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Die Erfindung betrifft einen Drehschalter, insbesondere für Gleichspannungen größer oder gleich 24Volt, mit einer zentralen Drehachse und hierzu axial aneinander angeordneten Funktionsplatten.
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Zum Ein- und Ausschalten von in elektrische Stromkreise geschalteten und häufig als Last bezeichneten Geräten werden üblicherweise Schalter oder Schaltgeräte eingesetzt, die ein Schaltorgan mit mindestens einem Kontaktpaar aufweisen, deren Kontakte mechanisch geöffnet und geschlossen werden können. Eine spezielle Schalterart ist der sogenannte Drehschalter, der in der Elektrotechnik zum Einstellen von Schaltzuständen durch eine mechanische Drehbewegung genutzt wird. Dabei werden Bewegkontakte gegenüber stationären Kontakten eines oder mehrerer Kontaktpaare gemeinsam durch eine Drehbewegung geöffnet oder geschlossen.
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Insbesondere bei zu schaltenden Gleichspannungen oberhalb von 24 Volt (DC) treten beim Trennen der stromdurchflossenen elektrischen Kontakte häufig Schaltlichtbögen auf, indem der elektrische Strom nach Öffnen der Kontakte in Form einer Bogenentladung weiter fließt. Da bei Gleichspannungen ab etwa 50 Volt und Gleichströmen ab etwa 1 Ampere derartige Schaltlichtbögen unter Umständen nicht selbsttätig verlöschen, werden beispielsweise sogenannte Sprungkontakte eingesetzt, bei denen zur Beschleunigung der Kontakttrennung mechanische Federn eingesetzt werden.
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Auch werden, insbesondere bei induktiven Lasten, häufig Freilaufdioden eingesetzt, um während des Schaltvorgangs den Stromfluss kurzzeitig umzuleiten. Zudem können Schalter oder Schaltgeräte mit sogenannten Löschkammern versehen werden, in welche der Lichtbogen zu dessen Verlöschen gezielt geführt wird, um einen unerwünschten Kontaktverschleiß infolge von Schaltlichtbögen zu vermeiden oder zumindest zu verringern.
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Grundsätzliche Maßnahmen zur Vermeidung oder Beherrschung derartiger Schaltlichtbögen bestehen im Wesentlichen darin, einen Isolierstoff zur Erhöhung der Spannungsfestigkeit und damit zur Lichtbogenlöschung schon bei kleinem Kontaktabstand einzusetzen oder die Lichtbogenspannung durch Aufteilung des Lichtbogens zu reduzieren.
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Aus der
CH 269 319 A ist ein elektrischer Drehschalter für Rechts- und Linksdrehung mit übereinanderliegenden Isolierkörpern, z. B. keramischen Scheiben, bekannt, zwischen denen bewegliche Kontaktbrücken aufgenommen sind. Ein im Innern des Schalters angeordneter Teil einer Drehachse, welcher Teil bewegliche Kontakte trägt, besteht aus elektrisch isolierendem Material. Dieser Teil der Drehachse steht mit einem Ende mit einem Achsenteil, der einen Schalterknopf trägt, über ein Kupplungsorgan in Verbindung.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Drehschalter, insbesondere für Gleichspannungen, mit durch gezielte Unterdrückung von Schaltlichtbögen möglichst geringem Kontaktverschleiß anzugeben.
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Diese Aufgabe wird bei einem Drehschalter erfindungsgemäß mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche.
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Hierzu weist der Drehschalter eine Anzahl von zu einer zentralen Drehachse paketartig axial aneinander angeordnete Funktionsplatten auf, zwischen denen eine Schaltkammer für mindestens ein bewegliches Kontaktelement eines Kontaktpaares oder einer Kontaktgruppe gebildet ist. Dabei ist eine erste Funktionsplatte zwischen einer zweiten Funktionsplatte und einer dritten Funktionsplatte angeordnet und um die Drehachse drehbeweglich gelagert. Die erste Funktionsplatte weist kreisringförmige Plattenabschnitte mit an diese angrenzenden Freiräumen auf, wobei in dem oder jedem Freiraum ein Kontaktelement aufgenommen ist, die beim Schalten in jeweils einem von den Funktionsplatten gebildeten kreisbogenförmigen Schaltkammerabschnitt geführt sind. Der zweiten und geeigneterweise auch der dritten Funktionsplatte ist eine Anzahl von stationären Kontakten zur Bildung vorzugsweise mehrerer Kontaktpaare oder Kontaktstellen mit den von der drehbeweglichen ersten Funktionsplatte (Trägerplatte oder Trägerscheibe) getragenen Kontaktelemente zugeordnet. Die Funktionsplatten sind vorzugsweise ringförmige Isolierscheiben und aus einem elektrisch isolierenden, insbesondere keramischen, Material.
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Jeweils einem Kontaktelement, das vorteilhafterweise als Kontaktplättchen ausgeführten ist, sind somit bevorzugt zwei stationärer Kontakte zugeordnet, die auf axial gegenüberliegenden Seiten des Kontaktelementes angeordnet und in Kontaktstellung (Drehschalter-Schließstellung) mit diesem kontaktiert sind. Bei dieser bevorzugten Ausführungsform sind die stationären Kontakte geeigneterweise als in sich federnde Blechstreifen aus elektrisch gut leitfähigem Werkstoff, beispielsweise CuBe, ausgeführt. Hierzu sind die stationären Kontakte zweckmäßigerweise als winklig aufgebogene Kontaktlaschen oder Kontaktfedern ausgebildet, die in der Kontaktstellung unter Herstellung eines axialen Kontaktdrucks mit dem jeweiligen Kontaktelement der ersten Funktionsplatte kontaktiert sind. Jedes einzelne, drehbeweglich geführte Kontaktelement zwischen zwei stationären Kontakte bildet somit zwei Kontaktpaare (Kontaktstellen), wobei die Kontaktlaschen oder Kontaktzungen der beiden beteiligten stationären Kontakte entgegengesetzt (spiegelverkehrt) gebogen sind. Die Kontaktierung der jeweils aus zwei Kontaktpaaren gebildeten Kontaktgruppen erfolgt dabei vorzugsweise axial. Mit anderen Worten wirkt die Kontaktkraft (der Kontaktdruck) bei allen Kontaktgruppen in Axialrichtung.
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Der kreisringförmige Plattenabschnitt der ersten Funktionsplatte ist von einer radial inneren und einer radial äußeren Ringwand (Ringsteg) begrenzt, die vorzugsweise umlaufend geschlossenen sind. Die zweite und dritte Funktionsplatte weist in einer Ausgestaltung zumindest eine korrespondierende innere Ringnut auf, in welche die entsprechende Ringwand der ersten Funktionsplatte eingreift. Hierdurch ist der jeweilige kreisbogenförmige Schaltkammerabschnitt, in welchem das entsprechende Kontaktelement des jeweiligen Kontaktpaars bei einer Kontakttrennung (Drehschalter-Öffnung) auf einer entsprechenden Kreisbahn geführt wird, radial quasi geschlossen. In Umfangsrichtung sowie in den axial beabstandeten Plattenebenen wird der jeweilige Schaltkammerabschnitt durch geeignete Ausgestaltungen der Funktionsplatten, vorzugsweise in Form von kreisbogenförmigen Platten- oder Scheibenabschnitten, geschlossen.
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In vorteilhafter Ausgestaltung weist die erste Funktionsplatte (Trägerscheibe) im Bereich der die Kontaktelemente aufnehmenden und geeigneterweise durch Aussparungen gebildeten Freiräume mindestens eine radiale Hebe- oder Hebellasche auf. Dabei ist zweckmäßigerweise im Bereich des jeweiligen Freiraums an der inneren Ringwand eine radial nach außen gerichtete Hebelasche vorgesehen, insbesondere angeformt. Im Bereich des jeweiligen Freiraums ist vorzugsweise zudem an der äußere Ringwand eine radial nach innen gerichtete und zur radial nach außen gerichteten Hebelasche desselben Freiraums axial beabstandete Hebe- oder Hebellasche vorgesehen, insbesondere angeformt.
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Aufgrund dieses Versatzes der beiden, dem jeweiligen Freiraum zugeordneten Hebelsachen ist es möglich, die Trägerscheibe (erste Funktionsplatte) mittels eines einfachen Preßwerkzeugs ohne Seitenschieber herzustellen. Die Hebelaschen dienen dem Zweck, die stationären Kontaktlaschen oder Kontaktfedern gegen das jeweilige Kontaktelement anzuheben oder anzuhebeln, somit den oder jeden stationären Kontakt im Bereich des jeweiligen Freiräums an das zugeordnete Kontaktelement kontaktierend heranzuführen und dabei den bzw. einen definierten Kontaktdruck aufzubauen.
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Im paketierten Montagezustand des Drehschalters sind den Hebelaschen in kreisbogenförmige Freiräume der zweiten und dritten Funktionsplatte zugeordnet, in welchen Freiräumen die Hebelaschen beim Schalten (Kontakttrennung und/oder Kontaktschließung) geführt sind. Diese kreisbogenförmigen Freiräume verlaufen radial beabstandet (konzentrisch) in kreisbogenförmigen Plattenabschnitten der jeweiligen zweiten oder dritten Funktionsplatte axial beabstandet zu den korrespondierenden Schaltkammerabschnitten der ersten Funktionsplatte.
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Die zweite und/oder dritte Funktionsplatte weist geeigneterweise eine der Anzahl der Freiräume der ersten Funktionsplatte entsprechende Anzahl von jeweils einer der Schaltkammerabschnitte zugeordneten Aussparungen auf. In diese greifen die stationären Kontakte in deren Kontaktstellung (Drehschalter-Schließstellung) unter Herstellung eines axialen Kontaktdrucks mit dem jeweiligen Kontaktelement ein. Zudem weist die zweite und/oder dritte Funktionsplatte eine der Anzahl der stationären Kontakte entsprechende Anzahl von sich radial erstreckenden Freiräumen zur Aufnahme jeweils eines der stationären Kontakte, insbesondere eines deren Blechstreifenabschnitte, auf.
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In vorteilhafter Weiterbildung sind die stationären Kontakte von einer der zweiten und/oder der dritten Funktionsplatte zugeordneten Platine getragen. Diese ist auf derjenigen Plattenseite der zweiten bzw. dritten Funktionsplatte angeordnet, die der ersten Funktionsplatte abgewandt ist. Die jeweilige Platine weist Stromführungsbahnen auf der den stationären Kontakten abgewandten Platinenrückseite oder innerhalb des Platinengrundmaterials auf, welche Stromführungsbahnen mit gleicher Bahnlänge zwischen den jeweiligen stationären Kontakten und einem gemeinsamen Klemm- oder Anschlussbereich verlaufen.
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Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, dass mittels der paketartig aneinander liegenden Funktionsplatten vorzugsweise mehrere, beispielsweise vier umfangsseitig vorgesehenen Schaltkammerabschnitte mit minimiertem verfügbarem Luftraum für einen Schaltlichtbogen gebildet sind und in die verfügbare Schaltbogenstrecke aufgrund des Einbringens bzw. der Ausgestaltung der abschnittsweisen Schaltkammer bevorzugt aus Isolierstoff ein Schaltlichtbogen bereits in kürzester Zeit gelöscht wird. Da die beweglichen Kontaktelemente bei einer Kontakttrennung durch eine Drehbewegung der zugeordneten Funktionsplatte (Kontaktträger oder Trägerscheibe) entlang der kreisbogenförmigen Trennstrecke auf einen vergleichsweise großen Abstand zu den stationären Kontakten gebracht werden, ist eine schnelle und zuverlässige Lichtbogenlöschung zusätzlich unterstützt. Die bevorzugte Ausführungsform der Kontaktgruppen mit zwei stationären Kontakten und einem (beweglichen) Kontaktelement und somit jeweils zwei Kontaktstellen oder Kontaktpaaren, an denen ein Lichtbogen entstehen kann, unterstützt eine schnelle und zuverlässige Lichtbogenlöschung zusätzlich.
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Der aus den Funktionsplatten paketartig aufgebaute Drehschalter kann in Axialrichtung besonders flach konstruiert und aufgebaut werden, wobei gleichzeitig zwei, drei oder vorzugsweise mindestens vier Kontaktgruppen mit jeweils zwei Kontaktpaaren (Kontaktstellen) entlang der Umfangsrichtung der zwischen den zwei stationären Funktionsplatten drehbeweglichen Funktionsplatte (Trägerscheibe, Kontaktträger) aufgebaut werden können. Eine Anzahl von drei Kontaktgruppen wäre gegebenenfalls für eine Selbstzentrierung der von der drehbeweglichen Funktionsplatte (Trägerscheibe, Kontaktträger) gebildeten Kontaktbrücke vorteilhaft.
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Die Anzahl der Kontaktgruppen richtet sich dabei zweckmäßigerweise nach dem Wert (Höhe, Größe) des zu schaltenden Stroms und dem zu erzielenden Öffnungsweg bzw. Öffnungswinkel, wobei bei vier Kontaktgruppen und deren Versatz um jeweils 90° ein Öffnungswinkel von 45° bereitgestellt werden kann. Zudem können die Kontaktgruppen je nach Stromführung mittels der axial endseitigen Platinen parallel, insbesondere für höhere Ströme, oder in Reihe, insbesondere für höhere Spannungen und eine verbesserte Lichtbogenlöschung, geschaltet werden.
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Da die bewegten Kontaktelemente innerhalb der Schaltkammerabschnitte in nahezu vollständig elektrisch isolierendem Werkstoff geführt sind, wird der für einen Schaltlichtbogen verfügbare Raum extrem begrenzt.
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Durch die Bereitstellung der Platinen (Elektronikplatinen), auf denen die stationären Kontakte montiert sind, und welche die paketierten Funktionsplatten stationär zwischen sich aufnehmen, können einerseits die Kontaktgruppen durch Bereitstellung unterschiedlicher Platinen verschiedenartig verschaltet werden. Andererseits können die Platinen mit Leiterbahnen für die Stromzuführung zu den jeweiligen Schaltkammerabschnitten versehen sowie mit weiteren Elektronikbauteilen und Elektronikmodulen, beispielsweise Sensoren, bestückt werden.
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Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand einer Zeichnung näher erläutert. Darin zeigen:
- 1 in perspektivischer Explosionsdarstellung einen Drehschalter mit einer zwischen zwei (stationären) Funktionsplatten drehbeweglichen Trägerscheibe (erste Funktionsplatte) mit plättchenartigen Kontaktelementen sowie einer oberen und einer unteren Platine mit vier stationären Kontakten,
- 2 den Drehschalter gemäß 1 bei abgenommener oberer Platine mit Blick auf die obere Funktionsplatte,
- 3 in einer Darstellung gemäß 2 den Drehschalter bei abgenommener unterer Platine mit Blick auf die untere Funktionsplatte,
- 4 den Drehschalter gemäß 2 in einer Schnittdarstellung entlang der Linie IV-IV in 2,
- 5 in einer Draufsicht die drehbewegliche Trägerscheibe (erste Funktionsplatte) mit zumindest einem Kontaktplättchen als bewegbares Kontaktelement, das in einem sich an einen ringförmigen Plattenabschnitts umfangsseitig (azimutal) anschließenden Freiraum einliegt,
- 6 eine Schnittdarstellung entlang der Linie VI-VI in 5,
- 7 die obere (zweite) Funktionsplatte in Draufsicht,
- 8 die obere Funktionsplatte in Unteransicht,
- 9 eine Schnittdarstellung entlang der Linie IX-IX in 8,
- 10 die untere (dritte) Funktionsplatte in Unteransicht,
- 11 die untere Funktionsplatte in Rückansicht (Draufsicht),
- 12 eine Schnittdarstellung entlang der Linie XII-XII in 11, und
- 13 eine der Platinen in einer Ansicht mit Blick auf Stromführungsbahnen zwischen einem Klemmkontakt- oder Anschlussbereich und den stationären Kontakten.
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Einander entsprechende Teile sind in allen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
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Der in 1 in einer Explosionsdarstellung gezeigte Drehschalter 1 für Gleichspannungen, vorzugsweise größer oder gleich 24V, umfasst eine nachfolgend als Trägerscheibe bezeichnete erste Funktionsplatte 2 zwischen einer oberen zweiten Funktionsplatte 3 und einer unteren dritten Funktionsplatte 4. Die Trägerplatte 2 ist um eine in Axialrichtung A verlaufende Drehachse 5 zwischen den beiden stationären Funktionsplatten 3 und 4 drehbeweglich gelagert. Die Funktionsplatten 2, 3, 4 sind im zusammengesetzten Montagezustand paketartig aneinander angeordnet und zusammengesetzt (4).
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Oberhalb der oberen (zweiten) Funktionsplatte 3 und unterhalb der unteren (dritten) Funktionsplatte 4 befinden sich Platinen 6 bzw. 7. Die Platinen 6, 7 sind im Ausführungsbeispiel rechteckig bzw. quadratisch mit jeweils einer abgeschnittenen Ecke ausgeführt. Auf der der jeweiligen Funktionsplatte 3, 4 zugewandten Platinenoberseite 6a, 7a sind auf der jeweiligen Platine 6, 7 stationäre Kontakte 8 in Form in sich federnder Blechstreifen mit quer zur Streifenlängsrichtung abgebogenen Kontaktlaschen (Kontaktfedern) 8a angeordnet. Bei der oberen Platine 6 ist einer der stationären Kontakte 8 heraus gezeichnet. Anhand dieses stationären Kontaktes 8 sowie des diametral gegenüberliegenden stationären Kontaktes 8 der unteren Platine 7 ist erkennbar, dass die Kontaktlaschen 8a gegensinnig (spiegelverkehrt) gebogen sind. Auf den Platinen 6, 7 befinden sich jeweils vier kreuzförmig und zueinander rechtwinklig angeordnete stationäre Kontakte 8.
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Die Trägerscheibe (erste Funktionsplatte) 2 besteht im Wesentlichen aus kreisringförmigen Plattenabschnitten 2a, zwischen denen Freiräume 2b zur Aufnahme von Kontaktelementen 9 angeordnet sind. Die kreisringförmigen Plattenabschnitte 2a sind von einer radial inneren Ringwand 10 und einer hierzu in Radialrichtung R beabstandeten äußeren Ringwand 11 umschlossen. Die beiden Ringwandungen 10, 11 sind vorzugsweise umfangsseitig umlaufend geschlossen. Im Bereich der Freiräume 2b sind an die innere Ringwand 10 kreuzförmig und zueinander rechtwinklig angeordnete radiale Trägerstege 12 angeformt, die sich im Bereich der zentralen Drehachse 5 kreuzen und dort einen Wellenschaft 13 mit einer abgeflachten Langlochöffnung (Wellenöffnung) 14 (5) zur Aufnahme einer Schaltwelle zum Drehantrieb der Trägerscheibe 2 bilden. Im Bereich der Freiräume 2b sind an die äußere Ringwand 11 radial einwärts gerichtete Hebelaschen 2c angeformt, welche die Freiräume 2b axial beabstandet zumindest teilweise überdecken.
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Die ebenso wie die Trägerplatte 2 aus Isolierstoff, vorzugsweise aus Keramik, bestehenden äußeren Funktionsplatten 3, 4 weisen ebenfalls kreisringförmige Plattenabschnitte 3a, 4a auf, zwischen denen wiederum zueinander um 90° versetzt Aussparungen 3b, 4b vorgesehen sind. Diese fluchten im zusammengesetzten Montagezustand mit den Freiräumen 2b der Trägerplatte 2 in Axialrichtung A, sind also mit diesen in Überdeckung.
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Im Montagezustand greifen die stationären Kontakte 8 mit deren Kontaktlaschen 8a in die Aussparungen 3b, 4b der oberen und unteren Funktionsplatte 3 bzw. 4 ein und kontaktieren die als Kontaktplättchen ausgeführten Kontaktelemente 9 beidseitig mit einem durch die Federwirkung der Kontaktlaschen 8a bedingten Kontaktdruck, der in Axialrichtung A wirkt. Mit anderen Worten werden die trägerseitigen Kontaktelemente 9 mit den jeweiligen stationären Kontakten 8 bzw. deren Kontaktlaschen 8a axial kontaktiert.
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Beim Schalten des Drehschalters 1 in der in 1 angedeuteten Drehrichtung 15 werden die Kontaktelemente 9 infolge der entsprechenden Drehbewegung der Trägerplatte 2 in durch die kreisförmigen Plattenabschnitte 2a, 3a, 4a gebildete kreisbogenförmige Schaltkammerabschnitte 16 auf entsprechend kreisbogenförmigen Bahnen geführt. Kreisbogenförmige Freiräume 3c im Bereich der Plattenabschnitte 3a der oberen Funktionsplatte 3 dienen hierbei zur Aufnahme und freien Beweglichkeit der Hebelaschen 2c der Trägerscheibe 2.
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Die 2 bis 4 zeigen den Drehschalter 1 ohne Platinen 6, 7 in unterschiedlichen Ansichten. Dabei zeigt 2 den Drehschalter 1 mit Blick auf die der oberen Platine 6 zugewandte Oberseite der oberen (zweiten) Funktionsplatte 3. Diese weist dort wiederum radial verlaufende und zueinander rechtwinklige Freiräume 3d auf, in denen im zusammengesetzten Montagezustand die streifenartigen stationären Kontakte 8 einliegen.
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Analog zeigt 3 den Drehschalter 1 mit Blick auf die der unteren Platine 7 zugewandte Unterseite der unteren (dritten) Funktionsplatte 4. Auch in diese sind wiederum radial verlaufende und zueinander rechtwinklige Freiräume 4d eingebracht, in denen die der unteren Platine 7 zugeordneten, streifenförmigen, stationären Kontakte 8 aufgenommen sind.
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Zudem weist die untere Funktionsplatte 4 analog zur oberen Funktionsplatte 3 kreisbogenförmige Freiräume 4c auf. Diese schließen ebenso wie die Freiräume 3c der oberen Funktionsplatte 3 mit einer Schmalseite an jeweils eine der Aussparungen 3b, 4b der jeweiligen Funktionsplatte 3, 4 an. Die gegenüberliegende Schmal- oder Stirnseite 3e, 4e des jeweiligen greifbogenförmigen Freiraums 3d, 4d der jeweiligen Funktionsplatte 3, 4 definiert die azimutale Begrenzung des jeweiligen Schaltkammerabschnitts 16 des Drehschalters 1.
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Zusätzlich zu den in den entsprechenden Freiraum 3c, 4c geführten, radial einwärts orientierten Hebelaschen 2c sind axial beabstandet gegenüberliegend weitere Hebelaschen 2d vorgesehen. Diese weiteren Hebelaschen 2d sind gemäß 6 im Bereich der Freiräume 2b der Trägerplatte 2 an deren innere Ringwand 10 angeformt und unter teilweiser Überdeckung des jeweiligen Freiraumes 2b radial nach außen gerichtet (orientiert).
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Die Hebelaschen 2c, 2d im Bereich der die Kontaktelemente 9 aufnehmenden Freiräume 2b der Trägerscheibe 2 sind dazu vorgesehen, die stationären Kontakte 8 und hierbei deren Kontaktlaschen 8a im in 4 gezeigten Einschaltzustandes des Drehschalters 1 an die mit der Trägerscheibe 2 bewegten Kontaktelemente 9 heranzuführen und den gewünschten Kontaktdruck aufzubauen. Mit anderen Worten dienen die Hebelaschen 2c, 2d zum Anheben der stationären Kontaktelemente 8, 8a an die jeweils zugeordneten, mittels der Trägerscheibe 2 bewegten Kontaktelemente 9.
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4 zeigt eine Seitenansicht des Drehschalters 1 ohne Platinen 6, 7 mit Blick auf einen Schnitt entlang der Linie IV-IV und hierbei in den entsprechenden Freiraum 2b der Trägerplatte 2 inklusive der korrespondierenden Ausschnitte 3b, 4b der oberen und unteren Funktionsplatte 3, 4. Erkennbar bilden in dem jeweiligen Freiraum 2b die das dortige, trägerseitige Kontaktelement 9 beidseitig kontaktierenden stationären Kontakte 8 aufgrund deren spiegelverkehrt gebogenen Kontaktlaschen 8a einen sich V-förmig in Drehrichtung 15 der Trägerscheibe 2 erweiternden Kontaktbereich. Aus diesem wird das jeweilige Kontaktelement 9 im Zuge der entsprechenden Drehbewegung der Trägerplatte 2 gegenüber den stationären Funktionsplatten 3, 4 auf einer entsprechenden Kreisbahn in den jeweiligen Schaltkammerabschnitt 16 geführt. Demzufolge erfolgt zeitgleich eine Kontakttrennung aller (beweglichen) Kontaktelemente 9 von den zugeordneten stationären Kontakten 8. In der in 4 gezeigten Schließstellung des Drehschalters 1 kontaktieren somit jeweils zwei stationäre Kontakte 8 mit einem einzelnen zugeordneten Kontaktelement 9, sodass jeweils ein bewegliches Kontaktelement 9 mit zwei stationären Kontakten 8 zwei Kontaktpaare oder Kontaktstellen einer diesem Kontaktelement 9 zugeordneten Kontaktgruppe bildet.
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Die 5 und 6 zeigen die Trägerscheibe (erste Funktionsplatte) 2 mit Blick auf die der oberen Funktionsplatte 3 zugewandte Plattenseite. Lediglich im Bereich des in 5 und 6 linken trägerscheibenseitigen Freiraums 2b sind bei entnommenem Kontaktelement 9 die beiden radial entgegengerichteten und zueinander axial beabstandeten Hebelaschen 2c und 2d bezeichnet.
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Wie aus 6 vergleichsweise deutlich ersichtlich ist, ist die Plättchendicke (axiale Abmessung) des in 6 rechts dargestellten und in den entsprechenden Freiraum 2b eingelegten Kontaktelementes 9 an die Scheibendicke der Trägerscheibe 2 im Bereich der kreisringförmige Plattenabschnitte 2a angepasst und dieser gleich. Die Plättchendicke der Kontaktelemente 9 entspricht somit vorzugsweise der axialen Abmessung (Scheibendicke) der Trägerscheibe 2 in deren Scheibengrundgeometrie ohne Ringwände 10, 11 und ohne zentralem Wellenschaft (Schaltwellenschaft) 13. Da die Hebelaschen 2c, 2d die Kontakte 8 lediglich im jeweiligen Kontaktbereich, also innerhalb des entsprechenden Freiraums 2b, 3c, 4c an die beweglichen Kontaktelemente 9 anheben, kann somit sicher gestellt werden, dass die Kontakte 8 bzw. deren Kontaktlaschen 8a den jeweiligen kreisbogenförmigen Plattenabschnitt 2a der Trägerscheibe 2 während einer Drehbewegung nicht berühren, so dass kein Metallabrieb im entsprechenden Schaltkammerabschnitt 16 zurückbleibt.
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7 zeigt die obere (zweite) Funktionsplatte 3 mit Blick auf die der oberen Platine 6 zugewandte Plattenoberseite. Erkennbar sind die kreuzförmig angeordneten Freiräume 3d, welche in die Aussparungen 3b einmünden und zur Aufnahme der stationären Kontakte 8 dienen. Ebenso ist vergleichsweise deutlich erkennbar, dass die kreisbogenförmigen Freiräume 3c der jeweiligen Plattenabschnitte 3a ebenfalls in jeweils eine der Aussparungen 3b einmündet beziehungsweise aus dieser ausmündet, sodass im Zuge einer Drehbewegung der Trägerschalter 2 die korrespondierende, radial äußeren Hebellaschen 2c in diesen kreisbogenförmigen Freiräumen 3c geführt sind.
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8 zeigt die obere Funktionsplatte 3 mit Blick auf die der Trägerscheibe 2 zugewandte Plattenseite. Erkennbar befindet sich zwischen den kreisbogenförmigen Plattenabschnitten 3a und einem zentralen Plattenabschnitt 3f eine umlaufende Ringnut 17. In diese greift im paketierten Montagezustand der Funktionsplatten 2, 3, 4 die radial innere Ringwand 10 der drehbeweglichen Trägerscheibe 2 berührungslos und mit möglichst geringem Spaltmaß ein. Durch diese konstruktive Maßnahme sind die Schaltkammerabschnitte 16 radial innenseitig geschlossen. Zusammen mit der radial äußeren Ringwand 11, welche die Schaltkammern 16 umfangsseitig verschließen, wird eine zuverlässige Kapselung eines im Zuge der Kontakttrennung in Folge einer Drehbewegung der Trägerscheibe 2 des Drehschalters 1 entstehenden Lichtbogens erzielt.
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9 zeigt die obere Funktionsplatte 3 in einer Schnittdarstellung entlang der Linie IX-IX in 8. Erkennbar ist im Bereich der Drehachse 5 in den zentralen Plattenabschnitt 3f der oberen Funktionsplatte 3 eine Durchgangsöffnung 18 eingebracht, in welche der Wellenzapfen 13 der drehbeweglichen Trägerscheibe 2 im zusammengesetzten Montagezustand hineinragt.
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Die 10 bis 12 zeigen analog zu den 7 bis 9 die untere (dritte) Funktionsplatte 4 mit Blick auf die der unteren Platine 7 zugewandten Unterseite (10) und mit Blick auf die der Trägerscheibe 2 zugewandten Plattenseite ( 11) sowie in einer Schnittdarstellung entlang der Linien Xl-Xl in 11 ( 12).
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Wie aus 10 erkennbar ist, sind die kreisbogenförmigen Freiräume 4c der entsprechenden Plattenabschnitte 4a zur Führung der radial inneren Hebelaschen 2d der Trägerscheibe 2 gegenüber den korrespondierenden kreisbogenförmigen Freiräumen 3c der oberen (zweiten) Funktionsplatte 3 radial nach innen versetzt. Auch münden wiederum die kreuzförmig und zueinander rechtwinklig verlaufenden radialen Freiräume 4d zur Aufnahme der stationären Kontakte 8 radial in die Aussparungen 4b ein. Aus diesen wiederum münden die kreisbogenförmigen Freiräume 4c zur Führung der radial inneren Hebelaschen 2d aus. Die kreisbogenförmigen Freiräume 4c enden azimutal - analog zu den kreisbogenförmigen Freiräumen 3c der oberen Funktionsplatte 3 - an Schmal- oder Stirnseiten 4e.
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Wie auf den 11 und 12 vergleichsweise deutlich ersichtlich ist, weist auch die untere Funktionsplatte 4 zwischen deren kreisbogenförmigen Plattenabschnitten 4a und einem zentralen Plattenabschnitt 4f eine umlaufende Ringnut 19 auf, in welcher die radial innere Ringwandung der Trägerscheibe 2 im zusammengesetzten Montagezustand berührungsfrei und mit geringem Spaltmaß einsitzt. Erkennbar ist auch hier im Bereich der Drehachse 5 in den zentralen Plattenabschnitt 4f der oberen Funktionsplatte 4 eine Durchgangsöffnung 20 eingebracht, in welche der Wellenzapfen 13 der drehbeweglichen Trägerscheibe 2 im zusammengesetzten Montagezustand hineinragt.
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13 zeigt eine der Platinen 6, 7 mit Blick auf deren der jeweiligen Funktionsplatte 3, 4 abgewandten Plattenunterseite 6b, 7b. Die Platinen 6, 7 bestehen beispielsweise aus Standardmaterial. Auf der jeweiligen Platine 6, 7 sind strichliniert angedeutete Stromführungspfade oder -bahnen 21 derart angeordnet, dass zwischen jedem stationären Kontakt (Kontaktstück) 8 und einem im Ausführungsbeispiel in der unteren rechten Ecke befindlichen Anschluss- oder Klemmbereich 22 die gleiche Bahnlänge gegeben ist. Je nach Verlauf und Anordnung der oder mehrerer Stromführungsbahnen 21 können die im Ausführungsbeispiel jeweils vier stationären Kontakte 8 in Reihe oder parallel verschaltet werden.
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Als Anschlag und/oder Drehwinkelbegrenzung für die Trägerscheibe 2 sind auf den in den 8 und 11 gezeigten und gemäß 1 der Trägerscheibe 2 zugewandten Plattenseiten im Ausführungsbeispiel dreieckförmige Abstandshalter oder Anlagekonturen 23 angeformt, an welchen die Trägerstege oder -speichen 12 der Trägerscheibe 2 bei Erreichen des definierten Drehwinkels im Zuge einer Kontaktöffnung des Drehschalters 1 anschlagen.
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Zum Antrieb der drehbeweglichen Trägerscheibe 2 zwischen den stationären Funktionsplatten 3 und 4 kann ein Elektromotor dienen, dessen Motor- oder Schaltwelle entlang der zentralen Drehachse 5 über die zentrale Durchgangsöffnung 18 der oberen Funktionsplatte 3 oder über die korrespondierende Durchgangsöffnung 20 der unteren Funktionsplatte 4 in oder über die langlochartige Wellenöffnung 14 der zentralen Trägerscheibe 2 geführt ist. Dadurch ist lediglich die Trägerscheibe 2 mit dem beispielsweise modular ansteckbaren Elektromotor wellenfest gekoppelt.
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Die Erfindung ist nicht auf das vorstehend beschriebene Ausführungsbeispiel beschränkt. Vielmehr können auch andere Varianten der Erfindung von dem Fachmann hieraus abgeleitet werden, ohne den Gegenstand der Erfindung zu verlassen. Insbesondere sind ferner alle im Zusammenhang mit dem Ausführungsbeispiel beschriebenen Einzelmerkmale auch auf andere Weise miteinander kombinierbar ohne den Gegenstand der Erfindung zu verlassen.
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So können die trägerplattenseitigen Kontaktelemente 9 auch stoffschlüssig mit der drehbeweglichen Trägerscheibe 2 verbunden sein. Zudem können die Kontaktelemente 9 von der dargestellten eckigen Form abweichende geometrische Formen, beispielsweise eine ovale oder kreisrunde Form, aufweisen. Ebenso können die stationären Kontakte 8 fest mit den zugeordneten Funktionsplatten 3, 4 verbunden sein, wobei dann die Platinen 6, 7 auch entfallen könnten.
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Des Weiteren können mehr als die im Ausführungsbeispiel gezeigten vier Kontaktbaugruppen vorgesehen sein. Auch können lediglich zwei Kontaktbaugruppen vorgesehen sein. Ferner können insbesondere bei der Ausführung mit plättchenartigen Kontaktelementen 9 auch nur einige der verfügbaren Freiräume 2b der drehbeweglichen Trägerscheibe 2 mit einem Kontaktelement 9 belegt sein.
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Anstelle der bevorzugten kreisförmigen Funktionsplatten 2, 3, 4 können diese, beispielsweise die obere Funktionsplatte 3 und die untere Funktionsplatte 4, auch
- - abweichend von der Kreisform - mehreckig ausgeführt sein. Des Weiteren können die Platinen 6, 7 anstelle der dargestellten mehreckigen Ausführung auch ebenfalls kreisrund gestaltet sein.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Drehschalter
- 2
- erste Funktionsplatte/Trägerscheibe
- 2a
- kreisbogenförmiger Plattenabschnitt
- 2b
- Freiraum
- 2c
- (äußere) Hebe-/Hebellasche
- 2d
- (innere) Hebe-/Hebelasche
- 3
- zweite (obere) Funktionsplatte
- 3a
- kreisbogenförmiger Plattenabschnitt
- 3b
- Aussparung
- 3c
- Freiraum
- 3d
- Freiraum
- 3e
- Schmal-/Stirnseite
- 3f
- zentraler Plattenabschnitt
- 4
- dritte (untere) Funktionsplatte
- 4a
- kreisbogenförmiger Plattenabschnitt
- 4b
- Aussparung
- 4c
- Freiraum
- 4d
- Freiraum
- 4e
- Schmal-/Stirnseite
- 4f
- zentraler Plattenabschnitt
- 5
- Drehachse
- 6
- Platine
- 6a
- Platinenoberseite
- 6b
- Platinenunterseite
- 7
- Platine
- 7a
- Platinenoberseite
- 7b
- Platinenunterseite
- 8
- stationärer Kontakt
- 8a
- Kontaktlasche/-feder
- 9
- (bewegliches) Kontaktelement
- 10
- innere Ringwand
- 11
- äußere Ringwand
- 12
- Trägersteg/-speiche
- 13
- Wellen-/Schaltwellenschaft
- 14
- Langloch-/Wellenöffnung
- 15
- Drehrichtung
- 16
- Schaltkammerabschnitt
- 17
- Ringnut
- 18
- Durchgangsöffnung
- 19
- Ringnut
- 20
- Durchgangsöffnung
- 21
- Stromzuführungsbahn/-pfad
- 22
- Kontakt-/Klemmbereich
- 23
- Abstandshalter/Anlagekontur
- A
- Axialrichtung
- R
- Radialrichtung
