DE1225738B - Kugelschalter - Google Patents

Description

• Kugelschalter Die Erfindung bezieht sich auf einen Kugelschalter, bei dem die Gehäuse von Mikroschaltern als Abstandhalter zwischen zwei Platten angeordnet sind, von denen die hintere Platte einen Innenkegel für die Führung des Schaltstiels trägt, an dessen Ende eine unter dem Druck einer Feder stehende Kugel sitzt und axial verschieblich geführt ist, wobei die Stellung der Mikroschalter zwischen den beiden Platten je Schalter durch einen aus der Oberfläche einer Platte vorstehenden Butzen, der in ein Loch des Schaltergehäuses eingreift, gesichert ist.
• Mit Mikroschaltern ausgerüstete Kugelschalter dienen für Steuerstrom.
• Man kennt bereits Kugelschalter, bei denen die Steuerung jedes Mikroschalters mittels eines elastischen Zwischengliedes erfolgt, das den vom Hebel des Kugelschalters in einer Richtung zurückgelegten Weg stark verkleinert überträgt, wie dies für die Betätigung der Mikroschalter erforderlich ist. Mikroschalter haben einen sehr kurzen Schaltweg, und hierin liegt die Schwierigkeit der Verwendung derselben als auswechselbare Schaltkammer an Kugelschaltern der Kreuzschalterart. Die bisher für die erforderliche Anpassung der Schaltwege benötigten Blattfedern sind aber ein ziemlich unzuverlässiger Bauteil. Ihre Halterung vor den Mikroschaltern ist nur kraftschlüssig. Dies ist besonders nachteilig, wenn der Schalthebel für die gleichzeitige Schaltung zweier Mikroschalter in die 451-Ebene einschwenkt, da sich dann die Federn verwinden. Dies kann una -"ünstigenfalls zu Störungen Anlaß sein. Um die Ein stellung dieser Federn auf die jeweilige Schaltebene zu ermöglichen, hat man die Zwischenfedem verhältnismäßig groß gemacht. Demzufolge ist ein zusätzlicher Raumbedarf für den Einbau der Federn erforderlich. Es ist nachteilig, daß die Abmessungen des bekannten Kugelschalters im Vergleich zu der Kleinheit der verwendeten Mikroschalter sowohl in axialer als auch in radialer Richtung verhältnismäßig groß sind.
• Die Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, einen besonders kleinen und flachen Kugelschalter, der mit Mikroschaltern bestückt ist, zu schaffen und ün Zusammenhang hiermit elastische Zwischenglieder zur Betätigung der Mikroschalter zu vermeiden.
• Zur Lösung dieser Aufgabe wird nicht wie bisher der von dem Schalthebel in einer Richtung zurückgelegte Weg durch elastische Zwischenglieder stark verkleinert auf die Mikroschalter übertragen, sondern dieser Weg wird dem Schaltweg der Schalterstößel angepaßt, so daß der Schaltstiel jetzt unmittelbar auf die Mikroschalter wirken kann. Dies wird erfindungsgemäß dadurch ermöglicht, daß die Schaltergehäuse der Mikroschalter unmitt Ibar gegen die Frontplatte des Kugelschalters, in welcher die Gelenkk-ugel des Schaltstiels dicht über den Mikroschaltern lagert, anliegen, wobei die Schalterstößel der Mikroschalter über dem Führungskegel stehen und eine schmale Ringwulst des Schaltstiels in dessen Nullstellung beaufschlagen. Auf diese Weise erhält man einen Kugelschalter mit einem stark verkleinerten Schwenkradius, dessen Schaltstiel die Schaltbewegung unmittelbar in jeder Schaltebene auf den oder die angesteuerten Mikroschalter überträgt. Der neue Kugelschalter ist gegenüber den vorbekannten erheblich vereinfacht, seine Bauhöhe ist wesentlich niedriger und der benötigte Einbauraum geringer als bisher. Außerdem ist die etwaige Auswechslung der Mikroschalter durch den Fortfall der elastischen Zwischengheder vereinfacht.
• Eine zweckmäßige Weiterbildung der Erfindung besteht darin, daß die hintere Führungsscheibe außerhalb des Führungskegels bis an den Rand desselben ebenflächig ist und die Schaltergehäuse den Rand des Führungskegels etwa tangieren. Hierdurch wird das Heranrücken der Mikroschalter an den in seiner neutralen Stellung stehenden Schaltstiel ermöglicht, so daß die Schaltergehäuse die kegelige Vertiefung sogar überschneiden können. Man kann auf diese Weise den zur Verfügung stehenden Raum bis zu einer quadratischen Anordnung der Mikroschalter ausnutzen, was wiederum zu geringeren Ab- messungen des Schalters in radialer Richtung führt. Dazu trägt ferner auch bei, daß die Druckfeder, welche die Rastkugel am Ende des Schaltstiels beaufschlagt, innerhalb des Schaltstiels in einer Bohrung desselben angeordnet ist. Dies fährt zu einer weiteren Verringerung an Bauteilen und zu einer Vereinfachung des Schalters. Der erfmdungsgemäße Kugelschalter läßt sich durch den Anbau eines Nullstellungssehälters hinsichtlich seinerSchaltmöglichkeiten erweitern.Merzu kann vorteilhaft die hintere Führungsscheibe für eine weitere Kugel auf ihrer Rückseite eine Aufnahmebohrung aufweisen, deren Durchgangsöftriung zu der kegelförmigen Vertiefung, dem Führutigskegel, verengt ist, wobei die obere Kugel und die darunter befindliche weitere Kugel miteinander in Berührung sind und einen auf der Rückseite der Führungsscheibe befestigten Nullstellungsschalter betätigen. Hierzu sind zweckmäßig die Frontplatte, die Mikroschalter und die hintere Führungsscheibe sowie etwaige Befestigungslaschen für Haltewinkel des INTullstellungsschalters mittels durchgehender Verbindungsschrauben miteinander fest verbunden. Hierdurch wird der Vorteil erzielt, daß lediglich mit insgesamt vier Verbindungsschrauben, welche je eine für die Halterung der Mikroschalter bestimmt sind, der Zusammen au des Kugelschalters möglich ist.
• Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Kugelschalters besteht darin, daß die Aufnahme der Frontplatte für die Lagerpfanne der Gelenkkugel eine an den vier Ecken -abgerundete, quadratische Durchgangsöffnung für den Schaltstiel aufweist, deren Seitenwände nach außen abgeschrägt sind und die Schwenkendstellungen des Sohaltstiels begrenzen, auch in den Diagonalrichtungen, in denen zwei Schalterstößel durch die Ringwalst gleichzeitig betätigbar sind. Hierdurch wird eine genaue Wegbegrenzung des Schaltstiels erreicht, die für die richtige unmittelbare Betätigung der Schalterstößel - der Mikröschalter eiwünscht ist, weil die sonst üb# lichen elastischen Zwischenglieder jetzt fehlen. Durch die Amchlagbegrenzung des Schaltstiels sind die meist empfindlichen Mikroschalter hinreichend gegen Beschädigungen beim Schalten geschützte Andererseits ist die Gewähr dafür gegeben, daß die Mikroschalter in allen Schaltstellungen des Schal& stiels auch richtig betätigt werden.
• Der Gegenstand der Erfindung ist in der Zeichnung beispielsweise dargestellt, und zwar zeigt F i g. 1 den Kugelschalter im Schnitt in natürlicher Größe, # F i g. 2 eine Ansicht des Kugelschälters von unten, ohne die untere Führungsscheibe, in Richtung II-II der Fig. 1, F i g. 3 eine Aufsicht auf den Kugelschalter in Richtung III-111 der F i g. 1" F i g. 4 den Kugelschalter nach F i g. 1 in vergrößerter Darstellung mit Nullstellungssehalter in! Maßstab 2 - 1, F i g# 5 die Stellung des Schaltstiels für eine Kombinationsschaltung, F i g. 6 die kegelförmige Vertiefung, den Führungskegel, der Führungsscheibe nach F i g. 1 und 4 in vergrößertem Maßstab, F i g. 7 eine andere Ausführungsform der kegel.-förmigen Vertiefung mit Rasten in vergrößertem Maßstab und F i g, 8 die Führungsscheibe nach F i g# 7 in natürlicher Größe.
• Der Schaltstiel 1 des Kugelschalters trägt die Gelenkkugel 71, die in der Lagerpfanne 3 lagert, die in eine Aufnahme 4 der Frontplatte 5 des Kugelschalters eingesetzt ist. Der Schaltstiel 1 ist mit einem Schrwnpfschlauch 6 überzogen, wodurch die sonst übliche Vernickelung oder Verch-römung entfäl1 In die Proiltplatte 5 sind Muttern 1 e-ingöpreßt, die für die Befestigung des Kugelschalters dienen.
• Die Frontplatte5 hat an ihrer Oberseite Vertiefungen 8, die durch Rippen 9 voneinander abgegrenzt sind. Die Vertiefungeng dienen zur Auf-.nahme der Srhraiibeükbpfe10 von Verbiadung9-schrauben 11, deren Muttern mit 12 bezeichnet sind. Diese Verbindungsschrauben 11 führen durch Löcher 13, die in dem Schaltergehäuse 14 der Mikroschalter 15 vorhanden sind, hindurch und pressen die Innenseite der Frontplatte 5 und der hinteren Führungsscheibe 16 gegen die obere und untere flache Seite der Schaltergehäuse 14 der Mikroschalter 15, die somit als Abstandhalter wirken, so daß keine leere Bauhöhe mehr vorhanden ist. Die Führungsscheibe 16 hat eine zentrale, kegelförmige Vertiefung, den Pührungskegel 17, Der Kegelwinkel beträgt etwa 1200 und ist so groß, daß er in keiner Schwen1-stellung des Schaltstielsl zwecks Rückführung desselben in die Nullstellung Selbsthemmend ist. Der Schaltweg der Kugel 18, die in eine Böhrung 19 des Schaltstiels 1 etwa zur H älfte eingreift und von einer im Schaltstiel 1 eingesetzten Druckfeder 20 beaüfschlägt wird, ist verhältnismäßig gering und geht nicht über den unteren Führungskegel hinaus. Die Erweitefung 17 a des Führungskegels wird von der Kugel 18 nicht erreicht und ist zu dem Zweck vorhanden, um ein Aufsetzen des Stielendes auf die Mantelfläche des Führungskegels 17 in der Schwenkendstellung zu vermeiden. Die E- rweitettitig 17 a des Führungskegels 17 ist somit nur eine !Freiarb6itunId-.
• Auf dem Schaltstiel 1 ist in der Höhe der Schalterstößel 21 eine Ringwulst 22 befestigt, die hälbkreis# förn:fig abgerundet ist, so daß Punktberührufig zwischen ihr und dem Schalterstößel 11 in jeder Stellung des Schaltstiels 1 vorhanden- ist. Diese Föringestaltung ist besonderg deshalb vorteilhaft, weil ja der Kugelschalter auch Kömbiliätionsschaltungen durch gleichzeitige Betätigung zweier einzelner Miktöschalter 15, wie in 17 i g. 5 dargestellt, ausführen söll.
• Das Schaltergehäuse 14 jedes Mikroschälters hat zwei Bahrungen 13, nie eine, dient als Durchgangs# öffnung für die Verbindungsschtaube 11 und die andere zur Aufnahme eines an der Frontplatte 5 sitzenden Butzens 23. Insgesamt sind vier solcher Butzen 23 vorhanden. Verbindungsschrauben 11 und Butzen 23 fixieren die Stellungen der vier einzelnen Mikroschalter 15, die solche mit Sprungschaltutig sind.
• Die hintere Führungsscheibe 16 ist außerhalb des Führungskegels 17, 17 a bei 24 ebenflächig. In diesem Bereich liegt sie gegen die Unterseite der Schaltergehäuse 14 der einzelnen Mikroschalter, 15 an, Die Führungsscheibe 16 hat auf ihreir Unterseite einen zylindrischen Ansatz 25 und um diesen herum eine Vertiefung 26 mit vier nach unten etwas vorstehenden Butzen 27. In den Vertiefungen liegen die Füße 28 von zwei Haltewinkeln 29 an, die durch Befestigungslaschen 30 mittels der Verbindungs# schrauben11 und Mutterii12 befestigt sind. Die Befestigungslaschen haben Durchgaiigslöcher 31 und 32 für die Verbindungsschraube 11 und zur Aufnahme der Butzen 27, Der Nullstellungsschalter 33 ist zwischen den Haltewinkeln 29 beispielsweise durch Vernieten befestigt. Sein Schaltstößel 34 wird durch eine zweite Kugel 39- beaufschlagt, die auf ihrer Rückseite im Ansatz 25 eine Aufilahfn6bohrung 36 für diese Kugel aufweist. Die Durchgangsöffnung 37 zu dem Führungskegel 17 ist gegenüber dem Durchmesser der Aufnahmebohrung 36 verengt. Die Kugeln 18 und 35 sind miteinander in Berührung. In der Nullstellung des Schaltstiels 1 wird der Nullstellungsschalter 33 durch die zweite Kugel 35 betätigt. Sobald der Schaltstiel 1 aus der Nullstellung heraus ist, nimmt der Schaltstößel 34 die in F i g. 4 gestrichelt gezeichnete Stellung ein, in welcher der Nullstellungsschalter seine zweite Momentschaltstellung hat.
• Gemäß einer weiteren Ausführungsform nach F i g. 7 und 8 hat der Führungskegel 17 insgesamt acht kugelkalottenförinige Vertiefungen 38 für acht Raststellungen des Schaltstiels 1 und außerdem die zentrale Durchgangsöffnung 37, welche die Raststellung für die Nullstellung des Schaltstiels 1 ergibt.
• Die Lagerpfanne 3 der Gelenkkugel 2 liegt zweckmäßig oberhalb der Unterseite der Frontplatte 5 innerhalb eines zylindrischen Führungsansatzes 39, der eine Durchgangsöffnung 40 für den Schaltstiel 1 aufweist, deren Seitenwände 41, sich nach außen erweiternd, abgeschrägt sind. Die Durchgangsöffnung 40 hat eine quadratische Grundform und ist an den vier Ecken abgerundet, wie es dem Durchmesser des Schaltstiels 1 entspricht. Sie begrenzt die Schwenkendstellungen des Schaltstiels 1 in den acht Schaltstellungen.
• Die Rückführung in die Nullstellung wird ohne zusätzliche Elemente, wie Rückstellfedern, erreicht. Für die Rückführung ist allein die in dem unteren Ende des Schaltstiels 1 eintauchende Kugel 18 maßgebend. Durch richtige Wahl des Führungskegels 17 rollt die Kugel, die einen Durchmesser von beispielsweise 5 mm hat, automatisch immer nach Null. Auch wenn der Kugelschalter mit einem NullsteRungsschalter versehen ist, stellt sich der Schaltstiel 1 immer auf Null ein, weil als Übertragungsglied zum Nullstellungsschalter wieder eine Kugel, die in diesem Falle einen Durchmesser von 4 mm aufweist, vorgesehen ist. Der gesamte Kugelschalter wird nur mit vier Verbindungssehrauben 11 zusammengehalten und ist sehr schmal und klein, so daß er sich auch dort zum Einbau eignet wo bisher Kugelschalter wegen ihrer Größe nicht verwendbar waren, was dann vorteilhaft ist, wenn der Kugelschalter beispielsweise Steuerstrom schaltet.
• Stirnseitig trägt der Führungsansatz 39 Markierungen 42 für die einfachen und die Kombinationsstellungen des Schaltstiels 1.

Claims (4)

1. Patentansprüche: 1. Kugelschalter, bei dem die Gehäuse von Mikroschaltern als Abstandhalter zwischen zwei Platten angeordnet sind, von denen die hintere Platte einen Innenkegel für die Führung des Schaltstiels trägt, an dessen Ende eine unter dem Druck einer Feder stehende Kugel sitzt und axial verschieblich geführt ist, wobei die Stellung der Mikroschalter zwischen den beiden Platten je Schalter durch einen aus der Oberfläche einer Platte vorstehenden Butzen, der in ein Loch des Schaltergehäuses eingreift, gesichert ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltergehä-Lise(14) der Mikroschalter(15) unmittelbar gegen die Frontplatte(5) des Kugelschalters, in welcher die Gelenkkugel(2) des Schaltstiels(1) dicht über den Mikroschaltern (15) lagert, anliegen, wobei die Schalterstößel (21) der Mikroschalter über dem Führungskegel (17) stehen und eine schmale Ringwulst (22) des Schaltstiels in dessen Nullstellung beaufschlagen.
2. 2. Kugelschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die hintere Führungsscheibe (16) außerhalb des Führungskegels (17) bis an den Rand desselben ebenflächig (24) ist und die Schaltergehäuse (14) den Rand des Führungskegels etwa tangieren.
3. 3. Kugelschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckfeder (20), welche gegen die Kugel (18) am Ende des Schaltstiels (1) drückt, innerhalb desselben in einer Bohrung (19) angeordnet ist.
4. 4. Kugelschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die hintere Führungsscheibe (16) für eine weitere Kugel (35) auf ihrer Rückseite eine Aufnahmebohrung (36) aufweist, deren Durchgangsöffnung (37) zu der kegelförmigen Vertiefung, dem Führungskegel (17), verengt ist und die beiden Kugeln (18 und 35) miteinander in Berührung sind und einen auf der Rückseite der Führungsscheibe (16) befestigten Nullstellungsschalter (33) betätigen. 5. Kugelschalter nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die Frontplatte (5), die Mikroschalter (15) und die hintere Führungsscheibe (16) sowie etwaige Befestigungslaschen (30) für Haltewinkel (29) des Nullstellungsschalters (33) mittels durchgehender Verbindungsschrauben (11) miteinander fest verbunden sind. 6. Kugelschalter nach Ansprach 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufnahme (4) der Frontplatte (5) für die Lagerpfanne (3) der Gelenkkugel (2) eine an den vier Ecken abgerundete quadratische Durchgangsöffnung (40) für den Schaltstiel (1) aufweist, deren Seitenwände (41) nach außen abgeschrägt sind und die Schwenkendstellungen des Schaltstiels begrenzen, auch in den Diagonalrichtungen, in denen zwei Schalterstößel (21) durch die Ringwulst (22) gleichzeitig betätigbar sind. In Betracht gezogene Druckschriften: Französische Patentschrift Nr. 1287 440; österreichische Patentschrift Nr. 229 399.