-
Die Erfindung betrifft einen elektrischen Schalter nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
-
Solche in der Art eines Druckschalters wirkende Schalter kommen als Hauptschalter, Netzschalter o. dgl. zum Einsatz in der Hausgeräteindustrie, beispielsweise bei Hausgeräten, wie Wasch- oder Geschirrspülmaschinen, oder für ein sonstiges Elektrogerät, wie für eine Kaffeemaschine.
-
Ein derartiger elektrischer Schalter besitzt ein Kontaktsystem sowie ein bewegliches Betätigungsorgan. Das Kontaktsystem weist zwei miteinander in elektrischen Kontakt bringbare Kontakte auf. Das Betätigungsorgan dient zum schaltenden Einwirken auf das Kontaktsystem. Hierzu dreht das Betätigungsorgan bei dessen Bewegung eine drehbar gelagerte Schaltwalze um jeweils einen Drehwinkel weiter. Bei Drehung um den Drehwinkel wird der elektrische Kontakt zwischen den beiden Kontakten von der Schaltwalze abwechselnd hergestellt sowie unterbrochen. Um das Gerät, in dem der Schalter zum Einsatz kommt, auszuschalten, muss der Benutzer das Betätigungsorgan betätigen.
-
Weitere elektrische Schalter sind beispielsweise aus den Veröffentlichungen
DE36 28 669 A1 und
DE 10 321 857 A1 bekannt, wobei erste auch ein Schalten durch einen Magneten vorsieht.
-
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den elektrischen Schalter derart weiterzuentwickeln, dass ein Aus- und/oder Einschalten des Schalters ohne Betätigung bzw. Bedienung durch den Benutzer ermöglicht ist.
-
Diese Aufgabe wird bei einem gattungsgemäßen elektrischen Schalter durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.
-
Beim erfindungsgemäßen elektrischen Schalter ist die Schaltwalze zusätzlich unabhängig vom Betätigungsorgan um den Drehwinkel bewegbar. Somit lässt sich der Schalter unabhängig von einer Einwirkung des Benutzers ab- und/oder anschalten. Der Druckschalter lässt sich vorteilhafterweise für Haushaltsgeräte oder sonstige Elektrogeräte verwenden, die nach Ablauf eines Programms oder einer bestimmten Zeit vom Netz getrennt werden sollen. Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
-
Die Kontakte sind als Blattfedern mit miteinander zugewandten Kontaktflächen ausgebildet. Die Schaltwalze weist einen elektrisch isolierenden Nocken auf, wobei der Nocken zwischen den beiden Kontaktfedern, im wesentlichen benachbart zu den Kontaktflächen angeordnet ist. Dadurch ist der Nocken in der Art eines Spreiznockens zwischen die beiden Kontakte zu deren elektrischen Trennung bringbar. Der Nocken spreizt also die Kontaktfedern zum Aus-Schalten des Kontaktsystems unter Trennung der Kontaktflächen auseinander. Zum Ein-Schalten des Kontaktsystems verlässt der Nocken den Zwischenraum zwischen den Kontaktfedern, was das Aneinanderanliegen der Kontaktflächen unter der Federkraft der Kontaktfedern gestattet. Eine derartige Ausgestaltung benötigt vorteilhafterweise wenig Einzelteile und kann kompakt aufgebaut werden.
-
In einfacher Weise kann das Betätigungsorgan über einen weiteren Stößel in der Art einer Federhülse zur Bewegung auf die Schaltwalze einwirken. Hierzu besitzt die Schaltwalze eine Verzahnung, in die der weitere Stößel bei Betätigung des Betätigungsorgans zum Weiterdrehen der Schaltwalze eingreift. Beispielsweise kann die Verzahnung derart ausgebildet sein, dass die Schaltwalze in ungefähr 90°-Schritten als Drehwinkel bei Betätigung des Betätigungsorgans bewegbar ist. In diesem Fall sind zweckmäßigerweise an der Schaltwalze zwei einander diametral gegenüberliegende Nocken für die Spreizung der Kontaktfedern angeordnet.
-
Erfindungsgemäß ist die Schaltwalze mittels eines Stößels unabhängig vom Betätigungsorgan bewegbar. Der Stößel ist seinerseits von einem Hubmagneten antreibbar. Ferner kann der Stößel mittels einer Feder rückstellbar sein. Der Stößel kann wiederum in eine weitere Verzahnung an der Schaltwalze zu deren Drehung eingreifen. Bei dieser Ausgestaltung ist also die Integration eines Hubmagneten in einen Druckschalter mit einer Schaltwalze zur Selbstabschaltung und/oder Selbstanschaltung vorgenommen, wobei es sich hier um eine kompakte sowie funktionssichere Anordnung handelt.
-
Bei einer einfach zu montierenden Ausgestaltung umfasst der Hubmagnet eine Spule sowie einen Anker. Die Spule ist an einem Spulenträger angeordnet. Desweiteren sind/ist der Stößel und/oder der Anker im Spulenträger geführt. Zweckmäßigerweise sind dabei der mit dem Betätigungsorgan zusammenwirkende weitere Stößel und/oder der mit dem Anker zusammenwirkende, Stößel in etwa parallel zur Bewegungsrichtung des Betätigungsorgans angeordnet. Weiterhin kann die Drehachse der Schaltwalze in etwa senkrecht zur Bewegungsrichtung des Betätigungsorgans angeordnet sein. Schließlich können elektrische Anschlüsse für die Stromzuführung zur Spule ebenfalls am Spulenträger befindlich sein.
-
In herkömmlicher Art weist der Schalter ein Gehäuse auf. In kompakter Ausgestaltung ist der Spulenträger im Gehäuse, und zwar insbesondere in etwa parallel zum Betätigungsorgan angeordnet. Zweckmäßigerweise ist die Schaltwalze in einem Drehlager im Gehäuse drehbar gelagert. Die Verzahnung, der Nocken sowie die weitere Verzahnung sind in der Art von Bereichen nebeneinander an der Schaltwalze befindlich. Schließlich können der Stößel, das Kontaktsystem sowie der weitere Stößel nebeneinander im Gehäuse befindlich sein, derart dass der Stößel, das Kontaktsystem sowie der weitere Stößel dem jeweiligen zur Zusammenwirkung vorgesehenen Bereich an der Schaltwalze unmittelbar zugeordnet sind. Trotz hoher Funktionalität ist in dieser Art und Weise ein kleinbauender Schalter realisiert.
-
In einer besonders bevorzugten Ausgestaltung des Druckschalters mit Schaltwalze wird als erfindungsgemäße Weiterentwicklung das Abschalten durch einen Hubmagneten realisiert. Dieser besteht aus einem Spulenträger, einer Spule, einem Anker, einem Stößel, einer Rückstellfeder sowie zwei Anschlüssen. Die Lösung ist so konzipiert, dass elektrischer Strom nur während des Ausschaltvorgangs verbraucht wird und nicht im Ein- und/oder Aus-Zustand. Die Spule des Hubmagneten erhält beim Ausschaltvorgang einen elektrischen Impuls, welcher ein Magnetfeld aufbaut und den Anker bewegt. Dieser befindet sich innerhalb des Spulenträgers und drückt den Stößel, der sich auch innerhalb des Spulenträgers befindet, nach außen. Der Stößel greift in eine Verzahnung auf der Schaltwalze ein, so dass diese bei jeder Betätigung des Hubmagneten um einen definierten Drehwinkel weitergedreht wird. Die Anschlüsse des Hubmagneten sind ebenfalls am Spulenträger befestigt. An diese Anschlüsse wird der Draht der Spule gelötet. Dies hat den Vorteil, dass der Hubmagnet ein komplettes unabhängiges Bauteil darstellt und vom restlichen Schalter getrennt betrieben werden kann, womit automatisches Aus- und/oder Ein-Schalten getrennt anwendbar sind vom manuellen Ein- und/oder Ausschalten. Desweiteren ergeben sich durch das separate Bauteil Einsparungen während des Montageprozesses.
-
Der erfindungsgemäße Druckschalter ist insbesondere zum Einsatz als Hauptschalter in Hausgeräten, der sich infolge einer Impulsansteuerung selbst abschalten kann, geeignet und erfüllt folgende Kriterien:
- - kurzer Betätigungshub von beispielsweise ca. 2mm,
- - mechanisches Schaltsystem eines Druckschalters mit einer Schaltwalze,
- - kleiner sowie kostengünstiger Hubmagnet mit Impulsansteuerung und
- - kleine Baugröße.
-
Die mit der Erfindung erzielten weiteren Vorteile bestehen insbesondere darin, dass durch die Integration eines Hubmagneten zur Selbstabschaltung eines Druckschalters der Stand-by-Modus von elektrischen Geräten reduziert wird bzw. auf den Stand-by-Modus vollständig verzichtet werden kann, was hinsichtlich der steigenden Energiekosten von Vorteil ist. Weiterhin wird durch die Impulsansteuerung des Hubmagneten nur elektrische Energie während des Ab- und/oder Einschaltvorgangs verbraucht, was weitere Energieeinsparungen bewirkt. Zusätzlich sind die manuelle Ansteuerung bzw. Betätigung des Schalters und die Ansteuerung über den Hubmagneten komplett voneinander unabhängig. Dadurch kann der Schalter automatisch aus- sowie auch eingeschaltet werden. Die Ansteuerung kann durch die Gerätesteuerung oder eine spezielle Elektronik im Schalter erfolgen.
-
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung mit verschiedenen Weiterbildungen und Ausgestaltungen ist in den Zeichnungen dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigen
- 1 einen elektrischen Schalter in Draufsicht,
- 2 einen Schnitt entlang der Linie 2-2 in 1,
- 3 einen Schnitt entlang der Linie 3-3 in 1,
- 4 einen Schnitt entlang der Linie 4-4 in 1,
- 5 einen Schnitt entlang der Linie 5-5 in 1 und
- 6 das Kontaktsystem des Schalters in perspektivischer Ansicht.
-
In 1 ist ein als Druckschalter ausgebildeter elektrischer Schalter 1 gezeigt, der beispielsweise als Netzschalter für ein Elektrogerät verwendbar ist. Der Schalter 1 besitzt ein Gehäuse 2, in dem sich ein in 3 sichtbares Kontaktsystem 3 befindet. Aus dem Gehäuse 2 ragt ein Betätigungsorgan 4 zum schaltenden Einwirken auf das Kontaktsystem 3 heraus, derart dass das Kontaktsystem 3 zwischen einem Ein- sowie einem Aus-Schaltzustand umschaltbar ist.
-
Wie der 6 zu entnehmen ist, weist das Kontaktsystem 3 zwei als Blattfedern ausgebildete, einander zugewandte Kontaktflächen 8, 9 besitzende und miteinander in elektrischen Kontakt bringbare Kontakte 5, 6 auf. Das Betätigungsorgan 4 wirkt gemäß 5 bei dessen Bewegung auf eine im Gehäuse 2 drehbar in einem Drehlager 21, 22 gelagerte Schaltwalze 7 ein. Hierzu dreht das Betätigungsorgan 4 bei dessen manueller Bewegung durch den Benutzer die Schaltwalze 7 um jeweils einen Drehwinkel weiter. Die Schaltwalze 7 stellt dabei abwechselnd einen elektrischen Kontakt zwischen den beiden Kontakten 5, 6 entsprechend dem EinSchaltzustand her sowie unterbricht den elektrischen Kontakt zwischen den beiden Kontakten 5, 6 entsprechend dem Aus-Schaltzustand. Hierfür besitzt die Schaltwalze 7 einen elektrisch isolierenden Nocken10, wie man anhand von 3 sieht. Der Nocken 10 ist zwischen den beiden Kontaktfedern 5, 6 im wesentlichen benachbart zu den Kontaktflächen 8, 9 angeordnet. Dadurch ist der Nocken 10 in der Art eines Spreiznockens zwischen die beiden Kontakte 5, 6 zu deren elektrischen Trennung bringbar. Mit anderen Worten spreizt der Nocken 10 die Kontaktfedern 5, 6 zum Aus-Schalten des Kontaktsystems 3 unter Trennung der Kontaktflächen 8, 9 auseinander. Zum Ein-Schalten des Kontaktsystems 3 hingegen verlässt der Nocken 10 den Zwischenraum zwischen den Kontaktfedern 5, 6, womit das Aneinanderanliegen der Kontaktflächen 8, 9 unter der Federkraft der Kontaktfedern 5, 6 ermöglicht ist.
-
Wie anhand von 4 zu erkennen ist, wirkt das Betätigungsorgan 4 über einen weiteren Stößel 12 in der Art einer Federhülse zur Bewegung auf die Schaltwalze 7 ein. Die Schaltwalze 7 besitzt hierfür eine Verzahnung 13. Die Verzahnung 13 ist derart ausgestaltet, dass die Schaltwalze 7 in ungefähr 90°-Schritten als Drehwinkel bei manueller Betätigung bzw. Bedienung des Betätigungsorgans 4 durch den Benutzer bewegbar ist. Zu den 90°-Schritten korrespondierend besitzt die Schaltwalze 7 dann einen in 3 sichtbaren weiteren, mit dem Kontaktsystem 3 zusammenwirkenden Nocken 11, wobei die beiden Nocken 10, 11 einander diametral gegenüberliegen.
-
Zusätzlich zur beschriebenen manuellen Bewegung der Schaltwalze 7 ist die Schaltwalze 7 unabhängig vom Betätigungsorgan 4 um den Drehwinkel bewegbar. Hierzu ist die Schaltwalze 7 mittels eines Stößels 14 unabhängig vom Betätigungsorgan 4 bewegbar, wie in 2 zu sehen ist. Der Stößel 14 ist seinerseits von einem Hubmagneten 15 antreibbar sowie mittels einer Feder 16 rückstellbar. Desweiteren greift der Stößel 14 in eine weitere Verzahnung 17 an der Schaltwalze 7 zu deren Drehung ein. Der Hubmagnet 15 umfaßt eine Spule 18 sowie einen Anker 19, wobei der Stößel 14 vom Anker 19 angetrieben wird. Die Spule 18 ist an einem Spulenträger 20 angeordnet. Der Stößel 14 sowie der Anker 19 sind im Spulenträger 20 zu dessen Bewegung geführt. Nicht weiter gezeigte elektrische Anschlüsse für die Stromzuführung zur Spule 18 sind am Spulenträger 20 befindlich.
-
Wie in 5 zu sehen ist, ist der Spulenträger 20 im Gehäuse 2 in etwa parallel zum Betätigungsorgan 4 angeordnet. Ebenso sind der Stößel 14 sowie der weitere Stößel 12 in etwa parallel zur Bewegungsrichtung des Betätigungsorgans 4 angeordnet. Die Drehachse der Schaltwalze 7 ist ihrerseits in etwa senkrecht zur Bewegungsrichtung des Betätigungsorgans 4 angeordnet. Die Verzahnung 13, die Nocken 10, 11 sowie die weitere Verzahnung 17 sind gemäß 6 in der Art von Bereichen nebeneinander an der Schaltwalze 7 befindlich. Hierzu korrespondierend sind entsprechend 5 wiederum der Stößel 14, das Kontaktsystem 3 sowie der weitere Stößel 12 nebeneinander im Gehäuse 2 befindlich, derart dass diese dem jeweiligen zur Zusammenwirkung vorgesehenen Bereich an der Schaltwalze 7 zugeordnet sind.
-
Die Erfindung ist nicht auf die beschriebenen und dargestellten Ausführungsbeispiele beschränkt. Sie umfasst vielmehr auch alle fachmännischen Weiterbildungen im Rahmen der durch die Patentansprüche definierten Erfindung. So kann ein derartiger elektrischer Schalter 1 nicht nur als Netzschalter bei Hausgeräten sondern auch in Rundfunkgeräten, Fernsehgeräten, Gartengeräten, Elektrowerkzeugen o. dgl. Verwendung finden.