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Drehschalter, insbesondere für Mehrfachschaltungen Die Erfindung
bezieht sich auf einen Schalter mit einem im Innern eines Isolierstoffgehäuses gelagerten
drehbeweglichen behaltorgan, das mindestens einc beweglichen Kontaktteil in Form
einer elektrisch leitenden Kugel (Rolle) trägt, die von einer Feder radial nach
außen gedrückt ist und mit vom Gehäuse getragenen feststehenden Kontaktteilen in
Form von elektrisch leitenden, konzentrisch zur Drehachse in einer den Raststellungen
entsprechenden Winkelteilung angeordneten Drähten (Stiften) zusammenarbeitet. Das
Bedürfnis für die Erfindung besteht insbesondere bei Drehschaltern für Mehrfachschaltungen,
wie sie in der Wachrichtentechnik, z.B. in der Rundfunktechnik zur Wellenbereichsumschaltung,
und auch auf anderen technischen Gebieten benötigt werden.
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Schalter der eingangs erwähnten Art sind als sog. Kipphebelschalter
bekannt (Deutsche Auslegeschrift 1 122 606).
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Das Schaltergehäuse dieser Schalter weist Öffnungen zum Einstecken
von am Ende von Verbindungsleitungen befestigten Kontaktstiften auf, die zugleich
als feste KontaktteiX dienen und mit einem federnden, innerhalb des Schaltergehäuses
beweglichen Kontaktelement in Form einer elektrisch leitenden Kugel zusammenwirken.
Hierbei ist der Kontakthebel, der die Kontaktkugel und eine diese radial nach -außen
drückende Schraubenfeder in einer-Bohrung aufnimmt,
schwenkbar auf
einen Zapfen gelagert. Er eist einen Knebel auf, der aus dem Gehäuse herausragt.
Auf diese Weise wird von der Kontaktkugel je nach Stellung der Schalthandhabe eine
leitende Verbindung zwischen benachbarten SteckkorXtaktstiften hergestellt oder
unterbrochen und zugleich die für die einzelnen Schaltstellungen erforderliche Rastfunktion
übernommen, da die Kugel stets zwischen zwei benachbarten Kontaktstiften einrasten
kann.
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Ein derartiger Schalter ist in seiner Verwendungsrnöglichkeit stark
beschränkt. Er ist lediglich für Laborzwecke besonders gut geeignet, da er mit den
elektrischen Leitungen nicht fest verbunden ist und somit an elektrische Leitungen
ver-schiedenster Länge angeschlossen werden kann.
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Dagegen ist er nicht für llehrfachschaltungen, wie sie auf verschiedenen
technischen Gebieten häufig vorkommen, verwendbar, weil einmal aufgrund des groben
Raumbedarfs der aus dem Gehäuse seitlich herausragenden Schalthandhabe lediglich
eine stark begrenzte Anzahl von feststehenden Kontaktteilen untergebracht werden
kann und zum andern bei fortlaufender Betätigung der Schalthandhabe stets jedes
aus zwei benachbarten Steckkontaktstiften gebildete Kontaktpaar elektrisch verbunden
wird.
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Es ist Aufgabe der Erfindung, einen Schalter zu schaffen, bei dem
die Rastfunktion gleichfalls von einem beweglichen Kontaktteil übernommen wird,
der aber auch für Mehrfachschaltungen 'verwendbar ist. Gemäß der Erfindung wird-dies
bei einem Schalter der eingangs erwähnten Art dadurch' erreicht, daß. die innere
Seitenwand des Gehäuses mit einer der gewünschten Schaltweise entsprechenden Rastkontur
versehen ist, in der die zugleich als Halteglied wirkende Kontaktkugel (Kontaktrolle)
gleitet, und daß das drehbare Schaltorgan ein mittels einer Welle betätigbarer,
im Ge-.
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häuse geführter Rotor ist.
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Durch die Ausbildung der inneren Gehäuseseitenwand als Rastkontur
kann erreicht werden, L35 bei fortlaufender Schaltbetätigung des Rotors nicht jedes
aus wei benachbarten Kontaktdrächten gebieldete, sondern z. B. nur jedes zweite
Kontaktpaar elektrisch verbunden wird; denn die einselnen electrisch miteinander
verbindbaren Kontaktpaare können durch einen jeweils dazwischen liegenden Rastkonturteil
elektrisch voneinander getrennt werden.
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Dabei wird die fiir die einzelnen Schaltstellungen erforderliche Rast
von dem beweglichen Kontaktteil, der Kontaktkugel, im Zusammenwirken mit den ortafesten
Kontaktteilen, den Kontaktdrähten, beerkstelligt, indem die Kontaktkugel zwischen
zwei benachbarten, elektrisch zu verbindenden Kontaktdrähten einrastet. Es ergibt
sich hierdurch der Vorteil, daß der bei Drehschaltern sonst übliche gesonderte Rastwerkmechanismus
entfillt und somit eine Einsparung an Bauteilen erzielt wird. Ein weiterer Vorteil
der Erfindung ist darin zu sehen, daß die Ausbildung des drehbaren Schaltorgans
als im Gehause geführter Rotor die Anordnung einer Vielzahl von feststehenden Kontktdrähten
ermöglicht, so daß eine große Zahl von Schaltfunktionen verwirklicht werden kann.
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In vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung weist der Schalter ein
Anschlagsystem auf, mit dem es möglich ist, die Drehbewegung des Rotors nach beiden
Richtungen zu begrenzen. Durch eine im wesentlichen rotationsymmetrische Gestaltung
des Rotors ist es miglich, diesen im Schaltergehäuse um 180° unzuseten. Hierdurch
lassen sich zwei verschiedene Anschlagstellungen, d. h. zwei Möglichkeiten für die
Zahl der verwendbaren Schaltstellungen erzielen. Z. B.
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können lediglich durch entsprechendes Einsetzen des Rotors 1 x 12
oder 2 x 6 Schaltstellungen verwirklicht werden.
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Die Erfindung und vorteilhafte Weiterbildungen seien anhand der Zeichnung
erläutert. Es zeigen: Figur 1 im Längsschnitt einen Schalter gemäß der Erfindung;
Figur 2 in Draufsicht und in teilweise geschnittener Ansicht diesen Schalter bei
teilweise abgenommenem Gehäusedeckel; Figur 3 in teilweise geschnittener Ansicht
eine weitere Ausführungsform eines Schalters gemäß der Erfindung; Figur 4 in Draufsicht
diesen Schalter.
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Das aus den Figuren 1 und 3 ersichtliche Schaltergehäuse, bestehend
aus dem Becher 1 und dem Deckel 1', ist vorzugsweise aus einem geeigneten Kunststoff
hergestellt und trägt an der inneren Seitenwand feststehende Kontaktteile in Form
von elektrisch leitenden Drähten 2, 2', 2'',...
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Die Verankerung dieser Kontaktdrähte erfolgt im Gehäusebecher 1, vorzugsweise
durch Einpressen oder in ähnlicher Weise. Die Kontaktdrähte 2, 2',... ragen aus
der Bodenplatte 1" des Gehäusebechers 1 ein Stück heraus, um z.B.
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einerseits die Verbindung mit einer gedruckten Schaltung (Figur 1)
und andererseits die Verbindung mit elektrischen Bauelementen (Figur 3) herstellen
zu können. Im Falle freier Verdrahtung sind vorzugsweise bestimmte Kontaktdrähte
2, 2", 2''-", ..., die als Zuführungskontakte dienen, an ihrem aus dem Gehäuseboden
1" herausragenden Ende durch mindestens einen Verbindungsring 3 (Figur 4) elektrisch
miteinander verbunden. Dieser Verbindungsring schließt z.B. bei Verwendung eines
einzigen Stromkreises jeweils jeden zweiten Kontaktdraht 2, 2", 2"",... kurz, während
er für die dazwischen liegenden Kontaktdrähte 2', 2"', ... nicht berührende Aussparungen
4 aufweist.
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Sollen mehrere Stromkreise gebildet werden, so ist eine entsprechende
Zahl von angepaßten Verbindungsringen anzuwenden, die jeweils eine bestimmte Zahl
der Kontaktdrähte 2, 2', 2",... elektrisch miteinander verbinden. Zur Bildung von
äußeren Anschlüssen ist der Verbindungsring 3 bzw. sind die Verbindungsringe mit
einer Lötfahne 5 versehen. Ebenso können als äußere Anschlüsse dienende Kontaktdrähte,
z.B. 2 oder 2' oder 2 ", an ihrem aus dem Gehäuseboden 1 '' herausragenden Ende
als Lötfahnen 6 ausgebildet sein, indem sie um 180° abgebogen werden. Es ist ersichtlich,
daß der in Figur 1 gezeigte Schalter für Geräte mit gedruckter Schaltung gegenüber
der Ausführungsform nach Figur 3 aus weniger Einzelteilen aufgebaut werden kann,
da durch entsprechende Gestaltung der Leiterzüge bereits eine Vielzahl von Schaltfunktionen
verwirklicht ist, also die bei gewöhnlicher Verdrahtung erforderlichen Verbindungsringe
3 entfallen.
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Mit den feststehenden Kontaktdrähten 2, 2', ... wirken bewegliche
Kontaktteile in Form von elektrisch leitenden Kugeln 7, 7' im Sinne einer elektrischen
Verbindung oder Trennung zusammen. Diese Kontaktkugeln sind in Bohrungen 8, 8' eines
als drehbewegliches Schaltorgan wirkenden Rotors 9 federnd gelagert und geführt.
Hierzu dienen Schraubenfedern 10. 10', welche die Kontaktkugeln 7, 7' radial nach
außen drücken und den erforderlichen Kontaktdruck erzeugen. Der Rotor 9 selbst wird
mit seinen in axialer Richtung sich erstreckenden, angeformten Ansätzen 11, 11'
in entsprechend angepaßten Ausnehmungen des Gehäusedeckels 1' und Gehäusebodens
1'' geführt. Die Betätigung des Rotors 9 erfolgt mittels einer in derProfilausnehmung
12 gelagerten Profilwelle.
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Die Kontaktdrähte 2, 2',... und die Kontaktkugeln 7, 7' werden außerdem
zur Sicherung der Raststellungen des Schalters herangezogen. Hierzu sind die Kontaktdrähte
2, 2',... paarweise konzentrisch zur Drehachse in einer den gewünschten Raststellungen
entsprechenden ',linkelteilung angeordnet, so daß die elastisch arbeitenden Kontaktkugeln
7, 7' in den jeweils von zwei Kontaktdrähten gebildeten Zwischenraum, der eine Raststellung
bestinmt, eingreifen können (Figur 2). Da es vorteilhaft ist, wenn mehrere Halteglieder
symmetrisch auf den Umfang des Rotors 9 verteilt werden, damit sich die Rastdrücke
der Halteglieder in bezug auf die Belastung des Rotors aufheben, hat dieser vorzugsweise
diametral gegenüberliegende Bohrungen 8, 8' zur Aufnahme je einer Kontaktkugel 7
bzw. 7' und einer Schraubenfeder 10 bzw. 10'.
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Nachdem das Rastwerk gleichzeitig die Aufgaben der Kontaktgabe übernimmt,
oder umgekehrt das Rontaktwerk gleichzeitig die Fixierung der Raststellung bewerkstelligt,
muß dafür gesorgt werden, daß bei fortlaufender Betätigung des Rotors nicht jedes
aus zwei benachbarten Kontaktdrähten 2, 2' oder 2', 2" usw. gebildete Kontaktpaar
elektrisch leitend verbunden wird, um die angestrebten Mehrfachschaltungen verwirklichen
zu können. Zu diesen Zweck weist die Innenseite des Gehäusebechers 1 eine Rastkontur
13 auf, in der die zugleich als Halteglied wirkenden Kontaktkugeln 7, 7' gleiten.
Das Zusammenwirken der Kontaktkugeln 7, 7' mit der Rastkontur 13 kann aus Figur
2 entnommen werden.
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Die RaBtkontur 13 besteht vorzugsweise aus angeformten Rastzähnen
13' und Rastlücken 13'' und ist in der Weise aufgebaut, daß auf jeden Rastzahn eine
Lücke folgt. Hierdurch können in jeder Rastlücke 13" zwei benachbarte Kontaktdrähte
2,2' oder 2", 2"' usw. elektrisch miteinander
verbunden werden,
während im Bereich jedes Rastzahnes 13' zwei benachbarte Kontaktdrähte 2', 2"oder
2"', 2"" usw. elektrisch voneinander getrennt sind. -Durch die aus Figur 2 ersichtliche
Rastkontur im Gehäuse rastet jede Kontaktkugel 7, 7' jeweils nur zwischen jedem
zweiten aus Kontaktdrähten 2, 2',... gebildeten Kontaktpaar ein und stellt nur für
diese Kontaktpaare eine elektrische Verbindung her. Die Erfindung ist jedoch nicht
darauf beschrank, dad nur die in Figur 2 dargestellte Rastkontur 13 benutzt wird.
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Die Begrenzung der Drehbewegung des Rctors 9 erfolgt mittels eines
am Gehäusedeckel 1' angeformten, in das Gehäuseinnere hineinragenden Ansatzes 14
und eines mit diesem zusammenarbeitenden Anschlages 15, der vorzugsweise von einer
kreisbogenförmigen Ausnehmung 16 an der dem Gehäusedeckel zugewandte Stirnseite
des Rotors gebildet ist.
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Es besteht ferner die Möglichkeit, den Rotor 9 auf beiden Stirnseiten
mit kreisbogenförmigen Ausnehmungen verschiedenartiger Ausbildung, z.B. verschiedener
Länge, zu versehen, so daß durch Umsetzen des Rotors im Gehäuse um 1800 zwei verschiedene
Anschlagstellungen verwirklicht werden können. In diesem Falle ist der Rotor 9 mit
Ausnahme-der ringförmigen Ausnehmungen 16, 16' rotationssymmetrisch ausgebildet,
wie es aus Figur 1 ersichtlich ist.
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Allein durch unterschiedliches Einsetzen des Rotors 9 in den Gehäusebecher
1 kann also der Anschlag zur Begrenzung der Drehbewegung und somit die Zahl der
möglichen Schaltstellungen verändert werden.
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Der Schalter nach der Erfindung, insbesondere nach der Ausführungsform
der Figur 1, kann ferner, was fUr verschiedene Aufgaben, insbesondere Prüfaufgaben,
zweckmäßig ist, als Steckschalter ausgebildet sein. In diesem Falle werden die
freien
Enden der feststehenden Kontaktteile 2, 2', als Steckerstifte ausgebildet. Es können
auch umgekehrt die Anschlußbuchsen des in bestimmter Weise zu prüfenden Gerätes
so bemessen und gestaltet sein, daß die normalen Kontaktdrähte 2,2',... als Stecker
eingeführt werden können.
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Es soll bemerkt werden, daß es außer der schon beschriebenen Ausführungsform
für die beweglichen Kontaktteile 7, 7' die Möglichkeit gibt, diese Kontaktteile
als Rollen auszubilden, die dann in entsprechend angepaßten Ausnehmungen des Rotors
9 federnd gelagert sind und zur Einleitung einer elektrischen Verbindung sowie zur
Sicherung der Rast stellung zwischen je ein Paar der Kontaktdrähte 2, 2',... eingreifen.
Ferner ist zu erwähnen, daß das Gehäuse des Schalters nach der Erfindung nicht unbedingt
aus den gezeigten zwei Teilen, nämlich dem Gehäusebecher 1 und dem Gehäusedeckel
i' aufgebaut sein muß. Zum anderen können diese beiden Gehäuseteile auch in anderer
Weise als durch Verformen der in Löcher 17 des Deckels 1 eingreifenden Zapfen 18
des Gehäusebechers 1 zusammengehalten werden. Die Herstellung des Gehäuses kann
beispielsweise nach einem der bekannten Spritzpreßverfahren erfolgen. Als IIaterial
für die Kontaktdrähte 2, 2',... ist ein Material zu wählen, daß sowohl den mechanischen
als auch elektrisehen Anforderungen gerecht wird. Derartige Haterialien sind in
der Schaltertechnik genügend bekannt. Des weiteren ist darauf zu achten, daß als
bewegliche Kontaktteile 7, 7' solche mit geschliffener und möglichst polierter Oberfläche
verwendet werden, damit die Reibung bei Betätigung des Rotors möglichst klein gehalten
wird. Ferner kommt es darauf an, daß die gegenüberliegenden Bohrungen 8, 8'
genau
spiegelbildlich angeordnet sind, damit ein genau gleichzeitiges Eingreifen der als
Halteglieder wirkenden Kontaktkugeln 7, 7' gewährleistet wird. Auch ist es wichtig,
daß die Eingriffsöffnung der Halteglieder, d.h. der Abstand zweier ein Kontaktpaar
bildender Kontaktdrähte 2, 2',.,. yund die zum Erzeugen des Rastdruckes vorgesehenen
Schraubenfedern so bemessen werden, daß eine gesicherte Rasteinstellung möglich
ist, ohne daß durch die Reibung ein Klemmender Kugelrast eintreten kann. Zur Herstellung
einer gesicherten Rasteinstellung ist es ferner möglich, lediglich eine Bohrung
8 bzw. 8' genau dem Abstand zweier ein Kontaktpaar bildender Kontaktdrähte 2, 2',...
anzupassen, während alle übrigen Bohrungen größer hemessen werden können.
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Anlagen: 11 Patentanspruche 1 Bl. Verzeichnis der verwendeten Bezeichnungen