DE1246087B - Elektrischer Stufendrehschalter - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. Cl.:

HOlh

DeutscheKl.: 21c-39/02

Nummer: 1 246 087

Aktenzeichen: T 23008 Vin d/21 c

Anmeldetag: 14. November 1962

Auslegetag: 3. August 1967

Insbesondere an den Frontplatten von Oszillographen werden elektrische Stufendrehschalter mit zwei oder mehr koaxial gelagerten, unabhängig voneinander drehbaren Schalterwellen verwendet, welche je am inneren Ende die drehbaren Elemente der zugeordneten Stufendrehschalter drehfest haltern und an den äußeren Enden mit je einem Drehknopf in Wirkverbindung stehen. Solche Schalter dienen insbesondere zur Verstellung der Kippgeschwindigkeit der diesbezüglichen Kippgeneratoren.

Ein bekannter Schalter, der für diesen Zweck verwendbar ist, weist drei mit parallelen Achsen an der Frontplatte angebrachte Drehknöpfe auf, von denen der „mittlere unmittelbar auf der inneren von drei koaxialen Schalterwellen sitzt, während die beiden äußeren Drehknöpfte über Getriebe mit der mittleren und äußeren koaxialen Schalterwelle verbunden sind. Diese Anordnung hat zunächst den Nachteil, daß sie relativ viel Platz an der Frontplatte eines Oszillographen benötigt. Gerade bei Oszillographen ist die Platzfrage deswegen wichtig, weil moderne Oszillographen immer mehr Schaltelemente aufweisen und andererseits diese Schaltelemente nicht in demselben Maße verkleinert werden können, wie dies z. B. bei den elektrischen Schaltelementen wie Widerständen, Kondensatoren usw. der Fall ist. Es besteht also die Tatsache, daß man wegen der Verwendung von sehr kleinen elektronischen Bauteilen zwar die Gehäuse von elektronischen Geräten sehr klein machen kann, aber wegen der Vielzahl von Bedienungsmöglichkeiten die Frontplatten nicht im selben Maße verkleinern kann, wie dies auf Grund der kleinen elektronischen Bauteile mit dem Gesamtvolumen der Geräte möglich ist.

Der bekannte Stufendrehschalter sieht auch keine Möglichkeit vor, die Schalterwellen in einem Sinne zu koppeln, daß in einer Relativstellung zweier solcher Stufendrehschalter zueinander diese beiden miteinander zur gemeinsamen Betätigung koppelbar sind. Diese Maßnahme wäre günstig insbesondere für die Kippgeneratoren von' Oszillographen, damit man in dieser einen Stellung, die etwa der gleichen Kippgeschwindigkeit zweier verschiedener Kippgeneratoren entspricht, diese beiden Kippgeneratoren dann gemeinsam verstellen kann.

Es ist auch ein Stufendrehschalter mit zwei Schaltelementen (Schaltebenen) bekannt, der aber für den oben genannten Zweck nicht verwendbar ist, weil diese beiden Schaltebenen nicht unabhängig voneinander betätigbar sind, wie für die Verstellung der Kippgeneratoren aber gefordert werden muß. Es ist auch ein Doppelpotentiometer bekanntgeworden, Elektrischer Stufendrehschalter

Anmelder:

Tektronix, Inc., Beaverton, Oreg. (V. St. A.)
Vertreter:

Dipl.-Ing. K. A. Brose, Patentanwalt, .
Pullach (Isartal), Wiener Str. 2

Als Erfinder benannt:
Marlow Dole Butler, Hillsboro, Oreg.;
Oswald Conrad Svehaug,
Portland, Oreg. (V. St. A.)

Beanspruchte Priorität:

V. St. v. Amerikavom 18. Januar 1962 (167 117)

dessen koaxial gelagerte Drehwellen durch Reibungsschluß drehfest in dem Sinne miteinander verbunden sind, daß beim Drehen eines der Drehknöpfe der andere mitgenommen wird. Die beiden Potentiometer können unabhängig voneinander auch dadurch verstellt werden, daß man die eine Schaltwelle über ihren Drehknopf etwas in das Gerät hineindrückt, wodurch der Reibungsschluß aufgehoben wird. Will man aber das andere Potentiometer unabhängig vom ersten verdrehen, so muß man mit der einen Hand den einen Knopf etwas hineinschieben und mit der anderen Hand den anderen nun entkoppelten Drehknopf betätigen. Eine Möglichkeit bei Drehpotentiometern, zwei Potentiometer sowohl gemeinsam als auch beliebig unabhängig voneinander mit nur einem Handgriff betätigen zu können, ist auch bekannt, wobei aber hier die Potentiometer nebeneinander und nicht koaxial gelagert sind.

Ausgehend von diesem Stand der Technik besteht die Aufgabe der Erfindung darin, einen Stufendrehschalter der eingangs bezeichneten Gattung zu schaffen, welcher die oben aufgestellten Forderungen zu erfüllen vermag. Die Erfindung geht aus von dem eingangs beschriebenen Stufendrehschalter und besteht zur Lösung der gestellten Aufgabe im wesentlichen darin, daß in an sich bekannter Weise die Drehknöpfe unmittelbar auf den äußeren Enden der Schalterwellen befestigt sind, daß ein Drehlcnopf einen in axialer Richtung verschiebbaren Mitnehmer aufweist und an einem weiteren Drehknopf eine mit

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dem Mitnehmer in einer relativen Drehstellung der Drehknöpfte in Eingriff bringbare Ausnehmung vorgesehen ist.

Besonders zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Ansprüchen 2 und 3 unter Schutz gestellt.

Im folgenden wird die Erfindung an einem Ausführungsbeispiel unter Hinweis auf die Zeichnung erläutert. In dieser zeigt

F i g. 1 eine Seitenansicht eines Ausfiihrungsbeispiels für einen erfindungsgemäßen Schalter,

F i g. 2 eine Vorderansicht der Anordnung nach F i g. 1, gesehen in Richtung der Pfeile 2-2,

F i g. 3 einen senkrechten Schnitt auf der Linie 3-3 durch Fig. 1,

F i g. 4 einen senkrechten Schnitt auf der Linie 4-4 in Fig. 2,

F i g. 5 einen waagerechten Schnitt auf der Linie 5-5 in Fig. 2,

F i g. 6 einen senkrechten Schnitt durch F i g. 4 auf der Linie 6-6 und

F i g. 7 einen senkrechten Schnitt durch F i g. 4 auf der Linie 7-7.

Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel für einen erfindungsgemäßen elektrischen Schalter, wie er in F i g. 1 abgebildet ist, besteht aus einem Verstellknopf 10, der mit einer ersten Schaltwelle 12 verbunden ist, einer zweiten Schaltwelle 14 und einer dritten Schaltwelle 16. Die erste und zweite Welle 12 und 14 sind hohl ausgebildet, während die dritte Welle 16 die Form eines massiven, zylindrischen Stabes aufweist. Auf diese Weise sind die zweite und die dritte Welle in der ersten Welle drehbar, wobei die dritte Welle darüber hinaus auch noch in der zweiten Welle gedreht werden kann. Iede dieser Wellen betätigt verschiedene Schaltelemente, die von beliebiger Bauart sein können, sofern die herzustellenden elektrischen Verbindungen durch Drehung einer der Wellen erzeugt wird. Bei dem abgebildeten Beispiel gehört ein erstes Schaltelement 18 zu einer ersten Schaltwelle 12, ein zweites Schaltelement 20 zu einer zweiten Schaltwelle 14, während ein Potentiometer 22 mit einem Schnappschalter durch die dritte Welle 16 betätigt wird. Der Schalter und das Potentiometer 22 sind mit Hilfe eines Verbindungs-Stifts 24 mit der Welle 16 verbunden. Der Stift geht durch ein Loch am Ende der Welle 16 durch diese hindurch und greift in eine Kerbe am Ende einer Welle 26 ein, die Teil des Schalters und Potentiometers 22 ist. Die drei Schaltwellen 12, 14 und 16 sind in L-förmigen Stützen 28 mit Hilfe einer Büchse 30 gelagert, in der die Welle 12 drehbar, jedoch gegen Längsbewegung gesichert gelagert ist. Die Büchse 30 ist mit einem gewindetragenden Endstück ausgestattet, das durch den Stützteil 28 hindurchgreift. Eine Mutter 32, die auf das Gewinde aufgeschraubt ist, hält die Büchse in der richtigen Stellung am Stützteil. Der Stützteil 28 ist mit Hilfe von Schrauben, Muttern und Unterlegscheiben 34 am Instrumentenrahmen befestigt, derart, daß die Schalterwellen durch eine Öffnung 36 in einer Schalttafel 38 des Instruments hindurchgehen und an der Vorderseite der Schalttafel mit einem Schaltknopf 10 versehen werden können.

Jedes der Schaltelemente 18, 20 und 22 ist an zwei Haltestangen 40 befestigt, die parallel zu den Schaltwellen verlaufen und in gleichen Abständen von diesen, jedoch jeweils auf gegenüberliegenden

Seiten angeordnet sind. Der Schalter und das Potentiometer 22 sind über eine Tragplatte 42 an derartigen Haltestangen befestigt. In der Platte 42 ist eine Mittelöffnung angeordnet, durch die eine außen mit Gewinde versehene Büchse 43 für die Lagerung der Potentiometerwelle 26 hindurchgeht. Die Büchse 43 ist mit Hilfe einer Mutter und einer Unterlegscheibe 44 an der Stützplatte befestigt. Die Platte 42 weist ferner zwei Öffnungen für die Haltestangen auf, wodurch die Befestigung zwischen der Halteplatte und den Haltestangen 40 mit Hilfe von Muttern und Unterlegscheiben 46 hergestellt wird. Die Halterung umfaßt ferner zwei Abstandshülsen 48, die auf den Haltestangen 40 zwischen der Stützplatte 42 und einer weiteren Platte 50 angeordnet sind. Diese letztere Platte weist eine mittlere Öffnung auf, durch die die zweite und dritte Welle 14 und 16 hindurchgehen. Darüber hinaus sind zwei Öffnungen in der Platte vorgesehen, durch die die Haltestangen 40 hindurchgreifen. Die Welle 14 ist in der Platte 50 drehbar, so daß die Wellen 14 und 16 auf das Schaltelement 20 und die Potentiometerwelle 26 ausgerichtet gelagert sind. Zwei weitere Abstandshülsen 52 sind auf den Haltestangen 40 zwischen der Platte 50 und dem Schaltelement 20 vorgesehen, um das Schaltelement 20 in der erforderlichen Lage im Verhältnis zur Platte 50 zu halten.

Wie in F i g. 3 gezeigt ist, besteht jedes Schaltelement 18 und 20 aus einem äußeren ringförmigen feststehenden Kontaktteil 54, das von den Haltestangen 40 getragen wird. Jeder Kontaktteil 54 ist auf einander gegenüberliegenden Seiten mit Löchern ausgestattet, in die die Haltestangen passen. Die Wellen 12 und 14 weisen seitliche Abfiachungen auf. Jedes Schaltelement besteht ferner aus einem innenliegenden, drehbaren Kontaktteil 56 in Form einer runden Platte aus Isoliermaterial, in der eine mittlere Öffnung vorgesehen ist, welche auf die Wellen 12 und 14 paßt, wobei die Platte mit der Welle drehfest verbunden ist. Der feststehende Kontaktteil 54 jedes Schalterelements ist aus einer Platte aus isolierendem Material hergestellt, auf der eine Anzahl von in Abständen zueinander angeordneten Einzelkontakten 58 vorgesehen sind, die mit einem oder zwei drehbaren Schaltkontakten 60 in Berührung kommen können. Die Kontakte 60 sind auf einander gegenüberliegenden Seiten der Platte aus Isolierstoff am drehbaren Kontaktteil 56 in der Weise angeordnet, daß sie den drehbaren Kontaktteil am feststehenden Kontaktteil halten. Bei Drehung des Kontaktes 60 ändert sich die elektrische Verbindung der Schalterkontakte 58 durch Berührung mit einem Kontaktstift 62 am drehbaren Kontakt 60.

Da beide Schaltelemente 18 und 20 Stufenschalter sind, ist an jeder Schaltwelle 12 und 14 eine stufenweise wirksame Verriegelung vorgesehen, die jeweils an der zugehörigen Welle 12 und 14 befestigt ist. Die erste Verriegelungsvorrichtung besteht aus einer ringförmigen Platte 64 mit einer Anzahl von Lastlöchern am Umfang. Ein Sperrelement 66, bestehend aus einer Blattfeder und einer Sperrkugel 66, ist an der Platte 64 befestigt und mit einer Mittelöffnung versehen, durch die die Welle 12 drehbar hindurchgreift. Die Platte 64 ist wiederum drehfest durch die Haltestangen 40 befestigt, die durch zwei auf den gegenüberliegenden Seiten der Platte angeordnete Löcher hindurchgehen. Zwei Muttern 68 auf den Haltestangen sichern die Platte in der richtigen Lage.

Eine zweite Verriegelungsvorrichtung, die der soeben beschriebenen ähnlich ist, besteht aus einem Verriegelungsteil 70 mit einer mittleren Öffnung, durch die die Schaltwelle 14 hindurchgeht. Dieses Verriegelungsteil ist drehbar in einer Verriegelungsplatte 72 gelagert und wird von den Stangen 40 gehalten. Die Verriegelungsplatte 72 wird von der Schalterplatte 20 durch ein drittes Paar von Abstandshülsen 74 auf den Stangen 40 im richtigen Abstand gehalten, während ein viertes Paar von Abstandsbüchsen 76 für den richtigen Abstand gegenüber der Platte 18 sorgt. Die Verriegelungsplatte 64 wird durch ein fünftes Paar von Abstandsbüchsen 78 im richtigen Abstand von den Platten 18 gehalten.

Der Verstellknopf 10 aus F i g. 1 ist in den F i g. 2 und 4 bis 7 im einzelnen und vergrößert dargestellt. Er besteht aus einem inneren Teil 80 mit einer Anzeigescheibe aus Plastikmaterial und ist mit zwei Anzeigemarken 82 an der Unterfläche und einer Verrastungsöffnung 84 in der Außenfläche ausgestattet. Der innenliegende scheibenförmige Teil 80 ist am Ende der ersten Schaltwelle 12 mit Hilfe einer Madenschraube 86 befestigt, die durch einen Nabenteil hindurchgeht, der durch eine innenliegende Metallhülse 88 verpackt sein kann. Eine weitere Anzeigescheibe besteht aus einem ringförmigen Teil 90 aus Plastik oder anderem geeigneten Material und. einer Metallbüchse 92. Die letztere Scheibe ist am einen Ende der zweiten Schaltwelle 14 befestigt. Die Hülse 92 ist an der Welle 14 mit Hilfe einer Madenschraube 94 befestigt, die durch die Hülse hindurchgeht. Ein verschiebbarer Keil 96 an der Innenfläche dieses Knopfteils verbindet den Knopfteil mit der Büchse in Axialrichtung gleitverschiebbar. Der Knopfteil 90 ist mit einem Zeiger 98 zur Anzeige bei Winkelstellung des Knopfes und damit der Welle 14 ausgestattet. Eine Bohrung 100 (F i g. 4) geht durch die Seite des Knopfteils, um Zugang zur Madenschraube 94 zu haben. Drei axial verlaufende, in Umfangsrichtung durch Abstände voneinander getrennte zylindrische Vertiefungen 102 sind im Knopfteil 90 vorgesehen. In jeder der Vertiefungen 102 liegt eine Schraubenfeder 104, die sich mit dem einen Ende gegen die Unterfläche eines in radialer Richtung sich erstreckenden Flansches 103 am außenliegenden Ende der Büchse 92 abstützen. Ein Verrastungsstift 106 ist in einer der Vertiefungen 102 untergebracht und greift mit einem Ende durch eine Öffnung im ICnopfteil 90. Das Ende des Stiftes 106 reicht in ein Verrastungsloch 84 im Knopfteil 80, wenn der Schalter sich in der in F i g. 4 gezeigten Stellung befindet. Der Verrastungsstift ist mit einem Bund ausgestattet, auf dessen eine Seite sich eine der Federn 104 abstützt und der mit seiner anderen Seite am Grund der Vertiefung 102 in der in F i g. 4 dargestellten Lage anliegt. Der Knopfteil 90 kann, bezogen auf Fig. 4, nach rechts bewegt werden, wobei das Ende des Stiftes 106 aus dem Verrastungsloch 84 frei kommt. Hiernach kann der Knopfteil unabhängig von dem TeilSO gedreht werden.

Ein zweiter Knopfteil 108 aus Plastik oder anderem Material mit einem Einsatz 110 aus Metall ist an der dritten Schaltwelle 16 mit Hilfe einer Madenschraube 112 befestigt, die durch den Knopf und den Einsatz hindurchgeht. Der Knopfteil 108 liegt an der Außenfläche des Flansches 103 der Büchse 92 an und ist im Durchmesser kleiner als

der Innendurchmesser des äußeren Teils des Knopfteils 90, so daß ein freier Zwischenraum vorhanden ist, durch den die Bewegung des Knopfteils 90 in Längsrichtung in der Keilführung 96 parallel zu der Achse der drei Schaltwellen möglich ist. Auf diese Weise kann daher der Knopfteil 90 aus der in F i g. 4 gezeigten Stellung nach rechts in Richtung der Pfeile 114 bewegt werden, so daß er dann im oder gegen den Uhrzeigersinn, wie durch die Pfeile 116 in

ίο Fig. 2 angedeutet ist, gedreht werden kann, nachdem der Verrastungsstift 106 aus der Verrastungsöffnung 84 freigekommen ist. Die Wellen 12 und 14 sind auf diese Weise voneinander getrennt und das Schalterelement 20 kann unabhängig von dem Schalterelement 18 bei Drehung des Knopfteiles 90 verstellt werden. Die Schaltwelle 14 kann unabhängig von der Schaltwelle 12 gedreht werden, so daß die Elemente 18 und 20 als zwei voneinander unabhängige Schalter wirken. Der Stift 106 bleibt auf der

zo äußeren Fläche des scheibenförmigen Teils 80 während dieser Drehung, jedoch werden die Wellen 12 und 14 wieder miteinander verbunden, wenn der Knopfteil 90 in die in F i g. 4 gezeigte Stellung gegenüber der Scheibe 80 gebracht wird, in der der Verrasterstift 106 in die VerrastungsöfiEnung 84 eingreift. Von diesem Augenblick an arbeiten die Schaltelemente 18 und 20 wiederum als Gruppenschalter.

Wie bereits zuvor erwähnt wurde, kann der elektrische Schalter nach der vorliegenden Erfindung beispielsweise zur Einstellung der waagerechten Kippgeschwindigkeit eines Kathodenstrahl-Oszilloskopen verwendet werden, um einen oder beide Kippgene-• ratoren, die in derartigen Oszilloskopen eingebaut sind, zu •Wahlen. Hierbei erscheint eine die Zeit pro Zentimeter angebende Zahl in dem Fenster, welches durch Anzeigemarken 82 am Scheibenteil 80 vorgesehen ist, an dem die Kippgeschwindigkeit von einem der Kippgeneratoren abgelesen werden kann. Der Zeiger 98 am Knopfteil 90 zeigt dabei die Kippgeschwindigkeit des anderen Generators an. Bei der Gruppenschaltung nach F i g. 2 ist die horizontale Kippgeschwindigkeit der beiden Kippgeneratoren die gleiche und, wie die Anzeige zeigt, 50 Mikrosekunden pro Zentimeter. In den Stellungen, in denen der Verrastungsstift 106 von der Verrastungsöffnung 84 getrennt ist, können die beiden Kippgeneratoren mit verschiedenen Kippgeschwindigkeiten arbeiten, so daß der Zeiger 98 auf einer gegenüber der Anzeige 82 verschiedenen Einstellung der Zeit pro Zentimeter-Skala an der Schalttafel 38 steht. Das mit dem Schnappschalter verbundene Potentiometer 22 hat die Aufgabe, eine kontinuierlich veränderliche Kippgeschwindigkeit für einen der Kippgeneratoren durch Drehen des Knopfes 108 zwischen einer vorgegebenen Stellung, in der das Potentiometer abgeschaltet ist, und einer größten Stellung, die durch die Marke 118 auf dem Knopf angegeben ist, verändern zu können. Die bisher verwendeten Kathodenstrahl-Oszilloskope erforderten getrennte elektrische Schalter für jeden horizontalen Kippgenerator, so daß die durch die bisher verwendeten Schalter auf der Schalttafel eingenommene Fläche mindestens das Doppelte dessen betrug, was der erfindungsgemäße Schalter an Raum beansprucht. Durch den verminderten ■ Platzbedarf auf der Schalttafel ist es daher bei Verwendung der Erfindung möglich, weitere Verstell- oder Überwachungseinrichtungen am Schaltbrett vorzusehen und dadurch das Gerät vielseitiger zu gestalten.

Claims (3)

Selbstverständlich kann die Erfindung im Rahmen des ihr zugrunde liegenden Gedankens auf die verschiedenste'Weise abgewandelt werden. So ist es beispielsweise möglich, das Potentiometer 22 und die dazugehörige Bedienungswelle 16 wie den Knopfteil 108 wegzulassen, ohne daß dadurch die Wirksamkeit des verbleibenden Schalters beeinträchtigt wird. Darüber hinaus ist es auch möglich, mit Hilfe des erfindungsgemäß vorgeschlagenen Schalters andere elektrische Funktionen als die horizontale Kippgeschwindigkeit eines Kathodenstrahl-Oszilloskopen zu regeln. Patentansprüche:

1. Elektrischer Stufendrehschalter mit zwei oder mehr koaxial gelagerten, unabhängig voneinander drehbaren Schalterwellen, welche je am inneren Ende die drehbaren Elemente der zugeordneten Stufendrehschalter drehfest haltern und an den äußeren Enden mit je einem Drehknopf in Wirkverbindung stehen, dadurch gekennzeichnet, daß in an sich bekannter Weise die Drehknöpfe unmittelbar auf den äußeren Enden der Schalterwellen befestigt sind, daß ein Drehknopf (90) einen in axialer Richtung

verschiebbaren Verrastungsstift (106) aufweist und an einem weiteren Drehknopf (80) eine mit dem Verrastungsstift (106) in einer relativen Drehstellung der Drehknöpfe (80,90) in Eingriff bringbare Verrastungsöffnung (84) vorgesehen ist.

2. Stufendrehschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Mitnehmer die Gestalt eines achsparallel im einen Drehknopf (90) verschieblichen und durch eine Feder (104) in Richtung des Eingriffes vorgespannten Zapfens hat.

3. Stufendrehschalter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der als Zapfen ausgebildete Mitnehmer im äußeren Teil des zweiteilig ausgebildeten Drehknopfes gelagert ist und daß die Feder (104) gleichzeitig dazu dient, den äußeren Teil des Drehknopfes mit Mitnehmer in Richtung auf den anderen Drehknopf zu drükken, welcher die Ausnehmung an seiner dem Mitnehmer zugewandten Oberfläche aufweist.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschriften Nr. 758 541, 950 129;
deutsche Auslegeschrift Nr. 1014199.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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