DE1265819B - Drehbare elektrische Schaltvorrichtung - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. CI.:

HOIh

Deutsche KL: 21c-39/03

Nummer: 1265 819

Aktenzeichen: T 27671 VIII d/21 c

Anmeldetag: 19. Dezember 1964

Auslegetag: 11. April 1968

Die Erfindung betrifft eine drehbare elektrische Schaltvorrichtung mit einem für beide Drehrichtungen wirksamen Federantrieb zur Rückführung der Schaltwalze in eine Mittelstellung, wobei die Rückführvorrichtung durch zwei hintereinander drehbar auf der Schaltwalzenwelle angeordnete und zu dieser symmetrische Scheiben gebildet wird, an die in einander gegenüberliegenden und von der Schaltwalzenwelle gleich weit entfernten Punkten Federn angreifen, welche die Scheiben gegen Anschläge halten, und wobei zwei einander gegenüberliegende Nocken während einer Drehbewegung der Schaltwalze in die eine oder andere Richtung jeweils eine Scheibe entgegen der Wirkung der Federn mitnimmt.

Die von Hand mittels eines Bedienungsgriffes drehbare Schaltwalze derartiger Walzenschalter betätigt mittels auf ihrer Oberfläche angeordneter Nocken elektrische Kontaktstücke. Von einer Mittelstellung aus kann die Schaltwalze entweder nach rechts oder nach links um einen bestimmten Winkel gedreht werden (z. B. je nach der gewünschten Laufrichtung des durch den Walzenschalter gesteuerten elektrischen Antriebes). Der Drehwinkel kann 180° erreichen und kann durch eine Anzahl von Raststellungen unterteilt sein, die verschiedenen Betriebsstellungen des durch die Kontaktstücke gesteuerten elektrischen Antriebes entsprechen. In zahlreichen Fällen besitzen solche Walzenschalter Vorrichtungen, die die Aufgabe haben, eine durch einen Kraftspeicher, ζ. Β. eine Feder, erzeugte Antriebskraft zu liefern, die ausreicht, die Schaltwalze aus einer der möglichen Schaltstellungen in die neutrale Stellung zurückzudrehen. Die Rückführungskraft muß dabei so groß sein, daß die Schaltwalze nicht in einer der auf dem Rückweg Hegenden Raststellungen angehalten wird. Es ist aber auch erforderlich, daß sich der Rastwiderstand in der neutralen Stellung von demjenigen der ersten Zwischenstellung ausreichend unterscheidet, damit der Bedienende den Unterschied bei der Handhabung merkt und der Schaltwalze nur dann einen willkürlichen Antrieb erteilt, wenn eine Änderung der Laufrichtung des gesteuerten Antriebes erfolgen soll. Wenn der Handgriff losgelassen wird, nachdem die Schaltwalze um ihren größtmöglichen Winkelweg in der einen oder anderen Richtung verstellt ist, darf bei der selbsttätigen Rückführung der Walze die neutrale Stellung nicht infolge der Massenträgheit überlaufen werden.

Eine Vorrichtung dieser Art, jedoch ohne Zwischenstellungen, stellen die Endschalter dar, bei denen eine bewegliche Masse gegen einen von einer Welle getragenen Hebel od. dgl. entweder von rechts Drehbare elektrische Schaltvorrichtung

Anmelder:

La TBLßMfiCANIQUE BLECTRIQUE,

societe anonyme, Nanterre, Seine (Frankreich)

Vertreter:

Dipl.-Ing. H. Schiffer, Patentanwalt,

7500 Karlsruhe 1, Amalienstr. 28

Als Erfinder benannt:

Jean Gaston Lafosse, Mareil-Marly, Seine-et-Oise; Roger Claude Durand,

St. Germain en Laye, Seine-et-Oise (Frankreich)

Beanspruchte Priorität:

Frankreich vom 23. Dezember 1963 (958 233) - -

oder von links anläuft. Sobald der Hebel von der beweglichen Masse freigegeben wird, kehrt er unter Federwirkung in seine Mittelstellung zurück.

Bei allen Geräten, deren drehbarer Teil von einer neutralen Stellung aus nach rechts oder links verdreht werden kann, stellen im allgemeinen Einrichtungen zur Rückführung in die Neutralstellung und zum Festhalten in dieser Stellung eine gewisse Gefahr dar, die darin liegt, daß die neutrale Stellung bei der Rückdrehung unter Federwirkung ungewollt überlaufen wird.

Zu diesem Zweck sind Einrichtungen bekannt, bei denen die Rückdrehung der Welle in die Neutralstellung unter der Wirkung einer Torsionsfeder erfolgt, die zumeist mehrere zur Welle koaxiale Windungen hat und an den Enden je einen Schenkel aufweist, wobei beide Schenkel mit einer gewissen Vorspannung an einem Anschlag anliegen. Die Welle besitzt einen Daumen, der zwischen die beiden Schenkel der Feder faßt und diese deformieren kann, indem er entsprechend der einen oder anderen Drehrichtung entweder an den einen oder anderen Schenkel angreift.

Bei einer weiteren bekannten Einrichtung sind als Rückstellfederelement zwei in ringförmige Gehäuse-

809 538/391

3 4

mulden eingelegte Schraubenfedern und zwei auf der Um zu vermeiden, daß das durqh die

Schaltwelle frei drehbar gelagerte zweiarmige Hebel ausgeübte Drehmoment bei großen Drehwinkeln der eingesetzt, von denen Teile so mit den diagonal Schaltwalzenwelle den zur Rückstellung erfordergegenüberliegenden Enden der Federn in Eingriff liehen Minimalwert unterschreitet, hat es sich bekommen, daß bei Drehung der Schaltwelle über Mit- 5 währt, daß die Schaltwal?enwelle einen zylindrigchen nehmerelemente der Hebel unter Anspannung beider Fortsatz besitzt, gegen den sich die Federn gejtlieh Federn bewegt wird. anlegen, wenn sich ihre Achsen der Achse der Schalt-

Den beiden letztgenannten Einrichtungen ist je- walzenwelle zu stark nähert. Dazu kann auf die doch gemeinsam, daß die Federn ein Drehmoment Schaltwalzenwelle eine Nabe aufgesteckt sein, die die liefern, welches dem Verdrehwinkel der Schaltwelle io Nocken für den Antrieb und einen zylindrischen Teil proportional ist. Das bedeutet, daß das Drehmoment für die Zentrierung der Scheiben, an dem der Schaltmit dem Winkelweg der Welle wächst. Die sich dar- walzenwelle abgekehrten Ende den zylindrischen aus ergebende Rückstellkraft ist für drehbare elek- Fortsatz und am anderen Ende einen Flansch auftrische Schaltvorrichtungen, namentlich dann, wenn weist, an dem die Scheiben, zwischen die eine Frikdiese Zwischenstellungen Rastwirkungen besitzen, 15 tionsscheibe eingelegt sein kann, unter Druck annicht geeignet, denn die Betätigung der Schaltvorrich- liegen.

tung wird immer schwieriger und mühevoller, je Die nachfolgende Beschreibung soll im Znsam-

größer der dabei überstrichene Drehwinkel wird. menhang mit den Zeichnungen an Hand eines Α짻· Dazu kommt, daß bei Loslassen der Schaltvorrich- führungsbeispieles, auf das die Erfindung nitsht W tung nach einem Schaltvorgang das Rückstell-Feder- 20 schränkt ist, zeigen, wie die Erfindung verwiikjjebt element infolge der erheblichen in ihm gespeicherten werden kann. Einzelheiten, die sich mjs dejn Tfst Kraft den von ihm betätigten Schalterteilen eine und den Zeichnungen ergeben, gehören mit zur Er^ große Beschleunigung vermittelt, so daß diese Schal- findung. In den Zeichnungen zeigt terteile infolge ihrer Massenträgheit beim Zurück- F i g. 1 die Ansicht eines Walzenschalters mit der

schnellen über die angestrebte Mittelstellung hinaus- 25 Vorrichtung zur Rückführung der Schaltwalza in die schwingen können, womit die Gefahr verbunden ist, Neutralstellung und zu deren Arretierung in dieser daß von der Schaltvorrichtung ein nicht beabsich- Stellung gemäß der Erfindung, tigtes Kommando ausgeht. Fi g. 2 eine Draufsicht auf den Walzenschalter,

Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Möglich- F i g. 3 a, 3 b und 3 C die Rückführungsvorriehtung

keit anzugeben, wie die den bisher bekannten Schalt- 30 aus Richtung der Linie ΙΠ-ΙΙΙ von F i g. 1, und pvw vorrichtungen anhaftenden Nachteile vermieden wer- in der Neutralstellung (F i g. 3 a), in der EndsttUung den können. Dazu soll dafür Sorge getragen sein, daß bei Verdrehung der Schaltwalze nach rechts (F i g· 3 b) das die Rückstellung der Schaltwelle bewirkende und in der Endstellung bei Verdrehung der Wajz# Drehmoment bei zunehmendem Drehwinkel der nach links (F i g. 3 c), und Schaltwelle konstant oder doch zumindest weit hinter 35 F i g. 4 die Rückführvorrichtung in perspektivischer einer mit dem Drehwinkel proportionalen Zunahme Darstellung mit auseinandergezogen dargestellten zurückbleibt. Einzelteilen.

Ausgehend von einer drehbaren elektrischen Die Schaltwalze T des Walzenschalters nach den

Schaltvorrichtung der eingangs beschriebenen Art F i g. 1 und 2 besteht aus einem Stapel von El wird die vorstehend umrissene Aufgabe erfindungs- 40 ten 1 in Form von Trommeln aus zähem P gemäß dadurch gelöst, daß die Scheiben parallel zur die an ihren Rändern mit Flanschen versehen Schaltwalzenwelle gerichtete Befestigungsklauen auf- auf eine gemeinsame, nicht dargestellte Achse aufweisen, an denen geradlinige Zugfedern angreifen, gesteckt sind. Auf den Innenseiten der Flansche* y^n welche in Richtung auf die Schaltwalzenwelle zu- denen je zwei, die zu benachbarten Trommelft ff* mindest für den ersten Teil der Drehbewegung der 45 hören, aneinanderliegen, sind Nocken 6 yorgssihen, Schaltwalze frei bewegbar sind. die auf der Oberfläche der Trommel achspajraliel as*

Bei einer solchen Anordnung entfernen sich die geordnete Stifte 7 festhalten, Beim Drehen der Schalt-Angriffspunkte der Zugfedern im Falle der Drehung walze mittels eines Handgriffes 2 mit Zeiger'% ff₃ de? der Schaltwelle in der einen oder der anderen Rieh- über einer Skala 9 spielt, betätigen Stifte 7 SchalttF S tung voneinander, so daß zwar die Spannung der 50 in an sich bekannter Ausführung, deren bewgüßhe Zugfeder wächst, aber die Entfernung der Feder- Teile mit 8 α und 8 b bezeichnet sind. Wird die §£jjialt*· achse von der Drehachse (die Mittelsenkrechte der walze in einer Stellung festgehalten, in der einer durch die Feder gebildeten Bogensehne) abnimmt, ser beweglichen Teile (oder mehrere) in der b womit das die Rückdrehung der Schaltwelle erzeu- stellung steht, so wird ein willkürlicher l gende Drehmoment zumindest für einen Teil ihres 55 Zustand für das durch den Walzenschalter g Winkelweges etwa konstant bleibt. Dadurch wird die elektrische Gerät aufrechterhalten, der dem g§* Schaltwalzenwelle ohne unnötig hohe Beschleuni- wünschten Betriebszustand entspricht, gung zurückbewegt, so daß sie über ihre Mittel- In der in den F i g, \ und 2 gezeigten Lage bfgndjt

stellung nicht hinausschwingen kann. sich der Walzenschalter in der Neptralstellung, |e|=

Die auf der Schaltwalzenwelle hintereinander dreh- 60 spielsweise in der Nullstellung. Aus dieser kjSB dj§ bar angeordneten Scheiben können zweckmäßig in Schaltwalze mittels des Handgriffes 2 rechts d Achsrichtung durch einen von einem in U-Form ge- links herumgedreht werden. Läßt die i winkelten Materialstreifen gebildete Bügel gehalten person den Handgriff los, so kehrt die werden, der von der Schaltwalzenwelle durchquert mittels eines Federantriebes in die NuUstfülffli wird und abgeschrägte Kanten aufweist, die dadurch 65 zurück.

Anschläge für die Scheiben bilden, daß sie sich in Die Vorrichtung, die die aus der Schaltwalz§_} jhr§r

vorbestimmten Winkelstellungen derselben an die Achse und dem Handgriff bestehende Einheit is dj§ Innenflächen der U-Schenkel des Bügels anlegen. Neutralstellung zurückdreht, ist im Ganzen mit 10

bezeichnet und außen an die Platte 5 angebaut. Diese Vorrichtung weist einen Bügel 11 auf, dessen Schenkel 11 α durch die in die Enden der Säulen 3 eingesetzten Schrauben an der Platte 5 befestigt sind. Der Bügel nimmt zwei gleichgestaltete Platten 13/1 und 13 B auf, von denen jede eine kreisrunde Zentralöffnung 14 besitzt, die durch zwei sich diametral gegenüberliegende sektorförmige Aussparungen 15 erweitert ist. Die radial gerichteten Begrenzungskanten dieser Sektoren liegen auf den Schenkeln eines Zentriwinkels von 90° zuzüglich des Winkels, der der Breite des Daumens 20 entspricht, der weiter unten noch behandelt werden soll.

Zwischen den beiden Scheiben befindet sich eine Friktionsscheibe 16 aus Kunststoff, welche verhindert, daß die beiden Scheiben aufeinander gleiten. Die Scheiben 13.4 und 13 B weisen abgeschrägte Kanten 21 und je zwei abgewinkelte und diametral gegenüberliegende Befestigungsklauen 17 auf, an die die Rückzugsfedern 18 angehängt werden.

Wie aus den F i g. 3 a und 4 hervorgeht, sind die Scheiben in der Ruhestellung gegeneinander im rechten Winkel versetzt und werden von der Nabe 19 durchquert, die auf das Ende der Schaltwalzenwelle aufgekeilt ist. Die Nabe trägt zwei diametral gegenüberliegende Daumen 20, die in dem Zwischenraum Platz finden, der durch die teilweise Versetzung der sektorartigen Durchbrechung 15 frei gelassen ist.

In der gezeigten Neutralstellung sind die Scheiben 13 A und 13 B durch die Spannung der Federn 18 derart belastet, daß zwei ihrer diametral gegenüberliegenden abgeschrägten Kanten 21 an den Innenflächen der abgewinkelten Schenkel 23 des Bügels 11 unter Druck anliegen. In dieser Stellung, in der die Schaltwalze festliegt, ist das die Rückzugskraft erzeugende Drehmoment, welches erscheint, sobald man die Schaltwalze in der einen oder anderen Richtung dreht, gleich dem Zweifachen des Produktes aus der Spannkraft der Federn und dem Hebelarm, welcher durch die Länge der Senkrechten A bestimmt ist, die die Achse der Schaltwalzenwelle mit der Achse einer der Federn 18 verbindet.

Sobald die Drehung der Schaltwalze durch Bedienung des Handgriffes 2 fortgesetzt wird, beispielsweise nach links (Pfeil F₁ in Fig. 3b) wird die Scheibe 13^4 durch die Daumen 20 mitgenommen, während die Scheibe 13 B stillsteht. Bei dieser Drehbewegung wird die Spannung der Federn 18 verstärkt, jedoch nimmt die Entfernung der Federn von der Drehachse gleichzeitig ab. Die Senkrechte A verkürzt sich daher, so daß das Drehmoment nicht proportional zur Verstärkung der Federspannungen zunimmt, sondern im Gegenteil konstant bleibt.

Um jedoch zu vermeiden, daß das Drehmoment bei einer Drehbewegung über einen Winkel nahe 90° zu stark abnimmt, ist an der Nabe 19 ein zylindrischer Fortsatz 19 α vorgesehen, gegen den sich die gespannten Federn 18 seitlich anlegen und sich dabei krümmen. Daher kann der Hebelarm des durch die Spannung der Federn erzeugten Drehmomentes niemals kleiner werden als der Halbmesser R dieses Fortsatzes.

Wie sich aus der Fig. 3c ergibt, steht die Scheibe 13 ./4 im Fall einer Drehbewegung nach rechts (Pfeil F₂) still, während sich die Scheibe 13 B entsprechend dreht, indem sie von den Daumen 20 mitgenommen wird.

Gibt man die Schaltwalze frei, nachdem der Handgriff von der Grundstellung aus in die Endstellung nach rechts oder links gedreht ist, so kehrt sie in die Neutralstellung zurück, ohne diese zu überlaufen und zurückzuprallen, denn das die Rückzugsbewegung erzeugende Drehmoment erteilt der Schaltwalze bei ihrer Rükkehr von Anfang an keine extrem hohe Geschwindigkeit. Außerdem bremst die Scheibe, die sich mit der Schaltwalze mitdreht, die Drehbewegung dadurch ab, daß sie einerseits mit der Friktionsscheibe 16 und andererseits entweder mit dem Flansch 19 b der Nabe 19 oder mit der Innenfläche des Bügels 11 in Berührung steht, sofern die Montage so erfolgt ist, daß die Scheiben 13^4 und 13 B zwischen dem genannten Flansch und dem Bügel unter einem gewissen Druck eingefangen sind.

Die beschriebenen Ausführungsformen können durch Einsatz technisch äquivalenter Mittel abgewandelt werden, ohne daß der Rahmen der Erfindung verlassen wird.

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Drehbare elektrische Schaltvorrichtung mit einem für beide Drehrichtungen wirksamen Federantrieb zur Rückführung der Schaltwalze in eine Mittelstellung, wobei die Rückführvorrichtung durch zwei hintereinander drehbar auf der Schaltwalzenwelle angeordnete und zu dieser symmetrische Scheiben gebildet wird, an die in einander gegenüberliegenden und von der Schaltwalzenwelle gleich weit entfernten Punkten Federn angreifen, welche die Scheiben gegen Anschläge halten, und wobei zwei einander gegenüberliegende Nocken während einer Drehbewegung der Schaltwalze in die eine oder andere Richtung jeweils eine Scheibe entgegen der Wirkung der Federn mitnehmen, dadurch gekennzeichnet, daß die Scheiben (13^4,135) parallel zur Schaltwalzenwelle gerichtete Befestigungsklauen (17) aufweisen, an denen geradlinige Zugfedern (18) angreifen, welche in Richtung auf die Schaltwalzenwelle zumindest für den ersten Teil der Drehbewegung der Schaltwalze frei bewegbar sind.

2. Schaltvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Scheiben (13/4, 13 B) in Achsrichtung durch einen von einem in U-Form gewinkelten Materialstreifen gebildeten Bügel (11) gehalten werden, der von der Schaltwalzenwelle durchquert wird und abgeschrägte Kanten (21) aufweist, die dadurch Anschläge für die Scheiben bilden, daß sie sich in vorbestimmten Winkelstellungen derselben an die Innenflächen der U-Schenkel (23) des Bügels (11) anlegen.

3. Schaltvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltwalzenwelle einen zylindrischen Fortsatz (19 a) besitzt, gegen den sich die Federn (18) seitlich anlegen, wenn sich ihre Achsen der Achse der Schaltwalzenwelle zu stark nähern.

4. Schaltvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich zwischen den Scheiben eine Friktionsscheibe (16) befindet und daß die Scheiben unter Druck an der Friktionsscheibe anliegen.

5. Schaltvorrichtung nach Anspruch 2 und 5, gekennzeichnet durch eine auf die Schaltwalzenwelle aufgesteckte Nabe (19), die die Nocken (20) für den Antrieb und einen zylindrischen Teil für die Zentrierung der Scheiben, an dem der Schaltwalzenwelle abgekehrten Ende den zylindrischen

Fortsatz (19 a) und am anderen Ende einen Flansch (19 b) aufweist, an dem die Scheiben unter Druck anliegen.

In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Auslegeschrift Nr. 1123 733.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

809538/3914.68 © Bundesdruckerei Berlin