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Betätigungsvorrichtung mit drehbarem Einstellglied, insbesondere für
Schalter.
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Die Erfindung betrifft eine auf verschiedene Betriebsarten und/oder
Anzahl von möglichen Stellungen umstellbare Betätigungsvorrichtung mit drehbarem
Einstellglied, insbesondere für Schalter. Drehschalter mit Tastbetrieb, Rastbetrieb
oder einer Kombination aus beiden Betriebsarten, ebenso wie Drehsc'lalter mit einer
veränderbaren Zahl von Schaltstellungen bei jeweils einer dieser Betriebsarten sind
bekannt. Unter einem Drehschalter mit Tastbetrieb soll hierbei ein Schalter verstanden
werden, dessen drehbeweglicher Teil in wenistens eine Schaltlage. gebracht werden
kann, aus der es beim Loslassen des Drehknopfes mit Hilfe einer Rückstellfeder oder
dergl. selbsttätig in die zuvor eingenommene Drehlage zurückbewegt wird.
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Um die vielfältigen Aufgaben zu erfüllen, die an Drehschalter gestellt
werden, ist eine Vielzahl von Drehschaltertypen entwickelt worden. Aus wirtschaftlichen
Gründen ist daher eine Betätigungsvorrichtung wünschenswert, mit deren Hilfe sich
möglichst viele der mittels der eingangs beschriebenen verschiedenen Schalter lösbaren
Aufgaben wahlweise durchführen lassen.
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Aufgabe der Erfindung ist es demnach, eine Betätigüngsvorrichtung
mit drehbarem Einstellglied, insbesondere für Schalter zu schaffen,
bei
der sowohl Tastbetrieb als auch Rastbetrieb als auch eine Kombination aus beiden
Betriebsarten rnöglich ist und bei der sich die Zahl der Schaltstellungen verändern
läßt. Darüberhinaus soll die linderung der Betriebsart und die Zahl der Schaltstellungen
an in einfacher Weise möglich sein und die Betätigungsvorrichtung in jeder Betriebsart
zuverlissig arbeiten.
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Die Aufgabe wird dadurch gelöst, daß in einem ortsfesten Teil ein
drehbares Teil gelagert und in gegenüber dem ortsfesten Teil vorgegebene Stellungen
drehb-ar ist und daß zur wahlweisen selbsttäteigen Rückstellung des drehbaren Teiles
gegenüber dem ortsfesten Teil in eines der Teile eine Rückstellfeder einsetzbar
ist, w während das andere Teil wenigstens einen mit der Rückstellfeder in Eingriff
bringbaren, an verschiedenen Stellen des Drehweges des drehbaren Teiles einsetzbaren
Widerlagerkörper aufweist.
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In weiterer Ausgestaltung der Erfindung empfiehlt es sich, da;? zwischen
dem drehbaren Teil und de orts festen Teil eine die Schaltstellungen vorgebendeRasteinrichtung
wirksam ist, wodurch sich das drehbare Teil einfacher und sicherer in die vorgegebenen
Stellungen bringen läßt.
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Eine besonders günstige Lösung ergibt sich, wenn die Zahl der vorgegebenen
Schaltstellungen durch das Zusammenwirken eines an dem die Rückstellfeder tragenden
Teil vorgesehenen Anschlages mit an verschiedenen Stellen entlang des Drehweges
des Anschlages am anderen Teil befestigbaren Widerlagern bestimmt sind, zu denen
auch die Widerlagerkörper für die Rückstellfeder gehören können und wenn als Rückstellfeder
eine Torsionsfeder dient, deren eines Federende an dem die Feder aufnehmenden Teil
befestigt ist, während ihr zweites Ende sich bei einer Auslenkung der Feder -gegen
einen der Widerlagerkörper legt.
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In vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung ist die Betätigungsvorrichtung
derart ausgestaltet, daß als Widerlager bzw. Widerlagerkörper Stifte in an den vorgegebenen
Stellen befindlichen Öffnungen des ortsfesten Teiles einsetzbar sind. Bei einem
derartigen Aufbau der Betätigungsvorrichtung für beispielsweise einen
Drehschalter
läßt sich dieser besonders schnell und einfach umrüsten. um so die jeweiligen an
ihn gestellten Aufgaben erfüllen zu können.
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Ein Ausführungsbeispiel eines Drehschalters mit der erfindungsgemäßen
Betätigungsvorrichtung wird nachfolgend anhand der Zeichnung erläutert. Darin zeigt:
Figur 1 in auseinandergeogener Darstellung die perspektivisehe Ansicht eines Drehschalters,
Figur 2 in auseinandergezogener Darstellung die perspektivischc Ansicht der wesentlichen
Baugruppen, Figur 3-5 in vereinfachte. Darstellung eine Draufsicht auf das ortsfeste
Teil des rür vier Schaltstellungen in jeweils anderer Kombination eingerichteten
Drehschalters, wobei zum besseren Verständnis seiner Arbeitsweise auen noch die
Lage von Bauelementen des drehbaren Teiles eingezeichnet ist, Figur 6-9 in vereinfachter
Darstellung eine Draufsicht auf das ortsfeste Teil des für drei Schaltstellungen
in jeweils anderer Kombination eingerichteten Drehschalters, wobei zum besseren
Verständnis seiner Arbeitsweise auch noch die Lage von Banclementen des drehbaren
Teiles eingezeichnet isi; und Figu 10 und 11 in vereinfachte Darstellung eine Draufsicht
auf das ortsfeste Teil des für zwei Schaltstellungen in jeweils anderer Kombination
eingerichteten Drehschalters, wobei zum besseren Verständnis seiner Arbeitsweise
auch noch die Lage von Bauelementen des drehbaren Teiles eingezeichnet ist.
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Figur 1 zeigt in auseinandergezogener Darstellung einen öldichten,
hochbelastbaren Schalter, der mit einem Sehalterblock 20, eine; Abstandsteil 30,
einem Nockenteil 40, einem hohlzylinderförmigen ortsfesten Teil sn, einem zylinderförmigen
drehbaren Teil 70 und einem Schaltgriff 80 versehen ist.
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Tn. zylinderförm gen Innenraum 51 des ortsfesten Teils 50 befinden
sich zwei durch die Zylinderstifte 53 und 56 gebildete Widerlager, wobei die Zylinderstifte
gemäß Figur 2 in zwei der sechs Öffnungen
52a-57 der Grundplatte
59 eingefügt sind. Die Öffnungen 52a-57a haben von der Längsachse des ortsfesten
Teiles 50 den gleichen radialen Abstand.
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Je eine Spiralfeder 61 und eine Kugel 62 sind wie auch in Figur 2
gezeigt, in je eine der beiden einander diagonal gegenüberliegenden Öffnungen 64
eingesetzt, wobei der Durchmesser der Öffnungen 64 etwas größer als der Durchmesser
der Kugeln 62 ist. Die Öffnungen 64 sind in Ansätzen 65 vorgesehen, die auf der
Grundplatte 59 sitzen.
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Auf der Schaltwelle 74 des drehbaren Teiles 70 liegt, wie aus Figur
2 ersichtlich, eine als Torsionsfeder 72 ausgestaltete Rückstell feder. Diese Feder
ist nach außen hin durch eine mit einem Schlitz versehene Hülse 75 abgekapselt,
an deren Schlitzkanten 75a und 75b die Federenden 72a und 72b angreifen.
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Das hohlzylinderförmige drehbare Teil 70 ist, wie in Figur 2 gezeigt,
an seiner in dieser Figur nach unten weisenden StirnflSche 77 mit sechs Öffnungen
76 versehen, deren Durchmesser etwas kleiner ist als der Durchmesser der Kugeln
62 und die in Abstand von Jeweils 600 angeordnet sind. Nach Zusammenbau des ortsfesten
Teiles 50 mit dem drehbaren Teil 70 wirken die Federn 61 und Kugeln 62 in Verbindung
mit den Öffnungen 76 als-Rasteinrichtung, mit deren Hilfe sich das drehbare Teil
70 gegenüber dem ortsfesten Teil 50 um diskrete Winkelbeträge von beispielsweise
600 drehen läßt.
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In zwei der sechs Öffnungen 52a-57a des ortsfesten Teiles 50 sind
die Zylinderstifte 53 und 56 eingefügt. Befindet sich das drehbare Teil 70 im Innenraum
51, so können die beiden Federenden 72a und 72b der Torsionsfeder 72 ebenso wie
der zwischen derülse 75 und der'Stirnfläche 77 befindliche Anschlag 78 beim Drehen
des ortsfesten Teiles 50 an einem der Zylinderstifte 53, 56 angreifen. Die mit Hilfe
des erfindungsgemäßen Drehschalters darstellbaren verschiedenen Betriebsarten und/oder
Anzahl von Schaltstellungen ergeben sich durch die Lage und die Anzahl der ventendeten
Zylinder-. stifte, die Torsionsfeder und den Anschlag.
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Nachdem sich Zylinderstifte 53, 56,. Spiralfedern 61, Kugeln 52 und
Torsionsfeder 72 an den für sie vorgesehenen Stellen im ortsfesten Teil 50 und dem
drehbaren Teil 70 befinden, (siehe Figur 2) wird das drehbare Teil 70 in den Innenraum
51 des ortsfesten Teiles 50 geschoben, wobei darauf zu achten ist, daß der Anschlag
78 sich an der richtigen Stelle befindet. Nach dem Zusammenfügen der beiden Teile
50, 70 ragt die Schaltwelle 74 durch die Öffnung 66 in-der Grundplatte 59.
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Das Nockenteil 40 besitzt eine stufenförmige Öffnung 44 in die das
untere Ende der Schaltwelle 74 ragt. Der Fiihrungsansatz 46 des Nockenteiles 40
gleitet inder oeffnung 56 des ortsfesten Teiles 50.
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Eine Schraube 48 durchdringt eine nicht gezeigte mit der stufenförmigen
Öffnung 44 in Verbindung stehende Öffnung. Das Schraubenende wird von dem am Ende
der Schaltwelle 74 befindlichen Gensindeloch 74a aufgenommen, wodurch das ortsfeste
Teil 50, das drehbare Teil 70 und. das Nockenteil 40 miteinander verbunden sind.
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In Figur 1 ist weiterhin noch der Schaltgriff 80 gezeigt, der mit
einem Schaltknopf 82 versehen ist, welcher gegenüber der mit Innengewinde versehenen
Gewindehülse 34 drehbar gelagert ist. Eine innerhalb des Schaltknopfes 82 liegende,
nicht gezeigte Öffnung nimmt die starr mit der Schaltwelle 74 verbundene Schaltachse
79 des drehbaren Teiles70 auf. Die Gewindehülse 84 ist mittels des Gewindes 67 fest
mit dem ortsfesten Teil 50 verbunden. An dem Flansch 79 des ortsfesten Teiles 50
sitzen vier Dorne 68, die in vier in den Ansätzen 34 des Abstandsteiles 30 befindliche
Öffnungen 32 hineinragen. Um einen hochbelastbaren öldichten Schalter zu erhalten,
ist der Schalterblock 20 gegenüber der Unterseite 36 des Abstands teiles 30 und
gegenüber dem ortsfesten Teil 50 durch in Figur 1 nicht dargestellte Schrauben gesichert,
die durch die Öffnungen 22 des Schaltblockes 20 und durch die ihnen entsprechenden
Öffnungen 32 des Abstandsteiles 30 in am Ende der Dorne 68 befindliche nicht dargestellte
Gewindelöcher ragen.
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Die Ansätze 34 des Abstandsteiles 30 schaffen Raum für das Nockenteil
40. Die Detätigungsstössel 24 gehören zu zwei in Figur 1 nicht gezeigten im Schalterblock
20 gehaltenen Schaltvorrichtungen
beispielsweise Mikro-Schnappschalter
und ragen durch die Öffnung 33 des Abstandsteiles 30. Die stöpsel 24 werden durch
diegeneigten Stirnflächen 49 des Nockenteiles 40 beim Drehen des Schaltknopfes 82
betätigt.
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Aus den Figuren 5-11 ergeben sich die Wirkungsweise und eine Reihe
von 3etriebsarten mit einer verschiedenen Anzahl von Schaltstellungen des Drehschalters.
In diesen Figuren ist das ortsfeste Teil in stark vereinfachter Form in Draufsicht
dargestellt. Im einzelnen werden die Kugeln 62, die Ansätze 5, die Öffnungen 52a-57a,
die in geeigneter Weise eingesetzten Stifte 52-57 des ortsfesten Teiles 50, und
zum besseren Verständnis der Arbeitsweise des Drehschalters auch noch der Ansatz
78 und die Federenden 72a, 72b des drehbaren Teiles 70 gezeigt.
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In den Figuren 3-11 ist der Anschlag 78 jeweils in der gleichen Lage
dargestellt in der sich der Schalter wegen der durch die Kugeln 62 un'd die Öffnungen
76 gebildeten Rasteinrichtung in einer Raststellung befindet. Das drehbare Teil
rastet jeweils nach einer Drehung von 60 gegenüber dem ortsfesten Teil ein.
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In den Figuren 5,4 und 5 läßt sich das drehbare Teil 70 gegenüber
dem ortsfesten Teil 50 umd 180° drehen, wodurch vier Schaltstellungen möglich sind.
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In Figur 3 sind durch die beiden ausgefüllten Kreise die Stifte 53
und 56 angedeutet, die in die Öffnungen 53a und 56a eingesetzt wurden. Der zum drehbaren
Teil 70 gehörige Anschlag 78 läßt sich im Uhrzeigersinn um eine Raststellung, das
entspricht einem Drehwinkel von 600, und entgegen dem Uhrzeigersinn um zwei Raststellungen,
das entspricht einem Drehwinkel von 1200, weiterdrehen.
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Nach diesen Drehbewegungen liegt der Anschlag 78 jeweils an einem
der Stifte 53 bzw. 56, wodurch die Drehbewegung begrenzt ist. Nach jeweils einer
bestimmten Lageänderung, das sind 600 im Uhrzeigersinn sowie 600 und 1200 entgegen
dem Uhrzeigersinn des drehbaren Teiles 70 gegenüber dem ortsfesten Teil 50, wird
das drehbare Teil durch die Rasteinrichtung gegenüber dem ortsfesten Teil festgehalten.
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Von den vier Schaltstellungen in Figur 4 sind drei Raststellungen
und eine eine taststellung. Während bei der in Figur 3 gezeigten Betriebsart, in
der es nur Raststellungen gibt, die Torsionsfeder 72 nicht gebraucht wird, ist diese
unbedingt notwendig, wenn im Schaltbetrieb auch eine Tastung möglich sein soll.
In Figur 3 sind die beiden Federenden 72a, 72b der Torsionsfeder 72 gezeigt. Für
Drehbewegungen von 600 und 1200 entgegen dem Uhrzeigersinn ergeben sich Raststellungen,
da der Stift 53 so kurz ist, daß das hochliegende Federende 72a über diesen Stift
hinweggleiten kann. Nach einer Drehbewegung von 1200 entgegen dem Uhrzeigersinn
schlägt der Anschlag 78 am Stift 56 an, wodurch eine weitere Drehung in dieser Richtung
unmöglich ist.' Ein Drehen des Anschlages um 600 im Uhrzeigersinn zum Stift 53 hin
entspricht einer Taststellung, da in dieser Drehrichtung das tiefliegende Federende
72b vom Stift 56 festgehalten wird, wodurch über das Federende 72a die Feder gespannt
wird. Die beim Drehen des drehbaren Teiles 70 im Uhrzeigersinn durch die Feder erzeugte
Rückstellkraft ist' größer als die ICraft der Rasteinrichtung, so daß beim Loslassen
des Schaltknopfes 82 der nach der Drehung am Stift 53 liegende An schlag 78 durch
die Feder in seine in Figur 4 dargestellte Lage zurückgezogen wird. Ein Einrasten
in der Endstellung ist aus diesem Grund beim Drehen des Anschlages 78 im Uhrzeigersinn
unmo'glich, wodurch sich eine tastende Betriebsart ergibt. Beim Drehen des Schaltlmopfes
82 im Gegenuhrzeigersinn wird die Feder 72 durch die Federenden 72a nicht gespannt,
weil diese an keinem der Stifte anliegen.
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Bei der Betriebsart nach Figur 5 ergeben sich zwei Raststellungen
und zwei Taststellungen. Der Anschlag 78 ist in Figur 5 in einer Raststellung dargestellt.
Ebenso wie in Figur 4 ist bei einer Drehung von 60Q des Anschlages 78 ein Einrasten
unmöglich, so daß sich für diese Stellung eine Taststellung ergibt. Dreht man den
Anschlag 78 entgegen dem Uhrzeigersinn, so hat man nach einer Drehung von 60° eie
Raststellung und nach einer Drehung von 1200 eine Taststellung. Die bei einer Drehung
von 1200 entgegen dem Uhrzeigersinn auftretende Taststellung bildet den einzigen
Unterschied zum Betrieb des Schalters nach Figur 4. Der Grund -dafür liegt darein,
daß der Stift 53 diesmal so lang gewählt ist, daß
nach einer Drehung
des Anschlages 78 von 600 entgegen dem Uhrzeigersinn das Federende 72a am Stift
53 anliegt und bei einer weiteren Drehung von 60°, bei der der Anschlag 78 am Stift
56 zur Anlage kommt, das Federende 72b sich zum Federende 72a hin bewegt, wodurch
eine Rückstellkraft entsteht, die ein Einrasten in dieser Lage verhindert und den
Anschlag im Uhrzeigersinn zurtlckzieht. Es soll nochmals festgehalten werden, daß
der Unterschied des Schalteraufbaues nach Figur 4 und Figur 5 in der Länge des Stiftes
53 besteht.
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Bei einem Aufbau des Drehschalters nach Figur 6, 7,8 oder 9 ist nur
eine Drehbewegung des drehbaren Teiles 70 gegenUber dem ortsfesten Teil 50 von 1200
möglich, die drei Schaltstellungen entspricht. Beim Aufbau nach Figur 6 wurde entsprechend
dem nach Figur 3 die Torsionsfeder 72 weggelassen, wodurch sich ein reiner Rastbetrieb
mit drei Schaltstellungen ergibt. Die Drehbewegung des drehbaren Teiles 70 gegenUber
dem ortsfesten Teil 50 ist durch die beiden Stifte 53 und 57 begrenzt, an denen
der Anschlag 78 nach jeweils einer Drehung voh 500 in bzw. entgegen dem Uhrzeigersinn
zur Anlage kommt. Nach jeder dieser Drehungen rastet die flasteinrichtung ein. Da
in der in Figur 6 gezeigten Lage des Anschlages 78 der Schalter ebenfalls eingerastet
Ist, ergeben sich drei Raststellungen.
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Bei einen Aufbau des Schalters Gemäß Figur 7 erhält man zwei Rast-Stellungen
und eine Taststellung. Die eine der beiden Raststellunten is in Figur 7 dargestellt,
die andere erhält man, wenn man den Anschlag 78 um 600 zum Stift 53 dreht. Bei einer
Drehung des Anschlages 78 um 500 entgegen dem Uhrzeigersinn, hält der in seiner
Lage entsprechend aussihlte Stift 54 das Federende 72a rest, wodurch eine Rückstellkraft
entsteht, die den Anschlag in sehne In Figur 7 dargestellte Ausgangslage zurUe'czieht.
Während in Figur 4 und 5 die Stifte 53 und 56 sowohl als Widerlager für den Anschlag
78 als auch als Widerlagerkörper für die RUclcstellfeder 72 dienen, sind die Aufgaben
der Stifte 53, 57 und die des Stiftes 54 unterschiedlich, da der Stift 54 nur auf
die Feder 72 einwirkt.
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Figur 8 zeigt eine Betriebsart mit zwei Raststellungen und einer Taststellung.
Die Arbeitsweise des nach Figur 8 aufgebauten Schalters ist umgekehrt der des nach
Figur 7 aufgebauten. Dreht man den Anschl<ig um 60 im Uhrzeigersinn aus seiner
in Figur 8 darZcstellten Ruhelage, so wird die Feder 72 wegen des am Stift 56 anliegenden
Federendes 72b gespannt, wodurch sich eine Rückstellkraft auf baut, die den am Stift
53 liegenden Anschlag 78 in seine Ausgangslage zurückzieht. Dreht man den Anschlag
78 um 600 entgegen dem Uhrzeigersinn, so legt sich der Anschlag an den Stift 57
und die Rasteinrichtung wird betätigt.
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Bei einem Aufbau des Schalters nach Figur 9 ergeben sich zwei Taststeliungen
und eine Raststellung. In der gezeigten Lage des Anschlages 78 hat der Schalter
eine Raststellung eingenommen. Je nachdem ob man nun den Anschlag um 60° im oder
entgegen dem Uhrzeigersinn dreht, kommt dieser am tirt 53 oder Stift 57 zur Anlage
und die Torsionsfeder 72 wird durch das am Stift 56 liegende Federende 72b oder
das am Stirt 54 liegende Federende 72a gespannt, wodurch man jeweils die Rückstellkraft
erhält, die den Anschlag in seine in Figur 9 gezeigte Ausgangslage zurückzieht.
Der Stift 54 muß so groß gewählt sein, daß das Federende 72a nicht über ihn hinweggleiten
kann. Bei einem Aufbau des Schalters nach Figur 9 ist die Rasteinrichtung nicht
unbedingt notwendig, da bei einem geeigneten Aufbau der HUlse 75 und der in ihr
gelagerten Feder 72 der Anschlag 78 stets durch die Federkraft wieder in seine Ausgangslage
zurückbefördert wird.
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Bei dem Aufbau des Drehschalters nach Figur 10 oder 11 sind jeweils
zwei Schaltstellungen möglich, ao einer Drohung des Anschlages um 600 entspricht.
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Bei eine Betrieb CemSS Figur 10 ergeben sich ohne die Feder 72 zwei
Raststellungen, wobei die eine Raststellung dargestellt ist und die andere bei einer
Drehung des Anschlages um 500 entgegen dem Uhrzeigersinn erreicht wird. In beiden
Raststellungen liegt der Anschlag 73 entweder am Stift 52 oder am Stift 57 an. Dor
Au£-bau des Schalters gemäß Figur 11 ermöglicht eine Raststellung und
eine
Taststellung. In der gezeichneten Lage befindet sich das drehbare Teil in seiner
raststellung. Bewegt s sich der Anschlag 73 entgegen den Uhrzeigersinn von Stift
5 zum Stift 7, so wird die Torsionsfeder 72 wegen des an Stift 54 liegenden Federendes
72a gespnnnt. si daA nach Beendigung der den Anschlag entogen dem Uhrzeigersinn
bewegenden Kraft dieser wieder in seine in Figur 11 gezeigte Ausgangslage zurückgezogen
wird. Ein Drehen des Anschlages im Uhrzeigersinn ist ebenso wie in Figur 10 wegen
des Stiftes 52 nicht möglich.
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Es ist verständlich, daß bei der Vielzahl der möglichen Kombinationen
aus Betriebsart (Testbetrieb oder Rastbetrieb), der Zahl der Schaltstellungen und
dem Drehsinn, für den diese Kombinationen gelten, nicht alle Kombinationen dargestellt
werden können. Aus der Zahl der dargestellten Kombinationen ergibt sich aber, daß
die erfindungsgemäße Betätigungseintichtung vielseitig verwendbar ist, beispielsweise
auch bei solchen schaltern, bei denen die Kontaktbetätigung nicht wie im gezeigten
Ausführungsbeispiel durch parallel zur Achse 74, 79 verschiebbare, durch ein Nackenteil
40 gesteuerte Stößel 24 erfolgt sondern durch einen mit der Achse drehbaren Kontaktarm
oder Kontaktbetätigungsarm.