DE3930821C2 - - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Drehpotentiometer mit mindestens einem Schalter nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Ein derartiges Drehpotentiometer ist aus der FR-PS 15 16 928 bekannt, wo die Kombination aus einem Potentiometer und einem Schalter gezeigt ist, bei der der Federträger einen einstückig angeformten Schaltnocken besitzt, der eine Schaltfeder betätigt.

Die US-PS 33 75 446 zeigt ebenfalls eine ähnliche Kombination aus Drehpotentiometer und Schalter, bei der der Schaltnocken von der Welle des Potentiometers betätigt wird. Der Schaltnocken ist allerdings nicht einstückig mit dem Federträger ausgebildet, sondern wird als separates Bauteil auf das vordere Ende der Welle aufgesteckt.

Die DE Patentanmeldung S 27 261 VIII d/21c vom 19. Februar 1952, bekanntgemacht am 9. Mai 1956, zeigt einen druckfest gekapselten Schalter, dessen beweglicher Kontaktarm durch einen kulissenartigen Stößel betätigt wird. Dieser Stößel wird seinerseits über eine Nockenscheibe, eine Rolle und einen Hebel betätigt.

Ausgehend von dem gattungsbildenden Stand der Technik ist es Aufgabe der Erfindung, das Drehpotentiometer dahingehend zu verbessern, daß eine Drehbewegung des Drehpotentiometers spielfrei und mit hoher Winkelgenauigkeit in eine lineare Schaltbewegung der Kontaktfedern gegenüber den Gehäusefahnen umgesetzt wird.

Diese Aufgabe wird durch die im Patentanspruch 1 angegebenen Merkmale gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind den Unteransprüchen zu entnehmen.

Durch die in radialer Richtung bezüglich des Federträgers verschiebbar gelagerte Schaltkulisse ist es möglich, trotz mechanisch einfacher Ausgestaltung des sich ergebenden Gesamtaufbaus die Drehbewegung des Drehpotentiometers spielfrei in eine lineare Schaltbewegung der Kontaktfeder gegenüber den gehäusefesten Kontaktfahnen umzusetzen. Durch die Abstützung mit der Blattfeder erhält man eine definierte Vorspannung der Schaltkulisse, was den Vorteil hat, daß das Drehpotentiometer nicht nur konstruktiv einfach zu realisieren ist, sondern auch ein einfacher Zusammenbau im Verlaufe seiner Fertigung möglich ist.

Die zylindrische Ausgestaltung des Umfanges des Federträgers mit Ausnahme des vom Schaltnocken eingenommenen Umfangsbereiches ermöglicht auf einfache Weise die Festlegung einer der beiden Schaltlagen eines mittelbar oder unmittelbar mit dem Umfangsbereich des Federträgers in Betätigungsverbindung stehenden Schalters.

Die im Anspruch 3 festgelegte Ausgestaltung der Schaltnockenform ermöglicht mittels der ersten Anlaufschräge eine definierte, winkelabhängige Schalterbetätigung, mittels des Nockenbereiches eine Festlegung der zweiten Schalterlage und mittels des Drehanschlages eine Anschlagbegrenzung des Drehbetätigungsweges des Drehpotentiometers nach Durchführung des Schaltvorganges.

Eine besonders verschleißarme und wohldefinierte gegenseitige Führung wird gemäß Anspruch 4 dadurch erreicht, daß die Schaltkulisse ein mit der ersten Anlaufschräge des Schaltnockens in ihrer Winkellage gegenüber der Radialen des Federträgers übereinstimmende zweite Anlaufschräge aufweist. Die beiden Anlaufschrägen haben damit über einen gewissen Drehbereich eine gegenseitige Flächenberührung.

Wie in Anspruch 5 ausgeführt ist, können am Federträger mehrere, in Achsrichtung gegeneinander versetzte Schaltnocken mit zugehörigen Schaltkulissen und Kontaktfedern sowie Kontaktfahnen vorgesehen sein, wodurch sich ein Drehpotentiometer mit Mehrfachschalter ergibt.

Nachfolgend werden unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung näher erläutert. Es zeigen

Fig. 1 eine Schnittdarstellung einer ersten Ausführungs­ form des erfindungsgemäßen Drehpotentiometers mit Schalter in geschlossener Schaltstellung;

Fig. 2 eine der Fig. 1 entsprechende Darstellung der ersten Ausführungsform in einer geöffneten Schaltstellung unter Fortlassen der Schleiferfeder;

Fig. 3 eine der Fig. 2 entsprechende Darstellung mit geöffneter Schaltstellung jedoch mit einer anderen Drehstellung der Schleiferfeder;

Fig. 4 eine Schnittdarstellung eines Gehäusedeckels des Drehpotentiometers ohne die Elemente des Schalters und des Federträgers;

Fig. 5 eine zweite Ausführungsform des erfindungsgemäßen Drehpotentiometers mit zwei Schaltern; und

Fig. 6 eine senkrecht zur Fig. 5 liegende Schnittdarstel­ lung einer dritten Ausführungsform.

Nunmehr soll zunächst unter Bezugnahme auf Fig. 1 eine erste Ausführungsform des erfindungsgemäßen Drehpotentio­ meters erläutert werden, das in seiner Gesamtheit mit dem Bezugszeichen 1 bezeichnet ist. Das Drehpotentiometer 1 umfaßt ein Gehäuse 2, in dem ein Federträger 3 drehbar gelagert ist, auf dem eine elliptische Schleiferfeder 4 mittels zweier Befestigungselemente 5a, 5b festgelegt (z. B. vernietet) ist. Der Federträger 3 ist einstückig mit einem Schaltnocken 6 ausgebildet, der von einem zylindrischen Umfangsbereich 7 des Federträgers 3 über eine erste Anlaufschräge 8, die gegenüber der Radialen des Federträgers 3 in einem vorbestimmten Winkel angeord­ net ist, in einen zylindrischen Nockenbereich 9 übergeht, der koaxial zum zylindrischen Umfangsbereich 7 des Federträgers 3 ist. An den zylindrischen Nockenbereich 7 schließt sich in der von der ersten Anlaufschräge 8 abgewandten Richtung ein Drehanschlag 10 an, der sich von dem zylindrischen Nockenbereich 9 aus radial nach außen erstreckt. Der Drehanschlag 10 dient zur beidseitigen Begrenzung der Drehbewegung des Federträgers 3 durch Anlage gegen zwei gehäusefeste Drehbegrenzungsanschläge 11a, 11b.

Zwischen den beiden gehäusefesten Drehbegrenzungsanschlä­ gen 11a, 11b ist eine im wesentlichen in radialer Richtung bezüglich der Drehachse des Federträgers 3 verschiebbar gelagerte Schaltkulisse 12 angeordnet. In die Schaltkulis­ se 12 ist auf ihrer vom Federträger 3 abgewandten Seite eine Kontaktfeder 13 seitlich eingeführt. Bei Anlage der Schaltkulisse 12 gegen den zylindrischen Umfangsbereich 7 des Federträgers 3 kontaktiert die Kontaktfeder 13 die gehäusefesten Kontaktfahnen 14a, 14b, 14c, 14d und schließt damit den elektrischen Schalter.

Zwei Abstützwände 15a, 15b sind einstückig mit dem Gehäuse 2 ausgebildet und dienen zur Abstützung einer Blattfeder 16, die durch ein Vorspannteil 17, welches zwischen der Blattfeder 16 und der Kontaktfeder 13 liegt, derart vorgespannt wird, daß die Kontaktfeder 13 und die mit dieser in Anlage stehende Schaltkulisse 12 in radialer Richtung auf den Federträger 3 hin vorgespannt sind.

Wie in Fig. 1 in Verbindung mit Fig. 6 zu sehen ist, ist dieses Vorspannteil 17 einstückig mit der Schaltkulisse 12 ausgebildet, so daß die Kontaktfeder 13 in einem Spalt zwischen der Schaltkulisse 12 und dem Vorspannteil 17 gehalten ist.

Die Schaltkulisse weist eine mit der ersten Anlaufschräge 8 des Federträgers 3 winkelmäßig in ihrer Winkellage gegenüber der Radialen übereinstimmende zweite Anlauf­ schräge 18 auf.

In der in Fig. 1 gezeigten Winkelstellung des Federträgers 3 des Drehpotentiometers 1 befindet sich der Schaltnocken 6 in einem mittleren Winkelbereich zwischen den beiden gehäusefesten Drehbegrenzungsanschlägen 11a, 11b, wobei in dieser Lage die Schaltkulisse 12 mit einer im wesentlichen tangential zur zylindrischen Umfangsfläche 7 des Federträ­ gers 3 gerichteten Gleitfläche an der zylindrischen Umfangsfläche 7 des Federträgers 3 anliegt. In dieser Winkellage des Federträgers 3 liegt die Kontaktfeder 13 gegen die Kontaktfahnen 14a, 14b, 14c, 14d unter der durch die Blattfeder 16 erzeugten Vorspannung an. Mit anderen Worten ist der durch die Kontaktfahnen 14a, 14b, 14c, 14d und durch die Kontaktfeder 13 gebildete Schalter in der in Fig. 1 gezeigten Winkellage des Federträgers 3 geschlossen.

Die Darstellung gemäß Fig. 2 unterscheidet sich in zweierlei Hinsicht von derjenigen gemäß Fig. 1. Einerseits ist zur Verdeutlichung der zylindrischen Form des Umfangsbereiches 7 des Federträgers 3 die nur in Fig. 1 gezeigte Schleiferfeder 4 fortgelassen. Durch diese Art der Darstellung wird ebenfalls deutlich, daß es sich bei dem Nockenbereich 9 des Schaltnockens 6 um einen zylindri­ schen Nockenbereich handelt, der konzentrisch zu dem zylindrischen Umfangsbereich 7 ausgebildet ist.

Andererseits unterscheidet sich die Darstellung der ersten Ausführungsform gemäß Fig. 2 von der Darstellung gemäß Fig. 1 derselben Ausführungsform dadurch, daß sich der Federträger 3 in einer seiner beiden winkelmäßigen Endlagen befindet, die durch den Drehanschlag 10 sowie eines der gehäusefesten Drehbegrenzungsanschläge 11a festgelegt ist. Bei der Drehung von der in Fig. 1 gezeigten Lage in die in Fig. 2 gezeigte Lage des Federträgers 3 kommt kurz vor der in Fig. 2 gezeigten Winkellage die erste Anlaufschräge 8 des Schaltnockens mit der zweiten Anlaufschräge 18 der Schaltkulisse 12 in Eingriff, wobei die Weiterdrehung des Federträgers um einen durch die Schräglage dieser Anlaufschrägen 8, 18 festgelegten Winkel eine Linearverschiebung der Schaltku­ lisse 12 gegen die Wirkung der Blattfeder 16 erfolgt, wodurch die Kontaktfeder 13 von den Kontaktfahnen 14a, 14b, 14c, 14d abgehoben wird. In dieser Endanschlagswin­ kelstellung ist der Schalter geöffnet.

Die in Fig. 3 gezeigte Darstellung der ersten Ausführungs­ form des erfindungsgemäßen Drehpotentiometers zeigt ebenso wie die Darstellung gemäß Fig. 1 den Federträger 3 zusammen mit der Schleiferfeder 4. In der Winkellage unterscheidet sich der Federträger 3 nur durch eine geringe Drehbewegung von der Winkellage gemäß Fig. 2 in Richtung der Winkellage, wie sie in Fig. 1 gezeigt ist, wobei hier der Drehanschlag 10 nicht mehr gegen eines der gehäusefesten Drehbegrenzungsanschläge 11a anliegt. Da jedoch noch die Gleitfläche 19 an dem zylindrischen Nockenbereich 9 anliegt, befindet sich der Schalter ebenso wie in Fig. 2 in seiner vollständig geöffneten Lage.

Fig. 4 zeigt eine Querschnittsdarstellung eines Gehäuse­ deckelteiles 20, das das Gehäuse 2 nach den Fig. 1 bis 3 bezogen auf die Zeichnungsebene von oben abschließt. Auf einem Widerstandsträger 28, der in dem Gehäusedeckelteil 20 angeordnet ist und von diesem gehalten wird, liegt eine Mittenabgriffbahn 21, mit der ein erster Teil der Schleiferfeder 4 Eingriff nimmt, und eine Widerstandsbahn 22, mit der ein in radialer Richtung des Federträgers 3 weiter außenliegender Teil der Schleiferfeder 4 kontak­ tiert. Der Widerstandsträger 28 kann ein Hartpapier-, Keramik- oder Kunststoffplättchen sein, das mit der Widerstandsbahn 22 und der Mittenabgriffbahn 21 bedruckt ist und vor dem Spritzgießen des Gehäusedeckelteiles 20 in dessen Spritzgußwerkzeug eingelegt wird und teilweise umspritzt wird. Die beiden Enden der Widerstandsbahn 22 stehen über Leiterbahnen 23, 24 mit einem ersten und zweiten Anschluß 25, 26 in Verbindung. Die Mittenab­ griffbahn 21 steht über eine weitere Leiterbahn 27 mit einem weiteren Anschluß 28 in Verbindung.

Die in Fig. 5 und 6 gezeigte zweite und dritte Ausfüh­ rungsform des erfindungsgemäßen Drehpotentiometers 1 unterscheidet sich von der ersten Ausführungsform gemäß den Fig. 1 bis 4 dadurch, daß zwei in Richtung der Drehachse des Federträgers 3 zueinander versetzte Kontaktfedern 13a, 13b vorgesehen sind, die einen Doppelschalter bilden.

Bei der dritten Ausführungsform ist ein einziger Schalt­ nocken 6 zur gleichzeitigen Betätigung beider Kontaktfe­ dern 13a, 13b mittels einer einzigen Schaltkulisse 12 vorgesehen, welche durch eine einzige Blattfeder 16 vorgespannt wird.

Falls es gewünscht ist, daß die beiden durch die Kontakt­ federn 13a, 13b gebildeten Schalter bei verschiedenen Winkelstellungen des Drehpotentiometers schalten, so bedarf es versetzter Schaltnocken gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel nach Fig. 5. Hier ist jedem der Schaltnocken 6a, 6b eine Schaltkulisse 12a, 12b zugeord­ net, von denen nur die in der Fig. 5 obere Schaltkulisse 12a zu sehen ist. Die Schaltkulissen 12a, 12b sind gleichfalls in Richtung der Drehachse des Federträgers 3 zueinander versetzt angeordnet. Jeder Schaltkulisse ist eine eigene Kontaktfeder 13a, 13b zugeordnet, die wiederum über separate Vorspannteile 17a, 17b von getrennten Blattfedern 16a, 16b in Richtung auf den Federträger 3 hin vorgespannt sind. Mit anderen Worten weist das in Fig. 5 gezeigte Drehpotentiometer 1 einen Doppelschalter auf, der bei unterschiedlichen oder gleichen Winkellagen des Federträgers 3 schaltet.

Obwohl die in den Fig. 1 bis 6 gezeigten Ausführungsformen nur Drehpotentiometer mit einem oder zwei Schaltern zeigen, können auch mehr als zwei Schalter eingesetzt werden.

Bei den in den Fig. 1 bis 6 gezeigten Ausführungsformen ist lediglich eine Schaltkulisse pro Nocken vorgesehen. Es ist jedoch auch denkbar, mehrere Schaltkulissen winkelmäßig um die Achse des Federträgers versetzt derart anzuordnen, daß der Schaltnocken beim Durchlaufen der verschiedenen Winkellagen die verschiedenen Schalter sequentiell betätigt.

Anstelle einer Blattfeder können auch andere Vorspannmit­ tel eingesetzt werden.

Claims (5)

1. Drehpotentiometer mit mindestens einem Schalter, der mittels eines zusammen mit einer Drehwelle des Drehpotentiometers um deren Achse verschwenkbaren Schaltnockens betätigbar ist, mit einer vom Schaltnocken betätigbaren Kontaktfeder zum Kontaktieren von am Potentiometergehäuse befestigten Kontaktfahnen, und mit einem auf der Drehwelle angeordneten, mit dem Schaltnocken einstückig ausgebildeten Federträger für zumindest eine Schleiferfeder, die eine Mittenabgriffkontaktbahn und eine Widerstandsbahn kontaktiert, dadurch gekennzeichnet, daß eine gegenüber dem Gehäuse (2) des Drehpotentiometers (1) in radialer Richtung bezüglich des Federträgers (3) verschiebbar gelagerte Schaltkulisse (12) vorgesehen ist, die mittels einer an dem Gehäuse (2) des Drehpotentiometers (1) abgestützten Blattfeder (16) auf den Federträger (3) hin vorgespannt ist, und einen Spalt aufweist, in den die Kontaktfeder (13) eingesetzt ist.

2. Drehpotentiometer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Federträger (3) an seinem Umfang (7) mit Ausnahme des vom Schaltnocken (6) eingenommenen Umfangsbereiches zylindrisch ausgebildet ist.

3. Drehpotentiometer nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Schaltnocken (6) eine gegenüber der Radialen des Federträgers (3) in einem Winkel angeordnete erste Anlaufschräge (8) aufweist, an die sich ein mit dem Federträger (3) koaxialer zylindrischer Nockenbereich (9) anschließt, der in einem sich im wesentlich radial von dem Nockenbereich (9) nach außen erstreckenden Drehanschlag (10) endet.

4. Drehpotentiometer nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltkulisse (12) eine mit der ersten Anlaufschräge (8) des Schaltnockens (6) in ihrer Winkellage gegenüber der Radialen des Federträgers (3) übereinstimmende zweite Anlaufschräge (18) aufweist.

5. Drehpotentiometer nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß an dem Federträger (3) zumindest ein weiterer Schaltnocken (6b) befetigt ist, der gegenüber dem ersten Schaltnocken (6a) in Richtung der Drehachse versetzt ist und dem eine weitere Schaltkulisse (12b) und eine weitere Kontaktfeder (13b) sowie weitere Kontaktfahnen zugeordnet sind.