Beschreibung

Betätiger

Die Erfindung betrifft einen Betätiger, der zur Schaltung einer Schalteinheit vorgesehen ist und eine mechanische Anzeige aufweist, wobei die mechanische Anzeige ein Fenster und eine durch das Fenster erkennbare Anzeigefläche aufweist. Des Weiteren betrifft die Erfindung ein elektromechanisches Befehls- gerät mit einer durch einen derartigen Betätiger schaltbaren Schalteinheit .

Elektromechanische Befehlsgeräte werden zur Bedienung und Steuerung von Maschinen und Anlagen weitläufig verwendet. Diese treten in verschiedenen Ausprägungen z.B. als Drucktaster, Knebelschalter, Schlüsselschalter oder Not-Aus-Schalter auf. Befehlsgeräte werden auf Schalttafeln, Bedientableaus, Schaltschranktüren oder Gehäusedeckeln montiert. Durch manuelles Betätigen der Befehlsgeräte werden elektrische Schalt- zustandsänderungen und damit die gewünschten Steuerungseffekte erzeugt. Befehlsgeräte werden standardmäßig mit einer mechanischen Anzeige ausgerüstet, um herrschende Schaltzustände anzuzeigen, wobei die mechanische Anzeige ggf. alternativ o- der zusätzlich mit einer beleuchtbaren oder beleuchteten Ein- heit bestückt ist.

Die Forderung nach einer integrierten optischen Anzeige, bei der es sich sowohl um eine mechanische und/oder elektrische Schaltanzeige handelt, stellt sich die Problematik der Unter- bringung der erforderlichen Bauteile, da das Gesamtvolumen des Gerätes, insbesondere durch einen genormten Einbaudurchmesser (z.B. 22,5 mm), nur in engen Grenzen variiert werden kann. Bisher wurde, wenn eine Integration der Anzeige in das Befehlsgerät nicht möglich war, meist eine zusätzliche Be- fehlsstelle, beispielsweise mit einem Leuchtmelder, angebracht. Aufgrund des zusätzlichen Platzbedarfs z.B. auf einer Schalttafel der Installationseinheit und der zwingenden Ver-

wendung einer separaten Anzeige ist diese Lösung unvorteilhaft.

Aus bisherigen Lösungen ist eine mechanische Anzeige für Not- Aus-Pilzköpfe bekannt, die eine lineare Betätigungsbewegung in eine Bewegung eines Anzeigeelementes umwandelt. Allerdings ist die Auslenkung der Bewegung des Anzeigeelementes eingeschränkt, da der Platzbedarf des Anzeigemechanismus sonst zu hoch wäre.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Betätiger mit einer platzsparenden, optischen Anzeige anzugeben.

Diese Aufgabe wird durch einen Betätiger der eingangs genann- ten Art dadurch gelöst, dass die Anzeigefläche mit einem an das Betätigungsteil des Betätigers angebrachten Federsteg verbunden ist und während einer Betätigungsbewegung des Betätigungsteils zusammen mit zumindest einem Teil des Federsteges zur teilweisen Drehbewegung um eine Drehachse vorgesehen ist, die im Wesentlichen senkrecht zur Betätigungsbewegung des Betätigungsteils orientiert ist. Weiter wird die Aufgabe durch ein elektromechanisches Befehlsgerät, insbesondere einem Not-Aus Schalter, mit einer durch einen derartigen Betätiger schaltbaren Schalteinheit gelöst.

Ziel ist es, eine Anzeigefläche hinter einem Fenster des Befehlsgerätes, insbesondere des Betätigers, derart zu bewegen, dass mindestens eine Anzeigefläche in das Fenster hinein- o- der aus diesem hinausbewegt wird. Alternativ sind auch mehre- re Anzeigeflächen, wie z.B. zwei oder mehrere Anzeigeflächen denkbar, die bei unterschiedlichen Schaltzuständen jeweils vom Benutzer durch das Fenster zu sehen sind.

Die mechanische Anzeige des Befehlsgerätes, insbesondere des Not-Aus-Schalters, weist ein oder mehrere Fenster, ein oder mehrere Anzeigeflächen und ein oder mehrere an das Betätigungsteil des Betätigers angebrachte Federstege auf. Ein Federsteg ist mit einer Anzeigefläche oder mehrerer Anzeigeflä-

chen gekoppelt, verbunden oder sogar einstückig verbunden. Der Federsteg und die vorgesehene Anzeigefläche bzw vorgesehenen Anzeigenflächen bilden zusammen einen Anzeiger. Der Federsteg hat zum einen die Aufgabe, die Anzeigefläche zu hal- ten und aufgrund seiner elastischen Eigenschaft und Länge die Anzeigefläche definiert hinter oder im Fenster bewegen zu können. Aufgrund der mechanischen oder einstückigen Verbindung des Federsteges mit dem Betätigungsteil oder einem seiner Bauteile vollziehen der Federsteg und dessen Anzeigeflä- che, d.h. der ganze Anzeiger, die Betätigungsbewegung des Betätigungsteils mit. Weiter wird der Federsteg gezwungen, seine relative Position zum Betätigungsteil zumindest teilweise zu ändern. Dies geschieht dadurch, dass der Federsteg an ein feststehendes Bauteil, wie beispielsweise eine feststehende Rosette, anstößt und elastisch beansprucht wird. Zusätzlich führt nun der Federsteg zur Bewegung in Betätigungsrichtung auch noch eine teilweise Drehbewegung aus, die um eine Drehachse stattfindet, die senkrecht zur Betätigungsbewegung orientiert ist. Letztendlich wird ein Teil der Betätigungskraft, die über das Betätigungsteil übertragen wird, durch das nicht bewegte (feststehende) Bauteil derartig umgelenkt, dass eine elastische Beanspruchung des Federsteges und somit eine Bewegung der Anzeigefläche erfolgt.

Vorteilhafterweise wird die optische Anzeige durch ein rein mechanisches Wirkprinzip unabhängig von einer Stromversorgung realisiert. Für den Anwender ist somit kein zusätzlicher Verdrahtungsaufwand erforderlich. Die Anzeige funktioniert zuverlässig, zumal elektrische Fehlerquellen, wie z.B. defekte Glühlampen ausgeschlossen sind.

Vorteilhafterweise ist der Federsteg bei der Betätigungsbewegung zur elastischen Beanspruchung vorgesehen. Hierfür ist ein Federsteg vorteilhaft, der blattfederähnlich geformt ist, und einen im Verhältnis zu seiner Länge kleinen Querschnitt, insbesondere einen drahtähnlichen Körper, aufweist, der leicht in den Innenraum des Betätigers zu integrieren ist und die Reibung durch niedrige Verformungskräfte gering hält.

Bei einer vorteilhaften Ausführungsform ist der Federsteg dazu vorgesehen, während der Betätigungsbewegung an das Betätigungsteil angelegt zu werden. Eine derartige Anlage des Fe- dersteges an das Betätigungsteil kann ggf. eine Drehachse für die Drehbewegung der Anzeigefläche definieren. Durch die Wahl des Anlagepunktes ist auch ein Radius für die Drehbewegung, und damit eine Auslenkung der Anzeigefläche, festlegbar.

Vorteilhafterweise ist die Drehbewegung der Anzeigefläche durch ein feststehendes Bauteil auslösbar, welches den Federsteg bei Betätigung in eine andere relative Position zum Betätigungsteil zwingt. Ggf. wird die erzwungene Bewegung des Federsteges mittels Nasen und/oder Schrägen unterstützt. Dies gilt insbesondere für die Drehbewegung.

Bei einer vorteilhaften Ausführungsform sind die Nasen und/oder Sicken zur Unterstützung einer punktuellen Berührung zwischen Federsteg und feststehendem Bauelement vorgesehen. Sicken stellen hierbei punktförmige oder linienförmige Erhöhungen oder Körnungen des Federsteges dar. Durch die punktu- elle Berührung wird die Reibung, die am Berührungspunkt des Federsteges mit dem feststehenden Bauelement auftritt, weitgehend reduziert. Dies erleichtert zum einen die Betätigung des Betätigers, reduziert Betätigungsgeräusche und erhöht die Lebensdauer .

Bei einer vorteilhaften Ausführungsform ist der Federsteg sehr lang ausgeführt, so dass auch eine geringe elastische Beanspruchung desselben im Sinne einer Hebelwirkung zu einer großen Auslenkung, d.h. zu großen Auslenkwinkeln, führt. Hierdurch sind großflächige Anzeigeflächen einsetzbar, die eine bessere Visualisierung des anzuzeigenden Zustandes ermöglichen .

Weitere vorteilhafte Ausbildungen und Weiterbildungen der Erfindung sind in der Figurenbeschreibung und den Unteransprüchen angegeben.

Im Folgenden wird die Erfindung anhand der in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiele näher beschrieben und er- läutert.

Es zeigen:

FIG 1 eine geschnittene Ansicht eines Betätigers eines Not- Aus-Schalters im unbetätigten Zustand mit zwei mechanischen Anzeigen,

FIG 2 eine geschnittene Ansicht des Anzeigenmechanismus des

Betätigers aus FIG 1 im unbetätigten Zustand,

FIG 3 eine geschnittene Ansicht des Anzeigenmechanismus des Betätigers aus FIG 1 im betätigten Zustand und

FIG 4 eine geschnittene Ansicht vom Betätiger des Not-Aus- Schalters aus FIG 1 im betätigten Zustand.

FIG 1 zeigt eine geschnittene Ansicht von einem Betätiger 1 eines Not-Aus-Schalters im unbetätigten Zustand mit zwei mechanischen Anzeigen, die für den Benutzer durch zwei Fenster 6.1,6.2 sichtbar sind.

Die beiden Fenster 6.1,6.2 sind im Pilzkopf, gebildet aus Pilzdeckel 11 und der Pilzschürze 5, des Betätigers 1 untergebracht und aus durchsichtigem Kunststoff gebildet. Im AIl- gemeinen muss ein Fenster nicht notwendigerweise aus einem durchsichtigen Material gebildet sein, sondern kann lediglich aus einem ggf. entsprechend geformten Loch bestehen. Ebenso kann die Anzahl der optischen Signalanzeigen (Anzeigen) innerhalb des Pilzdeckels 11, bzw. des Betätigers 1 variiert werden.

Der nicht vollständig gezeigte Not-Aus-Schalter befindet sich im unbetätigten Zustand, in welchem die Anzeigeflächen 3.1 und 3.2 vom Benutzer durch die Fenster 6.1,6.2 zu sehen sind.

Vorteilhafterweise sind die Fenster 6.1,6.2 als Einlegeteile realisiert, die vom Kunststoff des Pilzdeckels 11 umgespritzt werden. Hierdurch entfallen Schnapphaken oder ähnliche Geometrien, die die Sichtbarkeit der Anzeigeflächen 3.1,3.2 einschränken könnten. Ebenso ist die Herstellung im Mehrkompo- nentenspritzguss möglich.

Zu den Anzeigemechanismen der beiden mechanischen, optischen Anzeigen gehören jeweils zwei Anzeiger, die jeweils aus einem Federsteg 8.1,8.2 und der dazugehörigen Anzeigefläche 3.1,3.2 gebildet werden. Zum Anzeigemechanismus gehört auch die Rosette 4, die als feststehendes Bauteil des Betätigers 1 nicht an der Betätigungsbewegung teilhat und zur elastischen Verformung des auf die Rosette 4 zu bewegbaren Federsteges 8.1,8.2. vorgesehen ist.

FIG 2 zeigt eine geschnittene Ansicht des rechten Anzeigenmechanismus des Betätigers 1 aus FIG 1 im unbetätigten Zustand. Der Federsteg 8.1 ist an das Betätigungsteil 7 angebracht, so dass dieser der linearen Betätigungsbewegung B zu folgen im Stande ist. Der Federsteg 8.1 befindet sich in einem elastisch unbeanspruchten Zustand, wobei der Federsteg 8.1 oberhalb der feststehenden Rosette 4 angeordnet ist und an der Pilzschürze 5 anliegt. Die Rosette 4 ist als feststehendes Bauteil beispielsweise an einer Frontplatte oder Bedientafel mechanisch fixiert.

Bei Betätigung des Betätigers 1 werden neben dem Pilzdeckel 11 und der Pilz-Schürze 5 auch der Federsteg 8.1 mit der Anzeigefläche 3.1 in Betätigungsrichtung B bewegt. Gleichzeitig wird durch die Präsenz der Rosette 4 der obere Teil des Federsteges 8.1 um die Drehachse 10.1 gedreht, um zwischen der Rosette 4 und der Anlage 9.1 Platz zu finden. Der obere Teil des Federsteges 8.1 führt eine teilweise Drehbewegung D aus,

mit dem Ergebnis, dass die Anzeigefläche 3.1 näher zum Zentrum des Betätigers 1 wandert.

Ein derartiger Mechanismus funktioniert entsprechend auch dann, wenn die Betätigungsbewegung B keine lineare Bewegung (wie in FIG 2 gezeigt) ist, sondern ist auch dann funktional, wenn auch die Betätigungsbewegung eine Drehbewegung darstellt. Hierfür kann der Betätiger bzw das Betätigungsteil eine zumindest teilweise runde Ausformung aufweisen, sowie auch das feststehende Bauteil, um eine optimale Unterstützung dieser Drehbewegung zu gewährleisten.

Es sei darauf hingewiesen, dass der erfindungsgemäße Anzeigemechanismus nicht notwendigerweise mit einem Not-Aus-Schalter kombiniert werden muss, sondern er ist bei allen Befehlsgeräten einsetzbar, die auf der Basis von Schaltelementen arbeiten .

Vorteilhafterweise zeigt die Anzeigefläche 3.1 selbst jeweils einen einzigen Zustand (Not-Aus unbetätigt) an. Bei einem zweiten Zustand (Not-Aus betätigt) ist die Anzeigefläche 3.1 im Fenster 6.1 nicht zu sehen. Der Benutzer sieht durch das Fenster 6.1 in das Innere des Befehlsgerätes hinein, womit der Eindruck einer schwarzen Anzeigefarbe entsteht. Komple- mentär dazu könnte die Anzeigefläche 3.1 eine weiße oder anderweitige helle Farbe aufweisen. Dies gilt auch für beide Anzeigeflächen 3.1,3.2 der FIG 1. Ein umgekehrter Farbwechsel ist genauso realisierbar, wenn man beispielsweise von einer feststehenden hellen Anzeigefläche hinter den Fenstern 6.1, 6.2 ausgeht, die bei Betätigung von der Anzeigefläche 3.1,3.2 freigegeben wird.

Die Ausführungen zu FIG 2 gelten entsprechend auch für den linken Anzeigemechanismus des Not-Aus Schalters aus FIG 1.

FIG 3 zeigt eine geschnittene Ansicht des rechten Anzeigenmechanismus des Betätigers 1 aus FIG 1 im betätigten Zustand.

Der Federsteg 8.1 befindet sich im betätigten Zustand im Wesentlichen zwischen der feststehenden Rosette 4 und der Anlage 9.1 des Betätigungsteils 7. Aufgrund einer Drehbewegung D nimmt die Anzeigefläche 3.1 nun einen anderen Winkel zum Be- tätigungsteil 7 und auch zu dem Fenster 6.1 ein. Das Betätigungsteil 7 weist eine Fläche 9.1 auf, die als Anlage für den Federsteg 8.1 fungiert und im Folgenden auch als Anlage 9.1 bezeichnet wird.

Der Federsteg 8.1 liegt unter anderen im Punkt 10.1 der Anlage 9.1 an, wobei der Punkt 10.1 die Drehachse 10.1 für die erfindungsgemäße teilweise Drehbewegung D anzeigt, die senkrecht aus der Zeichenebene herausragt. Die Lokalisierung der Drehachse kann an unterschiedlichen Stellen vorgesehen sein. Je weiter unten sie am Federsteg 8.1 gelegen ist, umso größer ist der Winkel, den die Anzeigefläche 3.1 bei Betätigung ü- berstreicht. Sind kleinere Winkel gewünscht, so kann durch eine entsprechende Formgebung oder Biegung des Federsteges 8.1 eine Position zwischen der Anzeigefläche 3.1 und dem Be- festigungspunkt durch die Berührung mit dem Betätigungsteil 7 festgelegt werden.

Es ist durchaus denkbar auf der Anzeigefläche 3.1 zwei oder mehr Anzeigesegmente, bzw. mehrere Signalfarben aufzubringen, die unterschiedliche Schaltzustände anzeigen.

Die Federstege 8.1,8.2 können ggf. durch daran angebrachte Nasen, beispielsweise über Schrägen in der Rosette nach innen gedrückt werden. Auf diesen Nasen sind Sicken optional anzu- bringen, die eine punktförmige anstatt einer linienförmigen Berührung zwischen den Federstegen 8.1,8.2 und der Rosette 4 ermöglichen. Die Reibungsverluste können demzufolge über eine entsprechende Ausformung der Sicken gering gehalten werden. Gleichzeitig kann durch diese Maßnahme die Geräuschbildung bei der Betätigung bzw. Entriegelung reduziert werden.

Die Verringerung der Reibung bewirkt ebenso, dass durch den vorgegebenen Betätigungsweg des Not-Aus-Schalters von in der

Regel 4 mm eine Verschiebung der Anzeigefläche 3.1 im Pilz- Kopf effektiver umgesetzt werden kann. Dies führt zu größeren Verschiebewegen und somit auch zu einer größeren Anzeigefläche 3.1 bzw. einem größeren Fenster 6.1.

Die Ausführungen zu FIG 3 gelten entsprechend auch für den linken Anzeigemechanismus des Not-Aus Schalters aus FIG 1.

FIG 4 zeigt eine geschnittene Ansicht vom Betätiger 1 des Not-Aus-Schalters aus FIG 1 im betätigten Zustand. Im betätigten Zustand sieht der Benutzer durch die Fenster 6.1,6.2 in das Innere des Not-Aus-Schalters hinein, wobei der Eindruck der Farbe "schwarz" entsteht. Die Anzeigeflächen 3.1,3.2 befinden sich unter nicht durchsichtigen Teilen des Pilzdeckels 11. Aufgrund der während der Betätigung ausgeführten Drehbewegung D der nun elastisch maximal beanspruchten Federstege 8.1,8.2 nehmen die Anzeigeflächen 3.1,3.2 einen anderen Winkel zum Betätigungsteil 7 und auch zu den Fenstern 6.1,6.2 ein als im unbetätigten Zustand.

Zusammenfassend betrifft die Erfindung einen Betätiger mit einer mechanischen Anzeige, wobei der Betätiger zur Schaltung einer Schalteinheit vorgesehen ist und dessen mechanische Anzeige ein Fenster und eine durch das Fenster erkennbare An- zeigefläche aufweist. Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass bisherige mechanische Anzeigen einen hohen Platzbedarf innerhalb des Befehlsgeräts mit sich bringen und zudem fehleranfällig sind. Das Problem der platzsparenden Integration wird durch eine Anzeigefläche gelöst, die mit einem an das Betätigungsteil angebrachten Federsteg verbunden ist und die Anzeigefläche während der Betätigungsbewegung zusammen mit zumindest einem Teil des Federsteges zur teilweisen Drehbewegung um eine Drehachse vorgesehen ist. Hierdurch wird neben der platzsparenden Integration auch ein größerer Ver- schiebeweg der Anzeigefläche erreicht. Des Weiteren betrifft die Erfindung ein elektromechanisches Befehlsgerät mit einer durch einen derartigen Betätiger schaltbaren Schalteinheit.