DE1043460B

DE1043460B - Switch with two mutually rotatable contact carriers pressed against each other by spring pressure

Info

Publication number: DE1043460B
Application number: DEN6535A
Authority: DE
Inventors: Willem Hendrik Braskamp
Original assignee: Braskamp W H Nv
Current assignee: Braskamp W H Nv
Priority date: 1951-12-22
Filing date: 1952-12-22
Publication date: 1958-11-13
Also published as: GB719444A; NL82989C

Description

DEUTSCHESGERMAN

Die Erfindung betrifft einen Schalter mit zwei gegeneinander drehbaren, durch Federdruck gegeneinandergepreßten Kontaktträgern, deren einer mit zum Teil aus ihm herausragenden Kugeln versehen ist, die in Aussparungen des anderen Kontaktträgers hineinragen.The invention relates to a switch with two mutually rotatable and pressed against each other by spring pressure Contact carriers, one of which is provided with balls partially protruding from it, which are located in recesses in the other contact carrier protrude.

Bei allen Schaltern, mit denen elektrische Stromkreise geschlossen und geöffnet werden, tritt ganz allgemein das Problem auf, die eigentlichen Kontaktelemente mit großer Geschwindigkeit zu schließen und insbesondere zu öffnen, um den Abbrand an diesen Teilen möglichst klein zu halten. Außerdem soll der Schalter mit einer Einrichtung ausgerüstet sein, die es gestattet, die Kontaktelemente mit einer annähernd gleichbleibenden Geschwindigkeit zu öffnen und zu schließen, unabhängig davon, ob der äußere Handgriff zügig oder langsam betätigt wird. Ferner darf es nicht möglich sein, daß die beweglichen Kontaktelemente eine Zwischenstellung einnehmen, auch dann nicht, wenn der Schaltgriff nach einer anfänglichen Drehung in einer Mittellage festgehalten wird.With all switches, with which electrical circuits are closed and opened, occurs quite generally the problem of closing the actual contact elements at great speed and in particular to open in order to keep the burn on these parts as small as possible. In addition, the Switch to be equipped with a device that allows the contact elements with an approximately constant speed to open and close, regardless of whether the outer handle is operated quickly or slowly. Furthermore, it must not be possible that the movable contact elements take up an intermediate position, even if the control handle after an initial rotation is held in a central position.

Man hat bei den bekanntgewordenen Drehschaltern mit verschiedenen Mitteln versucht, einzelne oder auch alle genannten Forderungen zu erfüllen, was jedoch nur unvollkommen gelungen ist.Attempts have been made with the rotary switches that have become known by various means, individual or also to meet all of the requirements mentioned, but this was only partially achieved.

Es ist z. B. ein Drehschalter bekannt, bei dem eine große Ausschaltgeschwindigkeit erzielt werden soll durch die Anordnung einer sogenannten schnellenden Schaltwelle, mit der der Kontaktträger drehfest verbunden ist, an den sich federnd gelagerte Kontaktzungen von außen anlegen. Bei einem anderen Schalter mit Augenblicksschaltung hat man am Boden eine runde Scheibe angeordnet, die oberhalb mit zahnartigen Erhebungen versehen ist, welche keilförmig auf die in der Mitte gelagerte Schaltwelle zulaufen. Zwischen diese zahnartigen Erhebungen werden zwei einander gegenüberliegende Kugeln gedrückt, die in Ausnehmungen des mit der Schaltwelle drehfest verbundenen Kontaktarmes geführt sind, welcher unter dem Druck einer Feder steht. Da in beiden Fällen der bewegliche Kontaktträger mit der Schaltwelle starr verbunden ist, lassen sich die Kontaktelemente auch langsam von einer in die andere Stellung überführen, wobei es möglich ist, daß die Kontakte Zwischenstellungen einnehmen können. 'It is Z. B. a rotary switch is known in which a high switch-off speed is to be achieved due to the arrangement of a so-called fast-moving selector shaft, with which the contact carrier is connected in a rotationally fixed manner is to which the spring-loaded contact tongues apply from the outside. At another switch With instantaneous switching, a round disk has been placed on the bottom, the one above with tooth-like Elevations are provided, which run in a wedge shape towards the shift shaft mounted in the middle. Two opposing balls are pressed between these tooth-like elevations Recesses of the contact arm rotatably connected to the switching shaft are guided, which under is under the pressure of a spring. Because in both cases the movable contact carrier with the selector shaft is rigid connected, the contact elements can also be slowly transferred from one position to the other, it is possible that the contacts can assume intermediate positions. '

Weiterhin ist es bekannt, bei Drehschaltern mit federnd gegeneinandergepreßten Kontaktträgern, von denen einer mit dem Schaltgriff verbunden ist, in Aussparungen beider Kontaktträger gleich viele Kugeln anzuordnen, die bei der Schaltbewegung übereinander weggleiten; dadurch werden die Kontakte bei der Drehbewegung entsprechend dem Durchmesser der Kugeln mehr oder weniger weit voneinander abgehoben. Auch bei dieser Anordnung ist eine be-Schalter mit zwei gegeneinander
drehbaren, durch Federdruck gegeneinandergepreßten KontaktträgernIt is also known to arrange the same number of balls in the recesses of both contact carriers in the case of rotary switches with contact carriers that are resiliently pressed against one another, one of which is connected to the switch handle, and that these balls slide over one another during the switching movement; as a result, the contacts are raised to a greater or lesser extent from one another during the rotary movement according to the diameter of the balls. In this arrangement, too, there is a switch with two against each other
rotatable contact carriers pressed against one another by spring pressure

Anmelder:Applicant:

N. V. Industrielle OndernemingN. V. Industrial Onderneming

W. H. Braskamp,
Voorburg (Niederlande)WH Braskamp,
Voorburg (Netherlands)

Vertreter: Dr. phil. W. P. Radt, Patentanwalt,
Bochum, Heinrich-König-Str. 12Representative: Dr. phil. WP Radt, patent attorney,
Bochum, Heinrich-König-Str. 12th

Beanspruchte Priorität:
Niederlande vom 22. Dezember 1951Claimed priority:
Netherlands 22 December 1951

Willem Hendrik Braskamp, Voorburg (Niederlande), ist als Erfinder genannt wordenWillem Hendrik Braskamp, Voorburg (Netherlands), has been named as the inventor

grenzte relative Verschieblichkeit zwischen Drehgriff und Kontaktträger nicht gegeben, so daß der Kontaktträger dem Schaltgriff weder voraus- noch nacheilen kann.limited relative mobility between the rotary handle and contact carrier is not given, so that the contact carrier can neither lead nor lag behind the control handle.

Ziel der Erfindung ist es, bei den an sich bekannten Drehschaltern die Schalteinrichtung so auszubilden, daß mit einfachen Mitteln eine von der äußeren Drehbewegung unabhängige Momentschaltung erreicht wird und außerdem die Kontakte mit Sicherheit keine Zwischenstellung mehr einnehmen können. Die verschiedenen Nachteile, wie vorzeitiger Abbrand der Kontakte, unsichere Kontaktstellung bzw. Kontaktgäbe usw., sollen hierbei vermieden werden.The aim of the invention is to design the switching device in the rotary switches known per se in such a way that that with simple means a torque switching independent of the external rotary movement is achieved and, moreover, the contacts can certainly no longer take an intermediate position. The different Disadvantages, such as premature burn-up of the contacts, insecure contact or contact etc., should be avoided here.

Dies wird gemäß der Erfindung dadurch erreicht, daß an einer Schaltwelle ein Mitnehmer so angeordnet ist, daß er auf eine geneigte Fläche eines relativ zur Schaltwelle bewegbaren Kontaktträgers einwirkt und hierdurch bei Beginn der Drehbewegung der Welle den drehbaren von dem feststehenden Kontaktträger abhebt.This is achieved according to the invention in that a driver is arranged on a shift shaft is that it acts on an inclined surface of a contact carrier movable relative to the switching shaft and as a result, at the beginning of the rotary movement of the shaft, the rotatable one from the stationary contact carrier takes off.

Die Kugelbehälter werden auf einer Kreisbahn, vorzugsweise dicht nebeneinander angeordnet; dadurch wird das Hängenbleiben des Kontaktträgers in einer Zwischenstellung unmöglich. Weiterhin gewährleistet das Zusammenwirken zwischen dem Mitnehmer der Schaltwelle und der geneigten Fläche in der Aussparung des drehbaren Kontaktträgers sowie die rela-The spherical containers are arranged on a circular path, preferably close to one another; through this it becomes impossible for the contact carrier to get stuck in an intermediate position. Still guaranteed the interaction between the driver of the selector shaft and the inclined surface in the recess of the rotatable contact carrier as well as the rela-

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tive Beweglichkeit zwischen beiden eine zuverlässige und dauerhafte Momentschaltung, die mit geringem und wenig kostspieligem Aufwand erzielt wird.tive mobility between the two a reliable and permanent instantaneous switching that with little and little costly effort is achieved.

Die gegenseitigen Entfernungen zwischen den Mittelpunkten der Kugelbehälter werden vorzugsweise ungefähr gleich groß, jedenfalls aber nicht wesentlich größer als der Durchmesser dieser Behälter gewählt. Das führt zu dem weiteren Vorteil, daß sich eine große Anzahl von Schaltlagen unterbringen läßt.The mutual distances between the centers of the spherical containers are preferred approximately the same size, but in any case not selected to be significantly larger than the diameter of this container. This leads to the further advantage that a large number of switching positions can be accommodated.

Es empfiehlt sich, den mit zum Teil aus demselben herausragenden Kugeln versehenen Kontaktträger derart auszuführen, daß die Kugeln aus diesem Kontaktträger um einen Betrag herausragen, der kleiner als der Halbmesser der Kugeln ist. Das führt dazu, daß die Kugeln sich bei der Betätigung des Schalters leicht mit dem betreffenden Kontaktträger mitbewegen und in demselben sitzen bleiben. Diese Wirkung wird in günstiger Weise dadurch erzielt, daß die Kugelräume in diesem Kontaktträger im wesentlichen zylindrisch ausgeführt werden.It is advisable to use the contact carrier, which is partially provided with balls protruding from the same perform such that the balls protrude from this contact carrier by an amount that is smaller than is the radius of the balls. This causes the balls to move when the switch is operated easily move along with the relevant contact carrier and remain seated in the same. This effect will achieved in a favorable manner in that the spherical spaces in this contact carrier are essentially cylindrical are executed.

Die Kugelbehälter werden vorzugsweise im wesentlichen kegelförmig ausgeführt. Dann gehen bei der Betätigung des Schalters die Kugeln einwandfrei und genau von dem einen Kugelbehälter in den nächsten über.The spherical containers are preferably designed to be essentially conical. Then go to the Pressing the switch, the balls flawlessly and accurately from one ball container to the next above.

Es kann sich empfehlen, die Kontakte des Schalters weiter von der Betätigungsachse ab zu verlegen als die Kugelbehälter. Diese Anordnung ermöglicht es, zu erreichen, daß bei der Betätigung des Schalters jeder vorige Kontakt unterbrochen wird, bevor der nächste Kontakt geschlossen wird.It can be advisable to move the contacts of the switch further away from the actuation axis than the spherical container. This arrangement makes it possible to achieve that when the switch is operated, everyone previous contact is interrupted before the next contact is closed.

Die erfindungsgemäße Konstruktion ist besonders für Schalter mit einer Mehrzahl von Schaltlagen geeignet, zum Beispiel für Schalter zum wahlweisen Anschließen einer Mehrzahl von Anzapfungen an eine Stromquelle oder eine beliebige andere Einrichtung. Solche Schalter werden z. B. für die Reglung der Speisespannung von elektrischen Kleinmotoren, beispielsweise für Ventilatoren oder andere Einrichtungen, benutzt.The construction according to the invention is particularly suitable for switches with a plurality of switching positions, for example for switches for selectively connecting a plurality of taps to one Power source or any other device. Such switches are z. B. for regulating the Supply voltage for small electric motors, e.g. for fans or other devices, used.

Der erfindungsgemäße Schalter läßt sich dadurch für zwei Betätigungsrichtungen brauchbar machen, daß der Mitnehmer als ein quer aus der Betätigungswelle herausragender Teil (z. B. ein Stift) ausgeführt wird, der sich in einer in einem der Kontaktträger vorgesehenen Aussparung dachförmigen Profils befindet. The switch according to the invention can thereby be made useful for two directions of actuation, that the driver is designed as a transversely protruding from the actuating shaft part (z. B. a pin) which is located in a roof-shaped profile provided in one of the contact carriers recess.

In der Zeichnung ist ein Schalter dargestellt, bei dem die Erfindung verwirklicht ist und der zum Regeln der Speisespannung eines Elektromotros dient, mit dem ein Ventilator angetrieben wird. Dabei zeigtIn the drawing, a switch is shown in which the invention is implemented and that for regulating the supply voltage of an electric motor with which a fan is driven. It shows

Fig. 1 den Schalter mit Gehäuse, oberem drehbarem Kontaktträger B und unterem festem Kontaktträger O. Fig. 1 shows the switch with housing, upper rotatable contact carrier B and lower fixed contact carrier O.

Fig. 2 ist eine Draufsicht des festen Kontaktträgers O bei entferntem Kontaktträger B. Fig. 2 is a top view of the fixed contact carrier O with the contact carrier B removed.

Fig. 3 ist eine Draufsicht des oberen Kontaktträgers B bei entferntem Kontaktträger O. Fig. 3 is a plan view of the upper contact carrier B with the contact carrier O removed.

Fig. 4 ist eine Ansicht des mittleren Teiles des drehbaren Kontaktträgers B von unten.Fig. 4 is a view of the central part of the rotatable contact carrier B from below.

Fig. 5 ist ein senkrechter Achsschnitt durch den mittleren Teil des Kontaktträgers B in größerem Maßstab.Fig. 5 is a vertical axial section through the central part of the contact carrier B on a larger scale.

Fig. 6 und 7 sind Ausschnitte aus dem Schnitt gemäß Fig. 1, ebenfalls in größerem Maßstab.6 and 7 are excerpts from the section according to FIG. 1, also on a larger scale.

Der dargestellte Schalter ist in einem Gehäuse 1 untergebracht, durch dessen Deckel 2 die zur Betätigung des Schalters dienende Welle 3 hindurchgeht.The switch shown is housed in a housing 1, through the cover 2 of which is used for actuation of the switch serving shaft 3 passes through.

Der untere feste Kontaktträger O steht mit den drei Füßen 4 auf dem Boden des Gehäuses und trägt die festen Kontakte 5.The lower fixed contact carrier O stands with the three feet 4 on the floor of the housing and carries the fixed contacts 5.

Der obere Kontaktträger B trägt die beweglichen Kontakte 6, die im dargestellten Falle durch federnde Streifen gebildet werden, die an einem mittleren Ring -angeordnet sind. Durch diese federnden Streifen 6 werden jeweils zwei einander diametral gegenüberliegende Kontakte 5 verbunden.The upper contact carrier B carries the movable contacts 6, which in the illustrated case are formed by resilient strips which are arranged on a central ring. Through these resilient strips 6, two diametrically opposite contacts 5 are connected.

Eine schraubengangförmige Feder 7, welche sich gegen den unter dem Deckel 2 liegenden Ring 8 abstützt, preßt den Kontaktträger B gegen den Kontaktträger O. Fest mit Welle 3 ist eine Scheibe 9 verbunden, auf der sich eine Skala befindet; diese kann man durch ein Fenster 10 des Deckels 2 ablesen.A helical spring 7, which is supported against the ring 8 located under the cover 2, presses the contact carrier B against the contact carrier O. A disk 9 is firmly connected to the shaft 3, on which there is a scale; this can be read through a window 10 of the cover 2.

Wie Fig. 1 und 2 erkennen lassen, befinden sich an der Oberseite des unteren festen Kontaktträgers O offene Behälter 11, die nach oben kegelförmig erweitert sind, wie insbesondere die größere Darstellung gemäß Fig. 7 zeigt. Diese Behälter 11 liegen dicht aneinander auf einem Kreis, durch dessen Mittelpunkt die Achse der Welle 3 hindurchgeht.As can be seen in FIGS. 1 and 2, the lower fixed contact carrier O is located on the upper side open container 11, which are widened conically upwards, as in particular the larger representation according to Fig. 7 shows. These containers 11 are close to one another on a circle through its center the axis of the shaft 3 passes through it.

Auf der Unterseite des drehbaren Kontaktträgers B sind in gleicher Anzahl und gleicher Anordnung Kugelräume 12 vorgesehen, die die Form eines Zylinders haben, welcher nach oben kegelstumpfförmig zusammenläuft. In den Räumen, die durch die übereinänderstehenden Behälter 11 und Räume 12 in der Ruhestellung des Schalters gebildet werden, befinden sich Kugeln 13. Diese Kugeln liegen zum größten Teil in dem Raum 12 und ragen in der Ruhestellung des Schalters aus dem oberen Kontaktträger nur um ein Maß heraus, das kleiner als der Halbmesser der Kugel ist. Die Kugeln ruhen bei geschlossenem Kontakt auf der Wandung des unteren Behälters 11.On the underside of the rotatable contact carrier B ball spaces 12 are in the same number and the same arrangement is provided, which have the shape of a cylinder which converges upwardly frustoconical. In the spaces formed by the containers 11 and spaces 12 standing on top of each other in the rest position of the switch, there are balls 13 Measure out that is smaller than the radius of the ball. When the contact is closed, the balls rest on the wall of the lower container 11.

Fest in der Welle 3 sitzt der senkrecht dazu stehende Stift 14. Er greift in eine Aussparung 15, die sich auf der Unterseite des Kontaktträgers B befindet und insbesondere in Fig. 4 erkennbar ist. Der Achsschnitt gemäß Fig. 5 läßt das nach oben dachförmig zugespitzte Profil 16 dieser Aussparung 15 erkennen. Es sei hervorgehoben, daß die Welle 3 sich sowohl relativ zu dem festen Kontaktträger O als auch relativ zu dem drehbaren Kontaktträger B bewegen kann und die Kupplung für die Ausführung der Drehbewegung zwischen der Welle 3 und dem Kontaktträger B nur über den fest auf der Welle 3 sitzenden Stift 14 erfolgt. The pin 14, which is perpendicular to it, is firmly seated in the shaft 3. It engages in a recess 15 which is located on the underside of the contact carrier B and can be seen in particular in FIG. The axial section according to FIG. 5 shows the profile 16 of this recess 15, which is pointed upward in the shape of a roof. It should be emphasized that the shaft 3 can move both relative to the fixed contact carrier O and also relative to the rotatable contact carrier B and the coupling for executing the rotary movement between the shaft 3 and the contact carrier B only via the fixed on the shaft 3 seated pin 14 takes place.

Der Schalter arbeitet in folgender Weise: Wenn die Welle 3 gedreht wird, so schiebt sich der Stift 14 unter die Dachfläche 16 der Aussparung 15, wodurch bei der dazu geeignet bemessenen Spannung der Feder 7 der Kontaktträger B etwas angehoben wird. Unter dem Einfluß des auf die Kugel 13 von dem Kontaktträger B ausgeübten Drehmomentes werden diese ebenfalls in ihrem kegelförmigen Kugelbehälter 11 angehoben; sie bleiben dabei mit der Wandung der Räume 12 des Kontaktträgers B in Berührung. Zu einem bestimmten Zeitpunkt, wenn die Kugeln ihre Höchststellung eingenommen haben und das ausgeübte Drehmoment größer als der Widerstand ist, den die Kugeln diesem entgegensetzen, schieben die Wandungen der Räume 12 die Kugeln 13 in die benachbarten Behälter 11. Die Kraft der Feder 7 drückt jetzt den Kontaktträger B herunter und bringt denselben in die Endstellung. Der Übergang der Kugeln 13 und der Wechsel der Kontaktes, 6 erfolgt plötzlich. Sobald nämlich der Kontaktträger B hinreichend gehoben ist, um der auf die Welle 3 ausgeübten Drehkraft nachgeben zu können, schießt er dem Stift 14 voraus und bewegt sich wieder nach unten, sobald die Kugeln 13 den nächsten Behältern gefunden haben. Dadurch, daß die Behälter 11 (vgl. Fig. 2) dicht nebeneinander-The switch works in the following way: When the shaft 3 is rotated, the pin 14 slides under the roof surface 16 of the recess 15, whereby the contact carrier B is slightly raised when the tension of the spring 7 is appropriately dimensioned. Under the influence of the torque exerted on the ball 13 by the contact carrier B , these are also raised in their conical ball container 11; they remain in contact with the wall of the spaces 12 of the contact carrier B. At a certain point in time, when the balls have reached their maximum position and the torque exerted is greater than the resistance that the balls oppose this, the walls of the spaces 12 push the balls 13 into the adjacent container 11. The force of the spring 7 is now pressing the contact carrier B down and brings the same into the end position. The transition of the balls 13 and the change of contact 6 takes place suddenly. As soon as the contact carrier B is raised sufficiently to be able to yield to the rotational force exerted on the shaft 3, it shoots the pin 14 ahead and moves down again as soon as the balls 13 have found the next container. The fact that the container 11 (see. Fig. 2) close to each other-

liegen, kann der Kontaktträger B nicht in einer Zwischenlage stehenbleiben. Da das Profil der Aussparung 15 symmetrisch dachförmig ist, lassen sich Schaltbewegungen im einen oder anderen Drehsinne ausführen. Natürlich kann für bestimmte Schalter, bei denen nur eine Schaltrichtung erwünscht ist, die Aussparung eine entsprechend andere Form haben.the contact carrier B cannot remain in an intermediate position. Since the profile of the recess 15 is symmetrically roof-shaped, switching movements can be carried out in one or the other direction of rotation. Of course, for certain switches in which only one switching direction is desired, the recess can have a correspondingly different shape.

Bei dem sprunghaften Übergang des oberen Kontaktträger s B in die nächste Stellung bewegen sich die Kontaktstreifen 6 durch die Luft auf den nächsten festen Kontakt 5. Die Umschaltung erfolgt momentan. Wie man insbesondere aus Fig. 2 erkennt, liegen die Kontakte außerhalb der beiden Kreise mit den die Kugeln 13 aufnehmenden Behältern 11 und Räumen 12. Dadurch ergibt sich ein für das Öffnen und Schlie-Ben der Kontakte sehr erwünschter weiter Abstand derselben.With the sudden transition of the upper contact carrier s B into the next position, the contact strips 6 move through the air to the next fixed contact 5. The switchover takes place momentarily. As can be seen in particular from FIG. 2, the contacts lie outside the two circles with the containers 11 and spaces 12 receiving the balls 13.

Die Behälter 11 und Räume 12 bilden beide einen vollen Kreis. Bei einer Drehung der Welle um 360° werden sämtliche Schaltlagen zweimal durchlaufen. Es soll ausdrücklich hervorgehoben werden, daß die Erfindung mit gleichem Nutzen auch Anwendung finden kann bei Schaltern, die grundsätzlich andere Schaltaufgaben zu lösen haben. Es kann die Zahl der beweglichen Kontakte beliebig sein, sie brauchen auch nicht untereinander verbunden zu sein.The containers 11 and spaces 12 both form a full circle. When the shaft rotates 360 ° all switching positions are run through twice. It should be emphasized that the Invention with the same benefit can also be used in switches that are fundamentally different Have to solve switching tasks. The number of movable contacts can be any, they also need not to be connected to each other.

Es ist für die Erfindung selbstverständlich nicht wesentlich, daß sich die Kugeln mit dem oberen Kontaktträger B mitbewegen oder daß die Kugelbehälter in dem unteren Kontaktträger O vorgesehen sind. Tm Rahmen der Erfindung sind kinematische Umkehrungen möglich. Der erfindungsgemäße Schalter ist besonders für die Drehzahlreglung von elektrischen Kleinmotoren, besonders für Ventilatoren, geeignet.It is of course not essential for the invention that the balls move with the upper contact carrier B or that the ball containers are provided in the lower contact carrier O. Kinematic reversals are possible within the scope of the invention. The switch according to the invention is particularly suitable for regulating the speed of small electric motors, especially for fans.

Claims

Patent claims:

1. Switch with two mutually rotatable contact carriers which are pressed against one another by spring pressure, one of which is provided with balls partially protruding from it, which protrude into recesses in the other contact carrier, characterized in that a driver (14) arranged on the switching shaft (3) on an inclined surface (16) of a contact carrier (B) movable relative to the switching shaft acts in such a way that when the rotary movement of the shaft (3) begins, the two contact carriers (O, B) move away from one another.

2. For two Drehridhtungen suitable switch according to claim 1, characterized in that the Driver from a transversely from the operating shaft (3) of the switch protrude out the part (14) consists, which is roof-shaped in a recess (15) provided in one of the contact carriers Profile is located.

Considered publications:
German patent specifications No. 156 351, 166 929, 447.

1 sheet of drawings