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Mehrstufiger elektrischer
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Programms chalt er Mehrstufige elektrische Programmschalter nach
dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sind bekannt. Bei einem offenkundig vorbenutzten
Schalter dieser Art sind Kontakt federn auf den beiden Seiten einer kreisförmigen
Isolierscheibe mit aufgebrachten Leiterbahnen derart in zwei Reihen angeordnet,
daß die an der Isolierscheibe anliegenden Kontakte jeweils auf einem Kreisdurchmesser
liegen. Die verschiedenen Schaltstufen werden durch Drehen der Kreisscheiben um
einen bestimmten Winkel, zum Beispiel 300, eingestellt. Dabei ergibt sich der Nachteil,
daß die Schalt- und Isolierstrecken der verschiedenen leitenden oder isolierenden
Flächen bei den inneren Schaltbahnen im Verhältnis zu den äußeren sehr klein werden.
Deshalb sind diese Schaltbahnen nur in beschränktem Maß und häufig gar nicht verwendbar.
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Durch die Erfindung ist die Aufgabe gelöst, diesen Nachteil zu vermeiden
und einen mehrstufigen Schalter zu schaffen, bei dem sehr viele Schaltfunktionen
umfangreicher Programme auf einer verhältnismäßig kleinen- Fläche untergebracht
werden können. Dabei ergeben sich außerdem in der Mengenfertigung geringe Herstellungskosten.
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Zur Lösung dieser Aufgabe dienen die Merkmale, die im kennzeichnenden
Teil des Anspruchs 1 angegeben sind. Auf der erfindungsgemäß verwendeten Schaltwalze
haben alle Schaltbahnen den gleichen Durchmesser. Deshalb kann die ganze Mantelfläche
der Schaltwalze zum Aufbringen von Leiterbahnen ausgenutzt werden. Die erforderliche
Größe der Mantelfläche ist ausschließlich durch die Ausdehnung der benötigten Leiterbahnen
und deren Isolierabstände bestimmt.
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In den Unteransprüchen sind vorteilhafte Ausgestaltungen des
erfindungsgemäßen
Programmschalters aufgeführt.
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Von den in den Ansprüchen 2 bis 4 angegebenen, antich bekannten Möglichkeiten
zum Herstellen der Leiterbahnen auf der erfindungsgemäßen Schaltwalze, wird die
Ausführung nach Anspruch 2 für die günstigste gehalten. Dabei wird die Schaltwalze
in bekannter Weise aus einem geeigneten metallisierbaren Kunststoff gespritzt. Es
ist auch bekannt, beim Metallisieren Isolierflächen auszusparen. Die zunächst niedergeschlagene
sehr dünne Metallschicht, für die in der Regel Kupfer verwendet wird, kann in üblicher
Weise galvanisch verstärkt und veredelt werden, zum Beispiel durch Versilbern oder
Vergolden.
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Das Verfahren zuR Herstellen von Schaltwalzen nach Anspruch 3 ist
für die sogenannten gedruckten Schaltungen gebäuchlich.
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Das Verfahren zum Herstellen von Schaltwalzen nach Anspruch 4 /besonders
für sehr große Stückzahlen vorgesehen, weil es aufwendige, sehr präzise und möglichst
vollautomatisch arbeitende Vorrichtungen erfordert.
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Programmschalter nach Anspruch 5 haben den Vorteil, daß eine Achse
zum Betätigen eines elektrischen Einstellers, zum Beispiel eines Potentiometers,
der hinter dem Programmschalter angeordnet ist, durch die hohle Schaltwalze hindurchgeführt
werden kann. Außerdem würde für einen Vollzylinder unnötig viel Material verbraucht.
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Die Ausgestaltung nach Anspruch 6 bietet die vorteilhafte Möglichkeit,
zwei Schaltwalzen in unverwechselbarer Drehlage zueinander aneinander zu kuppeln.
Außerdem dient der Stutzen mit verringertem Durchmesser und den Vertiefungen an
der Stirnfläche zum Ankuppeln einer Rastvorrichtung zum präzisen Einstellen der
Drehwinkel der einzelnen Schaltstufen und eines Drehknopfes.
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Für die Ausgestaltung nach Anspruch 7 wird für beide Reihen nur eine
Ausführungsform einer Kontaktfeder benötigt. Dabei liegen die Lötzungen in zu den
Reihen senkrechten Linien einander gegenüber, während die Kontaktfedern der einen
Reihe jeweils gegenüber der Mitte der Lücken zwischen den Kontaktfedern der anderen
Reihe angeordnet sind. Dadurch ergeben sich in vielen Anwendungsfällen günstige,
platzsparende Leiterbahnen auf der Mantelfläche der Schaltwalze. Die Anordnung der
Lötzungen entspricht einem gebräuchlichen Raster der Löcher in Leiterplatten.
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Die Ausgestaltung nach Anspruch 8 hat den Vorteil, daß die Kontaktfedern
in denkbar einfacher Weise in den Isoliersockel eingesteckt und dann alle auf einmal
durch die Spannplatte in der Betriebslage fixiert werden Die Spannplatte wird im
Isoliersockel durch einen Deckel festgehalten. Durch die Ausgestaltung nach Anspruch
9 ergeben sich beim Aufsetzen des Deckels auf die Spannplatte ohne zusätzlichen
Aufwand Drehlager für die Schaltwalze.
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In den Ansprüchen 9 und lo sind vorteilhafte Rastvorrlchtungen zum
Befestigen des Deckels am Isoliersockel und des ganzen Programmschalters an einer
Leiterplatte angegeben.
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Die Figuren zeigen ein Ausführungsbeispiel des erSindungsgemäßen Programmschalters.
In der Fig. 1 sind die Hauptteile des Schalters in perspektivischer Darstellung
übereinander angeordnet. Fig. 2 ist eine perspektivische Skizze von vier Kontaktfedern
in der gleichen Anordnung wie im Isoliersockel des Schalters. Fig. 3 zeigt als Beispiel
die Abwicklung einer Leiterbahn, die auf der Schaltwalze des Schalters angebracht
sein könnte.
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Der Isoliersockel 1 des Programmschalters hat die Grundform
einer
flachen rechteckigen Wanne. In den Längswänden 2 und 3 und im Boden 4 der Wanne
sind zwei Reihen Ausnehmungen 5 und 6 zum Einsetzen der Kontaktfedern 7 angebracht.
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Bei den in der Fig. 2 gezeichneten Kontaktfedern ist durch zweimaliges
Abwinkeln um 900 ein Mittelteil 8 gebildet, der in die Bodenausnehmung 6 des Isoliersockels
1 eingesetzt wird. Der oben anschließende-verbreiterte Teil 9 der Kontaktfeder befindet
sich dann in der Wandausnehmung 5 des Isoliersockels 1. Die Lötzunge 10 ist dabei
jeweils durch einen in der Fig. 1 nicht sichtbaren Durchbruch im Boden 4 des Isoliersockels
1 durchgeführt.
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Fig. 2a zeigt eine andere Ausbildung der Kontaktfedern, die auch zum
oberen Anschluß vorgesehen sind. Hierzu sind die unteren Lötzungen 10 mit einem
Verbindungssteg 10' versehen, der am oberen Ende die zum oberen Anschluß vorgesehenen
Lötzungen 10 aufweist.
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Diese oberen Lötzungen 10" greifen durch in der Zeichnung nicht dargestellte
Schlitze des Deckels 38 hindurch.
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& Die Durchbrüche im Boden 4 liegen in zwei Reihen einander senkrecht
gegenüber. Die Abstände zwischen den Durchbrüchen sind so gewählt, daß die durchgeführten
Lötzungen 10 in einem gebräuchlichen Lochraster von Leiterplatten angeordnet sind.
Wenn die Lötzungen 10 in der Reihe den Abstand a voneinander haben, ist der Kontakt
11 der Kontaktfeder 7 gegenüber der Lötzunge 10 in der Richtung der Reihe um a/4
versetzt. Da die gleichen Kontaktfedern 7 im Isoliersockel 1 in den beiden Reihen
spiegelbildlich zueinander eingesetzt -werden, stehen die Kontakte 11 der einen
Reihe jeweils gegenüber der Mitte der Lücken zwischen den Kontakten 11 der anderen
Reihe. Daß sich dadurch in vielen Anwendungsfällen günstige platzsparende Leiterbahnen
auf der Mantelfläche 13 der Schaltwalze 12 ergeben, wird an dem in der Fig. 3 wiedergegebenen
Beispiel im einzelnen dargelegt.
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Zu den Leiterbahnen in der Fig. 3 gehören zwei Reihen mit Je sieben
Kontaktfedern 7, die in die Ausnehmungen 5 und 6 des Isoliersockels 1 eingesetzt
sind. Bei dembetriebsbereiten Schalter liegen die Kontakte 11 dieser Kontaktfedern
7 an zwei einander diametral gegenüberliegenden Mantellinien der Schaltwalze 12
an. Die ersten Kontakte C1 und C2 der beiden Reihen sind bei allen Drehstellungen
der Schaltwalze 12 mit der Leiterbahn 14, die den ganzen Umfang der Schaltwalze
12
umfaßt, leitend verbunden. Selbstverständlich kann auch einer der beiden Kontakte
C1 oder C2 weggelassen werden.
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0 In der Schaltstellung 0° sind die Kontakte F1 und F7 der beiden
Reihen auf den Leiterflächen 15 und 16 in leitender Verbindung mit den Kontakten
Ci und C2. Durch Drehen der Schaltwalze um 300 werden diese Verbindungen getrennt
und entsprechende Verbindungen der Kontakte F2 und F8 mit den Kontakten C1 und C2
hergestellt. Wenn die Schaltwalze jeweils um 300 weitergedreht wird, ergibt sich
die gleiche Umschaltung jeweils für die folgenden Kontakte in jeder Reihe, bis bei
der Schalterstellung 1800 kein F-Kontakt mehr mit den beiden C-Kontakten verbunden
ist. Aus der Abwicklung der Leiterbahnen in der Fig. 3 ist ohne weiteres zu ersehen,
daß sich durch die Versetzung auf Lücke bei den Kontakten der beiden Reihen, eine
sehr günstige Anordnung der Leiterflächen 14,15,16 usw. und deren Verbindungsleitungen
ergibt. Der maßgebende Vorteil wird in den verhältnismäßig großen Isolierabständen
bei geringem Platzbedarf gesehen.
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Die Kont akt federn 7 werden in den Ausnehmungen 5 und 6 des Isoliersockels
1 durch eine Spannplatte 17 fixiert, die in den wannenförmigen Hohlraum des Isoliersockels
1 eingesetzt wird. Dabei liegen Vorsprünge 18 und 19 der Spannplatte 17 auf den
Stirnwänden 20 und 21 des Esoliersockels 1. Die Spannplatte 17, die durch eine Längsrippe
22 versteift ist, weist zwei Stirnwände 23 und 24 mit halbkreisförmigen Aüsschnitten
25 und 26 auf. Es ist auch eine Ausführung denkbar, bei der beide Kontaktfederreihen
unmittelbar in den Isoliersockel 1 eingespritzt sind.
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Die als Hohlzylinder ausgebildete Schaltwalze 12 hat an einem Ende
einen Stutzen 27 mit verringertem Durchmesser. In der Stirnfläche 28 des Stutzens
27 sind zwei Vertiefungen 29 und 30 mit verschiedener Breite angebracht. Am anderen
Ende weist die Schaltwalze 12 einen zylindrischen Hohlraum 31 auf,
dessen
lichter Durchmesser ungefähr gleich dem AuRendurchmesser des Stutzens 27 ist und
an dessen innerer Stirnwand 32 zwei Vorsprünge 33 und 34 mit den Vertiefungen 29
und 30 entsprechenden Abmessungen angebracht sind.
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An die Schaltwalze 12 kann eine zweite gleichartige Schaltwalze mit
einem in den Maßen entsprechenden Zwischenstück oder direkt dadurch in unverwechselbarer
Drehlage angekuppelt werden, daß deren Stutzen 27 in die Ausnehmung 31 der ersten
Schaltwalze eingeschoben wird. In der richtigen Drehlage der beiden Schaltwalzen
zueinander greifen die Vorsprünge 33 und 34 der ersten Schaltwalze jeweils in die
dazu passende Vertiefung 29 bzw. 3o der zweiten Schaltwalze ein. Wenn keine weitere
Schaltwalze angekuppelt wird, ist in den Hohlraum 31 ein Achsstutzen 35 einzustecken,
der den gleichen Außendurchmesser und die gleichen Vertiefungen 36 und 37 an der
Stirnfläche hat wie der Stutzen 27 der Schaltwalze.
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Es ist auch eineAuabrung mit nur einer Walze denkbar, bei der die
Walze an beiden Stirnenden die Ansätze 27 zur Lagerung der Walze aufweist.
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Die Schaltalze 12 mit dem eingesteckten Achsstutzen 35 wird so auf
die Spannplatte 17 gelegt, daß die Stutzen 27 und35 mit verringertem Durchmesser
in den angepaßten halbkreisförmigen Ausnehmungen 25 und 26 der Stirnwände 23 und
24 der Spannplatte 17 liegen. Der Walzenteil mit der die Leiterbahnen tragenden
Mantelfläche 13 und dem größten Durchmesser ist annähernd so lang wie der Abstand
zwischen den Stirnwänden 23 und 24 der Spannplatte 17, dadurch ist die Schaltwalze
12 in der Spannplatte 17 gegen axiale Verschiebung gesichert.
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Ein Deckel 38, der zum Abdecken des gesamten Schalters dient, hat
in seinen beiden Stirnwänden 39 je einen rechteckigen Ausschnitt 40, in den jeweils
eine Stirnwand 23 bzw. 24 der Spannplatte 17 eingeschoben wird. Ein anschließender
halbkreisförmiger Ausschnitt 41 mit angepaßtem Durchmesser umschließt dann die obere
Hälfte des Stutzens 27 bzw. 36. Ein verbreiterter Teil 42 des rechteckigen Ausschnittes
40 nimmt die Stirnwand 20 bzw. 21 des IsoliPrsockels 1 auf.
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überstehende Seitenwandteile 43 und 44 greifen in Längs aus sparungen
45 und 46 des Isoliersockels 1 ein. Dabei werden Rasthaken 47 des Deckels 38 in
angepaßte Ausnehmungen 48 des Isoliersockels 1 eingeschoben, bis Rastnasen 49 an
den Rasthaken 47 in angepaßte Vertiefungen 50 in den Ausnehmungen 48 einrasten.
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Die Füße 48 dienen außerdem zur Befestigung des Schalters an einer
Leiterplatte. Dazu werden sie durch angepaßte Durchbrüche in der Leiterplatte geschoben,
bis die Vorsprünge 51 die Leiterplatte rastend hintergreifen.
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Man kann zwei vollständige Programmschalter hintereinander anordnen
und beide m der beschriebenen Weise an einer Leiterplatte befestigen. Die beiden
Schaltwalzen werden dabei in der bereits beschriebenen Weise fluchtend aneinander
gekuppelt.
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Der Stutzen 27 ist dabei in der hinteren Stirnwand des ersten und
in der vorderen Stirnwand des zweiten Schalters doppelt gelagert.
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Am vorderen Stutzen 27 ist mit Hilfe der Vertiefungen 29 und 30 eine
Rastvorrichtung zur genauen Einhaltung des Drehwinkels und ein Drehknopf anzukuppeln.
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Bei komplizierten und sehr umfangreichen Programmen kann es notwendig
sein, Querverbindungen zwischen Kontaktbahnen vorzusehen, die jedoch beim Schalten
mitten Kontaktfedern keine leitende Verbindung haben dürfen. In solchen Fällen werden
solche für die Kontaktgabe nicht bestimmte oder zu isolierende Flächen
der
metallisierten Walzenoberfläche mit einem harten, abriebfesten, nicht leitenden
Überzug, z.B. einem Silikonlack, überzogen.