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Drehschalter
Die Erfindung betrifft einen Drehschalter in Kleinbauweise mit Vielfachkontakten und mit einem über eine Welle betätigbaren Rotor aus Isoliermaterial, der mindestens ein Kontaktplättchen trägt, ferner mit einer Rasteinrichtung zur Festsetzung des Rotors in bestimmten Stellungen, und mit einem Stator aus Isoliermaterial, der mehrere ortsfeste Federkontakte trägt. Solche Schalter sind bereits bekannt.
Ziel der Erfindung ist es, einen solchen Schalter dahingehend zu verbessern, dass es möglich wird, auf kleinem Raum, also miniaturisiert, sowohl einfache als auch verwickelte Schaltkombinationen herzustellen, die man bisher nur mit Schaltern grösserer Dimensionen herzustellen vermag. Dabei kann der Schalter einfache oder doppelte Kontakte aufweisen, wobei die Anzahl der Kontakte lediglich durch die kleinsten Abmessungen, die man den Kontakten geben kann, begrenzt ist.
Dieses Ziel wird bei dem eingangs definierten Schalter erfindungsgemäss dadurch erreicht, dass die Betätigungswelle mit der Rasteinrichtung in einem abgeschlossenen Bauteil gehaltert ist, an welchen Bauteil mindestens ein weiterer, die aus Stator und Rotor bestehende Kontakteinrichtung enthaltender Bauteil anschliessbar ist, dass mindestens ein kreisring-bzw. kreissegmentförmiges Kontaktplättchen mit seinen Flachseite, gegebenenfalls unter Zwischenlage von Distanzscheiben, am Rotor befestigt ist, wobei die in Kammern des Stators einsetzbaren, vorgeformten, ortsfesten Federkontakte zumindest an einer Stirnseite des am Rotor befestigten Kontaktplättchens anliegen.
Der erfindungsgemässe Schalter ermöglicht es, bei gegenüber den bisherigen Schaltern stark verkleinerten Abmessungen viele Schaltkombinationen herzustellen, wobei eine vollkommene Isolation zwischen seinen Kontaktstellen und vor allem gegen Masse gewährleistet ist ; darüber hinaus ergibt sich nur ein geringfügiger Übergangswiderstand bei allen hergestellten Verbindungen.
Ausführungsbeispiele des erfindungsgemässen Drehschalters sind in den Zeichnungen dargestellt. Es zeigen die Fig. l und 2 den die Kontakteinrichtung enthaltenden Bauteil einererstenAusführungsformdes erfindungsgemässen Schalters, u. zw. Fig. l den Schnitt längs der Linie I-I in Fig. 2 und Fig. 2 den Schnitt längs der Linie I-I in Fig. l, Fig. 3 einen Axialschnitt durch einen fertig zusammengebauten erfindunggemässen Drehschalter, Fig. 4 in einem Axialschnitt eine Abänderung des die ortsfesten Federkontakte aufnehmenden Stators, Fig. 5 eine Draufsicht auf Fig. 4, Fig. 6 einen Axialschnitt durch eine andere Ausführungsform des die Kontakteinrichtung enthaltenden Bauteiles.
Die Fig. 7 und 8 eine weitere Ausführingsform des erfindungsgemässendrehschalters, wobei Fig. 7 ein Schnitt längs der Linie VII-VII in Fig. 8 und Fig. 8 ein Schnitt längs der Linie VIII-VIII in Fig. 7 ist.
Aus den Zeichnungen, insbesondere aus Fig. 3, ist ersichtlich, dass jeder Schalter aus zwei Hauptbauteilen --A, B-- besteht. Einer dieser Teile, nämlich der Bauteil --A--, weist das Schaltwerk für die verschiedenen Schalterstellungen auf und ist bei allenAusführungsformen gleich. Der zweite Teil, nämlich der die Kontakteinrichtung enthaltende Bauteil-B--, hingegen kann sich in seinem inneren Aufbau je nach der Anzahl, der Ausbildung und der Verteilung der Kontaktstellen und der Leitungen verändern.
Die beiden Bauteile --A und B-sind miteinander durch an ihrem äusseren Umfang verteilte Vor-
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sprünge --5-- und Ausnehmungen --6--, die mit der erforderlichen Genauigkeit ineinandergreifen, verbunden bzw. verrastet und werden durch in den Löchern --11-- eingesetzte Schrauben zusammengehalten.
Das kreisförmige Verschlussstück --3-- wird mittels einer Beilagescheibe --2-- und eines SeegerRinges gehalten, der in eine Nut am Ende --h-- der aus den Abschnitten-m, g, h-bestehendenBetä- tigungswelle eingreift. Hiebei liegt das Verschlussstück unterhalb der Beilagscheibe und ist anderseits gegen den Stator --s-- durch ineinandergreifende Vorsprünge --5-- und Ausnehmungen --6-- fixiert; es wird so eine sehr sichere Verbindung erzielt, die gleichzeitig auch zur Zentrierung und Führung des im Rotor --r-- befindlichen Teiles --h-- der Betätigungswelle dient. Das kreisförmige Verschlussstück - kann aber auch durch Klebung nach einem Spezialverfahren oder durch Schweissung gehalten werden.
Die Abdichtung des herausragenden Abschnittes --m-- der Betätigungswelle des Schalters wird durch einenRing-d-aus Latex oder einem in gleicherweise verwendbaren Teil, der zwischen dem Gehäuse - des Bauteiles --A-- und dem Wellenteil --m-- angeordnet ist, sichergestellt. Der Ring kann jedoch durch eine ebene Unterlagscheibe aus neutralem Material und von gewünschter Stärke ersetzt werden. Diese Unterlagscheibe ergibt unter dem Druck von Federn --p-- eine ausreichende Abdichtung.
DerWellenteil --m-- des Schalters ist einstückig und weist einen Abschnitt von grossem Durchmesser auf, der den Rotor der Rasteinrichtung bildet und im Gehäuse --a-- angeordnet ist. In diesem Rotor der Rasteinrichtung, dessen eine Stirnseite in einer horizontalen Ebene mit dem Gehäuse --a-- in Berührung steht, sind ein oder mehrere bewegliche Anschläge --e-- vorgesehen, welche durch Anlaufen an den oder die teststehenden Anschläge --t--, die in derselben Ebene im Inneren des Gehäuses --a-- angeordnet sind, die Begrenzung des Drehwinkels bestimmen.
An der gegenüberliegenden Stirnseite des Rotors der Rasteinrichtung sind eine oder mehrere, parallel zur Schalterachse verlaufende Bohrungen vorgesehen, die zur Aufnahme von Federn --p-- und von durch diese Federn belastete Kugeln --t-- dienen. Durch diese wird je nach dem gewünschten Paar zusam- menwirkender Schaltkontakte die Verrastung des Rotors in den zwölf Kontaktstellungen, die am Schalterumfang angeordnet sind, sichergestellt. Durch die von den Federn-p-- ausgeübte Kraft ist jede Kugel --t-- bestrebt, in einen eingesenkten Abschnitt einer der kreisförmigen Öffnungen --4-- ein- zudringen, die über die Oberfläche der Scheibe --u-- verteilt sind, die innerhalb des Gehäuses --a-ortsfest gelagert ist.
Ein kreisförmiges Plättchen-j-hält das Schaltwerk im Gehäuse --a-- nach Art eines Bajonettverschlusses.
Der Wellenteil-h-, welcher den Rotor --r-- mit dem Kontaktplättchen --c und cl-- antreibt, ist mit dem Wellenteil --m-- fest verbunden, wobei der Abschnitt --g-- der Betätigungswelle in das Innere einer Ausnehmung, die zu diesem Zweck in dem angrenzenden Wellenteil-m-vorgesehen ist, eingesetzt und gegebenenfalls durch Schweissen befestigt ist.
Der Abschnitt-h-der Betätigungswelle, der gemäss Fig. 1 bis 3 auf einem Teil seiner Länge einen quadratischen Querschnitt aufweist, kann auch jede andere Form aufweisen, die geeignet ist, die Isolierung zu erhöhen. So können über einen Abschnitt --i-- (Fig. 2) die Kanten des quadratischen Wellenteiles abgerundet sein.
Der in den Fig. 1 und 2 dargestellte Schalter weist zwei unterschiedliche Kontaktplättchen --c und ci-auf, die unter Zwichenlage von Distanzscheiben --n-- mittels einer Niete --o-- am Rotor --r-befestigt sind. Der Rotor --r-- wird vom Abschnitt --h-- der Betätigungswelle angetrieben.
Zwei dieser Kontaktplättchen, welche mit --c-- bezeichnet sind, sind für eine dauernde Kontaktgabe während des Umschaltens nicht geeignet. Der an ihrer Stirnseite vorgesehene nockenartige Vorsprung, welcher die Kontaktfläche darstellt, kann aufeinanderfolgend jeweils nur an einer am äusseren Umfang des Schalters gelegenen Koutaktstelle --b-- zur Anlage kommen und unterbricht solcherart bei jeder Änderung seiner Stellung die Fortdauer der Verbindung mit der korrespondierenden Kontaktstelle - des zentral gelegenen Teiles.
Das dritte Kontaktplättchen, welches mit --ci-- bezeichnet ist, gewährleistet dagegen einen unterbrechungslosen Umschaltvorgang. Dieses Kontaktplättchen-cl--weist einen vergrösserten nockenartigen Vorsprung auf, welcher sicherstellt, dass ohne Unterbrechung ein Übergang von einem der äusseren Doppelkontakte --b-- zum nächsten möglich ist, wodurch eine dauernde Kontaktgabe mit der korrespondierenden, im Inneren liegenden Kontaktstelle --b1-- sichergestellt wird, ohne dass die Isolierung weder gegen den einen, noch gegen irgendeinen andern der Punkte vermindert wird.
Die Enden der nockenartigen Vorsprünge sind im Bereich ihrer Ecken gerundet, u. zw. an jenen
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Stellen, die Kontaktflächen bilden, um solcherart die Kontaktgabe mit den am Stator befestigten Ele- menten zu erleichtern.
Die ortsfesten Doppelkontakte-b und -sind parallel am inneren und am äusseren Teil des Kreisbogens angeordnet, welcher durch die kreissegmentförmigen Kontaktplättchen-c und C--ge- bildet wird. Die Doppelkontakte liegen an den Rändern des Kreisbogens an den Stirnseiten der Kontakt- plättchen-c und ci-an, um solcherart den Kontakt herzustellen.
Die ortsfesten Kontaktelemente --b und b 1-- sind in Kammern-l und li-angeordnet, die in jenemTeil des Stators --s-- vorgesehen sind, wo sich der Rotor --r-- und seine Kontaktplättchen --c und cl-- befinden.
Der Statorboden weist Radialnuten auf, die zur Aufnahme der in horizontaler Richtung verlaufenden Abschnitte der ortsfesten Kontakte --b und b1 -- in belüftbaren Aussparungen dienen.
Eine Isolierscheibe --v--, die durch Niete --k-- mit dem Stator --s-- verbunden ist, hält die Kontaktelemente in ihrer günstigsten Stellung.
Die ortsfesten Kontakte --b und b 1-- bestehen aus Silberdraht, Edelmetall, Legierungen oder gewalztem Metall und können durch Ausstanzen erzeugt werden.
Das Material für die Kontakte wird einer Behandlung unterzogen, um die erforderliche Biegefestigkeit zu erreichen, welche bei der Anlage an den Gegenkontakt einen vollkommenen Kontakt sicherstellt, u. zw. unabhängig von der Dauer. Die ortsfesten Kontaktelemente können Einfach-, Zweifach-, Dreifach-oder Mehrfachkontakte sein, je nachdem, wie es die Abmessungen des Schalters zulassen.
Aus den Zeichnungen (Fig. l und 2) ist ersichtlich, dass der Drehschalter mit zwölf Stellungen ausgestattet ist, die bei jeder Umdrehung dieselbe Zahl an Doppelkontakten gibt. Diese Anzahl ist in keiner Weise beschränkt und kann sowohl erhöht als auch vermindert werden, je nachdem, welche Oberfläche zur Verfügung steht.
Es ist möglich, folgende einfache oder verwickelte Kombinationen herzustellen.
Ein Kontaktplättchen am Rotorumfang, dabei sind Stellung --2-- bis Stellung --11-- einfache Wirkstellungen ; die Stellung --12-- ist die Ruhestellung.
Zwei Kontaktplättchen am Rotorumfang, dabei sind Stellung --2-- bis Stellung --5-- zweifache Wirkstellungen ; die sechste Stellung ist die Ruhestellung.
Drei Kontaktplättchen am Rotorumfang, dabei sind Stellung --2-- bis Stellung --3-- dreifache Wirkstellungen ; die vierte Stellung ist die Ruhestellung.
Vier Kontaktplättchen am Rotorumfang, dabei ist Stellung --2-- vierfache Wirkstellung; die dritte Stellung ist die Ruhestellung.
Durch geeignetes Zuschneiden kann die Form eines jeden Kontaktplättchens auf seinemKreissegment eine Vielfalt von Kontaktflächen aufweisen, welche die weniger gebräuchlichen Kombinationen (Schaltungen) ermöglichen.
Die in Fig. 3 dargestellte Ausführungsform des erfindungsgemässen Drehschalters unterscheidet sich von der vorhergehenden Ausführungsform lediglich durch die Ausbildung des Ein-und Ausganges der Kontakte-b und bl--. Hiebei wurde ein Teil --y--, der eine Randnut aufweist, die ident mit jener des Stators --s-- ist, eingeschoben, um solcherart in gleicher Weise die zwölf ortsfesten Kontakte-biaufzunehmen. Dadurch, dass nun die Ein- bzw. Ausgänge der Kontakte --b bzw. b 1-- in zwei verschie- denen Ebenen liegen, ist es möglich, sämtliche Kammern des äusseren Abschnittes des Stators auszunutzen.
Der in Fig. 3 dargestellte, zwölf Stellungen aufweisende Schalter ermöglicht die Herstellung folgender Kombinationen, ohne dass hiedurch andere, einfachere oder verwickeltere Kombinationen ausgeschlossen werden :
Ein Kontaktplättchen am Rotorumfang, dabei sind Stellung --2-- bis Stellung --12- einfache Wirkstellungen mit oder ohne Anschlag.
Zwei Kontaktplättchen am Rotorumfang, dabei sind Stellung --2-- bis Stellung --6-- zweifache Wirkstellungen ; Anschlag eingeschlossen.
Drei Kontaktplättchen am Rotorumfang, dabei sind Stellung --2-- bis Stellung --4- dreifache Wirkstellungen ; Anschlag eingeschlossen.
Vier Kontaktplättchen am Rotorumfang, dabei sind Stellung --2-- bis Stellung --3-- vierfache W irkstel1ungenj Anschlag eingeschlossen.
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eingeschlossen.
Bei der in den Fig. 4 und 5 dargestellten Ausführungsform ist es möglich, die Grösse des Stators --s--
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zu vermindern, u. zw. dadurch, dass sie in den Kammern --1' und 11'-- des Stators --s-- angeordneten ortsfesten Kontaktelemente --b' und b1'-- zumindest teilweise abgeändert werden ; es wurden insbesondere die äusseren Kontaktelemente --b'-- abbebogen, wodurch ebenfalls alle Kombinationen realisiert werden können, ohne dass man verschiedene Modelle ausführen müsste.
In Fig. 6 ist ein weiteres abgeändertes Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt, das eine vereinfachte Kontakteinrichtung aufweist, die aus vier Hauptteilen besteht. Hiebei ist einFlansch-v"vorgesehen, der die Kontaktlamellen --b1''- übergreift und über eine grosse Strecke denRoton-r- führt. Weiters ist ein Stator --s-- vorgesehen, der die Lamellen --b" und b 1"-- fast über ihre gesamte Länge hält. Der Rothr --r-- wird durch den Wellenteil --h-- angetrieben und der Flansch --3"--schliesst die Kontakteinrichtung.
Der Flansch-v"-ist auf. dem Stator --s-- durch Niete aus isolierendem Werkstoff befestigt, die eingepresst öder heiss vernietet sind. Im Stator --s-- sind die Kammern--1", 11"--vorgesehen, in welchen jene Teile der Kontaktlamellen --b",b1"-- untergebracht, sind, die frei bleiben. Die Kontaktlamellen bestehen für den einfachen Kontakt aus Walzmaterial oder sind zur Erzielung eines Doppelkontaktes über einen Teil ihrer Länge gespalten. Die ortsfesten Kontakte enden etwas über der Ebene der am Rotor angeordneten Kontaktplättchen, um das Vorbeigleiten der Kontaktplättchen an den ortsfesten Kontakten zu erleichtern. Die Kontaktlamellen können mit einer Feder aus Hartmetall oder gehärtetem Metall bestückt sein, wodurch ihre Kontaktkraft erhöht wird.
Diese Ausführungsform ermöglicht bei der Montage die Verwendung von vorjustierten und fertigen Kontakteinrichtungen (Bauteile --A--), die mit dem entsprechenden Schaltwerk (Bauteil --B--) gekuppelt werden.
Eine weitere Austunrungstorm eines erfindungsgemässen Drehschalters ist in den Fig. 7 und 8 dargestellt. Hiebei werden ebenfalls wieder in Kammern des Stators--s--angeordnete ortsfeste Kontakte-b"', bi'--verwendet, jedoch mit der Abänderung, dass die Kontakte-b'--an der Flachseite der Kontaktplättchen --c,c1-- anliegen und nicht wie bei früheren Ausführungsformen an deren Stirnseite. Die Kontakte --b"'-- liegen so wie vorher an den Stirnseiten der Kontaktplättchen an. Diese Kontakteinrichtung ist weder dicht noch geschlossen.
Der Stator-s-weist zwei Befestigungs-
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Die Kontaktiamellen --b'''--- sind in Längsrichtung gespalten, um mit der Stirnseite der Kontaktplättchen-c und c1-- Doppelkontakte zu ergeben, während die Kontakte --bl"'-- nach dem Durchgang durch die Kammern --11 "'-- an der Flachseite der Kontaktplättchen --c, c1- anliegen.
Alle Kontaktlamellen sind an den Statoren-s-durch Niete --16-- befestigt, welche die Statoren durch die Öffnungen --15-- durchsetzen. Die Kontaktplättchen --c und Cl-- sind mittels Nieten --0-- an dem Rotor-r-- befestigt, der aus zwei gleichartigen Teilen besteht, die Rücken an Rücken liegend fest miteinander verbunden. sind.
Die beidenTeile des Rotors --r-- sind durch Ringe --21-- zentriert und geführt und die kraftschlüssige Verbindung des Rotors mit dem Wellenabschnitt --h-- erfologt mittels Ringfedern --19--. Die Rotorteile sind bei --18-- geschlitzt.
Dadurch, dass eine Isolierscheibe zwischen die beiden Rotorteilen eingelegt ist, wird die Isolierung der auf jeder der einander abgekehrten Flächen der Rotorteile angeordneten Kontaktplättchen --c, c1- verbessert.
In der Ausführungsform gemäss Fig. 7, 8 ist eine Spiralfeder --20-- in den gerundeten Abschnitt der Lamellen-b'--. eingebracht, um solcherart den Kontaktdruck mit den ontaktplättchen --c und cl-zu erhöhen.
Radiale, nockenartige Vorsprünge, die an den Flachseiten der Kontaktplättchen --c und c1-- vorgesehen sind, an welchen die Lamellen --b1'''-- gemäss Fig. 8 anliegen, verbessern den Kontaktdruck unter Verminderung der Kontaktfläche, wodurch sich ein Übergangswiderstand ergibt, der für kleine und mittlere Belastungen (Stromstärken) nahezu Null ist.
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