DE2014496A1

DE2014496A1 - Schaltereinheit für Miniatur-Drehschalter

Info

Publication number: DE2014496A1
Application number: DE19702014496
Authority: DE
Inventors: Josef; Katsch Peter; Toth Fritz; 8000 München. P Gratz
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1970-03-25
Filing date: 1970-03-25
Publication date: 1971-11-11
Also published as: NL7104046A; DE2014496B2; FR2085058A5; NL150942B; GB1300349A; CH521663A

Description

Γί-^Ι-,Υ/. .S^Ti-

5** ess-far

2014496 Li^LJi^^Li^cr=·^

SIEMENS AKTIENGESELLSCHAFT München 2,· 24..MRZ1970 Berlin und München . Wittelsbacherplatz 2

/70/6569

Schaltereinheit für Miniatur-Drehachalter

Die Erfindung betrifft eine selbständige, vorzugsweise auf einer Schalterachse verschiebbar ausgebildete Schaltereinheit für insbesondere zum Einbau in Leiterplatten od.. dgl. vorgesehene Miniatur-Drehschalter mit einem die Schalterachse umgebenden abgeschlossenen Gehäuse.

Drehschalter sind an sich bekannt. Die meisten der bekannten Drehschalter eignen sich aber infolge ihres Aufbaua nicht für den unmittelbaren Einbau in Leiterplatten,, Ein aus der deutschen Patentschrift 1 170.495 bekannter Miniatur-Mehrfach-Stufendrehschalter ist zwar für den unmittelbaren Einbau in Leiterplatten vorgesehen. Die einzelnen Schaltereinheiten dieses Schalters weisen jedoch lediglich zwei Anschlußelemente αμί, so daß eine Schaltereinheit nur einen einzigen Stromkreis]öffnen oder schließen kann, '

Es ist abe^r erwünscht, mit jeder einzelnen Schaltereinheit eines für (Len Einbau in Leiterplat"|en vorgesehenen Drehachalters auch kompliziertere Schaltaufgaben ausführen su können, z.B. einen!Eingang wahlweise mit verschiedenen Ausgängen verbinden in können, ohne daß dadurch der Aufbau des Schalters besonders aufwendig würde oder die Abmessungen des Schalters wesentlich vergrößert weiden müßten.

Ein weiterer für den unmittelbaren Einbau in Leiterplatten vorgesehener Schalter ist z.B. aus der Schweizer Patentschrift 4βί 104 bekannt. Bei diesem Schalter tritt jedoch dae Problem auf, die zahlreichen Anschlußelemente einer

VPA 9/638/0015 - 2 -

109846/0*09

. Schaltereinheit bezüglich ihrer Abstandstoleranzen ohne * großen Aufwand in eine gute Übereinstimmung a_, dea Rasterabstand der Aufnahmebohrungen einer Leiterplatte zu bringen. Durch die Einhaltung geringer Maßtoleranzen 'at jedenfalls dieses Problem nicht zu lösen, da dies aus astengründen die Herstellung solcher Schalter in rationeller Massenfertigung verhindern wUrde. Bei dem aus"der obengenannten Patentschrift bekannten Schalter sind daher bezüglich der an sich starren Anschlußelemente, (die Anschlußelemente sind Bestandteile einer in gedruckter Schaltungstechnik ausgeführten Kontaktebene und infolge des Trägermaterials der gedruckten Kontaktebene unelastisch) relativ umständliche Maßnahmen ™ erforderlich, um die Anschlußelenente auch bei nicht genauer Übereinstimmung der Lage von Rasteröffnung und zugeordnetem Anschlußelement in die Rasteröffnungen einführen zu können. Es ist u.a. vorgesehen, von den Anschlußelementen mittels einer Säure od. dgl. das !Trägermaterial zu entfernen und dadurch den nur etwa 50 aia dicken leitenden Belag der gedruckten Schaltung zu erhalten, also flexible Anschlußelemente.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine demgegenüber sofort einsatzfähige Schaltereinheit zu schaffen, deren Anschlußelemente von Haus aus flexibel genug sind, um bei fertigungsbedingten Maßabweichungen eine Anpassung zwischen den Anschlußelementen und den Rasterbohrungen der Leiterplatte zu ermöglichen, die aber zugleich auch so robust ausgebildet sind, daß selbst eine relativ unachtsame Handhabung einer Schaltereinheit keine Beschädigung, insbesondere ein Abbrechen, einzelner Anschlußelemente zur Folge haben kann.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist eine Schaltereinheit der eingangs genannten Art gemäß der Erfindung derart ausgebildet, daß das Gehäuse zwei gleiche aus Kunststoff hergestellte, über eine quer zur Schalterachse verlaufende Trennfuge zusammensetzbare Gehäusehälften und mit jeder Gehäusehälfte ein jeweils

VPA 9/638/0015. - 3 -

109846/0*609 BAD ORIGINAL

20H49.6

zu einem einstückigen Körper verbundenes, aus einem Metallblech ausgestanztes Kontaktflächenmuster aufweist,- daß ein Koritaktflächenmuster innerhalb des Gehäuses um die Schalterachs;e zu wenigstens einer Kontakt bahn angeordnet ißt und daß das Kontaktflächenmuster das Gehäuse durchdringende in Rasteröffnungen einer Leiterplatte einsteckbare Anschlußelemente aufweist. - .

Insbesondere ist vorgesehen, daß die Gehäusehälften einen im wesentlichen topfförmig ausgebildeten Innenraum aufweisen und ein Kontaktflächenmuster derart von der Kunststoffmasse e iner Gehäusehälfte umspritzt angeordnet ist, daß die Oberfläche des Kontaktflächenmusters mit der inneren Oberfläche des mit einer Durchtrittsöffnung für eine Schalterachse versehenen Bodens einer Gehäusehälfte eine Ebene bildet und die Anschlußelemente zu einem quer zur Schalterachse verlaufenden, in der Ebene des Kontaktflächenmusters liegenden Anschlußrechen angeordnet sind.

Aus dieser Ausbildung einer Schaltereinheit ergibt sich u.a. der Vorteil, daß "bei üblicherweise zur Verbindung von Bauelementen mit einer Leiterplatte vorgesehenen Lötarbeiten z.B. keine Kolophoniumdämpfe ins Innere des Gehäuses der Schaltereinheit dringen und sich dort auf den Kontaktflächen niederschlagen können, da die Anschlußelemente infolge der Eigenart der Konstruktion der Schaltereiixheit an den Durchdringungsstellen vollkommen von der Kunststoffmasse des Gehäuses umgeben sind und die in einem mittleren Abschnitt des Gehäuses der Schaltereinheit befindliche Trennxuge ohne Schwierigkeiten z.3. mit Hilfe einer Klebefolie oder einer Klebstoff raupe abgedichtet werden kann.

In weiterer Ausgestaltung einer Schaltereinheit nach der Erfindung ist vorgesehen, daß eine Trennfugenfläche einer Gehaueehälfte abwechselnd mit Zapfen und zur Aufnahme eines

VPA 9/638/0015 - 4 -

109846/0^09

Zapfens vorgesehenen Ausnehmungen versehen ist, daß im Gehäuseinnenraum wenigstens ein mit der Achse umlaufender Rotorkörper vorgesehen ist, daß der Rotorkörper auf der Achse verschiebbar ausgebildet ist, daß ein Rotorkörper zwei gleichartige, einstückige, über eine Verzapfung und eine quer zur Schalterachse verlaufende Trennfuge zusammensetzbar ausgebildete Rotorkörperhälften aus Kunststoff aufweist, daß in fensterartige Ausbrechungen etirnseitiger, quer zur Schalterachsrichtung verlaufender Oberflächen des Rotorkörpers mit den Kontaktbahnabschnitten zusammenwirkende Kontaktstücke eingesetzt sind und daß einander entsprechende Kontaktstticke beider Hälften eines Rotorkörpers mittels einer in einer Durchgangsbohrung angeordneten Feder verspannt sind und daß das Gehäuse parallel zur Schalterachsrichtung verlaufende Bohrungen zur Aufnahme von Bolzen aufweist.

Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus einem nachfolgend an Hand von sechs Figuren näher erläuterten Ausführungsbeispiel. Dabei zeigen

Fig. 1 und 2 stark vergrößert und in Schrägsicht dargestellt

mit zur besseren Sichtbarmachung von Einzelheiten teilweise abgetragen gezeichneten Teilen eine Außen- und Innenansicht einer Gehäusehälfte der Schaltereinheit;

Fig. 3 ein zur einstückigen Verbindung mit der Kunststoffmasse einer Gehäusehälfte vorgesehenes Kontaktflächenmuster;

Fig. 4f 5 und 6 Ansichten eines zum Einbau in die Schaltereinheit bestimmten Rotorkörpers.

Im einseinen zeigen die Fig. 1 und 2, daß eine im wesentlichen quaderförmige Gehäusehälfte 1 einen im wesentlichen topfförmig

VPA 9/638/0015 - 5 -

109846/0*609

ausgebildeten Innenraum 2 aufweist. Bei der Herstellung des •Gehäuses mittels bekannter Kunststoff spritz- oder Preßverfahren wird ein aus einem Metallblech ausgestanztes Kontaktfläehenmuster 3 (vgl. dazu Fig. 3) derart in der Preß- oder Spritzform angeordnet, daß die Oberflächen des Kontaktflächenmusters nach dem Herausnehmen der fertigen Gehäusehälfte aus der-Form mit der inneren Oberfläche 4 des Bodens des topfförmig ausgebildeten Innenraumes 2 eine Ebene bildet, so daß z.B. ein bewegliches Kontaktstück verschleißarm über den die Kontaktflächen enthaltenden Boden einer Gehäusehälfte gleiten kann.

Die zum Gehäuse der Schaltereinheit zusammensetzbaren Gehäusehälften sind im übrigen vollkommen gleich ausgebildet und über eine quer zur Schalterachse verlaufende Trennfuge zusammensetzbar. An den sich beim Zusammensetzen der Gehäusehälften berührenden Flächen 7 sind die Gehäusehälften ab-' wechselnd mit Zapfen 9 und mit zur Aufnahme solcher Zapfen vorgesehenen Ausnehmungen 10 versehen.

Parallel zur Richtung der Schalterachse in den Gehäusehälften vorgesehene Bohrungen 43 dienen der Aufnahme von Bolzen» die z.B. die Schaltereinheit mit einem;zugleich für mehrere Schaltereinheiten vorgesehenen Rastwerk verbinden. Die Gehäusehälften sind dabei so ausgebildet, daß die Schaltereinheit sowohl auf;der Schalterachse wie auf den Bolzen verschoben werden kanp,. _:

Die zur Aufnahme der Bolzen vorgesehenen Bohrungen 43 weisen entweder einen bundfönaigen Ansatz 46 oder eine zur Auf nähme eines Ansatzes vorgesehene Erweiterung 47 auf. Beim Zusammenfügen zweidr Gehäusehälften 1 fixieren die in die Erweiterungen 47 eingesteckten Ansätze 46 die beiden Gehausehälften gegenseitig. ;

Die in die Ausnehmungen 10 einsteckbaren Zapfen 9 sind in

VVA 9/638/G015 ' , - 6- .

109846/0*609

„ihrer Länge so bemessen, daß sie auf der abgevremdten Seite der anderen Gehäusehälfte herausragen. Bei Verwendung eines thermoplastischen Kunststoffes zur Herstellung der Gehäusehälften können daher z.B. die Zapfen 9 durcl iifarmstauehen verformt und damit die Gehäusehälften miteinander verbunden werden.

Die Kontaktflächen 5 des Kontaktflächenmusters gehen in Anschlußelemente 6 über, die die Kunststoffmasse des Gehäuses durchdringen und außerhalb des Gehäuses zu einem in der Ebene des Kontaktflächenmusters liegenden AnschluBrechen zusammengefaßt angeordnet sind. Eine geeignete Wahl des Querschnittes der Metallbeinchen der Anschlußelemente ermöglicht es, die Anschlußelemente optimal an di^ Größe der Rasterbohrungen anzupassen, wodurch sich die Metallbeinchen der Anschlußelemente mit der gedruckten Schaltung einer Leiterplatte einwandfrei in sogenannter Rundumlötung verbinden lassen, ohne daß dazu eine aufwendige Durchkontaktierung der Rasterbohrungen erforderlich wäre.

Die Gehäusehälften weisen in der Mitte des Bodens ihres topfförmigen Innenraumes eine Durchtrittsöffnung 8 für eine Schalterachse auf. Die Kontaktflächen 5 des Kontaktfläehenmusters bilden um diese Öffnung Kontaktbahnen.

Verwendet man ein Kontaktflächenmuster, wie es in Fig. 3 dargestellt ist, so lassen sich durch entsprechendes nachträgliches Heraustrennen von Teilen 11, 12 einer inneren Kontaktbahn mit demselben Kontaktflächengrundmuster Scheitereinheiten für Schaltaufgaben unterschiedlicher Art aufbauen. Dabei ist insbesondere vorgesehen, daß der Steg 11 des Kontaktflächenmusters durch eine Ausbrechung 42 einer Gehäusehälfte (vgl. dazu Fig. 2) durchgetrennt werden kann.

Nach dem Einbetten des Kontaktflächenmusters in die Kunst-VPA 9/638/0015 ' - 7 -

109848/OB09 SAD

stoffmasse einer Gehäusehälfte werden die Queretege 44 und der Metallblechstreifen 45 von dem Kontaktflächenmuster abgetrennt, wodurch die Anscalußelemente 6 erhalten werden. Zur Verbindung der Kontaktflächen 5 einer äußeren Kontaktbahn mit der Kontaktfläche hzw. den Kontaktflächen der inneren Kontaktbahn 41 einer öehäueehälfte der Schaltereinheit sind Kontaktstücke vorgesehen, welche in einem auf der Schalterdrehachse verschiebbar angeordneten Rotorkörper befestigt sind. In den Fig. 4₉ 5 und 6 ist der Aufbau eines Rotorkörpers und die Halterung der Kontaktstücke in diesem Rotorkörper sowie deren besondere Ausbildung dargestellt. . Mit Hilfe einer senkrecht zur Drehachse verlaufenden Trennfuge 39 ist ein im wesentlichen zylindrischer Rotorkörper in zwei vollkommen gleiche Hälften 15 und 16 zerlegbar. Die dem Kontaktflächexmuster zugewandten stirnseitigen und quer zur Schalterachsrieatung verlaufenden Oberflächen des Rotorkörper β sind mit fensterartigen Auebrechungen 21 versehen. In diese Ausbreclmngen können die Kontaktstücke 13 von der Trennfuge her eingesetzt werden. Die Kontaktstücke legen sich dabei mit abgewinkelten Ansätzen 14 gegen raamenartige Schultern 22 der Auebrechungen. Jede Rotorkörperhälfte weist vier Ausbrechungen auf₅ eo daß jeder Rotor mit acht Kontaktetüoken versehen !«erden kann. Jeweils eine Auebreohung dtr einen Hälfte eines Rotoxkörpere fluchtet mit einer entsprechenden AuBbrechung der anderen Rotorbälfte beim Zusammenfügen zweier Rotorhälften, wobei Zapfen 17, 18 der jeweils einen Rotorhälfte in entsprechende Bohrungen 19_f 20 der jeweils anderen Rotorhälfte eintauchen. Beim Zusammenfügen zwtitr Rotorhalften wird eine jeweils in einer, zwei Auebrechungen miteinander verbindenden Durchgangsbohrung angeordnete Feder 23 gespannt« Sie Federkraft der Schraubenfeder wird über isolierende KunststoffZwischenstücke 24 auf die Kontaktetücke 13 übertragen. Zwei in die Drehachsenbohrung vorstehende Rippen 26 sorgen dafür, daß der Rotorkörper spielfrei auf der ,abgeflachten Drehachse sitzt. Vie aus Pig. 4 weiter zu

VPA 9/638/0015 s - 8 ~ '"

109846/0B09

BAD

ersehen ist, besitzen die einzelnen Kontaktstücke drei annähernd die Ecken eines gleichschenkligen Dreiecks bildende Kontaktwarzen 40. Bildet man nun in vorteilhafter Weise die . Kontaktflächenmuster derart aus, daß eine kreisförmig geschlossene innere Kontaktbahn und eine segmentartige, voneinander getrennte Kontaktflächen aufweisende äußere Kontaktbahn erhalten wird, so erreicht man, wenn man die Kontakt-Stücke derart in den Rotorkörper einsetzt, daß bei der Bewegung des Rotors zwei der drei Schaltwarzen auf der geschlossenen Innenbahn bewegt werden, unterbrochenes Schalten, d.h. die sich in diesem .Fall auf der äußeren Kontaktbahn bewegende Sch.altwarze überstreicht beim Übergang von einer Kontaktfläche 5 zur nächsten, nichtleitende Abschnitte, cie durch den Kunststoff einer Gehäusehälfte gebildet werder.. Setzt man aber ein Kontaktstück derart.in den Rotorkörper ein, daß nur eine Schaltwarze die geschlossene Kontaktbahn-berührt, so kann man damit in vorteilhafter Weise ohne Unterbrechung schalten, weil eich nun von den beiden anderen Warzen bei entsprechender Bemessung der Breite der nichtleitenden Abschnitte· stets eine Kontaktwarze auf einer Kontaktfläche der äußeren Lontaktbahn befindet.

Eine aus dem Gehäuse und einem in dem Gehäuse angeordneten Rotorkörper bestehende Schaltereinheit kann infolge der Eigenart ihrer Konstruktion auf der Schalterdrehachse verschoben werden. Durch diesen Aufbau der Schaltereinheit ist es möglich, diese auf der Drehachse bis*zu den für die Schaltoreinheit vorgesehenen Anschlußbohrungen der Leiterplatte zu verschieben, wodurch eich eine gewisse Freizügigkeit beim Entwurf der in geätzter oder gedruckter Technik ausgebildeten Schaltung der Leiterplatte ergibt.

9 Patentansprüche
6 Figuren

VPA 9/638/0015 - 9 -

109846/CT609

bad

Claims

Pat e nt a η s ρ r ü c /h. e

Selbständige, vorzugsweise auf einer Schalterachse verschiebbar ausgebildete Sehaltereinheit für insbesondere zum Einbau in leiterplatten od. dgl. vorgesehene Miniatur-Drehschalter mit einem die Schalteraehse umgebenden abgeschlossenen Gehäuse, d a d u r c h g e k e η η zeichnet , daß das Gehäuse zwei gleiche aus Kunststoff hergestellte, über eine quer zur Schalteraclise verlaufende Trennfuge zusammensetzbare Gehäusehälften und mit ,jeder Gehäusehaifte ein jeweils zu einem elnstiickigen Körper Verbundes, aus einem Metallblech ausgestanztes Kontaktflächenmuster aufweist, daß ein Kontaktflächenmuster innerhalb des Gehäuses um die Schalterachse zu wenigstens einer Kontaktbahn angeordnet ist unc daß das Kontaktfläehenmuster das Gehäuse durchdringende in Rasteröffnungen einer Leiterplatte einsteckbare Anschlußeiemente aufweist!. _

Schalterieinheit nach Anspruch 1,1 dad u r c h k e fen ζ e i c h η e t , datB die Gehausehälfteii wesentlichfen topf f örmigF auageMldeten Innenraum

g e

einen im p g g

auf weise ri und ein Kontaktf läch^nliuste]^ derart von der Kunstst ο ffmaaee einer Gehäus ehällte lamspritzt angeordnet ist., daßoäie Oberfläche: dea Jtpnt|ktflächenraustfers mit

der inneben Oberfläche de» fl}it einer Burchtritteöffnung, für eine

Schalterachse verseheneii Bodens einer,

■ ■ ■ I

half te eine Ebene bildet und diel Anscialußelemeiite zu

- , - I- - - -,·■■· :.-■-.!!■"-■■■■■■ einem quer zur Sohalte:eaohse vea?|aufenden, in der

de» Kontjaktfläuhenmustere liegen|en Anschlußrechen angeordnet

VfA

- 10 -

3. Sehaltereinheit nach den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine Trennfugenfläche einer Gehäusehälfte abwechselnd mit Zapfen und zur Aufnahme eines Zapfens ve .gesehenen Ausnehmungen versehen ist.

4. Schaltereinheit nach den Ansprüchen 1,2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß im Gehäuseinnenraum wenigstens ein mit der Achse umlaufender Rotorkörper vorgesehen ist.

5. Schaltereinheit nach Anspruch 4» dadurch gekennzeichnet , daß der Rotorkörper auf der Achse verschiebbar ausgebildet ist.

6. Schaltereinheit nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet , daß ein Rotorkörper zwei gleichartige, einstückige_s über eine Verzapfung und eine quer zur Schalterachse verlaufende Trennfuge zusammensetzbar ausgebildete Rotorkörperhälften aus Kunststoff aufweist.

7. Schaltereinheit nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet , daß in fensterartige Ausbrechungen stirnseitiger, quer zur Schalterachsrichtung verlaufender Oberflächen des Rotorkörpers mit den Kontaktbahnabschnitten zusammenwirkende Kontaktetücke eingesetzt sind und daß einander entsprechende Kontaktstücke beider Hälften eines Rotorkörpers mittels einer in einer Durchgangsbohrung angeordneten feder verspannt sind.

8. Schaltereinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse parallel zur Schalteracherichtung verlaufende Bohrungen zur Aufnahme von Bolzen aufweist.

VPA 9/638/0015 - 11 -

109846/0109

BADOR)QtNAt.

20U496

9. Schaltereinheit nach Anspruch 8, dadurch g e k e η η ζ e i c h η e t , daß die zur Auf nalime der Bolzen vorgesehenen Bohrungen entweder mit einem bundförmigen Ansatz oder mit einer zur Aufnahme des Ansatzes vorgesehenen Erweiterung versehen sind.

VPA 9/638/0015

109846/0TB03

Le

rs e ι te