EP0223968A2 - Elektrischer Drehschalter - Google Patents

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EP0223968A2
EP0223968A2 EP86113240A EP86113240A EP0223968A2 EP 0223968 A2 EP0223968 A2 EP 0223968A2 EP 86113240 A EP86113240 A EP 86113240A EP 86113240 A EP86113240 A EP 86113240A EP 0223968 A2 EP0223968 A2 EP 0223968A2
Authority
EP
European Patent Office
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circuit board
rotary switch
plate element
printed circuit
switch according
Prior art date
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Granted
Application number
EP86113240A
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English (en)
French (fr)
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EP0223968B1 (de
EP0223968A3 (en
Inventor
Jürgen Wolf
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Braun GmbH
Original Assignee
Braun GmbH
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Filing date
Publication date
Application filed by Braun GmbH filed Critical Braun GmbH
Publication of EP0223968A2 publication Critical patent/EP0223968A2/de
Publication of EP0223968A3 publication Critical patent/EP0223968A3/de
Application granted granted Critical
Publication of EP0223968B1 publication Critical patent/EP0223968B1/de
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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H19/00—Switches operated by an operating part which is rotatable about a longitudinal axis thereof and which is acted upon directly by a solid body external to the switch, e.g. by a hand
    • H01H19/54—Switches operated by an operating part which is rotatable about a longitudinal axis thereof and which is acted upon directly by a solid body external to the switch, e.g. by a hand the operating part having at least five or an unspecified number of operative positions
    • H01H19/56—Angularly-movable actuating part carrying contacts, e.g. drum switch
    • H01H19/58—Angularly-movable actuating part carrying contacts, e.g. drum switch having only axial contact pressure, e.g. disc switch, wafer switch
    • H01H19/585—Angularly-movable actuating part carrying contacts, e.g. drum switch having only axial contact pressure, e.g. disc switch, wafer switch provided with printed circuit contacts
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H19/00—Switches operated by an operating part which is rotatable about a longitudinal axis thereof and which is acted upon directly by a solid body external to the switch, e.g. by a hand
    • H01H19/02—Details
    • H01H19/10—Movable parts; Contacts mounted thereon
    • H01H19/11—Movable parts; Contacts mounted thereon with indexing means
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H19/00—Switches operated by an operating part which is rotatable about a longitudinal axis thereof and which is acted upon directly by a solid body external to the switch, e.g. by a hand
    • H01H2019/008—Switches operated by an operating part which is rotatable about a longitudinal axis thereof and which is acted upon directly by a solid body external to the switch, e.g. by a hand with snap mounting of rotatable part on fixed part, e.g. rotor on stator, operating knob on switch panel

Definitions

  • the invention relates to an electrical rotary switch, which is attached to a printed circuit board with a printed circuit board, with a rotatably mounted on the circuit board, with at least one contact bridge that connects at least two conductor tracks of the printed circuit when the rotary switch is connected, with one of the Switching gear outgoing, the printed circuit board penetrating journal, which can be secured on the underside of the printed circuit board opposite the printed circuit by a fastening element on the printed circuit board, with a spring element which presses the contact bridge against the printed circuit board and with grid-shaped recesses formed on the rotary switch, into the at least engages a switching element resilient according to the rotational position of the ratchet wheel.
  • Such an electrical rotary switch is known from DE-AS 2 036 775. It consists of a rotary knob, two contact bridges, a printed circuit board, a compression spring and a washer. In the assembled state of the rotary switch, the spring pulls the pin downward away from the circuit board via the disk, so that the contact bridges are pressed resiliently against the circuit board by the rotary knob.
  • the balls formed at the two ends of the contact bridges and the two-part design result in expensive manufacture of the contact bridges, which in the exemplary embodiment shown here have to be produced either as turned or molded parts.
  • the object of the invention is therefore to provide an electrical rotary switch which has as few components as possible with a small space requirement and costs, which is quick and easy to assemble and which nevertheless operates as user-friendly as possible with high functional reliability.
  • the fastening element, the spring element and the switching element is formed by a single, elastically deformable plate element.
  • the plate element according to the invention secures and guides the switching wheel on the printed circuit board without play, secures the contact bridges between the switching wheel and the printed circuit board and compares the desired locking function to the switching wheel.
  • the rotary switch can be easily assembled by hand without the need for additional tools. When the rotary switch is actuated, the circuit board remains unaffected by switching forces.
  • a particularly simple assembly of the rotary switch is achieved in that the plate element is formed on the underside of the circuit board and in that the plate element with the free End of the pin is connected via a positive connection, preferably via a bayonet-type closure or via a snap connection.
  • This simple type of connection also enables the rotary switch to be replaced easily without the circuit board having to be replaced at the same time.
  • the grid effect on the rotary switch can be achieved according to the invention in a particularly simple manner in that a tongue which is angled to the plate element is formed on the edge of the plate element and penetrates an opening formed on the printed circuit board and which resiliently latches with its free end into one of the recesses, the Recesses are formed on the underside of the ratchet wheel opposite the printed circuit of the circuit board.
  • the resilient tongue acting on the switching wheel on the one hand secures the plate element against rotation and always brings the switching wheel into a precisely predetermined grid position when the rotary switch is turned.
  • the ratchet wheel can be rotated without play and snaps almost automatically into the desired switching position without having to be readjusted by hand.
  • the recesses are substantially V-shaped, that the tongue extending from the plate element is essentially L-shaped in cross-section, and that the leg, which extends at right angles from the longer leg of the tongue, is connected to the ratchet wheel is arched that it snaps into any recess of the ratchet wheel without play.
  • the length of the perpendicularly penetrating the circuit board portion of the tongue is dimensioned so that the plate element is biased between the recesses and its attachment to the pin.
  • the spring force of the plate element can thus be determined by the thickness, the material and the geometrical dimensions of the plate element, with the last feature being able to achieve particularly soft spring characteristics on the plate element due to the great freedom of space.
  • a sheet metal tab is formed on the edge opposite the tongue on the plate element and engages in a depression formed on the circuit board.
  • the pretension of the plate element with respect to the printed circuit board and the pin can be increased according to the invention in that the plate element has projections which are directed towards the underside of the printed circuit board and rest there.
  • the plate element is thus biased by both the tongue and the projections.
  • the plate element is pressed relatively evenly against the pin, whereby a good bending stress distribution is also formed in the plate element.
  • Adequate spring forces with particularly thin-walled material and a long service life are achieved when using spring steel sheet, so that the axial length of the rotary switch increases only slightly.
  • the plate element can be produced particularly inexpensively and simply using the stamping and bending method.
  • the contact bridge is arranged in a recess formed on the ratchet wheel, the edge of which be the contact bridge with little play limits and that in the assembled state of the rotary switch, the circuit board secures the contact bridge in the recess of the switching wheel against falling out. With this arrangement, additional holding means for the contact bridge are not required.
  • the ratchet does not cause short circuits on the circuit board and at the same time is easy and cheap to manufacture, it is made of plastic.
  • two stops limiting the rotation of the switching wheel are formed on the upper side facing away from the printed circuit board, with stops arranged in the housing between the two stops engaging, further stops can be brought into operative connection.
  • the housing can be part of a coffee machine or other electrical device, for example.
  • a driver arrangement is formed on the top of the ratchet wheel, which is used to receive and fasten a rotary knob and that the rotary knob penetrates the housing to the outside.
  • the two-part design of the rotary knob and ratchet wheel means that different materials can be selected for these parts according to their function and that the housing can be removed from the base of the machine after the rotary knob has been removed.
  • the electrical rotary switch 1 is formed in a housing 2, which is part of a coffee machine, for example, below a housing wall 3.
  • the electric rotary switch 1 consists of a switching wheel 4, a plate element 5 and a contact bridge 6.
  • the switching wheel 4 corresponds to the shape of a circular disk which is formed in the drawing above a printed circuit board 7 and which runs essentially parallel to the latter.
  • Electrically conductive switching paths are printed on the surface 8 of the printed circuit board 7 and are connected to at least one control circuit attached to the surface 8 of the printed circuit board 7.
  • the control circuit is also not shown in the drawing.
  • blind hole 10 On the top 9 of the ratchet wheel 4 opposite the housing wall 3 there is a blind hole 10 which runs concentrically to the ratchet wheel 4 and which runs perpendicularly to the top 9 in the drawing downward.
  • the cross section of the blind bore 10 is essentially rectangular and has a radially outwardly extending recess 12 on one of its longer side surfaces 11.
  • the blind hole 10 serves to receive a pin formed on a rotary knob which, like the rotary knob, is not shown in the drawing.
  • the pin protrudes upward out of the housing 2 via a bore 13 formed in the housing wall 3, which runs concentrically to the blind bore 10, and is connected to the manually operated rotary knob.
  • a catch element which is formed on the pivot of the rotary knob but not shown, engages in the recess 12, as a result of which the position of the rotary knob relative to the housing 2 and the rotary switch 1 is clearly determined.
  • On the top 9 two stops 14, 15 are formed on the peripheral edge of the ratchet wheel 4, which extend upwards in the drawing and which are at the same radius at a predetermined angle from each other.
  • a stop 16 formed on the housing 2 engages in the annular space formed between the two stops 14, 15 and extends from the housing wall 3 downwards in the drawing.
  • a blind pin 17, which runs concentrically to the blind hole 10 and adjoins the blind hole 10 in the drawing downward, penetrates a through hole 18 formed on the printed circuit board 7 and is centered in the through hole 18.
  • the pin 17 tapers over the ring step 19 such that an annular groove 20 is formed on the pin 17.
  • the width of the annular groove 20 is not much greater than the thickness of the plate element 5.
  • the annular groove 20 is adjoined at the bottom by a pin 17 with a substantially rectangular cross section, the largest outer diameter 22 of which corresponds to the largest outer diameter of the pin 17 .
  • the distance between the two side surfaces 23, 24 is just as large as the distance between the two side surfaces 25, 26 of the bore 27 formed in the plate element 5 according to FIG. 4.
  • the cross section of FIG Bore 27 according to FIG. 4 corresponds to the outer dimension of section 21 according to FIG. 5, it is only slightly larger than section 21, so that section 21 can be passed through bore 27.
  • the section 21 thus forms, with the bore 27 and the plate element 5, the bayonet catch of the rotary switch 1.
  • the diameter of the annular groove 20 according to FIG. 1 almost corresponds to the width of the section 21, measured over the shortest length of the two side surfaces 23, 24 according to FIG. 5.
  • the plate element 5 is centered in the annular groove 20 over the two side surfaces 25, 26.
  • the section 21 is arranged below the plate element 5 in the drawing and rests with its contact surface 28 on the underside 29 of the plate element 5.
  • the plate element 5 is essentially trapezoidal in plan view. 1 and 4, a sheet metal tab 30 is formed on the plate element 5, which extends perpendicularly upward to the plate element according to FIG. 1 and which engages in a slot 31 adapted to the sheet tab 30 in the printed circuit board 7 .
  • a tongue 32 of L-shaped cross section is formed according to FIGS. 1 and 4, which penetrates an upward hole 33 in the circuit board 7 in cross section in the drawing. 1, 2 and 4, rectangular sheet metal strips 36, 37 are formed laterally on both sides in FIGS. 1, 2 and 4, which are delimited by the side walls 38, 39 of the bore 33.
  • the side walls 38, 39 serve to prevent the plate element 5 from tipping sideways.
  • a shorter leg 40 adjoins the longer leg 34 at right angles and runs to the right in the drawing according to FIG. 1.
  • the shorter leg 40 forms the foot of the L-shaped tongue 32.
  • the foot 40 is arched upward according to FIG. 2 and engages in a recess 42 which is formed in cross-section and is V-shaped in the cross section V-shaped. 2 and 5, a plurality of serrated elevations 43 of the same dimensions are integrally formed on the underside 41 of the switching wheel 4 on the radially outer edge, between which the recesses 42 are located.
  • the recesses 42 provide the latching action with the foot 40 when the rotary switch 1 is actuated.
  • the radius of the upward curvature of the foot 40 is dimensioned such that it engages in the recesses 42 without play.
  • projections 44, 45 are pressed into the plate element 5 at the upper and lower edges, which, according to FIG. 2, rest on the underside of the printed circuit board 7, as a result of which the plate element 5 is preloaded and in this area a certain distance from the printed circuit board 7 has.
  • a contact bridge 48 in the pocket 46 the base plate 49 of which is adapted to the pocket 46 and is inserted loosely into the pocket 46.
  • two resilient contact tabs 50, 51 which run alongside one another and extend downward from the base plate 49, bear against the surface 8 of the printed circuit board 7 with prestress.
  • the contact lugs 50, 51 establish the current connection of different current paths on the printed circuit board 7, so that circuits not shown in the drawing are supplied with current or are separated therefrom.
  • FIG. 3 instead of the bayonet connection shown in FIG. 1, a snap connection 52 between the plate element 5 and the switching wheel 4 is shown.
  • the pin 17 is slotted at its free end, so that the webs 53, 54 formed thereby are pressed radially inwards in a spring-like manner when the pin 17 is pressed into the circular bore formed in the plate element 5.
  • the webs 53, 54 return to their starting position, so that the locking lugs 56, 57 engage behind the plate element 5 from below.
  • a positive connection between the switching wheel 4 and the plate element 5 is achieved in a simple manner.
  • the assembly of the rotary switch 1 is as follows.
  • the switching wheel 4 is held so that the underside 41, as shown in FIG. 5, comes to lie upwards.
  • the contact bridge 48 is now inserted into the pocket 46, as shown in FIG. 1.
  • the circuit board 7 is placed on the ratchet wheel 4, the pin 17 penetrating the through hole 18.
  • the plate element 5 with its bore 27 is placed on the section 21. It should be noted that the sheet metal tab 30 engages in the slot 31 and the tongue 32 in the bore 33.
  • the plate element 5 is pushed onto the pin 17 until the bore 27 has reached the height of the annular groove 20. Subsequently, the switching wheel 4 is rotated and the section 21 now projects beyond the side surfaces 25, 26.
  • the assembly of the rotary switch 1 has ended.
  • the plate element 5 is prestressed via the annular groove 20 such that the shorter leg 40 and the contact tabs 50, 51 are pretensioned on the switching wheel 5 or on the surface 8 of the conductor plate 7 If the circuit board 7 is then installed with the rotary switch 1 in the housing 2, it must be ensured that the stop 16 engages between the two stops 14, 15. This limits the angle of rotation of the rotary switch 1, so that on the one hand the plate element 5 can never be detached from the pin 17 and on the other hand only the switch positions provided for the rotary switch 1 can be set. Because of the relatively large lever arm, when the rotary switch 1 is turned, the tongue 32 slides relatively easily from one to the other recess 42.
  • the contact tabs 50, 51 are also designed as resilient tongues, they always slide with a constant contact force on the surface 8 of the Printed circuit board 7, whereby radio (formation) is largely avoided.
  • the contact force of the contact lugs 50, 51 is additionally influenced by the spring force of the plate element 5.

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  • Rotary Switch, Piano Key Switch, And Lever Switch (AREA)

Abstract

Der elektrische Drehschalter 1, der auf eine mit einer aufgedruckten Schaltung versehenen Leiterplatte 7 befestigt ist, weist ein auf der Leiterplatte 7 drehbar gelagertes Schaltrad 4 auf, an dem in einer Tasche 46 eine Kontaktbrücke 48 eingesetzt ist. Die Kontaktbrücke 48 verbindet bzw. trennt beim Drehen des Drehschalters 1 mindestens zwei Leiterbahnen der aufgedruckten Schaltung. Am Schaltrad 4 ist ein die Leiterplatte 7 durchdringender Lagerzapfen 17 angeformt, der auf der der aufgedruckten Schaltung gegenüberliegenden Unterseite der Leiterplatte 7 durch ein Plattenelement 5 auf der Leiterplatte 7 befestigt ist. Das Schaltrad 4 weist rasterförmige Ausnehmungen 42 auf, in die jeweils in eine Ausnehmung ein entsprechend der Drehstellung des Schaltrades 4 federndes Schaltelement 32 eingreift. Das Plattenelement 5 drückt über das Schaltrad 4 die Kontaktfahnen 48 federnd gegen die Leiterplatte 7, bildet zusätzlich das Rastelement 40 und verbindet gleichzeitig das Schaltrad 4 mit der Leiterplatte 7.

Description

  • Die Erfindung betrifft einen elektrischen Drehschalter, der auf einer mit einer aufgedruckten Schaltung versehenen Leiterplatte befestigt ist, mit einem auf der Leiterplatte drehbar gelagerten Schaltrad, mit mindestens einer Kontaktbrücke, die beim Drehen des Drehschalters mindestens zwei Leiterbahnen der aufgedruckten Schaltung miteinander verbindet, mit einem vom Schaltrad ausgehenden, die Leiterplatte durchdringenden Lagerzapfen, der auf der der aufgedruckten Schaltung gegenüberliegenden Unterseite der Leiterplatte durch ein Befestigungselement auf der Leiterplatte sicherbar ist, mit einem die Kontaktbrücke gegen die Leiterplatte federnd andrückenden Federelement und mit an dem Drehschalter ausgebildeten, rasterförmigen Ausnehmungen, in die mindestens ein entsprechend der Drehstellung des Schaltrades federndes Schaltelement eingreift.
  • Ein derartiger elektrischer Drehschalter ist aus der DE-AS 2 036 775 bekannt. Er besteht aus einem Drehknopf, zwei Kontaktbrücken, einer Leiterplatte, einer Druckfeder und einer Scheibe. Im montierten Zustand des Drehschalters zieht die Feder über die Scheibe den Zapfen nach unten von der Leiterplatte weg, so daß hierdurch von dem Drehknopf die Kontaktbrücken federnd gegen die Leiterplatte gedrückt werden.
  • Bei diesem Drehschalter ist es als weniger vorteilhaft anzusehen, daß, da der Lochdurchmesser der Scheibe geringfügig kleiner ist als der Außendurchmesser des Zapfens, beim Montagevorgang verhältnismäßig hohe Aufzugskräfte entstehen, um die Scheibe zum Zwecke der formschlüssigen Befestigung über den Zapfen in die hierfür vorgesehene Nut einzudrücken. Dies macht besondere Montagewerkzeuge erforderlich, die mit erhöhten Kosten verbunden sind. Auch die als gesondertes Einzelteil dargestellte Feder wirkt sich, abgesehen von dem erhöhten Montageaufwand, nachteilig auf die Kosten des Drehschalters aus.
  • Desweiteren ergibt sich durch die an den beiden Enden der Kontaktbrücken ausgebildeten Kugeln sowie durch die zweiteilige Ausführung eine teuere Herstellung der Kontaktbrücken, die in dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel entweder als Dreh- oder Formteile hergestellt werden müssen.
  • Als weiterer Nachteil ist die Funktionstüchtigkeit des Drehschalters anzusehen, bei dem bei jeder Schalterbetätigung die Kugeln der Kontaktbrücken aus den in der Leiterplatte vorgesehenen Bohrungen herausgleiten, wodurch eine frühzeitige Beschädigung der oft sehr dünnen Leiterplatte hervorgerufen werden kann. Auch die Verschiebung des Drehknopfs in seiner Achsrichtung während eines Schaltvorgangs ist von Nachteil.
  • Aufgabe der Erfindung ist es daher, einen elektrischen Drehschalter zu schaffen, der möglichst wenige Bauteile bei geringem Platzbedarf und Kosten aufweist, der schnell und einfach montierbar ist und der dennoch bei hoher Funktionssicherheit möglichst bedienungsfreundlich arbeitet.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Befestigungselement, das Federelement und das Schaltelement von einem einzigen, elastisch verformbaren Plattenelement gebildet wird. Das erfindungsgemäße Plattenelement sichert und führt spielfrei das Schaltrad auf der Leiterplatte, sichert die Kontaktbrücken zwischen dem Schaltrad und der Leiterplatte und verleicht dem Schaltrad die gewünschte Rastfunktion. Der Drehschalter ist von Hand leicht montierbar, ohne daß dabei zusätzliche Werkzeuge benötigt werden. Beim Betätigen des Drehschalters bleibt die Leiterplatte von Schaltkräften unbeeinflußt.
  • Eine besonders einfache Montage des Drehschalters wird dadurch erreicht, daß das Plattenelement auf der Unterseite der Leiterplatte ausgebildet ist und daß das Plattenelement mit dem freien Ende des Zapfens über eine formschlüssige Verbindung, vorzugsweise über einen bajonettartigen Verschluß oder über eine Schnappverbindung verbunden ist. Diese einfache Verbindungsart ermöglicht auch ein leichtes Auswechseln des Drehschalters, ohne daß hierbei gleichzeitig die Leiterplatte mit ausgewechselt werden muß.
  • Die Rasterwirkung am Drehschalter läßt sich erfindungsgemäß auf besonders einfache Weise dadurch verwirklichen, daß am Rand des Plattenelements eine zum Plattenelement abgewinkelte Zunge angeformt ist, die eine an der Leiterplatte ausgebildete Öffnung durchdringt und die mit ihrem freien Ende in eine der Ausnehmungen federnd einrastet, wobei die Ausnehmungen an der der gedruckten Schaltung der Leiterplatte gegenüberliegenden Unterseite des Schaltrades ausgebildet sind. Die auf das Schaltrad einwirkende, federnde Zunge sichert zum einen das Plattenelement gegen Verdrehung und bringt das Schaltrad beim Drehen des Drehschalters stets in eine exakt vorgegebene Rasterpostition. Hierdurch läßt sich das Schaltrad völlig spielfrei drehen und schnappt nahezu selbsttätig in die gewünschte Schaltstellung ein, ohne daß dabei noch von Hand nachjustiert werden muß. Dabei hat es sich als besonders vorteilhaft erwiesen, daß die Ausnehmungen im wesentlichen V-förmig verlaufen, daß die sich von dem Plattenelement wegerstreckende Zunge im Querschnitt im wesentlichen L-förmig ausgebildet ist und daß der vom längeren Schenkel der Zunge rechtwinklig verlaufende Schenkel derart zum Schaltrad gewölbt ist, daß er in jede Ausnehmung des Schaltrades spielfrei einrastet.
  • Damit die Kontaktfahnen von dem Schaltrad ausreichend fest gegen die Leiterplatte gedrückt werden und gleichzeitig die zum Überfahren der Rastelemente erforderliche Drehkraft am Schaltrad in annehmbaren Grenzen bleibt, ist in einer Weiterbildung der Erfindung vorgesehen, daß die Länge des senkrecht die Leiterplatte durchdringenden Abschnitts der Zunge so bemessen ist, daß das Plattenelement zwischen den Ausnehmungen und seiner Befestigung am Zapfen vorgespannt ist. Die Federkraft des Plattenelements kann also durch die Dicke, den Werkstoff und die geometrischen Abmessungen des Plattenelements bestimmt werden, wobei mit dem letzten Merkmal aufgrund der großen Raumfreiheit besonders weiche Federkennlinien am Plattenelement erreicht werden können.
  • Damit das Plattenelement ohne Zuhilfenahme der Zapfenlagerung dennoch drehfest auf der Leiterplatte gehalten wird, ist an dem der Zunge gegenüberliegenden Rand am Plattenelement ein Blechlappen angeformt, der in eine an der Leiterplatte ausgebildete Vertiefung eingreift.
  • Die Vorspannung des Plattenelements gegenüber der Leiterplatte und dem Zapfen kann noch erfindungsgemäß dadurch erhöht werden, daß das Plattenelement auf die Unterseite der Leiterplatte gerichtete und dort anliegende Vorsprünge aufweist. Das Plattenelement wird also sowohl von der Zunge als auch von den Vorsprüngen vorgespannt. Hierdurch wird unter anderem das Plattenelement verhältnismäßig gleichmäßig gegen den Zapfen gedrückt, wodurch auch eine gute Biegespannungsverteilung im Plattenelement gebildet wird. Ausreichende Federkräfte bei besonders dünnwandigem Material und bei hoher Lebensdauer werden bei der Anwendung von Federstahlblech erzielt, so daß sich die axiale Baulänge des Drehschalters nur geringfügig erhöht. Das Plattenelement läßt sich besonders kostengünstig und einfach im Stanz- und Biegeverfahren herstellen.
  • In einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, daß die Kontaktbrücke in einer am Schaltrad ausgebildeten Ausnehmung angeordnet ist, deren Rand mit geringem Spiel die Kontaktbrücke begrenzt und daß im montierten Zustand des Drehschalters die Leiterplatte die Kontaktbrücke in der Ausnehmung des Schaltrades gegen Herausfallen sichert. Durch diese Anordnung werden zusätzliche Haltemittel für die Kontaktbrücke nicht erforderlich.
  • Damit das Schaltrad keine Kurzschlüsse auf der Leiterplatte hervorruft und gleichzeitig einfach und billig herstellbar ist, ist es aus Kunststoff gefertigt.
  • Damit sich nach dem Einbau des Drehschalters in ein Gehäuse der Bajonettverschluß nicht mehr lösen kann, ist erfindungsgemäß vorgesehen, daß auf der der Leiterplatte abgewandten Oberseite am Schaltrad zwei die Drehung des Schaltrades begrenzende Anschläge ausgebildet sind, die mit einem, in dem Gehäuse angeordneten, zwischen die beiden Anschläge eingreifenden, weiteren Anschlag in Wirkverbindung bringbar sind. Das Gehäuse kann hierbei beispielsweise Bestandteil einer Kaffeemaschine oder eines anderen elektrischen Gerätes sein.
  • Es ist vorteilhaft, daß an der Oberseite am Schaltrad eine Mitnehmeranordnung ausgebildet ist, die zur Aufnahme und zur Befestigung eines Drehknopfes dient und daß der Drehknopf das Gehäuse nach außen durchdringt. Durch die zweiteilige Ausführung von Drehknopf und Schaltrad wird erreicht, daß für diese Teile entsprechend ihrer auszuübenden Funktion verschiedene Werkstoffe gewählt werden können und daß das Gehäuse nach dem Entfernen des Drehknopfes vom Sockel der Maschine demontiert werden kann.
  • Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben.
  • Es zeigen:
    • Fig. 1 Längsschnitt durch den elektrischen Drehschalter gemäß der Erfindung,
    • Fig. 2 Teilausschnitt der Seitenansicht in Pfeilrichtung X nach Fig. 1,
    • Fig. 3 Teilausschnitt einer weiteren Ausführungsform einer Befestigung des Schaltrades mit dem Plattenelement,
    • Fig. 4 Draufsicht auf das als Einzelteil dargestellte Plattenelement und
    • Fig. 5 Draufsicht auf das als Einzelteil dargestellte Schaltrad in Pfeilrichtung Y nach Fig. 1.
  • In Fig. 1 ist der elektrische Drehschalter 1 in einem Gehäuse 2, das beispielsweise Teil einer Kaffeemaschine ist, unterhalb einer Gehäusewand 3 ausgebildet. Der elektrische Drehschalter 1 besteht aus einem Schaltrad 4, einem Plattenelement 5 und einer Kontaktbrücke 6. Das Schaltrad 4 entspricht der Form einer kreisförmigen Scheibe, die in der Zeichnung oberhalb einer Leiterplatte 7 ausgebildet ist und die im wesentlichen parallel zu dieser verläuft. Auf der Oberfläche 8 der Leiterplatte 7 sind elektrisch leitende, in der Zeichnung nicht dargestellte Schaltwege aufgedruckt, die mit mindestens einer auf der Oberfläche 8 der Leiterplatte 7 befestigten Steuerschaltung verbunden sind. Die Steuerschaltung ist jedoch in der Zeichnung ebenfalls nicht dargestellt.
  • Auf der der Gehäusewand 3 gegenüberliegenden Oberseite 9 des Schaltrades 4 ist eine konzentrisch zum Schaltrad 4 verlaufende Sacklochbohrung 10 ausgebildet, die senkrecht zur Oberseite 9 in der Zeichnung nach unten verläuft. Der Querschnitt der Sacklochbohrung 10 ist im wesentlichen rechteckig ausgebildet und weist an einer ihrer längeren Seitenflächen 11 eine sich radial nach außen erstreckende Ausnehmung 12 auf. Die Sacklochbohrung 10 dient zur Aufnahme eines an einem Drehknopf ausgebildeten Zapfens, der ebenso, wie der Drehknopf, in der Zeichnung nicht dargestellt ist. Der Zapfen ragt nach oben über eine in der Gehäusewand 3 ausgebildete Bohrung 13, die konzentrisch zur Sacklochbohrung 10 verläuft, aus dem Gehäuse 2 heraus und ist mit dem von Hand betätigbaren Drehknopf verbunden. In die Ausnehmung 12 greift ein am Zapfen des Drehknopfs ausgebildetes, aber nicht dargestelltes Rastelement ein, wodurch die Lage des Drehknopfs zum Gehäuse 2 und zum Drehschalter 1 eindeutig bestimmt wird. Auf der Oberseite 9 sind am Umfangsrand des Schaltrades 4 zwei Anschläge 14, 15 angeformt, die sich in der Zeichnung nach oben erstrecken und die auf gleichem Radius in einem vorgegebenen Winkel voneinander entfernt sind. In den zwischen den beiden Anschlägen 14, 15 ausgebildeten Ringraum greift ein am Gehäuse 2 angeformter Anschlag 16 ein, der sich in der Zeichnung von der Gehäusewand 3 nach unten erstreckt.
  • Gemäß den Fig. 1 und 5 schließt sich an die Sacklochbohrung 10 in der Zeichnung nach unten ein konzentrisch zur Sacklochbohrung 10 verlaufender Zapfen 17 an, der eine an der Leiterplatte 7 ausgebildete Durchgangsbohrung 18 durchdringt und der in der Durchgangsbohrung 18 zentriert ist. In Höhe der Unterseite 19 der Leiterplatte 7 verjüngt sich der Zapfen 17 über die Ringstufe 19 derart, daß auf dem Zapfen 17 eine Ringnut 20 entsteht. Die Breite der Ringnut 20 ist nicht viel größer als die Dicke des Plattenelements 5. An die Ringnut 20 schließt sich in der Zeichnung nach unten am Zapfen 17 ein im Querschnitt im wesentlicher rechteckiger Abschnitt an, deren größter Außendurchmesser 22 dem grö3ten Außendurchmesser des Zapfens 17 entspricht. Der Abstand der beiden Seitenflächen 23, 24 zueinander ist gerade so groß wie der Abstand der beiden Seitenflächen 25, 26 der im Plattenelement 5 ausgebildeten Bohrung 27 nach Fig. 4. Der Querschnitt der Bohrung 27 nach Fig. 4 entspricht der äußeren Abmessung des Abschnitts 21 nach Fig. 5, er ist lediglich geringfügig größer als der Abschnitt 21, damit der Abschnitt 21 durch die Bohrung 27 hindurch geführt werden kann. Der Abschnitt 21 bildet somit mit der Bohrung 27 und dem Plattenelement 5 den Bajonettverschluß des Drehschalters 1. Der Durchmesser der Ringnut 20 nach Fig. 1 entspricht nahezu der Breite des Abschnitts 21, gemessen über die kürzeste Länge der beiden Seitenflächen 23, 24 nach Fig. 5.
  • Entsprechend Fig. 1 zentriert sich das Plattenelement 5 in der Ringnut 20 über die beiden Seitenflächen 25, 26. Der Abschnitt 21 ist in der Zeichnung unterhalb des Plattenlements 5 angeordnet und liegt mit seiner Anlagefläche 28 an der Unterseite 29 des Plattenelements 5 an.
  • Nach Fig. 4 ist das Plattenelement 5 in Draufsicht im wesentlichen trapezförmig ausgebildet. An dem in der Zeichnung linken Ende ist gemäß den Fig. 1 und 4 an dem Plattenelement 5 ein Blechlappen 30 ausgebildet, der nach Fig. 1 senkrecht nach oben zum Plattenelement verläuft und der in einen dem Blechlappen 30 angepaßten Schlitz 31 in die Leiterplatte 7 eingreift.
  • Auf der dem Blechlappen 30 gegenüberliegenden Seite ist nach den Fig. 1 und 4 eine im Querschnitt L-förmig ausgebildete Zunge 32 angeformt, die eine in der Leiterplatte 7 im Querschnitt viereckige Bohrung 33 in der Zeichnung nach oben durchdringt. An dem längeren Schenkel 34 sind nach den Fig. 1, 2 und 4 seitlich zu beiden Seiten im Querschnitt rechteckige Blechstreifen 36, 37 angeformt, die von den Seitenwänden 38, 39 der Bohrung 33 begrenzt werden. Die Seitenwände 38, 39 dienen dazu, daß das Plattenelement 5 nicht seitlich abkippen kann.
  • Nach den Fig. 1 und 2 schließt sich im rechten Winkel an den längeren Schenkel 34 ein kürzerer Schenkel 40 an, der in der Zeichnung nach Fig. 1 nach rechts verläuft. Der kürzere Schenkel 40 bildet den Fuß der L-förmig ausgebildeten Zunge 32. Der Fuß 40 ist nach Fig. 2 nach oben gewölbt und greift in eine an der Unterseite 41 des Schaltrades 4 angeformte, im Querschnitt V-förmig ausgebildete Ausnehmung 42 ein. In den Fig. 2 und 5 sind an der Unterseite 41 des Schaltrades 4 am radial äußeren Rand hintereinander mehrere zackenförmige Erhebungen 43 gleicher Abmessungen angeformt, zwischen denen sich die Ausnehmungen 42 befinden. Die Ausnehmungen 42 ergeben mit dem Fuß 40 beim Betätigen des Drehschalters 1 die Rastwirkung. Der Radius der nach oben gerichteten Wölbung des Fußes 40 ist so bemessen, daß er in der Ausnehmungen 42 spielfrei eingreift.
  • In Fig. 2 und 4 sind an dem oberen und unteren Rand in das Plattenelement 5 Vorsprünge 44, 45 eingedrückt, die nach Fig. 2 an der Unterseite der Leiterplatte 7 anliegen, wodurch das Plattenelement 5 vorgespannt und in diesem Bereich einen bestimmten Abstand zur Leiterplatte 7 aufweist.
  • In den Fig. 1 und 5 ist auf der Unterseite 41 gegenüber den Erhebungen 43 am Schaltrad 4 eine im Querschnitt viereckige Tasche 46 angeformt, die von einem Rand 47 umgeben ist. In der Tasche 46 befindet sich nach Fig. 1 eine Kontaktbrücke 48, deren Bodenblech 49 der Tasche 46 angepaßt ist und lose in die Tasche 46 eingesetzt ist. Von dem Bodenblech 49 erstrecken sich nach Fig. 1 zwei nebeneinander verlaufende, federnde Kontaktfahnen 50, 51 nach unten, die auf der Oberfläche 8 der Leiterplatte 7 mit Vorspannung anliegen. Die Kontaktfahnen 50, 51 stellen die Stromverbindung verschiedener Strompfade auf der Leiterplatte 7 her, so daß in der Zeichnung nicht dargestellte Schaltkreise mit Strom versorgt bzw. hiervon getrennt werden.
  • In Fig. 3 ist anstelle der in Fig. 1 dargestellten Bajonettverbindung eine Schnappverbindung 52 zwischen dem Plattenelement 5 und dem Schaltrad 4 gezeigt. Der Zapfen 17 ist an seinem freien Ende geschlitzt, damit die hierdurch gebildeten Stege 53, 54 beim Eindrücken des Zapfens 17 in die im Plattenelement 5 ausgebildete, kreisförmige Bohrung radial nach innen federnd gedrückt werden. Sobald die an den Stegen 53, 54 angeformten Rastnasen 56, 57 die Bohrung 55 in der Zeichnung nach unten durchdrungen haben, nehmen die Stege 53, 54 wieder ihre Ausgangslage ein, so daß die Rastnasen 56, 57 das Plattenelement 5 von unten hintergreifen. Hierdurch wird auf einfache Weise eine formschlüssige Verbindung zwischen dem Schaltrad 4 und dem Plattenelement 5 erreicht.
  • Die Montage des Drehschalters 1 ist folgende.
  • Während der Montage des Drehschalters 1 wird das Schaltrad 4 so gehalten, daß die Unterseite 41, wie in Fig. 5 dargestellt, nach oben zu liegen kommt. Nun wird in die Tasche 46 die Kontaktbrücke 48 eingelegt, wie es in Fig. 1 dargestellt ist. Anschließend wird die Leiterplatte 7 auf das Schaltrad 4 aufgesetzt, wobei der Zapfen 17 die Durchgangsbohrung 18 durchdringt. Nun wird das Plattenelement 5 mit seiner Bohrung 27 auf den Abschnitt 21 aufgesetzt. Dabei ist zu beachten, daß der Blechlappen 30 in den Schlitz 31 und die Zunge 32 in die Bohrung 33 eingreift. Das Plattenelement 5 wird soweit auf den Zapfen 17 aufgeschoben, bis die Bohrung 27 die Höhe der Ringnut 20 erreicht hat. Anschließend wird das Schaltrad 4 gedreht und der Abschnitt 21 überragt nun die Seitenflächen 25, 26. Die Montage des Drehschalters 1 ist beendet.
  • Das Plattenelement 5 wird über die Ringnut 20 so vorgespannt, daß der kürzere Schenkel 40 und die Kontaktfahnen 50, 51 mit Vorspannung an dem Schaltrad 5 bzw. an der Oberfläche 8 der Leiterplatte 7 anliegen. Wird anschließend die Leiterplatte 7 mit dem Drehschalter 1 in das Gehäuse 2 eingebaut, so ist darauf zu achten, daß der Anschlag 16 zwischen den beiden Anschlägen 14, 15 zum Eingriff gelangt. Hierdurch wird der Drehwinkel des Drehschalters 1 begrenzt, so daß zum einen das Plattenelement 5 niemals vom Zapfen 17 gelöst werden kann und zum anderen nur die für den Drehschalter 1 vorgesehenen Schaltstellungen eingestellt werden können. Aufgrund des verhältnismäßig großen Hebelarms gleitet beim Drehen des Drehschalters 1 die Zunge 32 verhältnismäßig leicht von der einen zur anderen Ausnehmung 42. Da auch die Kontaktfahnen 50, 51 als federnde Zungen ausgebildet sind, so gleiten diese stets mit einer konstanten Anpreßkraft auf der Oberfläche 8 der Leiterplatte 7, wodurch eine Funk( bildung weitgehenst vermieden wird. Die Anpreßkraft der Kontaktfahnen 50, 51 wird zusätzlich durch die Federkraft des Plattenelements 5 beeinflußt.

Claims (13)

1. Elektrischer Drehschalter, der auf einer mit einer aufgedruckten Schaltung versehenen Leiterplatte befestigt ist, mit einem auf der Leiterplatte drehbar gelagerten Schaltrad, mit mindestens einer Kontaktbrücke, die beim Drehen des Drehschalters-mindestens zwei Leiterbahnen der aufgedruckten Schaltung miteinander verbindet, mit einem vom Schaltrad ausgehenden, die Leiterplatte durchdringenden Lagerzapfen, der auf der der aufgedruckten Schaltung gegenüberliegenden Unterseite der Leiterplatte durch ein Befestigungselement auf der Leiterplatte sicherbar ist, mit einem die Kontaktbrücke gegen diL Leiterplatte federnd andrückenden Federelement und mit an dem Drehschalter ausgebildeten, rasterförmigen Ausnehmungen, in die mindestens ein entsprechend der Drehstellung des Schaltrades federndes Schaltelement eingreift, dadurch gekennzeichnet, daß das Befestigungselement, das Federelement und das Schaltelement von einem einzigen, elastisch verformbaren Plattenelement (5) gebildet wird.
2. Elektrischer Drehschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Plattenelement (5) auf der Unterseite der Leiterplatte (7) ausgebildet ist und daß das Plattenelement (5) mit dem freien Ende des Zapfens (17) über eine formschlüssige Verbindung, vorzugsweise über einen bajonettartigen Verschluß (21, 27) oder über eine Schnappverbindung (52) verbunden ist.
3. Elektrischer Drehschalter nach den Ansprüchen 1 und/oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß am Rand des Plattenelements (5) eine zum Plattenelement (5) abgewinkelte Zunge (32) angeformt ist, die eine an der Leiterplatte (7) ausgebildete Öffnung (33) durchdringt und die mit ihrem freien Ende (40) in eine der Ausnehmungen (42) federnd einrastet, wobei die Ausnehmungen (42) an der der gedruckten Schaltung der Leiterplatte (7) gegenüberliegenden Unterseite (41) des Schaltrades (4) ausgebildet sind.
4. Elektrischer Drehschalter nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausnehmungen (42) im wesentlichen V-förmig verlaufen, daß die sich von dem Plattenelement (5) wegerstreckende Zunge (32) im Querschnitt im wesentlichen L-förmig ausgebildet ist und daß der vom längeren Schenkel (34) der Zunge (32) rechtwinklig verlaufende Schenkel (40) derart zum Sch-ltrad (4) gewölbt ist, daß er in jede Ausnehmung (42) des Schaltrades (4) spielfrei einrastet.
5. Elektrischer Drehschalter nach den Ansprüchen 3 und/oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Länge des senkrecht die Leiterplatte (7) durchdringenden Abschnitts der Zunge (34) so bemessen ist, daß das Plattenelement (5) zwischen den Ausnehmungen (42) und seiner Befestigung am Zapfen (17) vorgespannt ist.
6. Elektrischer Drehschalter nach den Ansprüchen 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß an dem der Zunge (32) gegenüberliegenden Rand am Plattenelement (5) ein Blechlappen (30) angeformt ist, der in eine an der Leiterplatte (7) ausgebildete Vertiefung (31) eingreift.
7. Elektrischer Drehschalter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Plattenelement (5) auf die Unterseite der Leiterplatte (7) gerichtete und dort anliegende Vorsprünge (44, 45) aufweist.
8. Elektrischer Drehschalter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Plattenelement (5) aus einem Federstahlblech geringer Dicke hergestellt ist.
9. Elektrischer Drehschalter nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Plattenelement (5) ein im Stanz- und Biegeverfahren hergestelltes Bauelement ist.
10. Elektrischer Drehschalter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktbrücke (48) in einer am Schaltrad (4) ausgebildeten Ausnehmung (46) angeordnet ist, deren Rand (47) mit geringem Spiel die Kontaktbrucke (48) begrenzt und da3 im montierten Zustand des Drehschalters (1) die Leiterplatte (7) diese die Kontaktbrücke (48) in der Ausnehmung (46) des Schaltrades (4) gegen Herausfallen sichert.
11. Elektrischer Drehschalter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Schaltrad (4) aus Kunststoff hergestellt ist.
12. Elektrischer Drehschalter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß auf der der Leiterplatte (7) abgewandten Oberseite (9) am Schaltrad (4) zwei die Drehung des Schaltrades (4) begrenzende Anschläge (14, 15) ausgebildet sind, die mit einem an einem Gehäuse (2) angeordneten Anschlag (16) in Wirkverbindung bringbar sind.
13. Elektrischer Drehschalter nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß an der Oberseite (9) am Schaltrad (4) eine Mitnehmeranordnung (10) ausgebildet ist, die zur Aufnahme und zur Befestigung eines Drehknopfes dient und daß der Drehknopf das Gehäuse (2) nach außen durchdringt.
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