DE3514708C2 - - Google Patents

Description

Stand der Technik

Die Erfindung geht aus von einem Drehpotentiometer mit Betätigungselement nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Ein bekannter Anbauschalter in Kombination mit einem Drehwiderstand (DE-GM 68 03 685) umfaßt eine Grundplatte, auf der die Widerstandsbahn mit ihren Anschlußfahnen und eine Mittelkontaktbahn, ebenfalls mit Anschlußfahne durch Nieten festgelegt sind. Im Zentrum dieser Bahnen befindet sich der eine Schleifkontaktfeder tragende und mit einer Nase zur Betätigung eines zusätzlichen Anbauschalters versehene Rotor, der drehbar auf der Grundplatte befestigt ist. Zur Betätigung des Rotors dient eine in diesen einsteckbare, mit einem Bedienungs­ knopf versehene Welle. Der Schalter selbst ist in einem den Drehwiderstand übergreifenden Gehäuse angeordnet, dessen Seitenteile zur allgemeinen Befestigung des Schaltergehäuses mit federnden Armen in Ausnehmungen der Grundplatte des Drehwiderstands eingreifen und diese mit Hilfe von Rastnasen hintergreifen. Zur Betätigung des in beliebiger Weise aufgebauten Schalters dient dann eine am Rotor des Drehwiderstands angeformte Nase, die mit einem Kipphebel des Schaltermechanismus in Eingriff gelangt. Hierdurch wird das Problem gelöst, direkt auf einer gedruckten Schaltungsplatte aufgebaute und diese als stationären Gehäusebestandteil benutzende Drehwiderstände in offener Ausführung zusätzlich durch Schalter zu ergänzen, die von dem Rotor des Drehwider­ standes betätigbar sind. Allerdings ist es hierzu erforderlich, den gesamten Drehwiderstand in zum Teil umständlicher Montagearbeit auf der Grundplatte durch Nietungen u. dgl. in allen Einzelheiten aufzubauen und anschließend ein getrennt hergestelltes separates Schaltergehäuse über dem Drehwiderstand mit der Grundplatte zu verrasten, so daß die beiden Einzelkomponenten Drehwiderstand und Schalter jeweils für sich getrennte Bauteile bleiben und nur durch das gemeinsame Betätigungs­ element verstellt bzw. geschaltet werden.

Es ist bei einem Drehpotentiometer mit Schalter ferner bekannt (FR-PS 15 16 928), ein in üblicher Weise aufgebautes Drehpotentiometer mit Gehäuse, Grundplatte, Widerstands­ bahnen, Schleifer und Betätigungselement an einer in diesem Fall horizontalen Montageplatte zu befestigen und auf das Potentiometergehäuse ein weiteres Schalter­ gehäuse anzusetzen und über Zungen mit diesem zu verbinden, die in Durchbrechungen des Drehpotentiometer­ gehäuses eingreifen und dann beispielsweise umgebogen werden. In ähnlicher Weise wird auf dem Schaltergehäuse noch eine Abdeckung mit Hilfe umgebogener Zungen befestigt, wobei die Gehäuse von Drehpotentiometer und Schalter von einem gemeinsamen Rotor durchsetzt sind, der im Schalterbereich eine Nocke aufweist. Der Aufbau des Schalters ist so getroffen, daß ein erstes U-förmiges metallisches Kontaktelement vorgesehen und so vorgebogen ist, daß es beidseitig an in das Schaltungsgehäuse hineinragenden und nach außen zur Kontaktgabe geführten weiteren metallischen Zungen anliegt. Durch die Nocke am Rotor oder Betätigungselement läßt sich einer der Schenkel des U-förmigen Kontaktträgers von seinem metalli­ schen Gegenkontakt abheben, wodurch eine Schalterunter­ brechung oder ein Schließen des Schalters erfolgt. Der U-förmige Kontaktträger ist dabei zur Bewirkung einer Momentkontaktgabe verschieblich in seinem Gehäuse gelagert, und zwar greift er mit einer stirnseitigen rechtwinkligen Abbiegung in ein Langloch im Schalter­ gehäuseboden ein, so daß sich der ganze U-förmige Kontaktträger unter der Einwirkung der auf ihn auflaufenden Nocke in der einen oder anderen Richtung verschieben und insofern auch eine schlagartige Umschaltung bewirken kann.

Allgemein sind solche kombinierten, gleichzeitig eine Schaltbewegung und eine Stellbewegung durchführenden oder jedenfalls in einen zeitlichen Zusammenhang bringende elektrische Schaltungskomponenten in vielfältiger Form bekannt, beispielsweise auch aus der DE-OS 27 46 841, bei welcher ein Drehpotentiometer eine drehachsfeste Kontur aufweist, die separat und angrenzend beispiels­ weise auf einer Leiterplatte angeordnete Schalterein­ heiten, auch Mikroschalter u. dgl. dann betätigt, wenn in der Potentiometerverdrehung eine bestimmte Position, üblicherweise eine Endposition erreicht ist.

Der Aufbau der genannten Schalter-Drehpotentiometer­ kombination ist üblicherweise kompliziert und kostenauf­ wendig, da auch dann, wenn unmittelbar auf Schaltungs­ platten mit gedruckten Schaltungen aufgebaut wird, jedenfalls die Widerstandsbahn auf diesen üblicherweise durch beidseitige Nieten befestigt werden muß und die Schalter dann separate Bauteile sind, die lediglich so mit dem Potentiometer in Verbindung gebracht werden, daß eine Nocke an dessen Betätigungselement auch die Schalterbetätigung vornehmen kann. Die Schalter weisen üblicherweise eigene Gehäuse, mindestens Halterungen u. dgl. auf.

Es ist daher die Aufgabe vorliegender Erfindung, eine Kombination aus Drehpotentiometer mit Schalter in vereinfachter und kostengünstiger Weise als einheitliches, an beliebiger Stelle zu montierendes Bauteil zur Verfügung zu stellen.

Vorteile der Erfindung

Die Erfindung löst diese Aufgabe mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs und hat den Vorteil, daß bei Verwendung und Einbau des Potentiometers als unabhängiges, abgeschlossenes, üblicherweise an anderer Stelle vorgefertigtes Bauteil überhaupt nur noch zusätzlich fünf weitere Teile erforderlich sind, um eine Drehpotentio­ meter-Schalterkombination mit einwandfreier Funktion und guter Linearität und einer bisher nicht erreichbaren Kostengünstigkeit aufzubauen. Gleichzeitig ist der Montageaufwand zur Herstellung einer solchen Kombination entscheidend reduziert mit dem weiteren Vorteil, daß sich der endmontierte Kombinationsbaustein problemlos in beliebige Schaltungen und vorzugsweise auch unmittelbar in vorgefertigte Leiterplatten einsetzen läßt, wodurch sich dann auch automatisch sofort die erforderlichen Anschlüsse zu den Leiterbahnen ergeben.

Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen des im Hauptanspruch angegebenen Drehpotentiometers mit Schalter möglich. Besonders vorteilhaft ist zur Aufnahme und Lagerung des vorgefertigten Kleindrehpo­ tentiometers ein äußeres Halbschalengehäuse geeignet, welches eine der Außenform des einzusetzenden Potentiometerbau­ steins entsprechende Innenkontur aufweist und metallische Schaltarm- und gleichzeitig Kontaktanschlußbahnen und -federn in Gehäusewandausnehmungen oder -taschen aufnimmt.

Schließlich ist vorteilhaft die zusätzliche Anordnung einer Art Nockenring, der lose, aber drehfest auf der Drehachse für das Potentiometer sitzt und daher eine Schnappschalterwirkung (Momentumschaltung) des zugeordneten Schalters ermöglicht, wenn eine vorgegebene Winkelposition erreicht ist.

Zeichnung

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung darge­ stellt und wird in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine Ausführungsform der Kombination aus Drehpotentiometer und Schalter in einem seitlichen Schnitt längs der Linie I-I der Fig. 2;

Fig. 2 das Ausführungsbeispiel der Fig. 1 in einer Draufsicht aus der Richtung X der Fig. 1 und

Fig. 3 die gleiche Darstellungsform wie in Fig. 2 gezeigt, jedoch lediglich mit entnommenem Kleinpotentiometer und

Fig. 4 das Ausführungsbeispiel der Fig. 1 in der Draufsicht aus der Richtung Y in Fig. 1.

Beschreibung der Ausführungsbeispiele

Der Grundgedanke besteht darin, für ein in sich vollkommen abgeschlossenes, mit einer Durchstecköffnung für die Drehbetätigung versehenes Kleinpotentiometer ein weiteres, dieses aufnehmendes und für die Verwendung lagerndes Übergehäuse vorzuse­ hen, welches dann gleichzeitig noch die zusätzliche Funktion erfüllt, entsprechende Schalterkomponenten, Kontaktstückträger, elastische Schaltarme und Anschlußfahnen für den Schalter so zu lagern, daß sich die Schalterbetätigung gleichzeitig bei Verdrehen einer Steckachse für das Potentiometer vornemen läßt, wobei diese Steckachse gleichzei­ tig auch das in das aufnehmende Halbschalengehäuse eingelegte Klein­ potentiometer festhält, entweder durch Verrastung von hintergreifen­ den, beim Einschieben zunächst wieder zurückweichenden Rastzungen oder auch durch Verschweißung eines Achsenendes in der Durchsteck­ öffnung, beispielsweise durch Erwärmen und Schmelzen des aus einem Kunststoffmaterial bestehenden Achsenbereichs.

Die Darstellung der Fig. 1 zeigt das in ein topfartiges oder halbschalenartig ausgebildetes Übergehäuse 11 eingelegte Kleinpoten­ tiometer 10, mit dem weiteren Hinweis, daß dieses Kleinpotentiometer ein abgeschlossenes, vorgefertigtes Drehpotentiometer-Bauteil ist mit eigenem Gehäuse, vorzugsweise vollkommen gekapselt in Form einer runden Zylnderscheibe, lediglich mit einer mittleren Durch­ stecköffnung für eine Drehachse, die vorzugsweise unrund ist, so daß die Achse dann in dieser Öffnung drehfest sitzt; in der Fig. 1 ist diese Öffnung mit 10 a bezeichnet. Dabei besteht ein weiterer, allgemein gültiger Vorteil bei solchen vorgefertigten Kleindrehpotentiometern darin, daß diese vollautomatisch hergestellt werden können, daher besonders kostengünstig sind bei gleichzeitig einwandfreien Funktions­ eigenschaften. Die allgemeine Form des fertigen Drehpotentiometers vervollständigt sich im unteren Bereich, also an der Stelle, wo das Drehpotentiometer 10 am Boden des topfförmigen Gehäuses anliegt, durch zwei radial wegstehende Lappen oder Ansätze 12 a 12 b (Fig. 2), die als Kontaktanschluß-Träger dienen und gleichzeitig den ringförmi­ gen Aufbau des Drehpotentiometers an dieser Stelle in eine Rechteck­ form übergehen lassen, so daß der ganze Aufbau unrund wird und sich eine Verdrehsicherung des eingelegten Potentiometers 10 im Übergehäuse 11 durch eine entsprechend rechteckförmig verlaufende Innenkontur 13 im Aufnahmebereich des Übergehäuses erzielen läßt.

Auf den inneren Aufbau des vorgefertigten Kleindrehpotentiometers braucht nicht weiter eingegangen zu werden, da dies nicht Gegenstand der Erfindung ist; der einfache Aufbau eines solchen Potentiometer­ bausteins vervollständigt sich noch durch drei nach außen geführte Kontaktzungen, nämlich eine erste Kontaktzunge 14 a, die das Abgriffpotential führt und zwei weitere Kontaktzungen 14 b, 14 c, die die beiden endseitigen Anschlüsse der Widerstandsbahn betreffen. Beim Einlegen in das Übergehäuse 11 (vergl. Fig. 1) ragen diese Kon­ taktzungen über die in der Zeichenebene der Fig. 1 rechte, mit Bezug auf die Drehpotentiometer-Schalterkombination untere Abschlußfläche hinaus und erstrecken sich in der gleichen Richtung wie zwei am übergreifenden Gehäuse oder Übergehäuse wie im folgenden auch genannt, angeordnete, vorzugsweise mit dem Kunststoffmaterial des Übergehäuses einstückige Fixier- und Lagerzapfen 15 a, 15 b, so daß sich eine solchermaßen aufgebaute Kombination aus Drehpotentio­ meter und Schalter in entsprechende Aufnahme-Fixierbohrungen etwa einer Leiterplatte mit zugeordneten Bohrungen für den Durchtritt der Kontaktzungen des Potentiometers und, wie weiter unten gleich noch erläutert wird, des oder der Schalter, einsetzen und befestigen läßt. Die Kontaktzungen ragen dann bis zur gegenüberliegenden Leiterbahn- Fläche von der Bestückungsseite der Leiterplatte durch und können dort mit zugeordneten Leiterbahnen, etwa durch Tauchlötung, auch elektrisch verbunden werden.

Wesentliche Maßnahmen lassen sich am besten der Darstellung der Fig. 3 entnehmen, die in einer Ansicht von unten, also in das halbschalenförmige Übergehäuse hinein dieses mit den Schalterkontakten zeigt, bei entnommenem Kleinpotentiometer 10.

Man erkennt, daß neben der unrunden, durch die Kontur 13 gewähr­ leisteten Innenform für die Aufnahme des Potentiometers an be­ stimmten Stellen der Ringwandung 11 a des Übergehäuses 11 diese Wandung in radial nach innen wegstehende, zur Außenwandung 11 a parallele Wandungsteile 16, 17, 18 übergeht, die als innere periphere Taschen bezeichnet werden können und der Aufnahme von an dieser Stelle eingelegten Schalterteilen dienen. Diese Doppelwandungen 16, 17, 18 bilden mit der äußeren Ringwandung 11 a nach unten offene taschenförmige Ausnehmungen, Auf­ nahmenuten oder Schlitze zur federnden und durch Druck und Reibung gehaltenen Aufnahme einmal eines hinteren Querteils 19 b eines federn­ den Schaltkontaktträgers 19 sowie des hinteren Endes 20 a eines stationären Gegenkontaktes 20. Der federnde Schaltarm 19 ist, ausgehend vom Querglied 19 b und einstückig über ein Zwischenglied 21 mit diesem verbunden, mehrfach in sich abgebogen, so daß jedenfalls eine nach innen gedrückte schleifenförmige Ausbuchtung 19 a gebildet ist, die den Angriffspunkt für eine Nockenfläche 22 bildet, die dann auf die Ausbuchtung 19 a aufläuft und dabei den Schaltarm 19 in Richtung auf den äußeren Rand des Übergehäuses 11 aushebt, wenn eine mit dem Nockenteil 22 verbundene Drehachse eine Drehbewegung längs des Pfeils A ausführt. Die Ausbuchtung 19 a gelangt dann unter die von der Nockenfläche 22 gebildete Nocke 22 a, so daß, vorzugsweise mit einem vorgegebenen Überhub, das Kontaktstück 23 am Schaltarm 19 mit vorgegebener Kontakt-Anpreßkraft bei 24 auf die Gegenkontakt­ zunge 20 gedrückt wird.

Der bewegliche Schaltarm 19 und der stationäre Gegenkontakt 20 be­ stehen vorzugsweise aus einer geeigneten metallischen Federlegie­ rung und sind insgesamt, auch mit ihren hinteren Lager- oder Quer­ teilen einstückig ausgebildet, wobei diese Querteile gleichzeitig bei 25 und 26 in der Zeichenebene dann in vertikal nach oben abstehende Schalter-Kontaktzungen übergehen, wodurch sich der Aufbau der Kontaktanschlüsse für die Kombination vervollständigt.

Entsprechend einer bevorzugten Ausgestaltung besteht das den Schaltnocken 22 a für die Schalterbetätigung auf­ weisende Bauteil aus einem Nockenring 27, der mittig einen unrunden Durchsteckausschnitt 28′ aufweist und am Bodengrund des Übergehäuses, wie am besten der Darstellung der Fig. 1 entnommen werden kann, als unterstes Teil in einer entsprechenden Ausnehmung anliegt und von dem Achsstummel 28 der Drehachse 29 durchsetzt ist. Der Ge­ samtaufbau ist daher so, wie am besten der Darstellung der Fig. 1 entnommen werden kann; der Boden des topfförmigen Übergehäuses 11 weist eine zentrale Durchbrechung 30 auf, durch die der Achsstummel 28 der Drehachse 29 geführt ist; anschließend sitzt auf dem Achsstum­ mel dann das Nockenteil 27 für die Schalterbetätigung und schließlich ist der Achsstummel noch durch die unrunde Durchführungsöffnung 10 a des Kleinpotentiometers 10 geführt und der dort nach außen ragende Teil dann entweder verbreitert angeschmolzen oder durch Randbe­ reiche der Durchführungsöffnung des Potentiometers 10 hintergreifende Rastnasen verankert. Auf der anderen Seite liegt die Drehachse mit einer verbreiterten Abschulterung 29 a an der Außenfläche des Überge­ häuses 11 an, so daß das Ganze einen sicheren Zusammenhang bekommt. Die Drehachse 29 kann dann noch, wie bei 31 angedeutet, in flügelartige Aufweitungen übergehen, so daß ein Betätigungsknopf aufgeschoben werden kann; ein solcher Betätigungsknopf ist bei 32 angedeutet und eine bevorzugte Ausführungsform besteht darin, diesen Betätigungsknopf, der durch eine weit herabgezogene Ring­ schürze 32 a auch den Aufbau der Gesamtkombination mindestens teil­ weise überdecken kann mit der Drehachse 29 einstückig auszubil­ den und den Drehknopf 32 an seinem Umfang mit einer Riefelung zu versehen.

Schließlich besteht eine weitere vorteilhafte Maßnahme darin, den Nockenring 27 mit losem Drehspiel, also mit einem vorgegebenen Freigang auf dem Achsstummel 28 anzuordnen, so daß sich eine Schnappschalterwirkung ergibt, wenn beim Wegdrehen der Nocke 22 a in dem Moment, zu welchem die Nockenfläche 22 die Ausbuchtung 19 a endgültig freigeben möchte, durch den Federdruck des Schaltarms 19 der Nockenring 27 unabhängig von der weiter durch­ geführten Drehbewegung schlagartig um vorgegebene Winkelbeträge weggedrückt werden kann, wodurch der Schalter 19/23/24 abrupt öff­ net und eine Funkenbildung vermieden wird.

Bei der Montage werden die metallischen, den Schaltarm 19 und den Festkontakt 20 bildenden Teile von oben in der Zeichenebene der Fig. 3 gesehen in die Aufnahmenuten eingeschoben, wobei die Parallelwan­ dungen 16, 17, 18 auch teilweise zurückweichen können und dann, durch eine punktförmige Auflage, wie bei 33 angedeutet, die entsprechenden Metallteile unter Druck festhalten.

Es versteht sich, daß die spezielle Art und Ausbildung der jeweils im Zuge der Potentiometerverstellung zu betätigenden Schalter an sich beliebig ist; so kann natürlich durch entsprechende Umformung der Nocken und des Drehbereiches der Schalter auch als Netzschalter aus­ gebildet sein und bei anfänglicher Drehbewegung des Potentiometers geschlossen werden; es ist auch möglich, mehr als nur einen Schalter im Übergehäuse 11 unterzubringen, beispielsweise in übereinander­ liegenden Ebenen, die dann von in gleicher Weise übereinanderliegen­ den Nockenringen 27 betätigt werden. Die Bauhöhe verändert sich hierdurch nur unwesentlich. Hierdurch ist es möglich, beispielsweise einen Netzschalter beim anfänglichen Verdrehen des Potentiometers zu schließen und in der Endposition der Potentiometerstellung einen sogenannten Max-Schalter zu betätigen, der im Falle einer Halb- oder Vollwellensteuerung dann die jeweilige volle Netzahalbwelle auf das Ge­ rät durchschaltet, also unter Umgehung der hier gegebenenfalls ein­ gesetzten Phasenanschnittsteuerung.

Claims (8)

1. Drehpotentiometer mit Betätigungselement und von diesem bei bestimmten Drehpositionen betätigtem Schalter, der in einem den Potentiometerbereich übergreifenden Gehäuse angeordnet und von einer Nocke an der Welle des Betätigungselementes geschaltet ist, gekennzeichnet durch die Kombination der folgenden Maßnahmen:

• a) das Drehpotentiometer (10) ist ein vorgefertigtes, in sich abgeschlossenes Bauteil mit eigenem Gehäuse und aus diesem nach außen geführten Anschlußzungen (14 a, 14 b, 14 c),
• b) das Gehäuse des Drehpotentiometers ist in das übergreifende Gehäuse (11) drehfest eingebracht,
• c) in taschenförmigen Ausnehmungen (16, 17, 18) des übergreifenden Gehäuses (11) sind frei nach innen ragende Schaltkontaktträger (19, 20) eingelegt, die direkt von der Nocke (22 a) betätigt sind und
• d) die Welle (29) des Betätigungselements durchsetzt eine Bodenöffnung (30) im übergreifenden Gehäuse, einen die Nocke (22 a) bildenden Nockenring (27) und die Öffnung (10 a) im Drehpotentiometer (10), mit der sie verriegelt ist.

2. Drehpotentiometer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß die die Schaltkontaktträger (19, 20) lagernden Wandteile des übergreifenden Gehäuses (11) einstückige, mit der Außenwandung (11 a) Aufnahmenuten bildende, nach innen versetzte Parallelwandbereiche sind, die die eingeführten Schaltkontaktträger (19, 20) unter Druckwirkung festhalten und lagern.

3. Drehpotentiometer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Ende der Welle die Durchtrittsöffnung (10 a) des Potentiometers (10) mittels Rastzungen hintergreift oder durch Verschmelzung aufgeweitet ist.

4. Drehpotentiometer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Nockenring (27) zur Erzielung einer Schnapp­ schalterwirkung mit Spiel auf der Welle (29) sitzt.

5. Drehpotentiometer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein erster Schaltkontaktträger (20) an der Innenwandung des übergreifenden Gehäuses (11) stationär gehalten und ein zweiter Schaltkontaktträger (19) als Schaltarm federnd unter der Wirkung einer Nocke (22 a) am Nockenring (27) beweglich ausgebildet ist und eine Ausbauchung (19 a) aufweist, an welcher die Nocke (22 a) des Nockenrings (27) zur Schalterbetätigung angreift.

6. Drehpotentiometer nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß vom Drehpotentiometer und von den Schaltkontaktträgern (19, 20) Kontaktzungen (14 a, 14 b, 14 c; 25, 26) ausgehen und sich in gleicher Richtung erstrecken wie Lagerzapfen (15 a, 15 b) am übergreifenden Gehäuse (11).

7. Drehpotentiometer nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß ein Drehknopf (32) mit einer heruntergezogenen Schürze (32 a) das übergreifende Gehäuse (11) überdeckt und die Welle (29) einstückig in dessen Mitte angeordnet ist.

8. Drehpotentiometer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der ringförmige Aufbau des vorgefertigten Drehpo­ tentiometers (10) auf einer Seite in eine Rechteckform übrgeht und das Übergehäuse (11) zur gegenseitigen Verdrehsicherung eine entsprechend komplementär verlaufende Innenkontur (13) im Aufnahmebereich für das Drehpotentiometer (10) aufweist.