DE2016992B2 - Schaltvorrichtung mit geringem Rastmoment - Google Patents
Schaltvorrichtung mit geringem RastmomentInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Schaltvorrichtung nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Eine derartige
Schaltvorrichtung ist aus der US-PS 34 37 766 bekannt
Bei der in dieser Patentschrift beschriebenen Schaltvorrichtung sind die beiden Statorteile starr
miteinander verbunden. Beim Wechsel der Schaltstellung des Rotors muß das zu überwindende Rastmoment
wegen des relativ großen Gleitreibungsmomentes während des Stellungswechsels entsprechend hoch sein,
damit eine den Rotor drehende Bedienungsperson das Ein- und Ausrasten deutlich spürt. Das hohe Rastmoment
erschwert aber die Bedienung und verstärkt den Verschleiß der Rasteinrichtung.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Schaltvorrichtung der im Oberbegriff des Patentanspruchs
1 genannten Art zu schaffen, welche ein verhältnismäßig geringes Rastmoment benötigt.
Diese Aufgabe ist durch eine Ausbildung nach dem Kennzeichen des Patentanspruchs 1 gelöst. Infolge
einer solchen Ausbildung der Schaltvorrichtung vergrößern die Positionierkugeln den Abstand der beiden
Statorteile voneinander nur während der Drehbewegung. Dadurch kann die Reibung zwischen dem Rotor
und dem Stator während der Drehbewegung praktisch vollkommen beseitigt werden, ohne daß gleichzeitig die
das Rastmoment bestimmenden Druck- und Reibungsverhältnisse in den Schaltstellungen beeinflußt werden.
Handelt es sich beispielsweise um einen elektrischen Drehschalter, so können während der Drehbewegung
die in den Schaltstellungen aufeinanderliegend«! Kontaktstücke voneinander abgehoben werden, so daß
kein Gleitreibungsmoment auftritt Daher kann das
Rastmoment auf einen relativ niedrigen Wert herabgesetzt werden, ohne das Fühlen des Ein- und Ausrastens
zu beeinträchtigen. Die Verminderung des Rastmoments hat auch zur Folge, daß die Abmessungen der
Schaltvorrichtung verkleinert werden könnea
Eine bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Schaltvorrichtung ist durch das Kennzeichen des
Patentanspruchs 2 charakterisiert Die Kontaktkugel sorgt neben den Positionierkugeln dafür, daß nur eine
im Vergleich zur üblichen Gleitreibung verschwindend kleine Rollreibung auftritt, die das vorhandene Rastmoment in vollem Umfang spürbar werden läßt, so daß es
auf einen noch brauchbaren Wert herabgesetzt werden kann.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind den Unteransprüchen 3 und 4 zu entnehmen.
Im folgenden ist die Erfindung anhand des die bevorzugte Ausführungsform bildenden, auf der Zeichnung
dargestellten Ausführungsbeispiels im einzelnen erläutert Es zeigt
F i g. 1 eine perspektivisch und auseina.ndergezogen
dargestellt? Ansicht des Ausführungsbeispiels;
Fig.2a einen unvollständigen Schnitt durch das in
einer der Schaltstellungen stehende Ausführungsbeispiel längs einer zur Drehachse konzentrischen
Zylinderfläche;
F i g. 2b einen Schnitt entsprechend F i g. 2a durch das zwischen zwei Schaltstellungen stehende Ausführungsbeispiel;
Fig.3a und 3b Draufsichten auf die einander zugekehrten Flächen des oberen bzw. unteren Teils des
Stators.
Ein elektrischer Drehschalter besitzt einen aus zwei plattenförmigen Statorteilen 1 und 2 bestehenden
Stator, zwischen denen ein ebenfalls plattenförmiger Rotor 5 angeordnet ist Der untere Statorteil 1 hat eine
quadratische Form und trägt den gesamten Schalter. Er ist mit einer Reihe von Löchern U versehen, die auf
einem Kreis liegen, dessen Zentrum im Symmetriemittelpunkt des Statorteils 1 liegt, durch den die Drehachse
des Rotors 5 geht An den vier Ecken des Siatorteils 1 ist je ein Distanzbolzen 12 vorgesehen. An diesen
Distanzbolzen 12 ist der obere, kreiszylindrische Statorteil 2 mittels elastischer, elektrisch leitender
Lamellen 3 befestigt die über den Rand des Statorteils 2 hinausragen. Die Lamellen 3 drücken den Statorteil 2
gegen den Statorteil 1 und gestatten eine axiale Verschiebung des Statorteils 2 vom Statorteil 1 weg
entgegen der von den Lamellen aufgebrachten Federkraft. Selbstverständlich könnte der Statorteil 2 auch in
anderer Weise mit dem Statorteil 1 verbunden sein. Wesentlich ist lediglich, daß er federnd gegen den
Statorteil 1 gedrückt wird und daß kleine Verschiebungen in axialer Richtung, also in Richtung des in F i g. 1
dargestellten Doppelpfeiles 4, möglich sind. Der Statorteil 2 besitzt ein kreisförmiges zentrales Loch 13.
Ferner weist er eine Reihe von Löchern 14 auf, die auf einem Kreis liegen, dessen Mittelpunkt im Zentrum des
Statorteils 2 liegt und dessen Radius gleich dem Radius desjenigen Kreises ist, auf dem die Löcher 11 des
Statorteils 1 liegen.
Der zwischen den Statorteilen 1 und 2 liegende Rotor 5 besitzt im Ausführungsbeispiel 3 ihn in axialer
Richtung durchdringende Bohrungen 15, deren Durchmesser größer ist als der Durchmesser der Löcher 11
und 14 in den Statorteilen 1 bzw. 2. Die Bohrungen 15 liegen auf einem zum Zentrum des Rotors 5
konzentrischen Kreis, dessen Radius gleich den Radien
der Kreise ist, auf denen die Löcher 11 und 14 liegen.
Femer ist der Rotor mit einer zentralen, rechteckigen
öffnung 16 versehen, die dem Eingriff eines abgeflach- ι ο
ten, in seinem Querschnitt der Form der öffnung 16
angepaßtes Endes 7a einer Antriebswelle 7 dient, deren
Durchmesser kleiner ist als der Durchmesser des zentralen Loches 13 im Statorteil 2.
Ferner ist der Rotor 5 mit in axialer Richtung ihn r>
durchdringenden Bohrungen versehen, in weichen nicht dargestellte Kontaktkugeln geführt sind. Der Durchmesser
der Kontaktkugeln ist größer als die axiale Dicke des Rotors 5.
Die Zahl der Löcher 11 und 14, die je gleiche Abstände zwischeneinander aufweisen, hkngt von der
Zahl der gewünschten Schaltstellungen ab, da sie die Rasten einer Rastvorrichtung bilden. Die Rastvorrichtung
besitzt ferner Positionierkugeln 6, von denen je zwei in axialer Richtung nebeneinander in den Löchern r>
15 des Rotors 5 liegen. Der Durchmesser der Positionierkugeln 6 ist größer als der Durchmesser der
Löcher 11 und 14, jedoch geringfügig kleiner als der Durchmesser der Löcher 15. Ferner ist, wie Fig.2a
zeigt, die axiale Dicke des Rotors 5 geringer als der doppelte Durchmesser einer Positionierkugel 6.
Die Lamellen 3 drücken den Statorteil 2 gegen den Statorteil 1, wodurch, wie F i g. 2a zeigt, die Positionierkugeln
6 in die Löcher 11 und 14 der beiden Statorteile gedrückt werden, wenn sich der Rotor 5 in einer der
Schaltstellungen befindet. Wenn man den Rotor aus der Schaltstellung herausdreht, drücken, wie F i g. 2b zeigt,
die Positionierkugeln 6 den Statorteil 2 entgegen der Kraft der Lamellen 3 vom Statorteil 1 in axialer
Richtung weg. Während der Drehbewegung rollen die Positionierkugeln 6 aufeinander und auf den einander
zugekehrten Rächen der beiden Statorteile.
Auf der dem Rotor 5 zugekehrten Seite des Statorteils 1 ist ein erster Satz von Kontaktstücken 17
vorgesehen, auf der dem Rotor 5 zugekehrten Seite des « Statorteils 2 ein zweiter Satz von Kontaktstücken 18.
Die elektrische Verbindung der Kontaktstücke 17 und 18 miteinander erfolgt mittels der Kontaktkugeln, die in
den Löchern 8 des Rotors geführt sind Der Durchmesser der Kontaktkugeln ist im Vergleich zum Durchmesser
der Positionierkugeln 6 so gewählt, daß dann, wenn der Rotor 5 in einer der Schaltstellungen steht, die
Positionierkugeln 6 entlastet sind und der Statorteil 2 sich über die Kontaktkugeln auf dem Statorteil 1
abstützt
Die Kontaktstücke sind im Ausführungsbeispiel in Form gedruckter Schaltungen ausgebildet Ferner ist im
Ausführungsbeispiel die Form der Kontakte so gewählt, daß drei Gruppen vorhanden sind, die je vier
verschiedene Schaltstellungen zulassen.
Die Statorteile 1 und 2 bestehen aus einem Isoliermaterial mit ausreichender mechanischer Festigkeit
Die Verbindung zu den Kontaktstücken des Stators 2 wird vorteilhafterweise über die Lamellen 3
hergestellt
Dadurch, daß die Kontaktkugeln einen Durchmesser besitzen, der zwischen den Werten liegt, welche die
Abstände annehmen, in denen die beiden StatorteiJe in den in den F i g. 2a und 2b dargestellten Endstellungen
stehen, ergibt sich, daß sie bei einer Drehbewegung des Rotors 5 kein Reibungsmoment erzeugen. Selbstverständlich
ist ihr Durchmesser auch so gewählt, daß in den Schaltstellungen noch ein genügend hohes Rastmoment
der Rastvorrichtung vorhanden ist
Der Rotor 5 kann in den Schaltstellungen kleine Winkelbewegungen um die mittlere Zentrierstellung
ausführen, wodurch eine Reibung der Kontaktkugeln auf den Kontaktstücken innerhalb ganz kleiner Zonen
auftreten kann. Dadurch werden die Kontaktflächen bei jedem Umschaltvorgang gesäubert
Der Rotor 5 besteht aus einem Isoliermaterial, das vorzugsweise einen geringen Reibungskoeffizienten
hat
Die Kontaktstücke 17 des Statorteils 1 und die Kontaktstücke 18 des Statorteils 2 können elektrisch
mit angenieteten Klemmen eines Gitters verbunden werden, das üblicherweise verwendet wird, um Lötzinn
auf gedruckte Schaltungen aufzubringen. Der Schalter kann also, ebenso wie andere elektronische Bauteile, mit
denen er zusammengeschaltet ist, auf einer Platte mit gedruckter Schaltung aufgebaut werden.
Claims (4)
1. Schaltvorrichtung mit zwei senkrecht zu einer Drehachse angeordneten Statorteilen, die den Rotor
zwischen sich aufnehmen, und einer Rasteinrichtung, die eine federbelastete Positionierkugelanordnung
besitzt, dadurch gekennzeichnet, daß die
beiden Statorteile (1, 2) federbelastet, axial relativ zueinander bewegbar sind und auf den einander
zugekehrten Seiten in gleichen Positionen Rasten (11,14) für Positionierkugeln (6) aufweisen und daß
der Rotor (5) mit in axialer Richtung durchgehenden Löchern (15) versehen ist, in denen Positiönierkugeln
(6) so geführt sind, daß die beiden Statorteile (1, 2) durch Drehen des Rotors (5) gegen die
Rückstellkraft der Federn (S) durch die Positionierkugeln (6) voneinander entfernbar sind.
2. Schaltvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Statorteile (t, 2) auf
den einander zugekehrten Seiten je wenigstens ein Kontaktstück (17, 18) tragen, daß der Rotor (5)
mindestens ein axiales Durchgangsloch (8) zur Führung einer Kontaktkugel besitzt, daß die
Kontaktkugel in jeder Schaltstellung ein Kontaktstück des einen Statorteils mit einem Kontaktstück
des anderen Statorteils unmittelbar verbindet und daß sich die beiden Statorteile (1, 2) in den
Schaltstellungen über die Kontaktkugel gegeneinander abstützen.
3. Schaltvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch elastische, den Statorteil (2)
federnd gegen den Statorteil (1) drückende Lamellen (3), die als Anschlußelemente für die Kontaktstücke
(18) des Statorteils (2) ausgebildet sind.
4. Schaltvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß je zwei
Positionierkugeln (6) in axialer Richtung nebeneinander in jedem der Löcher (15) des Rotors (5)
vorgesehen sind.
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Family Applications (1)
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-
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Legal Events
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C3 | Grant after two publication steps (3rd publication) | ||
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Owner name: COMPOBAT, 91390 MORSANG-SUR-ORGE, FR |
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