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Slektrischer Schalter, insbesondere mehrpoliger Umschalter Die Erfindung
betrifft einen elektrischen Schalter, ins--besondere mehrpoligen Umschalter mit
im Abstand im Schaltergehäuse fest angeordneten Kontakten und zu diesen schaltbeweglich
ausgebildeten Kontaktkörpern.
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Bekanntlich erfolgen bei elektrischen Schaltern die Schaltvorgänge
durch wahlweises Anlegen oder Abheben eines schaltbeweglichen Kontaktkörpers an
gehäusefesten Kontakten. Die Kontakte und der Kontaktkörper sind hierzu in der flegel
in einer gemeinsamen Ebene gestellt und der Kontaktkörper unter dem Einfluß von
Verschiebe- oder Torsionskräften mit den Kontakten zur Wirkung bringbar. Zur Bildung
mehrpoliger Schalter ist weiterhin bekannt, eine entsprechende Anzahl dieser einpoligen
Schalter nebeneinander zu stellen und durch
Verbinden der Kontaktkörper
mittels einer gemeinsamen Schaltwelle gleichzeitig mehrpolige Schaltvorgänge zu
ermöglichen.
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Diese Ausbildung der Schalter erfordert jedoch einen erheblichen f-Clatzaufwand,
der auch zu platzaufwendigen Geräteausbildungen führt. Es ist deshalb versucht worden
durch eine Unterbringung der Kontakte und Kontaktkörper in einem gemeinsamen gehäuse
verbessernd einzugreifen. Abgesehen davon, daß sich hierdurch die Schaltergröße
nur unwesentlich verringern läßt, erferdern diese Schalter einen großen fertigungstechnischen
und.
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Die Erfindung hat zur Aufgabe, einen insbesondere mehrpoligen Schalter
zu schaffen, der sich bei großer Schaltgenauigkeit durch eine platzsparende Unterbringung
der Kontakte und der schaltbeweglichen Kontaktkörper auszeichnet.
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Nach der Erfindung ist dies dadurch erreicht, daß die Kontakte in
einer gemeinsamen ebene euf der inneren Umfangsfläche eines hohlzylindrischen Schaltergehauseteils
angeordnet sind und daß jeweils zwei benachbarte Kentakte durch einen in oder an
einem drenbeweglichen Gehäuseeinsatz federnd elastisch angeordneten Kontaktkörper
miteinander verbindbar sind. Bevorzugt is-t dabei die Anordnung mehrerer um gleiche
Winkelgrade in gleicher Ebene versetzter Kontaktkörper vorgesehen, die zweckmäßig
als Rollkörper, z.B. in der Form von Kugeln, Walzen o.dgl.
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aus einem leitfähigem Verkstoff ausgebildet sein können. Auf diese
leise ist ein elektrischer Schalter geschaffen, bei dem
die Kontakte
und die Kontaktkörper sich in konzentrischen Gehäuseteilen in einer ebene erstrecken,
wodurch sich eine besonders flache sowie kompakte Ausbildung der Schalter einstellt.
Die vor,gesenene Anordnung der Kontakte und der Kontaktkörper erlaubt den Schalter
beliebig, z.B. als Ein- ausschalter oder als Umschalter auszubilden, wobei kleine
Drehwinkel des Gehäuseeinsatzes für die Schaltberregungen der Kontaktkörper gen;igen.
Darüber hinaus läßt sich entlang einer entsprechend lang gewählten Umfangslinie
au-h eine beliebige Anzahl Kontakte unterbringen, so daß der Schalter zum Schalten
beliebiger Polzahlen geeignet ist.
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In Ausgestaltung des ' rfindungsgedankens können die Kontakte durch
im Schaltergehäuse eingeformte abgekröpfte Blechformteile gebildet sein, die mit
einem die Kontaktfläche bildenden Schenkel auf die innere Umfangsfläche des hchlzrnlindrischen
Schaltergehäuseteils aufliegen und mit angeformten Lötfahnen, Anschlußstiften o.dgl.
das Schaltergehäuse nach außen iiberragen. Der Schalter läßt sich so gleichermaßen
in gedruckten Schaltungen bzw. in Verdrahtungen oder in Schalttafelfelder eingespannt
in Anwendung bringen.
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Zur Schaffung des notwendigen Ausgleichs der sich bei Schaltbewegungen
ändernden radialen Abstände zwischen den Kontakten und den als Schaltstellungen
zu bezeichnenden Zwischenräumen zur Drehachse des Gehäuseeinsatzes können die Kontaktkörper
in
radialen Ausnehmungen des Gehäuseeinsatzes radial beweglich geführt und an im Gehäuseeinsatz
eingespannten-Blattfedern oder eingelegten Schrauben federn frei beweglich abgestützt
sein. Die Kontaktkörper sind so radial federnd elastisch nachgiebig über die Kontakte
bzw. Zwischenräume bewegbar und zu Schaltungen sicher in die Zwischenräume benachbarter
Kontakte zu elektrischen Verbindungen derselben einbringbar.
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Zu Schwenkbewegungen des Gehäuseeinsatzes kann dieser der weiteren
Erfindung gemäß einen Schwenkarm o.dgl. tragen, der das Schaltergehäuse nach außen
überragt und åe nach Schalterart zwischen zwei Endstellungen oder zwischen zwei
Endstellungen und einer Mittelstellung bewegbar ist, wobei die Schalterstellungen
durch Rasten, Anschläge o.dgl. fixierbar sind. Es besteht die Möglichkeit den Schwenkarm
hierzu in den Endstellungen an schaltergehäusefeste Anschlagflächen anlaufen zu
lassen oder Einbiegungen an den Kontaktflächen vorzusehen, in die zur Fixierung
von Schalterstellungen z.B. der Mittelstellung mindestens ein Kontaktkörper eintaucht.
Eine gegebenenfalls am Schwenkarm angreifende Rückstellkraft kann bei Freigabe des
Gehäuseeinsatzes die selbsttätige Rückführung desselben in eine vorbestimme Schalt
stellung bewirken. Es ist auch denkb<, den Gehäuse einsatz selbst unmittelbar
unter der Wirkung einer im Schaltergehäuse wirksamen Rückstellkraft, 2.B. einer
Peder zu stellen, wenn eine vorbestimmte Stellung des Schalters selbstttig bei Freigabe
desselben erzielt werden soll.
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Schließlich ist in Ausgestaltung der Erfindung noch vorgesehen, die
Kontaktkörper entgegen der Drehrichtung des Gehäuse einsatzes bis zu einem vorbestimmten
Drehwinkel desselben entgegen einer Federkraft elastisch nachgiebig in den Schaltstellungen
zu halten aus denen die Kcntaktkörper beim Überschreiten des Drehwinkels durch die
Vorspannung der Federkraft in die andere Schaltstellung schlagartig überführt werden.
Die hierzu im Gehäuseeinsatz bevorzugt entlang einer Umfangslinie beweglich geführten
Schaltkörper gestatten so kurzzeitige Schaltvorgänge mit unterdrückter Lichtbogenbildung,
bei den Trennvorgängen. Es entspricht der Erfindung, daß die Kontaktkorper hierzu
auch außerhalb des Gehäuseeinsatzes id Abstand der Umfangsfläche von diesem oder
einer Schaltwelle gestellt und durch Federglieder o.dgl. elastisch nachgiebig am
Gehäuseeinsatz bzw. der Schaltwelle gehalten sein können.
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Die so ausgebildeten Kontaktkörper lassen ebenfalls Schwenkungen um
vorbestimmte Winkelgrade des Gehäuseeinsatzes zu über die sie in der Schaltstellung
verbleiben und erst bei weiterer Drehung des Gehäuseeinsas vermittels der Federglieder
schlagartig in die andere Schalt stellung uberführt zu werden.
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Die Erfindung ist in der Zeichnung anhand von Ausführungsbeispielen
erläutert. Bs zeigen: Fig. 1 einen Schalter nach der Erfindung in Draufsicht, Fig.
2 einen Schalter in Seitenansicht, teilweise geschnitten, Fig. j einen Schnitt nach
der Linie II'I-III der Figur 2,
Fig. 4 einen Schalter gemäß einer
anderen Ausführungsform im Schnitt in einer Arbeitsstellung Fig. 5 einen Teilschnitt
eines Schalters gemäß der Figur 4 in Trennstellung Fig. 6 ein Teilstück eines weiteren
Schalters nach der Erfindung und Fig. 7 einen Teilschnitt eines Schalters entsprechend
einer anderen Ausführungsform.
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Der in den Figuren gezeigte Schalter ist zum Schalten von niederfzquenten
Spannungen vorgesehen. Im hohlzylindrischen Gehäuseteil 1' eines topfförmigen Schaltergehäuses
1 sind in gemeinsamer Ebene eine Anzahl Kontakte 2 angeordnet, die vorzugsweise
durch abgekröpfte Blechformteile (Figur 2) gebildet sind und mit angeschnittenen
Lötfahnen lf oder Lötansätzen das Schaltergehäuse 1 nach außen überragen. Die Kontakte
2 sind mit geringem Abstand voneinander entlang einer Umfangslinie im Gehäuseteil
1' fest eingeformt, wobei jeder Kontakt 2 mit einem Schenkel auf die innere Umfangsfläche
des Schaltergehäuseteils 1' aufliegt. Mit den Kontakten 2 sind schaltbewegliche
Kontaktkörper 3 zur Wirkung bringbar, die in einem in den hohl zylindrischen Gehäuseteil
1' drehbeweglichen Gehäuseeinsatz 4 axial verschieblich untergebracht sind. Die
Kontaktkörper sind als Rollkörper, vorzugsweise Kugeln ausgebildet, um mi.t geringen
Schaltkräften eine große Schaltbeweglichkeit zu ergeben. Wie die Figur j weiter
zeigt,
sind die Kontaktkörper 3 in Ausnehmungen 5 bewegbar geführt und auf im Gehäuseeinsatz
eingespannten Blaetfedern 6 mit Vorspannung abgestützt. Der Gehäuseeinsatz 4 ist
mittels einer Welle 7 und Klemmittel 8 am Bodenteil 1" des Gehäuse 1 drehbar festgelegt
und durch Abschwenken eines angeformten, den Gehäuseteil 1' nach außen überragenden
Schwenkarmes 9 drehbar.
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Beim Ausführungsbeispiel der Figuren 1 bis 3 ist der Schalterals dreipoliger
Umschalter ausgebildet. Hierzu haben jeweils drei Mittelkontakte 2 sowie eine entsprechende
Anzahl Anschlußkontakte.2" und 2"' Anwendung gefunden, die zu Schaltungen durch
die Kontaktkörper 3 im Wechsel mit den Mittelkontakten 2' verbindbar sind. Die Kontaktkörper
3 greifen dabei in die Zwischenräume zwischen den Mittelkontakten 2' und den Anschlußkontakten
2" bzw. 2"'ein, wodurch auch eine Fixierung des Gehäuseeinsatzes erfolgt. Es ist
erkennbar, daß zu Umschaltungen Bewegungen des Gehäuseeinsatzes 4 mit kleinem Drehwinkel
ausreichen. In den Schwenkweg des Schwenkarmes 9 einragende Anschlagflächen 15,
15' begrenzen die Abschwenkungen des Gehäuseeinsatzes.
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Während beim-Ausführungsbeispiel der Figuren 1 bis 3 die Kontaktkörper
3 auf Blattfedern 6 abgestutzt sind, können als Stützglieder für die Kontaktkörper
3 auch in den Ausnehmungen 5 eingestellte Schraubenfedern 6' (Fig.7) dienen.
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Die Ausbildung der Kontakte 2 ist nicht auf die gezeigte Formgebung
beschränkt. So ist es beispielsweise denkbar, auch u-förmige oder T-förmige Kontakte
im Schaltergehäuse 1 anzuordnen.
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Als Werkstoff für die Kontakte 2 bzw. Kontaktkörper 3 sind metallische
Werkstoffe oder anderweitige leitfähige Werkstoffe brauchbar. Es entspricht der
Erfindung, die Kontaktkörper 3 als zylindrische Walzenkörper auszubilden. Schließlich
sind auch Kontaktkörper 3 denkbar, die durch im Gehäuseeinsatz 4 eingespannte Federzungen
gebildet sind, deren freie Enden zu sicheren Schaltungen vorzugsweise bogenförmig
abgebogen mit den Kontakten 2 zusammenwirken.
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Beim Ausführungsbeispiel der Figuren 4 und 5 sind die Mittelkontakte
2 mit Einbiegungen 10 versehen, die Rasten für die Kontaktkörper 3 in der Mittelstellung
bilden. Aus der Mittelstellung heraus können die.Kontaktkörper 3 (Fig. 5) durch
Drehen des Gehäuseeinsatzes 4 in Uhrzeigerdrehrichtung bzw.
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entgegen der Uhrzeigerdrehrichtung zum Verbinden der Mittelkontakte
2' mit den Anschlußkontakten 2" bzw. 2"' bewegt werden.
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Abweichend sind beim Schalter der Figur 6 die KontaktkdrDer 3 an den
freien Enden von Federgliedern 11 angeordnet, die an einer Schaltwelle 12 oder einem
geeigneten drehbeweglichen Gehäuseeinsatz angreifen. Durch Drehen der Schaltwelle
12 sind so die gontaktkörpef 5 2;u Umschaltungen, z.B. aus der voll gezeichneten.
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Stellung in die gestrichelt gezeichnete Sohaltstellung bzw.
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umgekehrt bringbar. Die inzUmfang8richtung nachgiebige Halterung
der
Kontaktkörper ermöglicht schlagartige Schalter wegungen, die Lichtbogenbildungen
bei Trennvorgängen unterdrücken helfen. Es versteht sich, daß die Kontaktkörper
3 auch in anderer Weise federnd nachgiebig, z.B. mittels radial oder in Umfangsrichtung
ausgerichteten Schraubenfedern im Einsatzstück 5 gehalten sein können. Eine gegebenenfalls'am
Schwenkarm 9 angreifende Rückstellfeder 14 bewirkt.Abschwenkbewegungen bzw. die
Halterung des Gehäuseeinsatzes 4 in eine vorbestimmte Ausgangsstellung aus der heraus
Umschaltungen entgegen der Kraft der Feder 14 möglich sind.