DE19505737C1 - Nockenschalter - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Nockenschalter mit einem Schaltkammergehäuse, das mit mindestens vier Strombah­ nen bestückt ist, die zwei Kontaktpaare bilden, wobei in dem Gehäuse mindestens ein Schaltstößel mit jeweils einer Kon­ taktbrücke mittels einer auf einer Schaltnocke angeformten Nockenscheibe gegen die Wirkung von Vorspannfedern betätig­ bar ist, und wobei mindestens eine Kontaktbrücke zwischen zwei gegenüberliegenden Kontaktpaaren angeordnet ist.

Derartige Schalter sind allgemein gemäß der Broschüre Dabel, S/A, "Electromecanica a su servicio" als Drehschalter vom Typ 1 CO 3100 bekannt, wobei deren Schaltmöglichkeiten nachteiligerweise sehr begrenzt sind. Denn bei den aus dem Stand der Technik bekannten Nocken­ schaltern ist nur ein wechselseitiges Schließen von zwei ge­ genüberliegenden Kontaktpaaren durch die Kontaktbrücke of­ fenbart.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen Nocken­ schalter bereitzustellen, dessen Schaltmöglichkeiten erwei­ tert sind.

Erfindungsgemäß ist dies dadurch erreicht, daß die Nocken­ scheibe derart ausgeformt ist, daß die Kontaktbrücke auch in eine Mittelstellung zwischen die zwei gegenüberliegenden Kontaktpaare stellbar ist. Zusätzlich zu dem wechselseitigen Öffnen und Schließen der Kontaktpaare ist dadurch eine Mit­ telstellung bereitgestellt, bei der beide Kontaktpaare offen bleiben, also nicht leitend miteinander verbunden sind.

Vorteilhafterweise sind bei einer Ausführungsform mit acht Strombahnen, die vier Kontaktpaare bilden, wobei zwischen jeweils zwei gegenüberliegenden Kontaktpaaren eine Kontakt­ brücke verschiebbar angeordnet ist, die Kontaktbrücken unab­ hängig voneinander in die Mittelstellung stellbar. Dadurch ergeben sich für diesen Schalter neun mögliche Schaltstel­ lungen bzw. -muster bei acht Strombahnen bzw. Anschlußfüßen.

Bevorzugterweise ist ein Drehen der Nockenscheibe aus einer Grundstellung in beide Drehrichtungen möglich, wobei jeweils die gleichen Schaltmuster einstellbar sind. Dadurch sind zum einen die Einsatzmöglichkeiten des Nockenschalters weiter gesteigert und zum anderen bei speziellen Anwendungen ein drehrichtungsunabhängiges Schalten des Nockenschalters mög­ lich. Insbesondere bei speziellen motorischen elektrischen Küchenmaschinen ist es von Vorteil, wenn Betätigungschalt­ winkel der Schaltnocke zum Einstellen der Schaltmuster dreh­ richtungsabhängig unterschiedlich groß sind. Dadurch sind die Schaltmuster in eine Drehrichtung auf kürzerem Wege zu erreichen als in die entgegengesetzte Drehrichtung. Dies ist insbesondere dann vorteilhaft, wenn drehrichtungsabhängig ein Momentbetrieb und ein Schaltbetrieb des Nockenschalters möglich sind. Das bedeutet beispielsweise, daß im Uhrzeiger­ sinn verschiedene Schaltstellungen über Rastpunkte des Nocken­ schalters mit jeweiligen Schaltmustern gemäß dem Schalt­ betrieb fest einstellbar sind, und daß entgegen dem Uhrzei­ gersinn dieselben Schaltmuster einstellbar sind, wobei ent­ sprechend dem Momentbetrieb jedoch der Nockenschalter selbsttätig in seine Grundstellung zurückkehrt, wenn er von der Bedienperson losgelassen wird. Der mehrstufige Momentbe­ trieb mit verschiedenen Schaltmustern kann insb. bei Küchen­ maschinen sehr nützlich sein.

Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung ist an der Nocken­ scheibe eine Rastscheibe angeformt, die im Zusammenwirken mit mindestens einer im Schaltkammergehäuse gelagerten Rast­ feder zum rastenden Verstellen des Nockenschalters zusammen­ wirkt. Ein definiertes Betätigen des Nockenschalters ist da­ durch möglich, ohne die Schaltstößel bzw. deren Vorspannfedern zu belasten. Weiterhin ist die Schaltnocke einteilig ausgebildet.

Vorteilhafterweise ist an der Nockenscheibe, insbesondere an einer daran angeformten Rastscheibe eine Auflaufschräge aus­ geformt, die im Zusammenwirken mit mindestens einer im Ge­ häuse gelagerten Rastfeder ein Rückstellmoment für den Nocken­ schalter erzeugt. Die Schaltnocke bewegt sich nach deren Drehen aus der Grundstellung infolge des Rückstellmoments beim Loslassen der Schaltnocke bzw. deren Schaltachse selbsttätig wieder in die Grundstellung zurück.

Zur mechanischen Betätigung von räumlich in der Nähe des Schaltergehäuses angeordneten Schaltelementen bzw. zum An­ zeigen der Schaltstellung sind in dem Schaltkammergehäuse Gehäuseöffnungen ausgeformt, aus denen die Schaltstößel in Abhängigkeit von der Schaltstellung verschieden weit heraus­ ragen.

Nachfolgend ist anhand schematischer Darstellungen ein Aus­ führungsbeispiel der erfindungsgemäßen Nockenschalters be­ schrieben. Es zeigen:

Fig. 1 den Nockenschalter in einer Seitenansicht;

Fig. 2 den Nockenschalter ohne den Deckel in einer Draufsicht mit teilweise weggebrochener Nocken­ scheibe und Trennscheibe;

Fig. 3 in vergrößertem Maßstab die Schaltnocke gemäß Fig. 2 und

Fig. 4 Schaltmuster des Nockenschalters in Abhängigkeit vom Schaltwinkel.

Ein Nockenschalter 1 besitzt ein Schaltkammergehäuse 2, das aus einem Gehäusegrundkörper 3 und einem diesen verschlie­ ßenden Deckel 5 besteht. Aus einer kreisförmigen Öffnung des Deckels 5 ragt senkrecht nach oben eine hohle Schaltachse 7 mit Vierkantaußenprofil zur Betätigung des Nockenschalters 1. Aus einem Boden 8 des Gehäusegrundkörpers 3 ragen acht Anschlußfüße 9, die die Strombahnen des Nockenschalters 1 bilden. Die Anschlußfüße 9 ragen auch durch den Boden 8 in das Schaltkammergehäuse 2.

Der Gehäusegrundkörper 3 weist eine Schaltkammer 11 auf, in die eine scheibenförmige Schaltnocke 13 aus Kunststoff, aus der sich die Schaltachse 7 senkrecht nach oben erstreckt, zentrisch eingesetzt ist. Die Schaltnocke 13 besteht aus ei­ ner kreisförmigen Trennscheibe 15, einer an deren Oberseite ausgeformten Nockenscheibe 17 und einer an der Unterseite der Trennscheibe 15 ausgeformten Rastscheibe 19. Mit der Nockenscheibe 17 wirken, wie nachfolgend beschrieben ist, ein erster Schaltstößel 21 und ein zweiter dazu diametral angeordneter Schaltstößel 23 zusammen. Diese weisen dazu je­ weils einen keilförmigen Gleitkopf 25 auf, dessen Keilspitze auf der Nockenscheibe 17 aufgrund einer Federkraft aufliegt und beim Schalten gleitet. Zur Führung des Schaltstößels 21, 23 in der Schaltkammer 11 weist dieser jeweils zwei paralle­ le, sich an den Keil anschließende Führungsflächen 27 auf. Der erste Schaltstößel 21 trägt eine biegsame, plattenförmi­ ge erste Kontaktbrücke 29 aus Metall und der zweite Schalt­ stößel 23 trägt eine entsprechende zweite Kontaktbrücke 31. Auf jeder dieser Kontaktbrücken 29, 31 sind in deren Endab­ schnitten beidseitig gegenüberliegende Kontaktpunkte 33 auf­ gebracht. Jede Kontaktbrücke 29, 31 besitzt also vier Kon­ taktpunkte 33. Um die erforderliche Andruckkraft für die Schaltstößel 21, 23 an die Nockenscheibe 17 zu deren Betäti­ gung durch die Nockenscheibe bereitzustellen, sind eine er­ ste Vorspannfeder 35 und eine zweite Vorspannfeder 37 zwi­ schen einer Wandung der Schaltkammer 11 und einer Anlageflä­ che des Gleitkopfes 25 eingespannt, wobei die Kontaktbrücke 29, 31 zwischen der Anlagefläche und einem Endabschnitt der Vorspannfeder 35, 37 festgeklemmt ist. Dabei ist die Vor­ spannfeder 35, 37 auf eine in rückwärtiger Verlängerung des Gleitkopfes 25 an diesen ausgeformte Stößelstange 39 aufge­ steckt und damit zusätzlich stabilisiert. Die Stößelstange 39 ragt, abhängig von der Stellung des Schaltstößels 21, 23 aus einer an einer kurzen Stirnwandung des Gehäuses 3 ange­ brachten Gehäuseöffnung 41 nach außen. Diese dient zusammen mit einem Gehäusedurchbruch 43 im Inneren der Schaltkammer 11 zur Führung des Schaltstößels 21, 23 bei dessen Bewegun­ gen.

In der Schaltkammer 11 sind eine erste und eine zweite Kon­ taktbrückenkammer 44, 44′, die sich diametral gegenüberlie­ gen, ausgeformt. Innerhalb der Kontaktbrückenkammer 44 sind vier Anschlußfüße 9 angeordnet, wobei diese ein erstes Kon­ taktpaar 45 und ein zweites, gegenüberliegendes Kontaktpaar 45′ bilden. Zwischen den beiden Kontaktpaaren 45, 45′ wird die erste Kontaktbrücke 29 infolge der Drehung der Schalt­ nocke 13 verschoben, wobei die Kontaktbrücke mit ihren Kon­ taktpunkten 33 die Anschlußfüße 9 des jeweiligen Kontaktpaa­ res 45, 45′ kurzschließen kann. Das erste und das zweite Kontaktpaar 45, 45′ bilden zusammen mit der ersten Kontakt­ brücke 29 einen ersten Teilschalter 47 und das dritte und vierte Kontaktpaar 46, 46′ bilden zusammen mit der zweiten Kontaktbrücke 31 einen zweiten Teilschalter 49 in der zwei­ ten Kontaktbrückenkammer 44′.

In den Fig. 2 und 3 sind die Trennscheibe 15 und die Nocken­ scheibe 17 an für deren Funktion unwesentlichen Bereichen weggebrochen, um die darunterliegenden funktionswesentlichen Bereiche der Rastscheibe 19 im Schnitt zu zeigen. Der Ver­ lauf der Umfangs fläche der Rastscheibe 19 ist ansonsten mit einer unterbrochenen Linie veranschaulicht. Die Nockenschei­ be 17 erhebt sich von der Trennscheibe 15 aus der Zeichen­ ebene heraus, wodurch für den keilförmigen Gleitkopf 25 zum einen eine Stützfläche durch die Trennscheibe 15 und zum an­ deren eine Führungsfläche durch die Nockenscheibe 17 gegeben ist. Die Umfangsfläche der Nockenscheibe ist dazu entspre­ chend ausgeformt. Der Schaltnocken 13 befindet sich in Fig. 2 und 3 in der Grundstellung (Schaltwinkel: α0). In der Grundstellung drückt der Gleitkopf 25 des ersten Schaltstö­ ßels 21 infolge der Federvorspannung in eine an der Umfangs­ fläche der Nockenscheibe 17 ausgeformte erste Kerbe 51. An die Kerbe 51 schließt sich im Gegenuhrzeigersinn eine erste Auflagefläche 53 und im Uhrzeigersinn eine zweite Auflage­ fläche 55 an. Beide Auflageflächen 53, 55 verlaufen mit gleichem Abstand konzentrisch zur Mittelachse der Schaltnocke 13. Beim Drehen der Schaltnocke 13 in die erste Schalt- bzw. Drehstellung, der ein Schaltwinkel α1 = 30° ent­ spricht, wird der Gleitkopf 25 durch die Kerbenflanken aus der Kerbe 51 gedrückt und ruht auf der ersten Auflagefläche 53. Dadurch ist das erste Kontaktpaar 45 kurzgeschlossen, der erste Schaltstößel 21 bzw. die Stößelstange 39 ragt weit aus der Gehäuseöffnung 41. Dieselbe Schaltstellung ergibt sich für den ersten Teilschalter 47 auch bei einem Schalt­ winkel α2 = 60°. Beim Drehen der Schaltnocke 13 im Gegen­ uhrzeigersinn wird der Gleitkopf 25, wie eben beschrieben, ebenfalls aus der ersten Kerbe 51 gedrückt und liegt dann auf der zweiten Auflagefläche 55 auf. Das erste Kontaktpaar 45 ist kurzgeschlossen.

Auf dem diametral gegenüberliegenden Abschnitt der Umfangs­ fläche weist die Nockenscheibe 17 eine zweite Kerbe 57 und eine sich daran in Gegenuhrzeigerrichtung anschließende dritte Auflagefläche 59 mit einem ersten Abschnitt 61 und einem zweiten Abschnitt 63 auf. In der Grundstellung (α0) des Nockenschalters 1 bzw. der Schaltnocke 13 liegt der Gleitkopf 25 des zweiten Schaltstößels 23 auf dem ersten Ab­ schnitt 61 der dritten Auflagefläche 59 auf. In diesem Be­ reich ist die als Auflage dienende Umfangsfläche der Nocken­ scheibe 17 genau so weit von der Mittelachse beabstandet wie bei der ersten und zweiten Auflagefläche 53, 55. Dabei ist das vierte Kontaktpaar 46′ des zweiten Teilschalters 49 durch die zweite Kontaktbrücke 31 kurzgeschlossen. Durch ein Drehen der Nockenscheibe 17 in Uhrzeigerrichtung gleitet der Gleitkopf 25 von dem ersten Abschnitt 61 auf den zweiten Ab­ schnitt 63, wobei sich der Schaltstößel 23 auf die Mittel­ achse der Schaltnocke 13 zu bewegt. Die Umfangsfläche der Nockenscheibe 17 ist im zweiten Abschnitt 63 geringer von der Mittelachse entfernt als im ersten Abschnitt 61. Bei diesem Drehwinkel (α1) steht die zweite Kontaktbrücke 31 zwischen dem dritten Kontaktpaar 46 und dem vierten Kontakt­ paar 46′. Beim Weiterdrehen der Schaltnocke 13 gleitet der Gleitkopf 25 über den zweiten Abschnitt 63 hinaus in Gegen­ uhrzeigerrichtung und kommt auf einem Endabschnitt 65 der Nockenscheibe 17 zu liegen, wodurch das dritte Kontaktpaar 46 geschlossen ist (Schaltwinkel α2).

Beim Drehen der Schaltnocke 13 im Gegenuhrzeigersinn durch­ fahren der erste Schaltstößel 21 und der zweite Schaltstößel 23 dieselben Stellungen wie im Uhrzeigersinn, wobei der Gleitkopf 25 des ersten Schaltstößels aus der ersten Kerbe 51 gedrückt wird und der Gleitkopf 25 des zweiten Schaltstö­ ßels in die zweite Kerbe 57 gleitet. Der Betätigungs-Schalt­ winkel im Gegenuhrzeigersinn beträgt jedoch nur etwa 30°.

Zum definierten Einstellen der Drehwinkel α0, α1, α2 sind am Innenboden des Gehäusegrundkörpers 3 zwei Bügelfedern 67 eingespannt. Diese weisen zum Zusammenwirken mit der Rast­ scheibe 19 Auswölbungen 69 auf. Die Rastscheibe 19 besitzt an ihrem Umfang jeder Feder 67 zugeordnet jeweils zwei ent­ sprechende Rastkerben 71 für die Drehwinkel α1 und α2. Weiterhin weist die Rastscheibe an ihrer Umfangsfläche je­ weils für jede Bügelfeder 67 eine Auflaufschräge 73 auf, die beim Drehen der Schaltnocke 13 entgegen dem Uhrzeigersinn für ein Rückstell-Drehmoment zur selbsttätigen Rückstellung der Schaltnocke 13 in die Grundstellung (α0) sorgt. Zusätz­ lich sind an der Rastscheibe 19 zwei Anschläge ausgeformt, die zur Begrenzung des Verdrehens der Schaltnocke 13 mit ei­ nem am Innenboden des Gehäusegrundkörpers 3 ausgeformten Vorsprung zusammenwirken (nicht gezeigt).

Gemäß Fig. 4 sind die Schaltstellungen bei den verschiedenen Schaltwinkeln (Schaltmuster) des Nockenschalters 1 gezeigt. Dabei sind zur Vereinfachung die Kontaktpunkte 33 der Kon­ taktbrücken 29, 31 nicht gezeigt. Bei einem Drehen der Schaltnocke 13 entgegen dem Uhrzeigersinn sind dieselben Schaltstellungen, allerdings stufen- bzw. rastlos einzustel­ len. Während der Drehbereich im Uhrzeigersinn etwa 60° be­ trägt, beträgt er im Gegenuhrzeigersinn nur 30°.

Durch naheliegende Abwandlungen der Nockenscheibe sind ande­ re Schaltmuster für den Nockenschalter bereitstellbar.

Claims (8)

1. Nockenschalter mit einem Schaltkammergehäuse, das mit mindestens vier Strombahnen bestückt ist, die zwei Kon­ taktpaare bilden, wobei in dem Gehäuse mindestens ein Schaltstößel mit jeweils einer Kontaktbrücke mittels einer auf einer Schaltnocke angeordneten Nockenscheibe gegen die Wirkung von Vorspannfedern betätigbar ist, und wobei mindestens eine Kontaktbrücke zwischen zwei gegenüberliegenden Kontaktpaaren angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Nocken­ scheibe (17) derart ausgeformt ist, daß die Kontakt­ brücke (29, 31) auch in eine Mittelstellung zwischen die zwei gegenüberliegenden Kontaktpaare (45, 45′, 46, 46′) stellbar ist.

2. Nockenschalter mit acht Strombahnen, die vier Kontaktpaare bilden, wobei zwischen jeweils zwei gegenüberliegenden Kon­ taktpaaren eine Kontaktbrücke angeordnet ist, nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktbrücken (29, 31) unabhängig voneinander in die Mittelstellung stellbar sind.

3. Nockenschalter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß beim Drehen der Schaltnocke (13) in beide Drehrichtungen, ausgehend von einer Grundstellung je­ weils gleiche Schaltmuster einstellbar sind.

4. Nockenschalter nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß Betätigungs-Schaltwinkel der Schaltnocke (13) dreh­ richtungsabhängig unterschiedlich groß sind.

5. Nockenschalter nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekenn­ zeichnet, daß drehrichtungsabhängig ein Momentbetrieb und ein Schaltbetrieb des Nockenschalters möglich sind.

6. Nockenschalter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß an der Nockenscheibe (17) eine Rastscheibe (19) angeformt ist, die im Zusammen­ wirken mit mindestens einer im Gehäuse (3) gelagerten Rastfeder (67) zum rastenden Verstellen des Nocken­ schalters (1) zusammenwirkt.

7. Nockenschalter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß an der Nockenscheibe (17), insbesondere an einer daran angeformten Rastscheibe (19) eine Auflaufschräge (73) ausgeformt ist, die im Zusammenwirken mit mindestens einer im Gehäuse (2) ge­ lagerten Rastfeder (67) ein Rückstellmoment für den Nockenschalter (1) erzeugt.

8. Nockenschalter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (2) Gehäuseöff­ nungen (41) aufweist, aus denen die Schaltstößel (21, 23) in Abhängigkeit von der Schaltstellung des Nocken­ schalters (1) verschieden weit herausragen.