DE2655814A1

DE2655814A1 - Kodierschalter

Info

Publication number: DE2655814A1
Application number: DE19762655814
Authority: DE
Inventors: Jean Nicot
Original assignee: Philips Gloeilampenfabrieken NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 1975-12-22
Filing date: 1976-12-09
Publication date: 1977-07-07
Also published as: GB1511409A; FR2336782B1; FR2336782A1; CH608129A5; ES454427A1; DE2655814C2; US4135065A; JPS5280486A; IT1071955B

Description

26558 U ^PHF 7M.U

^ DEEN/RJ

25.IO.7O

"Kodierschalter¹¹.

Die Erfindung betrifft einen Kodierschalter mit einer Leiterplatte, auf der auf einer Seite sowohl elektrisch leitende Kontaktspuren als auch Verbindungsspuren zum Verbinden von Kontaktspuren miteinander und mit Anschlüssen aufgebracht sind, und einem um eine Drehachse drehbaren, mehrere Schaltstellungen aufweisenden, aus Isolationsmaterial hergestellten Wählrad, an dem eine Schaltgruppe befestigt ist, die aus mehreren, elektrisch miteinander verbundenen Fingerfedern besteht, die je an ihrem freien Ende einen Kontaktpunkt tragen,

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25.10.76

welche Kontaktpunkte rait den Kontaktspuren zusammenarbeiten, wobei alle Kontaktpunkte der Gruppe eine Reihe auf einer Geraden bilden, die die Achse des Wählrads schneidet.

Ein derartiger Kodierschalter ist aus der deutschen Offenlegungsschrift 2 314 277 bekannt. Der bekannte Schalter enthält eine Schaltgruppe, bei der die Kontaktpunktreihe in zwei beidseitig der Achse des Wählrads liegende Teile verteilt ist. Bei diesem Schalter ist das Verdrahtungsmuster ziemlich kompliziert, wirkt dadurch kostenerhöhend und vergrössert die Möglichkeit der Beschädigung der Verbindungsspuren, weil viele dieser Verbindungsspuren zwischen den Kontaktspuren durchlaufen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Kodierschalter zu schaffen, dessen Verdrahtungsmuster einfacher sein kann. Der erfindungsgemässe Kodierschalter ist daher dadurch gekennzeichnet, dass mehrere gegenseitig isolierte Schaltgruppen vorgesehen sind, von denen mindestens zwei derart angeordnet sind, dass die Verhältniszahl zwischen einerseits dem Winkelabstand zwischen den beiden zu diesen Schaltgruppen gehörenden Kontaktpunktreihen und zum anderen dem ¥inkelabstand zwischen zwei aufeinanderfolgenden Schaltstellungen des Wählrads gleich 2 ist, wobei η eine positive ge-

709827/0.2-3*

— 'Jf —

PHE

rade Zahl ist.

Vorzugsweise ist das Verhältnis zwischen einerseits dem ¥inkelabstand jeder zwei benachbarten Kontaktpunktreihen und zum anderen dem Winkelabstand zxireier aufeinanderfolgender Schaltstellungen gleich 2 , wobei η eine positive gei^ade Zahl ist, deren Wert für jeden der erstgenannten Winkelabstände verschieden sein kann.

Die Erfindung basiert darauf, dass die binärkodierten Werte aufeinanderfolgende Zahlen eine gewisse Periodizität zeigen, da bestimmte Abschnitte des Binärkodes für Zahlen gleich sind, deren Unterschied eine Potenz von 2 ist. So ist beispielsweise die BCD-kodierte Zahl 5 (1O1O) bis auf einem Term gleich der um 8 Stellen höheren Zahl 13 (1011).

Die Verwendung dreier Schaltgruppen ist im allgemeinen vorteilhaft für komplizierte Kodierschalter, die beispielsweise im binären System eine vollständige Kodierung durchführen müssen, wobei direkte und komplementäre Binärausdrücke geliefert werden, die Digitaldaten im normalen Dezimalsystem oder in einem Duodezimalsystem entsprechen. Die Benutzung dreier Schaltgruppen ermöglicht eine vorteilhafte Verteilung der Kontaktspuren in Kreisabschnitte und führt zu einer Mindestzahl radialer

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vim 750x4

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und quasi-radialer Verbindungsspuren zwischen diesen Kreisabschnitten.

Die Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachstehend an der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1, 2 und 3 schematisch drei verschiedene Ausführungsbeispiele erfindungsgemässer Kodierschalter.

Fig. 1 stellt den Zentralteil einer Leiterplatte 12 dar, auf der auf einer Seite sowohl elektrisch leitende Kontaktspviren in Form von Kreisabschnitten als auch die benötigen Verbindungsspuren zum Verbinden von Kontaktspuren miteinander und mit (nicht dargestellten) Anschlüssen aufgebracht sind. Ebenfalls sind schematisch drei Sehaltgruppen 101, 102 und 103 angegeben, die je aus drei elektrisch miteinander verbundenen und an ihren Enden mit Kontaktpunkten 15··· 23 versehenen Fingerf eclevn (104...112) bestehen. Die Schaltgruppen 101, 102 und 103 sind gegenseitig isoliert und auf einem Wählrad (nicht dargestellt) befestigt, das um eine Drehachse 113 drehbar ist und zwölf Schaltstellungen einnehmen kann. Um die Figur nicht unnötig kompliziert zu machen, sind die an sich bekannten baulichen Einzelheiten wie Form und Befestigung des Wählrads und die Sehaltgruppen, nicht dargestellt.

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Diese Einzelheiten können beispielsweise der bereits erwähnten deutschen Offenlegungsschrift 2 314 oder.der britischen Patentschrift 95^ 3^2 entnommen werden·

Die drei Kontaktpunkte einer Schaltgruppe bilden eine Reihe auf einer Geraden, die die Achse 113 des Wählrads schneidet. In der Nullstellung des Wählrads liegen beispielsweise die Kontaktpunkte 15, 16 und 17 der Schaltgruppe 101 auf der mit 0 bezeichneten Linie. Der Winkelabstand zwischen zwei aufeinanderfolgenden Schaltstellungen des Wählrads

360°

ist ——— = 30°. Wenn das Wählrad in die verschiedenen, aufeinanderfolgenden Schaltstellungen gedreht wird, liegen jeweils die Kontaktpunkte 15, 16 und nacheinander auf den mit 1, 2, 3··«11 bezeichneten Linien. Die Winkelabstände zwischen jeweils zwei aufeinanderfolgenden Kontaktpunktreihen sind in diesem Beispiel 120°, so dass der Bedingung entsprochen ist, dass das Verhältnis zwischen diesen Winkelabständen und dem Winkelabstand zwischen zwei aufeinanderfolgenden Schaltstellungen gleich 2ⁿ ist. In diesem Fall ist η = 2 für alle Winkelabstände zwischen aufeinanderfolgenden Kontaktpunktreihen.

Die Kontaktspuren werden durch leitende Kreisabschnitte gebildet, deren Winkelabmessung bis zu 36Ο⁰ betragen kann, wie solches bei der

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PHF

zentralen Eontaktspur der Fall ist, die den gemeinsamen Punkt darstellt, mit welchem die anderen Eontaktspuren von den gesonderten Schaltgruppen in ständig wechselnder Kombinationen verbunden werden. Im gegebenen Beispiel sind diese Kreisabschnitte Teile von fünf konzentrischen Kreisen, Die Kontaktpunkte 15» 18 und 21 arbeiten mit der sich auf dem ersten Kreis befindlichen, zentralen Kontaktspur, die Kontaktpunkte 16, 19 und 22 mit den Kontakt— spuren auf dem zweiten Kreis, die Kontaktpunkte I7 und 20 mit denen auf dem vierten Kreis und der Kontaktpunkt 23 schliesslich mit den Kontaktspuren auf dem fünften (äussersten) Kreis zusammen. Der dritte Kreis trägt keine Kontaktspur. Er dient ftr Verbindungsspuren, die die Kontaktspuren des ersten und zweiten Kreises mit den (nicht dargestellten) Anschlüssen verbinden.

Die die Kontaktspuren und Verbindungsspuren bildenden Metalleiterflächen bestehen aus neun gesonderten Flächen entsprechend der Notwendigkeit, einerseits einen gemeinsamen Speisepunkt im Kodier-, schalter und zum anderen acht Anschlusspunkte für die zur Lieferung der direkten und komplementären, binärkodierten Werte der ersten zwölf ganzen Zahlen 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10 und 11 erforderlichen Binärdaten zur Verfügung zu haben.

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- Y-

PHF 7561h

2655814 22.io.76

Zur Erleichterung der Ausdruckmöglichkeit für die momentanen elektrischen Verbindungen, die für die Lieferung des direkten und komplementären, binärkodierten Werts verwirklicht werden müssen, bedient man sich nachstehend des Symbols A für den Binärterm 1 (erste Position), des Symbols B für den Binärterm 2 (zweite Position), des Symbols C für den Binärterm k (dritte Position) und des Symbols D für den Binärterm 8 (vierte Position); die Komplementärwerte der erwähnten Binärterme mit den Bezeichnungen A, B, C und D werden dabei selbstverständlich mit den Symbolen A, B, C und D bezeichnet.

Nachstehende Tabelle, die die Leiterflächen (in Fig. 1 mit dem Symbol des dazugehörenden Binärterms bezeichnet) angibt, die für jede Stellung des Wählrads mit dem gemeinsamen Punkt (mit dem Buchstaben K bezeichnet) verbunden werden müssen, gibt ein Beispiel der durchzuführenden Schaltoperationen zum Binärkodieren der ersten zwölf ganzen Zahlen.

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PHF 756 Ma 25.10.7ο

4ö

Posi
tion

Ge
wicht

Binär-
term

i
Wählradstellungen

0

■

D

1

2

3

k

5

6

7

8

9

!
10

11
f

I

1

A

I
B

2

CVi

Ä

Ί.

1

Ä

3

h

B

k

8

B

C

D

C

D

Der mit dem Buchstaben K bezeichnete, gemeinsame Speisekontakt des Schalters wird von einer Metallfläche Zk gebildet, deren Kontsktspur sich auf dem ersten der fünf Kreise befindet.

Der dem Binärterm A entsprechende feste Kon-

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takt wird von einer Metallflache 25 gebildet, deren Kontaktspuren sich auf dem zweiten Kreis befinden.

Der dem Binärterm A entsprechende feste Kontakt wird durch eine Metallfläche 26 gebildet, deren Kontaktspuren sich ebenfalls auf dem zweiten Kreis befinden.

- Der dem Binärterm B entsprechende feste Kontakt wird durch eine Metallfläche 2? gebildet, deren Kontaktspur sich ebenfalls auf dem zweiten Kreis befindet,

Der dem Binärterm B entsprechende feste Kontakt wird dui"ch eine Metallfläche 28 gebildet, deren Kontaktspur sich ebenfalls auf dem zweiten Kreis befindet.

Der dem Binärterm C entsprechende feste Kontakt wird durch eine Metallfläche 29 gebildet, deren Kontaktspur sich auf dem fünften Kreis befindet*

Der dem Binärterm C entsprechende feste Kontakt wird durch eine Metallfläche 30 gebildet, deren Kontaktspur sich auf dem vierten Kreis befinde t.~

Der dem Binärterm D entsprechende feste Kontakt wird durch eine Metallfläche 31 gebildet, deren Kontaktspur sich auf dem fünften Kreis befindet .

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/fr.

• Der dem Binärterm D entsprechende feste Kontakt wird durch, eine Metallfläche 32 gebildet, deren Kontaktspur sich auf dem vierten Kreis befindet.

Die von den verschiedenen kreisabschnitt— förmigen Kontaktspuren eingenommenen Positionen sind in nachstehender Tabelle in Polarkoordinaten auf Basis der Rangordnung der Kreise und der Winkelstellungen 0 bis 11 in Fig. 1 angegeben.

Kontakt bezeichnung	Rangordnung des Kreises	Winkelsteilungen	3	2	3
A	2	1	6	2	3
Ä	2	4	11	6	7
B	2	10	9	6	7
B	2	8	1
C	5	0	1
C	4	0	5
D	5	4	5
D	4	4

In Fig. 2 sind auf schematische und der Fig. 1 ähnliche Weise die (festen) Kontaktspuren und Ver—

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PHF 756U

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bindungsspuren sowie die mit dem Wählrad verbundenen Sehaltgruppen für einen erfindungsgemässen Kodierschalter mit zehn Stellungen dargestellt, die mit den Linien 0 bis 9 mit gegenseitigen Winkelsteilungen von ——— = 36° angegeben sind.

Die Leiterspuren des in Fig. 2 dargestellten Schalters sind auf einer Seite einer Leiterplatte *}h aufgebracht. Es gibt drei Schaltgruppen 301, 202 und 203» die in der Figur die Stellung einnehmen, wenn das ¥ählrad die Ziffern 0 angibt. Die erste Schaltgruppe 201 enthält zwei Fingerfedern 204 und 205 > die an ihren Enden Kontaktpunkten 35 und 36 tragen, die sich auf der mit 0 bezeichneten Linie befinden. Die zweite Schaltgruppe 202 enthält vier Fingerfedern 206...209 mit Kontaktpunkten 37, 38, 39 und 4o, die sich auf der mit h bezeichneten Linie befinden. Die dritte Schaltgruppe 203 enthält drei Fingerfedern 210, 211 und 212 mit Kontaktpunkten 41, kZ und k3, die sich auf der mit 8 bezeichneten Linie befinden. Aus obiger Beschreibung geht hervor, dass auch hier der Yinkelabstand zwischen jeweils zwei aufeinanderfolgender Kontaktpunktreihen, ausgedrückt im Winkelabstand zwischen zwei aufeinanderfolgender Schaltstellungen, gleich einer Potenz von 2 ist: der Winkelabstand zwischen den Kontaktpunktreihen der Schaltgruppen 201 und 202 bzw. 202 und 203 beträgt

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4 χ 3^°, der Winkelabstand zwischen den Reihen der Sehaltgruppen 203 und 201 beträgt 2 χ 36°.

Die Kontaktpunkte 35, 37 und 41 befinden sich.:iauf dem ersten Kreis mit Kon takt spuren, der durch den zentralen Kontakt 44 als gemeinsamen Schalterpunkt gebildet wird. Die Kontaktpunkte 36, 38 und 42 befinden sich auf dem zweiten Kreis, der Kontaktpunkt 39 befindet sich auf dem vierten Kreis und die Kontaktpunkte 4θ und 43 befinden sich auf dem fünften Kreis.

Wie es auch bei dem in Fig. 1 dax'gestellten Schalter der Fall ist, sind auf dem dritten Kreis keine Kontaktspuren, sondern nur Verbindungsspuren aufgebracht.

Die Anzahl der Metalleiterflächen beträgt in diesem Beispiel 10, da der zentrale Kontakt 44 mit der Verbindungsspur K des gemeinsamen Punktes über einen an der Rückseite der Platte ^h befindlichen Leiterdraht verbunden ist, so dass hier zwei Metallflächen 44 und 47 benötigt werden.

Dazu ist der zentrale Kontakt 44 nahe der Mitte mit einer Lötstelle 45» mit einer nicht metallisierten Öffnung 46 versehen, während der leitende Kreissegment 47, mit dem die Verbindungsspur K verbunden ist, eine Lötstelle 48 enthält, die mit einer zentralen nicht metallisierten Off-

? 0 9 ^ 2 7 / 0 2 3 A

-VS-

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2655814 ²⁵·¹⁰·⁷⁶

nung 49 versehen ist, durch die der nicht dargestellte Verbindungsdraht durchgeführt werden kann.

Der feste, dim Binärterm A entsprechende Kontakt wird durch eine Leiterfläche 50 gebildet, deren Kontaktspuren sich auf dem zweiten und dem fünften Kreis befinden.

Der feste, dem Binärterm A entsprechende Kontakt wird von einer Leiterfläche 51 gebildet, deren Kontaktspuren sich ebenfalls auf dem zweiten und dem fünften Kreis befinden.

Der festejdem Binärterm B entsprechende Kontakt wird von einer Leiterfläche 52 gebildet, deren Kontaktspur sich auf dem fünften Kreis befindet.

Der feste.,, dem Binärterm B entsprechende Kontakt wird von einer Leiterfläche 53 gebildet, deren Kon takt spur er. sich auf dem zweiten und fünften Kreis befinden. .

Der feste, dem Binärterm C entsprechende Kontakt wird von einer Leiterfläche 5^ gebildet, deren Kontaktspur sich auf dem vierten Kreis befindet.

Der feste, dem Binärterm C entsprechende Kontakt wird von einer Leiterfläche 55 gebildet, deren Kontaktspuren sich auf dem vierten und fünften Kreis befinden.

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26558H 25.io.76

Der feste, dem Binärterm D entsprechende Kontakt wird von einer Leiterfläche 56 gebildet, deren Kontaktspur sich auf dem vierten Kreis befindet.

Der festem dem Binärterm D entsprechende Kontakt wird von einer Metallfläche 57 gebildet, deren Kontaktspuren sich auf dem zweiten und vierten Kreis befinden.

Die von den unterschiedlichen Schaltgruppen eingenommenen Stellungen, die in Polarkoordinaten auf Basis der Rangordnung der Kreise und der WimkelStellungen 0 bis 9 in Fig. 2 angegeben sind, sind in nachstehender Tabelle erwähnt.

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Kon takt	Rangordnung des Kreises	Winke1- stellungen	1	8	9	Ran gordnun g des Kreises	Winke1- stellungen	9
A	2	1	9			5	3
I	2	0	1			5	2	7
B	5	0	5
B	2	8	3		5	8	7
C	4	0	5
C	4	4			5	6
D	4 .	2
D	2	4		4	6

Auf die für die Fig. 1 und 2 gleiche, schematische Weise wurden in Fig. 3 die (festen) Kontaktspuren iind Verbin dungs spuren sowie die mit dem Wählrad verbundenen Schaltgruppen in der !Darstellung für eine andere Ausführungsform eines erfindungsgemässen Kodierschalter mit zehn Stellungen durch die Linien

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O bis 9 mit gegenseitigen Winkelabständen von 36° angegeben.

Die Leiterspuren des in Fig. 3 dargestellten Schalters sind auf einer Seite einer Leiterplatte 6o aufgebracht. Es gibt drei Sehaltgruppen 301, 30 2 und 303j die in den von diesen Gruppen eingenommenen Stellungen dargestellt sind, wenn das Wählrad die Ziffer- 0 angibt. Die erste Schaltgruppe 30 enthält drei Fingerfedern 304, 305 und 3O6 mit Kontaktpunkten 61, 62 und 63, die sich auf der mit 0 bezeichneten Linie befinden. Die zweite Schaltgruppe 302 enthält vier Fingerfedern 3O7...3IO mit Kontaktpunkten 6k, 65, 66 und 67> die sich auf der mit 4 bezeichneten Linie befinden. Die dritte Schaltgruppe 303 enthält zwei Fingerfedern 311 und 312 mit Kontaktpunkten 68 und 69, die sich auf der mit 7 bezeichneten Linie befinden.

Aus obiger Beschreibung stellt sich heraus, dass der Winkelabstand zwischen den Kontaktpunktreihen der Schaltgruppen 301 und 302 gleich 4 χ ist, während der Winkelabstand zwischen den Kontaktpunk-treihen der Schaltgruppen 302 und 3Q3 bzw. 303 und 301 gleich 3 χ 36° ist. Letztgenannter Winkelabstand ist also, wenn ausgedrückt im Winkelabstand zwischen zwei aufeinanderfolgenden Schaltstellungen, keine ganzzahlige Potenz von 2.

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Die Kontaktpunkte 61, 64 und 68 befinden sich auf dem ersten Kreis mit Kontaktspuren, die vom zentralen Kontakt 70 gebildet wird, der der gemeinsame Punkt des Schalters ist» Die Kontakt— punkte 62 und 65 befinden sich auf dem zweiten Kreis, der Kontaktpunkt 69 befindet sich auf dem dritten Kreis, die Kontaktpunkte 63 und 66 befinden sich auf dem vierten Kreis und der Kontaktpunkt 67 schliesslich befindet sich auf dem fünften Kreis.

Der· feste, dem gemeinsamen Kontakt K entsprechende Kontakt wird von einer Leiterfläche 7I gebildet, deren Kontaktspur Tom bereits erwähnten zentralen Kontakt 70 gebildet wird.

Der feste:, dem Binärterm A entsprechende Kontakt wird von einer Leiterfläche 72 gebildet, deren Kontaktspuren sich auf dem dritten, vierten und fünften Kreis befinden.

Der feste, dem Binärterm A entsprechende Kontakt wird von einer Leiterfläche ^k gebildet, deren Kontaktspuren sich auf dem zweiten, dritten, vierten und fünften Kreis befinden.

Der feste, dem Binärterm D entsprechende Kontakt wird von einer Leiterfläche 75 gebildet, deren Kontaktspuren sich auf dem vierten und fünften Kreis befinden.

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-ft*·

Der feste, dem Binärterm B entsprechende Kontakt wird von einer Leiterfläche J6 gebildet, deren Kontaktspuren sich auf dein dritten und vierten Kreis befinden.

Der feste, dem Binärterm C entsprechende Kontakt wird von einer Leiterfläche 77 gebildet, deren Kontaktspuren sich auf dem dritten und fünften Kreis befinden.

Der feste, dem Binärterm C entsprechende Kontakt wird von einer Leiterfläche 78 gebildet, deren Kontaktspuren sich auf dem vierten und fünften Kreis befinden.

Der feste, dem Binärterm D entsprechende Kontakt wird von einer Leiterfläche 79 gebildet, deren Kontaktspuren sich auf dem fünften Kreis befinden,

Der feste, dem Binärterm D entsprechende Kontakt wird von einer Leiterfläche 80 gebildet, deren Kontaktspuren sich auf dem zweiten, dritten und fünften Kreis befinden.

Die von den unterschiedlichen Kontaktspuren eingenommenen Stellungen, die in Polarkoordinaten auf Basis der Rangordnung der Kreise und der Vinkelpositionen 1 bis 9 in Fig. 3 dargestellt sind, sind in nachstehender Tabelle erwähnt.

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6 S 58 1 4

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Kon takt	Rangord nung des Kreises	Winkel stellungen	7	3	Rangord nung des Kreises	Winkel stellungen	9	Rangord nung des Kreises	• 5	Winke1- stellungen	5	0
A	3	0	6		4	1		5	9
T	2	8	2		3	9		4	0
B	4	6	3	6	. 5	6	5
B	3	5	3	4	4
C	3	1	5	5	1	5
C	4	2		5	4
D	5	2				7
ι D	2	4		3	' 4	7

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Claims

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'-NTANS PRUCHE:

Kodiersehalter mit einer Leiterplatte, auf der auf einer Seite sowohl elektrisch leitende Kontaktspuren als auch Verbindungsspuren zum Verbinden von Kontaktspuren miteinander und mit Anschlüssen aufgebracht sind, und einem um eine Drehachse drehbaren, mehrere Schaltstellungen aufweisenden, aus Isolationsmaterial hergestellten Wählrad, an dem eine Schaltgruppe befestigt ist, die aus mehreren, elektrisch miteinander verbundenen Fingerfedern besteht, die je an ihrem freien Ende einen Kontaktpunkt tragen, welche Kontaktpunkten mit den Kontaktspuren zusammenarbeiten, wobei alle Kontaktpunkte der Gruppe eine Reihe auf einer Geraden bilden, die die Achse des Wählrads schneidet, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere gegenseitig isolierte Schaltgruppen vorgesehen sind, von denen mindestens zwei (z.B. 101, 102) derart angeordnet sind, dass die Verhältniszahl einerseits zwischen dem Winkelabstand zwischen den beiden zu diesen Schaltgruppen gehörenden Kontaktpunktreihen (15> 16, 17 > 18, .19» 20) und zum anderen dem Winkelabstand zwischen zwei aufeinanderfolgenden Schaltstellungen des Wählrads gleich 2 ist, wobei η eine positive gerade Zahl ist.
2. Kodierschalter nach Anspruch 1, dadurch

iWAL Ii-JSPECT

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gekennzeichnet].: dass die Anzahl der Schaltgruppen gleich drei ist.

3· - Kodierschalter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Verhältnis zwischen einerseits dem Winkelabstand jeweils zwei benachbarter Kontaktpunktreihen und zum anderen dem Winkelabstand zweier aufeinanderfolgender Schaltstellungen gleich 2 ist, wobei η eine positive gerade Zahl ist, deren Wert für jeden der erstgenannten Winkelabstände verschieden sein kann.

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