DE2033905C3 - Elektrischer Stufendrehschalter mit einem an der Antriebswelle drehbar gelagerten Montagestift zum Verspannen der Statoren und ineinandergreifenden Rotoren mit Kontaktkugeln - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen elektrischen Stufendrehschalter nach dem Oberbegriff des Anspruchs i, der durch die SU-PS i 32 697 bekannt isi.

Durch die Ausbildung eines derartigen Schalters entsprechend dem kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 sollen eine kleine Bauweise und ein baukastenmäßiger Aufbau ermöglicht werden.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind den Upteransprüchen zu entnehmen.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt Es zeigt

F i g. 1 im Längsschnitt einen Stufendrehschalter in Miniaturbauweise gemäß der Erfindung;

F i g. 2 in Draufsicht in Richtung des eingezeichneten Pfeiles diesen Schalter;

F i g. 3 ebenfalls in Draufsicht in Richtung des Pfeiles Ddiesen Schalter;

Fig.4 ;m Schnitt längs der Schnittlinie A/Fdiesen Schalter;

F i g. 5 im Schnitt längs der Schnittlinie G/H den aus F i g. 1 ersichtlichen Schalter.

Der Schalter gemäß der Erfindung besteht im wesentlichen aus drei Baugruppen. Eine Baugruppe wird von den Statoren 10,20,30,40 gebildet, welche die ortsfesten Kontaktteile 50, 60, 70, 80 tragen und durch den Montagestift 90 fest miteinander verspannt sind. Die zweite Baugruppe umfaßt die Rotoren 100,110 mit den beweglichen Kontaktteilen 120, 130 und der Antriebswelle 140 mit Flansch 150. Die dritte Gruppe besteht aus dem topfförmigen Rastgehäuse 160 mit Anschlagring 170 und Anschlagstift 180 zur Begrenzung der Drehbewegung und mit Gewindebuchse 190, die als Lager für die Antriebswelle 140 und zur Befestigung des Schalters dient. Die einzelnen Baugruppen seien nun im folgenden näher beschrieben.

Wie F i g. 1 zeigt, bestehen die Statoren 10,20,30,40 aus ringförmigen Teilen, die in axialer Richtung hintereinander liegen und in deren kreisförmigen Ausnehmungen 11 die Rotoren 100,110 verschiebungssicher geführt sind. Diese verschiebungssichere Führung wird dadurch bewerkstelligt, daß jeweils zwei Statoren 10, 20 bzw. 30, 40 einen Rotor 100 bzw. 110 formschlüssig zwischen sich einschließen. Hierzu dient ein am Rotor 100, 110 vorgesehener kreisförmiger Flansch, der in gegenüberliegende kreisförmige Ausnehmungen zweier zusammengehöriger Statoren 10,20 bzw. 30, 40 eingegliedert ist. Benachbarte Statoren 10, 20, 30, 40 greifen unter Wahrung der elektrischen Isolierung ihrer ortsfesten Kontaktteile 50, 60, 70, 80 formschlüssig und zugleich zentrierend ine'nander ein. Zu diesem Zweck sind an jedem Stator 10, 20, 30, 40 Aussparungen 12 und Erhebungen 13 in Form von Ringsegmenten vorgesehen, die in entsprechende Erhebungen bzw. Ausnehmungen der benachbarten Statorplatte passen. Damit die Statoren 10, 20, 30, 40 mit gleichen Drehwinkeln aufeinander zu liegen kommen, sind diese Aussparungen und Erhebungen unsymmetrisch verteilt.

Die Statoren 10, 20, 30, 40 sind durch Spritzpressen hergestellt und bestehen aus einem temperaturbeständigen Duroplast. Die ortsfesten Kontaktteile 50,60,70,80 sind im Isolierstoffstator eingebettet. Nach F i g. 5 werden die ortsfesten Kontaktteile in Form eines geschlossenen, diese Kontaktteile durch Stege miteinander verbindenden Kontaktringes beim Spritzpressen des Stators eingebettet und nachträglich werden die Stege zur Bildung einzelner ortsfester Kontaktteile oder einzelner Kontaktringsegmente durchgetrennt. Die aus F i g. 1 ersichtlichen axial gerichteten Ausnehmungen 14, 24, 34, 44 dienen zum Einführen je eines UfllcrStUiZUngSiciiS, uäS uciiTi LjpntZprCSSCPi vjCS u»CtrCi-

fenden Stators die nach innen gerichteten Kontaktflächen stützt

Die axial hintereinanderliegenden Statoren sind miteinander zentral fest verspannt Hierzu dient ein Montagestift 90, der durch die zugehörigen Rotoren 100, 110 mit geringem Spiel hindurchgeführt und mit einem Ende an dem mit der Antriebswelle 140 verbundenen Flansch 150 verschiebungssicher, aber drehbar gelagert ist, während das andere Ende mit einer auf dem benachbarten Stator 40 aufliegenden Scheibe 200, gegebenenfalls unter Zwischenlage einer federnden Unterlagscheibe 210, durch Verformung fest verbunden ist Der Montagestift 90 weist an seinem der Antriebswelle 140 bzw. dem Flansch 150 zugewandten Ende eine kopfartige Verdickung 91 auf, mit der er in einen entsprechend gestalteten Schlitz 152 des Flansches eingreift

Die Kontaktflächen 53, 63 bzw. 73, S3 gegenüberliegender ortsfester Kontaktteile 50, 60, 70, 80 schließen miteinander Winkel ein, die dem verwendeten beweglichen Kontaktteil 120, 130 angepaßt sind. Die beweglichen Kontaktteile 120, 130 sind radial an je zwei zusammengehörige Kontaktflächen 53, 63 bzw. 73, 83 angedrückt Durch die winklige Anordnung der Kontaktflächen 53, 63 bzw. 73, 83 wird eine besonders hohe Kontaktsicherheit erzielt Die beweglichen Kontaktteile 120,130 sind als Kontaktkugeln ausgebildet, so daß die winklig zueinanderstehenden Kontaktflächen 53, 63 bzw. 73, 83 diese Kontaktkugeln in den Schaltstellungen zwischen sich aufnehmen können.

Als Rotoren 100,110 sind zylinderförmig ausgebildete Isolierstoffteile verwendet. Wie aus F i g. 1 ersichtlich, liegen die Rotoren 100,110 ebenso wie die Statoren in axialer Richtung hintereinander und greifen form- und kraftschlüssig sowie zugleich zentrierend ineinander ein. Zu diesem Zweck hat jeder Rotor 100, 110 auf einer Seite beidseitig angeordnete Stege 101 bzw. 111 und auf der anderen Seite eine Schulter 102 bzw. 112, auf welche die Stege des anderen Rotors formschlüssig und sogleich kraftschlüssig aufgesteckt werden. Als Mitnehmer für die Rotoren 100,110 wirkt der Flansch 150 der Antriebswelle 140, indem der dem Flansch benachbarte Rotor 100 mit seinen Stegen 101 auf eine Schulter 151 des Flansches form- und kraftschlüssig aufgesteckt ist. Damit die Rotoren mit gleichem Drehwinkel zusammengesteckt werden können, hat jeweils ein Steg 101 bzw. 111 eine Nut und die gegenüberliegende Schulter 102 bzw. 112 einen entsprechenden Vorsprung zum Eingriff in die Nut des benachbarten Rotors. In gleicher Weise weist die Schulter 151 des Flansches 150 einen Vorsprung 153 (Fig.4) auf, der in die Nut des benachbarten Rotorsteges 101 formschlüssig eingreift.

Jeder Rotor 100, 110 weist je zwei diametral gegenüberliegende, die Antriebswelle 140 senkiecht kreuzende Ausnehmungen 103 bzw. 113 auf. In jeder Ausnehmung ist eine Kugel 120 bzw. 130 eingegliedert, die durch eine dahinterliegende Feder 220, 230 an gegenüberliegende Kontaktflächen 53, 63 bzv.. 73, 83 der ortsfesten Kontaktteile 50,... angedrückt ist. Diese Aussparungen für die beweglichen Kontaktteile 120, 130 sind symmetrisch zur Drehachse verteilt, um in jeder Stellung des Schalters gleichmäßige Drehmomente zu erzeugen. Wie bereits erwähnt, ist jeder Rotor 100, 110 von je zwei Statoren 10, 20 bzw. 30, 40 verschiebungssicher gehaltert und geführt Die Rotoren 100, 110 können als spritzgepreßte Kunststoffteile aus einem Thermoplast hergestellt sein.

Der Flansch 150 der Antriebswelle 140 dient nicht nur

ίο als Mitnehmer für die Rotoren 100, 110, sondern zugleich als Halteglied einer Rasthaltung. Hierfür weist der Flansch 150 senkrecht zur Richtung der Antriebswelle 140 Bohrungen 154 auf, in die je eine Kugel 240 bzw. 250 eingegliedert ist Durch eine dahinter angebrachte Feder 260 bzw. 270 sind diese Kugeln an eine Rastlage 161 der inneren Wand des Rastgehäuses angedrückt Diese Rastlagen bestehen aus Eindrückungen und Erhebungen im Gehäuse 160. Die Anzahl der Rastlagen 161 ist auf die Anordnung der ortsfesten und beweglichen Kontaktteile und somit auf die Anzahl der Schaltschritte abgestimmt Um die Rastdrücke gleichmäßig zu verteilen, ist eine symmetrische Anordnung der Rastkugeln 240,250 gewählt
Zur Bildung eines Anschlagsystems ist der Flansch 150 der Antriebswelle 140 mit einem zum Boden des Rastgehäuses 160 weisenden Anschlagstift 180 versehen, der mit einem oder zwei Anschlagrippen 170, die verdrehsicher in das Rastgehäuse eingelegt sind und an ihrem inneren Umfang Anschlagnasen 171 aufweisen, zusammenwirkt und die Drehung der Antriebswelle begrenzt Die drehsichere Befestigung der Anschlagringe 170 kann dadurch erfolgen, daß diese an ihrem Umfang der Rastkontur des Rastgehäuses 160 entsprechende Fortsätze aufweisen, die drehsicher in die Rastlagen 161 eingreifen. Durch entsprechende Montage zweier verschiedener Anschlagringe 170 läßt sich jeder beliebige durch 30° teilbare Schaltwinkel einstellen. Unter Verwendung des gleichen Rastgehäuses 160 lassen sich also die verschiedenen Schaltet iypen bezüglich Drehbereich und Stufenzahl herstellen.

Am geschlossenen Ende des Rastgehäuses 160 ist eine Gewindebuchse 190 verdrehungssicher befestigt. Diese Buchse dient als Lager für die Antriebswelle 140 und zur Befestigung des Schalters.

Der Schalter kann in geringen Abmessungen hergestellt werden. In einem Ausführungsbeispiel beträgt der Außendurchmesser des Schalters nur 17 mm, der Durchmesser der Statoren 13 mm. Die Kontakte können sowohl für überbrückende Schaltweise als auch für unterbrechende Schaltweise angeordnet sein. Der Rotor kann hierbei bis zu vier gefederte Kontaktkugeln tragen. Die Rasthaltung ist in dieser Ausführung zwölfteilig ausgebildet. Durch tias formschlüssige Ineinandergreifen der Statoren und Rotoren ist ein gedrängter Aufbau des Schalters erreicht. So beträgt der Abstand der ortsfesten Kontaktteile 50, 60 bzw. 70, 80 nur 3 mm, während die Dicke zweier zusammengehöriger Statoren etwa 6 mm ist.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (6)

Patentansprüche:

1. Elektrischer Stufendrehschalter mit axial übereinander angeordneten Schalterelementen, mit Statoren in Form von axial aufeinanderliegender!, formschlüssig ineinandergreifenden Isolierstoffringen, in die Festkontakte eingebettet sind, die radial nach innen ragen und sich paarweise in axialer Richtung gegenüberliegen und durch bewegliche Kontakte überbrückbar sind, die in Rotoren in Form von zentral durchbohrten, axial aufgereihten Isolierstoffzylindern, radial federnd, gelagert sind, dadurch gekennzeichnet, daß die nach innen gerichteten Enden (53, 63 bzw. 73, 83) jedes Festkontaktpaares (50,60 bzw. 70,80) zur Aufnahme einer Kontaktkugel (120,130) einen Winkel miteinander bilden, daß die Rotoren (100,110) formschlüssig ineinandergreifen und einer davon bewegungsschlüssig mit einer Antriebswelle (140) verbunden ist und daß die Statoren (10, 20, 30, 40) durch einen Montagestift (90) zusammengespannt sind, der in der zentralen Bohrung der Rotoren (100,110) angeordnet ist und dessen eines Ende an der Antriebswelle (140) drehbar gelagert ist und dessen anderes Ende mit einer außen auf den Statoren aufliegenden Scheibe (200) verbunden ist

2. Stufendrehschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Montagestift (90) an seinem der Antriebswelle (140) zugewandten Ende eine kopfartige Verdickung (91) aufweist, mit der er in einen entsprechend gestalteten Schlitz (152) der Antriebswelle oder eines mit dieser fest verbundenen Flansches (150) eingreift.

3. Stufendrehschalter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Flansch (150) der Antriebswelle (140) als Mitnehmer Für den benachbarten Rotor (100) wirkt und mit diesem form- und kraftschlüssig verbunden ist.

4. Stufendrehschalter nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Flansch (150) der Antriebswelle (140) als Halteglied einer Rasthaltung ausgebildet ist, das mit mehreren am inneren Umfang eines topfförmigen Rastgehäuses (160) angebrachten Rastlagen (161) zusammenwirkt.

5. Stufendrehschalter nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Flansch (150) der Antriebswelle (140) einen senkrecht zur Welle angeordneten Tunnel (154) aufweist, in dem zwei Rollen oder Kugeln (240, 250) angeordnet sind, die durch mindestens eine dazwischenliegende Feder (260, 270) an die Rastkontur (161) der inneren Gehäusewand angedrückt sind.

6. Stufendrehschalter nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Flansch (150) der Antriebswelle (140) mit einem zum Boden des Rastgehäuses (160) weisenden Anschlagstift (180) versehen ist, der mit einem oder zwei Anschlagringen (170), die verdrehsicrujr in das Rastgehäuse eingelegt sind und an ihrem inneren Umfang Anschlagnasen (171) aufweisen, den Drehbereich m> begrenzt.