專利名稱：用于操縱開關元件的挺桿的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種用于操縱開關元件的挺桿，其中，所述挺桿具有至少一 個止擋，所述止擋用于借助至少一個彈性元件來產(chǎn)生反向于搡縱方向的預應 力。此外，本發(fā)明還涉及一種開關，尤其是位置開關或安全開關，其具有至 少一個開關元件和至少一個開篇所述類型的、用于操縱所述開關元件的挺 桿。
背景技術：
這種類型的挺桿或開關用于機電開關設備。例如應用在位置開關或安全 開關中。
機電開關設備用于對保護設備，例如安全門或防護柵進行監(jiān)測，也可用 于監(jiān)測機器零件的運動。這類開關或其內(nèi)部所包含的挺桿原則上可應用于任 何一個通過操縱運動(例如通過驅動或通過操縱力)來觸發(fā)一個或多個開關 元件的地方。可能的應用領域有安全技術領域、自動化技術領域、建筑服務 工程領域和家電技術領域。此外還可應用在車輛、飛機或船舶上。
這類開關，尤其是位置開關或安全開關，主要由開關外殼和安裝在開關 外殼內(nèi)部的操縱器構成，操縱器又稱驅動裝置。這個操縱器至少部分建構為 挺桿或滾柱挺桿，用于對處于有效連接的開關機構或開關元件進行機械操 縱。
位置開關和安全開關的開關外殼可以防止位置開關和安全開關受到環(huán)境因素的影響。這個外殼同時還為驅動裝置或操作頭提供安裝面。操作頭與 開關元件之間的機械連接通過挺桿而實現(xiàn)，挺桿通常以可沿軸向移動的方式 安裝在外殼中，且具有兩個最終位置。第一最終位置是起始位置，或稱基本 位置。第二最終位置是使用最多的終端位置。
挺桿通常是用塑料注塑而成，或用金屬車削或銑削而成，或用其他材料 制成。
位置開關通常是用多個回復力(形式大多為彈簧)進行工作。較為常見 的是布置在位置開關的操作頭中的復位彈簧，其作用是在操縱后使擺臂再次 回到未受操縱的位置。此外還已知有可將挺桿彈回的彈簧，這種彈簧將挺桿 彈回，最終還會對操作頭的組件發(fā)生作用。通過反推彈簧實現(xiàn)附加回復力， 反推彈簧對開關元件的滑塊發(fā)生作用?；貜土τ赏U的反推彈簧引起。上文
所述的三個回復力(也有可能更多)相加，反作用于操縱運動。部分地安裝 在一個反推彈簧中的挺桿由于技術原因而對反推彈簧構成限制，而且開關元 件反推彈簧受樣式限制尺寸也較小，因而無法在操作頭中放棄使用復位彈 簧。此外，力的轉換也會在操作頭中產(chǎn)生不利影響。
此外，將反推彈簧圍繞挺桿定位事實上是有問題的，因為安裝操作頭時， 反推彈簧可能會從操作頭中跳出來。此外還存在操作頭反推彈簧與密封裝置 發(fā)生碰撞從而致使密封裝置受損、甚至毀壞的風險，其中，密封裝置可防止 開關受到環(huán)境因素(特別是濕氣)的影響。所謂的膜片就屬于這類密封裝置。
西門子技術信息目錄LV1T 2006中公開過一種位置開關或安全開關 (MLFB 3SE3120-1D),除開關元件反推彈簧外，這種位置開關或安全開關還 具有圍繞挺桿安裝的操作頭反推彈簧。這種開關具有上述缺點。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種技術教導，借助這種技術教導可實現(xiàn)更緊湊、更操作的開關。
在開篇所述類型的挺桿上，本發(fā)明的這個目的是這樣達成的所述挺桿
具有一個用于至少部分容納所述彈性元件的內(nèi)腔。此外，這個目的還通過一
種具有權利要求9所述特征的開關(特別是位置開關或安全開關)而達成。 根據(jù)本發(fā)明，所述用于操縱開關元件的挺桿具有至少一個止擋，所述止 擋用于產(chǎn)生一個反向于操縱方向的預應力。這個預應力借助至少一個彈性元 件而實現(xiàn)。所述止擋的任務在于防止挺桿在運動時越過其基本位置，以及將 力的作用傳遞到外殼或外殼部件上。如果挺桿安裝在操作頭中，止擋就可將 力傳遞到操作頭的一個或多個組件上。根據(jù)本發(fā)明，所述彈性元件可被阻擋 裝置固定住，所述阻擋裝置或者布置在操作頭中，或者布置在外殼或外殼部 件中。所述挺桿具有一個用于至少部分容納彈性元件的內(nèi)腔。彈性元件對挺 桿和阻擋裝置發(fā)生作用。如果彈性元件將壓力施加在挺桿的止擋上，彈性元 件的力就會作用在外殼、外殼部件或操作頭的組件上。如果挺桿并不處于基 本位置，彈性元件就會對挺桿和操縱運動產(chǎn)生復位作用。有利的是，挺桿容 積用于補充回復力作用，從而在外殼內(nèi)部實現(xiàn)節(jié)省空間的效果。由此而獲得 的空間可另作他用，例如內(nèi)置一個彈性元件和外置一個彈性元件的使用，由 此，可增強回復力作用。這里無需再像以往那樣，在操作頭中設置一個用于 增大彈力的附加彈簧。由此而節(jié)約獲得的空間可作其他的電氣和/或機械用 途。作為替代方案，也可在設計時縮小開關尺寸。
一種有利的實施方式是具有操縱區(qū)的挺桿，所述操縱區(qū)用于實現(xiàn)機械操 縱，尤其是通過操作頭而實現(xiàn)。原則上如果一個物體例如門或蓋子可直接對 挺桿進行操縱，則無需設置操作頭也能對挺桿進行使用。如果無法實現(xiàn)這樣 的應用，就需使用操作頭。其中，可在挺桿上設置一個或多個操縱區(qū)，或者 也可設置相應與搡作頭的力作用匹配或與其他操縱機構匹配的操縱區(qū)。這會 對操縱區(qū)的形狀和/或材料產(chǎn)生影響。因此就這一方面舉例而言，如果需要 將挺桿結合不同的操作頭使用，且這些操作頭具有不同的作用方向，采用倒圓>^喿縱區(qū)就是有利的。也可采用垂直于操縱方向定向的平整面。
一種有利的實施方式具有一個彈性元件，所述彈性元件實施為彈簧、膜 片或可壓縮體。此處可考慮那些與相應的回復力進行匹配的應用。此外，如 果彈性元件可以卡在或嵌在外殼中或外殼部件上，也是有利的。借此可避免 彈性元件在安裝或更換操作頭的過程中脫落。
根據(jù)一種有利的實施方式，所述挺桿用于保持、隔離和/或保護所述彈 性元件。如果挺桿將彈性元件完全遮蔽，就可使彈性元件在環(huán)境因素方面得 到最佳保護。舉例而言，這樣就可避免金屬彈簧被腐蝕。此外，挺桿還可對 彈性元件進行導引。借此不僅可保護彈性元件，還可防止其他組件與彈性元 件發(fā)生碰撞。
所述挺桿可有利地實施為至少部分由金屬和/或塑料構成。此處仍然可 對相關的應用情況加以考慮，舉例而言，在易腐蝕應用領域選用塑料作為主 要材料，而金屬在溫度極高的使用場所則更為有利。
根據(jù)一種有利的實施方式，所述挺桿設計成在挺桿安裝過程中具有將彈 性元件夾緊的作用，尤其是借助保持元件來實現(xiàn)。 一個彈性區(qū)在挺桿安裝過 程中發(fā)生暫時性變形。特別在與所述彈性區(qū)結合的情況下，可從一個外殼的 外部，即無需拆下外殼，即可對所述包含有彈性元件的挺桿進行安裝。彈性
元件。通過隨后的卡合可減小彈性區(qū)的受壓程度，從而避免挺桿反向于安裝 方向發(fā)生脫落。挺桿的拆卸同樣可以簡單而易于操作的方式實現(xiàn)。舉例而言， 安裝人員可以通過手指或相應的工具對挺桿的彈性區(qū)施壓，從而通過彈性區(qū) 的受壓取消挺桿的卡合。在這個狀態(tài)下，可直接從外殼中取出挺桿。
根據(jù)一種有利的實施方式，所述挺桿為達到夾緊彈性元件的目的而具有 多個保持元件，所述保持元件用于夾緊所述彈性元件，并確保彈性元件在挺 桿的拆卸或安裝過程中停留在內(nèi)腔中，或者甚至以壓縮狀態(tài)停留在內(nèi)腔中。
本發(fā)明的其他有利建構方案和優(yōu)選改進方案可從附圖描述和/或從屬權利要求中獲得。


下面借助附圖所示的實施例對本發(fā)明進行詳細說明，其中
圖1為挺桿的第一實施例的剖面圖，所述挺桿處于安裝完畢狀態(tài);
圖2為圖1所示的4廷桿的三維圖3為:f廷桿的第二實施例的三維圖4為帶有操作頭的位置開關的局部剖面圖5為帶有操作頭的位置開關的局部剖面圖6為第一實施例的挺桿處于第一安裝步驟時的剖面圖；以及
圖7為第一實施例的挺桿處于第二安裝步驟時的剖面圖。
具體實施例方式
圖1顯示的是挺桿10的第一實施例的剖面圖，挺桿10處于安裝完畢狀 態(tài)。所示挺桿10包括一個實施為壓力彈簧的彈性元件5、 一個用于由操作頭 (未作圖示)對挺桿10進行操縱的操縱區(qū)3,以及用于由挺桿10對開關單 元或開關元件1進行操縱的作用面2。挺桿10的操縱方向自上向下定向。上 述彈性元件5既抵靠在阻擋裝置8上，又抵靠在上述挺桿10的內(nèi)側。挺桿 IO處于未受操縱的起始狀態(tài)(基本位置)。也就是說，彈性元件5的回復力 作用被止擋4傳遞到外殼的保持件7上。通過操縱區(qū)3對挺桿10進行操縱 時，彈性元件5受壓，回復力作用通過操縱區(qū)3被傳遞到操縱元件(未作圖 示)上。與此同時，受到操縱的挺桿10進入外殼內(nèi)部，其中，挺桿由外殼 的保持件7導引。
彈性元件5有利地由挺桿10的內(nèi)側導引，通過挺桿10與外界隔離。也可以將彈性元件5部分地布置在挺桿10內(nèi)部。這一點在需要將特別
長的壓力彈簧用作彈性元件5來管理回復力的情況下是有利的。在此情況下， 圖1所示的用于阻擋彈性元件5的裝置8的安裝位置須再深入外殼內(nèi)部一些。 圖2顯示的是第一實施例的挺桿10的三維圖。圖1中已提到過的操縱 區(qū)3實施為大致的半球面。此處也可采用其他形狀，而且這些形狀也有可能 是合適的。舉例而言，可采用扁平操縱區(qū)、局部倒圓的操縱區(qū)或具有保持元 件的操縱區(qū)。
如圖2所示，上述挺桿10可部分容納一個彈性元件5，這是因為該彈性 元件5 —直延伸至靠近止擋4的位置。所述止擋4位于類似鉤形的彈性區(qū)6 的末端。所述彈性區(qū)6和止擋4的數(shù)量可變。圖中分別顯示了兩個彈性區(qū)和 兩個止擋，但也可根據(jù)所需獲得的卡合力或保持力設置多個彈性區(qū)6和止擋 4，此處也并非必須是鉤形的。
圖3顯示的是第二實施例的挺桿的三維圖。這個實施例中的彈性區(qū)6具 有更多的材料，通過卡合產(chǎn)生更堅固的保持效果。面積更大的止擋4同樣可 以比第一實施例更持久地防止挺桿非期望地從外殼或外殼部件中脫落。
圖4顯示的是帶有操作頭9的位置開關的三維局部剖面圖。操作頭9用 于對挺桿11進行操縱，挺桿11包含有彈性元件12,對彈性元件12進行導 引，并將操縱力傳遞到彈性元件12上。彈性元件12被一個用于阻擋彈性元 件12的裝置13固定住。因此，所述裝置13是成形在位置開關的外殼15上 的外殼組成部分，所述外殼用于容納開關元件1。此外，挺桿ll還具有后缺 口 。挺桿11的后缺口可防止挺桿在安裝過程中與阻擋裝置13發(fā)生局部碰撞。
圖5顯示的是帶有操作頭14的位置開關的局部剖面圖。此處相應適用 圖4所示的實施方式。圖5表明，挺桿11可用其他操作頭(例如所示操作 頭14)進行*操作。操作頭14與開關元件1之間存在直接作用關系。這種力 的作用由挺桿11以形狀配合的方式傳遞到開關元件1上。
操作頭14基本沿挺桿方向施加作用力的情況是合理的。所述開關元件可具有多個開關單元，例如基于動斷觸點的開關單元。
圖6顯示的是第一實施例的挺桿10處于第一安裝步驟時的剖面圖。挺 桿IO位于外殼的保持件7的外部。纟廷桿10中容納有處于壓縮狀態(tài)的彈性元 件5,彈性元件5通過彈性區(qū)6的彈性變形保持在壓縮位置上。彈性區(qū)6的 受壓由安裝人員所施加的外力引起，在圖6中用所示箭頭表示。在此情況下， 作用面2彼此靠近，由于挺桿10的伸展度變小，借此可將挺桿10插入保持 件7內(nèi)。
嵌入時，彈性區(qū)6的下端插到保持件7下面，使止擋4在保持件7的下 方抵靠在保持件7上。在這個過程中，處于壓縮狀態(tài)的彈性元件5松弛下來， 從而既抵靠在挺桿10上，同時又抵靠在用于阻擋彈性元件5的裝置8上。
圖7顯示的是第一實施例的挺桿10處于第二安裝步驟時的剖面圖。在 這個安裝步驟中，挺桿10的彈性區(qū)6和彈性元件5受壓，且已部分進入保 持件7內(nèi)。實施這個安裝步驟時，安裝人員無需再對彈性區(qū)6施加作用，因 為保持件7已經(jīng)可將彈性區(qū)6保持在受壓位置上。彈性元件5因此而同樣保 持在壓縮狀態(tài)下。通過進一步向內(nèi)插入挺桿IO,可使挺桿10到達卡合位置。 此時，彈性區(qū)6受壓減小，彈性元件5展開，延伸至用于阻擋彈性元件5的 裝置13。
卡合后，挺桿10位于如圖1所示的起始位置。在這個所示位置上，可 對挺桿1Q進行操作。
綜上所述，本發(fā)明涉及一種用于搡縱開關元件的挺桿，所述挺桿主要應 用于位置開關或安全開關，其中，所述"^廷桿具有至少一個止擋，所述止擋用 于借助至少一個彈性元件來產(chǎn)生預應力。迄今為止，這種挺桿在開關內(nèi)部的 使用會占用開關內(nèi)部很大的安裝空間。本發(fā)明的挺桿具有用于至少部分容納 所述彈性元件的內(nèi)腔，借此可將所述挺桿周圍的安裝空間用于其他組件。此 外，借此還可簡化安裝，對所述彈性元件構成有利的保護。
權利要求
1. 用于操縱開關元件(1)的挺桿(10，11)，其中，所述挺桿(10，11)具有至少一個止擋(4)，所述止擋用于借助至少一個彈性元件(5，12)來產(chǎn)生反向于操縱方向的預應力，其特征在于，所述挺桿(10，11)具有一個用于至少部分容納所述彈性元件(5，12)的內(nèi)腔。
2. 根據(jù)權利要求1所述的挺桿(10, 11),其中，所述挺桿(IO, 11) 具有一個操縱區(qū)(3)，用于實現(xiàn)機械操縱，尤其是通過操作頭(9， 14)而 實現(xiàn)的機械操縱。
3. 根據(jù)上述權利要求中任一項權利要求所述的挺桿(10, 11)，其中， 所述彈性元件(5, 12)為彈簧、膜片或可壓縮體。
4. 根據(jù)上述權利要求中任一項權利要求所述的挺桿(10, 11)，其中， 所述挺桿(IO, 11)具有至少一個保持元件，在所述挺桿(IO， 11)的安裝 過程中借助至少一個保持元件將彈性元件(5， 12)夾緊。
5. 根據(jù)上述權利要求中任一項權利要求所述的挺桿(10， 11)，其中， 所述挺桿(10, 11)用于保持、隔離和/或保護所述彈性元件(5， 12)。
6. 根據(jù)上述權利要求中任一項權利要求所述的挺桿(10, 11)，其中， 所述挺桿(10， 11)至少部分由金屬和/或塑料構成。
7. 根據(jù)上述權利要求中任一項權利要求所述的4廷桿(10, 11)，其中， 所述挺桿U0， ll)具有至少一個彈性區(qū)(6)，所述彈性區(qū)用于發(fā)生暫時性 變形來實現(xiàn)所述挺桿(10， 11)的安裝。
8. 根據(jù)權利要求7所述的挺桿(10， 11),其中，所述彈性區(qū)(6)建 構用于所述挺桿(10， 11)的嵌入和/或卡入。
9. 一種開關，特別是位置開關或安全開關，包括至少一個開關元件 (1)和至少一個根據(jù)權利要求1至8中之一所述的挺桿(10， 11 ),所述挺桿用于搡縱所述開關元件(1 )。
10. 根據(jù)權利要求9所述的開關，其中，所述開關具有一個用于操縱所 述挺桿(10, 11)的操作機構，尤其是操作頭(9， 14)。
11. 一種開關設備，其中，所述開關設備具有一個根據(jù)權利要求9或10 所述的開關。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于操縱開關元件的挺桿，所述挺桿主要應用于位置開關或安全開關，其中，所述挺桿具有至少一個止擋，所述止擋用于借助至少一個彈性元件來產(chǎn)生預應力。迄今為止，這種挺桿在開關內(nèi)部的使用會占用開關內(nèi)部很大的安裝空間。本發(fā)明的挺桿具有用于至少部分容納所述彈性元件的內(nèi)腔，借此可將所述挺桿周圍的安裝空間用于其他組件。此外，借此還可簡化安裝，對所述彈性元件構成有利的保護。
文檔編號H01H3/02GK101438362SQ200680054591
公開日2009年5月20日 申請日期2006年7月17日 優(yōu)先權日2006年7月17日
發(fā)明者喬基姆·塞德爾, 沃納·普里 申請人:西門子公司