DE1228699B - Umschalter mit mehreren stirnseitig gekoppelten Schaltraedern - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. α.:

HOIh

Deutsche Kl.: 21c-39/01

Nummer: 1228 699

Aktenzeichen: E 23052 VIII d/21 c

Anmeldetag: 18. Juni 1962

Auslegetag: 17. November 1966

Die Erfindung betrifft einen Umschalter, bestehend aus einem Schaltergehäuse, einer zentrisch und drehbar darin gelagerten Welle, welche von außen mittels eines Drehknopfes betätigt werden kann, mit mehreren frei drehbar auf der Welle nebeneinander gelagerten scheibenförmigen Schalträdern, die stirnseitig derart miteinander gekoppelt sind, daß sie im Bereich des Kreisumfanges bis auf einen Anschlag gegeneinander drehbar sind, mit einem Satz nebeneinanderliegender elektrischer Bürsten, die auf einer an der Gehäuseinnenwand angebrachten Montageplatte befestigt sind und paarweise auf den Umfangflächen der Schalträder liegen, wobei in der Schaltstellung der Schalträder die Bürsten auf im Radumfang eingelassenen Schaltsegmenten liegen und die Schaltstellung der Räder durch Drehen der Welle vom Drehknopf aus bewirkt wird, indem ein auf der Welle sitzender Betätigungshebel an einem Anschlag des äußersten Schaltrades angreift.

Bei einem bekannten Schalter dieser Ausführung sind die Schalträder aus einem Isolationsstoff, die Schaltsegmente dagegen aus einem leitenden Werkstoff. Damit kommt der elektrische Kontakt erst in der Schaltstellung der Räder zustande. Der Stromzufluß ist sonst unterbrochen. Demzufolge sind die aus Einzelteilen bestehenden Bürsten paarweise in Reihe geschaltet. Besondere Stromzuleitungen sind bei dieser Ausführung erforderlich.

Ein anderer, ähnlicher Schalter weist ein Gehäuse aus Isoliermaterial und vier Schalträdern aus dem gleichen Werkstoff auf, die auf einer Metallwelle befestigt und drehbar sind. Beide Seiten der Schalträder sind mit Metallkontakten versehen, die für progressiven oder selektiven Kontakt mit Federkontaktßngern im Stromkreis durch Anschlußklemmen an eine elektrische Energiequelle oder Betriebsspannung hergerichtet sind. Die Schalträder sind mit viereckigen Löchern auf eine Vierkantwelle gesteckt und können durch eine gefederte Sperrklinke in fünf Stellungen angehalten werden.

Erfindungsgemäß wird vorgeschlagen, daß die Schalträder aus einem elektrisch leitenden, die Schaltsegmente aus einem elektrisch nichtleitenden Werkstoff bestehen, daß für die Stromzuführung zu den Bürsten zwei flache Sammelschienen vorgesehen sind, welche mit einer isolierenden Zwischenschicht flach aufeinanderliegend an der Montageplatte angebracht sind, und daß von jeder Sammelschiene quer als angeformte Teile die Kontaktfinger ausgehen, von denen jeweils zwei von verschiedenen Sammelschienen ein Bürstenpaar bilden.

In weiterer Ausbildung der Erfindung sind die

Umschalter mit mehreren stirnseitig gekoppelten Schalträdern

Anmelder:

Electronic Security Corporation,

McMinnville, Oreg. (V. St. A.)

Vertreter:

Dipl.-Ing. H. Fritz, Patentanwalt,

Neheim-Hüsten, Feldstr. 52

Beanspruchte Priorität:
V. St. v. Amerika vom 27. September 1961
(141091)

Kontaktfinger schwach gekrümmt und verlaufen angenähert tangential zum Radumfang.

Es gehört auch zu der Erfindung, daß die Kontaktfinger mit V-förmig umgebogenen Enden in Zahnungen des Radumfanges rasten.

Die Ausführung nach der Erfindung hat den Vorteil, daß normalerweise der Strom fließt, und nur beim Erreichen der Schaltstellung wird der Strom unterbrochen. Diese Art der Schaltung ermöglicht es, die Kontaktfinger als angeformte Teile einer flachen Sammelschiene auszubilden. Das gesamte Bürstensystem besteht infolgedessen aus nur zwei Teilen, die unter Verwendung einer Isolationsschicht flach aufeinandergelegt sind und in einem Arbeitsgang befestigt werden können.

Der fast tangentiale Verlauf der Bürsten hat einen geringen Platzbedarf. Die festen Sammelschienen sind nicht so störanfällig wie die frei liegenden Kabel der bekannten Ausführung.

Im Gegensatz zu dem anderen bekannten Schalter kann der Schalter nach der Erfindung einzeln und selektiv in zahlreiche verschiedene Stellungen gedreht werden. Dem dient die anders ausgeführte Welle. Besonders vorteilhaft sind gegenüber der bekannten Ausführung auch die Kerben im Rand der Schalträder sowie die Anordnung der Sammelschienen mit den nach außen gerichteten Kontaktfingern. Zu beachten ist auch der geringere Durchmesser des Gehäuses der erfindungsgemäßen Ausführung.

Ein Ausführungsbeispiel des Umschalters nach der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt. Diese zeigt in

609 727/335

ί 228 699

F i g. 1 eine Vorderansicht eines gemäß der Erfindung hergestellten Umschalters;

F i g. 2 ist eine Seitenansicht der F i g. 1, in der ein Stück zur Erleichterung der Illustration weggebrochen ist und die gestrichelt Befestigungsmittel für den Schalter zeigt;

F i g. 3 ist eine Ansicht der rechten Seite der F i g. 2 in vergrößertem Maßstab und ohne den Befestigungsflansch;

F i g. 4 ist eine axiale Schnittansicht der F i g. 2 in vergrößertem Maßstab, in der Teile der Schalträder weggebrochen sind;

F i g. 5 ist eine perspektivische Ansicht einer Einzelheit des Leiterpaares und der damit zusammenhängenden Bürstenkontakte;

" F i g. 6 und 7 sind Vorder- bzw. Seitenansichten eines typischen Schaltrades;

F i g. 8 ist eine Seitenansicht einer abgeänderten Form der Erfindung und Befestigungsmittel dafür, in der Teile zum Zweck der klareren Illustration weggebrochen sind, und

Fig.9 ist die Ansieht einer Einzelheit im Schnitt in vergrößertem Maßstab ungefähr entlang der Linie 9-9 in Fig. 8.

Das Gehäuse 1 hat eine zylindrische Seitenwand 2, eine damit zusammenhängende Verschlußwand 3 und einen Befestigungsflansch 4. an seinem Vorderende und eine entfernbare Scheibe 5, die das Hinterende verschließt. Die Scheibe ist mit diametral entgegengesetzten Öffnungen 6 und einer sich nach oben öffnenden Ausnehmung,? versehen. Ähnlich sich gegenüberliegende Stumpen.8 mit innerem Gewinde sind in einem Stück mit der inneren Wand des Gehäuses angeordnet.

Auf Grund dieser Anordnung kann der Schalter, wie in Fig. 2 dargestellt, an einer Wand 10 oder einem ähnlichen Stützpunkt dadurch befestigt werden, daß das Gehäuse 1 durch eine Öffnung 11 durch die Wand ragt und sich der Befestigungsflansch 4 an der Außenseite der Wand abstützt. Der Schalter ist mittels eines im wesentlichen U-förmigen Trägers 13, durch dessen Joch 14 Bolzen 15 ragen, die in die Stumpen 8 eingeschraubt sind, an der Wand befestigt, Sicherungsmuttern 16 und 17 sind auf der Innen- und Außenseite des Trägerjoches 14 auf den Bolzen angebracht, und die Schenkel 20 des Trägers sind mittels Schrauben 21 an der Innenseite der Wand 10 festgemacht.

Eine runde, schaltradtragende Welle 25 (s. Fig. 4) ist, wie bei 24 gezeigt, in der vorderen Verschlußwand 3 des Gehäuses gelagert und hat, wie bei 26 und 27 gezeigt, an dem vorderen bzw. hinteren Ende einen quadratischen Querschnitt. Der Einstellknopf 28, der bei 29 entfernbar an dem Vorderende der Welle befestigt ist, trägt auf seinem Flansch 30 (F i g. 1) numerierte Markierungen (wie dargestellt), die mit einer feststehenden Markierung 31 am Rande des Befestigungsflansches 4 zusammenarbeiten können.

Eine Reihe von identischen Schalträdern 35, 36, 37 und 38 ist drehbar auf der Welle 25 montiert und wird durch den Betätigungshebel 40 auf deren quadratischem Ende 27 und durch den sich durch dieses Ende der Welle erstreckenden Splint 41 gehalten. Jedes Schaltrad hat allgemein die Form einer flachen Kreisscheibe, die für die drehbare Lagerung auf der Welle 25 eine zentrale Öffnung 42 besitzt,' sowie eine sich nach vorn öffnende ringförmige Ausnehmung 43 mit einer radial durch die Ausnehmung angeordneten Speiche, wie bei 45. Die entgegengesetzte oder rückwärtige Seite jedes Schaltrades ist mit einem Treibstift 50 versehen, und der Rand jeder Scheibe ist mit nebeneinanderliegenden Zahnungen 52 (V-Kerben) versehen, die zwischen sich jeweils Wälle mit dreieckigem Querschnitt einschließen.

Alle Schalträder sind aus Metall oder anderem leitendem Material hergestellt, wie es z. B. beim

ίο Gießen verwendet wird, und ihre Ränder sind mit einer Rille 55 versehen, die auf beiden Seiten, wie gezeigt, unterhöhlt ist, um durch Einpressen ein Segment 56 aus dielektrischem Material aufzunehmen, das auf seiner Außenseite mit quer verlaufenden V-Kerben 57 versehen ist, die in Form und Ausdehnung mit den V-Kerben in dem Schaltradrand übereinstimmen. Die innere oder Bodenoberfläche jedes Segmentes 56 ist mit einer Nase 56^4 für einen ähnlichen Eingriff in eine aufnehmende Ausnehmung

56Z? in der Bodenwand der Rille versehen, so daß' das Segment dadurch fest in der Rille verankert ist.' Eine halbzylindrische Befestigungsplatte 60. aus

dielektrischem Material, wie z. B. Kunstharz, hat eine Innenfläche 61 entlang einer Kreissehne und ist im Spritzgußverfahren hergestellt, so daß sie fest in den bogenförmigen Raum paßt, der zwischen den auf der Peripherie verteilten Stumpen 8 liegt. Die Befestigungsplatte wird in ihrer Lage festgehalten, wenn die Verschlußscheibe 5 mittels der Bolzen 15 an den Stumpen 8 befestigt wird.

Zwei Leiterschienen 65 und 66 (F i g. 5) sind mit dazwischenliegenden Isolatoren 67 übereinander angebracht (F i g. 4), haben über ihre gesamte Länge eine flache Gestalt und sind in einem Stück mit sich nach außen und unten erstreckenden gekrümmten, federnden Kontaktfingern 68 bzw. 69, die in gewinkelt geformte Spitzen enden, die mit der Winkelform der V-Kerben 52 und 57 übereinstimmen. Die rückwärtigen Enden 6SA und 66^4 der Leiterschienen sind seitlich auseinandergebogen, und elektrische Leiter 72 und 73 sind durch Löten od. ä. mit diesen Enden fest verbunden. Die Isolation 67 zwischen den Leiterschienen 65 und 66 besteht aus demselben Material wie die Montageplatte 60, und um die beiden Leiterschienen miteinander und mit der Befestigungsplatte zu verbinden, ist es nur nötig, einen heißen Kolben aufzulegen, um die Bauteile in ein einheitliches Ganzes zu verschweißen, oder die sich berührenden Oberflächen könnten mit einem geeigneten Klebstoff überzogen werden. Die Leiter 72 und 73 erstrecken sich durch die Ausnehmung 7 in der Scheibe 5 nach außen und liegen in einem geschlossenen Kreis mit einer nicht gezeigten elektrischen Stromquelle und z. B. mit einem nicht gezeigten, elektrischen, schloßbetätigenden Mechanismus, wie z. B. ein Solenoid und Kern oder so ähnlich, wobei der Kern dazu geeignet ist, als Verriegelungsbolzen zu dienen, wenn das Solenoid mit Strom beaufschlagt wird. Die Leiter könnten auch durch Leitband im Kreis der Alarmglocke eines Diebstahl-Alarmsystems liegen, so wie es in Juwelierladenfenstern, Kellern, Geldschränken u. ä gebraucht wird, wobei die Alarmglocke betätigt wird, wenn der Kreis gebrochen wird.

Die Leitschienen 65 und 66 sind wie oben dargestellt angebracht, nämlich so, daß ihre gewinkelten Spitzen immer in federndem Kontakt mit der Peripherie der zugehörigen Schaltradscheiben 35 bis 38

bleiben. Aus dem Vorstehenden geht offensichtlich klar hervor, daß ein elektrischer Kreis durch die Leiterschienen so lange geschlossen bleibt, wie zwei beliebige Kontaktfinger 68, 69 in Kontakt mit ihrem zugeordneten Schaltrad stehen, und daß der Kreis nur gebrochen werden kann, wenn alle Kontaktfinger in Kontakt mit den dielektrischen Segmenten 56 ihrer zugehörigen Schalträder sind. Ein derartiges Schließen und Öffnen des dielektrischen Kreises kann nur dadurch erzielt werden, daß die Schalträder auf ihrer Tragwelle 25 mittels des Einstellknopfes 28 relativ zueinander verdreht werden und dann nur durch jemand, der dazu bevollmächtigt ist und der die Zahl der Umdrehungen nach rechts oder links kennt, um die verschiedenen numerierten Markierungen auf dem Knopfflansch 30 in Übereinstimmung mit der feststehenden Markierung 31 auf dem Rand des Flansches 4 zu bringen.

Im Anfang werden der Knopf 28 und der Betätigungshebel 40 mehrere Male rotiert werden, um den Treibstift 50 von aufeinanderfolgenden Schalträdern, mit dem Schaltrad 38 anfangend, mit den Treibspeichern der danebenliegenden Schalträder in Wechselwirkung treten zu lassen, so daß aufeinanderfolgende Schalträder der Reihe nach »eingefangen« und zusammen mit dem Schaltrad 38 rotiert werden. Der erste Anschlag an der Markierung 31 hat den Erfolg, daß das dielektrische Segment 56 des ersten Schaltrades 35 mit den ihm entsprechenden Kontaktfingern 68 und 69 der Leiterschienen 65 bzw. 66 in Eingriff kommt und dadurch zunächst nur der Kreis durch diese beiden Kontaktfinger unterbrochen wird.

Das erste Schaltrad 35 wird nun durch die gewinkelten Spitzen der Kontaktfinger an der Umdrehung verhindert und mit den übereinstimmenden V-Kerben in dem dielektrischen Segment im Eingriff gehalten; der Knopf 28 wird daraufhin in der umgekehrten Richtung gedreht, aber eine Umdrehung weniger als zuvor, wodurch der Betätigungshebel 40 verursacht wird, sich zunächst von der einen Seite des Treibstiftes 50 des vierten vordersten Schaltrades frei zu machen und sich so weit umzudrehen, bis er mit der anderen Seite dieses Stiftes in Berührung kommt und dadurch die Treibspeiche 45 des Schaltrades 38 veranlaßt, den Stift 50 des dritten Schaltrades 37 einzufangen und dieses in der besagten umgekehrten Richtung zu drehen. Die Speiche 45 des Schaltrades 37 fängt dann den Stift 50 des zweiten Schaltrades 36 ein und dreht dieses, bis sein dielektrisches Segment 56 mit den Spitzen der ihm zugeordneten Kontaktfinger in Eingriff kommt und so an weiterer Umdrehung gehindert wird. Wenn die Schalträder 35 und 36 jetzt in der soeben erwähnten Stellung sind, ist der Kreis nacheinander durch die entsprechenden Kontaktfinger gebrochen worden. Eine Umdrehung des Knopfes 28 und des Betätigungshebels 40 in entgegengesetzter Richtung dreht das dritte Schaltrad 37 in einer ähnlichen Weise so, daß das dielektrische Segment und die entsprechenden Kontaktfinger in einer den Kreis öffnenden Stellung stehen. Die Umdrehung des Knopfes und des Betätigungshebels in der entgegengesetzten Richtung bringt schließlich das dielektrische Segment des hintersten Schaltrades 38 in die den Kreis öffnende Stellung relativ zu seinen zugehörigen Kontaktfingern, wodurch dann der Kreis durch die Leiterschienen 65 und 66 und die davon wegführenden Leiter 72 und 73 vollkommen unterbrochen wird.

Alle soeben beschriebenen Wahlvorgänge müssen zum Zweck ihrer Wirksamkeit gemäß der Nummernkombinationen ausgeführt werden, die dem Schalter als Ganzes zugeordnet sind, und diese Kombinationen können schnell und bequem geändert werden, indem der Betätigungshebel 41 und der Wählerknopf auf den entsprechenden quadratischen Enden der schaltradtragenden Welle 25 durch Umdrehen verstellt werden.

In einer abgeänderten Form der Erfindung, die in F i g. 8 und 9 gezeigt ist, kann die Nummernkombination in einem noch größeren Maße verändert werden, weil das Knopf ende 26^4 der schaltradtragenden Welle 25-4 die gezeigte Form oder sogar einen siebeneckigen, achteckigen oder einen sonstigen mehreckigen oder nicht kreisförmigen Querschnitt hat und in einem Ende einer übereinstimmenden

ao Kupplung 76 angebracht und, wie bei 75 dargestellt ist, fest damit verbunden ist, wobei das entgegengesetzte Ende der Kupplung einen quadratischen Querschnitt hat, der zu einer festen Verbindung mit dem Wahlknopf 28 A dient, wie bei 77 gezeigt.

In dieser Abänderung ist der Schalter als Ganzes an einem Traglager befestigt gezeigt, das z. B. die Vorderwand der Schublade eines Aktenschrankes oder eines ähnlichen Möbelstücks sein könnte, wobei das Traglager eine schwere stählerne Hauptwand 80 und innere und äußere Wände 81 bzw. 82 umfaßt. Die Bolzen 15 A gehen durch die innere Wand 81 hindurch und sind fest in mit Gewinden versehene Bohrlöcher 84 in der Hauptwand 80 eingeschraubt. Der Befestigungsfiansch 4 A der Verschlußwand 3 A ist durch die Schrauben 85 in ähnlicher Weise fest mit der äußeren Wand 52 und der Hauptwand 80 verbunden.

Es dürfte aus dem oben Gesagten klar hervorgehen, daß ein Umschalter geschaffen worden ist, der eine höchst vereinfachte und verbesserte Bauweise besitzt, der die geringstmögliche Zahl von Teilen enthält, um das bestmögliche Ergebnis zu liefern, und in dem die derart vereinfachte Bauweise im wesentlichen ein einzelnes schaltradtragendes Mittel, neuartige dielektrische Segmente und ihre Befestigung in den Schalträdern, eine neuartige Leiterschieneneinheit und damit einheitlich verbundene Kontaktfinger und eine neuheitliche Formgebung der Enden der schaltradtragenden Welle zusammen mit übereinstimmenden Öffnungen in dem Betätigungshebel und dem Wahlknopf umfaßt, so daß Nummernkombinationen, die dem Schalter zugeordnet sind, in einem größeren Maße verändert werden können als in irgendeiner anderen, vergleichbaren Einrichtung, die dem Erfinder bekannt ist.

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Umschalter, bestehend aus einem Schaltergehäuse, einer zentrisch und drehbar darin gelagerten Welle, welche von außen mittels eines Drehknopfes betätigt werden kann, mit mehreren frei drehbar auf der Welle nebeneinander gelagerten scheibenförmigen Schalträdern, die stirnseitig derart miteinander gekoppelt sind, daß sie im Bereich des Kreisumfanges bis auf einen Anschlag gegeneinander drehbar sind, mit einem Satz nebeneinanderliegender elektrischer Bürsten,

die auf einer an der Gehäuseinnenwand angebrachten Montageplatte befestigt sind und paarweise auf den Umfangflächen der Schalträder liegen, wobei in der Schaltstellung der Schalträder die Bürsten auf im Radumfang eingelassenen Schaltsegmenten liegen und die Schaltstellung der Schalträder durch Drehen der Welle vom Drehknopf aus bewirkt wird, indem ein auf der Welle sitzender Betätigungshebel an einem Anschlag des äußersten Schaltrades angreift, dadurch gekennzeichnet, daß die Schalträder aus einem elektrisch leitenden, die Schaltsegmente (56) aus einem elektrisch nichtleitenden Werkstoff bestehen, daß für die Stromzuführung zu den Bürsten zwei flache Sammelschienen (65, 66) vorgesehen sind, welche mit einer isolierenden Zwischenschicht (67) flach auf-

einanderliegend an der Montageplatte (60) angebracht sind, und daß von jeder Sammelschiene quer als angeformte Teile die Kontaktfinger (69) ausgehen, von denen jeweils zwei von verschiedenen Sammelschienen ein Bürstenpaar bilden.

2. Umschalter nach Anspruch 1, dadurch- gekennzeichnet, daß die Kontaktfinger (69) schwach gekrümmt sind und angenähert tangential zum Radumfang verlaufen.

3. Umschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktfinger (69) mit V-förmig umgebogenen Enden (68) in Zähnungen (52) des Radumfanges rasten.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Französische Patentschrift Nr. 934100;
USA.-Patentschrift Nr. 2797271.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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