DE4039984A1 - Vorrichtung zum veraendern von elektrischen spannungen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Verändern von elektrischen Spannungen insbesondere Schalter, Potentiometer oder dgl., mit einem Gehäuse, in dem ein Betätigungselement aufgenommen ist, dessen Verstellbewegung eine Betätigungskraft entgegenwirkt, und mit mindestens einer elektrisch leitenden Kontaktfeder, die mit dem Betätigungselement verbunden ist, und die auf einer im Gehäuse angeordneten elektrisch leitenden Kontaktfläche aufsetzt.

Eine derartige Vorrichtung ist bekannt. Der Verstellbewegung des Betätigungselementes wirkt eine Betätigungskraft entgegen, wodurch ein definiertes Schaltgefühl und eine Sicherung gegen ein unbeabsichtigtes Verstellen erreicht wird. Bei der bekannten Vorrichtung ist vorgesehen, daß die Betätigungskraft durch die elektrisch leitende Kontaktfeder erzeugt wird, die zugleich zur Spannungsveränderung dient. Die am unteren Ende des Betätigungselements montierte Kontaktfeder stützt sich auf der elektrisch leitenden Kontaktfläche ab, wodurch das Betätigungselement gegen das Gehäuse gepreßt wird. Die Reibung zwischen dem Gehäuse und dem Betätigungselement bewirkt dann die der Verstellbewegung entgegenwirkende Betätigungskraft.

Diese doppeltfunktionale Verwendung der elektrischen Kontaktfeder - zur Spannungsveränderung und zur Erzeugung der Betätigungskraft - bringt eine Reihe von Nachteilen mit sich, welche sich ungünstig auf den Bedienungskomfort, die Bauart und die Lebensdauer der bekannten Vorrichtung auswirken: Die das Schaltgefühl entscheidend beeinflussende Betätigungskraft kann nicht unabhängig von den übrigen konstruktiven Parametern der Vorrichtung festgelegt werden. Vielmehr wird bei der bekannten Vorrichtung die elektrisch leitende Kontaktfeder derart ausgelegt, daß ein Kompromiß zwischen den für eine einwandfreie Spannungsregelung erforderlichen funktionalen und baulichen Anforderungen einerseits und der gewünschten Betätigungskraft andererseits erreicht wird: Die Kontaktfeder soll einerseits nur eine geringe Kraft auf die elektrisch leitende Kontaktfläche ausüben, damit ein vorzeitiger Verschleiß der Kontaktelemente und somit eine Verschlechterung der Spannungsregelungseigenschaften verhindert wird. Andererseits soll die Kontaktfeder dennoch eine derart große Betätigungskraft erzeugen, so daß ein spürbares Schaltgefühl erreicht wird. Diese einander diametral gegenüberstehenden Festlegungskriterien bringen in nachteiliger Art und Weise mit sich, daß es bei der bekannten Vorrichtung nicht möglich ist, die Betätigungskraft in ergonomischer Hinsicht im Hinblick auf einen zufriedenstellenden Bedienungskomfort zu optimieren.

Ein weiterer Nachteil der bekannten Vorrichtung besteht darin, daß die Verwendung der elektrisch leitenden Kontaktfeder zur Erzeugung der Betätigungskraft eine wenig flexible Konstruktionsweise mit sich bringt, da die elektrisch leitende Kontaktfeder stets am unteren Teil des Betätigungselements angebracht werden muß, damit es ihr möglich ist, das Betätigungselement gegen das Gehäuse zu pressen. Diese funktional bedingte starre Bauart erlaubt es in nachteiliger Art und Weise nicht, die bekannte Vorrichtung im Hinblick auf ihre Bauart für unterschiedliche Einsatzzwecke zu modifizieren.

Zur Vermeidung dieser Nachteile stellt sich die Erfindung die Aufgabe, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art derart weiterzubilden, daß ein erhöhter Bedienungskomfort sowie eine flexible Konstruktionsweise erreicht wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Betätigungskraft von mindestens einem Federelement erzeugt wird, das im oberen Bereich des Betätigungselements angeordnet ist und an einer Angriffsfläche des Gehäuses angreift, so daß das Betätigungselement durch das Federelement gegen eine Anlagefläche des Gehäuses gedrückt wird.

Die erfindungsgemäßen Maßnahmen besitzen den Vorteil, daß die Erzeugung der Betätigungskraft durch das erfindungsgemäß am Betätigungselement angeordnete Federelement in baulicher und in funktioneller Hinsicht völlig unabhängig von der Spannungsregelung/Spannungsveränderung durch die elektrisch leitende Kontaktfeder der Vorrichtungen stattfindet. Diese Funktionstrennung bewirkt in vorteilhafter Weise, daß die Betätigungskraft durch eine entsprechende Steifigkeit des Federelements des Betätigungselements unabhängig von der Ausführung und Dimensionierung der elektrisch leitenden Kontaktfeder variiert werden kann. Dadurch ist es in besonders einfacher Art und Weise möglich, das Schaltgefühl bei der Verstellung des Betätigungselements derart zu optimieren, daß eine bedienungsfreundliche und ergonomische Handhabung der Vorrichtung gegeben ist. In vorteilhafter Art und Weise ist außerdem eine besonders flexible Konstruktionsweise der erfindungsgemäßen Vorrichtung möglich, da nun die elektrisch leitende Kontaktfeder und die mit ihr zusammenwirkende Kontaktfläche innerhalb des Gehäuses an beliebiger Stelle angeordnet werden können. Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist daher aufgrund ihrer variablen Bauweise besonders leicht für verschiedenste Einsatzzwecke adaptierbar.

Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, daß die Federelemente nahe einer Durchtrittsöffnung des Betätigungselements durch das Gehäuse angeordnet sind. Dies bewirkt in vorteilhafter Art und Weise, daß ein Verkippen des Betätigungselements bei seiner Verstellbewegung verhindert wird.

Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, daß die Federelemente einstückig mit dem Betätigungsteil hergestellt sind. Durch eine derartige Bauweise des Betätigungsteils wird in vorteilhafter Art und Weise eine besonders preisgünstige Herstellung der Vorrichtung erreicht.

Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, daß die elektrisch leitenden Kontaktfedern seitlich am Betätigungselement angeordnet sind. Eine derartige Ausgestaltung - welche bei den bekannten Typen nicht möglich ist - bringt in vorteilhafter Art und Weise einen besonders kompakten Aufbau der erfindungsgemäßen Vorrichtung mit sich.

Weitere vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Weitere Einzelheiten der Erfindung sind dem Ausführungsbeispiel zu entnehmen, welches im folgenden anhand der Zeichnungen beschrieben wird.

Es zeigen:

Fig. 1 einen Querschnitt durch ein Ausführungsbeispiel,

Fig. 2 ein Betätigungselement des Ausführungsbeispiels,

Fig. 3 einen Querschnitt durch das Betätigungselement entlang der Linie III-III der Fig. 2.

Das in Fig. 1-3 dargestellte Ausführungsbeispiel der Vorrichtung zum Verändern von elektrischen Spannungen ist als Schiebepotentiometer ausgebildet. In einem Gehäuse 1 ist ein Betätigungselement 10 aufgenommen, welches in einer orthogonal zur Zeichenebene der Fig. 1 verlaufenden Betätigungsrichtung verschiebbar ist. Das zweistückig ausgebildete Gehäuse 1 besteht aus einem Gehäuseunterteil 1a und einem von diesem abnehmbaren Gehäuseoberteil 1b. Eine Deckfläche 3 des Gehäuseoberteils 1b weist eine in der Betätigungsrichtung des Betätigungselements 10 verlaufende, im wesentlichen rechteckförmig ausgebildete Durchtrittsöffnung 4 auf, durch die der obere Bereich 10a des Betätigungselements 10 hindurchtritt. Ein Griffstück 11 ist am oberen Ende 10a des Betätigungselements 10 angeordnet.

An einer Seitenwand 1a′ des Gehäuseunterteils 1a ist eine sich ins Gehäuseinnere erstreckende L-förmige Führungsschiene 5 vorgesehen, auf der ein Schlittenteil 12 des Betätigungselements 10 aufsetzt. Ein kurzer Schenkel 5a der L-förmigen Führungsschiene 5 greift in eine Führungsnut 13 des Schlittenteils 12 ein, so daß eine exakte Führung des Betätigungselements 10 über seinen gesamten Verschiebebereich hinweg gewährleistet ist.

Der Schlittenteil 12 des Betätigungselements 10 geht integral in einen Trägerteil 14 über, welcher orthogonal zur Deckfläche 3 des Gehäuseoberteils 1b verläuft. An einer Seitenfläche 14a des Trägerteils 14 sind zwei elektrisch leitende Kontaktfedern 2 montiert, die auf einer elektrisch leitenden Kontaktfläche 6 einer im Gehäuse 1 fixierten Leiterplatte 18 aufsetzen. Ein unterer Bereich 16 des Trägerteils 14 des Betätigungselements 10 greift in eine U-förmige Führungsnut 17 des Gehäuses 1 ein.

Besonders wichtig sind nun zwei Federelemente 15a und 15b, die im oberen Bereich 10a des Betätigungselements 10 angeordnet sind. Hierzu wird insbesondere auf die Fig. 2 und 3 verwiesen. Diese Federelemente 15a und 15b dienen zur Erzeugung der der Schiebebewegung des Betätigungselementes 10 entgegenwirkenden Betätigungskraft. Die beiden Federelemente 15a und 15b sind an der Oberseite des Schlittenteils 12 des Betätigungselements 10 angebracht und vorzugsweise einstückig mit dem Betätigungselement 10 ausgeführt. Es ist aber auch möglich, diese Federelemente 15a und 15b im oberen Bereich 10a des Betätigungselements 10 zu montieren. Wichtig ist nur, daß die Lage der Federelemente 15a und 15b derart festgelegt wird, daß diese an einer Angriffsfläche 7 - etwa der Unterseite der Deckfläche 3 des Gehäuseoberteils 1b - ansetzen. Dies bewirkt, daß der Schlittenteil 12 auf eine Anlagefläche - auf den langen Schenkel 5b der L-förmigen Führungsschiene 5 - gedrückt wird. Die orthogonal zur Verschiebungsrichtung des Betätigungselements 10 wirkende Federkraft der Federelemente 15a und 15b bewirkt eine entgegen der Schieberichtung des Betätigungselements 10 wirkende Reibungskraft. Besonders vorteilhaft hierbei ist, daß die derart erzeugte Betätigungskraft durch eine entsprechende Steifigkeit dieser Federelemente 15a, 15b in einem weiten Bereich variiert werden kann.

Die in den Figuren eingehend dargestellte Anordnung der Federelemente 15a und 15b, der Angriffsfläche 7 und der Anlagefläche 5b stellt nicht die einzige Möglichkeit dar, das beschriebene Konstruktionsprinzip des Potentiometers zu verwirklichen. So ist es auch möglich, die Federelemente 15a und 15b spiegelverkehrt im oberen Bereich 10a des Betätigungselementes 10 anzuordnen, so daß diese auf dem langen Schenkel 5b der L-förmigen Führungsschiene 5 aufsetzen. Der Schlittenteil 12 des Betätigungselements 10 wird dadurch gegen die Unterseite der Deckfläche 3 des Gehäuseoberteils 1b gepreßt.

Des weiteren ist es möglich, die Anzahl und die Formgebung der Federelemente 15a und 15b in weiten Grenzen zu variieren. Besonders vorteilhaft ist jedoch die in den Fig. 2 und 3 dargestellte Anordnung, bei der die beiden Federelemente 15a und 15b symmetrisch zur Bewegungsrichtung des Betätigungselements 10 angeordnet sind. Dies bewirkt, daß ein Verkanten des Betätigungselements 10 beim Verstellvorgang in seitlicher Richtung verhindert wird. Außerdem ist es vorteilhaft, die Federelemente 15a und 15b als ein winkelförmiges Federelement auszuführen, dessen Schenkel 15a′ und 15a′′ bzw. 15b′ und 15b′′ symmetrisch zur Längsachse 10′ des Betätigungselements 10 verlaufen.

Die Betätigungskraft wird in vorteilhafter Art und Weise hauptsächlich von den Federelementen 15a und 15b des Betätigungselements 10 erzeugt. Die elektrisch leitenden Kontaktfedern 2 leisten hierzu einen vernachlässigbaren Beitrag. Dies erlaubt es, die elektrischen Kontaktfedern 2 an (fast) beliebigen Stellen des Betätigungselements 10 anzuordnen. Dadurch wird eine besonders flexible Gestaltungsart erreicht, so daß das Schiebepotentiometer leicht für verschiedenste Einsatzzwecke adaptiert werden kann.

Besonders vorteilhaft ist jedoch die hier gezeigte Ausgestaltung, bei der die elektrisch leitenden Kontaktfedern 2 an der Seitenfläche 14a des Trägerteils 14 angeordnet sind. Die mit den elektrisch leitenden Kontaktfedern 2 zusammenwirkende elektrisch leitende Kontaktfläche 6 kann dann in vorteilhafter Art und Weise in der Längsrichtung des Gehäuses 1 - orthogonal zur Deckfläche 3 des Gehäuseoberteils 1b - angeordnet werden, wodurch eine besonders kompakte Bauart erreicht wird.

Die am Beispiel eines Schiebepotentiometers erläuterten Maßnahmen sind nicht auf diese Bauweise eines Potentiometers beschränkt. Vielmehr ist es auch möglich, bei einem Drehpotentiometer entsprechende Federelemente vorzusehen, um auch in diesem Fall eine der Drehbewegung des Betätigungsteils entgegenwirkende Betätigungskraft erzeugen zu können. Dem Fachmann ist aufgrund der obigen Ausführungen klar ersichtlich, welche Vorkehrungen er zu treffen hat, um die beschriebenen Maßnahmen für ein Drehpotentiometer zu modifizieren.

Des weiteren ist es möglich, das beschriebene Konstruktionsprinzip - die Erzeugung der Betätigungskraft mittels mindestens eines am Betätigungselement 10 angeordneten Federelements 15a, 15b - auch bei Ein/Aus-Schaltern, Stufenschaltern, Rheostaten oder dgl. anzuwenden. Diese können sowohl als Schiebeschalter als auch als Drehschalter ausgebildet werden. Dem Fachmann ist es aus den obigen Ausführungen offensichtlich, wie er derartige Vorrichtungen zum Verändern von elektrischen Spannungen auszubilden hat.

Claims (15)

1. Vorrichtung zum Verändern elektrischer Spannungen, insbesondere Schalter, Potentiometer oder dgl. mit einem Gehäuse (1), in dem ein Betätigungselement (10) aufgenommen ist, dessen Verstellbewegung eine Betätigungskraft entgegenwirkt, und mit mindestens einer elektrisch leitenden Kontaktfeder (2), die mit dem Betätigungselement (10) verbunden ist, und die auf einer im Gehäuse (1) angeordneten elektrisch leitenden Kontaktfläche (6) aufsetzt, dadurch gekennzeichnet, daß die Betätigungskraft von mindestens einem Federelement (15a, 15b) erzeugt wird, das im oberen Bereich (10a) des Betätigungselements (10) angeordnet ist und an einer Angriffsfläche (7; 5b) des Gehäuses (1) angreift, so daß das Betätigungselement (10) durch das Federelement (15a, 15b) gegen eine Anlagefläche (5b; 7) des Gehäuses (1) gedrückt wird.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Angriffsfläche (7) durch die Unterseite einer Deckfläche (3) des Gehäuseoberteils (1b) gebildet wird, und daß die Anlagefläche (5b) durch einen langen Schenkel einer L-förmigen Führungsschiene (5) gebildet wird.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Angriffsfläche (5b) durch den langen Schenkel einer L-förmigen Führungsschiene (5) gebildet wird, und daß die Anlagefläche (7) durch die Unterseite der Deckfläche (3) des Gehäuseoberteils (1b) gebildet wird.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß das Betätigungselement (10) einen Schlittenteil (12) aufweist, der durch das Federelement (15a, 15b) gegen die Anlagefläche (5b; 7) des Gehäuses (1) gedrückt wird.

5. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Betätigungselement (10) zwei Federelemente (15a, 15b) aufweist, die symmetrisch zur Bewegungsrichtung des Betätigungselements (10) angeordnet sind.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Federelemente (15a, 15b) winkelförmig ausgebildet sind, und daß die beiden Schenkel (15a′, 15a′′; 15b′, 15b′′) symmetrisch zu einer Längsachse (10′) des Betätigungselements (10) angeordnet sind.

7. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Federelemente (15a, 15b) am Schlittenteil (12) des Betätigungselements (10) angeordnet sind.

8. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Federelemente (15a, 15b) einstückig mit dem Betätigungselement (10) ausgeführt sind.

9. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Federelemente (15a, 15b) nahe einer Durchtrittsöffnung (4) der Deckfläche (3) des Gehäuses (1) angeordnet sind.

10. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Betätigungselement (10) einen Trägerteil (14) aufweist, an dessen Seitenfläche (14a) mindestens eine elektrisch leitende Kontaktfeder (2) angeordnet ist.

11. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrisch leitende Kontaktfläche (6) in der Längsrichtung des Gehäuses (1) angeordnet ist.

12. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (1) zweistückig ausgebildet ist, so daß ein Gehäuseoberteil (16) von einem Gehäuseunterteil (1a) abnehmbar ist.

13. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung als Schiebepotentiometer ausgebildet ist.

14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1-12, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung als Drehpotentiometer ausgebildet ist.

15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1-12, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung als Dreh- oder Schiebeschalter ausgebildet ist.