DE4427833C2 - Drehschalter - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Drehschalter nach dem Oberbegriff des Patentan­ spruches 1.

Ein derartiger Drehschalter ist beispielsweise aus der DE 37 02 819 A1 bekannt. Der bekannte Drehschalter besitzt einen Schaltrotor, der in verschiedenen Schaltstellungen angehalten werden kann. Die verschiedenen Schaltstellungen werden bestimmt von einem Schaltkranz, der um die Rotorachse angeordnet ist. Der Schaltkranz weist Rastkerben auf, in die zwei am Schaltrotor federnd abge­ stützte Eingriffselemente in den jeweiligen Schaltstellungen einrasten. Durch die Rotordrehung wird eine Schaltkontakteinrichtung mitverstellt, durch die in ver­ schiedenen Schaftstellungen bestimmte Funktionen eines Gerätes, an welchem der Schalter angeordnet ist, eingestellt werden können. Dabei werden elektri­ sche, elektronische und ähnliche Bauteile durch die Schaltkontakteinrichtung miteinander verbunden oder geschaltet.

Aus der DE 87 16 921 U1 ist ein Rastwerk für einen Stufenschalter bekannt, bei dem zwei Rastelemente mit Schenkeln einer U-förmigen Blattfeder, welche die Schalterachse umgreifen, in Rastnuten eines Schaltkranzes gedrückt werden. Die Schaltkontakteinrichtung befindet sich außerhalb des Gehäuses des Rast­ werkes.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen Drehschalter der eingangs genannten Art zu schaffen, der trotz kompakten Aufbaus eine Vielzahl von Funktionseinstellungen bzw. Kodierungen ermöglicht.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kenn­ zeichnenden Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst.

Dadurch, daß die Eingriffselemente und die Rotorachse in einer zur Rotorachse senkrechten Ebene in den Ec­ ken eines gleichschenkeligen Dreiecks liegen, wird insbesondere im Durchmesserbereich, der parallel zu den beiden Eingriffselementen innerhalb des Schalt­ kranzes liegt, ein freier Raum für eine erhöhte An­ zahl an Elementen der Schaltkontakteinrichtung geschaffen, so daß eine erhöhte Anzahl an Funktionen bzw. Kodie­ rungen mit dem Drehschalter in den verschiedenen Schaltstellungen eingestellt werden kann. Dies wird erreicht durch die asymmetrische Anordnung der Ein­ griffselemente bezüglich der Rotorachse.

Die Schaltkontakteinrichtung kann so ausgebildet sein, daß mit ihr verschiedene elektrische oder optische Verbindungen zwischen elektrischen, elektronischen, optischen Baugruppen, die auf einer Grundplatte, wel­ che als gedruckte Leiterplatte ausgebildet sein kann und mit dem Drehschalter verbunden werden kann, an­ geordnet sind. Der Drehschalter wirkt auf diese Weise zur Einstellung verschiedener Funktionen an Geräten, insbesondere Haushaltsgeräten, wie Spülmaschinen, Waschmaschinen und dergl. Für jede einstellbare Funk­ tion ist am Rotor des Drehschalters eine bestimmte Kodierung vorgesehen. Die Kodierungen sind in Rela­ tion gesetzt zu jeweiligen Schaltstellungen, welche durch das Zusammenwirken der Eingriffselemente mit dem Schaltkranz vorbestimmt sind. Der Schaltkranz ist bevorzugt außen um die Rotorachse mit auf die Rotor­ achse gerichteten Rastkerben angeordnet.

Der Schaltkranz kann ortsfest angeordnet sein und die mit ihrer Wirklinie außerhalb der Rotorachse liegen­ den Eingriffselemente können zusammen mit dem Rotor verdrehbar sein.

Bevorzugt ist jedoch eine Ausführungsform, bei der der Schaltkranz am Rotor vorgesehen ist und die Ein­ griffselemente ortsfest, z. B. am Gehäuse des Dreh­ schalters geführt bzw. gelagert sind.

Die Schaltstellungen am Schaltkranz können durch Rastkerben gebildet sein, welche bevorzugt abgerunde­ te Begrenzungsflächen aufweisen. Für die Eingriffs­ elemente werden in diesem Fall Rollkörper, insbeson­ dere Kugeln, die unter Federvorspannung stehen und mit dieser Federvorspannung in die jeweiligen Rast­ kerben eingedrückt werden, verwendet. Ein derartig ausgebildeter Schaltkranz mit derart ausgebildeten Eingriffselementen ist unempfindlicher gegen Abrieb, wodurch die Lebensdauer erhöht wird. Beim Wechsel zwischen den einzelnen Schaltstellungen ergibt sich ein verbessertes Schaltgefühl.

Der Drehschalter kann als elektrischer Kodierschalter verwendet werden, wobei mit dem Rotor die Schaltkon­ takteinrichtung mitgedreht wird, wie sie beispielsweise in den DE G 94 07 624 U1 und DE 94 07 625 U1 beschrieben sind. Der Drehschalter kann auch als optischer Kodierschalter eingesetzt werden. In diesem Fall werden in Abhängigkeit von der jewei­ ligen Schaltstellung des Schaltrotors, insbesondere durch Lichtleiter geführte Lichtstrahlen bestimmten Lichtempfängern zugeleitet. Die Lichtempfänger können in Abhängigkeit von einfallendem und/oder nicht aus­ geblendetem Licht bestimmte Schaltfunktionen ausfüh­ ren. Die Kodierung kann beispielsweise in Form mehre­ rer Blendenöffnungen am Schaltrotor vorgesehen sein. Das Blendenmaterial blendet bestimmte Lichtstrahlen aus, und die Blendenöffnungen lassen bestimmte Licht­ strahlen zu den Empfängern durch je nach Schaltstel­ lung des Rotors. In diesem Fall sind Lichtempfänger und die von den Lichtleitern geführten Lichtstrahlen ortsfest angeordnet, und die Blendenöffnungen werden mit dem Schaltrotor mitgedreht. Es ist jedoch auch möglich, die von den Lichtleitern geführten Licht­ strahlen zusammen mit dem Schaltrotor zu drehen bzw. in bestimmte Positionen zu bewegen, in denen sie auf bestimmte Lichtempfänger treffen.

Anhand der Figuren wird an einem Ausführungsbeispiel die Erfindung noch näher erläutert. Es zeigt:

Fig. 1: eine Ansicht des Drehschalters von unten;

Fig. 2: eine schnittbildliche Darstellung des Dreh­ schalters;

Fig. 3: eine Draufsicht auf den Schaltrotor; und

Fig. 4: eine Anordnung von Lichtsender und Licht­ empfängern auf einer Grundplatte.

Das in den Figuren dargestellte Ausführungsbeispiel eines Drehschalters besitzt einen Schaltrotor 1, der in einem Drehlager 8 drehbar gelagert ist. Das Dreh­ lager 8 befindet sich an einem glockenförmigen Gehäu­ se 9. Starr mit dem Gehäuse verbunden ist ferner eine Führung 7 für kugelförmige Eingriffselemente 4 und 5. Mit dem Schaltrotor 1 um seine Drehachse 3 drehbar ist ein Schaltkranz 2. Der Schaltkranz 2 ist starr mit dem Schaltrotor 1 verbunden bzw. bildet einen Teil des Schaltrotors. Die starre Verbindung erfolgt über eine Blendenscheibe 28 deren Funktion im einzel­ nen noch erläutert wird.

Die verschiedenen Schaltstellungen werden am Schalt­ kranz 2 definiert durch Rastkerben 6 mit abgerundeten Begrenzungsflächen. In die Rastkerben 6 können mit Vorspannung, welche von einer Feder 33 geliefert wird, die Eingriffselemente 4 und 5 eingedrückt wer­ den. Wie insbesondere aus den Fig. 1 und 2 zu er­ sehen ist, verläuft die Wirklinie der beiden von der Feder 33 nach außen gedrückten Eingriffselemente 4 und 5 außerhalb der Rotationsachse 3 parallel zu ei­ ner Durchmesserlinie. Dadurch, daß die Eingriffsele­ mente 4 und 5 und die zugeordnete Feder 33 außerhalb einer Durchmesserlinie liegen, ist Platz vorhanden zum Positionieren von bestimmten Schaltpositionen auf unterschiedlichen Radien um die Rotorachse 3. Aus Fig. 1 ist inbesondere ersichtlich, daß eine innere Positionierung 25 sehr nahe am Rotor 1 bzw. sehr nahe an dessen Drehachse 3 angeordnet werden kann.

Im dargestellten Ausführungsbeispiel sind weitere derartige Positionen 23 bis 27 vorgesehen. Diese bil­ den die vorderen Enden von Lichtleitern 18 bis 22. Die Lichtleiter 18 bis 22 gehen beim dargestellten Ausführungsbeispiel von einer gemeinsamen Stelle 34 strahlenförmig aus. In der gemeinsamen Stelle 34 ist, wie aus Fig. 2 zu ersehen ist, ein Ablenkspiegel vor­ gesehen, welcher einen von einem gemeinsamen Licht­ sender 17 ausgehenden Lichtstrahl zu den einzelnen, strahlenförmig abgezweigten Lichtleitern 18, 22 zu den Positionen 23 bis 27 hin ablenkt. Es ist jedoch auch möglich, an der Stelle 34 den gemeinsamen Licht­ sender 17 vorzusehen. Beim Ausführungsbeispiel befin­ det sich der gemeinsame Lichtsender 17 auf einer Grundplatte 29, welche als gedruckte Leiterplatte ausgebildet sein kann. Auf dieser Grundplatte 29, von der in der Fig. 4 eine Draufsicht dargestellt ist, befinden sich ferner Lichtempfänger 12 bis 16. Diese Lichtempfänger 12 bis 16 liegen unterhalb der Posi­ tionen 23 bis 27 an den jeweiligen Enden der Licht­ leiter 18 bis 22.

Beim dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Anord­ nung der Lichtleiter 18 bis 22 und die gemeinsamen Verbindungsstelle 34 ortsfest im Drehschaltergehäuse 9 angeordnet. Ferner sind der Lichtsender 17 und die Lichtempfänger 12 bis 16 ortsfest angeordnet. Zwi­ schen den Lichtleitern 18 bis 22 und deren zugeord­ neten Positionen 23 bis 27 und dem Lichtsender 17 sowie den Lichtempfängern 12 bis 16 ist die Blenden­ scheibe 28 angeordnet. Die Blendenscheibe 28 besitzt Blendenöffnungen 10, welche je nach zugeordneter Schaltstellung eine bestimmte Kodierung beinhalten. Die Blendenöffnungen befinden sich auf unterschiedli­ chen Kreisen auf der Blendenscheibe 28. Auf den je­ weiligen Kreisen sind in unterschiedlichen Winkel­ stellungen die Blendenöffnungen 10 angeordnet. Ferner sind Blendenöffnungen 11 auf einem äußeren Kreis in der Blendenscheibe 28 vorgesehen. Wie aus der Fig. 2 zu ersehen ist, gelangt durch die Blendenöffnungen 11 in jeder der Schaltstellungen der vom Lichtsender 17 ausgesendete gemeinsame Lichtstrahl. An der Stelle 34 wird dieser gemeinsame Lichtstrahl durch Spiegelung umgelenkt und von den verschiedenen Lichtleitern 18 bis 22 zu den Positionen 23 bis 27 weitergeleitet. Je nach Stellung der Blendenscheibe 28, an der auch die Rastkerben 6 vorgesehen sind, werden von den Positio­ nen 23 bis 27 bestimmte Lichtstrahlen durch entspre­ chende Blendenöffnungen 10 zu den darunterliegenden bestimmten Lichtempfängern 12 bis 16 weitergeleitet. Die restlichen Lichtstrahlen werden von der Blenden­ scheibe 28 abgedeckt.

Es ist auch möglich, daß die Lichtleiter 18 bis 22 mit der Rotordrehung mitgedreht werden und in den bestimmten Raststellungen angehalten werden, so daß sie dann mit in bestimmter Kodierungen darunter an­ geordneten Lichtempfängern zusammenwirken.

Durch die Anordnung der Eingriffselemente 4 und 5 bezüglich der Rotorachse in der Weise, daß die Rotor­ achse 3 und die beiden Eingriffselemente 4 und 5 ein gleichschenkeliges Dreieck bilden, wobei die Wirkli­ nie zwischen den beiden Eingriffselementen 4 und 5 die Grundlinie dieses Dreiecks bildet, ist für die Anordnung der an die Lichtleiter 18 bis 22 geknüpften Positionen 23 bis 27 genügen Platz vorhanden. Außer­ dem wird durch diese Anordnung in Verbindung mit den abgerundeten Begrenzungsflächen der Rastkerben 6 ein verbessertes Schalt- und Rastgefühl beim Verstellen des Schaltrotors erreicht. Der Übergang von einer Raststellung in die andere ist relativ weich, wobei die einzelnen Rastpositionen durch die Rastkerben 6 ausreichend definiert sind. Ferner erreicht man durch die Dreipunktabstützung des Rotors in seiner Achse 3 und in den beiden Rastpositionen am Schaltkranz 2 eine stabile Positionierung des Rotors im Gehäuse.

Die Drehachse wird beim dargestellten Ausführungsbei­ spiel durch das zylindrisch ausgebildete Drehlager 8 am Gehäuse 9 definiert. Unterstützend kann noch eine Bohrung in der Grundplatte 29 wirken, durch welche die Welle des Schaltrotors 1 hindurchgesteckt ist (Fig. 2).

Die Verbindung zwischen dem Gehäuse 9 und der Grund­ platte 29 erfolgt durch Klemmverbindungen 30, von denen drei beim Ausführungsbeispiel vorgesehen sind, die im gleichen Winkelabstand voneinander am kreis­ runden Gehäuse vorgesehen sind.

Claims (9)

1. Drehschalter mit einem in verschiedene Schaltstellungen einstellbaren Schaltro­ tor in einem Gehäuse, einem die verschiedenen Schaltstellungen bestimmenden Schaltkranz, der um die Rotorachse angeordnet ist, zwei am Schaltrotor abge­ stützten Eingriffselementen, die mit dem Schaltkranz mit nach außen gerichteter Vorspannung einer Feder in Eingriff bringbar sind, und einer durch Rotordrehung verstellbaren Schaltkontakteinrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß die Eingriffselemente (4, 5) und die Rotorachse (3) in einer zur Rotorachse senkrechten Ebene eines gleichschenkligen Dreiecks liegen, daß der Schaltkranz (2) mit dem Schaltrotor (1) drehfest verbunden ist und ein Drehlager (8) für den Schaltrotor (1) am Gehäuse befestigt ist, daß die Eingriffselemente (4, 5) und die Feder (33) in einer am Gehäuse (9) ortsfest vorgesehenen Führung (7) bezüglich der Rotorachse (3) an der einen Seite und die Schaltkontakteinrichtung (12-27) bezüglich der Rotorachse (3) an der anderen Seite im Gehäuse (9) angeordnet sind.

2. Drehschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltstellun­ gen durch abgerundete Begrenzungsflächen aufweisende Rastkerben (6) im Schaltkranz (2) bildet.

3. Drehschalter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß mit dem Gehäuse (9) eine Grundplatte (29) verbunden ist, auf welcher elektrische, elek­ tronische, optische Bauelemente (12-17) vorgesehen sind, die durch die ver­ schiedenen Schaltstellungen des Schaltrotors (1) miteinander verbunden werden.

4. Drehschalter nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß in Abhängigkeit von der jeweiligen Schaltstellung des Schaltrotors (1) Lichtstrahlen bestimmten Lichtempfängern (12-16) zugeleitet sind.

5. Drehschalter nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Blen­ denöffnungen (10, 11) für den Durchtritt der Lichtstrahlen zu bestimmten Licht­ empfängern (12-16) in bestimmten den Schaltstellungen zugeordneten Positio­ nen drehfest am Schaltrotor (1) vorgesehen sind.

6. Drehschalter nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Licht­ strahlen und die Lichtempfänger (12-16) ortsfest angeordnet sind.

7. Drehschalter nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtstrahlen von einem Lichtsender (17) über mehrere Lichtleiter (18-22) zu Positionen (23-27) geführt sind, welche den Lichtempfängern (12-16) gegen­ überliegen und daß zwischen diesen Positionen (23-27) und den Lichtempfän­ gern (12-16) eine mit dem Schaltrotor (1) fest verbundene Blendenscheibe (28), welche die Blendenöffnungen (10, 11) enthält, angeordnet ist.

8. Drehschalter nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Schaltkranz (2) an der Blendenscheibe (28) vorgesehen ist.

9. Drehschalter nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Schaltkranz (2) außen um die Rotorachse mit auf die Rotorachse gerichteten Rastkerben (6) angeordnet ist.