DE19617133C1 - Schalter, insbesondere Betriebsarten-Schalter, bzw. Verfahren zum Zusammenbau eines derartigen Schalters - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Schalter, insbesondere Betriebsarten-Schalter gemäß Patentanspruch 1, bzw. auf ein Verfahren zum Zusammenbau eines derartigen Schalters gemäß Patentanspruch 17 bzw. 18.

Mit derartigen Schaltern werden insbesondere verschiedene Be­ triebsarten einer Backofensteuerung angewählt und Befehle einer elektronischen Steuer- bzw. Regelschaltung vorgegeben; die jeweilige von einem Bedienteil, insbesondere durch Dre­ hen, eingestellte Einstellendlage wird durch ein Fixierteil, insbesondere nach Art eines Rastverschlusses, gesichert.

Durch die DE 28 48 824 A1 ist eine Schalter-Steueranordnung für mehrere Verbraucher, insbesondere in Elektro-Kochgeräten, mit je Verbraucher in einem gemeinsamen einteiligen Gehäuse angeordneten Drehkodierschaltern bekannt, die an ihrem einen Ende mit Steuerschleifkontakten Gray-codierbare Kontakt­ flächen auf einer gemeinsamen Leiterplatte kontaktieren; im Mittelbereich der Drehwellen der Drehkodierschalter ist der Wellenumfang als Steuerkurve ausgebildet, welche mit einem gemeinsamen Steuerhebel dadurch mechanisch in Eingriff bring­ bar ist, daß eine Abtastnocke des Steuerhebels in eine Ver­ tiefung der Steuerkurve einklingt.

Durch die DE 42 04 465 A1 ist ein Nockendrehschalter bekannt, dessen einzelne Schaltstellungen durch eine Rastvorrichtung winkelmäßig festgelegt sind, die einen Raststern und eine hiermit zusammenwirkende derart federbelastete Rast aufweist, daß der beim Weiterschalten zu überwindende Rastwiderstand in wenigstens zwei Schaltbereichen und/oder Schaltstufen unter­ schiedlich ist.

Durch die DE 41 41 110 A1 ist ein Drehwahlschalter mit einer Schaltnockenwelle und einer zur Festlegung der Nockenwelle bzw. Nockenscheibe in vorbestimmten Winkelstellungen dienen­ den Rastung bekannt, die einen auf der Nockenwelle bzw. Nockenscheibe sitzenden Raststern und einen Raststößel auf­ weist, der in einer Rastkammer verschiebbar und durch eine oder mehrere Federn in seine Raststellungen vorgespannt ist, wobei die Achse des Raststößels die Achse der Nockenwelle bzw. Nockenscheibe im wesentlichen senkrecht schneidet.

Es ist Aufgabe vorliegender Erfindung, den Aufwand zur Her­ stellung von Schaltern der vorgenannten Art, insbesondere in Form von Einbau-Drehschaltern, mit einem die unterschied­ lichen Schalter-Einstellungen jeweils sichernden Fixierteil, insbesondere in Form eines mit der Schalterdrehung drehbaren Raststernes, vorzugsweise zum Einsatz für eine Fertigung mit verschiedenen Schaltervarianten mit pro gesamtem Schalterbe­ tätigungsweg jeweils unterschiedlicher Zahl und Verteilung von Schalter-Einstellungen, reduzieren zu können.

Die Lösung dieser Aufgabe gelingt durch einen Schalter gemäß Anspruch 1 bzw. ein Verfahren zum Zusammenbau des Schalters gemäß Anspruch 17 bzw. 18. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind jeweils Gegenstand der auf diese Ansprüche rückbezogenen Unteransprüche.

Der erfindungsgemäße Schalter erlaubt für den Bedienteil - abgesehen von einer gegebenenfalls anzupassenden Beschrif­ tungsblende - die Verwendung eines für sämtliche Schalter­ varianten universell einsetzbaren Einheitsbauteils; eine spe­ zifische Anpassung an unterschiedliche Schaltervarianten mit über den Schalterbetätigungsweg unterschiedlich spezifisch vorhandenen bzw. verteilten und zu sichernden Endeinstel­ lungen erfolgt durch ein lediglich entsprechend spezifisch anzupassendes Fixierteil-Modul, das mit dem Einheits-Bedien­ teil vorzugsweise in axialer Stecktechnik, zusammensetzbar ist.

Entsprechend den Einstellendlagen und damit je angewählter Betriebsart wird von dem Schalter ein spezifisch codiertes elektrisches Signal-Muster erzeugt und an eine elektronische Steuerung bzw. Regelung weitergegeben; dazu wird mit der Schalterbetätigung ein elektrischer Kontaktbrücken-Schleifer in entsprechende Winkelstellungen zu codiert auf Kontaktbah­ nen eine Codier-Kontaktscheibe verteilten untereinander ver­ bundenen Kontakt-Schleifflächen gebracht, derart daß je nach Stellung des Kontaktbrücken-Schleifers relativ zu den Kon­ taktbahnen der Codier-Kontaktscheibe spezifische Signal-Mu­ ster an eine nachfolgende Steuerschaltung, z. B. in Form eines Mikrocontrollers, weitergegeben werden. Eine derartige elek­ trische Kontaktcodierung entsprechend den mechanischen Ein­ stellungen des Schalters kann für den Einsatz von Schaltern mit verschiedenen Schaltervarianten dadurch vereinfacht wer­ den, daß gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung eine Universal-Codier-Kontaktscheibe vorgesehen ist mit je Winkelstel­ lung des Kontaktbrücken-Schleifers unterschiedlichen Kontaktbahn-Codierungen entsprechend sämtlichen abzudeckenden unter­ schiedlichen Schaltervarianten; zweckmäßigerweise sind die sämtlichen codierten Kontakt-Schleifflächen jeweils über den Umfang der Universal-Codier-Kontaktscheibe nicht linear ver­ teilt, derart daß jeweils die den Schalterstellungen einer Schaltervariante entsprechenden Schleiferstellungen linear über den Umfang verteilbar sind.

Die Erfindung sowie weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung gemäß Merkmalen der Unteransprüche werden im fol­ genden anhand schematisch dargestellter Ausführungsbeispiele in der Zeichnung näher erläutert; darin zeigen:

Fig. 1, 2 die Draufsicht auf jeweils einen Betriebsarten-Schalter für eine Backofensteuerung mit einer ersten Schaltervariante mit vier Betriebsarten und einer zweiten Schaltervariante mit sechs Betriebsarten;

Fig. 3 in einer perspektivischen Explosionsdarstellung eine Bedieneinheit für eine Backofensteuerung mit einem Betriebsartenschalter und einem Temperaturschalter;

Fig. 4 die axiale Draufsicht auf ein Fixierteil-Modul;

Fig. 5 den Raststern und den Rastnocken des Fixierteil-Moduls gemäß Fig. 4;

Fig. 6 die Draufsicht auf eine Universal-Codier-Kontakt­ scheibe mit fünf codierten Kontaktbahnen und maximal zweiundzwanzig über den Umfang verteilten Einstell-Endlagen für den Schalter und damit den Kontakt­ brücken-Schleifer;

Fig. 7 eine Binär-Codierung für die Universal-Codier-Kon­ taktscheibe gemäß Fig. 6 mit zweiundzwanzig Einzel-Winkelstellungen und Schaltervarianten zwischen je­ weils zwei bis acht Betriebsarten.

Fig. 1, 2 zeigen jeweils die Draufsicht auf die Bedienfront einer Backofensteuerung mit einem durch Drehen in unter­ schiedliche Betriebsarten stellbaren Bedienteil 1 und ober­ halb des Bedienteils 1 angeordneten Anzeigen für die jeweils eingestellte Betriebsart. Das Bedienteil 1 gemäß Fig. 1 weist neben der Neutralstellung vier über den Umfang verteilte Ein­ stellungen von Betriebsarten BA1-BA4 und das Bedienteil 1 ge­ mäß Fig. 2 weist neben einer Neutralstellung sechs über den Umfang verteilte Einstellungen von Betriebsarten BA1-BA6 auf.

Fig. 3 zeigt in perspektivischer Explosionsdarstellung einen Betriebsartenschalter mit einer in einem Grundkörper 2 gela­ gerten Drehwelle 1.1, auf deren rechtes, durch eine Öffnung einer hinter der Bedienfront angeordneten Leiterplatte 5 ra­ gendes Ende in hier nicht näher dargestellter Weise das Be­ dienteil 1 gemäß Fig. 1, 2 formschlüssig aufsteckbar ist. Auf den Grundkörper 2 ist an seinem linken freien Ende - z. B. in vorteilhafter Weise mittels axialer Aufsteckzapfen 2.2 - ein in Fig. 4, 5 näher dargestelltes Fixierteil 3 als Modul auf­ steckbar, wobei das linke hintere Ende der Drehwelle 1.1 in eine entsprechende formschlüssige Mitnahme eines in dem Fi­ xierteil 3 drehbar angeordneten Raststernes 3.1 hineinragt. Die jeweilige Raststellung des Raststernes 3.1 und damit die Fixierung des Bedienteils 1 in einer der eingestellten Be­ triebsarten wird mittels eines durch radialen Druck einer Rastfeder 3.3 in die Kerben des Raststernes 3.1 eingedrückten Rastnockens 3.2 sichergestellt. Der Grundkörper 2 weist Kon­ taktzungen 2.1 für den Anschluß einer Netzzuleitung auf, die durch einen unterhalb der Kontaktzungen liegenden Walzen­ schalter zu- bzw. abschaltbar ist.

In vorteilhafter Weise ist der Grundkörper 2 einschließlich seiner darin gelagerten Drehwelle 1.1 des Schalters als Uni­ versalbauteil unabhängig von unterschiedlichen Schalterva­ rianten verwendbar, da die Berücksichtung unterschiedlicher Schaltervarianten lediglich durch die Änderung des Rastster­ nes 3.1 durch Aufstecken eines entsprechend angepaßten Fi­ xierteils 3 erfolgen kann.

Die erfolgreiche Vereinheitlichung durch Verwendung univer­ sell einsetzbarer Bauteile trotz Abdeckung einer Schalter­ fabrikation mit unterschiedlichen Schaltervarianten kann hin­ sichtlich einer korrespondierenden elektrischen bzw. elektro­ nischen Signalweitergabe an eine nachfolgende Steuerung, ins­ besondere in Form eines Mikrocontrollers, dadurch noch weiter verbessert werden, daß - wie insbesondere aus Fig. 6, 7 er­ sichtlich - in Abhängigkeit von der Einstellbetätigung des Schalters, insbesondere in Abhängigkeit von der Stellung der Drehwelle 1.1 eines zur Einstellung vorgesehenen Drehschal­ ters, ein Kontaktgeber 1.2; 1.3 in Form eines drehschlüssig auf die Drehwelle 1.1 aufsteckbaren Mitnahmeteils 1.2 mit einem daran befestigten Kontaktbrücken-Schleifer 1.3 Kontakt­ bahnen a-e einer Universal-Codier-Kontaktscheibe 4 be­ schleift, deren Kontakt-Schleifflächen zu dem Kontaktbrücken-Schleifer 1.3 derart codiert sind, daß sich entsprechend den maximal hier angenommenen zweiundzwanzig Einzel-Winkelstel­ lungen A-W jeweils ein spezifisch codiertes Signal-Muster durch Kontaktgabe zwischen den einzelnen Kontakt-Schleifflä­ chen über den Kontaktbrücken-Schleifer 1.3 an den Ausgängen der Kontaktbahnen a-e ergeben, die an Eingangspins einer nachfolgenden elektronischen Steuerung anschließbar sind; die je Kontaktbahn untereinander elektrisch verbundenen Kontakt-Schleifflächen werden zur Generierung der Singal-Muster über den Kontaktbrücken-Schleifer 1.3 an ein Potential gelegt, das an eine über den gesamten Umfang verlaufende Kontakt-Schleif­ fläche einer inneren, ebenfalls von dem Kontaktbrücken-Schleifer 1.1 beschliffenen Kontaktbahn com angeschlossen ist.

Fig. 7 erläutert das Codierprogramm der in Fig. 6 dargestellten Universal-Codier-Kontaktscheibe 4 mit maximal zweiundzwanzig Winkelstellungen des Kontaktbrücken-Schleifers 1.3. Dabei be­ deuten die Großbuchstaben der Tabelle jeweils die einzelnen Winkelstellungen A-W des Kontaktbrücken-Schleifers 1.3 und kennzeichnen die Kleinbuchstaben a-e die codierte Verteilung der Kontakt-Schleifflächen bzw. Potentialbelegungen und somit die Signal-Muster der an die Prozessor-Pins jeweils ange­ schlossenen Kontaktbahnen. Die zweiundzwanzig unterschied­ lichen Codierungen sind über den gesamten Umfang der Univer­ sal-Codier-Kontaktscheibe 4 nichtlinear über 360° verteilt, derart daß sich für hier vorgesehene Schaltervarianten von zwei bis zu acht Betriebsarten vorteilhaft eine jeweils li­ neare Verteilung der Betriebsarten je Schaltervariante er­ reichen läßt.

Die Entscheidung, welche Winkelstellung dann welcher Funktion gemäß einer Betriebsart entsprechen soll, wird dem an die Prozessor-Pins angeschlossenen Mikrocontroller über einen Speicher, insbesondere einen nicht flüchtigen EEPROM, mitge­ teilt. Dadurch können nicht nur mit einem Einheitsbauteil verschiedene Schaltervarianten in einer Fertigung abgedeckt werden, sondern auch spätere Verbesserungen, wie z. B. das Vertauschen der Schalterfunktionen aus Design- oder Ergono­ miegründen, ohne zusätzlichen Entwicklungs- und Fertigungs­ aufwand lediglich durch Umprogrammierung des EEPROM reali­ siert werden.

Zur einfachen Montage bei gleichzeitiger betriebssicherer An­ passung an die jeweilige Betriebsarten-Variante ist jeweils die unveränderte Universal-Codier-Kontaktscheibe 4 in der Nähe des Bedienteils 1 bzw. der nahen Bedienfront und das je­ weils individuell je Betriebsarten-Variante zu wählende Fi­ xierteil 3 an dem äußeren freien und daher gut zugänglichen Ende des Schalters befestigbar.

In fertigungstechnisch besonders aufwandsarmer Weise ist außerdem, wie aus Fig. 3 ersichtlich, die Universal-Codier-Kontaktscheibe 4 integraler Bestandteil einer Leiterplatte 5, die vorzugsweise hinter der Bedienfront gemäß Fig. 1-2 ange­ bracht und mit einem Durchgang zum Aufstecken des Bedienteils 1 auf die bis an die Vorderseite der Bedienfront reichende Drehwelle 1.1 versehen ist.

Gemäß einer weiteren Ausgestaltung ist, wie ebenfalls aus Fig. 3 ersichtlich, mit der die Universal-Codier-Kontaktscheibe 4 integrierenden Leiterplatte 5 eine weitere Kontaktscheibe 7 zur Impulsgabe für einen seriellen Temperatursteller des Backofens integriert, der ebenfalls durch Drehen einer Dreh­ welle 6.1 mit darauf formschlüssig gehaltenem Kontaktgeber 6.2; 6.3 betätigbar ist.

Claims (18)

1. Schalter, insbesondere Betriebsarten-Schalter, mit einem geführten Bedienteil (1) zum Einstellen mehrerer durch ein Fixierteil (3) in ihrer Einstellendlage sicherbarer Schalter­ stellungen, wobei das Bedienteil (1) einerseits und das Fi­ xierteil (3) andererseits als nach Art einer Modul-Technik zusammensetzbare jeweilige Bauteileinheiten (1 bzw. 3) des Schalters ausgebildet sind.

2. Schalter nach dem vorhergehenden Anspruch mit einem Uni­ versalteil enthaltend zumindest eine Grundkörper-Bauteilein­ heit (2) mit dem darin verstellbar gelagerten Bedienteil (1) und mit einem Individualteil enthaltend zumindest ein ent­ sprechend einer spezifischen Schaltervariante ausgebildetes Fixierteil (3).

3. Schalter nach zumindest einem der vorhergehenden An­ sprüche mit einem am dem Bedienteil (1) abgewandten Ende des Schalters angeordnetem Fixierteil (3).

4. Schalter nach zumindest einem der vorhergehenden An­ sprüche mit einem Bedienteil (1) nach Art eines Drehschalters mit einer Drehwelle (1.1).

5. Schalter nach zumindest einem der vorhergehenden An­ sprüche mit einem Fixierteil (3) nach Art eines mit dem Be­ dienteil (1) verstellbaren Rastteils (3.1-3.3) mit den ver­ schiedenen Einstellendlagen entsprechenden Raststellungen.

6. Schalter nach zumindest einem der vorhergehenden An­ sprüche 4 und/oder 5 mit einem Fixierteil (3) in Form eines zu der Drehwelle (1.1) des Drehschalters konzentrischen, ins­ besondere im Sinne einer Drehmitnahme aufsteckbaren, gegen­ über einem Rastnocken (3.2) verdrehbaren Raststerns (3.1).

7. Schalter nach dem vorhergehenden Anspruch mit einem in dem Grundkörper (2) drehbar gelagerten Drehschalter und einem, insbesondere axial, ansteckbaren Fixierteil (3) mit einem feststehenden Rastnocken (3.2) und einem korrespon­ dierenden, im Sinne einer Drehmitnahme auf die Drehwelle (1.1) des Drehschalters aufsteckbaren entsprechend der jewei­ ligen Schaltervariante individuellen, insbesondere hinsicht­ lich seinem Rastermaß unterschiedlichen, Raststern (3.1).

8. Schalter nach zumindest einem der vorhergehenden An­ sprüche mit zu den Einstellendlagen des Bedienteils (1) kor­ respondierenden spezifischen elektronischen Kontaktgaben, insbesondere in Form von Signal-Mustern, eines gleichzeitig von dem Bedienteil (1) verstellbaren Kontaktgebers (1.2; 1.3).

9. Schalter nach zumindest einem der vorhergehenden An­ sprüche 4-8 mit einer zu der Drehwelle (1.1) des Drehschal­ ters konzentrischen, Universal-Codier-Kontaktscheibe (4) mit zueinander konzentrischen Kontaktbahnen (a-e), die von einem deren Kontakt-Schleifflächen kontaktierenden Kontaktgeber (1.2; 1.3) im Sinne von jeweils verschiedenen Schalter-Ein­ stellungen entsprechenden Kontaktgabe-Konstellationen abgreifbar sind.

10. Schalter nach dem vorhergehenden Anspruch mit einem am dem Bedienteil (1) zugewandten Ende des Schalters angeordne­ ten Universal-Codier-Kontaktscheibe (4).

11. Schalter nach dem vorhergehenden Anspruch mit über den Umfang der Universal-Codier-Kontaktscheibe (4) entsprechend nichtlinear verteilten Kontakt-Schleifflächen unterschied­ lichen Codierstellungen und über den Umfang der Universal-Codier-Kontaktscheibe (4) linear verteilten, jeweils den Schalterstellungen einer Schaltervariante entsprechenden Schleiferstellungen.

12. Schalter nach zumindest einem der vorhergehenden An­ sprüche 10 und/oder 11 mit einer feststehenden Universal-Co­ dier-Kontaktscheibe (4) und einem mit der Drehwelle (1.1) des Drehschalters mitnehmbaren, insbesondere auf die Drehwelle (1.1) axial mittelbar oder unmittelbar aufsteckbaren, Kon­ taktgeber in Form eines Kontaktbrücken-Schleifers (1.3).

13. Schalter nach dem vorhergehenden Anspruch mit einer Uni­ versal-Codier-Kontaktscheibe (4) als integralem Bestandteil einer Leiterplatte (5), insbesondere einer die jeweils co­ dierten Signal-Telegramme am Ausgang der Universal-Codier-Kontaktscheibe (4) weiterverarbeitenden elektronischen Schal­ tung eines Mikrocontrollers.

14. Schalter nach zumindest einem der vorhergehenden An­ sprüche mit einem Einbau als Betriebsartenschalter in einer Backofensteuerung.

15. Schalter nach dem vorhergehenden Anspruch mit einer wei­ teren Kontaktscheibe (7), insbesondere einer Impulsgeber-Kon­ taktscheibe, für einen seriellen Temperatursteller als inte­ graler Bestandteil der Leiterplatte (5) und einem weiteren, der Impulsgeber-Kontaktscheibe zugeordneten Drehschalter (6.1-6.3).

16. Schalter nach zumindest einem der vorhergehenden An­ sprüche mit jeweils über 360° eines Drehschalters bzw. eines Kontaktbrücken-Schleifers (1.3) und mit entsprechenden über Schleifflächen der Kontaktbahnen (a-e) der Universal-Codier-Kontaktscheibe (4) verteilten Codier-Winkelstellungen.

17. Verfahren zum Zusammenbau von Schaltern mit unterschied­ lichen Varianten, insbesondere hinsichtlich Zahl und Vertei­ lung der einzustellenden Betriebsarten über den Verstellbe­ reich des Schalters, wobei je unterschiedlicher Einstell-Kom­ bination jeweils nur das entsprechend spezifisch ausgebildete Fixierteil (3) gewechselt wird.

18. Verfahren zum Zusammenbau von Schaltern mit unterschied­ lichen Varianten, insbesondere hinsichtlich Zahl und Vertei­ lung der einzustellenden Betriebsarten über den Verstellbe­ reich des Schalters, wobei jeweils die Universal-Codier-Kon­ taktscheibe (4) an dem einen Ende des Schalters in der Nähe des Bedienteils (1) und insbesondere hinter einer Bodenfront und das Fixierteil (3) an dem anderen freien Ende des Schal­ ters befestigt wird.