DE3702346A1 - Dip-drehschalter - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen DIP-Drehschal­ ter gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Derartige DIP- Drehschalter sind Schaltungselemente des Typs "Dual-in­ line-package", bei welchen die elektrischen Anschlüsse zu beiden Seiten herausgeführt sind.

Derartige Drehschalter mit einer DIP-Struktur besitzen dabei sehr geringe Abmessungen und dienen zur Befesti­ gung in gedruckten Schaltungen für elektronische Ge­ rate und Steuereinrichtungen.

Es ist bereits ein DIP-Drehschalter bekannt, welcher ein Basiselement auf Isoliermaterial besitzt, innerhalb welchem eine gedruckte Schaltung angeordnet ist. Diese gedruckte Schaltung ist mit einer Mehrzahl von Anschluß­ klemmen, beispielsweise einer gemeinsamen Erdungsklemme, einer Zuführklemme und einer Mehrzahl von Ausgangsklemmen versehen. Innerhalb einer durch ein Gehäuse des Basis­ element gebildeten Kammer befindet sich ein Rotor, auf dessen Unterseite eine Mehrzahl von Kontaktelementen in der Form eines umgekehrten "V′s" angeordnet sind, wo­ bei diese Kontaktelemente jeweils zwei gespreizte Schenkel und einen unterhalb des Rotors angeordneten Kopfteil aufweisen. Auf der Bodenfläche einer Scheibe bzw. eines Substrates welches gleichzeitig mit dem Rotor drehbar ist, sind verschiedene Muster von leitfähigem Material angeordnet, um auf diese Weise die gewünschten Eigen­ schaften des jeweiligen Schalters zu erzielen. Bei der Rotation des Rotors und der Scheibe gelangen die ver­ schiedenen Muster aus leitfähigem Material der Scheibe in Berührung mit dem Kopfteil des Kontaktelementes, dessen beide Schenkel in Längsschlitzen der Basis ver­ laufen und dabei die jeweiligen Leitelemente auf der gedruckten Schaltung berühren, die auf dem Basiselement vorgesehen ist. Diese gedruckte Schaltung steht dabei mit den Anschlußklemmen in Verbindung, so daß auf diese Weise die Anschlußklemmen in gewünschter Weise elektrisch verbunden bzw. voneinander getrennt werden.

Ein derartiger DIP-Drehschalter ist beispielsweise in der JA-OS 1 14 713/1984 beschrieben. Dieser Dreh­ schalter weist dabei Anschlußklemmen in Form einer gemein­ samen Erdungsklemme, einer Zufuhrklemme und einer Mehrzahl von Ausgangsklemmen auf. Die betreffende Anordnung ist dabei derart ausgebildet, daß entsprechend der Anzahl von Ausgangsklemmen eine entsprechende Anzahl von Widerstands­ elementen und Dioden zwischen der Eingangsklemme und den Ausgangsklemmen bzw. dieselbe Anzahl von Dioden zwischen der gemeinsamen Erdungsklemme und den Ausgangsklemmen vorgesehen ist.

Das bei einem derartigen DIP-Drehschalter vorgesehene Kontaktelement besitzt die Form eines umgekehrten "V" mit zwei gespreizten Schenkel, welche innerhalb eines Längsschlitzes des Basiselements zu liegen gelangen, um auf diese Weise ein entsprechendes Leitelement der gedruckten Schaltung zu berühren, die innerhalb des Basiselements vorhanden ist. Diese gedruckte Schaltung befindet sich dabei unterhalb der Scheibe, welche zu­ sammen mit dem Rotor drehbar gelagert ist. Der Kopfteil des jeweiligen Kontaktelementes berührt dabei das leiten­ de Muster auf der Unterseite der Scheibe sobald dieselbe zusammen mit dem Rotor verschwenkt wird.

Die bekannte Anordnung hat jedoch den Nachteil, daß die beiden gespreizten Schenkel des Kontaktelementes inner­ halb des Längsschlitzes des Basiselementes angeordnet sind, so daß die Gefahr besteht, daß das jeweilige Kon­ taktelement innerhalb des Schlitzes in Längsrichtung verrutscht, was wiederum zur Folge hat, daß beim Drehen der entsprechenden Scheibe der Kopfteil des Kontakt­ elementes seine Position verändert, so daß es unter Umständen schwierig ist, den gewünschten Kontakt zwi­ schen dem leitfähigen Muster auf der Unterseite der Scheibe und dem Kontaktelement aufrechtzuerhalten, wo­ durch wiederum die elektrischen Eigenschaften des Dreh­ schalters nachteilig beeinflußt werden.

Es ist demzufolge Aufgabe der vorliegenden Erfindung, den DIP-Drehschalter der eingangs genannten Art dahin­ gehend weiterzubilden, daß eine genaue Positionierung des Kontaktelementes bei der Rotation des Rotors auf­ rechterhalten wird.

Erfindungsgemäß wird dies durch Vorsehen der im kenn­ zeichnenden Teil des Anspruchs 1 aufgeführten Merkmale erreicht.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich anhand der Unteransprüche.

Bei dem Zusammenbau der einzelnen Elemente des er­ findungsgemäßen Drehschalters wird zuerst das Kontakt­ element an dem entsprechenden Basiselement befestigt, indem die beiden Schenkel in entsprechende Längsschlitze des Basiselements eingeführt werden, worauf die anderen Komponenten des Drehschalters - beispielsweise die Scheibe der Rotor und das Gehäuse - zusammengebaut werden. Ein auf diese Weise zusammengebauter DIP-Drehschalter sollte dabei in einer invertierten Position gehalten wer­ den, falls gewisse Arbeiten an der unteren Oberfläche des Basiselements durchgeführt werden müssen. In einer derartigen Position des Drehschalters besteht jedoch die Tendenz, daß die beiden Schenkel des Kontaktelementes aus dem Längsschlitz innerhalb des Basiselements heraus­ fallen. Im Rahmen der vorliegenden Erfindung sind die innerhalb des Basiselements angeordneten Schlitze jedoch derart ausgebildet, daß die entsprechenden Kontakt­ elemente mit ihren beiden Schenkeln nicht herausfallen können.

Die Erfindung soll nunmehr anhand eines Ausführungs­ beispiels näher erläutert und beschrieben werden, wobei auf die beigefügte Zeichnung Bezug genommen ist. Es zeigen:

Fig. 1 eine seitliche Schnittansicht des erfindungs­ gemäßen DIP-Drehschalters,

Fig. 2 eine Draufsicht des in Fig. 1 dargestellten Drehschalters, wobei jedoch Teile davon weg­ geschnitten sind,

Fig. 3 eine vergrößerte Ansicht des auf der Boden­ fläche des Rotors angeordneten Druckschalt­ musters,

Fig. 4 eine Draufsicht des durch im Einsatzgießver­ fahren hergestellten Basiselements zusammen mit den Anschlußklemmen,

Fig. 5 eine Schnittansicht entlang der Linie V-V von Fig. 4,

Fig. 6 eine Draufsicht eines innerhalb des Basis­ elementes angeordneten Schlitzes,

Fig. 7 eine Draufsicht des Kontaktelementhalters des Drehschalters gemäß der Erfindung,

Fig. 8 eine seitliche Ansicht der Anordnung von Fig. 7,

Fig. 9 eine Draufsicht der unteren Oberfläche der ge­ druckten Schaltung des Drehschalters gemäß der Erfindung,

Fig. 10 eine Draufsicht auf die obere Fläche der in Fig. 9 dargestellten gedruckten Schaltung und

Fig. 11 ein elektrisches Schaltdiagramm des Drehschal­ ters gemäß der Erfindung.

Der in den Figuren dargestellte DIP-Drehschalter besitzt gemäß Fig. 1 einen aus Isoliermaterial hergestellten Rotor 54, welcher innerhalb eines Hohlraumes angeordnet ist, der durch ein Gehäuse 50 und ein Basiselement 72 gebildet ist, wobei diese Elemente aus einem nicht leitfähigen Material, beispielsweise Plastikmaterial, bestehen. Dieser Rotor 54 besitzt einen Rotorarm 56, welcher entsprechend Fig. 2 mit dem Zahnkranz 52 auf der Innenseite des Ge­ häuses in Eingriff gelangt. Der Rotor 54 besitzt nach oben hin einen Schlitz 60, mit welchem derselbe unter Einsatz eines entsprechenden Werkzeugs beispielsweise eines Schraubenziehers, gedreht werden kann. Auf der unteren Fläche 64 des Rotors 54 ist gemäß Fig. 3 ein leitfähiges Muster 88 vorgesehen, welches im Druck oder Klebeverfahren aufgebracht ist. Innerhalb der Bodenfläche des Rotors 54 ist fernerhin eine Sackbohrung 55 vorge­ sehen, in welche ein Zapfen 68 hineinragt, der im mittleren Bereich eines Kontakthalters 66 befestigt ist.

Der betreffende Kontakthalter 66 , welcher aus einem nicht leitfähigen Material besteht, ist innerhalb einer Ausnehmung 90 angeordnet, welche durch das aus nicht­ leitfähigem Material bestehende Basiselement 72 gebildet ist. Innerhalb der der Aufnahme des Kontaktelementes 66 dienenden Ausnehmung 90 des Basiselementes 72 sind gemäß Fig. 4 und 5 parallel verlaufende Schlitze 76 vorgesehen. Innerhalb dieser Schlitze 76 der Ausnehmung 90 ist ein aus elastischem Material bestehendes Kontakt­ element 73 in Form eines umgekehrten "V′s" eingesetzt, welches eine Mehrzahl von jeweils zwei Schenkeln 75 und dazwischenliegenden Kopfteilen 74 aufweist, wobei die Schenkel 75 in Berührung mit leitfähigen Elementen 100 a bis 100 e gelangen, die auf der Oberfläche einer in dem Basiselement 72 eingesetzten Druckschaltung 78 aus Isolier­ material vorgesehen sind, während die Kopfteile 74 des betreffenden Kontaktelements 73 in Fig. 7 dargestellte quadratische Schlitze 70 des Kontakthalters 66 ragen, so daß auf diese Weise das Kontaktelement 73 fest von dem Kontakthalter 66 gehalten ist.

Fig. 1 zeigt fernerhin eine im unteren Bereich des Dreh­ schalters vorgesehene Diode 82, während Fig. 2 zusätz­ lich Skalensymbole 62 zeigt die entlang des Umfangs auf der Außenfläche des Gehäuses 50 vorgesehen sind. Fig. 3 zeigt schließlich das leitende Muster 88, welches auf der Bodenfläche 64 des aus nicht-leitfähigem Material bestehenden Rotors 54 vorgesehen ist. Das in Fig. 4 dar­ gestellte Basiselement 72 mit der gedruckten Schaltung 78 wird im Einsatz-Gieß-Verfahren hergestellt. Die gedruckte Schaltung 78 innerhalb des Basiselementes 72 wird gemäß Fig. 5 zusammen mit den Leiteranschlüssen 80 im Stanzverfahren aus einem einzigen Metallblech 79 her­ gestellt.

Fig. 4 zeigt das Basiselement 72, welches mit der zur Aufnahme des Kontakthalters 66 dienenden Ausnehmung 90 versehen ist. Im Bodenbereich der Ausnehmung 90 sind da­ bei die erwähnten Schlitze 76 vorgesehen, in welchen die Schenkelpaare 75 des aus einem elastischem Material be­ stehenden Kontaktelementes 73 zu liegen gelangen. Gemäß Fig. 6 besitzt jeder Schlitz einen schmalen Schlitzbe­ reich 76 a, an dessen beiden Enden quadratische Schlitz­ bereiche 76 b angesetzt sind. Beim Zusammensetzen des Kontaktelementes 73 mit dem Basiselement 72 nehmen die quadratischen Schlitzbereiche 76 b die Schenkelpaare 75 des Kontaktelementes 73 derart auf, daß die Schenkel 75 des Kontaktelementes 73 daran gehindert werden, aus dem Schlitz 76 herauszugleiten. Wenn demzufolge der erfin­ dungsgemäße Drehschalter beim Zusammenbau in der umge­ kehrten Position gehalten wird, kann das Kontaktelement 73 nicht aus dem innerhalb der Bodenfläche der Ausnehmung 90 vorgesehenen Schlitz 76 herausgleiten, so daß auf diese Weise der Herstellungsvorgang vereinfacht wird. Im Bereich der Ausnehmung 90 sind fernerhin entsprechende Bohrungen 92 vorgesehen, in welche in Fig. 7 darge­ stellte Ansätze 67 des Kontakthalters 66 eingesetzt werden, um auf diese Weise eine genaue Positionierung des Kontakthalters 66 in bezug auf das Basiselement 72 zu erreichen.

Im Folgenden soll unter Bezugnahme auf die Fig. 1, 9 und 10 die Struktur der Leiterelemente und der Anschlußklem­ men erläutert werden. Fig. 9 zeigt dabei die Bodenfläche der gedruckten Schaltung 78, welche innerhalb des in Fig. 1 dargestellten Basiselementes 72 eingebettet ist. Fig. 10 zeigt hingegen die Zufuhrklemme 80 a und die gemeinsame Erdungsklemme 80 b auf der Seite der ge­ druckten Schaltung 78, während auf der gegenüberliegen­ den Seite entsprechende Ausgangsklemmen 80 c bis 80 f vor­ gesehen sind. Die Eingangsklemme 80 a und die gemeinsame Erdungsklemme 80 b sind über quadratische Bohrungen 96 mit entsprechenden Leiterelementen 94 a und 94 b verbun­ den. Die Ausgangsklemmen 80 c bis 80 f sind hingegen über entsprechende quadratische Bohrungen 96 mit Leiterelemen­ ten 94 c bis 94 f verbunden. Das Leiterelement 94 a ist fernerhin über ein Widerstandselement 106 mit den auf der gegenüberliegenden Seite angeordneten Leiterelemen­ ten 94 c bis 94 f verbunden. Auf der unteren Oberfläche der gedruckten Schaltung 98 sind fernerhin entsprechen­ de Leiterelemente 98 a, 98 b, 98 d und 98 e vorgesehen. Diese Leiterelemente 98 a, 98 b, 98 d und 98 e sind eben­ falls über Bohrungen 102 mit einer Mehrzahl von Leiter­ elementen 100 a, 100 b, 100 d und 100 e verbunden, welche auf der anderen Oberfläche, d.h. der oberen Fläche der gedruckten Schaltung 78, vorgesehen sind. Das mit der gemeinsamen Anschlußklemme 80 b verbundene Leiterelement 94 b ist hingegen über eine Bohrung 104 mit einem auf der gegenüberliegenden Seite der Druckschaltung 98 an­ geordneten Leiterelement 100 c verbunden. Die beiden Gruppen von Leiterelementen 98 a, 98 b, 98 d und 98 e sowie 94 c bis 94 f sind über eine Mehrzahl von Dioden 82 mit­ einander verbunden, während zusätzlich Widerstands­ elemente 106 vorgesehen sind, welche entsprechend Fig. 11 daran angeschlossen sind. Die Widerstandselemente und Leiterelemente können dabei im Druck- oder Klebever­ fahren auf der Oberfläche des Schaltungsträgers 78 auf­ gebracht sein, welcher vorzugsweise aus Keramik herge­ stellt ist.

Die beiden Schenkel 75 der Kontaktelemente 73 werden in die Schlitze 76 der Ausnehmung 90 eingeführt, um auf diese Weise die auf der oberen Fläche der gedruckten Schaltung 78 vorhandenen leitenden Elemente 100 a, 100 b, 100 d und 100 e zu kontaktieren, während die Kopfteile 74 in entsprechende quadratische Schlitze 70 des Kontakt­ halters 66 eingeführt werden, um auf diese Weise die ge­ wünschten Leiterbereiche 88 auf der Bodenfläche des Rotors 54 zu berühren, sobald der Rotor 54 gedreht wird. Auf diese Weise kann über die Eingangsklemme 80 a, die Dioden 82 und die Widerstandselemente 106 die elektrische Verbindung bzw. Abtrennung zwischen der gemeinsamen An­ schlußklemme 80 b und den Ausgangsklemmen 80 c bis 80 f er­ reicht werden.

Fig. 11 zeigt das elektrische Schaltdiagramm des Dreh­ schalters gemäß der Erfindung, welcher wie dargestellt mit einer Eingangsklemme 80 a, einer gemeinsamen Anschlußklem­ me 80 b sowie einer Mehrzahl von Ausgangsklemmen 80 c bis 80 f versehen ist. Die Eingangsklemme 80 a ist dabei jeweils über ein Widerstandselement 106 und eine Diode 82 mit den entsprechenden Ausgangsklemmen 80 c bis 80 f verbunden, wo­ bei die Anzahl der vorgesehenen Widerstandselemente 106 und der Dioden 82 der Anzahl von Ausgangsklemmen 80 c bis 80 f entspricht.

Die Funktionsweise der beschriebenen Anordnung ist wie folgt:

Wenn ein Schraubenzieher oder ein ähnliches Instrument in den auf der oberen Fläche des Rotors 74 vorgesehenen Schlitz 60 eingesetzt und der Rotor 54 gedreht wird, wird der Rotorarm 56 schrittweise entlang des Zahnkranzes 52 vorbeigeführt, wobei die jeweilige Drehposition des Rotors 54 durch das Skalensymbol 62 angedeutet ist, welches der durch den Schlitz 60 ge­ bildeten Pfeilspitze gegenüberliegt. Beim Verdrehen des auf dem Ansatz 67 des Kontakthalters 56 gelagerten Rotors 54 wird das Leitungsmuster 88 auf der unteren Fläche des Rotors 54 je nach der Winkelposition mit dem jeweiligen Kopfteil 54 des Kontaktelementes 73 in Berührung gebracht, so daß auf diese Weise eine elektri­ sche Verbindung bzw. elektrische Abtrennung zwischen den auf der einen Seite der gedruckten Schaltung vorge­ sehenen Ausgangsklemmen und der auf der anderen Seite befindlichen Eingangsklemme sowie der gemeinsamen An­ schlußklemme hergestellt wird.

Der im Rahmen der vorliegenden Erfindung vorgesehene DIP-Drehschalter ist mit einem Kontakthalter 66 versehen, welcher ein Kontaktelement 73 derart hält, daß während der Drehung des Rotors 54 eine genaue Positionierung zustande kommt. Die beiden Schenkel 75 werden dabei innerhalb des jeweiligen Schlitzes des Basiselementes 72 genau gehalten, wodurch verhindert wird, daß der je­ weilige Schenkel herausgleiten kann, während der Kopf­ teil 74 das Leitungsmuster auf der Bodenfläche des Rotors während der Rotation desselben berührt. Der er­ findungsgemäße Drehschalter besitzt dabei den Vorteil, daß auf eine an dem Rotor befestigte Scheibe verzich­ tet werden kann, an deren Bodenfläche das Leitungsmuster vorgesehen ist, um auf diese Weise in Verbindung mit dem Kontaktelement die elektrischen Schaltfunktionen zwischen den Anschlußklemmen durchzuführen.

Claims (4)

1. DIP-Drehschalter bestehend aus einem Gehäuse, einem Basiselement, einem innerhalb eines Hohlraumes des Gehäuses und des Basiselementes angeordneten dreh­ baren Rotor sowie einer Mehrzahl von Teil einer Druck­ schaltung bildenden Leiteranschlüssen, dadurch gekennzeichnet, daß der auf seiner Bodenfläche mit einem leitenden Muster (88) versehene Rotor (54) mit Hilfe eines mittleren Zapfens (68) eines Kontakthalters (66) drehbar gelagert ist, welcher mit entsprechenden Schlitzen (70) versehen ist, in denen die Kopfteile (74) von Kontaktelementen (73) einsetzbar sind, wobei diese Kontaktelemente (73) mit dem auf der Bodenfläche des Rotors (54) vorgesehenen leitenden Muster (88) in Berührung stehen und wobei die an den Kontaktelementen (73) vorgesehenen Schenkel (75) in entsprechenden Schlitzen (76) zu liegen gelan­ gen welche innerhalb der Ausnehmung (90) des Basis­ elementes (72) vorhanden sind, um auf diese Weise die leitfähigen Elemente auf der Oberfläche der innerhalb des Basiselementes (72) vorgesehenen gedruckten Schal­ tung (78) zu kontaktieren.

2. Drehschalter nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Kontaktelement (73) die Form eines invertierten "V" besitzt, welches mit einem Kopfteil (74) und zwei gespreizten Schenkeln (75) versehen ist.

3. Drehschalter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die an der gedruckten Schaltung (78) vorgesehenen Leiteranschlüsse aus einem gemeinsamen Leiteranschluß (80 b), einem Eingangsleiter­ anschluß (80 a) sowie Ausgangsanschlüssen (80 c bis 80 f) bestehen, welche über Widerstandselemente (106) und/oder Dioden (82) miteinander verbindbar sind.

4. Drehschalter nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Kontakthal­ ter (66) entlang seiner oberen Fläche mit einem mittle­ ren Zapfen (68) versehen ist, welcher innerhalb einer Sackbohrung (55) des Rotors (54) zu liegen gelangt, während auf der Bodenfläche ein entsprechender Vorsprung vorgesehen ist, der in eine Bohrung innerhalb der Aus­ nehmung (90) des Basiselementes (72) einführbar ist.