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Die Erfindung betrifft einen elektrischen Schalter für
Spielzeuge, aufweisend einen stationären Teil und einen
in bezug auf den stationären Teil drehbaren Teil, wobei
der stationäre Teil eine Mehrzahl elektrischer
Anschlüsse aufweist, die unterbrochen sind und durch
Drehung des drehbaren Teils geschlossen werden.
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Bei Spielzeugen und insbesondere bei
Konstruktionsbausätzen werden verschiedene elektrische Einheiten für
verschiedene Funktionen betrieben. Es besteht
möglicherweise Bedarf an der sequentiellen Schließung
elektrischer Anschlüsse, z.B. damit Lichtquellen periodisch
aufleuchten. In anderen Fällen ist es möglicherweise
wünschenswert, dass der Benutzer zwischen mehreren un
terschiedlichen Funktionen umschalten kann, z.B. bei
der Steuerung von Weichen, der Umkehrung der
Fahrtrichtung eines Spielzeugzuges oder dem Aktivieren der
Kippkastenkarossene eines Spielzeuglasters.
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In der US-Patentbeschreibung 3 480 752 wird ein Kontakt
oder Schalter mit einem abnehmbaren, vorstehenden Hebel
beschrieben. Zwischen diesem Hebel und der drehbaren
Welle des Kontaktes ist eine Kupplung eingerichtet,
durch die der Hebel zusammengesetzt und abgenommen
werden kann, ohne dass der Schalter kritisch belastet
wird. Der abgebildete Schalter kann zwischen zwei
Extrempositionen bewegt werden; es wird jedoch nicht
erläutert, wie die elektrischen Anschlüsse des Kontakts
tatsächlich geschlossen werden.
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In der US-Patentbeschreibung 4 313 041 wird ein
Schalter zur Montage auf einer Leiterplatte beschrieben.
Hier ist es oft von Interesse, mehrere Schaltungen
gleichzeitig zu unterbrechen und zu schließen. Solche
Leiterplatten sind oft in ein Gehäuse oder einen Kasten
eingeschlossen und daher nicht gut zugänglich. Mit der
in der Patentbeschreibung beschriebenen Technik können
mehrere Schalter axial durch eine durchgängige Welle
miteinander gekoppelt werden. Wenn ein Schalter
betätigt wird, werden durch die Wellenkupplung die anderen
in die Kupplung eingebauten Schalter mitgenommen. Der
Kontakt wird durch einen sich hin- und herbewegenden
Körper in Form einer Kippfeder hergestellt, durch die
ein Kontaktpunkt mit zwei alternativen Kontaktpunkten
verbunden werden kann.
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Im US-Patent 4 313 041 wird ein Schalter gemäß der
Einleitung von Patentanspruch 1 beschrieben. Ein solcher
Schalter kann nur einfache Ein/Aus-Operationen oder
-Schaltungen durchführen, jedoch keine Sequenzen aus
Öffnen und Schließen der Schalterelemente.
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Ziel der Erfindung ist es, einen elektrischen Schalter
zur Verwendung in Verbindung mit Spielzeugen
vorzusehen, der zur Durchführung einer Mehrzahl von
Schaltfunktionen eingesetzt werden kann, z.B. als ein
Ein/Aus-Element, als ein Polumschalter oder als eine
Sequenzvorrichtung, abhängig von der Kupplung.
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Dieses Ziel wird erfindungsgemäß mit einem elektrischen
Schalter erreicht, der hier wie im Kennzeichnungsteil
von Patentanspruch 1 angegeben konstruiert ist. Wenn
ein vorstehender Hebel auf dem drehbaren Teil des
Schalters montiert ist, können die elektrischen
Anschlüsse des stationären Teils betätigt werden, indem
der Hebel von einer Position in eine andere gebracht
wird, wodurch der drehbare Teil in Drehung versetzt
wird. Wenn der vorstehende Hebel vom drehbaren Teil
abgenommen wird, kann dieses durch einen externen
Antrieb angetrieben werden, so daß die Kontakte
periodisch durch die Drehung des drehbaren Teils betätigt
werden. Die elektrischen Anschlüsse werden hierbei
periodisch unterbrochen und geschlossen. Das Muster der
geschlassenen Kontakte durchläuft eine Sequenz pro
Drehung des drehbaren Teils, und diese Sequenz kann in
eine Mehrzahl von Teilsequenzen unterteilt werden, die
symmetrisch sind, d.h. das Schließmuster ist bei Dre
hung im Uhrzeigersinn sowie bei Drehung gegen den
Uhrzeigersinn gleich, wobei es möglich ist, das
Kupplungsmittel auf dem drehbaren Teil so anzuordnen, dass der
vorstehende Hebel in einer Anzahl von Positionen
montiert werden kann, die der Anzahl der Teilsequenzen
multipliziert mit zwei entspricht. Wenn sich der Hebel
dann in seiner einen Extremposition im Schlitz
befindet, ist es hiermit möglich, den Hebel abzunehmen und
ihn am anderen Ende des Schlitzes am Kupplungsmittel zu
montieren. Exakt derselbe Sequenzteil wird hiermit
durchlaufen, wenn der Arm im Schlitz bewegt wird, wie
wenn der Arm in der ersten Position wäre. Der Durchlauf
ist jedoch entgegengesetzt zum Durchlauf der ersten
Position gerichtet. Wenn der Schalter in einer Ein/Aus-
Funktion verwendet wird, ist es somit möglich, die
Ein/Aus-Positionen durch bloßes Bewegen des Hebels
umzukehren.
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Die Anschlussteile auf den elektrischen Anschlüssen des
stationären Teils können vorteilhaft wie in
Patentanspruch 3 angegeben konstruiert werden, wobei die
Anschlussteile als Blattfedern konstruiert sind, die
einander teilweise in ihrer Längsrichtung überlappen. Wenn
eine der Blattfedern eines Anschlussteils umgebogen
wird, berühren sich die beiden Anschlussteile. Dies
kann dadurch erfolgen, dass radial vorstehende
Vorsprünge auf dem drehbaren Teil vorgesehen sind, die bei
Drehung des drehbaren Teils die Blattfedern in Kontakt
miteinander bringen, wenn die Vorsprünge an ihnen
vorbeilaufen. Die Länge der Vorsprünge auf dem Umfang des
drehbaren Teils können von wenigen Grad bis zu einem
wesentlichen Teils des Umfangs des drehbaren Teils
variiert werden, womit auch der Teil der Periode des
drehbaren Teils, in dem der Anschluss geschlossen wird,
verändert wird.
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Alternativ können die Anschlussteile wie in
Patentanspruch 4 angegeben konstruiert werden, da das leitende
Material auf einem der Pfade verwendet werden kann, um
mehrere elektrische Anschlüsse zu schließen. Die
Schleifschuhe sind zweckmäßigerweise auf einer
Blattfeder vorgesehen, so daß die Schleifschuhe in einen
drehbaren Teil eingreifen und mit einer zuvor genau
definierten Kraft gegen den Pfad drücken.
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Der Schalter nach Patentanspruch 5 ist insofern
einzigartig, dass genau zwei identische Teilsequenzen pro
Drehung des drehbaren Teils durchlaufen werden, wobei
es möglich ist, den vorstehenden Hebel in vier
Positionen zu montieren. Dieser Schalter ist besonders
nützlich als Polumschalter, was in Patentanspruch 10
angegeben ist.
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Die Erfindung wird nachfolgend in Verbindung mit
bevorzugten Ausführungen und unter Bezugnahme auf die
Abbildung genauer erläutert.
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Fig. 1 ist eine perspektivische Ansicht einer
bevorzugten Ausführung eines erfindungsgemäßen elektrischen
Schalters, bei der der drehbare Teil des Schalters
durch eine axial montierte Welle angetrieben wird.
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Fig. 2 zeigt den Schalter aus Fig. 1, bei dem die axial
montierte Welle durch einen vorstehenden Hebel ersetzt
wurde.
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Fig. 3 ist eine Darstellung in auseinandergezogener
Anordnung des Schalters aus Fig. 2.
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Fig. 4 ist eine schematische Ansicht der elektrischen
Anschlüsse am stationären Teil des Schalters aus den
Figuren 1-3.
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Fig. 5 ist ein elektrisches Diagramm des Schalters aus
Fig. 1-4.
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Fig. 6 ist ein elektrisches Diagramm einer alternativen
Ausführung des erfindungsgemäßen Schalters.
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Fig. 7 ist ein elektrisches Diagramm einer weiteren
Ausführung des erfindungsgemäßen Schalters.
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Fig. 8 ist eine schematische Ansicht einer alternativen
Ausführung des drehbaren Teils auf einem
erfindungsgemäßen Schalter.
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Fig. 9 zeigt eine weitere Ausführung eines drehbaren
Teils auf einem erfindungsgemäßen Schalter.
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Fig. 10 veranschaulicht eine alternative Ausführung
eines Pfads auf einem drehbaren Teil, der dem aus Fig.
9 entspricht.
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Fig. 11 zeigt das Schließmuster des in Fig. 1-3
abgebildeten erfindungsgemäßen elektrischen Schalters.
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Fig. 1 zeigt einen erfindungsgemäßen Schalter, der
allgemein mit der Bezugsziffer 10 bezeichnet ist. Der
Schalter 10 hat einen drehbaren Teil 16, der zwischen
dem unteren Teil 12 und dem oberen Teil 13 eines
stationären Teils angebracht ist. Der obere Teil 13 des
stationären Teils ist auf seiner Oberseite mit
Kupplungszapfen 14 zur Verbindung mit anderen Bauelementen
eines Konstruktionsbausatzes ausgebildet, wobei diese
Kupplungszapfen 14 mit leitenden Kontaktflächen 15 auf
einem Teil ihrer Seitenflächen ausgebildet sind. Der
drehbare Teil 16 hat einen axialen Durchgang 20, der
sich vorzugsweise durch diesen erstreckt, und in dem
ein Wellenteil 11 aufgenommen und durch Reibung
festgehalten werden soll. Der Durchgang 20 ist hier mit einem
kreuzförmigen Querschnitt ausgebildet, so dass er einen
Querschnitt hat, der einem der bestehenden Elemente des
Konstruktionsbausatzes entspricht.
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In einer bevorzugten Ausführung dienen die
Kupplungszapfen 14 auf einer Seite des drehbaren Teils 16 als
Eingangsanschlüsse. Die Kupplungszapfen auf der anderen
Seite des drehbaren Teils 16 dienen dann als
Ausgangsanschlüsse. Die Ausgestaltung der Kupplungszapfen 14
und ihre elektrische und mechanische Verbindung mit
anderen Komponenten des Spielzeugbausatzes werden in
der US-Patentbeschreibung 4 552 541 beschrieben. Die
bevorzugte Ausführung umfasst einen ersten und einen
zweiten Eingangsanschluss 15a und 15b sowie einen
ersten und einen zweiten Ausgangsanschluss 15c und 15d.
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Wie nachfolgend noch genauer erläutert wird, umfasst
der stationäre Teil eine Mehrzahl elektrischer
Anschlüsse, die geschlossen und unterbrochen werden, wenn
sich die Welle 11 dreht. Somit werden die elektrischen
Verbindungen zwischen den Anschlussteilen 15a-b und
15c-d der Ein- und Ausgangsenden periodisch
unterbrochen und geschlossen. Ein gewölbter Teil 21 im oberen
Teil 13 ist mit einem Schlitz 21 dargestellt, durch den
der drehbare Teil 16 mit einem kreuzförmigen Loch 18
sichtbar ist. Kerben 17, deren Funktion in Verbindung
mit Fig. 2 erläutert wird, sind entlang des Randes vom
Schlitz 22 vorgesehen.
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Fig. 2 zeigt den Schalter aus Fig. 1, in dem der
kreuzförmige Schlitz 11 durch einen Hebel 19 ersetzt wurde,
der im Schlitz 22 im gewölbten Teil 21 aufgenommen
wird, wobei der Hebel 19 in das kreuzförmige Loch 18
auf dem drehbaren Teil 16 eingeführt wird. Er wird
durch Reibung aufgenommen und festgehalten, und wenn
der Hebel 19 in die Richtungen bewegt wird, die vom
Pfeil dargestellt werden, ist es möglich, das drehbare
Teil 16 zu drehen, so daß beim Ersetzen der Welle 12
durch einen vorstehenden Hebel 19 der Schalter aus Fig.
1, der periodisch ein Schließmuster durchläuft, in
einen Schalter umgewandelt werden kann, der es
ermöglicht, zwischen einer Mehrzahl der Schließzustände zu
wählen.
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Die Kerben 17 entlang des Schlitzes 22 dienen als
markierte Positionen des Hebels 19, der eine solche Breite
hat, dass der stationäre Teil geringen internen
Belastungen ausgesetzt wird, wenn der Hebel 19 nicht auf
die Kerben 17 ausgerichtet ist, aber in Ruhestellung
ist, wenn der Hebel 19 auf eine Kerbe 17 ausgerichtet
ist.
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Der Ort einer Kerbe 17 entspricht einer
Schalterposition und somit einer beabsichtigten Verbindung zwischen
den Ein- und Ausgangsanschlüssen des Schalters.
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Fig. 3 ist eine Ansicht in auseinandergezogener
Darstellung des Schalters aus Fig. 2. Es ist zu sehen,
dass der vorstehende Hebel 19 einen kreuzförmigen
Wellenteil sowie einen Kopf hat, in dem eine kreuzförmige
Welle transversal aufgenommen werden kann. Der obere
Teil, 13, der im wesentlichen wie ein Ω geformt ist,
wird in Verbindung mit Fig. 4 genauer erläutert.
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Der drehbare Teil 16 ist im wesentlichen zylindrisch
und weist zwei ringförmige Flächen 25 an seinen
jeweiligen Enden auf, wobei die Flächen 25 auf Stützflächen
30 auf dem unteren Teil des stationären Teils ruhen. In
der bevorzugten Ausführung weist der drehbare Teil vier
Sätze von Vorsprüngen 23, 24 auf, wobei jeder Satz aus
zwei Vorsprüngen besteht, die diametral paarweise
angeordnet sind. Die Vorsprünge 23, 24 sind in
Umfangsrichtung des drehbaren Teils abgerundet. Die Vorsprünge
23 und 24 sind zueinander um 90º versetzt angeordnet,
und ihre Ausdehnung in Umfangsrichtung entspricht einem
Winkel von ca. 45º.
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Der tatsächliche Kontakt zwischen den
Eingangsanschlüssen 15a-b und den Ausgangsanschlüssen 15c-d des
Schalters wird durch vier leitende und federnde
Metallelemente 26-29 hergestellt. Jedes der Elemente 26-29 weist
einen Kupplungsteil 26a-29a auf, durch den ein Kontakt
mit den Anschlüssen 15a-d auf den Kupplungszapfen 14
hergestellt wird, wenn der Schalter zusammengebaut ist.
Die Elemente 26-29 verzweigen sich in eine Anzahl von
Armen, die der Anzahl von Ein-/Ausgangsanschlüssen
entspricht - hier zwei. Zwei der Arme auf den Elementen 28
und 29 kreuzen sich, so dass die Arme 26b-29b einander
so überlappen, dass die Arme 26b auf dem Element 26
sich mit den Armen 28b und 29b auf den Elementen 28
bzw. 29 überlappen. Entsprechend überlappen sich die
Arme 27b auf dem Element 27 mit einem entsprechenden
Arm 28b und 29b auf den Elementen 28 und 29. Da durch
die gegenseitige Überlappung der Arme 26b-29b eine
Luftlücke zwischen den überlappenden Teilen erzeugt
wird, kann der Kontakt zwischen den Eingangsanschlüssen
15a-b und den Ausgangsanschlüssen 15c-d durch Drücken
ausgewählter Arme 26b-27b gegen die Arme 28b-29b
hergestellt werden.
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Der untere Teil 12 des stationären Teils hat zwei
aufrechte Wandteile 30, die als Stützen für den drehbaren
Teil 16 dienen. Zusätzlich weist der untere Teil 12
innen acht Vorsprünge 31 auf, durch welche die
leitenden Elemente 26-29 in bezug auf den oberen Teil 13 des
stationären Teils fixiert werden. Zusätzlich weist der
untere Teil 12 zwei niedrigere Vorsprünge 32 auf, die
mit entsprechenden Vorsprüngen auf der Unterseite des
oberen Teils 13 zusammenwirken, so dass die Arme
26b-29b in einem vorbestimmten, genau definierten
Abstandsverhältnis zueinander festgehalten werden.
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Fig. 4 zeigt den oberen Teil 13 des stationären Teils.
Wie zu sehen ist, sind die leitenden Metallelemente
26-28 so angeordnet, dass die Arme 26b-29b einander
überlappen. Auch die ringförmigen Flächen 25 auf dem
drehbaren Teil 16 sind sichtbar. Wie zu sehen ist,
stehen
Flügel 35 im wesentlichen im rechten Winkel von den
Elementen 26-29 ab. Die Funktion der Flügel 35 ist es,
die leitenden Elemente 26-29 in ihren Positionen
festzuhalten. Die Flügel dienen somit demselben Zweck wie
die Vorsprünge 31. Zusätzlich ist jedes der Elemente
26-29 mit einem Schlitz 36 ausgebildet, in dem ein
vorstehender Flügel, der Kontakt mit den Anschlüssen
lsa-lsd hat, eine elektrische Verbindung mit den
leitenden Elementen 26-29 gewährleistet. Die Flügel im
Schlitz 36 werden durch Reibung festgehalten.
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Fig. 5 zeigt das Schaltbild des Schalters aus Fig. 1-4.
Vier Knoten 126-129 sind mit entsprechenden
elektrischen Anschlüssen 15a-15d verbunden. Wie zu sehen ist,
enthält das Diagramm der elektrischen Schaltung vier
Kontakte K1-K4. Ist der drehbare Teil 16 wie in
Verbindung mit Fig. 3 angegeben konstruiert, werden die
Kontakte K1-K4 paarweise geschlossen, was bedeutet,
dass K1 und K4 gleichzeitig geschlossen werden und dass
K2 und K3 gleichzeitig geschlossen werden. Wenn K1 und
K4 geschlossen wurden, wird der Knoten 128 mit dem
Knoten 127 verbunden, und der Knoten 129 wird mit dem
Knoten 126 verbunden. Wenn K2 und K3 geschlossen wurde,
wird der Knoten 128 mit dem Knoten 126 verbunden,
während der Knoten 129 mit dem Knoten 127 verbunden wird.
In dieser Ausführung ist es wichtig, dass die vier
Kontakte K1-K4 nicht gleichzeitig geschlossen werden, da
ansonsten die Eingänge kurzgeschlossen werden.
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Da die Vorsprünge 23, 24 des drehbaren Teils 16 die
Kontakte K1-K4 schließen, können sie das in Fig. 11
abgebildete Schließmuster oder Schließdiagramm
gestalten, wobei die Ausdehnung in Umfangsrichtung des
drehbaren
Teils 16 ca. 45º beträgt, wie in Verbindung mit
Fig. 3 angeführt.
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Entlang der horizontalen Achse ist in Diagramm 11
dargestellt, welche Kontakte geschlossen werden, wenn der
drehbare Teil 16 um eine volle Umdrehung (in Grad
dargestellt) gedreht wird. Die Kontakte K1-K4 sind
übereinander dargestellt, und eine horizontale Linie zeigt
an, dass der betreffende Kontakt geschlossen wurde. Die
ausgewählten Vorsprünge ermöglichen somit die
Herstellung eines Schließmusters mit einer Anzahl von
Zuständen, die z.B. jeweils einer Drehung um 45º entsprechen
können. Der Zustand A zeigt an, dass der Knoten 127 mit
dem Knoten 128 verbunden ist und dass der Knoten 126
mit dem Knoten 129 verbunden ist. Der Zustand B zeigt
an, dass kein Kontakt zwischen den Knoten 126, 127 und
den Knoten 128, 129 besteht. Der Zustand C zeigt an,
dass der Knoten 126 mit dem Knoten 128 verbunden ist
und dass der Knoten 127 mit dem Knoten 129 verbunden
ist. Die Drehung des drehbaren Teils 16 führt somit zum
Durchlauf einer Schließsequenz ABCBABCBA, wenn der
drehbare Teil 16 um eine volle Umdrehung gedreht wird.
Im vorliegenden Fall wird diese Sequenz durch zwei
Teilsequenzen ABCBA gebildet, die bei der in Fig. 2
dargestellten Ausführung verwendet werden, wobei es
hier z.B. möglich ist, die Buchsen 18 im drehbaren Teil
16 (Fig. 3) in Positionen zu bringen, die den
Winkelpositionen 0º, 90º, 180º und 270º entsprechen (Fig.
11).
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Bei einem Schlitz 22, der eine 90º-Bewegung des Hebels
19 ermöglicht, kann Zustand A somit in einer
Extremposition und Zustand C in der anderen Extremposition
hergestellt werden, während Zustand B (bei dem die
Ausgangsanschlüsse
von den Eingangsanschlüssen isoliert
sind) in der Mittelposition erhalten wird. Wenn sich
der Hebel 19 in seiner einen Extremposition befindet,
kann der Hebel 19 abgenommen und in einem anderen
Buchsenloch in der anderen Extremposition montiert werden,
so dass die Zustände A und C gegeneinander ausgetauscht
werden.
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Fig. 6 zeigt eine alternative Ausführung eines
elektrischen Schaltbilds, das mit einem Schalter der in Fig.
1-4 dargestellten Art erzielt werden kann. Diese
Ausführung umfasst drei unterschiedliche
Eingangsanschlüsse 130-132, die mit den Ausgangsanschlüssen 133-135
verbunden werden können. Dies erfolgt durch Schließen
der Kontakte in derselben Weise wie in Verbindung mit
Fig. 5 erläutert, wobei die Kontakte K1, K4 und K7
gleichzeitig geschlossen werden, was auch auf die
Kontakte K2, K5 und K8 bzw. K3, K6 und K9 zutrifft. Der
Knoten 133 wird hierbei nacheinander mit den Knoten
132, 131 und 130 in Kontakt gebracht, während der
Knoten 134 gleichermaßen nacheinander mit den Knoten 131,
130 und 132 in Kontakt gebracht wird und der Knoten 135
nacheinander mit den Knoten 130, 132 und 131 in Kontakt
gebracht wird. Wenn diese Zustände als A, B bzw. C
bezeichnet werden, ist das Schließmuster bei Drehung des
drehbaren Teils 16 ADBDCDADBD..., wenn D den Zustand
anzeigt, bei dem kein Kontakt zwischen einem der
Anschlüsse 130-132 und den Anschlüssen 133-135 besteht.
Die Teilsequenzen haben nicht dieselbe Symmetrie wie
die in Verbindung mit Fig. 11 erhaltenen, dies ist
jedoch lediglich eine Frage der Einstellung der Position
der Vorsprünge auf dem drehbaren Teil, so dass die
gewünschte Symmetrie erhalten werden kann.
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Fig. 7 zeigt ein weiteres elektrisches Diagramm eines
erfindungsgemäßen Schalters, bei dem vier Eingänge
136-139 mit entsprechenden Ausgängen 140-143 verbunden
werden können, wenn die Kontakte K1-K4 geschlossen
werden. Der Schalter ist extrem einfach, da die
elektrische Verbindung zwischen einem Eingangsanschluss und
einem Ausgangsanschluss aufgrund der Drehung eines
drehbaren Teils unterbrochen und geschlossen wird. Wenn
die Knoten 140-143 an dieselbe Spannungsquelle
angeschlossen sind, können die Knoten 136-139 ein digitales
Signal darstellen, das aus 4 Bits besteht. Der
tatsächliche Wert des auf den Knoten 136-139 dargestellten
digitalen Signals hängt von der Position der Kontakte
K1-K4 ab. Die Vorsprünge des drehbaren Teils können so
konstruiert sein, dass das digitale Signal von Null auf
15 hoch- und dann wieder auf Null hinuntergezählt wird.
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Fig. 9 zeigt eine alternative Ausführung eines
drehbaren Teils für einen erfindungsgemäßen Schalter. Der
drehbare Teil ist allgemein mit der Bezugsziffer 150
bezeichnet. Wie zu sehen ist, ist er im wesentlichen
zylindrisch und mit einem axialen Durchgang 151 zur
Aufnahme eines Wellenteus sowie einer Mehrzahl sich
radial erstreckender Durchgänge 156 versehen, in denen
Verlängerungshebel radial montiert werden können. Die
Durchgänge 156 sind an einem Ende des drehbaren Teils
vorgesehen. Sowohl die Wellen (nicht abgebildet) als
auch die Verlängerungshebel können natürlich auf per se
bekannte Weise aufgenommen werden, z.B. durch Reibung,
Klappverschluss oder ähnliches. Wie zu sehen ist, ist
eine Mehrzahl ringförmiger Pfade 160a-160N vorgesehen,
wobei jeder Pfad 160a-160N mit einem oder mehreren
Pfadsegmenten 161a-161N ausgebildet ist, die mit
leitendem Material überzogen sind. Eine Mehrzahl
Schleifschuhe
152-155 aus einem elektrisch leitenden Material
wird während der Drehung des drehbaren Teils 150 gegen
jeden der Pfade 160a-160N gedrückt und ist mit diesen
in Kontakt. Es besteht somit ein elektrischer Kontakt
zwischen zwei Schleifschuhen, wenn beide mit demselben
leitenden Segment 161a-161N in Kontakt sind. Die Anzahl
der mit demselben Pfad 160a-160N in Kontakt
befindlichen Schleifschuhe 152-155 ist wenigstens zwei.
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Fig. 8 zeigt schematisch einen drehbaren Teil 150 mit
zwei Schleifschuhen 152, 153. Diese sind in einem
bestimmten Abstand zueinander angeordnet, der, als Winkel
ausgedrückt, einem Winkelabstand α entspricht.
Leitendes Material ist entlang eines Winkelsegments 161
vorgesehen, das einem Winkel β des Gesamtumfangs
entspricht. Damit das leitende Segment 161 überhaupt einen
Kontakt mit den Schleifschuhen 152 und 153 schließen
kann, muß der Winkel β größer sein als der Winkel α.
Wenn sich der drehbare Teil dreht, werden die
Schleifschuhe 152 und 153 für einen Bruchteil einer
Vollumdrehung, der (β-α)/360º entspricht, miteinander verbunden,
wenn α< β< 360º-α.
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Falls der in Fig. 9 dargestellte drehbare Teil zur
Erzeugung eines pulsierenden Signais verwendet werden
soll, z.B. zum Antrieb einer rasch blinkenden
Leuchtdiode, müsste sich der drehbare Teil wahrscheinlich
aufgrund der in Fig. 8 dargestellten
Winkelbeschränkungen unzweckmäßig schnell drehen. Stattdessen kann ein
Pfad 160 (Fig. 9) durch einen Pfad 180 ersetzt werden,
der in Fig. 10 dargestellt ist. Der Pfad 180 ist
entlang des gesamten Umfangs des drehenden Körpers 140
leitend und hat eine Mehrzahl vorstehender Arme 181.
Die beiden Schleifschuhe werden dann in der axialen
Richtung des drehbaren Körpers zueinander verschoben,
so dass ein Schleifschuh, z.B. derjenige, an den eine
Eingangsspannung angelegt wird, über einen Teil des
Pfads schleift, der dem in gestrichelten Linien 182
markierten Teil entspricht. Der andere Schleifschuh,
der in diesem Fall mit dem Ausgangsanschluss verbunden
ist, wird veranlasst, über den Teil des Pfads zu
schleifen, der in gestrichelten Linien 183 markiert
ist. Dadurch wird die ganze Zeit Spannung an den lei
tenden Pfadteil 180, 181 angelegt, während der
Schleifschuh an der Ausgangsseite mit dem leitenden Pfad nur
in Kontakt ist, wenn er an den vorstehenden Armen 181
vorbeigeht.
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Wenn der Schalter in einer Kommutatorfunktion verwendet
wird, kann ein Dämpfer eingebaut werden, um elektrische
Störungen zu dämpfen, wie einem Fachmann bekannt ist.
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Es ist klar, dass der drehbare Teil nicht
notwendigerweise als Walze geformt ist, sondern andere Formen
annehmen kann, die für den Zweck geeignet sind.
Beispielsweise kann der in Fig. 2 dargestellte drehbare
Teil scheibenförmig sein, und die teilweise leitenden
Pfade können so angeordnet sein, dass sie sich um die
kreisförmigen Stirnflächen des Teils herum erstrecken.
Der Teil kann auch rollenförmig mit Stirnflanschen
sein, wobei die Antriebsvorrichtung zwischen den
Flanschen angeordnet ist.
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Alternativ können Vorsprünge auf den Stirnflächen des
drehbaren Teils vorgesehen werden, und diese Vorsprünge
unterbrechen und schließen, wie die in Fig. 1-4
dargestellten Vorsprüngen, die elektrischen Anschlüsse des
stationären Teils.