Drehschalter werden durch die Drehbewegung eines Drehgriffes
ein- und ausgeschaltet. Sie sind mindestens zweiteilig
ausgebildet und besitzen ein in einem Gehäuse angeordnetes,
drehbares Schaltmittel und einen Drehknopf mit einem in
oder auf das Schaltmittel steckbaren Kopplungselement. Sie
werden beispielsweise als elektrische Schalter in Baumaschinen,
EDV-Anlagen und verschiedenen anderen Vorrichtungen eingesetzt.
Sie können dabei als einfache elektrische Ein/AusSchalter
oder als kompliziertere Dreiweg- und Mehrwegschalter
ausgebildet sein.
Drehschalter werden aber auch in anderen technischen Bereichen
eingesetzt. So offenbart beispielsweise die US-Patentschrift
5,060,486 einen Thermostatregler für einen Kühlund
Gefrierschrank. Dieser Thermostatregler ist zur Festlegung
von vier permanenten Regelbereichen vorgesehen und
besitzt einen Drehknopf mit vier rippenartigen Stopelementen
und einen ortsfesten, am Thermostatgehäuse angeordneten
Stellglied, das in Eingriff mit den Stoppelementen des Drehknopfes
bringbar ist. Zur Einstellung eines speziellen
Regelbereiches wird also das Stellglied zwischen jeweils zwei
Stopelemente gesetzt, wozu der Drehknopf axial herausgezogen,
dann in die gewünschte - d.h. in die dem zu wählenden Regelbereich
entsprechende - Position gedreht und anschliessend
wieder auf das Thermostatgehäuse aufgedrückt wird.
Die vorliegende Erfindung betrifft einen elektrischen
Drehschalter zum Ein- und Ausschalten elektrischer Signale,
insbesondere einen elektrischen Schlüsselschalter.
Bei bekannten Schlüsselschaltern ist das in das elektrische
Schaltmittel ein- oder aufsteckbare Kopplungselement ein
Schlüssel bzw. ein Schlüsselbart, der bei Gebrauch in einen
für ihn vorgesehenen Schlitz des Schaltelementes eingesteckt
wird. Zum Schutz des Schaltmittels vor Verschmutzung ist der
Schlüssel bzw. der Schlüsselbart allenfalls noch zusätzlich
in einem kappenförmigen Drehgriff oder Drehknopf eingesetzt,
der auf das Gehäuse des Schaltelements aufgesetzt bzw. aufgesteckt
wird. In diesen Fällen ragt letzteres vorzugsweise so
weit aus der Frontplatte einer Schalttafel hervor, dass eine
wirksame Verbindung des Schaltelementes mit dem Kopplungselement
bzw. dem Schlüssel des Drehknopfes möglich ist.
Die bekannten Schlüsselschalter besitzen keine ausreichenden
Sicherungsmittel, die eine Überdrehung des
Schlüssels verhindern. In extremen Fällen führt dies - vor
allem bei einem zu grossen Kraftaufwand - zu einem Abbrechen
des Schlüsselbartes oder zu einer Beschädigung des Schaltmechanismus,
was dann meistens ein mühsames und kostspieliges
Auswechseln des ganzen Schalters zu Folge hat.
Die vorliegende Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt,
einen Drehschalter zu schaffen, bei welchem eine unerwünschte
Überdrehung des Schlüssels nicht möglich ist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss durch einen Drehschalter
mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.
Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind Gegenstand
der abhängigen Ansprüche.
Der neuartige Drehschalter besitzt ein Gehäuse mit einem
drehbaren Schaltmittel sowie einen Drehknopf mit einem in
oder auf das Schaltmittel steckbaren Kopplungselement. Erfindungsgemäss
wird eine unerwünschte Überdrehung des vorzugsweise
als Schlüssel ausgebildeten Kopplungselementes durch am
Drehknopf und an der den Drehschalter tragenden Frontplatte
oder am genannten Gehäuse angeordnete, aneinander anschlagbare
Rippen verhindert. Die Erfindung zeichnet sich also im
wesentlichen dadurch aus, dass im ein- oder aufgesteckten Zustand
des Drehknopfes, dieser mit einer ortsfesten Anschlagrippe
in Eingriff steht und dadurch die Drehbewegung
des Schlüssels auf einen im voraus festgelegten Drehbereich
einschränkt.
Eine vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung sieht
vor, dass auf der Frontplatte eine ringförmige Sicherungsscheibe
mit einer von der Frontplatte abstehenden Anschlagrippe
angeordnet ist und dass der Drehknopf eine vorstehende,
bogenförmige Rippe besitzt, die im aufgesteckten Zustand des
Drehknopfes mit der Anschlagrippe der Sicherungsscheibe in
Eingriff bringbar ist. Die erfindungsgemässe Überdrehsicherung
ist also in diesem Fall so ausgebildet, dass sie
auch problemlos auf bekannte und allenfalls bereits installierte
Drehschalter der eingangs genannten Art angepasst bzw.
montiert werden kann.
Eine andere vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung
sieht vor, den Schlüsselschalter mit mindestens zwei Drehknöpfen
vorzusehen, welche ihrerseits aufgrund einer verschiedenartigen
Rippenausbildung unterschiedliche Drehbewegungen
für das Betätigen eines mindestens als Dreiwegschalter
ausgebildeten Drehschalters erlauben. Dies wiederum ermöglicht,
das Bedienungspersonal abhängig von ihrem Aufgabenbereich
mit verschiedenen Drehknöpfen auszurüsten, welche ihrerseits
an ein und demselben Schaltelement eine, zwei oder
mehrere Schaltungen zulassen und so als sogenannte Berechtigungsschlüssel
einsetzbar sind.
Der Erfindungsgegenstand wird nun anhand von in der
Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen näher beschrieben.
In der Zeichnung zeigt
die Figur 1 eine perspektivische Ansicht eines Drehschalters
mit einer erfindungsgemässen Überdrehsicherung, die Figur 2 eine Seitenansicht des Drehknopfes des in der
Figur 1 dargestellten Schalters, die Figur 3 einen Schnitt entlang der Linie III der
Figur 2, die Figuren 4 bis 9 je eine Ausführungsform einer allenfalls
als Unterlagsscheibe in einen Drehschalter einbaubaren
Sicherungsscheibe mit je einer zum Drehknopf eines Drehschalters
passenden, bogenförmigen Anschlagrippe. die Figur 10 eine Ausführungsform eines teils im Schnitt
dargestellten Dreiwegschalters mit einem ersten Berechtigungsschlüssel, die Figur 11 einen Schnitt entlang der Linie XI der Figur
10, die Figur 12 einen Schnitt entlang der Linie XII der
Figur 10, die Figur 13 einen Schnitt durch die zylindrische Kappe
eines für den Schalter der Figur 10 bestimmten zweiten Berechtigungsschlüssels, die Figur 14 das Schaltschema zu dem in den Figuren 10
bis 13 gezeichneten Dreiwegschschalter, die Figur 15 eine zweite Ausführungsform eines teils im
Schnitt dargestellten Dreiwegschalters mit ebenfalls einem
ersten Berechtigungsschlüssel, die Figur 16 einen Schnitt entlang der Linie XVI der
Figur 15, die Figur 17 einen Schnitt entlang der Linie XVII der
Figur 15, die Figur 18 einen Schnitt durch die zylindrische Kappe
des zweiten Berechtigungsschlüssels passend zum Schalter der
Figur 15, und die Figur 19 das Schaltschema zu dem in den Figuren 15 -
18 gezeichneten Drehschalter.
Der in der Figur 1 dargestellte und als ganzes mit 1 bezeichnete
Drehschalter ist in eine Frontplatte 2 eines nicht
näher bezeichneten Bedienungselementes eingebaut. Er weist
ein Schaltergehäuse 3 mit einem in diesem angeordneten, drehbaren
Schaltmittel 4 auf. Letzeres ist von der Vorderseite 3a
des Gehäuses 3 her zugänglich und verfügt über einen an sich
bekannten Betätigungsmechanismus, nämlich einen mechanischen
Schlüsselschaltmechanismus. In diesem Fall werden also durch
Drehen des Schaltmittels 4 um die Achse 5 elektrische Schaltimpulse
durch hier nur schematisch dargestellte Anschlussmittel
an ein zu steuerndes Gerät weitergeben.
Zum Drehschalter 1 gehört ferner ein kappenförmiger Drehknopf
6 mit einem im Kappeninnern befestigten und zum Schlitz
4a des Schaltmittels 4 passenden Schlüssel 7.
Das Gehäuse 3 des Schalters besitzt einen im wesentlichen
zylindrischen oder konischen sowie zur Achse 5 koaxialen Abschnitt
3b, der so bemessen ist, dass das zylindrische
Schaltmittel 4 durch die Gehäuseöffnung an der Vorderseite 3a
eingeschoben werden kann. Das Gehäuse 3 ist darüber hinaus so
ausgebildet, dass es mit bekannten Mitteln an der Frontplatte
2 des Bedienungselementes montiert werden kann. Es wird daher
nachfolgend nicht näher auf diese Montagemittel eingegangen.
An der Vorderseite der Frontplatte 2 ist eine am Gehäuse
3 anliegende, bogenförmige, orstfeste Anschlagrippe 8 angeordnet,
welche eine im Bogenmass gemessene Länge von ¶/2 besitzt.
Der in den Figuren 2 und 3 in zwei weiteren Ansichten
dargestellte Drehknopf 6 besitzt einen im wesentlichen zylindrischen
oder konusförmigen Wandabschnitt mit einer das freie
Ende des zylindrischen oder konusförmigen Wandabschnittes
überstehenden und im montierten Zustand der Frontplatte 2 zugewandten
bogenförmigen Rippe 9. Diese Rippe 9 hat eine Bogenlänge
¶ und ist so dimensioniert und bezüglich der Einsteckstellung
des Schlüssels 7 angeordnet, dass die Anschlagrippe
8 und die Rippe 9 beim Drehen des Drehknopfes 6 aneinander
anstossen, bevor der Schlüssel 7 überdreht wird. Letzterer
besitzt im gezeichneten Ausführungsbeispiel einen Drehwinkel
von maximal 90°. Der Drehschalter 1 ist also so ausgebildet,
dass der Drehknopf 6 von der in der Figur 1 gezeichneten
Stellung im Uhrzeigersinn um höchstens 90° nach rechts
und wieder zurückgedreht werden kann. Der Drehschalter 1 ist
also beispielsweise als ein elektrischer Ein/Aus-Schalter
einsetzbar.
Es versteht sich von selbst, dass die Anschlagrippe 8 und
die Rippe 9 nur dann aneinander anschlagen, wenn sie wechselseitig
in entsprechende Ausnehmungen eingreifen, wenn also
die Anschlagrippe 8 in die durch die Rippe 9 begrenzte Ausnehmung
6a des freien Endes des zylindrischen oder konusförmigen
Drehknopf-Wandabschnittes eingreift.
Die ortsfeste Anschlagrippe 8 der erfindungsgemässen
Überdrehsicherung kann wie in der Figur 1 dargestellt, auf
der Vorderseite der Frontplatte 2 angeordnet, beispielsweise
angeschweisst, aufgeklebt oder sonstwie unlösbar an dieser
befestigt sein.
Die Anschlagrippe 8 kann im Rahmen der Erfindung aber
auch am das Schaltmittel 4 enthaltenden Gehäuse 3 oder aber -
wie bereits vorstehend erwähnt - auf einer Sicherungsscheibe
vorgesehen sein, welche ihrerseits auf der Frontplatte einer
Schalttafel angeordnet ist. Letztere Variante hat den wesentlichen
Vorteil, dass die erfindungsgemässe Überdrehsicherung,
ihrerseits bestehend aus am Drehknopf und auf der Sicherungsscheibe
angeordneten, aneinander anschlagbaren Rippen, ohne
grossen Aufwand an bekannte Drehschalter angepasst oder sogar
nachträglich auf bereits installierte Drehschalter montiert
werden kann. So können problemlos handelsübliche Drehschalter
mit der erfindungsgemässen Überdrehsicherung ausgestattet
werden, wozu dann in einem ersten Schritt die Sicherungsscheibe
auf die Frontplatte aufgesetzt und auf dieser dann
das Schaltergehäuse befestigt wird, was beispielsweise durch
eine Schraubenmutter geschehen kann, die auf ein am Schaltergehäuse
angebrachtes Gewinde geschraubt wird.
Beispiele von Sicherungsscheiben sind in den Figuren 4
bis 9 gezeichnet. Sie sind als ganzes mit 10, 110, 210, 310,
410 und 510 bezeichnet und besitzen je eine als Anschlag für
die Rippe des dazugehörigen Drehknopfes bestimmte Anschlagrippe
11, 111, 211, 311, 411 bzw. 511. Zur Sicherung
der Position der Sicherungsscheiben 10, 110, 210, 210, 310,
410 und 510 bezüglich der Frontplatte und des Schaltergehäuses
weisen die Scheiben noch zusätzlich je einen radial
nach innen ragenden Vorsprung 12, 112, 212, 312, 412 und 512
auf, welcher im eingesetzten Zustand in eine Ausnehmung des
Gehäuses eingreift und dadurch als Verdrehschutz eine unerwünschte
Verdrehung der Scheibe verhindert.
Als zu den Sicherungsscheiben passender Drehkopf wird
vorzugsweise ein Standard-Drehknopf verwendet, der eine bogenförmige
Anschlagrippe mit der Bogenlänge ¶/2 besitzt. Wie
aus den Figuren 4 bis 9 ersichtlich ist, weisen die dazu passenden
Scheiben Anschlagrippen mit unterschiedlichen Bogenlängen
auf. So sind die Bogenwinkel in der Reihenfolge der
Figurennumerierung die folgenden: 180°, 210°, 90°, 120°,
120°, 150°.
Es sind also insbesondere die Sicherungsscheiben 10 und
110 gemäss den Schaltsymbolen 13 und 113 für Zweiwegschalter
und die Sicherungsscheiben 211, 311, 411 und 511 gemäss den
Schaltsymbolen 213, 313, 413 und 513 für Dreiwegschalter vorgesehen.
Sowohl beim Sicherungsring als auch bei dem dazu passenden
Drehkopf kann es sich ohne weiteres um Standardausführungsformen
handeln, die zu verschiedenen Schlüsselschaltern
passen.
Beispiele von Schlüsselschaltern, bei welchen die ortsfeste
Anschlagrippe an dem das Schaltmittel enthaltenden Gehäuse
vorgesehen ist, sind in den Figuren 10 und 15 dargestellt.
Die beiden in diesen Figuren dargestellten Drehschalter
601 und 701 sind im wesentlichen genau gleich ausgebildet,
wie der Schalter 1 und weisen je ein Schaltergehäuse
603, 703 mit einem in diesem angeordneten, drehbaren Schaltmittel
604, 704, sowie je einen kappenförmigen Drehknopf 606,
706 mit einem zum Schlitz des Schaltmittels passenden Schlüssel
607, 707 auf. Im Gegensatz zum Drehschalter 1 sind die
dem Überdrehschutz dienenden, bogenförmigen Rippen 609 und
709 der Drehknöpfe 606 und 706 an der Innenseite des konusförmigen
Wandabschnittes 611 bzw. 711 angeordnet, was in
diesen Fällen eine Übergreifung der am Schaltergehäuse angeordneten
mindestens einen Anschlagrippe 608 bzw. 708 mit dem
gerade geschnittenen Ende des konusförmigen Wandabschnittes
611, 711 erlaubt.
Die in den Figuren 10 und 15 dargestellten Schlüsselschalter
601 und 701 sind zudem als Dreiwegschalter ausgebildet,
zu welchen je zwei verschiedene Berechtigungsschlüssel
gehören. Einer dieser beiden Berechtigungsschlüssel wir durch
den bereits beschriebenen und in den Figuren 12 bzw. 17 im
Schnitt gezeichneten Drehknopf 606 bzw. 706 gebildet, der andere
durch den in der Figur 13 bzw. 18 im Schnitt gezeichneten
Drehknopf 606b bzw. 706b.
Der Schalter 601 ist ein Dreiwegschalter mit den drei festen
Schaltpositionen I, Ø, II. Wie aus den Figuren 11, 12
und 13 ersichtlich ist, besitzt die Anschlagrippe 608 des Gehäuses
603 eine im Bogenmass gemessene Länge von ¶/2, der
Drehknopf 606 eine dazu passende Rippe 609 mit der Länge von
ebenfalls ¶/2 und der Drehknopf 606b eine Rippe mit der Länge
¶. Aus der Zeichnung ist nun klar ersichtlich, dass die beiden
Drehknöpfe 606 und 606b im aufgesteckten Zustand aufgrund
ihrer unterschiedlichen Rippenstruktur verschiedene Schaltungsberechtigungen
zulassen. So ist aus dem Schema der Figur
14 ersichtlich, dass mit dem Drehknopf 606 zwei 90°-Drehschaltungen
(A) möglich sind, wogegen der Drehknopf 606b aufgrund
der längeren Rippe 609b nur eine 90°-Drehschaltung (B)
zulässt, nämlich die Schaltung I-Ø.
Der Schalter 701 ist ebenfalls ein Dreiwegschalter, jedoch
besitzt dieser zwei feste Schaltpositionen I und Ø mit
einem Zwischenwinkel von 90° sowie eine Impulsschaltung II
mit einem Drehwinkel von 60°. Wie aus den Figuren 16, 17 und
18 ersichtlich ist, besitzt in diesem Fall das Gehäuse 703
zwei schmale Anschlagrippe 608. Diese sind derart angeordnet
und dimensioniert, dass die beiden Drehknöpfe 706 und 706b
mit ihren Rippen 709 und 709b von ¶/2 bzw. 5¶/6 Länge im
aufgesteckten Zustand die Schaltungen gemäss Figur 19 zulassen,
wobei A die Schaltmöglichkeiten des Drehknopfes 706 und
B die Schaltung für den Drehknopf 706b zeigt. Aus der Figur
19 ist ersichtlich, dass nur mit dem Drehknopf 706 die Impulsschaltung
II möglich ist und dass der Drehknopf 606b nur
die Drehschaltung I-Ø zulässt.
Der zum Schalter 701 passende Drehknopf 706b besitzt noch
zusätzlich eine der Anschlagrippe 709b gegenüberliegende
Sicherungsrippe 710b. Diese dient hierbei dazu, die Verwendung
des Drehknopfes 706b auf einem Schaltelement der beispielsweise
in den Figuren 10 und 11 gezeichneten Art zu verhindern.
So ist im gezeichneten Ausführungsbeispiel die Rippe
710b so angeordnet, dass beim Versuch, den Drehknopf 706b auf
das Gehäuse 603 des Schalters 601 aufzusetzen, die Rippen 608
und 710b aneinanderstossen und dadurch das Einstecken des
Schlüssels in das Schaltmittel 604 verhindern. In analoger
Art und Weise ist die Verwendung des Drehknopfes 606b mit dem
Schalter 701 nicht möglich. Demgegenüber passt aber der Drehknopf
706 auch zum Schalter 601 und der Schlüssel 706 zum
Schalter 601. Die erfindungsgemässen Drehknöpfe können also
wahlweise auch so ausgebildet sein, dass sie nicht nur spezielle
Schaltungen erlauben, sondern noch zusätzlich nur zu
einem Schalter passen oder mit mehreren Schaltern kombinierbar
sind.
An dieser Stelle sei noch erwähnt, dass die vorstehend
beschriebenen Drehschalter keinesfalls die einzigen möglichen
Ausführungsbeispiele für die Erfindung darstellen, sondern
noch in vielfacher Hinsicht abgeändert werden können. So ist
es beispielsweise ohne weiteres möglich, die Grössen der Rippen
ganz anders zu dimensionieren als vorstehend beschrieben
und den Drehschalter mit mehr als nur zwei Drehknöpfen zur
selektiven Schalterbetätigung auszurüsten.
Auch kann die Frontplatte anders ausgebildet sein als im
gezeichneten Beispiel dargestellt. So muss sie natürlich
nicht notwendigerweise ein Teil der Verschalung oder des Gehäuses
des Gegenstandes sein, an dem der Schalter befestigt
werden soll, sondern kann wie bei gebräuchlichen Bedienungsfeldern
ein beispielsweise anschraubbares Zwischenstück sein.
Auch kann sie beispielsweise so gefertigt sein, dass der
Drehschalter versenkt ist und seine Oberfläche beispielsweise
bündig an die Oberfläche der Frontplatte anschliesst, wobei
dann der Schlüssel des Drehknopfes eine entsprechend längere
Form besitzt und aus diesen herausragt.
Ferner kann auch der Drehschutz der Scheiben 10, 110,
210, 310, 410 und 510 durch Mittel gebildet sein, die sich
von der vorstehend beschriebenen und in den Figuren 4 bis 9
gezeichneten Art unterscheiden und beispielsweise durch Rastmittel
gebildet werden, welche ihrerseits aus je einer in der
Scheibe vorhandenen Ausnehmung und einer dazu passenden sowie
an der Frontplatte oder dem Schaltergehäuse angeordneten Rippen
bestehen. Als Drehschutz können die Scheiben aber auch
Positionierungsstifte oder dergleichen aufweisen, die im eingesetzten
Zustand in eine Ausnehmung der Frontplatte eingreifen
und so eine unerwünschte Verdrehung der Scheibe verhindert.