DE2302451A1 - Stufendrehschalter - Google Patents

Description

• Stufendrehschalter Die Erfindung betrifft einen Stufendrehschalter mit fest stehende Kontakte enthaltenden Gehäuseteilen und einer sich durch die Gehäuseteile erstreckenden Schalterwelle, auf der drehfest wenigstens ein Rotor angeordnet ist, der wenigstens ein federndes Metallelement trägt, das in Abhängigkeit von der Winkelstellung des Rotors Jeweils zwei feste Kontakte der dem Rotor benachbarten Gehäuse teile elektrisch leitend verbindet.
• Es gibt zahlreiche Schaltertypen,dieser Art, wobei die einzelnen, die festen Kontakte enthaltenden Gehäuseteile zusammen mit einem ebenfalls auf der Schalterwelle angeordneten Rastwerk durch zwei Spannbolzen zusammengehalten sind.
• Normalerweise sind die festen Kontaktbahnen in einem elektrischen Isoliermaterial eingebettet und liegen auf einer Kreisbahn in geringen Abständen nebeneinander, derart, daß die an den Rotor befindlichen beweglichen Kontakte die festen Kontakte nacheinander Uberstreichen können. An einer Seite des Gehäuses sind mit Jeweils einem der festen Kontakte elektrisch verbundene Lötfahnen herausgeführt.
• Gewöhnlich stehen sich zwei kreisförmige feste Kontaktbahnen in dem Gehäuse gegenüber, wobei dazwischen der das bzw. die federnden Metallelemente tragende Rotor angeordnet ist. Ein Problem besteht nun darin, das gewöhnlich als Blattfeder ausgebildete federnde Metallelement räumlich so kompakt zu gestalten, daß soviel Metallelemente, wie aufgrund des gegebenen Schaltproblems gewünscht, auf dem Umfang des Rotors angeordnet werden können. Häufig ist Jedoch insbesondere bei Miniatur-Stufendrehschaltern der Platz so beschränkt, daß nur eine begrenzte Anzahl von federnden Metallelementen untergebracht werden kann. Im Idealfall sollte für Jedes gegenüberliegende Kontaktpaar ein sie verbindendes federndes Metallelement angeordnet werden können.
• Ziel der Erfindung ist somit ein Stufendrehschalter der eingangs genannten Gattung, bei dem das gegenüberliegende Kontakte verbindende federnde Metallelement äußerst kompakt ausgebildet, wirtschaftlich herstellbar und auf einfache Weise an der gewünschten Stelle des Rotors anbringbar ist, wobei Jedoch die zwischen den zu verbindenden festen Kontakten vorliegenden Übergangswiderstände vernachlässigbar gering sein sollen.
• Zur Lösung dieser Aufgabe sieht die Erfindung vor, daß das federnde Metallelement aus wenigstens zwei teleskopartig ineinander verschiebbaren Stiften besteht, die durch eine Feder gegen die beiden gegenüberliegenden festen Kontakte der Gehäuseteile auseinandergedrückt und in einen axialen Kanal des Rotors im Gleitsitz eingesetzt sind. Dadurch, daß nicht nur die Feder, sondern auch die teleskopisch ineinander gleitenden Stifte die elektrische Verbindung mit herstellen, sind die Übergangswiderstände sehr gering.
• An beiden festen Kontakten ist ebenfalls ein geringer Ubergangswiderstand gewährleistet, weil sich die Stifte innerhalb des axialen Kanals frei bewegen und so fest auf die Kontakte aufdrücken können. Die Stifte lassen sich vor dem Zusammenbau miteinander und mit der Feder vereinigen und dann als Gesamtheit ohne weiteres in den axialen Kanal einsetzen, worauf der Zusammenbau des Rotas mit den festen Gehäuseteilen vorgenommen werden kann.
• Nach einer bevorzugten Ausführungsform haben die beiden Stifte den gleichen Querschnitt und die Kanäle im Rotor einen durchgehend konstanten Querschnitt. Diese AusfUhrungsform ist in der Herstellung besonders wirtschaftlich und ermöglicht es, daß die Stifte in beliebiger Richtung in die Kanäle eingesetzt werden können.
• Nach einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform weist der Rotor auf der den auf einen Kreis angeordneten, feststehenden Kontakten gegenüberliegenden Umfangslinie soviele Axialkanäle auf, wie feststehende Kontakte auf einem Umfang angeordnet sind. Hierdurch kann praktisch Jedes bei dem Schalter prinzipiell mögliche Schaltprogramm verwirklicht werden, da in Jeder Schalterstellung Jedes gegenüberliegende Kontaktpaar überbrückbar ist. Da die Stifte sehr schmal und insbesondere in ihrem Durchmesser wesentlich kleiner als die festen Kontaktbahnen ausgebildet werden können, eignet sich die erfindungsgemäße Ausbildung ganz besonders bei Miniatur-Drehschaltern, weil in einem sehr klein bemessenen Rotor viele überbrückende Netallelemente untergebracht werden können.
• Vorzugsweise ist die Ausführung so, daß der eine Stift einen in den Kanal passenden Kopf und einen verjüngten Schaft und der andere Stift einen Sackkanal aufweist, in den der Schaft teleskopisch eingreift, wobei auf dem Schaft die keine größeren Außenabmessungen als die Stifte aufweisende Feder sitzt. So besitzt das gesamte federnde Metallelement praktisch die Form eines federnd verkürzbaren Stiftes, der ohne weiteres in die dafür vorgesehenen Kanäle eingesetzt werden kann.
• Herstellungsmäßig besonders günstig ist es, wenn der Schaft zylindrisch und die Feder eine Schraubenfeder ist.
• Die Kanäle und die Stifte können Jedoch zweckmäßig in den mit den Kanälen im Eingriff stehenden bereichen unrund sein, so daß eine definierte Winkellage der Stifte gewährleistet ist. Dies ist dann wichtig, wenn die Stiftköpfe für unterbrechendes oder überbrückendes Schalten ausgebil-Konnen det sind. Sokinn erfindungsgemäß z.B. die Kanäle und Stifte quadratischen Querschnitt haben, wobei die Stiftköpfe länglich ausgebildet sind, so daß sie in der einen Winkellage überbrückendes und in der anderen Winkellage unterbrechendes Schalten ermöglichen.
• Nach einer weiteren Ausführungsform hat der Rotor von den festen Kontakten einen deutlichen Abstand. Auf diese Weise braucht der Rotor in bezug auf seine Axialabmessungen nicht besonders genau gefertigt zu werden, weil die in den Kanälen frei beweglichen Stifte in Zusammenwirkung mit der Schraubenfeder die richtige Abstandsbeziehung zu den festen Kontakten herstellen, indem sie beidseits aus den Rotorkanälen entsprechend dem vorgesehenen Abstand hervorstehen.
• Damit auch die Schraubenfedersoweit wie möglich an der und eine kraftschlüssige Verbindung erfolgt Stromleitung teilnimmt, sind ihre Auflager an beidenEnbei einer anderen Ausführung den kegelförmig abgeschrägt. Die Feder setzt sich also klemmend auf ihrenAuflagen und nimmt damit wesentlich an der Verwirklichung der elektrischen Verbindung zwischen den festen Kontakten teil.
• Ein weiteres Ziel der Erfindung besteht darin, insbesondere bei einem Miniaturschalter auf einfache Weise eine Möglichkeit zu schaffen, den Drehwinkel der Schalterwelle zu begrenzen.
• Hierzu sieht die Erfindung in der Grundplatte des Schalters um die Durchführstelle der Schalterwelle herum einen konzentrischen Kranz von Bohrungen vor, in den von außen Anschlagstifte einsteckbar sind, die mit einem hinter der Grundplatte auf der Schalterwelle drehfest angeordneten Anschlagfinger zusammenwirken. Die bei einem derartigen Schalter ohnehin vorhandene Grundplatte wird also durch Einstanzen des Lochkranzes zusätzlich zur Halterung von Anschlägen ausgenutzt. Wesentlich ist dabei, daß die Anschlagstifte von außen in den vollständig zusammengesetzten Schalter einsetzbar sind, so daß die Anschläge auch noch später vom Benutzer ohne Zerlegung des Schalters an die gewünschten Stellen gebracht werden können. Durch zwei derartige Stifte kann jeder gewünschte Winkelbereich verwirklicht werden, wobei es Jedoch darauf ankommt, daß der Abstand der Bohrungen des Kranzes der Teilung des Stufendrehschalters entspricht.
• Besonders vorteilhaft ist es, wenn hinter dem Bewegungsraum des Anschlagfingers im Gehäuse ein weiterer Kranz von Bohrungen vorgesehen ist, der mit dem ersten Kranz ausgerichtet und gleichdimensioniert wie dieser ist, wobei die Anschlagstifte so lang sind, daß sie in jeweils zwei ausgerichteten Bohrungen ruhen. Diese Ausführungsform ist deswegen besonders vorteilhaft, weil die auf die Schalterwelle ausgeübten Drehmomente im Falle des Anschlagens an die Anschlagstifte beträchtlich sein können, so daß die Abstützung der Anschlagstifte an beiden Enden eine sichere Begrenzung des Winkelbereichs gewährleistet.
• Während die Grundplatte des Schalters im allgemeinen als Metallstanzteil ausgebildet ist, bestehen die Gehäuse der Schalter und ihrer Rastwerke im allgemeinen aus Kunststoff.
• Aus diesem Grunde ist auf dem aus Kunststoff bestehenden Gehäuse zweckmäßigerweise eine Blechplatte befestigt, in der die Bohrungen angeordnet sind. Die blechplatte kann ebenfalls als Stanzteil ausgeführt sein und nimmt die Anschlagkräfte wesentlich zuverlässiger auf als der Kunststoff.
• Zur Befestigung der blechplatte sind am Kunststoff vorteilhafterweise Zapfen mitangespritzt, auf die entsprechende Bohrungen der Blechplatte aufgedrückt sind.
• Vorteilhafterweise ist die Slechplatte an der Vorderseite des Rastwerkgehäuses befestigt.
• Nach einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform stehen die eingesetzten Anschlagstifte vorne aus der Grundplatte vor und werden über einen Zylinder von der Feststellmutter gegen das Rastwerkgehäuse gedrückt. Auf diese Weise ist eine einfache Auswechslung der Stifte durch den benutzer gewährleistet.
• Es ist jedoch nicht unbedingt erforderlich, daß die Anschlagstifte fest gegen das Ende der inneren bohrung gedrückt werden. Vielmehr kann der Zylinder zweckmäßigerweise eine heruntergezogene Seitenwand aufweisen, die die Stifte nach außen abdeckt und auf der Grundplatte aufliegt. Die Stifte sind auf diese Weise in axialer Richtung entlastet, und es wird von außen ein angenehmes Aussehen der Gesamtanordnung geschaffen.
• Vorzugsweise weist das Gehäuse hinter der Blechplatte mit den Bohrungen des Kranzes ausgerichtete Sackbohrungen auf, so daß trotz eines gewissen Axialspiels der Stifte stets gewährleistet ist, daß die Bohrungen der Grundplatte und der blechplatte entlang ihrer gesamten Stärke von dem Material der Anschlagstifte durchsetzt sind.
• Die Erfindung wird im folgenden beispielsweise anhand der Zeichnung beschrieben; in dieser zeigt: Fig. 1 eine teilweise axialgeschnittene Draufsicht eines erfindungsgemäßen Miniatur-Drehschalters und Fig. 2 eine Vorderansicht des Gegenstandes der Figur 1.
• Nach der Zeichnung besteht der erfindungsgemäße Stufendrehschalter aus Schaltereinheiten 35 und einem davorgesetzten Rastwerk 36. In der Zeichnung ist nur eine Schaltereinheit 35 wiedergegeben, es versteht sich Jedoch, daß zahlreiche derartige Einheiten auf ein und derselben Schalterwelle 21 hintereinander angeordnet werden können. Die einzelnen Schaltereinheiten 35 und das Rastwerk 36 sind durch Spannbolzen 37 in axialer Richtung miteinander verspannt.
• Nach Figur 1 besteht jede Schaltereinheit 35 aus Gehäuseteilen 16, 17, die den aus Figur 2 ersichtlichen Querschnitt haben. An Jedem Gehäuseteil sind auf einer Kreisbahn feststehende Kontakte 14, 15 vorgesehen, die in das Kunststoffmaterial der Gehäuseteile 16, 17 eingebettet und jeweils zu unten aus den Gehäuseteilen vorstehenden Lötfahnen geführt sind. Die Gehäuseteile 16, 17 sind durch Nieten 39 zu einer festen Einheit miteinander verbunden. Vor dem Zusammenbau der Gehäuseteile 16, 17 wird jedoch der Rotor 18 zwischen die Teile eingebracht, welcher erfindungsgemäß axiale Bohrungen 19 enthält, in die teleskopisch ineinandergreifende Stifte 11, 12 in der aus Figur 1 ersichtlichen Weise eingesetzt sind.
• Der Stift 11 besitzt einen verJüngten Schaft 11a und einen erweiterten Kopf 11b. Der Schaft 11a greift in ein Sackloch des Stiftes 12 in der Weise ein, daß eine teleskopische Verbindung erzielt ist. Auf dem verJüngten Schaft 11a sitzt eine Schraubenfeder 13, die die beiden Stifte 11, 12 auseinanderzudrücken sucht.
• Die Stifte 11, 12 mit der Schraubenfeder 13 werden als eine Einheit in die Axialbohrung 19 des Rotors 18 eingesitzt, wobei die Bemessung derart ist, daß die Gesamtanordnung in Umfangs- und Radialrichtung fest, in Axialrichtung Jedoch frei verschiebbar ist. Hierdurch spreizen sich die beiden Stifte 11, 12 voneinander weg, und die Stiftköpfe kommen mit den gegenüberliegenden Kontakten 14, 15 in festen Eingriff, so daß sie diese elektrisch miteinander verbinden.
• über den Umfang des Rotors 18 sind soviele Axialbohrungen 19 verteilt, wie auf einem Kreisumfang feststehende Kontakte 14 bzw. 15 vorgesehen sind.
• Das Rastwerk 36 weist einen von einer Feder 40 beaufschlagten Rastnocken 41 auf, der mit einemdrehfest auf der Schal-Rastrad terwelle 21 angeordneten @@@@@@@@@ 42 in der Weise zusammen- 42 in der Weise zusammenwirkt, daß der Drehschalter jeweils um eine Stufe weiteren geschaltet wird.
• Erfindungsgemäß weist das Gehäuse 27 des Rastwerkes 36 vorn eine Ausnehmung 25 auf, in der sich ein drehfest auf der Schalterwelle 21 angeordneter Anschlagfinger 24 rundum bewegen kann. Der Raum 25 ist vorn durch die Grundplatte 20 des Schalters abgedeckt.
• Wie sich besonders deutlich aus Figur 2 ergibt, sind nahe der Durchführstelle der Schalterwelle 21 durch die Grundplatte auf einem Kreis in gleichem Abstand Bohrungen 22 vorgesehen, durch die ein bis zwei Anschlagstifte 23 von außen eingesteckt werden können.
• Am Boden der Ausnehmung 25 ist eine Blechplatte 28 mittels Bohrungen 30 auf an das Gehäuse 27 mitangespritzte Zapfen 29 aufgedrückt, wobei in der Blechplatte 28 ebenfalls ein Kranz von Bohrungen 26 mit eingestanzt ist, die mit den Bohrungen 22 in der Grundplatte ausgerichtet sind, Hinter den Bohrungen 26 befinden sich Sacklöcher/oder eine rundumlaufende Nut des Gehäuses 27.
• Die Stifte 23 sind so lang, daß sie auch noch durch die Bohrungen 26 reichen und nach Berührung des Bodens der Sacklöchet im Gehäuse 27 noch etwas vor die Grundplatte 20 nach außen vorstehen.
• Der Benutzer kann also zwei Stifte an gewünschten Stellen in die Bohrungen einschieben und dadurch einen bestimmten Drehwinkelbereich der Schalterwelle 21 festlegen.
• Von außen sind die Stifte 23 durch einen Zylinder 31 mit heruntergezogener Seitenwand 33 abgedeckt. Sie können so auch nicht aus den Bohrungen herausfallen. befestigt wird der Zylinder 31 durch die Mutter 32, die auch zur Befestigung des gesamten Schalters in einer Schalttafel vorgesehen ist.
• Die Sackbohrungen 34 könnten zwar selbst ebenfalls als zweites Lager für die Stifte 23 dienen, doch ist die Anordnung aufgrund der Verwendung. der Blechplatte 28 wesentlich stabiler und langlebiger.

Claims (16)

Patentansprüche

1. Stufendrehschalter mit feststehende Kontakte enthaltenden Gehäuseteilen und einer sich durch die Gehäuseteile erstreckenden Schalterwelle, auf der drehfest wenigstens ein Rotor angeordnet ist, der wenigstens ein federndes Metallelement trägt, das in Abhängigkeit von der Winkelstellung des Rotors jeweils zwei feste Kontakte der dem Rotor benachbarten Gehäuseteile elektrisch leitend verbindet, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß das federnde Metallelement aus wenigstens zwei teleskopartig ineinander verschiebbaren Stiften (11, 12) besteht, die durch eine Feder (13) gegen die beiden gegenüberliegenden festen Kontakte (14, 15) der Gehäuseteile (16, 17) auseinandergedrückt und in einen axialen Kanal (19) des Rotors (18) im Gleitsitz eingesetzt sind.

2. Stufendrehschalter nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t , daß die beiden Stifte (11, 12) den gleichen Querschnitt und die Kanäle (19) im Rotor (18) einen durchgehend konstanten Querschnitt haben.

3. Stufendrehschlater nach Anspruch 1 oder 2, dadurch g e -k e n n z e i c h n e t , daß der Rotor (18) auf der den auf einem Kreis angeordneten, feststehenden Kontakten (14, 15) gegenüberliegenden Umfangslinie soviele Axialkanäle (19) aufweist, wie feststehende Kontakte auf einem Umfang angeordnet sind.

4. Stufendrehschalter nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß der eine Stift (11) einen in den Kanal (19) passenden Kopf (leib) und einen verJüngten Schaft (11a) und der andere Stift (12) einen Sackkanal aufweist, in den der Schaft (11a) teleskopisch eingreift, wobei auf dem Schaft (11a) die keine größeren Außenabmessungen als die Stifte (11, 12) aufweisende Feder (13) sitzt.

5. Stufendrehschalter nach Anspruch 4, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t , daß der Schaft (11a) zylindrisch und die Feder (13) eine Schraubenfeder ist.

6.. Stufendrehschalter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß die Kanäle (19) und die Stifte (11, 12) in den mit den Kanälen in Eingriff stehenden Bereichen unrund sind.

7. Stufendrehschalter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß der Rotor (18) von den festen Kontakten (14, 15) einen deutlichen Abstand hat.

8. Stufendrehschalter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß die Auflager der Federenden kegelförmig abgeschrägt sind.

9. Stufendrehschalter insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem der Drehwinkelbereich der Schalterwelle durch ein oder zwei Anschläge begrenzt ist, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß in der Grundplatte (20) des Schalters um die Durchführstelle der Schalterwelle (21) herum ein konzentrischer Kranz von Bohrungen (22) vorgesehen ist, in den von außen Anschragstifte (23) einsteckbar sind, die mit einem hinter der Grundplatte auf der Schalterwelle (21) drehfest angeordneten Anschlagfinger (24) zusammenwirken.

10. Stufendrehschalter nach Anspruch 9, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t , daß hinter dem Bewegungsraum (25) des Anschlagfingers (24) im Gehäuse ein weiterer Kranz von Bohrungen (26) vorgesehen ist, der mit dem ersten Kranz ausgerichtet und gleichdimensioniert wie dieser ist, wobei die Anschlagstifte (23) so lang sind, daß sie in jeweils zwei ausgerichteten bohrungen (26) ruhen.

11. Stufendrehschalter nach Anspruch 9 oder 10, dadurch g e -k e n n z e i c h n e t , daß auf dem aus Kunststoff bestehenden Gehäuse (27) eine Blechplatte (28) befestigt ist, in der die Bohrungen (26) angeordnet sind.

12. Stufendrehschalter nach Anspruch 11, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t , daß am Kunststoff Zapfen (29) mitangespritzt sind, auf die entsprechende Bohrungen der Blechplatte aufgedrückt sind.

13. Stufendrehschalter nach einem der Ansprüche 11 oder 12, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß die Blechplatte (28) an der Vorderseite des Rastwerkgehäuses (27) befestigt ist.

14. Stufendrehschalter nach einem der Ansprüche 9 bis 13, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß die eingesetzten Anschlagstifte (23) vorne aus der Grundplatte (20) vorstehen und über einen Zylinder (31) von der Feststellmutter (32) gegen das Rastwerkgehäuse (27) gedrückt werden.

15. Stufendrehschalter nach Anspruch 14, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t , daß der Zylinder (31) eine heruntergezogene Seitenwand (33) aufweist, die die Stifte (23) nach außen abdeckt und auf der Grundplatte (20) aufliegt.

16. Stufendrehschalter nach einem der Ansprüche 1d bis 15, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß das Gehäuse (27) hinter der Blechplatte (28) mit den Bohrungen (26) des Kranzes ausgerichtete Sackbohrungen (34) aufweist.