BESCHREIBUNG
Die Erfindung betrifft einen Drucktasten-Mehrstufenschalter mit einer in einem Gehäuse drehbar gelagerten, mit Kontaktorganen und einem Antriebsritzel versehenen Zeichentrommel, zwei beidseits der Zeichentrommel-Achse gegen die Kraft einer Rückstellfeder im Gehäuse beweglich geführten Betätigungsstösseln, die für den Schrittantrieb der Zeichentrommel in beiden Drehrichtungen je einen zum Eingriff an den Ritzelzähnen bestimmten Schaltarm aufweisen, und einem zwischen den Betätigungsstösseln gegen das Ritzel federnd und radial beweglich geführten Rastorgan.
Bei einem bekannten Mehrstufenschalter dieser Art (EP-A1 0 006 967) ist für die beiden Betätigungsstössel entweder eine separate Draht-Biegefeder im Gehäuse verankert, oder die Stössel sind je mit einer angeformten Kunststoff-Biegefeder versehen. Als Rastorgan dient eine im Gehäuse geführte, separate Blattfeder mit Rastnocken. Ein anderer gattungsgemässer Mehrstufenschalter (EP-B1 0 031 038) enthält wiederum eine Draht-Biegefeder für die Rückstellung der beiden Betätigungsstössel, welche ausserdem durch eine winklig gebogene, elastische Brücke verbunden sind.
Der Scheitel der Brücke greift in der Ruhelage zwischen zwei Ritzelzähne, um die Zeichentrommel zu fixieren; bei Betätigung des einen oder anderen Stössels kommt der Brückenscheitel aber ausser Eingriff mit dem Ritzel, so dass die Weiterschaltung der Zeichentrommel nicht ruckartig, d.h. ohne spürbare Überwindung eines Totpunktes erfolgt. Ein weiterer dem Stand der Technik zugehöriger Mehrstufenschalter (Fa. Kundisch) weist als Rastorgan einen im Gehäuse geführten Schieber mit in die Ritzelzähne eingreifendem Rastnocken auf. Eine zweiarmige Draht-Biegefeder ist mittig am genannten Schieber verankert und greift mit ihren freien Armen je an einem der Stössel an. Abgesehen von der Vielzahl der schwierig zu montierenden Einzelteile ist hierbei die Doppelfunktion der Feder - sowohl Rastfeder als auch Rückstellfeder für die Stössel - von Nachteil.
Obwohl nämlich eine Rastwirkung zwar besteht, ist das taktile Empfinden bei der Stösselbetätigung unbefriedigend. Es wurde gefunden, dass für das Empfinden eines eindeutigen Schnappvorganges eine relativ weiche Stösselfederung verbunden mit einer vergleichsweise harten Rastwirkung erforderlich ist, was mit der vorgenannten Federanordnung nicht erreicht werden kann.
Mit der Erfindung wird angestrebt, die Fertigung und Montage des Mehrstufenschalters zu vereinfachen und dadurch die Herstellkosten zu senken, gleichzeitig aber die funktionellen Voraussetzungen dafür zu schaffen, dass bei der Betätigung deutlich ein Schnappvorgang bzw. ein Durchsacken des Stössels empfunden wird.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass beide Betätigungsstössel mit ihren Rückstellfedern sowie das Rastorgan samt von den Rückstellfedern unabhängiger Rastfeder zusammen als einstückiges Kunststoff-Spritzteil gestaltet sind. Indem nun mindestens drei nach dem Stand der Technik getrennte Einzelteile zusammengefasst sind, wird die Fertigung wesentlich rationeller und zudem mit engeren Toleranzen möglich, und die verschiedenen Federn können zur Erzielung eines eindeutigen Schnappeffektes unabhängig voneinander dimensioniert werden.
In den Ansprüchen 2 bis 9 sind vorteilhafte weitere Ausgestaltungen des Erfindungsgegenstandes angegeben. Nachstehend werden verschiedene Ausführungsbeispiele des erfindungsgemässen Mehrstufenschalters (auch Codierschalter genannt) in Verbindung mit der Zeichnung näher beschrieben.
Fig. 1 ist eine Ansicht des Schalters gemäss einem ersten Ausführungsbeispiel in Richtung der Trommelachse gesehen, wobei eine das Gehäuse abschliessende Leiterplatte weggelassen und von der Zeichentrommel nur das Antriebsritzel sowie eine Umfangspartie im Schnitt dargestellt sind;
Fig. 2 ist ein Längsschnitt des Schalters nach Fig. 1 durch die Trommelachse;
Fig. 3 zeigt die Situation des Schalters nach Fig. 1 in der Schnappstellung (Totpunkt);
Fig. 4 und Fig. 5 zeigen zwei weitere Ausführungen in analoger Darstellung wie Fig. 1, wobei jeweils die Schnappstellung des Rastorgans strichpunktiert angedeutet ist.
Beim dargestellten Drucktasten-Mehrstufenschalter nach
Fig. 1 - 3 handelt es sich um einen (beim vorliegenden Beispiel) zehnstelligen sogenannten Vorwahl- oder Codierschalter, dessen
Stellungen in bekannter Weise mittels einer Zeichentrommel 3 mit den Ziffern 0 bis 9 angezeigt werden; selbstverständlich kann der Schalter auch mit mehr oder weniger als zehn Stellen ausgeführt werden. Das im wesentlichen prismatische Schalter gehäuse 1 weist einen Gehäuseboden 15 mit angeformten Seitenwänden 11, 13, 13' und 14 auf. Als Deckel des Gehäuses dient eine zum Boden 15 parallele, mit diesem über Stützstifte 26, 26' und 17' verbundene Leiterplatte 16. In der Frontwand
11 des Schaltergehäuses befindet sich ein Fenster 12, durch welches eine der auf dem Umfang 32 der Zeichentrommel 3 ange ordneten Ziffern entsprechend der jeweiligen Schaltstufe sichtbar ist.
Die Zeichentrommel 3 ist drehbar auf dem Achszapfen
17 gelagert, welcher am Gehäuseboden 15 angeformt und aus spritztechnischen Gründen vorzugsweise einen kreuzförmigen Querschnitt aufweist. Auf der einen Trommel-Stirnseite (rechts in Fig. 2) sind Kontaktarme 34 befestigt, welche mit nicht dargestellten Leiterbahnen auf der Leiterplatte 16 zusammenwirken. Die Nabe der Zeichentrommel 3 ist als Ritzel 31 mit Zähnen 31a, 31b usw. in der Zahl der Trommel-Stellungen gestaltet. Auf der Innenseite des Gehäusebodens 15 befinden sich drei erhabene, um den Achszapfen 17 herum verteilte Auflageund Führungsflächen 18, 19, 19', welche in einer Ebene liegen und an denen der den Kontaktfedern 34 abgekehrte Trommelrand 33 (Fig. 2) axial abgestützt ist.
Dadurch werden Taumelbewegungen der Zeichentrommel 3 während deren Drehung ausgeschlossen, und es ergeben sich gleichmässige Reibungsverhältnisse und ein gleichbleibender Kontaktdruck der Kontaktarme 34 an den Leiterbahnen bei jeder Drehstellung der Trommel.
Auf einem zur Zeichentrommel 3 konzentrischen Teilkreis k (Fig. 1) sind im Gehäuseboden 15 Durchgangsbohrungen 22 in der Zahl der Trommel-Stellungen vorgesehen. In diese können bei fertig montiertem Schalter von aussen nach Bedarf Anschlagstifte eingesetzt werden; ein solcher ist in Fig. 1 und 2 dargestellt und mit 23 bezeichnet. Er wirkt mit Anschlägen 35 zusammen, welche am Trommelumfang nach innen in den Bereich des Teilkreises ragen. Dadurch kann je nach Erfordernis der Drehwinkel der Trommel begrenzt, das heisst die Einstellung bestimmter Schalterstellungen verhindert werden.
Für den schrittweisen Drehantrieb der Zeichentrommel 3 befindet sich im Gehäuse 1 symmetrisch zu beiden Seiten der Trommelachse 5 je ein Betätigungsstössel 4 bzw. 4', nämlich je einer für jede Trommel-Drehrichtung. Am einen Ende jedes Stössels ist eine Drucktaste 41, 41' und am andern Ende ein wellenartig geformtes und als Rückstellfeder 47, 47' wirkendes Federorgang angeformt. Die Drucktasten 41, 41' ragen je durch eine entsprechende Öffnung aus der Frontwand 11 heraus, und an der entgegengesetzten Gehäuse-Seitenwand 14 sind die Rückstellfedern 47, 47' abgestützt. Jeder Stössel 4 bzw. 4' lässt sich aus der rechts in Fig. 1 dargestellten Ruhelage heraus entgegen der Wirkung seiner Rückstellfeder 47 bzw. 47' in Längsrichtung entlang der betreffenden Seitenwand 13 bzw.
13' verschieben. Dabei ist durch die genannte Gehäusewand einerseits und den Führungs-Anschlag 19, 19' anderseit sowie durch die erwähnte Öffnung in der Frontwand 11 eine formschlüssige, lineare Führung für jeden Betätigungsstössel gegeben. Eine Ausnehmung 49 bzw. 49' an jedem Stössel ist vorgesehen, um dessen lineare Längsbewegung nicht zu behindern, falls in einer Bohrung 22 in jenem Bereich ein Anschlagstift 23 eingesetzt werden sollte.
An jedem Betätigungsstössel ist ein Schaltarm 42 bzw. 42' derart angeformt, dass er zum Antriebsritzel 31 hin vom Stössel absteht. Die freien Enden dieser Schaltarme sind zum Eingriff an den Ritzelzähnen bestimmt, wie weiter unten beschrieben wird. Jeder Schaltarm 42 bzw. 42' ist am betreffenden Stössel
41 bzw. 41.' elastisch auslenkbar angeformt, so dass der Schalt arm mit relativ geringer spezifischer Kraft seitlich auslenkbar ist, aber dennoch, analog einer Schaltklinke, Längsbewegungen des Stössels auf die Ritzelzähne übertragen kann.
Jeder Schalt arm 42, 42' weist auf der dem Stössel abgekehrten Seite eine ebene Führungsfläche 43 bzw. 43' auf, die während der Stös selbetätigung einerseits mit einem am Gehäuseboden 15 ange formten Führungsanschlag 20 und andererseits mit demjenigen
Ritzelzahn zusammenwirkt, welcher dem gerade betätigten
Zahn (in Drehrichtung gesehen) nachfolgt. Die Endlage des unbetätigten Stössels (in Fig. 1 rechts dargestellt) ist durch eine Anschlagfläche 45 (links in Fig. 1 sichtbar) gegeben, welche an der Innenseite der Frontwand 11 zur Anlage kommt.
Der in den Figuren 1 und 3 in Draufsicht dargestellte Anschlag 20 ist auf der dem Ritzel 31 zugewandten Seite bogenförmige ausgebildet, wodurch auf den den Schaltarmen 42, 42' zugewandten Seiten eine ausreichende Führungs- und Gleitfläche 20', 20'' entsteht. Bei einer nicht dargestellten Variante könnte jedoch auch der Anschlag 20 stegartig mit zwei quer zu dem Ritzel orientierten parallelen Flächen versehen sein, welche auf den den Schaltarmen 42, 42' zugewandten Seiten durch ein bogenförmiges Endstück begrenzt sind.
Mit dem Ritzel 31 wirkt ferner ein Rastorgan 44 mit Rastkopf 50 zusammen. Gemäss Fig. 1 ist das Rastorgan 44 symmetrisch zur Symmetrieachse 7 des Schalters ausgebildet, welche durch die Trommelachse 5 verläuft. Es befindet sich zwischen den Betätigungsstösseln 4, 4' und ist mittels vom Gehäuseboden 15 abstehenden Führungen 29 radial zum Ritzel beweglich geführt. Als Rastfeder dienen zwei Paare von seitlich abstehenden Biegefedern 46 und 48, von denen das erste Paar 46 an Anschlagzapfen 21 und das zweite Paar 48 an der Gehäusewand 14 abgestützt ist. Die Enden der Biegefedern 48 gehen in die Rückstellfedern 47 bzw. 47' der Stössel über, und wie ersichtlich sind beide Betätigungsstössel 4, 4' mit ihren Rückstellfedern 47, 47' wie auch das Rastorgan 44 samt Rastfeder 46, 48 zusammen als einstückiges Kunststoff-Spritzteil gestaltet.
Diese Gestaltung ermöglicht eine sehr rationelle Fertigung und vor allem eine leichte und rasche Montage, indem lediglich (vor dem Einsetzen der Zeichentrommel 3) die beiden Drucktasten 41, 41' von innen her durch die betreffenden Öffnungen in der Gehäusewand 11 geschoben werden. Trotz dieser Zusammenfassung einer Mehrzahl von (bisher getrennten) Teilen lassen sich die Stössel-Rückstellfedern und die Rastfeder völlig unabhängig voneinander dimensionieren, es lässt sich also ohne weiteres eine weiche Stösselbetätigung mit einer harten Rastwirkung kombinieren.
Die Wirkungsweise des schrittweisen Trommelantriebs mit Hilfe der Stössel 4, 4' und unter der Wirkung des Rastorgans 44 wird nun anhand der Fig. 1 und 3 beschrieben; Fig. 1 zeigt die Situation am Ende eines Schaltschrittes im Gegenuhrzeigersinn und Fig. 3 während einem solchen Schaltschritt (Schnappstellung).
Bei nicht betätigtem Schalter nehmen beide Stössel 4 und 4' die rechts in den beiden Figuren dargestellte Ruhelage ein, welche durch die Rückstellfedern 47 und 47' mit geringer Vorspannung aufrechterhalten wird. Der Rastkopf 50 greift dann in eine Zahnlücke am Ritzel 31 ein, um die Zeichentrommel zu fixieren. Wird gemäss Fig. 3 der Stössel 4 betätigt, so wird er zunächst als Ganzes linear verschoben, ohne dass die Auslenkung des Schaltarms und die Stellung des Rastorgans zum Stössel sich ändert oder die Trommel sich dreht (Vorlauf), es muss dabei lediglich die Rückstellfeder 47 sowie die Stösselreibung mit geringer Kraft überwunden werden.
Sobald jedoch das freie Schaltarm-Ende auf den Ritzelzahn 31a trifft, so beginnt sich die Zeichentrommel 3 zu drehen und der Kopf 50 des Rastorgans 44 wird aus der betreffenden Zahnlücke unter Spannung der Rastfeder (Federarme 46, 48) herausgehoben (Fig. 3), was eine erheblich grössere Kraftanstrengung am Stössel 4 erfor dert. Diese hält solange an, bis die Spitze des Zahnes 31c über die Spitze des Rastkopfes 50 gleitet (Schnapp-Stellung), worauf plötzlich, das gespannte, maximal ausgelenkte Rastorgan 44 das Ritzel am Zahn 31c weiterdreht und dadurch den Schaltarm 42 bzw. den Stössel 4 entlastet. Die Zeichentrommel 3 wird ruckartig vollends in die nächste Rastlage gedreht, welche durch den Eingriff des Rastkopfes 50 in die nächste Zahnlücke bestimmt ist.
Wegen der (bisherigen) Beaufschlagung des Stössels 4 mit hoher Betätigungskraft folgt dessen Schaltarm 42 unmittelbar dem Zahn 31a, bis der Rastkopf 50 eingerastet ist. Bei diesem Drucksacken des Stössels 4 drückt der nachfolgende Ritzelzahn 31b gegen die Führungsfläche 43 des Schaltarms, wodurch dieser gegen den Stössel 4 ausgelenkt wird; die Endlage und Form des betätigten Stössels 4 sind aus der linken Hälfte in Fig.
1 ersichtlich. Dank einer relativ weichen Federcharakteristik des Schaltarms 42 werden bei dessen Auslenkung weder die Drehbewegung der Trommel 3 nennenswert gebremst noch die Reibung des Stössels 4 vergrössert. In der genannten Endlage des Stössels 4 wird an der Drucktaste 41 nur die Rückstellkraft der nun druchgedrückten Feder 47 verspürt, die jedoch verglichen mit der vorher überwundenen Rastkraft des Rastorgans 44 gering ist.
Die Energie zum Betätigen des Schalters wird durch die Bedienungsperson aufgebracht, wobei dank geringer Reibungskräfte die Kraft der Rückstellfedern 47, 47' minimal gehalten werden kann und das taktile Empfinden optimalisiert wird.
Beim Loslassen der Drucktaste 41 führt die Feder 47 den Stössel 4 in die Ausgangslage zurück. Dabei gleitet die Fläche 43 des Schaltarmes 42 über den Ritzelzahn 31b, wodurch sich jedoch die Drehlage der Trommel dank der starken Rastwirkung durch das Rastorgan 44 nicht mehr verändert.
Wird die Drucktaste 41' anstelle der Taste 41 betätigt, so verläuft der Schrittantrieb der Trommel 3 genau analog, jedoch in entgegengesetzter Drehrichtung. Wie sich aus dem Vorstehenden ergibt, erfolgt die Drehung der Trommel im Verlaufe eines Stösselhubes ruckartig in einem Vollschritt und ohne unkontrollierte Teilbewegungen in Vorwärts- oder Rückwärtsrichtung. Vor allem aber wird dank der beschriebenen Gestaltung des Schrittantriebes ein eindeutiger Druckpunkt und Schnappvorgang am Stössel empfunden.
Die Ausführungsbeispiele nach Fig. 4 und 5 unterscheiden sich vom vorstehend beschriebenen Schalter in der Gestaltung des Rastorgans und, im Falle der Fig. 4, der Stössel-Rückstellfedern. Die letzteren sind gemäss Fig. 4 durch von einer Nabe 59 ausgehende, je mit einem Stössel 4, 4' verbundene, abgewinkelte Stege 57 bzw. 57' gebildet, je ergänzt durch einen angeformten, am Gehäuse abgestützten Lappen 58 bzw. 58'. Die Nabe 59 sitzt auf einem vom Gehäuseboden abstehenden Zapfen 51. Von ihr geht auch das zur Achse 7 symmetrisch gestaltete Rastorgan 54 aus, welches mit einer Rastfeder 56 in Form einer zu einer geschlossenen Schleife geformten Biegefeder sowie einem Rastkopf 55 versehen ist. Dieser gleitet in Richtung der Symmetrieachse 7 unter Verformung der Rastfeder 56 (Schnappstellung strichpunktiert angedeutet) und geführt zwischen zwei vom Gehäuseboden abstehenden Führungen 52.
Die Verformung der Rückstellfedern 57, 58 bei Betätigung des Stössels 4 geht ebenfalls aus Fig. 4 hervor.
Beim Beispiel nach Fig. 5 sind die Rückstellfedern 47, 47' praktisch gleich wie bei Fig. 1 geformt. Sie sind hier durch eine am Gehäuse anliegende Platte 62 verbunden, von welcher auch das Rastorgan 64 ausgeht. Dieses ist hier als Biegefeder ausgebildet, welche bezüglich der Symmetrieachse 7 abgekröpft ist.
Dadurch greift der Rastkopf 65 seitlich, jedoch ebenfalls radial beweglich in das Ritzel 31 ein. Die Auslenkung des Rastorgans - vor allem im verjüngten, federnden Teil 68 - verläuft hier quer zur Symmetrieachse 7. Ein besonderer Vorteil dieser Variante besteht darin, dass das Rastorgan keine Linearführung am Gehäuse erfordert und deshalb praktisch reibungsfrei auslenkbar ist.
Bei beiden Ausführungsformen nach Fig. 4 und 5 sind wiederum beide Stössel mit ihren Rückstellfedern wie auch das Rastorgan samt Rastfeder in einem einstückigen Kunststoff Spritzteil zusammengefasst, und die Rastfeder ist von den Rückstellfedern jeweils völlig unabhängig. Die Wirkungsweise wie auch die sich aus dieser Gestaltung ergebenden Vorteile sind im wesentlichen dieselben wie anhand der Fig. 1 bis 3 erläutert. Selbstverständlich bestehen noch andere Gestaltungsmöglichkeiten, vor allem für das Rastorgan und die Rastfeder.
Anhand der Fig. 1 und 2 sind noch Mittel zu beschreiben, welche bei der Montage mehrerer gleichartiger Schalter nebeneinander deren gegenseitige Ausrichtung bzw. Zentrierung ermöglichen. Zu diesem Zweck weist das Gehäuse 1 auf der durch die Leiterplatte 16 verschlossenen Seite (rechts in Fig. 2) drei vorstehende Zentrierzapfen 24, 24' und 25 auf. Am Gehäuseboden 15 befinden sich gegenüberliegend entsprechende Ausnehmungen 27 und 28. Der vorliegende Schalter zeichnet sich dadurch aus, dass insgesamt nur drei solche Zentrierzapfen vorhanden sind, von denen die Zapfen 24 und 24' sich im Bereich der frontseitigen Gehäuseecken befinden, während der dritte Zapfen 25 mittig an der gegenüberliegenden Kante der erwähnten, verschlossenen Gehäuseseite angeordnet ist.
Die diesem Zapfen entsprechende Ausnehmung 28 ist vorzugsweise schlitzartig ausgebildet, das heisst in Richtung der Gehäuse Symmetrieachse offen, was das Einfahren des Zapfens 25 und anschliessende Stecken der Zapfen 24, 24' beim Zusammenfügen der Schalter wesentlich erleichtert. Die mittige Anordnung des einzigen, dritten Zapfens 25 hat jedoch vor allem den Vorteil, dass auf der Leiterplatte 16 für die an dieser Gehäusekante herauszuführenden Leiterbahnen zusätzlich Platz gewonnen wird und ferner, dass die betreffenden Gehäuseecken frei bleiben und keine spritztechnisch nachteiligen Materialanhäufungen erhalten.
DESCRIPTION
The invention relates to a push-button multi-stage switch with a rotatably mounted in a housing, provided with contact elements and a drive pinion drawing drum, two actuating plungers movably guided on both sides of the drawing drum axis against the force of a return spring in the housing, each for the step drive of the drawing drum in both directions of rotation have a switching arm intended for engagement on the pinion teeth, and a latching element which is guided in a resilient and radially movable manner against the pinion between the actuating plungers.
In a known multi-stage switch of this type (EP-A1 0 006 967), either a separate wire spiral spring is anchored in the housing for the two actuating plungers, or the plungers are each provided with a molded plastic spiral spring. A separate leaf spring with locking cams, which is guided in the housing, serves as the locking element. Another generic multi-stage switch (EP-B1 0 031 038) in turn contains a wire spring for resetting the two actuating plungers, which are also connected by an angularly bent, elastic bridge.
In the rest position, the apex of the bridge engages between two pinion teeth to fix the drawing drum; when one or the other plunger is actuated, the bridge apex disengages from the pinion, so that the advancement of the drawing drum is not jerky, i.e. takes place without noticeably overcoming a dead center. Another state-of-the-art multi-stage switch (from Kundisch) has as a latching member a slide guided in the housing with latching cams engaging in the pinion teeth. A two-armed wire spring is anchored in the middle of the slider and engages with its free arms on one of the plungers. Apart from the large number of individual parts that are difficult to assemble, the double function of the spring - both detent spring and return spring for the plunger - is a disadvantage.
Although there is a latching effect, the tactile sensation when operating the plunger is unsatisfactory. It has been found that a relatively soft ram suspension combined with a comparatively hard locking action is required for the perception of a clear snap action, which cannot be achieved with the aforementioned spring arrangement.
The aim of the invention is to simplify the manufacture and assembly of the multi-stage switch and thereby reduce the manufacturing costs, but at the same time to create the functional conditions for a snap action or sagging of the plunger to be clearly felt when actuated.
This object is achieved according to the invention in that both actuating plungers with their return springs and the latching element, together with the latching spring independent of the return springs, are designed together as a one-piece plastic injection-molded part. By combining at least three individual parts which are separate according to the prior art, production is considerably more efficient and also possible with tighter tolerances, and the various springs can be dimensioned independently of one another in order to achieve a clear snap effect.
Advantageous further refinements of the subject matter of the invention are specified in claims 2 to 9. Various exemplary embodiments of the multistage switch (also called coding switch) according to the invention are described in more detail below in conjunction with the drawing.
Fig. 1 is a view of the switch according to a first embodiment seen in the direction of the drum axis, with a circuit board enclosing the housing omitted and only the drive pinion and a peripheral part of the drawing drum are shown in section;
Fig. 2 is a longitudinal section of the switch of Fig. 1 through the drum axis;
Fig. 3 shows the situation of the switch of Figure 1 in the snap position (dead center).
FIG. 4 and FIG. 5 show two further designs in an analogous representation to that of FIG. 1, the snap position of the locking member being indicated by dash-dotted lines.
With the push button multi-step switch shown
Fig. 1-3 is a (in the present example) ten-digit so-called pre-selection or coding switch, the
Positions are displayed in a known manner by means of a drum 3 with the numbers 0 to 9; Of course, the switch can also be designed with more or less than ten digits. The essentially prismatic switch housing 1 has a housing base 15 with molded side walls 11, 13, 13 'and 14. A cover 16, which is parallel to the base 15 and is connected to the base 15 via support pins 26, 26 'and 17', serves as the cover of the housing. In the front wall
11 of the switch housing is a window 12 through which one of the numbers on the circumference 32 of the drawing drum 3 is arranged according to the respective switching stage is visible.
The drawing drum 3 is rotatable on the journal
17 mounted, which is integrally formed on the housing base 15 and preferably has a cross-shaped cross section for injection molding reasons. On one end of the drum (on the right in FIG. 2), contact arms 34 are fastened, which interact with conductor tracks (not shown) on the printed circuit board 16. The hub of the drawing drum 3 is designed as a pinion 31 with teeth 31a, 31b, etc. in the number of drum positions. On the inside of the housing base 15 there are three raised support and guide surfaces 18, 19, 19 'distributed around the journal 17, which lie in one plane and on which the drum edge 33 (FIG. 2) facing away from the contact springs 34 is axially supported.
As a result, tumbling movements of the drawing drum 3 during its rotation are excluded, and there are uniform friction conditions and a constant contact pressure of the contact arms 34 on the conductor tracks at every rotational position of the drum.
On a concentric circle k to the drawing drum 3 (FIG. 1) 15 through holes 22 are provided in the number of drum positions in the housing bottom. In this case, stop pins can be inserted from the outside when the switch is fully assembled; such is shown in FIGS. 1 and 2 and designated 23. It interacts with stops 35, which project inwards on the drum circumference into the area of the pitch circle. As a result, the angle of rotation of the drum can be limited, that is, the setting of certain switch positions can be prevented.
For the step-by-step rotary drive of the drawing drum 3 there is an actuating plunger 4 or 4 'symmetrically on both sides of the drum axis 5 in the housing 1, namely one for each drum direction of rotation. A push button 41, 41 'is formed on one end of each plunger and a wave-shaped spring mechanism which acts as a return spring 47, 47' is formed on the other end. The pushbuttons 41, 41 'each protrude from the front wall 11 through a corresponding opening, and the return springs 47, 47' are supported on the opposite housing side wall 14. Each plunger 4 or 4 'can be moved from the rest position shown on the right in FIG. 1 against the action of its return spring 47 or 47' in the longitudinal direction along the relevant side wall 13 or
Move 13 '. The housing wall on the one hand and the guide stop 19, 19 'on the other side and the aforementioned opening in the front wall 11 provide a positive, linear guide for each actuating plunger. A recess 49 or 49 'is provided on each plunger so as not to hinder its linear longitudinal movement if a stop pin 23 should be used in a bore 22 in that area.
A switching arm 42 or 42 'is formed on each actuating plunger in such a way that it projects from the plunger toward the drive pinion 31. The free ends of these shift arms are intended to engage the pinion teeth as will be described below. Each switching arm 42 or 42 'is on the respective plunger
41 and 41. ' molded elastically deflectable, so that the switching arm can be deflected laterally with a relatively low specific force, but can, similarly to a pawl, transmit longitudinal movements of the plunger to the pinion teeth.
Each switching arm 42, 42 'has on the side facing away from the plunger a flat guide surface 43 or 43', the selbet actuation on the one hand with a molded on the housing base 15 is formed guide stop 20 and on the other hand with that
Pinion tooth cooperates, which the currently operated
Tooth (seen in the direction of rotation) follows. The end position of the unactuated plunger (shown on the right in FIG. 1) is given by a stop surface 45 (visible on the left in FIG. 1), which comes to rest on the inside of the front wall 11.
The stop 20 shown in plan view in FIGS. 1 and 3 is arcuate on the side facing the pinion 31, as a result of which a sufficient guiding and sliding surface 20 ′, 20 ″ is created on the sides facing the switching arms 42, 42 ′. In a variant not shown, however, the stop 20 could also be provided in a web-like manner with two parallel surfaces oriented transversely to the pinion, which are delimited by an arcuate end piece on the sides facing the switching arms 42, 42 '.
A locking element 44 with locking head 50 also interacts with the pinion 31. 1, the locking member 44 is formed symmetrically to the axis of symmetry 7 of the switch, which runs through the drum axis 5. It is located between the actuating plungers 4, 4 'and is guided so that it can move radially to the pinion by means of guides 29 projecting from the housing base 15. Two pairs of laterally projecting spiral springs 46 and 48 serve as the detent spring, of which the first pair 46 is supported on stop pins 21 and the second pair 48 on the housing wall 14. The ends of the spiral springs 48 merge into the return springs 47 and 47 'of the plunger, and as can be seen, both actuating plungers 4, 4' with their return springs 47, 47 'as well as the locking element 44 together with the locking spring 46, 48 together as a one-piece plastic Molded part designed.
This design enables a very efficient production and, above all, easy and quick assembly, in that the two pushbuttons 41, 41 'are only pushed (before the insertion of the drawing drum 3) from the inside through the relevant openings in the housing wall 11. Despite this combination of a plurality of (previously separate) parts, the tappet return springs and the detent spring can be dimensioned completely independently of one another, so a soft tappet actuation can be easily combined with a hard latching effect.
The mode of operation of the step-by-step drum drive using the plungers 4, 4 'and under the action of the locking member 44 will now be described with reference to FIGS. 1 and 3; Fig. 1 shows the situation at the end of a switching step counterclockwise and Fig. 3 during such a switching step (snap position).
When the switch is not actuated, both plungers 4 and 4 'assume the rest position shown on the right in the two figures, which is maintained by the return springs 47 and 47' with a low preload. The locking head 50 then engages in a tooth gap on the pinion 31 in order to fix the drawing drum. If the plunger 4 is actuated according to FIG. 3, it is initially shifted linearly as a whole, without the deflection of the switching arm and the position of the latching element relative to the plunger changing or the drum rotating (advance), only the return spring 47 has to be used and the ram friction can be overcome with little force.
However, as soon as the free end of the shift arm meets the pinion tooth 31a, the drawing drum 3 begins to rotate and the head 50 of the locking member 44 is lifted out of the tooth gap in question under tension of the locking spring (spring arms 46, 48) (FIG. 3), which requires a considerably greater effort on the tappet 4. This stops until the tip of the tooth 31c slides over the tip of the latching head 50 (snap position), whereupon suddenly, the tensioned, maximally deflected latching member 44 rotates the pinion on the tooth 31c and thereby the switching arm 42 or the plunger 4 relieved. The drawing drum 3 is jerkily rotated completely into the next locking position, which is determined by the engagement of the locking head 50 in the next tooth gap.
Because of the (previous) action on the plunger 4 with a high actuating force, its switching arm 42 immediately follows the tooth 31a until the detent head 50 has engaged. With this pressure sack of the plunger 4, the following pinion tooth 31b presses against the guide surface 43 of the switching arm, as a result of which the latter is deflected against the plunger 4; the end position and shape of the actuated ram 4 are from the left half in Fig.
1 can be seen. Thanks to a relatively soft spring characteristic of the switching arm 42, the rotational movement of the drum 3 is not significantly braked during its deflection, nor is the friction of the plunger 4 increased. In the mentioned end position of the plunger 4, only the restoring force of the spring 47, which is now pressed, is felt on the pushbutton 41, but this is low compared to the previously overcome latching force of the latching element 44.
The energy for actuating the switch is applied by the operator, the force of the return springs 47, 47 'being kept to a minimum thanks to low frictional forces and the tactile sensation being optimized.
When the pushbutton 41 is released, the spring 47 returns the plunger 4 to the starting position. The surface 43 of the switching arm 42 slides over the pinion tooth 31b, whereby, however, the rotational position of the drum no longer changes thanks to the strong latching action by the latching member 44.
If the push button 41 'is pressed instead of the button 41, the stepping drive of the drum 3 is exactly analogous, but in the opposite direction of rotation. As can be seen from the foregoing, the rotation of the drum takes place abruptly in the course of a ram stroke in a full step and without uncontrolled partial movements in the forward or backward direction. Above all, thanks to the described design of the stepper drive, a clear pressure point and snap action on the ram is felt.
The exemplary embodiments according to FIGS. 4 and 5 differ from the switch described above in the design of the locking member and, in the case of FIG. 4, the tappet return springs. The latter are formed according to FIG. 4 by angled webs 57 and 57 ', starting from a hub 59 and each connected to a tappet 4, 4', each supplemented by a molded-on tab 58 or 58 'supported on the housing. The hub 59 is seated on a pin 51 protruding from the housing base. The locking element 54, which is symmetrical with respect to the axis 7, also extends from it and is provided with a locking spring 56 in the form of a spiral spring shaped into a closed loop and a locking head 55. This slides in the direction of the axis of symmetry 7 with deformation of the detent spring 56 (snap position indicated by dash-dotted lines) and is guided between two guides 52 projecting from the housing base.
The deformation of the return springs 57, 58 when the plunger 4 is actuated can also be seen in FIG. 4.
In the example according to FIG. 5, the return springs 47, 47 'are shaped practically the same as in FIG. 1. They are connected here by a plate 62 abutting the housing, from which the locking element 64 also extends. This is designed here as a spiral spring, which is cranked with respect to the axis of symmetry 7.
As a result, the locking head 65 engages laterally, but also radially movably, in the pinion 31. The deflection of the locking member - especially in the tapered, resilient part 68 - here runs transverse to the axis of symmetry 7. A particular advantage of this variant is that the locking member does not require a linear guide on the housing and can therefore be deflected practically without friction.
In the case of both embodiments according to FIGS. 4 and 5, both plungers with their return springs as well as the latching element together with the latching spring are combined in a one-piece plastic injection-molded part, and the latching spring is completely independent of the restoring springs. The mode of operation and the advantages resulting from this design are essentially the same as explained with reference to FIGS. 1 to 3. Of course, there are other design options, especially for the locking element and the locking spring.
On the basis of FIGS. 1 and 2, means are also to be described which, when several switches of the same type are installed next to one another, enable their mutual alignment or centering. For this purpose, the housing 1 has three projecting centering pins 24, 24 'and 25 on the side closed by the printed circuit board 16 (on the right in FIG. 2). Corresponding recesses 27 and 28 are located opposite one another on the housing base 15. The present switch is characterized in that only three such centering pins are present, of which the pins 24 and 24 'are located in the region of the front housing corners, while the third pin 25 is arranged centrally on the opposite edge of the mentioned, closed housing side.
The recess 28 corresponding to this pin is preferably slit-shaped, that is to say open in the direction of the housing axis of symmetry, which considerably facilitates the insertion of the pin 25 and subsequent insertion of the pins 24, 24 'when the switches are assembled. However, the central arrangement of the single, third pin 25 has the particular advantage that additional space is gained on the printed circuit board 16 for the conductor tracks to be led out on this housing edge and also that the housing corners in question remain free and do not receive any accumulations of material that are disadvantageous in terms of injection technology.