DE4216101C1 - Electrical rotary switch with multiple contact positions - has base with inset contact elements that are engaged by rotor coupled contact disc - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Drehschalter mit einer feststehenden, Festkontakte tragenden Basis aus Isoliermaterial und einem in der Basis drehbar gehaltenen und in mehrere Schaltstellungen einstellbaren und mit einer Kontaktbrücke versehenen Rotor aus Isoliermaterial, bei dem die Kontaktbrücke und die Festkontakte einen Umschaltekontakt mit mittlerer Ausschaltstellung bilden.

Drehschalter dieser Art sind in mannigfacher Ausführung bekannt. Bei diesen Drehschaltern sind je nach Einsatz folgende Eigenschaften erforderlich:

• a) konstanter hoher Kontaktdruck, um eine hohe Vibrationsfestigkeit zu erreichen,
• b) sauberer und eindeutiger Kontaktübergang beim Schalten für eine hohe Lebensdauer und
• c) beim Schalten keine Berührung der Kontaktierungspunkte mit dem Isolierkörper, um die Kontaktübergangswiderstände klein zu halten und Verunreinigungen zu vermeiden.

Diese Eigenschaften sind insbesondere bei Drehschaltern, die mit Schleifkontakten realisiert sind, nicht einfach einzuhalten, was insbesondere für den Punkt c) gilt.

Aus der DE-GM 18 89 856 ist ein Drehschalter der eingangs erwähnten Art bekannt, bei dem die drehbare Kontaktbrücke durch eine um den Rotor angeordnete Schraubenfeder an die feststehenden Kontakte gedrückt wird. Dieser bekannte Drehschalter hat eine als Rundmaterialabschnitt ausgebildete Kontaktbrücke, die mittels der Schraubenfeder und einer Druckscheibe abgefedert ist. Die Kontaktgabe und der Übergang in die Schaltstellungen ist bei diesem bekannten Drehschalter nicht ausreichend vibrationsfest.

Wie das DE-GM 18 19 390, die US 46 25 084 und die US 33 37 699 zeigen, sind auch Drehschalter bekannt, bei denen am Rotor befestigte Kontaktbrücken über Festkontakte gleiten.

Es ist Aufgabe der Erfindung, einen Drehschalter der eingangs erwähnten Art zu schaffen, der hohe Vibrationsfestigkeit aufweist, eindeutigen Kontaktübergang beim Schalten sicherstellt und bei dem die Kontaktierungspunkte der Kontaktbrücke auch beim Schalten nur mit den feststehenden Festkontakten der Basis in Verbindung kommen.

Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst, daß in der Basis auf einem Schaltkreis ein kreisbogenförmiger Mittelfestkontakt und diesem gegenüber symmetrisch zu seiner radialen Mittelachse zwei kreisbogenförmige Einzelfestkontakte festgelegt sind, die aus einem ringscheibenförmigen, in die Basis eingesetzten Teil abgeteilt und jeweils an beiden Abschnittsenden zur Bildung von abgerundeten Kontaktübergängen in Aufnahmen der Basis eingeführt und in dieser festgelegt sind, daß der Rotor als Kontaktbrücke ein ringscheibenförmiges Stanz-Biegeteil trägt, das mit mindestens einem ausgestanzten, abgebogenen Mitnehmer drehfest mit dem Rotor verbunden ist, daß die Kontaktbrücke mittels einer Schraubenfeder gegen den Mittelfestkontakt und die Einzelfestkontakte gedrückt ist und diametral angeordnete Kontaktkuppen trägt, wobei in allen Schaltstellungen die eine Kontaktkuppe stets mit dem Mittelfestkontakt in Verbindung steht, und daß an der Basis zwischen den Einzelfestkontakten und dem Mittelfestkontakt Abstütznocken angeformt sind, auf denen sich die Kontaktbrücke in der Ausschaltstellung abstützt, ohne daß die andere Kontaktkuppe mit der Basis in Berührung steht.

Mit der Schraubenfeder kann ein ausreichend hoher Kontaktdruck auf die Kontaktbrücke des Rotors ausgeübt werden. Damit ist ein gleichbleibender konstanter hoher Kontaktdruck und eine hohe Vibrationsfestigkeit erreicht.

Die abgebogenen Endabschnitte der erst an der in die Basis eingesetzten Platine abgetrennten Festkontakte - Mittelfestkontakt und Einzelfestkontakte - bilden abgerundete Kontaktanfänge, die ein sauberes und eindeutiges Übergehen der Kontaktkuppen der Kontaktbrücke auf die Festkontakte in der Basis in beiden Drehrichtungen des Rotors sicherstellt. Da sich in der Mittelausschaltstellung die Kontaktbrücke mit der anderen Kontaktkuppe zwischen den beiden Einzelfestkontakten befindet, muß sichergestellt sein, daß diese nicht mit der Basis in Verbindung kommt. Verläßt diese Kontaktkuppe einen Einzelfestkontakt, dann stützt sich die Kontaktbrücke nach kleinem Verstellweg auf den Abstütznocken der Basis ab, ohne daß diese Kontaktkuppe nach dem Verlassen des Einzelfestkontaktes mit der Basis in Verbindung kommt. An die Endabschnitte der Einzelfestkontakte schließt sich zunächst eine Ausnehmung der Basis an, in die die Endabschnitte nach dem Trennen der Platine eingebogen werden. Mit dieser Ausgestaltung ist sichergestellt, daß die Kontaktkuppe, welche mit den Einzelfestkontakten zusammenarbeiten, nie mit der Basis aus Isoliermaterial in Verbindung kommt und dadurch verunreinigt werden kann. Die andere Kontaktkuppe bleibt stets mit dem Mittelfestkontakt in Verbindung. Dies wird durch eine entsprechende Abmessung des Mittelfestkontaktes auf dem Schaltkreis erreicht.

Die eindeutige Positionierung der Festkontakte in der Basis wird nach einer Ausgestaltung dadurch erreicht, daß der Mittelfestkontakt und die Einzelfestkontakte an der Außenkante abgebogene Fixieransätze tragen, die in Aufnahmen der Basis eingeführt und gehalten sind.

Diese Fixieransätze können dadurch auch zur Befestigung der Festkontakte in der Basis ausgenützt werden, daß die Fixieransätze auf der dem Mittelfestkontakt und den Einzelfestkontakten abgekehrten Seite der Basis umgebogen und als Anschlußkontakte ausgebildet sind.

Für den eindeutigen, sauberen Kontaktübergang beim Schalten ist nach einer Ausgestaltung vorgesehen, daß die Endabschnitte des Mittelfestkontaktes und der Einzelfestkontakte eine Breite aufweisen, die etwas größer ist als der Durchmesser der Kontaktkuppen der Kontaktbrücke, und daß diese Endabschnitte symmetrisch zum Schaltkreis der Kontaktkuppen des Mittelfestkontaktes und der Einzelfestkontakte angeordnet sind.

Die Herstellung und Montage des Drehschalters wird dadurch vereinfacht und erleichtert, daß das ringscheibenförmige Teil für den Mittelfestkontakt und die Einzelfestkontakte mit den Endabschnitten und den Fixieransätzen als Stanz-Biegeteil ausgebildet und als Einheit in die Aufnahmen der Basis einsetzbar und darin abteilbar ist.

Die Mitnahme der Kontaktbrücke beim Verdrehen des Rotors wird dadurch erreicht, daß der Mitnehmer der Kontaktbrücke in eine Aufnahme des Rotors eingeführt und darin parallel zur Drehachse des Rotors begrenzt verstellbar ist. Dabei wird die Abfederung der Kontaktbrücke nicht beeinträchtigt.

Für die Drehlagerung des Rotors in der Basis ist nach einer Ausgestaltung vorgesehen, daß der Rotor einen Lageransatz aufweist, der durch die ringscheibenförmige Kontaktbrücke hindurch in eine Lageraufnahme der Basis eingeführt und darin drehbar gelagert ist.

Für die Abstützung der Schraubenfeder am Rotor ist vorgesehen, daß der Rotor einen Ringbund trägt, an dem sich die Schraubenfeder abstützt, und daß die Schraubenfeder in eine Ringnut des Rotors eingeführt ist.

Ist nach einer weiteren Ausgestaltung vorgesehen, daß der Rotor eine Schaltkurve trägt, die die Mittelanschaltstellung und die benachbarten, in den beiden Drehrichtungen des Rotors einstellbaren Schaltstellungen des Umschaltekontaktes festlegt, dann lassen sich auf einfache Weise mit einem Rastelement die Schaltstellungen des Drehschalters definieren und exakt positionieren.

Ein in den Zeichnungen dargestelltes Ausführungsbeispiel der Erfindung wird näher erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 in Explosionsdarstellung die Teile eines Drehschalters nach der Erfindung in Montagestellung,

Fig. 2 einen Teilschnitt, der die Mitnahme der Kontaktbrücke durch den Rotor erkennen läßt, und

Fig. 3 einen Teilschnitt, der den Übergang der anderen Kontaktkuppe der Kontaktbrücke aus der Mittelausschaltstellung in die beiden Schaltstellungen mit den Einzelfestkontakten erkennen läßt.

In der Fig. 1 sind die Teile des Drehschalters in der Montagestellung gezeigt. Die Basis 20 ist plattenförmig und weist eine Lageraufnahme 23 für einen Lageransatz 35 des Rotors 30 auf. Um diese Lageraufnahme 35 sind Aufnahmen 24, 25 und 26 in die Basis 20 eingebracht, die einen Mittelfestkontakt 10.1 und zwei Einzelfestkontakte 10.2 und 10.3 aufnehmen. Der Mittelfestkontakt 10.1 und die beiden Einzelfestkontakte 10.2 und 10.3 sind als einstückiges Teil 10 hergestellt und zwar als Stanz-Biegeteil. Der Mittelfestkontakt 10.1 und die Einzelfestkontakte 10.2 und 10.3 sind mittels nicht näher bezeichneten Stegen zusammengehalten. An dem Mittelfestkontakt 10.1 sind am Fixieransatz 11 und an den Enden Endabschnitte 12 und 13 abgebogen, die auf einem Schaltkreis 29 abgerundete Auflaufkanten für die Kontaktkuppen 41 der Kontaktbrücke 40 tragen. An dem Einzelfestkontakt 10.1 sind ein Fixieransatz 14 und Endabschnitte 15 und 16 abgebogen und der Einzelfestkontakt 10.2 trägt einen Fixieransatz 17 und abgebogene Endabschnitte 18 und 19 auf dem Schaltkreis 29 der Kontaktkuppen 41. Die Aufnahmen 24, 25 und 26 in der Basis 20 sind so ausgelegt, daß die Fixieransätze 11, 14 und 17 sowie die abgebogenen Endabschnitte 12, 13, 15, 16, 18 und 19 in Vertiefungen der Aufnahmen 24, 25 und 26 geführt und gehalten sind. Die Verbindungsstege zwischen dem Mittelfestkontakt 10.1 und dem Einzelfestkontakt 10.2 sowie zwischen dem Einzelfestkontakt 10.2 und dem Einzelfestkontakt 10.3 können vor dem Einsetzen in die Basis 20 abgetrennt werden.

Die Verbindungsstege können aber auch die Endabschnitte 12 und 13; 15 und 16 sowie 18 und 19 bilden und erst im eingesetzten Zustand abgetrennt und in entsprechend ausgelegte Aufnahmen der Basis 20 abgebogen werden. Die Aufnahmen 24, 25 und 26 in der Basis 20 sind bis auf die Vertiefungen für die Fixieransätze 11, 14 und 17 und Endabschnitte 12, 13, 15, 16, 18 und 19 nur Vertiefungen in der Basis 20, so daß der Mittelfestkontakt 10.1 und die Einzelfestkontakte 10.2 und 10.3 etwa bündig in die Basis 20 eingelassen sind. Im Bereich der Fixieransätze 11, 14 und 17 hat die Basis 20 Durchbrüche. Dasselbe gilt auch für die Bereiche zwischen dem Mittelfestkontakt 10.1 und den Einzelfestkontakten 10.2 und 10.3, wenn die Verbindungsstege im eingesetzten Zustand des Teiles 10 abgetrennt und in die Basis 20 abgebogen werden.

Zwischen dem Mittelfestkontakt 10.1 und den Einzelfestkontakten 10.2 und 10.3 trägt die Basis 20 Abstütznocken 22 außerhalb des Schaltkreises 29, deren Wirkung noch erläutert wird.

Der Mittelfestkontakt 10.1 erstreckt sich etwa über 90°. Die Einzelfestkontakte 10.2 und 10.3 liegen dem Mittelfestkontakt 10.1 auf dem Schaltkreis 29 gegenüber und sind symmetrisch zur radialen Mittelachse 27 des Mittelfestkontaktes 10.1 angeordnet.

Wie der Schnitt nach Fig. 2 zeigt, ist der Lageransatz 35 des Rotors 30 mit einem Ringbund 31 versehen, der auf der der Basis 20 zugekehrten Seite eine Ringnut 33 und eine Aufnahme 32 trägt. In die Ringnut 33 ist eine Schraubenfeder 34 eingeführt, die sich auf einer ringscheibenförmigen Kontaktbrücke 40 abstützt, welche diametral angeordnete, vorzugsweise ausgedrückte Kontaktkuppen 41 trägt. An der Kontaktbrücke 40 ist ein Mitnehmer 42 ausgestanzt und hochgebogen. Dieser Mitnehmer 42 ist in die Aufnahme 32 im Ringbund 31 des Rotors 30 eingeführt, so daß die Kontaktbrücke 40 mit dem Rotor 30 drehfest gekoppelt ist. Der Mitnehmer 42 der Kontaktbrücke 40 hat in der Aufnahme 32 ein Spiel, so daß er parallel zur Drehachse des Rotors 30 begrenzt verstellbar ist.

Der Rotor 30 trägt der Basis 20 abgekehrt eine Schaltkurve 36, die die Schaltstellungen des Rotors 30 und damit des Drehschalters definiert. In der Mittelausschaltstellung des Drehschalters steht die Kontaktbrücke 40 mit einer Kontaktkuppe 41 in der Mitte des Mittelfestkontaktes 10.1 und mit der anderen Kontaktkuppe 41 zwischen den beiden Einzelfestkontakten 10.2 und 10.3, wie der Fig. 3 zu entnehmen ist. Sind die einander zugekehrten Endabschnitte 16 und 18 dieser Einzelfestkontakte 10.2 und 10.3 in einen Durchbruch 21 der Basis 20 abgebogen, dann ist die andere Kontaktkuppe 41 der Kontaktbrücke 40 frei. Damit sich die Kontaktbrücke 40 nicht verkantet, stützt sie sich auf den Abstütznocken 22 der Basis 20 ab. Die Drehbewegung des Rotors 30 ist aus dieser Mittelausschaltstellung so begrenzt, daß in beiden Drehrichtungen die Schaltstellungen erreichbar sind, um über die Kontaktbrücke 40 den Mittelfestkontakt 10.1 wahlweise mit dem einen oder anderen Einzelfestkontakt 10.2 oder 10.3 zu verbinden. Mit der Schraubenfeder 34 wird dabei ein hoher konstanter Kontaktdruck erreicht und die andere Kontaktkuppe 41 läuft sanft auf die Einzelfestkontakte 10.2 und 10.3 auf, da die Endabschnitte 16 und 18 abgerundet abgebogen sind. Ist sichergestellt, daß die dem Mittelfestkontakt 10.1 zugeordnete Kontaktkuppe 41 den Mittelfestkontakt 10.1 in den beiden Schaltstellungen nicht verlassen kann, dann kann man auf die Endabschnitte 12, 13, 15 und 17 verzichten. Die Festlegung des Mittelfestkontaktes 10.1 mittels des Fixieransatzes 11 reicht dann aus.

Wie der Fig. 3 zu entnehmen ist, wird die den Einzelfestkontakten 10.2 und 10.3 zugeordnete Kontaktkuppe 41 der Kontaktbrücke 40 beim Schalten des Drehschalters nicht mit der Basis 20 in Verbindung kommen. Eine Verunreinigung dieser Kontaktübergänge ist damit vermieden, so daß ein geringer Kontaktübergangswiderstand garantiert ist. Die Lebensdauer dieses Drehschalters kann dadurch erhöht werden, daß die Kontaktbrücke 40 und/oder das Teil 10 mit einer verschleißfesten Oberflächenschicht, z. B. aus Nickel, versehen werden. Das Teil 10 kann als Stanz-Biegeteil hergestellt werden, wobei die Verbindungsstege zwischen dem Mittelfestkontakt 10.1 und den Einzelfestkontakten 10.2 und 10.3 vollständig am Mittelfestkontakt 10.1 verbleiben und als Fixieransätze verwendet sind. Die Einzelfestkontakte 10.2 und 10.3 haben ihre Fixieransätze 14 und 17, während der Verbindungssteg zwischen den beiden Einzelfestkontakten 10.2 und 10.3 mittig geteilt und als Endabschnitte 16 und 18 gemäß Fig. 3 als abgerundete Auflaufkanten ausgenützt werden. Es sind daher unterschiedliche Ausgestaltungen des Teils 10 und der Aufnahmen 24, 25 und 26 in der Basis 20 möglich, ohne den Grundgedanken der Erfindung zu verlassen.

Claims (10)

1. Drehschalter mit einer feststehenden, Festkontakte tragenden Basis aus Isoliermaterial und einem in der Basis drehbar gehaltenen und in mehrere Schaltstellungen einstellbaren und mit einer Kontaktbrücke versehenen Rotor aus Isoliermaterial, bei dem die Kontaktbrücke und die Festkontakte einen Umschaltekontakt mit mittlerer Ausschaltstellung bilden, dadurch gekennzeichnet,
daß in der Basis (20) auf einem Schaltkreis (29) ein kreisbogenförmiger Mittelfestkontakt (10.1) und diesem gegenüber symmetrisch zu seiner radialen Mittelachse (27) zwei kreisbogenförmige Einzelfestkontakte (10.2, 10.3) festgelegt sind, die aus einem ringscheibenförmigen, in die Basis (20) eingesetzten Teil (10) abgeteilt und jeweils an beiden Abschnittsenden (12, 13; 15, 16; 18, 19) zur Bildung von abgerundeten Kontaktübergängen in Aufnahmen (21, 24, 25, 26) der Basis (20) eingeführt und in dieser festgelegt sind,
daß der Rotor (30) als Kontaktbrücke (40) ein ringscheibenförmiges Stanz-Biegeteil trägt, das mit mindestens einem ausgestanzten, abgebogenen Mitnehmer (42) drehfest mit dem Rotor (30) verbunden ist,
daß die Kontaktbrücke (40) mittels einer Schraubenfeder (34) gegen den Mittelfestkontakt (10.1) und die Einzelfestkontakte (10.2, 10.3) gedrückt ist und diametral angeordnete Kontaktkuppen (41) trägt, wobei in allen Schaltstellungen die eine Kontaktkuppe (41) stets mit dem Mittelfestkontakt (10.1) in Verbindung steht, und
daß an der Basis (20) zwischen den Einzelfestkontakten (10.2, 10.3) und dem Mittelfestkontakt (10.1) Abstütznocken (22) angeformt sind, auf denen sich die Kontaktbrücke (40) in der Ausschaltstellung abstützt, ohne daß die andere Kontaktkuppe (41) mit der Basis (20) in Berührung steht.

2. Drehschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Mittelfestkontakt (10.1) und die Einzelfestkontakte (10.2, 10.3) an der Außenkante abgebogene Fixieransätze (11, 14, 17) tragen, die in Aufnahmen (21, 24, 25, 26) der Basis (20) eingeführt und gehalten sind.

3. Drehschalter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Fixieransätze (14, 17) auf der dem Mittelfestkontakt (10.1) und den Einzelfestkontakten (10.2, 10.3) abgekehrten Seite der Basis (20) umgebogen und als Anschlußkontakte ausgebildet sind.

4. Drehschalter nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet,
daß die Endabschnitte des Mittelfestkontaktes (10.1) und der Einzelfestkontakte (10.2, 10.3) eine Breite aufweisen, die etwas größer ist als der Durchmesser der Kontaktkuppen (41) der Kontaktbrücke (40), und
daß diese Endabschnitte symmetrisch zum Schaltkreis (29) der Kontaktkuppen (41) des Mittelfestkontaktes (10.1) und der Einzelfestkontakte (10.2, 10.3) angeordnet sind.

5. Drehschalter nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das ringscheibenförmige Teil (10) für den Mittelfestkontakt (10.1) und die Einzelfestkontakte (10.2, 10.3) mit den Endabschnitten (12, 13; 15, 16; 18, 19) und den Fixieransätzen (11, 14, 17) als Stanz-Biegeteil ausgebildet und als Einheit in die Aufnahmen (24, 25, 26) der Basis (20) einsetzbar und darin abteilbar ist.

6. Drehschalter nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Mitnehmer (42) der Kontaktbrücke (40) in eine Aufnahme (32) des Rotors (30) eingeführt und darin parallel zur Drehachse des Rotors (30) begrenzt verstellbar ist.

7. Drehschalter nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Rotor (30) einen Lageransatz (35) aufweist, der durch die ringscheibenförmige Kontaktbrücke (40) hindurch in eine Lageraufnahme (23) der Basis (20) eingeführt und darin drehbar gelagert ist.

8. Drehschalter nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet,
daß der Rotor (30) einen Ringbund (31) trägt, an dem sich die Schraubenfeder (34) abstützt, und
daß die Schraubenfeder (34) in eine Ringnut (33) des Rotors (30) eingeführt ist.

9. Drehschalter nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Rotor (30) eine Schaltkurve (36) trägt, die die Mittelanschaltstellung und die benachbarten, in den beiden Drehrichtungen des Rotors (30) einstellbaren Schaltstellungen des Umschaltekontaktes festlegt.

10. Drehschalter nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktbrücke (40) und/oder das Teil (10) mit einer verschleißfesten Oberflächenschicht, z. B. aus Nickel, versehen sind.