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Beschreibung
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Durch Drehung betätigtes elektrisches Bauteil, insbesondere für Drehschalter
(Priorität der japanischen Anmeldung Nr. 929 11/85 vom 21. Juni 1985.) Die Erfindung
betrifft ein durch Drehung betätigtes elektrisches Bauteil, insbesondere für elektrische
Drehschalter nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.
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Es sind elektrische Bauteile, die durch eine Verstellbewegung betätigt
werden, bekannt, z.B. veränderbare Widerstände und Drehschalter, und diese Bauteile
werden in elektrischen Aggregaten, insbesondere in solchen für die Ton- und Musikreproduktion,
verwendet. In elektrischen Bauteilen mit Verstellbewegung ist ein Leitungsmuster,
einschließlich eines schichtförmigen Widerstandes, Leiterschichten, Elektroden udgl.
auf einer schichtförmigen Trägerplatte (Substratträger) angeordnet. Es ist ein auf
dem Leitungsmuster verstellbarer Schleifer vorhanden, der nach Verdrehung es gestattet,
unterschiedliche Widerstandswerte ab zugreifen und/oder den Schalter ein- und aus
zu schalten. Diese mit einer Schiebe-Verstellbewegung gekoppelten elektrischen Bauteile
dienen zur Überwachung der Lautstärke in Tontechnikgeräten und werden in der Regel
nur dann betätigt, wenn ein Lentungsschalter des elektrischen Stromkreises, der
unabhängig hiervon vorhanden ist, eingeschaltet war. Zwar wäre es vorteilhaft, nur
eine gemeinsame Stellwelle für den Leistungsschalter und das zusätzliche elektrische
Bauteil, welches einer Dreh- oder Verstellbewegung unterliegt, vorzusehen, um die
Bauteile insgesamt miniaturisieren. Allerdings ist in der Regel die Rotationsbewegung
der Leistungsschalterwelle nicht groß.
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Deshalb sind in der bekannten Ausführung in nachteiliger Weise der
Leistungsschalter und das weitere elektrische Bauteil unabhängig voneinander auf
dem Betätigungstableau odgl. der Apparatur montiert, wodurch die Abmessungen des
Gerätes unnötig vergrößert sind.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den vorstehenden Nachteil
zu vermeiden und ein durch Drehung betätigtes elektrisches Bauteil anzugeben, bei
der die Schaltereinheit für das elektrische Netz und dieses elektrische Bauteil
weitgehend integriert sind.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Kennzeichnungsteil
des Patentanspruches 1 angegebenen Merkmale gelöst.
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Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen dargestellt.
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Durch diese vorteilhaften Maßnahmen wird eine Vereinfachung und Miniaturisierung
erreicht.
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Eine Ausführungsform der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt
und wird im folgenden näher erläutert. Es zeigen: Fig. 1 eine Ausführungsform des
drehbetätigten elektrischen Bauteils Fig. 2 eine Stirnansicht auf eine erste Trägerplatte
Fig. 3 eine Stirnansicht auf eine zweite Trägerplatte Fig. 4 perspektivisch, die
Betätigungswelle Fig. 5 eine Stirnansicht der Betätigungswelle und Fig. 6 eine Seitenansicht
der Betätigungswelle.
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Ein erster in Fig. 2 gezeigter Schichtträger (Substratträger) (1)
aus Isolierwerkstoff hat ein Paar von Festkontakten (2, 3) aus leitendem Werkstoff,
die jeweils an den unteren Teil befestigt sind, und zugehörige flache zur Kontaktbildung
dienende Kontaktlappen (2a, 3a) aufweisen. Eine durchgehende öffnung (5) ist in
der Mitte des Schichtträgers (1) zur Aufnahme einer rotierbaren Betätigungswelle
(4) eingebohrt. Ein als Drehlager dienender abstützender Schaft (7) ist an die obere
Fläche des Schichtträgers (1) befestigt und nimmt einen beweglichen Kontakt (6)
auf, der schwenkbar montiert ist und Kontaktstücke (6a und 6b) aufweist, die mit
einem der Festkontaktlappen (2a, 3a) der Festkontake (2, 3) verbindbar sind. Der
bewegliche Kontakt (6) hat ein Basisteil (6c), im wesentlichen ringförmig, dessen
unterer hängender Teil (6d) am Schaft (7) rotierbar abgestützt ist, und ferner sind
die Kontaktstücke (6a, 6b) an jeweils einem Endteil des Basiskörpers (6c) ausgeformt.
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Durch den Schaft (7) wird eine Nockeneinrichtung (8), bestehend aus
Kunstharz, schwenkbar abgestützt, welche einen Vorsprung (8a) aufweist, der sich
aufwärts erstreckt und als Betätigungsteil dient. Dieser Vorsprung (8a) befindet
sich zwischen einem Paar von Betätigungsteilen (4a), die am Umfang der Betätigungswelle
(4), vgl. Fig. 4-6, vorhanden sind. Wenn also eines der Betätigungsteile (4a) betätigt
wird, wird die Nockeneinrichtung (8) aus dem Schaft (7) entweder im Uhrzeigersinn
oder gegen den Uhrzeigersinn gedreht.
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Wenn in dieser Ausführungsform der Kontaktlappen (2a) des Festkontaktes
(2) in Kontaktberührung mit dem Kontaktstück (6a) des beweglichen Kontaktes (6)
kommt, wird am Schalter der Zustand "Ein" bewirkt; kommt aber der Kontaktlappen
(3a) des Festkontaktes (3) in Kontaktberührung mit dem Kontaktstück(6b) des beweglichen
Kontaktes (6), ist der Schalter im Zustand "Aus".
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Eine Feder (10), vgl. Fig. 2, die vorzugsweise aus bogenförmig geformtem
Federdraht besteht, und dessen eines Ende (10a) mit dem oberen TEil des Vorsprunges
(8a) des
Nockens (8) in Verbindung steht und dessen anderes Ende
(mob) mit einem Aufnahmeteil (6e) in Verbindung steht, der im oberen Bereich des
Basisteils (6c) des beweglichen Kontaktes (6) vorhanden ist, wird verwendet. Die
Feder (10) bringt eine elastische Kraft so auf, daß das eine Ende (10a) aufgrund
der Einwirkung der Nockeneinrichtung (8) nach rechts bzw. nach links, bezogen auf
die Linie L, verschoben wird, welche Linie gedanklich das andere Ende (lOb) mit
der Mitte des Schaftes (7) verbindet, wobei der bewegliche Kontakt (6) rasch in
der entgegengesetzten Richtung zur Schwenkrichtung der Nockeneinrichtung (8) in
Anschlag kommt.
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Ein zweiter Schichtträger (20), vgl. Fig. 3, bestehend aus isolierendem
Werkstoff, ist mit drei, ebenfalls endseitigen, Festkontakten (21, 22, 23) an seinem
unteren Berach versehen, wobei die Festkontakte (21, 23) am rechten bzw.
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linken Seitenbereich mit zugehörigen elektrischen Leiterschichten
(24a) bzw. (24b) in Verbindung stehen. In der Mitte des zweiten Schichtträgers (20)
befindet sich eine durchgehende Bohrungsöffnung (25), in die die Betätigungswelle
(4) drehbar eingepaßt ist, und um den Umfangsbereich der öffnung (25) auf der Oberfläche
des zweiten Schichtträgers (20) sind elektrische Leiterschichten (24a, 24b) vorzugsweise
kreisförmig angeordnet.
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Zu dem Festkontakt (22), der sich in der Mitte befindet, ist ein geradliniges
Leiterstück (26b) eines elektrischen Leiterelementes (26) angeschlossen, wobei letzteres
im oberen Bleich ein Bogenstück (26a) aufweist.
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Entweder die Leiterschichten (24a) oder (24b) befinden sich in Kontaktberührung
mit einem an einem Kollektor (27) vorhandenen Schleifer (27a), der an einer Seitenfläche
der Welle (4) befestigt ist, während das Bogenstück (26a) in Kontaktberührung mit
dem Umfangs stück (27b) des Kollektors (27) steht.
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Die Betätigungswelle (4) weist in der Mitte ein Langloch (28) auf,
in die ein zur Betätigung dienender Knopf (29) einsetzbar ist. Der Umfang dieses
durchgehenden
Langloches (28) ist etwas nach vorn gewölbt, und das
Umfangsstück (27b) des Kollektors (27) umfaßt diesen gewölbten Bereich und ist an
zwei Stellen an zwei relativ kleinen Stiften (4b) an der Oberfläche der Betätigungswelle
(4) befestigt. Im unteren Bereich dieser Betätigungswelle (4)-befindet sich ein
zylindrisches Bauteil, nachfolgend Zylinder (4c), und in seinem unteren Bereich
befindet sich, konzentrisch zu ihm, ein ltissektor (4d), wobei ein Teil dieses Kreissektors
(4d) einen Ausschnitt aufweist, um ein Paar von einander gegenüberstehenden Betätigungsvorsprüngen
(4a) zu bilden. Der Abstand zwischen den Betätigungsvorsprüngen (4a) kann durch
Versuch festgesetzt werden, wenn sie auf dem Umfang der Welle (4) aufliegen.
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Zwischen den rückwärtigen Teilen der Betätigungsvorsprünge (4a) und
den Zylinder (4c) befindet sich eine Rückstellfeder (30), vorzugsweise Druckfeder,
deren beide Federenden (30a, 30b) sich nach außen über die Betätigungsvorsprünge
(4a) hinweg erstrecken.
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Der erste Schichtträger (1) und der zweite Schichtträger(20) werden
integral durch ein etwa rahmenförmiges Gehäuse (32) gehalten, während sie durch
ein kastenartiges Außengehäuse (31) aus isolierendem Werkstoff einander gegenüberliegend
angeordnet sind. Im Außengehäuse ist im unteren Bereich eine öffnung (31a) vorhanden.
Innerhalb des Außengehäuses (31) ist die Betätigungswelle (4) so angeordnet, daß
die Betätigungsvorsprünge (4a) fluchten mit bzw. nicht fluchten mit dem Vorsprung
(8a) der Nockeneinrichtung (8) auf dem ersten Schichtträger (1), wobei der Schlifer
(27a) und das Umfangsstück (27b) des Kollektors (27), der auf der Betätigungswelle
(4) sitzt, jeweils in Kontaktberührung mit den als Elektrode dienenden Leiterschichten
(24a) und (24b) auf dem zweiten Schichtträger (20) bzw. mit dem Bogenstück (26a)
kommen können. Die beiden Federenden (30a) und (30b) der Rückstellfeder (30) kommen
jeweils in Anschlag an Seitenteilen der öffnung (31a) des Außengehäuses (31) derart,
daß die in einer entgegengesetzt zur Drehrichtung der Betätigungswelle (4) wirkende
Spannkraft
in ihr gespeichert wird.
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In Abstimmung mit den vorstehenden Bauteilen wird die elektrische
nicht dargestellte Apparatur so konzipiert, daß wenn der Schleifer (27a) in Kontaktberührung
mit der linken Leiterschicht (24a) gehalten ist, der Wert des Widerstandes oder
der Kapazität z.B. klein wird, die Amplitude der Audioapparatur udgl. wird groß;
während andererseits dann, wenn der Schleifer (27a) in Kontaktberührung mit der
rechten Leiterschicht (24b) gehalten wird, die Amplitude klein wird.
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Die Arbeitsweise ist die folgende: Wird Betätigungsknopf (29) im Gegenuhrzeigersinn
und somit die Betätigungswelle (4) ebenfalls in dieser Richtung gedreht, kommt der
Betätigungsvorsprung (4a), im Sinne des Zeichnungsbeispiels links, in Anschlag mit
dem Vorsprung (8a) der Nockeneinrichtung (8), um letztere im Uhrzeigersinn zu drehen.
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Gleichzeitig, da die Nockeneinrichtung (8) verschwenkt wurde, wird
ein Ende (10a) der drahtförmigen Feder (10) im Sinne der Zeichnung auf der Linie
L nach rechts verschoben; aufgrund dieser durch die Verschiebung entstandenen elastischen
Spannung der Feder (10) wirkt diese auf den beweglichen Kontakt (6) mit der Folge,
daß letzterer rasch im Gegenuhrzeigersinn gedreht wird. Dabei wird der Kontaktlappen
(2a) des Festkontaktes (2) in Kontaktberührung mit dem Kontaktstück (6a) des beweglichen
Kontaktes (6) gebracht und hierdurch der schaltende Zustand "Aus" bewirkt.
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Im Gegensatz dazu aber, wenn die Betätigungswelle (4) im Uhrzeigersinn
gedreht wird, kommt der rechte Betätitgungsvorsprung (4a) in Anschlag mit dem Vorsprung
(8a) der Nockeneinrichtung (8), und letztere wird im Gegenuhrzeigersinn, wie aus
Fig. 2 entnehmbar, rotiert. Gleichzeitig, da das Ende (10a) der Feder (10) auf der
Linie L nach links, wegen der Schwenkbewegung der Nockeneinrichtung (8), verschoben
wird, tritt eine dieser Verschiebung entsprechende elastische Kraft der Feder (10)
auf und wirkt auf den beweglichen Kontakt (6) ein. Hierbei wird der bewegliche Kontakt
(6)
schnell im Uhrzeigersinn gedreht, und der Kontaktlappen(3a)
des Festkontakes (3) kommt in Kontaktberührung mit dem Kontaktstück (6b) des beweglichen
Kontaktes (6), so daß der Schalter in den Zustand "Ein" überführt wird.
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Gleichzeitig mit den vorstehend angegebenen Schaltschritten wird die
gewünschte- Amplitudensteuerung erreicht: Wenn der Betätigungsknopf (29), der im
Gegenuhrzeigersinn gedreht ist, was über die Betätigungswelle (4) im Schalterzustand
"Ein" gegeben ist, in dieser Drehstellung gehalten wird, werden andererseits der
Schleifkontakt (27a) und die linke Leiterschicht (24a) in Kontaktberührung gehalten,
so daß die Amplitude sich auf einen Pegel vergrößert, der dem Kontaktierungszeitintervall
entspricht.
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Um den Schalter im Zustand "Ein" zu halten, wird die am Knopf (29)
wirkende Drehkraft weggenommen. Hieraus folgt, daß durch die Einwirkung der Rückstellfeder
(30) auf die Betätigungswelle (4) die Welle in einer solchen Stellung gehalten ist,
daß das Schleifelement (27a) auf einem Teilbereich (24c) der Schicht liegt, die
keinen Widerstand trägt, und zwar zwischen den linken und rechten Leiterschichten
(24a) und (24b), vgl. Fig. 3.
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Wenn die Amplitude, z.B. Tonamplitude, zu verkleinern ist, wird der
Knopf (29) im Uhrzeigersinn so weit gedreht, daß die Nockeneinrichtung (8) nicht
auf die Betätigungswelle (4) anspricht und nicht wirksam wird und wird in dieser
Drehstellung gehalten. Folglich kommt das Schleifelement (27a) in Kontaktberührung
mit der rechten Leiterschicht (24b), und das Klangvolumen odgl. verringert sich
auf einen Pegel, der dem Kontaktzeitintervall entspricht. Dann wird die Drehkraft
am Betätigungsknopf (29) entfernt, ähnlich dem vorstehenden Arbeitsschritt, mit
Hilfe der Rückstellfeder (30), und der Schleifer (27a) liegt dann in dem elektrisch
isolierten Bereich (24c), wobei der vorbestimmte Pegel für das Klangvolumen beibehalten
ist.
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Wenn auch vorstehend Ausführungsbeispiele angegeben und zeichnerisch
dargestellt wurden, die ein rotierendes
elektrisches Bauteil betrafen,
in dem Elektrodenschichten (24a) und (24b) auf dem zweiten Schichtträger (20) aufgebracht
waren, so kann eine Erfindungsvariante auch mit einem veränderbaren Widerstand verwendet
werden, in welchem die Widerstandsbahn bzw. Widerstandsschicht anstelle der Leiterschicht,
d.h. Elektrodenschicht, ausgeformt ist.
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Aus Vorstehendem sind die Vorteile des Erfindungsgegenstandes erkennbar.
Es wird ein einheitliches elektrisches Bauteil geschaffen, welches die beiden Funktionen
des Leistungsschalters, d.h. Hauptschalters für den Netzanschluß, und eine Funktion
eines elektrischen Bauteils, hier jetzt mit einer Verstellbewegung, auszuführen
gestattet; somit wird die Apparatur, in der das vorstehende elektrische Bauteil
eingebaut wird, nicht nur in der Montage vereinfacht und in den Abmessungen miniaturisiert.
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