EP2837989A1 - Drehschalter für Elektrogeräte mit verbesserter Rasteinrichtung - Google Patents
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- EP2837989A1 EP2837989A1 EP14178975.0A EP14178975A EP2837989A1 EP 2837989 A1 EP2837989 A1 EP 2837989A1 EP 14178975 A EP14178975 A EP 14178975A EP 2837989 A1 EP2837989 A1 EP 2837989A1
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- European Patent Office
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- rotary switch
- locking
- lugs
- shaft
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Classifications
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- G—PHYSICS
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- G05G5/00—Means for preventing, limiting or returning the movements of parts of a control mechanism, e.g. locking controlling member
- G05G5/06—Means for preventing, limiting or returning the movements of parts of a control mechanism, e.g. locking controlling member for holding members in one or a limited number of definite positions only
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- G—PHYSICS
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- G05G—CONTROL DEVICES OR SYSTEMS INSOFAR AS CHARACTERISED BY MECHANICAL FEATURES ONLY
- G05G1/00—Controlling members, e.g. knobs or handles; Assemblies or arrangements thereof; Indicating position of controlling members
- G05G1/08—Controlling members for hand actuation by rotary movement, e.g. hand wheels
Definitions
- the invention relates to a rotary switch with latching device as a control element for electrical appliances, wherein the rotary switch comprises a rotary knob, a shaft and a latching device.
- the invention also relates to a locking device for rotary switches with two voltage applied to a latching contour locking lugs under spring force.
- Rotary switch with locking device are often used as controls for electrical appliances to select, for example, different programs in a washing machine.
- the rotary switches are usually arranged on a front page for the user easily accessible and connected inside the device with an electrical circuit, for example via a rotating field sensor or a sliding contact.
- a rotary selector known as an operating device of electrical appliances which has a spring-loaded ball catch.
- the provided with a single or Doppelkugelrastung rotary selector is used in a shaped as a hollow cylinder guide member with internal locking contour.
- the holder of the rotary selector in the guide part via hook-shaped retaining pin.
- German Offenlegungsschrift discloses DE 103 23 544 A1 a locking device for a rotary switch or a rotary resistance.
- Two rounded ends of a leaf spring which are shaped to latching noses lie diametrically on a locking disk, which connected via a rotary axis with a knob.
- the locking disk is arranged here between a rotary knob and a bearing.
- the invention has for its object to provide a comparison with the prior art improved rotary switch with locking device as a control for electrical appliances.
- an improved latching device is to be provided.
- an improved rotary switch with latching device is to be provided, which can be operated more reliably and without tilting of the latching device.
- the solution of the problem is achieved by a rotary switch with locking device as a control for electrical appliances.
- the rotary switch comprises a rotary knob, a shaft, a bearing and the said locking device.
- the latching device comprises two latching lugs which rest on a latching contour under spring force.
- the bearing of the shaft is disposed between the knob and the latching device.
- Electrical appliances are, for example, household appliances such as washing machines, dishwashers or dryers. But it can also be small electrical appliances such as coffee machines or coffee grinders. It can also be power tools.
- the electrical appliances are powered by electrical energy.
- the electrical supply is done either by a mains connection or by batteries or rechargeable batteries.
- the rotary switch can be used in such electrical appliances for selecting various programs and / or for switching on and off. For this purpose, such rotary switches are usually connected either free of contact via a rotary field sensor or by a sliding contact with corresponding contacts on an electrical circuit.
- the rotary switch according to the invention comprises a rotary knob which is non-rotatably connected via a shaft with a part of the latching device.
- Rotationally connected means that Rotary knob, shaft and a part of the latching device are rotatable together, and that a rotation of the rotary knob leads by an angle to a rotation of the shaft and a part of the latching device by the same angle. The rotation takes place about a common axis of rotation.
- the co-rotated part of the locking device is either the locking contour or the unit of the two locking lugs.
- the latching contour may have elevations.
- the latching contour may be in the form of a disk or cylinder, with the latching depressions and elevations along the circumference being provided on the inside or the outside. In the case of a substantially circular disk or a cylinder with a substantially circular cross-section, the detent recesses and elevations are formed as deviations from a central position.
- the latching noses can abut, for example, on opposite sides in the opposite direction to the latching contour.
- the detents are in a detent recess.
- the locking lugs are first deflected by the latching contour against the spring force against the central position before they engage the next latching recess again.
- the force is calculated as the product of the sum of the deflections of the two locking lugs with the spring constant of the spring used.
- a single locking lug would have to experience the entire deflection alone with the same spring constant in order to produce the same force.
- the locking recesses would have to have a greater deviation from the central position, whereby a larger locking contour would be necessary for the same number of locking positions.
- a second oppositely arranged locking lug also makes it possible to compensate for the force of the first latching lug on the shaft. In this way we counteracted tilting of the rotary switch, whereby the operation of the rotary switch is reliable.
- An inventive rotary switch with locking device allows the user to set a variety of locking positions safely and reproducibly.
- the interaction of locking lugs with locking contour also gives the user an acoustic and tactile feedback.
- the bearing of the shaft is arranged according to the invention between the knob and the latching device. This position of the bearing allows the knob to be positioned very close to the bearing, resulting in a particularly short lever arm. As a result, a force exerted by the knob on the shaft, acting perpendicular to the direction of rotation torque is minimized.
- the rotary switch is therefore much more reliable to use than would be the case with a differently placed bearing. A tilting or clamping of the rotary switch is thereby counteracted particularly successfully.
- a locking device for rotary switch which includes two voltage applied to a latching contour locking lugs and a shaft.
- the requirements of the locking lugs are rounded.
- a support may in this case be a contact point, a contact line or a contact surface between a latching lug and the latching contour.
- the radius of the rounding of the support is less than two-fifths of the maximum width of the locking lugs.
- the requirements of the locking lugs are rounded, wherein the radius of the rounding is less than two-fifths of the maximum width the locking lugs is.
- the radius of the rounding is less than two-fifths of the maximum width the locking lugs is.
- the rounded support also reduces the friction between the latching lugs and the latching contour, which also reduces the wear on both components.
- the cross section of the latching lugs lying parallel to the plane of rotation has substantially the shape of a triangle, particularly preferably an isosceles triangle.
- the radius of the rounding of the support is preferably smaller than half the width of the detent recesses, particularly preferably smaller than two-fifths of the width of the detent recesses, so that the supports of the detents can engage particularly easily in the detent recesses. This also allows a particularly high number of locking positions.
- the support of the locking lug is flattened, resulting in a trapezoidal cross-sectional area.
- the spring force with which the latching lugs rest on the latching contour generated by a coil spring.
- Coil springs are inexpensive and available in almost any size and thickness. This saves costs in the manufacture and maintenance of the rotary switch.
- the coil spring is a metal spring.
- leaf springs it is also known to use leaf springs in locking devices.
- the spring force is generated by a single coil spring. In a particularly preferred manner, however, more than one spring can also generate the spring force.
- the latching lugs can rest on the latching contour from opposite sides, guided radially inwards relative to the axis of rotation. Then the locking lugs are preferably stored separately on each spring.
- the springs are preferably arranged so that the spring forces compensate each other.
- the detents in detent position exert no force on the shaft.
- this is achieved by supporting the two latching lugs on opposite ends of a common spring.
- the spring is guided freely movable in the direction of force relative to the shaft.
- the Spring guided in a hollow cylinder.
- the locking lugs are guided radially outward with respect to the axis of rotation.
- Radially guided means radially starting from the axis of rotation or aiming at the axis of rotation.
- the guide preferably limits the degree of freedom of the movement of the latching noses in one direction.
- the latching lugs are guided perpendicular to the axis of rotation in a plane.
- arrangements are also possible in which the detents do not lie in one plane or in which they are not arranged perpendicular to the axis of rotation.
- the locking lugs can also be arranged parallel to the axis of rotation on radially opposite sides of the axis of rotation and abut against a latching contour which is preferably designed as a latching disc. This results in a resulting force parallel to the axis of rotation, which also acts on the shaft. Preferably, the forces are equalized, so that no torque is applied perpendicular to the axis of rotation on the shaft.
- the locking lugs are rotatably connected to the knob.
- the locking lugs on the shaft rotatably connected to the knob.
- the locking lugs are therefore rotated by rotation of the knob relative to the locking contour.
- the latching contour is preferably connected in a rotationally fixed manner to the electrical appliance, which means that the latching contour does not rotate relative to the electrical appliance.
- the locking contour can be connected in a rotationally fixed manner to the rotary knob and the latching lugs can be connected in a rotationally fixed manner to the electrical appliance.
- the latching lugs are preferably arranged radially inwardly toward the axis of rotation, wherein the latching lugs thereby are preferably arranged perpendicular to the axis of rotation on opposite sides of the axis of rotation.
- the locking lugs are preferably mounted on separate springs.
- both springs Preferably, both springs have the same hardness, so that rest at the same deflection, the locking lugs with a force equal amount to the locking contour.
- the entire circumference of the shaft is enclosed by a bearing.
- a predominant part of the section of the shaft, which lies between locking device and rotary knob, is enclosed by the bearing.
- the shaft is guided very precisely and limited to only one rotational degree of freedom about the axis of rotation. This again improves the reliability of the rotary switch.
- the rotary knob can be displaced in the axial direction. A bearing which encloses a large part of the shaft makes it possible to carry out such a displacement particularly precisely and without tilting.
- the bearing of the rotary switch in which the shaft is preferably formed as a sliding bearing. This allows a particularly simple and inexpensive design of the camp. But it can also be carried out in a particularly preferred manner as a rolling bearing. In any case, the bearing is designed so that it allows the rotation axis only one rotational degree of freedom, in a particularly preferred manner but also at least one translational degree of freedom.
- the latching contour has at least two mutually opposite latching depressions.
- the latching contour has a plurality of latching depressions.
- the locking contour may also have elevations, whereby, for example, a rotation of the knob can be prevented by more than a complete revolution.
- the elevations can also be designed such that only a torque peak is generated, whereby advantageously a particular switching position can be displayed.
- FIG. 1 is a perspective view of a rotary switch 1 with latching device as a control for electrical appliances in an embodiment shown with a scale.
- the switch housing 4 has a pointer 5 for the scale 2 for reading the rotary switch position.
- the switch housing 4 comprises fastening means 6 with which the rotary switch can be mounted on an electrical appliance.
- the knob is completed with a cover 7.
- Fig. 2 shows the rotary switch 1 off Fig. 1 in an exploded view, wherein the components are shown offset from each other in the axial direction.
- Two locking lugs 8 and a coil spring 9 are shown offset in the radial direction.
- the latching device is divided into two components.
- a detent guide 10 includes a shaft 11 and a radial guide for a coil spring 9 at the two ends of each latching lugs 8 rest.
- the Coil spring 9 can move in the direction of force.
- the second component of the latching device is a switch housing 4, which comprises a bearing 12 designed as a slide bearing for the shaft 11 and an inner latching contour.
- the switch housing 4 and the detent guide 10 are each made in one piece, for example using the injection molding process.
- the shaft 11 is rotatably connected after insertion into the bearing 12 with a knob 3.
- 11 detent springs 13 are provided with locking projections at the top of the shaft, which are connectable to corresponding counterparts in the knob 3.
- the latching lugs 8 are rotatably connected to the knob 3.
- a switch ring 14 is introduced, which serves as a sliding pad for the knob 3 and also has a pointer 5 for a scale 2.
- a lid 7 can be removed from the knob 3, whereby openings in the knob 3 are accessible, through which the connection between the knob 3 and shaft 11 can be solved.
- a sliding contact 15 can be fastened to the latching nose guide 10 on the lower side, so that a connection with the switch electronics 16 is set.
- Fig. 3A shows a sectional view of the rotary switch 1 after Fig. 1 ,
- the section runs perpendicular to the plane of rotation through the axis of rotation and along the longitudinal axis of the locking lugs 8.
- the bearing 12 of the shaft 11 is disposed between the knob 3 and the latching device.
- the detents 8 are mounted in the detent guide 10 on a coil spring 9, which can move along the direction of force.
- the two outer edges or tips of the locking lugs 8 are referred to as constraints. Furthermore, located at the top of the shaft 11 latching projections and detent springs 13 are shown, which engage in the corresponding counterparts of the rotary knob 3. This releasable connection mechanism makes it possible to arrange the bearing 12 of the shaft 11 between the knob 3 and the latching device. In addition, in the embodiment shown significantly more than half of the portion of the shaft 11 between locking device and knob 3 is enclosed by the bearing 12. This will be the Rotary switch 1 particularly reliable. When turning the shaft 11 does not tilt and does not get stuck.
- Fig. 3B is a cross section of the rotary switch after Fig. 1 shown. The section runs through the plane of rotation at the level of the locking lugs 8.
- the latching device is in a position in which the latching lugs 8 are engaged in a latching recess of a latching contour 17. In locking position, no force acts on the shaft 11.
- the locking lugs 8 have a substantially triangular cross-section, wherein the apex of the triangle is rounded and the radius of the rounding is less than two-fifths of the maximum width of the locking lugs 8.
- the tips of the triangles each form the supports of the detents 8.
- the illustrated detent contour 17 has a plurality of detent recesses.
- the detent recesses are arranged rotationally symmetrical in this embodiment, so that both detents 8 engage in each case in identically shaped, opposite detent recesses.
- the embodiment shown also allows a locking contour 17, in which opposite locking recesses are unequal depth.
- the movable coil spring 9 compensates for this by a translation in the direction of force in each case.
- latching contour 17 has rounded edges. In conjunction with the rounded supports of the locking lugs 8, the operation of the locking device is particularly wear.
- the invention makes a rotary switch for electrical appliances in its operation particularly reliable. Due to the balanced distribution of forces in the locking device occur no disturbing torques that can lead to tilting of the shaft in the camp. In addition, the rounded shape of the locking lugs reduces wear and thus extends the life of the rotary switch. Furthermore, the invention enables a particularly cost-effective design of the rotary switch.
Abstract
Description
- Die Erfindung betrifft einen Drehschalter mit Rasteinrichtung als Bedienelement für Elektrogeräte, wobei der Drehschalter einen Drehknopf, eine Welle und eine Rasteinrichtung umfasst. Die Erfindung betrifft außerdem eine Rasteinrichtung für Drehschalter mit zwei unter Federkraft an einer Rastkontur anliegenden Rastnasen.
- Drehschalter mit Rasteinrichtung werden häufig als Bedienelemente für Elektrogeräte eingesetzt um beispielweise verschiedene Programme bei einer Waschmaschine auszuwählen. Dazu sind die Drehschalter üblicherweise an einer Frontseite für den Benutzer leicht erreichbar angeordnet und im Inneren des Geräts mit einer elektrischen Schaltung beispielsweise über einen Drehfeldsensor oder einen Schleifkontakt verbunden.
- Beispielsweise ist aus der deutschen Offenlegungsschrift
DE 102 34 925 A1 ein Drehwähler als Bedienungseinrichtung von Elektrogeräten bekannt, der eine federbelastete Kugelrastung aufweist. Der mit einer Einzel- oder Doppelkugelrastung versehene Drehwähler wird in einem als Hohlzylinder geformten Führungsteil mit innenliegender Rastkontur eingesetzt. Die Halterung des Drehwählers im Führungsteil erfolgt über hakenförmige Rückhaltezapfen. - Weiter offenbart die deutsche Offenlegungsschrift
DE 103 23 544 A1 eine Rasteinrichtung für einen Drehschalter oder einen Drehwiderstand. Zwei abgerundete zu Rastnasen geformte Enden einer Blattfeder liegen hierbei diametral an einer Rastscheibe an, die über eine Drehachse mit einem Drehknopf verbunden ist. Die Rastscheibe ist hier zwischen einem Drehknopf und einem Lager angeordnet. - Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen gegenüber dem Stand der Technik verbesserten Drehschalter mit Rasteinrichtung als Bedienelement für Elektrogeräte bereitzustellen. Außerdem soll eine verbesserte Rasteinrichtung bereitgestellt werden. Insbesondere soll ein verbesserter Drehschalter mit Rasteinrichtung bereitgestellt werden, der zuverlässiger und ohne Verkanten der Rasteinrichtung bedienbar ist.
- Die Lösung der gestellten Aufgabe gelingt durch einen Drehschalter mit Rasteinrichtung als Bedienelement für Elektrogeräte. Der Drehschalter umfasst einen Drehknopf, eine Welle, ein Lager und die genannte Rasteinrichtung. Die Rasteinrichtung umfasst zwei unter Federkraft an einer Rastkontur anliegende Rastnasen. Das Lager der Welle ist zwischen dem Drehknopf und der Rasteinrichtung angeordnet.
- Elektrogeräte sind zum Beispiel Haushaltsgeräte wie Waschmaschinen, Spülmaschinen oder Trockner. Es können aber auch Elektrokleingeräte sein wie Kaffeemaschinen oder Kaffeemühlen. Es kann sich auch um Elektrowerkzeuge handeln. Die Elektrogeräte werden mit elektrischer Energie betrieben. Die elektrische Versorgung geschieht entweder durch einen Netzanschluss oder durch Batterien oder Akkus. Der Drehschalter kann in solchen Elektrogeräten zum Auswählen von verschiedenen Programmen und/oder zum Ein- und Ausschalten verwendet werden. Hierzu sind solche Drehschalter in der Regel entweder kontaktfrei über einen Drehfeldsensor oder durch einen Schleifkontakt mit korrespondierenden Kontakten auf einer elektrischen Schaltung verbunden.
- Der erfindungsgemäße Drehschalter umfasst einen Drehknopf, der drehfest über eine Welle mit einem Teil der Rasteinrichtung verbunden ist. Drehfest verbunden heißt, dass Drehknopf, Welle und ein Teil der Rasteinrichtung gemeinsam drehbar sind, und dass eine Drehung des Drehknopfes um einen Winkel zu einer Drehung der Welle und eines Teils der Rasteinrichtung um den gleichen Winkel führt. Die Drehung erfolgt um eine gemeinsame Drehachse. Bei dem mitgedrehten Teil der Rasteinrichtung handelt es sich entweder um die Rastkontur oder die Einheit der zwei Rastnasen.
- Erfindungsgemäß liegen zwei Rastnasen unter Federkraft an einer Rastkontur an. Auf der Rastkontur ist eine Vielzahl von Rastpositionen angeordnet, die als Rastvertiefungen ausgebildet sind, in die die Rastnasen unter Wirkung der Federkraft einrasten. Weiterhin kann die Rastkontur Erhöhungen aufweisen. Die Rastkontur kann als Scheibe oder Zylinder vorliegen, wobei die Rastvertiefungen und Erhöhungen entlang des Umfangs an der Innenseite oder der Außenseite vorgesehen sind. Bei einer im Wesentlichen kreisrunden Scheibe oder einem Zylinder mit im Wesentlichen kreisrunden Querschnitt sind die Rastvertiefungen und Erhöhungen als Abweichungen zu einer Mittellage ausgebildet. Die Rastnasen können zum Beispiel an gegenüberliegenden Seiten in entgegengesetzter Richtung an der Rastkontur anliegen. In Raststellung befinden sich die Rastnasen in einer Rastvertiefung. Bei Drehen des Drehknopfes werden die Rastnasen durch die Rastkontur zunächst jeweils entgegen der Federkraft bis zur Mittellage ausgelenkt bevor sie an der nächsten Rastvertiefung wieder einrasten. Die Stellkraft berechnet sich als Produkt der Summe der Auslenkungen der beiden Rastnasen mit der Federkonstante der verwendeten Feder. Im Vergleich dazu müsste eine einzelne Rastnase bei gleicher Federkonstante die gesamte Auslenkung alleine erfahren, um die gleiche Stellkraft zu erzeugen. Hierfür müssten die Rastvertiefungen eine größere Abweichung zur Mittellage aufweisen, wodurch bei gleicher Anzahl von Rastpositionen eine größere Rastkontur nötig wäre. Die Verwendung von zwei Rastnasen erlaubt also eine pro Rastnase geringere Auslenkung, wodurch kleinere Rastvertiefungen auf der Rastkontur angeordnet werden können, was eine höhere Anzahl von Rastpositionen oder bei gleichbleibender Anzahl von Rastpositionen eine geringere Größe der Rastkontur erlaubt. Eine zweite entgegengesetzt angeordnete Rastnase ermöglicht außerdem die Kraft der ersten Rastnase auf die Welle auszugleichen. Hierdurch wir einem Verkanten des Drehschalters entgegengewirkt, wodurch die Bedienung des Drehschalters zuverlässiger wird.
- Ein erfindungsgemäßer Drehschalter mit Rasteinrichtung erlaubt dem Benutzer, eine Vielzahl von Rastpositionen sicher und reproduzierbar einzustellen. Durch das Zusammenspiel von Rastnasen mit Rastkontur wird dem Benutzer außerdem eine akustische und taktile Rückmeldung gegeben.
- Das Lager der Welle ist erfindungsgemäß zwischen dem Drehknopf und der Rasteinrichtung angeordnet. Diese Position des Lagers erlaubt es den Drehknopf sehr nah am Lager zu positionieren, wodurch ein besonders kurzer Hebelarm erreicht wird. Dadurch wird ein von dem Drehknopf auf die Welle ausgeübtes, senkrecht zur Drehrichtung wirkendes Drehmoment minimiert. Der Drehschalter ist daher wesentlich zuverlässiger bedienbar als dies bei einem anders platzierten Lager der Fall wäre. Einem Verkanten oder Festklemmen des Drehschalters wird dadurch besonders erfolgreich entgegengewirkt.
- Die Aufgabe wird außerdem gelöst durch eine Rasteinrichtung für Drehschalter, die zwei unter Federkraft an einer Rastkontur anliegende Rastnasen und eine Welle umfasst. Die Auflagen der Rastnasen sind abgerundet. Eine Auflage kann hierbei ein Kontaktpunkt, eine Kontaktlinie oder eine Kontaktfläche zwischen einer Rastnase und der Rastkontur sein. Der Radius der Rundung der Auflage ist kleiner als zwei Fünftel der maximalen Breite der Rastnasen.
- Durch die Rundung der Auflagen der Rastnasen kann eine erhöhte Anzahl von Rastpositionen verwirklicht werden, da die Spitzen der Rastnasen schmaler gestaltet werden können. Außerdem kann eine sicherere Arretierung in den Rastpositionen erreicht werden, da die Rastnasen tiefer in die Rastvertiefungen eingreifen können.
- Vorteilhafte Aus- und Weiterbildungen, welche einzeln oder in Kombination miteinander eingesetzt werden können, sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
- In einer bevorzugten Ausführung der Erfindung sind die Auflagen der Rastnasen abgerundet, wobei der Radius der Rundung kleiner als zwei Fünftel der maximalen Breite der Rastnasen ist. Durch den im Vergleich zu einer Kugelrastung verkleinerten Radius der Rundung kann eine erhöhte Anzahl von Rastpositionen verwirklicht werden, da die Spitzen der Rastnasen schmaler gestaltet werden können. Außerdem kann eine sicherere Arretierung in den Rastpositionen erreicht werden, da die Rastnasen tiefer in die Rastvertiefungen eingreifen können. Durch die abgerundete Auflage wird außerdem die Reibung zwischen den Rastnasen und der Rastkontur vermindert, wodurch auch der Verschleiß beider Komponenten verringert wird. Vorzugsweise hat der parallel zur Drehebene liegende Querschnitt der Rastnasen im Wesentlichen die Form eines Dreiecks, besonders vorzugsweise die eines gleichschenkligen Dreiecks. Der Radius der Rundung der Auflage ist vorzugsweise kleiner als die halbe Breite der Rastvertiefungen, besonders vorzugsweise kleiner als zwei Fünftel der Breite der Rastvertiefungen, so dass die Auflagen der Rastnasen besonders leichtgängig in die Rastvertiefungen eingreifen können. Dies ermöglicht außerdem eine besonders hohe Anzahl von Rastpositionen. In einer weiteren bevorzugten Ausführung ist die Auflage der Rastnase abgeflacht, wodurch sich eine trapezförmige Querschnittsfläche ergibt.
- Vorzugsweise wird die Federkraft, mit der die Rastnasen an der Rastkontur anliegen, durch eine Schraubenfeder erzeugt. Schraubenfedern sind kostengünstig und in nahezu beliebiger Größe und Stärke erhältlich. Dadurch werden in der Herstellung und Wartung des Drehschalters Kosten gespart. Weiterhin kann dadurch eine für die jeweilige Anwendung oder den jeweiligen Anwender spezifisch angepasste Federkraft eingestellt werden. Besonders vorzugsweise ist die Schraubenfeder eine Metallfeder. Weiterhin ist auch bekannt, Blattfedern in Rasteinrichtungen zu verwenden. Vorzugsweise wird die Federkraft durch eine einzige Schraubenfeder erzeugt. In besonders bevorzugter Weise können aber auch mehr als eine Feder die Federkraft erzeugen. Beispielsweise können die Rastnasen von gegenüberliegenden Seiten, bezüglich der Drehachse radial nach Innen geführt an der Rastkontur anliegen. Dann werden die Rastnasen vorzugsweise separat auf jeweils einer Feder gelagert. Dabei sind die Federn vorzugsweise so angeordnet, dass die Federkräfte einander kompensieren.
- In einer bevorzugten Ausführung der Erfindung üben die Rastnasen in Raststellung keine Kraft auf die Welle aus. Vorzugsweise wird dies erreicht durch Lagern der beiden Rastnasen auf gegenüberliegenden Enden einer gemeinsamen Feder. Vorzugsweise ist die Feder in Kraftrichtung relativ zur Welle frei beweglich geführt. Vorzugsweise wird die Feder in einem Hohlzylinder geführt. Dadurch wird eine Verschiebung senkrecht zur Kraftrichtung verhindert. Die Bewegung bzw. Auslenkung der Feder wird in Kraftrichtung nur durch die Rastnasen begrenzt, die an der Rastkontur anliegen. Eine jeweils unterschiedlich große Auslenkung der beiden Rastnasen bewirkt lediglich eine Translation des Schwerpunkts der Feder in ihrer Führung. Die Kräfte, mit der die beiden Rastnasen an der Rastkontur anliegen, haben aufgrund der Verwendung einer gemeinsamen Feder immer den gleichen Betrag. Es herrscht ein ständiges Kräftegleichgewicht, ohne dass eine Kraft auf die Welle wirkt. Der Vorteil dieser Anordnung ist, dass die Rastnasen die Stellung der Welle nicht beeinflussen. Dadurch wird einem Verkanten des Drehschalters entgegengewirkt. Außerdem wird das Lager der Welle weniger belastet und kann daher weniger robust und kostensparend angefertigt sein. Beim Verdrehen des Drehknopfes treten allerdings Kräfte auf, die auch auf die Welle wirken.
- In einer bevorzugten Ausführung sind die Rastnasen bezüglich der Drehachse radial nach Außen geführt. Radial geführt heißt strahlenförmig von der Drehachse ausgehend oder auf die Drehachse hinzielend. Die Führung limitiert den Freiheitsgrad der Bewegung der Rastnasen vorzugsweise auf eine Richtung. Besonders vorzugsweise sind die Rastnasen senkrecht zur Drehachse in einer Ebene geführt. Es sind aber auch Anordnungen möglich, in denen die Rastnasen nicht in einer Ebene liegen oder in denen sie nicht senkrecht zur Drehachse angeordnet sind. Die Rastnasen können auch parallel zur Drehachse auf radial gegenüberliegenden Seiten der Drehachse angeordnet sein und an einer Rastkontur anliegen welche vorzugsweise als Rastscheibe ausgebildet ist. Hierbei ergibt sich eine resultierende Kraft parallel zur Drehachse, die auch auf die Welle wirkt. Vorzugsweise gleichen sich die Kräfte aus, so dass kein Drehmoment senkrecht zur Drehachse auf die Welle ausgeübt wird.
- Vorzugsweise sind die Rastnasen drehfest mit dem Drehknopf verbunden. Besonders vorzugsweise sind die Rastnasen über die Welle drehfest mit dem Drehknopf verbunden. Die Rastnasen werden daher durch Drehung des Drehknopfes relativ zur Rastkontur gedreht. Die Rastkontur ist vorzugsweise mit dem Elektrogerät drehfest verbunden, was bedeutet, dass sich die Rastkontur relativ zum Elektrogerät nicht dreht. Umgekehrt kann die Rastkontur drehfest mit dem Drehknopf verbunden sein und die Rastnasen können drehfest mit dem Elektrogerät verbunden sein. Dabei sind vorzugsweise die Rastnasen radial nach Innen zur Drehachse hinzielend angeordnet, wobei die Rastnasen dabei vorzugsweise senkrecht zur Drehachse auf gegenüberliegenden Seiten der Drehachse angeordnet sind. Hierbei sind die Rastnasen vorzugsweise auf jeweils separaten Federn gelagert. Vorzugsweise haben beide Federn die gleiche Härte, so dass bei gleicher Auslenkung die Rastnasen mit einer Kraft gleichen Betrags an der Rastkontur anliegen. Diese zur Drehachse hinzielenden Kräfte stabilisieren und zentrieren die Welle und funktionieren somit wie ein zweites Lager, wodurch einem Verkanten des Drehschalters entgegengewirkt wird.
- In einer bevorzugten Ausführung ist der gesamte Umfang der Welle von einem Lager umschlossen. Besonders vorzugsweise ist in axialer Richtung ein überwiegender Teil des Abschnittes der Welle, der zwischen Rastvorrichtung und Drehknopf liegt, von dem Lager umschlossen. Hierdurch wird die Welle besonders präzise geführt und auf nur einen Rotationsfreiheitsgrad um die Drehachse beschränkt. Dies verbessert abermals die Zuverlässigkeit des Drehschalters. In einer besonders bevorzugten Ausführung kann der Drehknopf in axialer Richtung verschiebbar sein. Ein Lager, welches einen Großteil der Welle umschließt ermöglicht es eine solche Verschiebung besonders präzise und ohne Verkanten auszuführen.
- Das Lager des Drehschalters, in dem sich die Welle befindet ist vorzugsweise als Gleitlager ausgebildet. Dies erlaubt eine besonders einfache und kostengünstige Gestaltung des Lagers. Es kann aber auch in besonders bevorzugter Weise als ein Wälzlager ausgeführt sein. In jedem Fall ist das Lager aber so gestaltet, dass es der Drehachse nur einen Rotationsfreiheitsgrad, in besonders bevorzugter Weise aber auch mindestens einen Translationsfreiheitsgrad erlaubt.
- Vorzugsweise weist die Rastkontur mindestens zwei einander gegenüberliegende Rastvertiefungen auf. In einer besonders bevorzugten Ausführung weist die Rastkontur eine Vielzahl von Rastvertiefungen auf. Außerdem ist es bekannt Rastvertiefungen mit unterschiedlicher Tiefe auf einer Rastkontur anzuordnen. Vorzugsweise kann die Rastkontur auch Erhöhungen aufweisen, wodurch beispielsweise ein Drehen des Drehknopfes um mehr als eine ganze Umdrehung verhindert werden kann. Die Erhöhungen können auch derart ausgebildet sein, dass lediglich eine Drehmomentspitze erzeugt wird, wodurch vorteilhaft eine besondere Schaltstellung angezeigt werden kann.
- Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen werden nachfolgend anhand eines in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiels, auf welches die Erfindung jedoch nicht beschränkt ist, näher beschrieben.
- Es zeigt schematisch:
- Fig. 1
- einen erfindungsgemäßen Drehschalter mit Rasteinrichtung für Elektrogeräte in einer perspektivischen Darstellung;
- Fig. 2
- eine Explosionsdarstellung des Drehschalters nach
Fig. 1 ; - Fig. 3A und 3B
- zwei Schnittansichten eines Drehschalter nach
Fig. 1 . - Bei der nachfolgenden Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung bezeichnen gleiche Bezugszeichen gleiche oder vergleichbare Komponenten.
- In
Fig. 1 ist eine perspektivische Ansicht eines Drehschalters 1 mit Rasteinrichtung als Bedienelement für Elektrogeräte in einer Ausführung mit einer Skala dargestellt. Zu sehen ist ein Drehknopf mit einer Skala 2 der in einem Schaltergehäuse 4 montiert ist. Das Schaltergehäuse 4 weist einen Zeiger 5 für die Skala 2 zum Ablesen der Drehschalterstellung auf. Außerdem umfasst das Schaltergehäuse 4 Befestigungsmittel 6, mit denen der Drehschalter an einem Elektrogerät montiert werden kann. Der Drehknopf ist mit einem Deckel 7 abgeschlossen. -
Fig. 2 zeigt den Drehschalter 1 ausFig. 1 in Explosionsdarstellung, wobei die Komponenten in axialer Richtung gegeneinander versetzt gezeigt sind. Zwei Rastnasen 8 und eine Schraubenfeder 9 sind in radialer Richtung versetzt dargestellt. In der gezeigten Ausführung ist die Rasteinrichtung auf zwei Komponenten aufgeteilt. Eine Rastnasenführung 10 umfasst eine Welle 11 und eine radiale Führung für eine Schraubenfeder 9 an deren beiden Enden jeweils Rastnasen 8 aufliegen. Die Schraubenfeder 9 kann sich in Kraftrichtung bewegen. Die zweite Komponente der Rasteinrichtung ist ein Schaltergehäuse 4, das ein als Gleitlager ausgebildetes Lager 12 für die Welle 11 sowie eine innenliegende Rastkontur umfasst. In der gezeigten Ausführung sind das Schaltergehäuse 4 sowie die Rastnasenführung 10 jeweils einstückig, zum Beispiel unter Verwendung des Spritzgussverfahrens, hergestellt. Die Welle 11 wird nach Einbringen in das Lager 12 mit einem Drehknopf 3 drehfest verbunden. Hierfür sind an der Spitze der Welle 11 Rastfedern 13 mit Rastvorsprüngen vorgesehen, die mit entsprechenden Gegenstücken im Drehknopf 3 verbindbar sind. Hierdurch werden insbesondere die Rastnasen 8 drehfest mit dem Drehknopf 3 verbunden. Zwischen Schaltergehäuse 4 und Drehknopf 3 wird außerdem ein Schalterkranz 14 eingebracht, der als Gleitunterlage für den Drehknopf 3 dient und außerdem einen Zeiger 5 für eine Skala 2 aufweist. Ein Deckel 7 kann vom Drehknopf 3 abgenommen werden, wodurch Öffnungen im Drehknopf 3 zugänglich werden, durch die die Verbindung zwischen Drehknopf 3 und Welle 11 gelöst werden kann. An der unteren Seite kann wie dargestellt ein Schleifkontakt 15 an die Rastnasenführung 10 befestigt werden, so dass eine Verbindung mit der Schalterelektronik 16 hegestellt wird. -
Fig. 3A zeigt eine Schnittansicht des Drehschalters 1 nachFig. 1 . Der Schnitt verläuft senkrecht zur Drehebene durch die Drehachse und entlang der Längsachse der Rastnasen 8. Wie inFig. 3A gut zu erkennen, ist das Lager 12 der Welle 11 zwischen dem Drehknopf 3 und der Rasteinrichtung angeordnet. Die Rastnasen 8 sind in der Rastnasenführung 10 auf einer Schraubenfeder 9 gelagert, die sich entlang der Kraftrichtung bewegen kann. Durch die Verwendung von nur einer Schraubenfeder 9, die in Kraftrichtung beweglich ist, wird sichergestellt, dass die Federkraft gleichmäßig auf die beiden Rastnasen 8 aufgeteilt wird und außerdem in Raststellung keine Kraft auf die Rastnasenführung 10 wirkt. Daher wirkt auch auf die Welle 11 keine Kraft. Die beiden außenliegenden Kanten oder Spitzen der Rastnasen 8 werden als Auflagen bezeichnet. Weiterhin sind die an der Spitze der Welle 11 befindlichen Rastvorsprünge und Rastfedern 13 dargestellt, die in die entsprechenden Gegenstücke des Drehknopfes 3 greifen. Dieser lösbare Verbindungsmechanismus erlaubt es, das Lager 12 der Welle 11 zwischen dem Drehknopf 3 und der Rasteinrichtung anzuordnen. Außerdem ist in der gezeigten Ausführung deutlich mehr als die Hälfte des Abschnitts der Welle 11 zwischen Rasteinrichtung und Drehknopf 3 von dem Lager 12 umschlossen. Hierdurch wird der Drehschalter 1 besonders zuverlässig. Beim Drehen verkantet die Welle 11 nicht und bleibt nicht stecken. - In
Fig. 3B ist ein Querschnitt des Drehschalters nachFig. 1 dargestellt. Der Schnitt verläuft durch die Drehebene auf Höhe der Rastnasen 8. In dieser Ansicht sind die Details der Rasteinrichtung genauer zu sehen. Die Rasteinrichtung befindet sich in einer Stellung, in der die Rastnasen 8 in einer Rastvertiefung einer Rastkontur 17 eingerastet sind. In Raststellung wirkt keine Kraft auf die Welle 11. Die Rastnasen 8 weisen einen im Wesentlichen dreieckigen Querschnitt auf, wobei die Spitze des Dreiecks abgerundet ist und der Radius der Rundung weniger als zwei Fünftel der maximalen Breite der Rastnasen 8 beträgt. Die Spitzen der Dreiecke bilden jeweils die Auflagen der Rastnasen 8. Die gezeigte Rastkontur 17, weist eine Mehrzahl von Rastvertiefungen auf. Die Rastvertiefungen sind in dieser Ausführung rotationssymmetrisch angeordnet, so dass beide Rastnasen 8 jeweils in gleichgeformte, gegenüberliegende Rastvertiefungen einrasten. Die gezeigte Ausführung erlaubt aber auch eine Rastkontur 17, bei der gegenüberliegende Rastvertiefungen ungleich tief sind. Die bewegliche Schraubenfeder 9 gleicht dies durch eine Translation in Kraftrichtung jeweils aus. Die inFig. 3B dargestellte Rastkontur 17 weist abgerundete Kanten auf. In Verbindung mit den abgerundeten Auflagen der Rastnasen 8 wird der Betrieb der Rasteinrichtung besonders verschleißarm. - Die in der vorstehenden Beschreibung, den Ansprüchen und den Zeichnungen offenbarten Merkmale können sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination für die Verwirklichung der Erfindung in ihren verschiedenen Ausgestaltungen von Bedeutung sein.
- Die Erfindung macht einen Drehschalter für Elektrogeräte in seiner Bedienung besonders zuverlässig. Durch die ausgeglichene Verteilung der Kräfte in der Rasteinrichtung treten keine störenden Drehmomente auf, die zu einem Verkanten der Welle im Lager führen können. Außerdem vermindert die abgerundete Form der Rastnasen den Verschleiß und verlängert damit die Lebensdauer des Drehschalters. Weiterhin ermöglicht die Erfindung eine besonders kostengünstige Bauweise des Drehschalters.
-
- 1.
- Drehschalter
- 2.
- Skala
- 3.
- Drehknopf
- 4.
- Schaltergehäuse
- 5.
- Zeiger
- 6.
- Befestigungsmittel
- 7.
- Deckel
- 8.
- Rastnase
- 9.
- Schraubenfeder
- 10.
- Rastnasenführung
- 11.
- Welle
- 12.
- Lager
- 13.
- Rastfeder
- 14.
- Schalterkranz
- 15.
- Schleifkontakt
- 16.
- Schalterelektronik
- 17.
- Rastkontur
Claims (10)
- Drehschalter (1) mit Rasteinrichtung als Bedienelement für Elektrogeräte, wobei der Drehschalter (1) einen Drehknopf (3), eine Welle (11) und ein Lager (12) umfasst und die Rasteinrichtung zwei unter Federkraft an einer Rastkontur (17) anliegende Rastnasen (8) umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass das Lager (12) der Welle (11) zwischen dem Drehknopf (3) und der Rasteinrichtung angeordnet ist.
- Drehschalter (1) mit Rasteinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Rastnasen (8) abgerundete Auflagen aufweisen, wobei der Radius der Rundung kleiner als zwei Fünftel der maximalen Breite der Rastnasen (8) ist
- Drehschalter (1) mit Rasteinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Federkraft durch eine Schraubenfeder (9) erzeugt wird.
- Drehschalter (1) mit Rasteinrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Rastnasen (8) in Raststellung keine Kraft auf die Welle (11) ausüben.
- Drehschalter (1) mit Rasteinrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Rastnasen (8) bezüglich der Drehachse radial nach Außen geführt sind.
- Drehschalter (1) mit Rasteinrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Rastnasen (8) drehfest mit dem Drehknopf (3) verbunden sind.
- Drehschalter (1) mit Rasteinrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Lager (12) einen überwiegenden Teil des zwischen Rastvorrichtung und Drehknopf (3) liegenden Abschnittes der Welle (11) umschließt.
- Drehschalter (1) mit Rasteinrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Lager (11) als Gleitlager ausgebildet ist.
- Drehschalter (1) mit Rasteinrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Rastkontur (17) mindestens zwei einander gegenüberliegende Rastvertiefungen aufweist.
- Rasteinrichtung für Drehschalter (1), die zwei unter Federkraft an einer Rastkontur (17) anliegende Rastnasen (8) und eine Welle (11) umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass die Rastnasen (8) abgerundete Auflagen aufweisen, wobei der Radius der Rundung kleiner als zwei Fünftel der maximalen Breite der Rastnasen (8) ist.
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