbolträgerelement 5 befestigt,
dass vorzugsweise als Aufkleber ausgebildet ist.
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Es
ist auch denkbar, das Symbolträgerelement 5 als
runde oder eckige Plakette auszubilden, die auf die Betätigungsfläche 4a geklebt
wird oder in entsprechend vorgesehene Nuten eingeklemmt wird. Hierbei
sind die Nuten vorzugsweise endlos umlaufend, um einen sicheren
Halt des Symbolträgerelements 5 zu
gewährleisten.
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Die
in der 1 gezeigten Schaltelemente 2 dienen zur
manuellen Steuerung der Antriebe eines Krans. Die sechs Schaltelemente 2 sind
paarweise nebeneinander und die sich hieraus ergebenden drei Paare
untereinander angeordnet. Die obersten beiden Schaltelemente 2 dienen
dazu das Heben und Senken eines Ketten- oder Seilzuges zu steuern;
die mittleren beiden Schaltelemente 2 dienen dazu, den Ketten-
oder Seilzug entlang eines Trägers
mittels eines Fahrantrieb in zwei Richtungen zu verfahren.
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Von
den beiden unteren Schaltelementen 2 ist das linke mit
einem Warnsignal und das rechte mit einer Nothalt-Funktion belegt.
Die oberen vier Schaltelemente 2, mit denen die Antriebe
des Krans gesteuert werden, sind als sogenannte Zweistufenschalter
ausgebildet, d. h. neben einer Aus-Position gibt es eine erste Ein-Position
und eine zweite Ein-Position, in der jeder Antrieb in einer Bewegungsrichtung
in zwei Geschwindigkeiten angesteuert werden kann. Grundsätzlich ist
es auch möglich,
die Schaltelemente 2 so auszubilden, dass hiermit Antriebe
stufenlos gesteuert werden können.
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Die 2 zeigt
eine Ansicht von 1 entlang der Schnittlinie I-I
und somit die beiden mittleren Schaltelemente 2 für die Fahrbewegung
des Ketten- oder Seilzuges in seine beide Richtungen entlang einer
Schiene. Diese beiden Schaltelemente 2 dienen dazu, die
beiden möglichen
unterschiedlichen Bewegungsrichtungen des Hebezeugs, nämlich Links
und Rechts, zu aktivieren.
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Aus
Sicherheitsgründen
sind die Schaltelemente 2 eines Bedienungsgerätes 1 für die Handbetätigung von
Hebezeugen so ausgebildet, dass ein betätigtes Schaltelement 2 sofort
wieder in die Aus-Position überführt wird,
sobald kein Druck mehr auf das Schaltelement 2 ausgeübt wird.
Zu diesem Zweck ist jedes Schaltelement 2 über ein
Federelement 6 in Richtung der ausgeschalteten Grundstellung
vorgespannt.
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Wie
aus der 2 weiterhin ersichtlich, besteht
jedes der beiden Schaltelemente 2 aus einem elektrischen
ersten Mikrotaster 7 sowie einer vorgeschalteten Druckbetätigungsmechanik 8, über die der
erste Mikrotaster 7 betätigbar
ist. Der handelsübliche
erste Mikrotaster 7 ist direkt auf eine elektrische Leiterkarte 9 aufgelötet, die
sich in dem Schaltergehäuse 3 sich
abstützt.
Unter einem Mikrotaster wird ein miniaturisiertes Schaltelement
zum Schalten von Signalströmen
mit gefederten elektrischen Kontakten verstanden, das durch Tastbestätigung mit
kurzem Hubweg geschaltet wird. Mikrotaster sind idealer Weise auf
elektrischen Leiterkarten automatisch bestückbar und beanspruchen geringen
Einbauraum.
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Durch
diese räumliche
Trennung des eigentlichen elektrischen Schaltens über den
ersten Mikrotaster 7 vom mechanischen Schalten über die
Druckbetätigungsmechanik 8 wird
es möglich,
Mikrotaster 7 zu verwenden, die nur kleine Schaltwege und
geringe Schaltkräfte
benötigen.
Die für
eine betriebssichere Handhabung vorgeschriebenen großen Schaltwege
von mindestens ca. 5 mm, deutlich unterscheidbare Raststellungen
für den
Schnell- und Langsambetrieb und gut spürbare Schaltkräfte lassen
sich bei dieser Ausgestaltungsform einfach und kostengünstig über die
Kinematik der dem Mikrotaster 7 vorgeschalteten Druckbetätigungsmechanik 8 erzeugen.
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Das
dargestellte Ausführungsbeispiel
eines Bedienungsgerätes
für die
Handbetätigung
von Hebezeugen ist weiterhin so ausgestaltet, dass den Paaren von
oberen und mittleren Schaltelementen 2 zusätzlich ein
weiterer gemeinsamer zweiter elektrischer Mikrotaster 10 zugeordnet
ist, über
den ein Schnelllauf der Fahrbewegung des Ketten- oder Seilzuges
für die
jeweilige Bewegungsrichtung aktivierbar ist. Dieser gemeinsame zweite
Mikrotaster 10 wird von der jeweiligen Druckbetätigungsmechanik 8 für die gewünschte Bewegungsrichtung
betätigt.
Es ist selbstverständlich
auch möglich,
jedem Schaltelement 2 einen eigenen zweiten Mikrotaster 10 zuzuordnen.
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In
jedem Fall ist die Druckbetätigungsmechanik 8 so
ausgebildet, dass der zweite Mikrotaster 10 in zeitlicher
Folge erst nach der Aktivierung eines der ersten Mikrotaster 7 aktivierbar
ist, das heißt,
das Hebezeug also erst in den langsamen Hebe- oder Senkbetrieb beziehungsweise
Fahrbetrieb schaltbar ist, bevor durch Aktivierung des zweiten Mikrotasters 10 der
Schnelllauf einschaltbar ist.
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Zum
Ausführen
der sukzessiven Schaltfunktion, nämlich dem Betätigen des
elektrischen ersten Mikrotasters 7 des Schaltelementes 2 einerseits
und zum nachfolgenden Betätigen
des zweiten Mikrotasters 10 andererseits, bestehen die
Druckbetätigungsmechaniken 8 der
Schaltelemente 2 jeweils aus einem über das Federelement 6 gegenüber dem
zugehörigen
elektrischen Schaltmittel in Form des ersten Mikrotasters 7 des
Schaltelementes 2 vorgespannten Stößel 11 sowie einem
in einer Bohrung 12 des Stößels 11 führend gelagerten
Innenstößel 13,
wobei sich der Innenstößel 13 über ein
in der Bohrung 12 gelagertes Federelement 14 am
Stößel 11 abstützt. Hierbei
ist der Innenstößel 13 in
dem Stößel 11 koaxial
verschiebbar gelagert.
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Das
Betätigen
des voranstehend beschriebenen Bedienungsgerätes 1 für die Handbetätigung von
Hebezeugen geschieht wie folgt:
Beim Ausüben einer Druckkraft auf das
ein Schaltelement 2 überdeckendes
Abdeckungselement 4 wird der Druck auf den Stößel 11 der
Druckbetätigungsmechanik 8 übertragen
und der Stößel 11 gegen
die Rückstellkraft
des Federelements 6 in Richtung auf den zugehörigen elektrischen
ersten Mikrotaster 7, insbesondere dessen Schaltstößels 15,
des Schaltelementes 2 bewegt. Der über das Federelement 14 in dem
Stößel 11 gelagerte
Innenstößel 13 wird
bei dieser Bewegung unbelastet mitgenommen, bis der Innenstößel 13 mit
einer Anlagefläche 13a gegen
den ersten Mikrotaster 7 beziehungsweise dessen Schaltstößel 15 anläuft und
dieses die elektrische Schaltung auslösend aktiviert. Der Innenstößel 13 ist hierbei
koaxial zu dem Schaltstößel 15 des
ersten Mikrotasters 7 gelagert.
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Wird
nun weiterer Druck auf den Stößel 11 der
Druckbetätigungsmechanik 8 ausgeübt, bewirkt dieser
Druck, dass über
den am ersten Mikrotaster 7 anliegenden Innenstößel 13 das
Federelement 14 komprimiert wird, so dass der Stößel 11 weiter
gegen die Rückstellkraft
des Federelements 6 in das Schaltergehäuse 3 eingedrückt wird,
bis eine Anlagefläche 11a des
Stößels 11 gegen
den Schaltstößel 15 des zweiten
Mikrotasters 10 anläuft
und so den Schnelllauf aktiviert.
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Um
das Eindringen von Feuchtigkeit und/oder Schmutz in das Schaltergehäuse 3 zu
verhindern, sind die Druckbetätigungsmechaniken 8 gegenüber dem
Schaltergehäuse 3 mit
dem bereits in 1 gezeigten flexiblen Abdeckungselement 4 nach
Art einer Schutzkappe nach außen
abgedichtet. Das Abdeckungselement 4 ist ein hutförmiges beziehungsweise
kegelstumpfförmiges
Teil mit einer ebenen Betätigungsfläche 4a,
an die sich eine umlaufende und konisch in Richtung des Schaltergehäuses 3 erweiternde
Seitenwand 4b aus elastischem Kunststoff anschließt. Die
Betätigungsfläche 4a ist
als kreisförmiger,
harter Deckel aus Kunststoff oder Metall ausgebildet und mit dem
Material der Seitenwand 4b innig verbunden und ruht auf
dem Stößel 11 der Druckbetätigungsmechanik 8.
Die Betätigungsfläche 4a nimmt
die Betätigungskraft
beim Drücken
der Druckbetätigungsmechanik 8 beziehungsweise
dessen Stößel 11 auf,
und ist zugleich Träger
für das Symbolträgerelement 5,
mit dem das dem Schaltelement 2 zugeordnete Steuerkommando
symbolisiert wird.
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Die
Abdeckungselement 4 hat an seinem der Betätigungsfläche 4a gegenüberliegenden
Ende eine kreisförmige
Anschlussöffnung 16,
die von einem umlaufenden Anschlussring 4c begrenzt wird.
Der Anschlussring 4c schließt sich an das der Betätigungsfläche 4a gegenüberliegende
Ende der Seitenwand 4b an und erstreckt sich von der Seitenwand 4b aus
nach innen in Richtung der Anschlussöffnung 16. Der Anschlussring 4c bildet
somit eine ebene ringförmige
und dem Schaltergehäuse 3 zugewandte Dichtfläche 4d und
eine gegenüberliegende
ebenfalls ebene ringförmige
und dem Schaltergehäuse 3 abgewandte
Anschlussfläche 4e aus.
Die Dichtfläche 4d und
die Anschlussfläche 4e liegen
gegenüber
und sind voneinander abgewandt.
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Des
Weiteren umschließt
der Anschlussring 4c u-förmig beziehungsweise L-förmig einen
Gewindering 17, der einen im Wesentlichen rechteckigen
Querschnitt hat und an seinem Innenumfang ein Innengewinde 17a.
Der Gewindering 17 ist formschlüssig in dem elastischem Anschlussring 4c des Abdeckungselementes 4 aufgenommen
und gehalten.
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Zur
Befestigung der Schaltelemente 2 in dem Schaltergehäuse sind
in einer Frontfläche 3a des Schaltergehäuses 3 sechs
kreisrunde Öffnungen 18 angeordnet,
in die die Druckbetätigungsmechanik 8 von
außen
eingesteckt ist. Die Druckbetätigungsmechanik 8 weist
hierfür
eine zylinderförmige
Hülse 19 auf,
in der der Stößel 11 verschiebbar
zwischen seinen Endstellungen geführt und gehalten ist. Damit die
Hülse 19 von
außen nicht
durch die jeweilige Öffnung 18 hindurch
geschoben wird, weist diese im mittleren Bereich einen umlaufenden
und ringförmigen
Kragen 19a auf. Der sich von der Hülse 19 radial nach
außen
erstreckende Kragen 19a bildet somit eine zweite ringförmige Fläche 19b aus,
die im Einbauzustand des Schaltelements 2 an der Außenfläche 3c der
Frontfläche 3a,
die die Öffnung 18 für die Hülse 19 begrenzt,
zur Anlage kommt.
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Um
die Druckbetätigungsmechanik 8 in
der jeweiligen Öffnung 18 zu
halten, weist der sich an den Kragen 19a anschließende Bereich
der Hülse 19,
der sich nach innen über
die Innenfläche 3b der Frontfläche 3a des
Schaltergehäuses 3 hinein
erstreckt, ein erstes Außengewinde 19c auf.
Die Hülse 19 ist
somit auch gleichzeitig eine Gehäusedurchführung für den Stößel 11.
Auf das erste Außengewinde 19c der
Hülse 19 ist
ein Befestigungsring 23 mit seinem Innengewinde 23a.
Der Befestigungsring 23 ist in Querschnitt gesehen treppenförmig ausgebildet und
teilt sich in einen ersten Ringabschnitt 23c und einen
zweiten Ringabschnitt 23d auf (siehe 3). Hierbei
hat der erste Ringabschnitt 23c einen kleineren Durchmesser
als der zweite Ringabschnitt 23d. Der Durchmesser des ersten
Ringabschnitts 23c ist so gewählt, dass dessen Innengewinde 23a zu
dem ersten Außengewinde 19c der
Hülse 19 passt.
Des Weiteren ist der Durchmesser des zweiten Ringabschnitts 23d so
gewählt,
dass dessen Anlagefläche 23b dem
Anschlussring 4c des Abdeckungselementes 4 gegenüberliegt
und entlang seines gesamten Umfangs an der Innenfläche 3b des
Schaltergehäuses 3 anliegt.
Eine Aussparung 25 für
eine Nase 24 wird somit nur geringfügig überdeckt.
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Durch
den aufgeschraubten Befestigungsring 23 wird der Kragen 19a mit
seiner Ringfläche 19b an
die Außenfläche 3c der
Frontfläche 3a des Schaltergehäuses 3 angedrückt und
der Befestigungsring 23 mit seiner Anlagefläche 23b auf
die Innenfläche 3d des
Schaltergehäuses 3 gedrückt. Hierbei
sind die Innenfläche 3b der
Frontfläche 3a,
die Außenfläche 3c der
Frontfläche 3a,
die Ringfläche 19b des
Kragens 19a und die Anlagefläche 23b des Befestigungsrings 23 jeweils
im Wesentlichen parallel zueinander ausgerichtet.
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Des
Weiteren weist der sich an den Kragen 19a anschließende Bereich
der Hülse 19,
der sich nach außen über die
Außenfläche 3c der
Frontfläche 3a des
Schaltergehäuses 3 hinaus
erstreckt, ein zweites Außengewinde 19d auf.
Auf das zweite Außengewinde 19d der
Hülse 19 ist
das Abdeckungselement 4 mit seinem Gewindering 17 aufgeschraubt. Hierdurch
wird die Dichtfläche 4d des
Anschlussrings 4c auf die Außenfläche 3c des Schaltergehäuses 3 angedrückt und
der Gewindering 17 auf die Anschlussfläche 4e des Anschlussrings 4c.
Hierbei sind die Dichtfläche 4d des
Anschlussrings 4c, die Außenfläche 3c des Schaltergehäuses 3,
die Andrückfläche des
Gewinderings 17 und die Anschlussfläche 4e des Anschlussrings 4c jeweils
im Wesentlichen parallel zueinander ausgerichtet. Die Öffnung 18 ist
somit von dem Abdeckungselement 4 mit dem Gewindering 17 dicht
verschlossen.
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Durch
diese konstruktive Ausgestaltung sind die Funktionen mechanische
Befestigung des Schaltelements 2 in dem Schaltergehäuse 3 und
Abdichtung des Schaltelements 2 gegenüber dem Schaltergehäuse 3 voneinander
getrennt. Der Befestigungsring 23 übernimmt die mechanische Befestigung
und der Gewindering 17 die Abdichtung.
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Die 3 zeigt
eine Ausschnittsvergrößerung von 2 aus
dem Bereich des linken Schaltelements 2 und des zugehörigen Abdeckungselementes 4 mit
dem Gewindering 17. Aus dieser Vergrößerung ist besser zu erkennen,
dass die Frontfläche 3a des
Schaltergehäuses 3 im
Bereich der Öffnungen 18 für die Schaltelemente 2 kreisrunde
und sich an den Rand der Öffnungen 18 anschließende Ausnehmungen 20 aufweist,
die von einer umlaufenden Wand 3d begrenzt sind, die sich
rechtwinklig und nach oben von der Außenfläche 3c erstreckt.
Der Innendurchmesser der Ausnehmungen 20 ist so bemessen,
dass dieser etwa gleich beziehungsweise leicht größer, d.
h. bis zu etwa 1 mm, bevorzugt 0,15 mm, als der Außendurchmesser
des Anschlussrings 4c ist. Dieser geringe Abstand verhindert
wirksam, dass der Anschlussring 4c unter dem Gewindering 17 herausrutscht.
Die Tiefe der Ausnehmung 20 ist so gewählt, dass etwa die Hälfte des
Anschlussringes 4c aus der Ausnehmung 20 nach
oben herausragt.
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Ferner
ist die die Frontfläche 3a des
Schaltergehäuses 3 mit
einem umlaufenden, trapezförmigen
Vorsprung 22 versehen, der sich von unten bei der Montage
in das Abdeckungselement 4 im Bereich der Dichtfläche 4d „eingräbt”, so dass
das Abdeckungselement 4 in seiner Lage horizontal fixiert
ist.
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Auch
ist aus der 3 zu erkennen, dass der Gewindering 17 in
Längsrichtung
der Hülse 19 gesehen
an seiner Oberseite und seine Unterseite jeweils eine radial umlaufende
Nut 17c aufweist, die einen abgerundeten trapezförmigen Querschnitt
aufweist. Entsprechender Weise ragt aus der Dichtfläche 4d des
Abdeckungselementes 4 eine komplementär ausgebildete Wulst 4i mit
abgerundeten trapezförmigen
Querschnitt heraus, die im montierten Zustand des Abdeckungselementes 4 in
die Nut 17c des Gewinderings 17 formschlüssig eingreift.
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Zusätzlich kann
vorgesehen werden, dass das Abdeckungselement 4 an dem
Schaltergehäuse 3 über eine
Klebe-/ oder Haftverbindung gesichert ist. Insbesondere ist eine
derartige Klebe-/ oder Haftverbindung zwischen der Dichtfläche 4d des
Abdeckungselementes 4 und der Außenfläche 3c des Schaltergehäuses 3 vorgesehen.
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Die 4 zeigt
eine perspektivische Detailansicht eines Abdeckungselementes 4 und
eines Ausschnittes einer Frontfläche 3a eines
Schaltergehäuses 3 zusammen
mit einem Montagewerkzeug 21. Es ist ersichtlich, dass
der Anschlussring 4c in seinem oberen nicht von der Wand 3d der
Ausnehmung 20 umgebenen Bereich mit einem Außenprofil 4f ausgebildet
ist. Das Montagewerkzeug 21 weist nach Art eines Steckschlüssels ein
zu dem Außenprofil 4f komplementär ausgebildetes
Innenprofil 21a aus, um das Abdeckungselementes 4 einfach
auf das zweite Außengewinde 19d der
Hülse 19 aufschrauben
zu können
und für
einen Austausch auch wieder lösen
zu können. Über das
Montagewerkzeug 21, das das Abdeckungselement 4 bei
der Montage umschließt,
kann so das erforderliche Anzugsmoment für die sichere Befestigung des
Abdeckungselements 4 und Abdichtung des Schaltergehäuses 3 aufgebracht
werden und auf den innen liegenden Gewindering 17 übertragen
werden. Um ein Verdrehen der Hülse 19 beim
Aufschrauben des Abdeckungselements 4 zu verhindern, weist
die Hülse 19 eine Nase 24 (siehe 4)
angrenzend an den Kragen 19a auf, die zur Verdrehsicherung
in eine entsprechende Aussparung 25 an dem Schaltergehäuse 3 im
Bereich der Öffnung 18 eingreift.
Die Nase 24 ist in der Draufsicht, d. h. in Längsrichtung
der Hülse 19, gesehen
dreieckförmig
ausgebildet und erstreckt sich mit ihrer Spitze radial nach außen von
der Hülse 19 weg.
Im Vergleich mit dem umlaufenden Kragen 19a ragt die Nase 24 um
ein Vielfaches mehr aus der Oberfläche der Hülse 19 hinaus. Die
Nase 24 grenzt an die Aussparung 25 an. Des Weiteren
weist die Aussparung 25 eine zu der Nase 24 komplementäre Form
auf, so dass die Nase 24 nahezu formschlüssig in
der Aussparung 25 gehalten ist. Um die Montage zu erleichtern,
verbleibt zwischen der Nase 24 und der Aussparung 25 ein
Spiel in Form eines Spalts.
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Das
Montagewerkzeug 21 ist vorzugsweise aus Kunststoff durch
Spritzgießen
hergestellt und wird koaxial zur Betätigungsrichtung des Schaltelements 2 mit
nur geringem Platzbedarf auf das Abdeckungselement 4 aufgesetzt.
Somit ist auch die Montage auch bei nebeneinander in Ausnehmungen 20 angeordneten
Schaltelementen 2 problemlos möglich. Das Innenprofil 21a und
das Außenprofil 4f sind in
axialer Betätigungsrichtung
des Schaltelements 2 konisch ausgebildet, um die mit dem
Montagewerkzeug 21 in Umfangsrichtung übertragbaren Kräfte durch
axialen Druck verstärken
zu können.
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Vorteilhafter
Weise sind das Innenprofil 21a und das Außenprofil 4f als
Verzahnungen ausgebildet, wobei vorzugsweise die Flanken der Verzahnung
in Demontagerichtung steiler ausgebildet, um bei der Demontage der
Abdeckungselemente 4 eine größere Kraft mit dem Montagewerkzeug 21 aufbringen
zu können.
-
Des
Weiteren ist der 4 zu entnehmen, dass auch der
Gewindering 17 außen
umlaufend eine Außenverzahnung 17b und
der Anschlussring 4c innen eine Innenverzahnung 4g.
Hierdurch wird eine sichere Übertragung
der Montagekräfte
von dem Montagewerkzeug 21 über den Anschlussring 4c auf
den Gewindering 17 erreicht.
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Grundsätzlich ist
es auch möglich,
auf das Innenprofil 21a des Montagewerkzeuges 21 und
das Außenprofil 4f des
Abdeckungselementes 4 zu verzichten und das Montagewerkzeug 21 und
das Abdeckungselement 4 in axialer Betätigungsrichtung des Schaltelements 2 zunehmend
konisch auszubilden.
-
Neben
der dargestellten Möglichkeit
ist es auch möglich,
den zweiten Mikrotaster
10 durch einen mit einem Magneten
zusammenwirkenden Hall-Sensor zur stufenlosen Geschwindigkeitsregelung
der Antriebe eines Hebezeuges in der zweiten Schaltstufe auszubilden.
Aus der
DE 44 12 557
C2 ist ein solches Sonderbauteil zur Umwandlung des Betätigungsweges
in ein elektrisches Signal bekannt.
-
Als
bevorzugtes Einsatzgebiet für
einen derartigen Zweistufenschalter werden per Funk oder per Kabel
betriebene Handsteuergeräte
für Krane,
Baumaschinen oder ähnliche
industrielle Maschinen angegeben.
-
- 1
- Bedienungsgerät
- 2
- Schaltelement
- 3
- Schaltergehäuse
- 3a
- Frontfläche
- 3b
- Innenfläche
- 3c
- Außenfläche
- 3d
- Wand
- 4
- Abdeckungselement
- 4a
- Betätigungsfläche
- 4b
- Seitenwand
- 4c
- Anschlussring
- 4d
- Dichtfläche
- 4e
- Anschlussfläche
- 4f
- Außenprofil
- 4g
- Innenverzahnung
- 4i
- Wulst
- 5
- Symbolträgerelement
- 6
- Federelement
- 7
- erster
elektrischer Mikrotaster
- 8
- Druckbetätigungsmechanik
- 9
- elektrische
Leiterkarte
- 10
- zweiter
elektrischer Mikrotaster
- 11
- Stößel
- 11a
- Anlagefläche
- 12
- Bohrung
- 13
- Innenstößel
- 13a
- Anlagefläche
- 14
- Federelement
- 15
- Schaltstößel
- 16
- Anschlussöffnung
- 17
- Gewindering
- 17a
- Innengewinde
- 17b
- Außenverzahnung
- 17c
- Nut
- 18
- Öffnung
- 19
- Hülse
- 19a
- Kragen
- 19b
- ringförmige Fläche
- 19c
- erstes
Außengewinde
- 19d
- zweites
Außengewinde
- 20
- Ausnehmung
- 21
- Montagewerkzeug
- 21a
- Innenprofil
- 22
- Vorsprung
- 23
- Befestigungsring
- 23a
- Innengewinde
- 23b
- Anlagefläche
- 23c
- erster
Ringabschnitt
- 23d
- zweiter
Ringabschnitt
- 24
- Nase
- 25
- Aussparung