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Elektrischer Drehschalter in geschlossener Bauweise Die Erfindung
bezieht sich auf einen elektrischen Drehschalter in geschlossener Bauweise mit mindestens
einer, konzentrisch zur Drehachse angeorünete, feststehende Kontakte aufweisenden
Kontaktebene, mit mindestens einer radial zur Drehachse im Rotor angeordneten, federnd
gelagerten Kontaktbrücke zur Herstellung einer elektrischen Verbindung zwischen
zwei Kontakter der Kontaktebene entsprechend der vorgegebenen geometrischen Anordnung
der einzelnen Kontakte auf der Kontaktebene, mit einer Rasterung am inneren Umfang
des das Gehäuse des Drehschalters bildenden Stators sowie radialen Aussparungen
im Rotor zur Aufnahme von Druckfedern und Rac,.--ugeln.
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Ein derartiger Drehschalter ist zu Beispiel aus der deutschen OfFenlegungsschrift
2.020.376 bekannt. Bei diesem Drehschalter ist der das Gehäuse bildende Stator unlösbar
mit einem Isolierstück verbunden, das den Abschluß des Gehäuses bildet und in s
die Kontaktbahnen mit ihren Anschlüssen in Form von nach außen weisenden Lötösen
fest eingesetzt sind. Die Kontakte der KOnbaktebene sind auf zwei zur Drehachse
Konzentrischen Ringen angeordnet. Die als Lötösen ausgebildeten festen Anschlüsse
der Kontaktbahnen ragen aus dem rückwärtigen Teil des
Schalters
heraus Ur » gen para le' Cur Richtung der rrehachse. Dieser Drehschalter weist weder
Vorricntungen auf, die den Drehbereich des Schalters begrenzen noch werden Einweise
für eine Begrenzung des Drehwinkels bei einem derartigen Drehschalter gegeben.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Drehschalter der eingangs
genannten Art zu schaffen, der bei möglichst kleinen äußeren Abmessungen für eine
vielseitige Anwendung geeignet ist.
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dadurch Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe\-/gelöst, daß bei einem
Drehschalter der eingangs genannten Art die mit dem Rotor eine Baueinheit bildende
Drehachse auch auf der der Betätigungsseite des Drehschalters abgewandten Seite
(Rückseite) über den Stator hinaus ragt, daß die Kontaktebene in gedruckter Schaltungstechnik
ausgeführt ist und eine konzentrisch zur Drehachse angeordnete kreisförmige Aussparung
aufweist, deren Durchmesser größer als derjenige des rückwärtigen Teils der Drehachse
ist, daß die Kontaktebene zwischen dem offenen Ende des Stators und einer Abdeckplatte
befestigt ist, die eine konzentrisch zur Drehachse angeordnete kreisförmige Aussparung
aufweist, deren Durchmesser größer als derjenige des rückwärtigen Teils der Drehachse
ist und die Verbindungselemente zwischen dem Stator und der Abdeckplatte gleichzeitig
die räumliche Zuordnung zwischen den Kontakten der Kontakt ebene und der Kontaktbrücke
bzw. den Kontaktbrücken im Rotor herstellen, daß eine kreisförmige Scheibe formschlüssig
und gegen
axiale Verschieb ffichert para' zu der Abdeckplatte auf
dem rückwärtigen Teil der Drehachse befestigt ist und daß an die Abdeckplatte und
an die kreisförmige Scheibe den Drehwinkel begrenzende, ineinandergreifende Vorsprünge
und Aussparungen in Form von Ringsegmenten angeformt sind.
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Aus der deutschen Auslegeschrift 1.134.734 ist ein Drehschalter bekannt,
dessen Kontaktebene den Abschluß eine Gehäuses bildet, das den federnd gelagerten
Rotor und die Kontaktbrücken umschließt. Die Kontaktebene besteht aus einer Isolierstoffplatte
mit Leiterbahnen in gedruckt er Schaltungstechnik und weist eine konzentrisch zur
Drehachse angeordnete kreisförmige Aussparung auf, deren Durchmesser größer als
derjenige der Drehachse ist. Mehrere dieser Einheiten und ein gemeinsames Rastwerk,
das sich in einem zusätzlichen Gehäuse befindet, werden räumlich zusammengefaßt
und durch eine gemeinsame Drehachse betätigt. Die Drehachse ist an einer Seite abgefiacht,
wodurch eine formschlüssige Verbindung zwischen der Drehachse und den einzelnen
Rotorelementen gewährleistet ist.
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Auch bei diesem Drehschalter sind weder Einrichtungen zur Begrenzung
des Drehwinkels enthalten, noch werden Hinweise für die Ausgestaltung der Begrenzung
des Drehwinkels gegeben.
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Weitere Ausgestaltungen der Erfindung, die in den Unteransprüchen
gekennzeichnet sind, werden anhand der Ausführungsbeispiele näher erläutert. Die
Zeichnungen zeigen:
Figur la den D-ehsckaS er nach der Erfindung
in der Ausgesta tung al rastender Dehschalter mit der Kontaktebene, Figur Ib einen
Querschnitt durch den Schalter nach Figur 1a, Figur 1c die die Kontaktbrücken aufnehmende
Seite des Rotors nach Figur 1a, Figur 2a einen Schnitt durch den Rotor, Figur 2b
die d e Kontaktbrücken aufnehmende Seite des Rotors nach Figur 2a, Figur 3 die in
gedruckter Schaltungstechnik ausgeführte Kontakt ebene, Figur 4 eine Ansicht der
Vorderseite des Drehschalters nach der Erfindung, Figur 5 eine Ansicht der Rückseite
des Drehschalters nach der Erfindung, Figur 6a die Ausgestaltung des Drehschalters
nach der Erfindung als tastender Drehschalter mit einer Kontaktebene, Figur 6b einen
Schnitt durch den Drehschalter nach Figur 6a von der Vorderseite gesehen, Figur
6c einen Schnitt durch den Drehschalter nach Figur 6a von der Rückseite des Schalters
gesehen, Figur 6d die Rückholfeder des tastenden Drehschalters, Figur 7a die Ausgestaltung
des Drehschalters nach der Erfindung als rastender Schalter mit zwei Kontaktebenen
und in ein Gehäuse eingebaut und Figur 7b einen Schnitt durch den Drehschalter nach
Figur 7a.
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Gleiche Teile sind in allen Figure : t den gleichen Bezugszeichen
versehen.
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Die obere Hälfte der Figur 1a zeigt eine Seitenansicht des Drehschalters
nach der Erfindung, die untere Hälfte der Figur 1a einen Schnitt durch diesen Drehschalter.
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Die Drehachse 1a und der die Kontaktbrücken 2 tragende Rotor Ib bilden
eine.gemeinsame Baueinheit. Diese Baueinheit 1a, Ib ist in einem als Gehäuse dienenden
Stator 3 drehbar gelagert. Werden sowohl die Baueinheit aus Drehachse la und Rotor
Ib als auch der Stator 3 aus demselben Kunststoff hergestellt, so können die Toleranzen
klein gehalten werden, da beide Bauteile denselben Wärmeausdehnungskoeffizienten
aufweisen und sich deshalb gleichmäßig ausdehnen bzw. zusammenziehen. Die Verwendung
von Kunststoff hat außerdem den Vorteil, daß keine Maßnahmen zur Erdung des Gehäuses
nach VDE 0100 erforderlich sind. Auf dem inneren Umfang des Stators 3 ist eine Rasterung
4 vorgesehen. In einer radialen Aussparung des Rotors Ib sind eine Rastkugel 5 und
eine Druckfeder 6 angeordnet.
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Die Druckfeder 6 drückt die Rastkugel 5 in eine der Vertiefungen der
Rasterung 4. Für einen Winkel von 300 zwischen den einzelnen Schaltstellungen sind
zwölf Vertiefungen der Rasterung 4 erforderlich. Aufgrund des symmetrischen Aufbaus
der Rasterung 4 kann in diesem Fall zur Entlastung der Drehachse la in einer zu
der- ersten Aussparung des Rotors ib um 180° versetzten zweiten Aussparun
P
eine breitere Druckfeder und eine weitere Rastkugel angeordnet werden. Die Kontaktbrücke
2 besteht aus einem U-förmig gebogenen nur(ldraht und wird durch eine Schraubenfeder
7 gegen die Kontaktbrücke 8 gedrückt. Den Abschluß des Gehäuses des Drehschalters
bildet eine Abdeckplatte 9, die mit dem Stator 3 durch eine Schraubverbindung mit
Gewinde-Schneidschrauben 10 lösbar verbunden ist. Die Drehachse la ragt auch auf
der der Betätigungsseite des Drehschalters abgewandten Seite (Rückseite) über den
Stator 3 hinaus.
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Sowohl die Kontaktebene 8 als auch die Abdeckplatte 9 weisen kreisförmige
Aussparungen auf, deren Durchmesser größer als derjenige des rückwärtigen Teils
der Drehachse la ist.
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Durch die Schraubverbindung des Stators 3 mit der Abdeckplatte 9 erfolgt
gleichzeitig eine räumliche Zuordnung zwischen den Kontakten der Kontaktebene 8
und der Kontaktbrücke 2 im Rotor Ib. Auf dem rückwärtigen Teil der Drehachse ia
ist parallel zu der Abdeckplatte 9 eine kreisförmige Scheibe 11 formschlüssig und
gegen axiale Verschiebung gesichert befestigt. Die Abdeckplatte 9 weist eine Nase
9' auf, die in eine Aussparung der kreisförmigen Scheibe 11 eingreift. Zusammen
mit der Abdeckplatte 9 begrenzt die kreisförmige Scheibe 11 den Drehwinkel des Drehschalters.
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In der Figur lb ist ein Schnitt in der in der Figur la angegebenen
Blickrichtung gezeigt. Die Öffnung 11' der kreisförmigen Scheibe 11 ist der symmetrischen
Form des rückwärtigen Teils der Drehachse la angepaßt, um eine formschlüssige Verbindung
zwischen beiden Bauteilen zu erzielen.
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ase 9' greift in die Aussparung 11" in Form eines Ringsegmentes ein.
Der Öffnungswinkel der Aussparung 11 ist so gewählt, daß drei Schaltstellungen möglich
sind. Verdreht man die kreisförmige Scheibe 11 um 1800, so greift die Nase 9' in
die andere Aussparung 11"l der kreisförmigen Scheibe 11 ein und ermöglicht fünf
Schaltstellungen im Abstand von jeweils 300. Durch entsprechende Ausbildung der
Aussparungen der kreisförmigen Scheibe 11 sind auch andere Drehbereiche verwirklichbar.
Die Abdeckplatte 9 und die kreisförmige Scheibe 11 sind aus demselben Material wie
der Stator 3 und die Baueinheit aus dem Rotor Ib und der Drehachse la hergestellt.
Die kreisförmige Scheibe 11 ist durch einen Sicherungsring 12 für Wellen ohne Nut
(Greifring) (Figuren 1a, 5) gegen axiale Verschiebung auf dem rückwärtigen Teil
der Drehachse 1a gesichert.
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Die Figur 1c zeigt die die Kontaktbrücken 2 aufnehmende Seite des
Rotors Ib nach Figur 1a. Der Rotor 1b in Figur lc ist mit zwei Kontaktbrücken 2
mit äe einer Schraubenfeder 7 bestückt. Die Bohrungen 1b' dienen zur Aufnahme der
Schenkel der U-förmigen Kontaktbrücken 2, die Bohrungen ?b" zur Aufnahme der Schraubenfedern
7.
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Die Figuren 2a und 2b zeigen die Ausgestaltung des Rotors Ib für Kontaktbrücken
2' mit einem rechteckigen Querschnitt.
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Die Darstellungsart der Figur 2a entspricht derjenigen der unteren
Hälfte der Figur 1a. Als Federelement dient eine ringförmige Scheibe 7' aus Silikongummi.
Die Figur 2b entspricht der Figur 1c. Auch in dieser Darstellung sind nur
zwei
der möglichen Kontaktbrücken 2', nämlich die obere und die untere eingesetzt. Die
Kanten der über die feststehenden Kontakte der Kontaktebene schleifenden Fläche
der Kontaktbrücken 2' sind abgerundet.
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Figur 3 zeigt die Kontakt ebene 8 in Form eines in gedruckt er Schaltungstechnik
ausgeführten Leiterbandes. Die Leiterbahnen 13 führen zu den einzelnen Kontakten,
die auf zwei konzentrischen Ringen angeordnet sind. Das Leiterband ist doppelseitig
kaschiert. Leiterbahnen, die auf der Rückseite verlaufen, sind gestrichelt dargestellt.
Der Übergang von den Leiterbahnen auf der Vorderseite des Leiterbandes zu denjenigen
auf der Rückseite des Leiterbandes erfolgt an den durchkontaktierten Stellen 13'.
Die Durchgangslöcher 8' dienen im Zusammenhang mit der Schraubverbindung 10 zur
räumlichen Zuordnung zwischen den Kontakten der Kontaktebene 8 und den Kontaktbrücken
2 im Rotor Ib (vgl. insbesondere Figur 1a). Das flexible Leiterband, das die Kontaktebene
8 bildet, ist so lang ausgebildet, daß der Drehschalter ohne zusätzliche Anschlußleitungen
direkt an eine Klemmleiste des zugehörigen elektrischen Gerätes angeschlossen werden
kann.
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Die Figur 4 zeigt eine Ansicht der Vorderseite des Drehschalters.
Eine Nase 3 des Stators 3 dient als Drehsicherung für den eingebauten Drehschalter.
Eine Führungsschiene 15 mit U-förmigem Querschnitt ist parallel zur Drehachse la
an den Stator 3 angeformt und dient zur Haltung
einer Leuchtdiode
16 als AnzeigefLlement. Führungsschiene 15 und Leuchtdiode 16 sind in der Figur
7a in einer Seitenansicht dargestellt.
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Figur 5 zeigt die Rückansicht des Schalters. Aus ihr geht insbesondere
die Form des Klemmringes 12 deutlicher als in der Figur 1a hervor. An den Punkten
8?? sind die Anschlußdrähte der Leuchtdiode 16 mit den Leiterbahnen 13 der gontaktebene
8 verlötet. Die Leiterbahnen 13 befinden sich auf der Rückseite der Kontaktebene
8 und sind deshalb nur gestrichelt dargestellt.
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Der Drehschalter nach Figur 6a stimmt in den wesentlichen Teilen mit
demjenigen nach Figur 1a überein. Im Gegensatz zu dem Drehschalter nach Figur 1a
ist jedoch derjenige nach Figur 6a nicht rastend, sondern tastend ausgestaltet und
weist eine Rückholfeder 18 auf, die den Rotor 1b nach der Betätigung in die Mittelstellung
zurückführt. Für den tastenden Betrieb werden die Rastkugel 5 und die Druckfeder
6 nicht benötigt. Die kreisförmige Scheibe 17 weist zusätzlich zu der kreisförmigen
Scheibe 11 in Figur 1a eine Nase 17"n auf, die in eine Ringnut 9" der Abdeckplatte
9 eingreift.
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Die weitere Erläuterung des Drehschalters für tastende Betrieb erfolgt
anhand der Figuren 6b und 6c, die einen Querschnitt durch den Drehschalter an der
in der Figur 6a eingezeichneten Schnittlinie zeigen, sowie anhand der Figur 6d,
die die Ausgestaltung der Rückholfeder 18 zeigt. Die Figur 6b entspricht im wesentlichen
der Figur Ib, jedoch befindet sich
zusätzlich auf der kreisförmigen
Schebe 1 eine Nase 1?????, die in die Ringnut 9" der Abdeckplatte 9 eingreift. Figur
6c zeigt einen Schnitt, an derselben Stelle des Drehschalters, jedoch von der Rückseite
des Drehschalters her gesehen. Die Ringnut 9 weist eine Unterbrechung 9"' auf. In
der Ringnut 9" befindet sich eine Rückholfeder 18Xin Form einer Schraubenfeder,
deren Enden sich gegen die Unterbrechung q"' der Ringnut 9 abstützen.
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Die Form der Rückholfeder 18 zeigt die Figur 6d. Ausgehend von der
Mitte der Rückholfeder 18 ist der Wickelsinn des linken Teils der Rückholfeder demjenigen
des rechten Teils entgegengesetzt gerichtet. Die Nase 17 der kreisförmigen Scheibe
17 greift in die U-förmige Aussparung 182 der Rückholfeder 18 ein. Nach einer Betätigurgdes
Schalters sorgt die Rückholfeder 18 dafür, daß der Rotor Ib des Schalters die in
Figur 6c gezeichnete Stellung einnimmt. Die Rückholfeder 18 arbeitet sowohl als
Druckfeder als auch als Zugfeder. Eine Begrenzung der Drehbewegung erfolgt durch
die Nase 9' der Abdeckplatte 9 und die Aussparung 17 "' der kreisförmigen Scheibe
17. Entfernt man die Nase 17" der kreisförmigen Scheibe 17, so entspricht diese
der kreisförmigen Scheibe 11 in Figur 1a.
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Wird die T-förmige Führungsschiene 15 für die Leuchtdiode 16 nicht
benötigt, so kann sie, ohne daß die Funktion des Drehschalters dadurch beeinträchtigt
wird, abgebrochen werden.
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Diese Ausführungsform ist in der Figur 6a dargestellt.
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ner-Drehschalter in der Figur 7a ist ebenfalls wie der in Figur 1a
gezeigte Drehschalter als rastender Schalter ausgebildet, er weist jedoch zusätzlich
eine zweite Schaltebene auf, die aus einem zweiten Rotor 19, einer zweiten Kontakt
ebene 20 und Distanzhülsen 21 besteht. In dem zweiten Rotor 19 sind, wie in dem
ersten Rotor Ib, entsprechend der Figur 1c Kontaktbrücken 2 und Schraubenfedern
7 geführt.
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Ein zusätzliches Gehäuse für den zweiten Rotor 19 ist nicht erforderlich.
Für den erforderlichen Abstand zwischen dem Stator 3 und der Abdeckplatte 9 sorgen'die
Distanzhülsen 21, die geringfügig länger gewählt sind als die Dicke des zweiten
Rotors 19. Die zweite Kontaktebene 20 ist ebenfalls wie die erste Kontaktebene 8
ein flexibles Leiterband, deren Kontakte den Kontaktbrücken 2 zugewandt sind.
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In Figur 7a ist zusätzlich die Befestigung des Schalters in der Frontplatte
22 eines elektrischen Gerätes gezeigt. Die Nase 3' des Stators 3 sichert den Schalter
gegen Verdrehung.
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Ein zweiter Greifring 23 sichert den Schalter gegen axiale Verschiebung.
Auf der Drehachse la ist ein Drehknopf 24 mit einer Madenschraube 25 befestigt.
Die Leuchtdiode 16 ist in einer kegelförmigen Öffnung der Frontplatte 22 des elektrischen
Gerätes und in der T-förmigen Führungsschiene 15 gelagert.
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Die elektrische Verbindung der Leuchtdiode 16 mit der gontakt eben
8 erfolgt bei 8" (siehe auch Figuren 3 und 5) durch eine Lötverbindung. Die Figur
7b entspricht der Figur db.
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@nter Verwen@@ung der Baueinheit aus Drehachse la und Rotor Ib dem
Stator 3 sowie der Abdeckplatte 9 lassen sich somit wahlweise Drehschalter in rastender
oder tastender Ausführung und mit verschiedenen zu ehwinkelbegrenzungen zusammenstellen.
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Fügt man zwischen den Stator 3 und die Kontaktebene 8 ijissanzscheiben
ein sowie mindestens eine zusätzliche Feder zwischen den Rotor Ib und die Kontaktebene
8, so ergibt sich in Tastschalter mit Arbeitskontakten. Ein Tastschalter mit Ruhekontakten
ergibt sich entsprechend, wenn man die zusätzlichte Feder zwischen die kreisförmige
Scheibe 11 und den Greifring 12 einfügt. Die Anpassung an den speziellen Verwendungszweck
erfolgt durch die Ausgestaltung der Kontaktebene und die Bestückung des Rotors mit
Kontaktbrücken.
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erden Rastkugeln und Druckfedern verwendet, so arbeitet der Drehschalter
rastend, wird eine Rückholfeder eingesetzt, so arbeitet der Drehschalter tastend.
Der Drehwinkel wirc entsprechend der Wahl der kreisförmigen Scheibe 11 bzw. 17 begrenzt
Eine zweite Schaltebene läßt sich t'- wohl für rastenden als für tastenden Betrieb
auf einfache weise zwischen der ersten Kontaktebene und-der Abdeckplatte einfüben.
Der Rotor mit Drehachse, der Stator mit der T-förmigen Führungsschiene, die Abdeckplatte
und die kreisförmige Scheibe können kostensparend aus Kunststoff hergestellt werden
Als Kontaktebene kann anstelle des flexiblen Leiterbandes auch direkt eine Leiterp
atte in gedruckter Schaltung technik dienen, d-e weitere elektri@che Bauelemente
trägt