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Schalter mit Drehwiderstand oder Rheostat zum Regeln
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elektrischer Verbraucher für Kraftfahrzeuge Die Erfindung betrifft
einen Schalter mit Drehwiderstand oder Rheostat nach dem Oberbegriff des Anspruches
1 zum Regeln elektrischer Verbraucher für Kraftfahrzeuge.
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Bei den bekannten Schaltern oder Rheostaten ist zwischen dem Aus-
und dem Einschaltpunkt ein gewickelter Drahtwiderstand vorgesehen, an dem ein Stromabnehmer,
wie eine Kontaktbrücke- oder dergleichen, durch Drehung eines Mitnehmers entlanggleitet.
Die bekannten Rheostaten haben in der Regel ein Sockelteil aus Keramik oder Kunststoff
mit einer kreisrinförmigen Aussparung für den qewickelten Drahtwiderstand, und auf
dem Sockelteil sitzt ein topfförmiges Gehäuseoberteil mit einer Durchführung für
den drehbaren Mitnehmer, an dessen innenliogendem Ende die federnde Kontaktbrücke
sitzt und der von der Gehäuseaußenseite her durch einen Drehknopf verstellt werden
kann.
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Derartige Rheostate sind aufwendig in der Herstellung und lassen sich
wegen der notwendigen Dimensionierung des gewickelten Drahtwiderstandes
jeweils
nur für bestimmte Widerstandsbereiche herstellen. Bei anderen Rheostaten ist für
die Verstellung ein störanfälliger Hebeltrieb vorgesehen. Dies ist jedoch gerade
bei Schaltern mit Drehwiderständen oder Rheostaten, die zum Einbau in Kraftfahrzeuge
in hohen Stückzahlen benötigt werden und eine möglichst lange Lebensdauer bei hoher
Funktionssicherheit haben sollen, nicht tragbar.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Schalter oder Rheostaten
zur Verwendung bei Kraftfahrzeugen zu schaffen, der bei platzsparender Bauweise
und einer Verwend-un' ntöglichst einheitlicher Bauteile bei hoher Fertigungsgenauigkeit
und dauerhafter Funktionssicherheit die Einhaltung genauerer und gleichmäßigerer
Widerstandswerte ermöglicht und andererseits bei der Herstellung durch einfachen
Austausch eines Widerstands-Baüelementes ohne konstruktive Änderungen an die unterschiedlichsten
Widerstandsberiche bis in den Kilo-Ohm-Bereich angepaßt werden kann.
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Diese Aufgabe findet ihre Lösung gemäß der Erfindung im wesentlichen
durch den Kennzeichnungsteil des Anspruches 1, während besonders vorteilhafte Weiterbildungen
der Erfindung in den Ansprüchen 2 bis 10 gekennzeichnet sind.
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Ein derartiger Schalter oder Rheostat nit einer nach Bedarf auswechselbaren
Widerstandsplatine bietet folgende Vorteile: Die mit einem Schichtwiderstand ausgebildete
Widerstandsplatine kann nach Art einer gedruckten Schaltung mit den unters&hiedlichsten
Widerstandskennlinien hergestellt werden. Es läßt sich dadurch eine sehr hohe Fertigungsgenauigkeit
erzielen mit wesentlich gleichmäßigeren Widerstandwerten als bei d<'n bekdnntell
Schaltern oder Rheostaten. Durch eine entsprechende Gestaltung
der
Widerstandsbahnen an der Widerstandsplatine kann ein sehr großer Widerstandsbereich
bis in den Kilo-Ohm-Bereich abgedeckt werden. Die Widerstandskennlinie kann durch
entsprechende Gestaltung des Schichtwiderstandes sowohl einen linearen als auch
einen progressiven Verlauf haben. Es können daher in einem Gehäuse ohne Änderung
der Grundkonstruktion sowohl nieder- als auch hochohmige Widerstände untergebracht
werden, wodurch sowohl niedrigere Werkzeug- als auch billigere Herstellungskosten
erzielt werden können. Bei Verwendung der Widerstandsplatine können außerdem zusätzliche
Leiterbahnen für andere Bauteile, wie zum Beispiel für die Stromzuführung zu Glühlampen,
Widerstände zur weiteren Drosselung oder dergleichen mit auf der Platine angebracht.
werden.
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Ein wesentliches weiteres Merkmal bei dem Drehwiderstand oder Rheostaten
ist die Zahnradübersetzung, die eine sehr genaue Einstell- bzw. Regelmöglichkeit
über einen weiten Widerstandsbereich bietet. Mit einer Verstellung des Betätigungsrades
um 1200 kann zum Beispiel ein Verstellbereich der Kontaktbrücke bis zu einem Winkel
von 2700 und mehr erreicht werden. Außerdem wird durch die. Zahnradverstellung schon
von Anfang an und über den ganzen Verstellbereich eine gleichmäßige Regelung erreicht
im Gegensatz zu bekannten Hebelverstellungen, die zu unterschiedlichen Verstellwinkeln
über den gesamten Verstellbereich führen.
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Derartige Hebelverstellungen können sich auch leicht verklemmen und
sind daher störanfällig.
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Durch die Anbringung von Leiterbahnen für den Anschluß einer Glühlampe
an der Widerstandsplatine werden ferner die sonst erforderlichen teueren gesockelten
Glühlampen mit einem Einsteck-oder Schraubsockel nicht mehr benötigt. Es können
vielmehr einfache Glühlampen ohne Sockel einfach mit den beiden Zuleitungsdrähten
an die Leiterbahnen an der Platine angelötet werden.
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Der Glühlampenkolben ist im Gehäuse des Rheostaten von einem Glühlampenhalter
umgeben, der zugleich die Funktion eines Reflektors erfüllt. Der Glühlampenkolben
wird am Glühlampenhalter durch sternförmig angeordnete Rippen für eine punkt- oder
linienförmige Halterung gesichert. Dies dient einmal der besseren Wärmeabfuhr von
der Glühlampe und zum anderen wird durch diese Halterung sichergestellt, daß Erschütterurlgen
nicht auf die Glühlampe und deren Befestigung übertragen werden.
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Der Reflektor an der Glühlampenhalterung kann auch bedampft oder verspiegelt
sein, gegebenenfalls auch mit einer Prismenanor -nung zur Lichtlenkung, und er schirmt
außerdem gegen unerwünschte Streustrahlung ab.
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Ferner befinden sich Belüftungsschlitze im Gehäuse und am Sockel,
die für eine gute Wärmeabfuhr sorgen.
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Die Widerstandsplatine bietet weiterhin die Möglichkeit einer einfachen
Sicherung gegen Uberströme durch eine entsprechende Einschnürung der Leiterbahnen
entweder in unmittelbarer Nähe der Vernietung mit dem entsprechenden Anschlußstecker
oder an einer anderen geeigneten Stelle. Statt einer Einschnürung kann auch eine
Unterbrechung des Leiters vorgesehen sein, die durch einen Draht oder durch ein
Lot mit einem bestimmten Schmelzpunkt, zum Beispiel etwa 350" K, überbrückt ist.
Durch diese zusätzlche Sicherung lassen sich Kabelbrände am Fahrzeug in einfacher
Weise vermeiden.
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Durch eine besondere Gestaltung oder Auslegung der Leiterbahn für
die Glühlampe kann außerdem eine Reduzierung der Betriebsspannung der Glühlampe
erreicht werden, um auf diese Weise deren Lebensdauer zu erhöhen, wozu sonst ein
zusätzlicher Widerstand erforderlich wäre. Die Glühlampe kann daher an die Leiterbahnen
fest angelötet sein, da durch deren Auslegung mit einem ausreichenden Vorwiderstand
ein sonst eventuell notwendiger Austausch der Glühlampe entfällt.
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Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung
schematisch dargestellt. Es zeigen Fig. 1 einen Schalter oder Rheostaten in perspektivischer
Ansicht, Fig. 2 das Sockelteil des Schalters in perspektivischer Einzelansicht,
Fig. 3 einen schematischen Längsschnitt durch den Schalter gemäß Schnittlinie III.-
III.von Fig. 1, Fig. 4 einen horizontalen Längsschnitt. durch den Schalter gemäß
Schnittlinie IV - IV von Fig. 3, Fig. 5 einen schematischen Teilschnitt durch den
Schalter gemäß Schnittlinie V - V von Fig. 3, Fig. 6 eine Widerstandsplatine für
einen derartigen Schalter in der Ansicht, Fig. 7 eine teilweise weggebrochen dargestellte
Ansicht einer gegenüber Fig. 6 abgewandelten Ausführungsform einer Widerstandsplatine,
Fig. 8 noch eine abgewandelte Ausführungsform und Fig. 9 eine weitere abgewandelte
Ausführungsform einer Widerstandsplatine für besonders hohe Widerstandswerte.
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Der in der Zeichnung 4gezeigte Schalter oder Rheostat, der zum Regeln
elektrischer Verbraucher in Kraftfahrzeuqen bestimmt ist, hat ein im wesentlichen
quaderförmiges Kunststoffgehäuse mit einem äußeren Gehäusekörper 1 und einem an
dessen rückwärtiger Stirnseite nach dem Schubladenprinzip eingeschobenen, ebenfalls
quaderförmigen Sockelteil 2, das mit seinen Seitenwandteilen 2a, 2b über mehr als
die halbe Länge in den Gehäusekörper 1 hineinragt.
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An der vorderen Stirnseite des Gehäusekörpers 1 befindet sich in einem
rechteckigen Ausschnitt 3 ein walzen- oder scheibenförmiges Betätigungsrad 4 für
den Schalter oder Rheostaten neben einer von der Rückseite her beleuchteten Farbscheibe
5a und einer Symbolscheibe 5. Das Betätigungsrad 4 nimmt im wesentlichen den gesamten
freien Gehäuseguerschnitt unterhalb der Symbolschcibe 5 ein und ist mit beidseitigen
Drehlagervertiefllnn 6a, 6b (lig. 4 an zwei von den beiden Gehäuseseitenwänden ia,
ib des Gehäusekörpers 1 hervorspringenden Lagerzapfen 7a, 7b drehbar gelagert.
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Vom Betätigungsrad 4 ragen zwei seitliche Anschlagzapfen 8a, 8b hervor,
die in einem gegenseitigen Winkelabstand von etwa 30 bis 400 gegenüber der Drehlagerung
an den Lagerzapfen 7a, 7b angeordnet sind und als Endanschläge in der Ausschalt-
oder Ausgangsstellung und in der Endstellung des Schalters oder Rheostaten bei einem
Vollausschlag von etwa 1200 dienen. Jeder der beiden Zapfen 8a, 8b kommt in den
betreffenden Anschlagstellungen jeweils abwechselnd an einem senkrechten Steg 3a
neben dem Ausschnitt 3 für das Betätigungsrad 4 zur Anlage.
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Das Betätigungsrad 4 steht mit einem Teil seinMs Umfanges über die
vordere Gehäusestirnseite. 1c radikal nach außen hervor und hat eine gerade Umfangsverzahnung
4a, die mit einem Zahnradgetriebe aus achsparallel nebeneinanderliegenden Stirnrädern
9, 10 im Gehäuseinneren kämmt.
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Wie in Fig. 1 bis 4 der Zeichnung weiterhin zu erkennen ist, ragt
vom Boden 2c des Sockelteils 2 eine Widerstandsplatine 11 auf, die nach Art einer
gedruckten Schaltung ausgebildet und mit Anschlußsteckern 12a, 12b, 12c verbunden
ist, die vom Boden 2c nach außen hervorstehen und der Verbindung mit geeigneten
Stromquellen oder Verbrauchern dienen. Die Widerstandsplatine 11 erstreckt sich
an dem Sockelteil 2 in parallelem Abstand von den beiden längeren Seitenwandteilen
2a, 2b und ist gegenüber der Gehäusemitte derart seitlich versetzt angeordnet, daß
sich die Seite 11a mit dem Schichtwiderstand in einem größeren
Abstand
von der dazu parallelen benachbarten Längsseitenwand 2a als die Rückseite der Platine
von der gegenüberliegenden Seitenwand 2b befindet. Auf der Widerstandsseite 11a
befinden sich neben der Platine 11 eine drehbare Kontaktbrücke 13 mit einer Andruckfeder
14 und das Zahnradgetriebe mit den beiden Stirnrädern 9, 10 für die Drehung der
Kontaktbrücke 13 mittels des Betätigungsrades 4i wobei die Achse 9a des Stirnrades
9 zugleich als Mitnehmer für die Kontaktbrücke 13 dient. Von den beiden Stirnrädern
9,. 10 ist das Stirnrad.9 in Zentrum der Widerstandsanordnung an der Widerstandsplatine
11 drehbar gelagert und steht in Zahneingriff mit dem Stirnrad 10, das seinerseits
mit der Umfangsverzahnung 4a an dem Betätigungsrad 4 kämmt.
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Die Widerstandsplatine 11 hat eine der Anzahl der Stirnräder 9, 10
des Zahnradgetrlebes entsprechende Anzahl von Achsdurchführungen 15, 16,und an den
beiden Seitenwandteilen 2a, 2b des Sockelteiles 2 befinden sich beiderseits der
Widerstandsplatine 11 Drehlager 9b, 10b für die Achse 9a und für weitere Drehachsen
10a des Zahnradgetriebes.
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Oberhalb der Getriebeanordnung befindet sich in dem Gehäusekörper
1 zwischen der innenliegenden Stirnkante 2d des Sockelteiles 2 und der Farbscheibe
Sa, ein Halter 17 aus Kunststoff für eine Glühlampe 18 zur Beleuchtung der Symbolscheibe
5. Der Glühlampenhalter i7 ist im wesentlichen quaderförmig ausgebildet und sitzt
an einer von der Widerstandsplatine 11 über die Seitenwandteile 2a, 2b des Sockelteiles
2 stirnscitig hervorstehenden Wase 19.
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Es besitzt ferner eine muldenartige Vertiefung 20 an seiner der Symbolscheibe
5 zugewandten vorderen Stirnseite, die gegebenenfalls mit einer reflektierenden
Oberfläche versehen sein kann und in deren Mitte sich eine etwa kreisförmige Öffnung
21 mit mehreren nach innen gerichteten Distanzrippen 22 für die Halterung des Glaskolbens
der Glühlampe 18 befindet.
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Zur Abfuhr der beim Betrieb des Rheostaten auftretenden Verlustwärme
sind an den parallel nebeneinanderliegenden Seitenwänden la, 2a, lb, 2b des Gehäusekörpers
1 und des Sockelteiles 2 außerdem miteinander fluchtende Belüftungsschlitze 23,
24 angeordnet, die sich bis in die oberen Schmalseiten des Gehäusek()rpers 1 und
des Sockelteiles 2 erstrecken können.
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Wie in Fig. 6 bis 9 im einzelnen gezeigt ist, kann die Widerstandsplatine
11 unterschiedlich ausgebildet sein. Die Widerstandsplatine 11 hat in allen Fällen
eine im wesentlichen rechteckige Grundform,und auf der der Kontaktbrücke 13 zugewandten
Widerstandsseite 11a befinden sich ein Mittelkontakt 31 und ein kreisförmiger Widerstandskörper
32, der als Schichtwiderstand ausgebildet und ebenso wie der Mittelkontakt 31 mit
den Anschlußsteckern 12a, 12b am Sockelteil 2 verbunden ist.
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Bei der in Fig. 6 gezeigten Ausführungsform einer derartigen Widerstandsplatine
11 befindet sich in der Mitte ds MittelkontaR-tes 31 eine Achsdurchführung 15 für
die Drehachse 9a des Stirnrades 9, die zugleich als Mitnehmer für die auf ihr federnd
an-.
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geordnete Kontaktbrücke 13 dient. Der kreisringförmige Mittelkontakt
31 ist von einem mäanderförmia ausgebildeten Widerstandskörper 32 umgeben, an dessen
innenliegenden Windungsabschnitten 33 die Kontaktbrücke 13 entlanggleitet. Von dem
ringförmigen Mittelkontakt 31 ist eine Leiterbahn 34 am äußeren Rand derWiderstandsplatine
11 um den Widerstandskörper 32 bis zu einer Leiterbahn 35 herumgeführt, die den
Gegenkontakt für den Anschlußder Glühlampe 18 zur Beleuchtung der Symbolscheibe
5 bildet. Die parallel nebeneinanderliegenden Anschlußkontakt 34a, 35a für die Glühlampe
18 an den Enden der Leiterbahnen 34, 35 befinden sich in gerader Verlängerung der
im oberen Teil der Widerstandsplatine 11 vorspringenden Nase 19, auf die der Lampenhalter
17 im montierten Zustand aufgeschoben ist und auf diese Weise gegen eine Verlagerung
im Gehäuse gesichert wird.
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Bei der in Fig. 7 gezeigten Teildarstellung einer abgewandelten Ausführungsform
der Widerstandsplatine 11 ist die Leiterbahn 34 nicht mit dem Mittelkontakt 31 des
Widerstandskörpers 32 verbunden, sondern besitzt einen eigenen Anschluß 34b für
einen weiteren Anschlußstecker 12d am Bodenteil 2.
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Fig. 8 zeigt im einzelnen, wie die Glühlampe 18 mit ihren beiden Anschlußdrähten
18a, 18b an die beiden Anschlußkontakte 34a, 35a angelötet ist, ohne eine herkömmliche
Lampenfassung zu erfordern.
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Zur Absicherung gegen eventuelle Uberströme können außerdem alle Leiterbahnen
34, 35 ebenso wie die Leiterbahn des Widerstandskörpers 32 mit entsprechenden Querschnittsverengungen
34c bzw.
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32c ausgebildet sein, die bei etwa auftretenden überströmen durch
schmelzen und dadurch die Funktion einer Sicherung erfüllen.
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Bei der in Fig. 9 gezeigten Widerstandsplatine Ii handelt es sich
um eine Ausführungsform mit einem Kohle-Schichtwiderstand für besonders hohe Widerstandswerte
bis in den Kilo-Ohm-Bereich, die im Prinzip genauso ausgebildet ist wie die Widerstandsplatine
nach Fig. 6 bis 8 und nach Bedarf ohne jede konstruktive Veränderung an dem Sockelteil
2 gegen eine dieser gezeigten Widerstandsplatinen oder auch gegen andere, hier nicht
besonders dargestellte Widerstandsplatinen, die lediglich hinsichtlich des Schichtmaterials
und der Widerstandswerte des Widerstandskörpers 32 abgeändert sind, ausgetauscht
werden kann.
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Alle neuen, in der Beschreibung und/oder Zeichnung offenbarten Einzel-
und Kombinationsmerkmale werden als erfindungswesentlich angesehen.
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