DE1440869A1 - Drehschalter - Google Patents

Description

Boyne Products, Inc., 1490 Holden Avenue, Detroit, Michigan,

U.S.A.

"Drehschalter"

Die Erfindung bezieht sich auf Drehschalterkonstruktionen und richtet sich insbesondere auf einen durch einen Stößel betätigten Drehschalter, wodurch die hin und hergehende Bewegung des Stößels in eine Drehbewegung eines umlaufenden Leiters verwandelt wird. Stößelbetätigte Drehschalter der allgemeinen Art, auf die sich die Erfindung bezieht, wurden in solcher Weise konstruiert, daß es für den drehbaren Schalter möglich ist, sich auf einem Abstand geringer als dem Abstand, der notwendig ist, um den Stößel über weniger als einen vollen Hub zu bewegen, einzustellen oder zu drehen. Bei solchen Schaltern ist es möglich, den drehbaren Leiter in eine Zwischenstellung zu verbringen, wo er entweder einen Kon-

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takt mit den anderen elektrischen Kontakten herstellt oder die anderen elektrischen Kontakte ungenügend berührt. In jedem Falle sind die Ergebnisse unerwünscht.

Viele der bekannten mittels Stößel oder Druckknopf betätigten Drehschalter sind so konstruiert, daß die Umwandlung der geradlinigen Bewegung in die Drehbewegung Bindekräfte auf den drehbaren Teil überträgt, so daß es notwendig ist, übermäßige Kräfte auf den Druckknopf aufzubringen, um die entsprechende Drehbewegung des Rotors zu erzeugen. Infolgedessen wurden solche Schalter in vielen Fällen nicht verwendet, wo ein leichter betätigbarer Schalter ohne weiteres hätte eingesetzt werden können.

Viele der bekannten, mittels Stößel oder Druckknopf betätigten Drehschalter sind von solcher Größe, daß ihre Verwendung in Fällen unmöglich ist, in denen der Raum, in den sie unterzubringen sind, beschränkt ist. In solchen Fällen war es notwendig, lediglich hin und hergehende oder Kniegelenkschalter zu verwenden, welche in vielen Fällen über lange Zeiträume hinaus nicht sauber und ordentlich zu arbeiten vermögen.

Ein Ziel der Erfindung ist die Schaffung eines durch einen Stößel oder Druckknopf betätigten Drehschalters, wobei das Einstellen des drehbaren Teiles in die oder aus der Arbeitsstellung nur beim vollen Hub des Stößels erfolgt.

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Ein weiteres Ziel der Erfindung ist die Schaffung einer Drehschalterkonstruktion, bei der der umlaufende {Teil auf eine lineare oder geradlinige Bewegung eines Stößels oder eines Druckknopfes hin betätigt wird und die Umwandlung der geradlinigen Bewegung in eine Drehbewegung ohne Aufbringen von Bindekräften auf den drehbaren Teil erfolgt.

33in weiteres Ziel der Erfindung ist die Schaffung einer Drehschalterkonstruktion der oben gekennzeichneten Art, die eich ohne Schwierigkeiten sehr leicht für den Bau in Minia- A turabmessungen eignet. ·

Weiter richtet sich die Erfindung auf die Schaffung einer Drehschalterkonstruktion, welche ausgezeichnete Gleiteigenschaften zwischen den relativ zueinander beweglichen. Kontakten aufweist, wodurch die Lebensdauer des Schalters wesentlich verlängert wird.

Die Erfindung richtet sich darüberhinaus auf eine Drehschalterkonstruktion, die leicht herzusteilen und zusammenzubauen ist Und sich in weitem Umfange anwenden läßt.

Weitere Ziele und Vorteile der .Erfindung ergeben sich insbesondere aus der folgenden Beschreibung im Zusammenhang mit den Zeichnungen. Die■Zeichnungen zeigen in

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BAD ORIGINAL

Fig. 1 eine Seitenansicht einer zusammengebauten konstruktion gemäß der Erfindung;

Fig. 2 eine Draufsicht auf den Schalter;' Fig. 3 eine Unteransicht- des Schalters;

Fig. 4 eine" auseinandergezogene perspektivische Ansicht teilweise im Schnitt der einzelnen Teile des Schalters>

Fig. 5 einen vergrößerten Schnitt längs der Linie 5-5 der· Fig. 2; und in '

Fig. 6 eine auseinandergezogene Seitenansicht einiger .!Peile des erfindungsgemäßen Schalters. ■

Der Schalter gemäß der Erfindung enthält ein hohles Gehäuse 1, welches vorzugsweise aus einem Isoliermaterial, beispiels- ■ weise einem Polyamid oder einem anderen geeigneten Kunststoff mit im allgemeinen ähnlichen· Eigenschaften geformt oder gepreßt ist- Das Sehäuse weist ein offenes Ende: auf,., wobei ein ringförmiger Teil 2 an einem Ende in einem. Paar gegenüberliegender bogenförmiger Flanschen ausläuft, die· je- weils eine innere "Rille 4 besitzen. Das offene Ende des Ringteiles wird durch einen Boden 5 aus Polyamid o, dgl. verschlossen, welcher ein Paar von fluchtenden Flügeln 6 von

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solcher Größe aufweist, daß sie eng an die Enden der ■bogenförmigen Flanschen 3 passen.. Zwischen den Flügeln 6 "befinden sich bogenförmige Rippen 7» welche sich in die Rillen 4 einschnappen lassen. Der Boden ist an mehreren Stellen durchlöchert, so daß Öffnungen 8 für die Aufnahme einer Vielzahl von elektrisch leitenden festen Kontakten 9 entstehen, die metallische Hieten aus Kupfer, Kupferlegierungen o. dgl. sein können und an denen die elektrischen Leiter angeschlossen sind, von denen man bei 10 in Fig. 5 zwei erkennt und die Teile des nicht gezeichneten elektrischen Schaltkreises darstellen*.

Am anderen Ende geht der Ringteil 2 in ein reduziertes ringförmiges Gehäuse 11 mit einer mittigen Öffnung 12 über. Ein Befestigungsflansch 13 kann einstückig mit dem Gehäuse 1 zwischen den Gliedern 2 und 11 geformt sein. Der Plansch 13 enthält vorzugsweise Öffnungen 14 für die Aufnahme nicht gezeichneter Befestigungsschrauben o. dgl.

Im Boden des Gehäuses 1 ist ein elektrisch leitendes metallisches Glied 15 von allgemein kranzförmiger Gestalt mit einer Vielzahl von Armen 16 angeordnet, die mit den ausgewählten Kontakten 9 in Eingriff kommen. Erwünschtenfalls können die Arme 16 mit Vorsprüngen 17 zur Herstellung eines Kontaktes zwischen dem leiter 15 und den Kontakten 9 versehen sein. Zwei Arme 16 enden in vorstehenden Verlustbewe-

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■/'gun-gen aufweisenden Eupplunga flansionen 18 für änen noch

näher zu erläuternden Zweck.

Ein Rotorglied 19 aus Polyamid oder einem ähnlichen Material ist in dem Gehäuse drehbar und geradlinig bewegbar angeordnet, wobei die geradlinige Bahn in Richtung auf den Boden 5 und von ihm weg führt. Der Rotor enthält einen im allgemeinen zylindrischen Körper 20 mit einem Paar sich axial erstreckender Rillen 21 in der Randkante zur Aufnahme der Kupplungsflanschen 18 des Leiters 15. Die Kupplung der Glieder 15 und erfolgt derart, daß die Drehbewegung des Rotors 19 auf den leiter 15 übertragen wird, der Rotor jedoch eine Hin- und Herbewegung relativ zum Leiter in Richtung zum Boden des Gehäuses und von ihm weg ausführen kann. Eine Fläche des Rotors 19 ist mit einer Ringrille~22 versehen, in der ein Ende einer Druckvorspannungsfeder 23 sitzt, deren anderes Ende gegen den Leiter 15 anliegt, so daß letzterer normalerweise in Eingriff mit den Kontakten 9 gedrückt wird und konstant eine Kraft auf den Rotor .19 ausübt, der diesen vom Boden weg zu bewegen sucht. .

Von der Oberfläche des Rotorkörpers 20, die an der anderen Seite-an der Rille 22 liegt, erstreckt sich ein zylindrischer Pfosten 24» der von einer Vielzahl im gleichen Abstand angeordneter Vorsprünge oder Führungsfinger 25 umgeben wird. Bei der wiedergegebenen, Ausführungsform sind vier solcher

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Finger 25 vorgesehen und jeder von ihnen 1st am freien Ende mit einer geneigten Fläche 26 versehen, die in einer Richtung quer zur Bahn der geradlinigen Bewegungen des Rotors abfällt. Die Finger 25 sind radial, nach innen von der Hand- . kante des Rotorkörpers 20 angeordnet, so daß der Körper gegen eine Schulter 27 zwischen den Gehäuseteilen 2 und 11 anliegen kann. Die Schulter 27 "begrenzt die Bewegung des Rotors 19 in einer Richtung weg vom Boden 5.

Auf dem Innenrand des Gehäuseteiles 11 befindet sich eine ™ Vielzahl von im Abstand angeordneter Führungsrippen 28, die sich radial vom Gehäuseteil 11 erstrecken. Die entsprechenden Längen der Rippen 28 und der Finger 25 sind derart gewählt, daß die Finger sich zwischen benachbarte Führungsrippen28 erstrecken. Der Abstand zwischen den Führungsrippen 28 entspricht im wesentlichen der Dicke der Führungsfinger 25j erlaubt letzteren jedoch die gleitende Aufnahme zwischen den Rippen 28. Bei der bevorzugten Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes sind zwei Sätze von Führungsrippen 28 | vorgesehen, die symmetrisch um die Längsachse des Gehäuses angeordnet sind. Vorzugsweise sind die Enden der Führungsrippen 28 in der Nähe des Rotorkörpers 20 doppelt abgeschrägt,, so daß entgegengesetzt geneigte Oberflächen 29, 29' entstehen, obwohl nur eine geneigte Oberfläche erforderlieh ist.

Die Betätigungsvorrichtungen für die Einstellung oder Bre-

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liung"des Rotors besteht aus einem aus Polyamid geformten* ⁵*^I:V Betätigungsstößel 30 mit' einem Höhlen Schaft'" 5-1'i der" " ^P^' drehbar den Rotorpfösten 24 "und eine DrucÖeder 32^; aüfnüBÄf V Ein Ende der Eeder 52 sitzt gegen das geschlossene 'Ende -'des¹ Schaftes 31 und das andere Ende gegen das Ende des Pfostens 24 und es wird konstant eine Kraft auf den Rotor ausgeübt, ■um letzteren in Richtung des Bodens 5 zu "bewegen.'Die leder 32 hat eine geringereKraft als die leder 23, so-daß letztere die Peder 32 überwindet. * ' '

Der Stempel 30 weist einen Mngflanöch 33 atif, der gegen die Afcse&lußwandung des Gehauseteiles 11 ansitzt, um eine Bewegung des Stempels in einer· Richtung weg worn Gehauseboden 5 zu begrenzen. Der Sand des Ringf!ansehes 33 ist mit einer Tielzahl Ton in gleichmäßigem Abstand angeordneten Betätigungszähnen 34 yersehen, welche mit den benachbarten freien Enden der Mhrungsfinger 25 auf dem Sötor 19 in Eingriff Irommen MJnnen. Das freie Ende jedes Wahnes 34 ist bei 35 doppelt abgeschrägt, "so daJ3 eine geneigte OBerflache' entsteht, welche der geneigten Oberfläche 26'auf^: Jedem " führungszahn 25 entspriGht.' Der Abstand zwischen benachbar'-' ten Zähnen 34 entspricht der Dielte der Mhaiungsri-ppen 28 und dem Abstand zwischen' den Mihrungrippem^; 28* so "daß jedes? · Bahn 34 zwischen- einem'ί aar von fführungsrippen atif genommen wenden kann. Die Breite jedes Zahnes 34 i^t derart gewählt, daß Aex 2ahn erig, jedoch versohi'ebbär zwisehen benachbarte

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Führungsrippen 28 greift, wodurch eine Drehbewegung des Stempels verhindert wird, letzterer sich, jedoch, relativ zum Gehäuse zwischen einer vorgeschobenen und einer zurückge- " " zogenen Stellung hin und her bewegen kann.

Wenn die Teile der Vorrichtung zusammengebaut sind, wie man aus Fig. 5 erkennt, dann hält die Feder 32 den Betätigungsstößel 30 in der gestreckten Stellung, wobei der !Leiter 15 zwangsläufig in Eingriff mit den vorgewählten Kontakten 9 auf den Boden 5 durch die leder 23 gedrückt wird und die Feder μ 23 außerdem den Rotorkörper 20 gegen den Flansch 2? hält. In dieser Stellung der Teile werden die Führungsfinger 25 des Rotors 19 zwischen den Führungsrippen 28 aufgenommen, so daß eine Drehbewegung des Hotors verhindert wird. Einige Betätigungszähne 34 des Stößels werden auch zwischen den Führungsrippen 28 aufgenommen, so daß eine Drehbewegung des Stößels verhindert wird.

Das Aufbringen einer Außenkraft auf den Stößel 30 zu seinem

Rückzug in das G-ehäuse 1 führt zu einer geradlinigen Bewegung " des Stößels relativ zum Rotor 19 und zum Zusammendrücken der Feder 32 bis zu dem Zeitpunkt, wo bestimmte Zähne 34- auf dem Stößel in die Führungsfinger 25 auf dem Rotor greifen. Da bestimmte Führungsfinger 29 zwischen den Führungsrippen 28 gefangen sind, bewirkt der Eingriff zwischen den geneigten Oberflächen der Zähne 34 und den Fingern 25 eine geradlinige

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■ Bewegung nur des Rotors 19 in Richtung des Bodens zu ._o dem Zeitpunkt, wo die freien Enden der Führungsfinger :-_Λί. ,_;,

25 sich auf eine Ebene bewegt haben, welche der Ebene der geneigten Oberfläche 29' der Führungsrippen entspricht. In diesen Stellungen verursacht ein weiterer Rückzug des Stößels oder Druckknopf die Ausübung einer Kraft von den geneigten Oberflächen der Betätigungszähne 34 und auf den iührungsfingern 25 auf letztere derart, daß der Rotor sich im Uhrzeigersinn nach Pig. 5 dreht, wobei diese Drehbewegung durch die- Neigung der Führungs flächen 29' ermöglicht wird. Die Drehung des Rotors wird durch eine fortgesetzte geradlinige Bewegung des letzteren in Richtung des Bodens ... begleitet und diese geradlinige Bewegung dauert an, bis . sich der Rotor in Richtung des Bodens um ein Stück bewegt hat, das ausreicht, um die freien Enden der Mhrungsfinger ' 25 von den Spitzen der Eührungsrippen 28 zu befreien. Sind die Finger 25 frei von den Rippen 28, dann verursacht eine weitere geradlinige Relativbewegung des Stößels und des Rotors entweder durch weiteres Rückziehen des Stößels 30 oder durch die von der Feder 23ausgeübte Kraft eine ■ zusätzliche Drehbewegung des~ Rotors im Uhrzeigersinn^ um die Finger 25 leicht über die Spitzen der Rippen 28 zu- >o. drehen.

.· Beim loslassen des Stößels oder Druckknopf es 30 stellt die . ■■■ von der Feder 32 ausgeübte Kraft den Stößel in die vorge-

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schobene Stellung und die von der Feder 23 ausgeübte Kraft bewegt den Rotor 19 geradlinig in einer Richtung weg vom Boden 5, worauf die geneigten Oberflachen 29 der Führungsrippen 2S auf die geneigten Oberflächen 26 der Führungs-finger 25 greifen und eine weitere Drehbewegung im Uhrzeigersinn auf den Rotor ausüben, wenn sich letzterer vom Boden 5 entfernt» Auf diese Weise wird bei jedem vollen Bewegungszyklus des Stößels 30 der Rotor um zwei Teilschritte gedreht oder e■ngestellt, von denen der erste beim Rückzug des Stößels und der zweite beim Strecken des Stößels % erfolgt. Das leitende Glied 15 läuft mit dem Rotor um und ^s v,i infolge der Konstruktion seiner Kupplungsvorrichtungen ■-;; i:: kann sich der Rotor geradlinig frei bezüglich des Leiters· bewegen. ' ·

Wie bereits früher festgestellt, wird der Leiter 15 dauernd durch die Feder in Richtung des Bodens 5 gedrückt. Infolgedessen schwenkt der Leiter die Kontakte 9 bei der .·' .-·-;■--Relativbewegung, wobei die in Eingriff kommenden Ober- · flächen sauber und glatt gehalten werden. Eine solche Wischwirkung sichert eine lange elektrische Lebensdauer des Schalters. .

Falls der Stößel oder Druckknopf 30 innerhalb des Gehäuses nicht um ein solches Stück zurückgezogen wird, daß die Spit-, zen der Finger 25 von den Spitzen der Rippen 28 freikommen,

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d.h. um weniger als einen vollen Hub* ,ermöglicht das Los- - ' lassen des Stößels oder Druckknopfes die Rückstellung der Teile in ihre erste oder inaktive Stellung durch die Federn 25 und 32, wobei die geneigten Obefflachen 29' auf den Führungsrippen 28 dafür sorgen, daß der Rotor 19 gegen den Uhrzeigersinn gedreht wi- d, wenn er zurückläuft. Infolgedessen hat ein Rückzug des Stößels oder Druckknopfes um weniger als einen vollen Hub keine Wirkung in Form einer dauernden Änderung in der Stellung des Leiters 15 relativ zu den Kontakten 9· Werden die Führungsflächen 29' an den Führungsrippen weggelassen, dann verursacht ein Rückzug des Stößels um weniger als einen vollen HuTd keine Drehung des Rotors»

Wie man aus Fig. 5 erkennt, schwingt der Rotor zwischen den Federn 23 und 32. Infolgedessen gibt es Ice ine großen Oberflächen des Rotors,-die auf dem Gehäuse· ruhen und einen Reibungswiderstand gegen die Drehung, des Rotors hervorrufen könnten. Die Umwandlung der geradlinigen Bewegung in die Drehbewegung erfolgt deshalb bei Aufbringung verhältnismäßig geringer Kräfte. Da der Schalter bei Aufbringung verhältnismäßig geringer Kräfte arbeitet, können die Seile sehr klein gehalten werden, so daß der Schalter in Miniaturausfertigung hergestellt werden kann. Außer den Teilen, die in vorhergehendeiD ausdrücklich alle aus Metall bestehendbezeichnet wurden, lassen sich alle anderen Teile in großen Mengen und mit großer Genauigkeit gießen, so daß die Herstellungs-

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kosten verhältnismäßig gering sind.

- Patentanspinielie ι -*

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Claims (7)

■■■·.. A 14 770 B/Mi/il Pa t en ta ηs ρ r ü eh. e ;. '-■' "-'

1. prehsehalterkonstri^tion mit einem Gehäuse, in dem ein Rotorglied zwischen eine;)? ersten und einer zweiten Stellung geradlinig bewegbar und drehbar montiert ist und mit einem Betätigungsglied, das im Gehäuse zur Bewegung des Rptqrgliedes in einer Sichtujng aus der ersten Stellung in die zweite Stellung hin und her "beweglich ist, dadurch g e ke η η ζ e i q ii η e t , daß FiihrungsYorrichtungen (28) auf dem Gehäuse mit dem Botorglied (19) in Eingriff kommen, wenn sich letzteres in der ersten Stellung "befindet, um die Drehung, des Rotorgliedes zu behindern, und sich vom,Rotorglied (19) lösen, wenn sieh letzteres aus der ersten Stellung.in die zweite Stellunjg-"bewegt hat, und mit BetätigungsYörrichtungen (34, 25) auf dem Betätigunggglied mit dem Rötorglied (19) zusammenwirken und letzteres., "beim Losen der. Mihrungsyorrichtungen und des Hotorgliedes in einer Richtung drehen, .

2. Torriehtung naeh Ansprueh 1, d a du r e h.^ _r ^._.e_k, ^e η η' ·* ζ ei Qh η e t , daß die zusammenwirkendenBetäti^ gungs,glieder fiähne (34l,_rif-]if _:dfm^^ Betä|ijungs^lied_; und Finger , £250 auf ,dem .Rettorgligd-aufweiseh und Zähne und .Pinger in

|||^ j.g'ber^äehen (35_1t 2;6J._;i"besÄtzÄn^^on. denen

- 15 wegung des Rotorgliedes geneigt ist. ■

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekenn zeichnet , daß beide Oberflächen geneigt sind.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1,2 oder 3, gekennzeichnet durch eine Feder (23) zwischen Gehäuse und Rotor, die letzteren in Richtung der ersten Stellung vorspannt.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, d.a durch gekennzeichnet, daß die Klemmenenden der Mihrungsvorrichtungen Oberflächen (29) aufweisen, die mit den Fingern (34) bei einer Bewegung des Rotors aus der zweiten in die erste Stellung in Eingriff kommen und quer zur Bewegungsrichtung geneigt sind.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekenn zeichnet, daß die Oberflächen (29) so geneigt sind, daß sie dem Rotor eine Drehbewegung in einer Richtung erteilen.

7. Vorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, d a d u r c h gekennzeichnet , daß die Jührurigsvorrichtungen in zwei Richtungen quer zur geradliiiig'elr Bewegung des Rotors geneigte Oberflächen (29, 29')'aufweisen.

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