DE1217481B

DE1217481B - Kugelschalter

Info

Publication number: DE1217481B
Application number: DEST19898A
Authority: DE
Inventors: Gerhard Maerkisch
Original assignee: Starkstrom Apparatebau GmbH
Current assignee: Starkstrom Apparatebau GmbH
Priority date: 1962-10-27
Filing date: 1962-10-27
Publication date: 1966-05-26

Description

Kugelsebalter Die Erfindung bezieht sich auf einen Kugelschalter, dessen Schalthebel mit einer Schaltkalotte in ihrer Schwenkste ' Ilung auf außen am Gehäuse befestigte Einzelschalter, vorzugsweise Sprungschalter, zur Herstellung von Kombinationsschaltungen wirkt.
Ein solcher vorbekannter Kugelschalter ist mit außen am Gehäuse angeordneten Einzelschaltern versehen, und es ist möglich, den Schalthebel mittels sternförinig verlaufender Führungsnuten aus der gerasteten Mittelstellung in eine der sternförinigen Raststellungen zu bewegen und entweder je einen Einzelschalter oder in einer 45' liegenden Schaltbahn mittels der SchaltkaIotte gleichzeitig zwei Einzelschalter zu betätigen. Außer diesen Kombinationsschaltungen sind nur Einzelschaltungen durchführbar, da die Einzelschalter jeweils am Ende der Schaltbahnen angeordnet sind. Deshalb ist auch die Kombinationsschaltung nur unter Verwendung, von maximal zwei Schaltern möglich.
Ausgehend von einem solchen Schalter hat sich die Erfindung die Aufgabe gestellt, in einer Schaltrichtung nahezu beliebig viele Schaltfunktionen durch unterschiedliche Betätigung entsprechend vieler Einzelschalter in einer Schaltstellung des Schalthebels und bei Beibehaltung normaler Abmessungen des Kugelschalt,ers Kombinationsschaltungen mit einer Vielzahl von Einzelschaltern in jeder Schaltstellung durchführen zu können und die Anzahl der Schaltmöglichkeiten solcher Kombinationsschaltungen wesentlich zu erhöhen.
Gelöst wird diese Aufgabe dadurch, daß mit dem Gehäuse des Kugelschalters radial zu der Mittelstellung des Schalthebels nach außen gerichtete Führungsrohre fest verbunden sind und ihrerseits je einen Rahmen für Gruppen von Einzelschaltern tragen, die mehrzeilig radial um das Führungsrohr angeordnet sind und je Zeile der Gruppen innerhalb der ge- wählten Schaltkombination durch eine in bekannter Weise mit Rotationsnocken besetzte Schaltstange, die innerhalb jedes Führungsrohres verschieblich ist, übereinstimmend schaltbar sind.
Dadurch können in ihrer Schaltfunktion gleichwertige Einzelschalter in mehreren Gruppen von Schaltern jeweils in gleicher Zeile um das Führungsrohr herum angeordnet und infolge der Verwendung einer Rotationsnockenschaltstange übereinstimmend betätigt werden, während die Einzelschalter einer anderen Zeile der Schaltergruppen eine andere Schaltfunktion ausüben können. Man kann somit fabrikationsmäßige Einzelschalter, vorzugsweise einpolige Mikroschalter, verwenden und trotzdem Schaltungsfunktionen, die einem drei- oder mehrpoligen Schalter zukommen, ausführen und kann dadurch Kombinationsschaltungen in voneinander elektrisch getrennten Stromkreisen durchführen. Dadurch, daß die Einzelschalter nicht nur in Längsrichtung des Führungsrohres, sondern auch um das Führungsrohr herum angeordnet sind, sind trotz erheblicher Erweiterung der Schaltmöglichkeiten die üblichen baulichen Abmessungen von Kugelschaltem gewahrt. Außerdem hat der erfindungsgemäße Kugelschalter den Vorteil, daß gegenüber dem vorbekannten Kugelschalter Kombinationsschaltungen nicht nur in der 451-Schaltbahn, sondern in jeder der Schaltbahnen: des Schalthebels möglich sind und daß der aus vielen Einzelschaltem zusammengesetzte Kombinationsschalter durch einfaches Auswechseln der Rotationsnocken auf verschiedene Kombinationsschaltungen eingestellt werden kann. Der in den. verschiedenen Schaltbahnen bewegliche Schalthebel kann je nach der Schaltbahn die zu betätigenden Kombinationsschalter auswählen und außerdem noch innerhalb jeder Schaltbahn entsprechend seinen verschiedenen gerasteten Schwenkstellungen die durch die Nocken und die Vertiefungen an der Rotationsschaltstange gegebenen Schaltkombinationen durch entsprechende Betätigung oder Nichtbetätigung der Einzelschalter bewirken.
Diese im Baukastenprinzip erstellten Schaltkombinationen sind für die verschiedensten Schaltfunktionen zusammensetzbar und für sich auswechselbar und können in einer oder mehreren Schaltstellungen des Schalthebels in einer oder mehreren Bewegungsrichtungen desselben zur Ausführung bestimmter Schaltvorgänge Verwendung finden. Der neue Kugelschalter ergibt eine fast beliebige Anzahl von Kombinationsmöglichkeiten für die auszuübenden Schaltfunktionen und ist auf diese sehr leicht einrichtbar.
Ein bereits bekannter ein- oder mehrpoliger Schalter für elektrische Steuerungen hat ein flaches, tastenartiges Gehäuse mit einer darin- beweglichen flachen Schaltstange mit an je einer Längskante derselben angeordneten Aussparungen, von denen aber für die Kombinationsschaltung, jeweils nur diejenigen einer Längskante ausgenutzt werden. Wollte man die Zahl der Schalter erhöhen, so ist dies nur möglich, daß die Schalter hintereinander in Längsrichtung der Schaltstange angeordnet werden, wobei die Schaltstange entsprechend länger ausgebildet sein müßte. Da aber wegen der zulässigen baulichen Abmessun 'gen gewisse Grenzen gesetzt sind, so ist die Anzahl der mit diesem Schalter möglichen Kombinationsschaltungen. sehr begrenzt. Eine Erweiterung des Kombhiationsschalters ist auch schon deshalb ausgeschlossen, weil die Schalterkontakte fest in ein entsprechend großes Schaltergehäuse eingebaut sind.
Ein Rotationsschaltnocken ist als solcher an einer Schaltstange bekannt, um an. einem aus mehreren in ständigem Zahneingriff miteinander befindlichen Zahnradpaaren bestehenden Schaltgetriebe das eine oder ein anderes Zahnradpaar mittels mehrerer durch den Rotationsnocken radial verdrängten Kugeln, die jedem Zahnradpaar zugeordnet sind und in eine Kupplungsnut dieser Zahnräder einfallen, mit einer drehbar gelagerten Hohlwelle zu kuppeln, die dann mit der Drehzahl des jeweils eingestellten übersetzungsverhältnisses rotiert. Diese mit einem Nocken versehene Schaltstange ist für Kombinationsschaltungen an Kugelschaltern nicht verwendbar. Ihre Zweckbestimmung ist eine völlig andere.
Der vorteilhafte Aufbau der Kombinationsschalter aus käuflichen Einzelschaltern, meist Mikroschaltern, erfordert -ewisse Vorkehrungen, um die empfindlichen Schalter, insbesondere deren Schaltstößel, vor seitlicher Beanspruchung beim Durchschalten zu schützen, um deren Lebensdauer zu erhöhen. Zu diesem Zweck dienen die gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung vor den Stößeln der Einzelschalter in Bohrungen des Führungsrohres liegenden Kugeln, welche die Bewegung von der Schaltstange auf die Schalterstößel als reine axiple Druckimpulse übertragen.
Gemäß einer zweckmäßigen Ausführungsforin der Erfindung sind die Einzelschalter innerhalb des sie tragenden Rahmens justierbar gehaltert, wozu die Einzelsch - alter einer Gruppe um eine Achse des Rahmens schwenkbar und entgegen je einer Rückstellfeder mittels Justierschrauben mit ihren Stößeln gegen die Kugeln zwecks Einstellung eines Schaltverzuges anstellbar sind. Hierdurch ist es mit einfachen Mitteln möglich, außer der durch den wahlweisen Zusammenbau hergestellten Schaltkombinationen diese auch hinsichtlich der Schaltzeiten in gewissen Grenzen zu ändern oder auf genaue Werte gegeneinander abzustimmen, ohne daß Schaltnocken ausgewechselt werden müssen. Durch geringes Abheben der Schaltstifte von den Schaltkugeln kann ein entsprechender Schaltverzug eingestellt werden. Der Schaltverzug ist größer, wenn die eingestellte Entfernung des Schaltstößels von der Kugel größer gemacht wird. Der Schaltverzug ist Null, wenn der Schaltstößel des Einzelschalters die Kugel in der nicht betätigten Stellung gerade berührt.
Eine weitere vorteilhafte Ausbildung des Kugelschalters besteht darin, daß die einzelnen Rotationsnocken unter Zwischenfügung von zylindrischen Distanzbuchsen je nach der Schaltfunktion lose auf der Schaltstange aufgereiht und zwischen einem als Festanschlag dienenden Bund und einer auf einem Gewindeansatz der Schaltstange aufschraubbaren Mutter zusammenpreßbar sind. Auf diese Weise kann man die Schaltstange unter Verwendung vorrätiger Einzelteile verschiedenen Kombinationsschaltungen anpassen und einen vorhandenen Kugelschalter auch für andere Schaltfunktionen einrichten.
Die radiale Anordnung der Einzelschalter um das Führungsrohr herum kann ein- oder mehrzeilig sein. Bei einem beispielsweise achteckig ausgebildeten Gehäuse können acht verschieden zusammengesetzte Schalterkombinationen in verschiedenzeiliger Anordnune, benutzt werden.
Zur Durchführung besonderer Schaltaufgaben können einzelne Stellunaen des Schalthebels verriegelt werden. Hierzu kann eine an sich bekannte Schaltkulisse verwendet werden, die in das Schalter-Phäuse einsetzbar oder auf das Schaltergehäuse auf setzbar sein kann und es ermöglicht, in mehreren Schaltebenen bestimmte Schaltstellungen in bestimmter Reihenfolge zu durchfahren.
Der Gegenstand der Erfindung ist in der Zeichnung in einem Ausführungsbeispiel dargestellt, und zwar zeigt F i g. 1 den Kugelschalter in Ansicht, F i g. 2 einen Schnitt in Richtung 11-11 der F i g. 1 schematisch mit einer Schalterkombination im Schnitt, F i g. 3 eine Aufsicht auf die Schaltereinheit nach F i g. 2, F i g. 4 die Nockenwelle mit auseinandergezogenen Schaltnocken, F i g. 5 eine Aufsicht auf die Grundplatte mit Führungsnuten und Rastungen und F i g. 6 eine Schaltkulisse in Aufsicht.
Der Kugelschalter besteht in dem Ausführungsbeispiel aus einem achteckigen Gehäuse 1, das aber beliebig, beispielsweise auch zylindrisch, ausgebildet sein kann. In dem Gehäusedeckel 2 lagert die Gelenkkugel 3 des Schalthebels 4 in einer Kugelpfanne 5. Unterhalb der Gelenkkugel 3 befindet sich die Schaltkalotte 6. Der Schaltstiel trägt an seinem unteren Ende einen Führungsstift 7, auf dem die Rastkuppel 8 gleitet, die mittels der Feder 9 nach unten gedrückt wird. Der Führungsstift greift in Führungsnuten 10 der mit Rasten 11 verseh.-nen Grundplatte12 ein, die kuppelförmig ausgebildet und dem Schwenkradius des Führungsstiftes angepaßt ist. Die Führungsnuten sind Schaltbahneii und ausgehend von der Mittelrastung 13 stemförmig angeordnet und schließen jeweils einen Winkel von 45' miteinander ein. Sie können"wie es anderweitig bekannt ist, durch eine Kreisnut 14 verbunden sein.
Das Gehäuse 1 ist an seiner Außenseite mit mehreren radial zu der Mittelstellung des Schalthebels nach außen gerichteten Führungsrohren 20 fest verbunden, an welchem Kombinationsschalter 15, die aus Einzelschaltem 16, insbesondere einpoligen Mikroschaltern, zusammengesetzt sind, in einem Rahmen 17 auf Abstand stehend gehaltert sind. Jeder Rahmen 17 trägt Gruppen von Einzelschaltern, die mehrzeilig radial um das Führungsrohr angeordnet sind. Zwischen den Einzelschaltern befinden sich mit dem Rahmen fest verbundene Stifte 18, die gleichzeitig eine Führung für die Einzelschalter 16 ergeben. Diese sind auf einer Achse 19 schwenkbar gelagert. Die Achse erstreckt sich über die gesamte Höhe des Rahmens und liegt parallel zu dem Führungsrohr 20, welches den Rahmen 17 trägt. Getragen wird die Achse von einem Steg 21, der an dem Rahmen durch Schraubverbindungen 22 befestigt ist und Rücksteltfedern 23 trägt, die sich gegen die schwenkbaren Einzelschalter 16 abstützen, welche auf der gegenüberliegenden Seite von Justierschrauben 24 beaufschlagt und hinsichtlich des Abstandes ihrer Stößel 40 von den Schaltmittein justierbar sind. Die Verbindung der Führunasrohre 20 mit dem Gehäuse, 1 erfolgt durch Verschraubungen 25, so daß die Führungsrohre radial t3 zur Schaltkalotte 6 gerichtet sind.
Jedes dieser Führungsrohre trägt einen beliebig zusammensetzbaren Kombinationsschalter 15 und enthält eine verschiebbare Rotationsschaltstange 26, deren Rotationsnocken 27 sich innen am Führungsrohr führen. Diese Schaltstange kann aus einem Stück hergestellt sein, wobei die Schaltnocken Vertiefungen 28 zwischen sich einschließen und hintereinander in einer Wirkungsebene liegen, so daß die Nocken in dieser Ebene eine Zahnstange bilden. Mehrere solcher und unterschiedlich voneinander ausgebildete Schaltstangen können jeweils einem Kombinationsschalter 15 zugeordnet sein.
Die dargestellte Ausführungsform der Rotationsschaltstange 26 ist konstruktiv besonders einfach und den auszuübenden Schaltfunktionen leicht anpaßbar. Sie besteht aus einzelnen Rotationsnocken 27 verschiedener Form, die gegebenenfalls mit Zwischenringen 29, welche die Vertiefungen 28 bilden, auf einer im Durchmesser abgesetzten Schaltstange 30 aufgereiht sind. Auf dem Gewindeansatz 31 schraubt die Mutter 32, mit der die aufgereihte Nockenkombination fest gegen den Bund 33 der Schaltstange angezogen werden kann. Die Rotationsnockenschaltstange kann der gewünschten Schaltkombination entsprechend zusammengesetzt werden. Der im Durchmesser größere Abschnitt 34 der Rotationsschaltstange trägt eine Rückstellfeder36, die sich gegen das Führungsrohr20 einerseits und eine Scheibe37 andererseits abstützt, und endet in. einer Kegelspitze 35. Wird die Kegelspitze 35 von der Schaltkalotte 6 beaufschlagt, so verschiebt sich die Nockenschaltstange 26 entgegen der Rückstellkraft der Feder 36 aus ihrer Ausgangsstellung heraus und bewirkt über die sich mit ihr verschiebenden Rotationsnocken 27 die einzelnen Schaltungen in der festgelegten Kombination.
Um die Beweclung der Rotationsnocken 27 auf die Einzelschalter 16 zu übertragen, besitzt das Führungsrohr 20 radiale Bohrungen 38 zur Aufnahme von Schaltkugeln 39, welche in den Vertiefungen 28 der Nockenschaltstange 26 zu liegen kommen und die Stößel 40 dieser Schalter axial beaufschlagen.
Mittels der Justierschrauben 24 können die Stößel 40 gegen die Schaltkugeln 39 angestellt und hinsichtlich ihres Abstandes justiert werden.
Die in -F i g. 6 dargestellte Schaltkulisse 41 hat an ihrem Umfang Aussparungen 42, mit denen sie in das Schaltergehäuse 1 einsetzbar ist. Der Schalthebel 4 steht in dem Kulissenausschnitt 43. Ausgehend von der Mittelstelluna des Schalthebels können die ersten Raststellungen a,' a21 a", a, wenn gewünscht, direkt von Null geschaltet werden. Es ist aber auch möglich, von a, nach a" oder von a', nach a4 oder umgekehrt zu schalten, ohne jeweils auf Nullstellung zurückschalten zu müssen. In den unteren Schaltrichtungen kann direkt von a4 nach b4 bzw. von a. nach b. geschaltet werden, nicht aber von b. nach b4, Dies ist nur inder Reihenfolge b., a., a4, b. möglich.
Die Schaltkulisse kann selbstverständlich auch andere Kulissenausschnitte als dargestellt aufweisen.

Claims

ratentansprucne: 1. Kugelschalter, dessen Schalthebel mit einer Schaltkalotte in ihrer Schwenkstellung auf außen am Gehäuse befestigte Einzelschalter, vorzugsweise Sprungschalter, zur Herstellung von Kombinationsschaltungen wirkt, dadurch gek e fi n z e i c h n e t, daß mit dem Gehäuse (1) des Kugelschalters radial zu der Mittelstellung des Schalthebels nach außen gerichtete Führungsrohre (20) fest verbunden sind und ihrerseits je einen Rahmen (17) für Gruppen von Einzelschaltern (16) tragen, die mehrzeilig radial um das Führungsrohr angeordnet sind und je Zeile der Gruppen innerhalb der gewählten Schaltkombination durch eine in bekannter Weise mit Rotationsnocken (27) besetzte Schaltstange (30), die innerhalb jedes Führungsrohres (20) verschieblich ist, übereinstimmend schaltbar sind.
2. Kugelschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß vor den Stößeln (40) der Einzelschalter (16) Kugeln (39) in Bohrungen (38) des Führungsrohres (20) liegen. 3. Kugelschalter nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Einzelschalter (16) einer Gruppe um eine Achse (19) des Rahmens (1.7) schwenkbar und entgegen je einer Rückstellfeder (23) mittels Justierschrauben (24) mit ihren Stößeln (40) gegen die Kugeln (39) zwecks Einstellung eines Schaltverzuges anstellbar sind. 4. Kugelschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die einzelnen Rotationsnocken (27) unter Zwischenfügung von zylindrischen Distanzbuchsen (29) je nach der Schaltfunktion lose auf der Schaltstange-(30) aufgereiht und zwischen einem als Festanschlac, dienenden Bund (33) und einer auf einem Gewindeansatz (31) der Schaltstange aufschraubbaren Mutter (32) zusammenpreßbar sind. 5. Kugelschalter nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Betätigung dei Schalter (15) durch Verwendung einer an sich bzkannten Schaltkulisse (41) nur für vorbestimmbare Schaltstellungen frei ist. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentanmeldung M11538V111d/21c (bekanntgemacht am 22. 10. 1953); schweizerische Patentschrift Nr. 295 185.