DE19755758C1 - Schaltanordnung für Motorantriebe - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Schaltanordnung für Motorantriebe an Stufenschaltern, Umstellern und Tauchkernspulen.

Solche Motorantriebe sind aus der Betriebsanweisung der Maschinenfabrik Reinheisen: "Motorantriebe MA7" der Anmelderin bekannt. Sie dienen zur Betätigung und Einstellung vorzugsweise eines Stufenschalters auf eine jeweils gewünschte Betriebsstellung.

In einem solchen gattungsgemäßen Motorantrieb sind alle mechanischen und elektrischen Baugruppen, die zum Antrieb des Stufenschalters o. dgl. erforderlich sind, vereinigt. Wichtige Baugruppen des Motorantriebes sind dabei das Lastgetriebe und das Steuergetriebe. Das hier interessierende Steuergetriebe ist seitlich am Lastgetriebe angeordnet und enthält eine Nockenscheibe, die sich bei jeder Umschaltung des Stufenschalters o. dgl. von einer Stufenstellung auf eine benachbarte andere Stufenstellung um eine volle Umdrehung dreht.

Eine solche Nockenscheibe enthält Schaltnocken zur Betätigung von als Schrittschaltkontakten wirkenden Schaltern bzw. Kontakten, die - abhängig von der jeweils erreichten Position während einer Umschaltung - elektrische Impulse bzw. Signale geben.

Bei zahlreichen Anwendungsfällen ist es nun erforderlich, daß kurz nach dem Beginn jeder Umschaltung ein Impuls durch einen der beschriebenen Schalter gegeben wird.

Zu berücksichtigen ist dabei, daß, abhängig von der Betätigungsrichtung des Stufenschalters in Richtung "Höher" oder "Tiefer", sich auch das Steuergetriebe und damit die Nockenscheibe in beiden Richtungen drehen können; und zwar dreht sich die Nockenscheibe, wie bereits erläutert, um jeweils 360 Grad.

Wenn nun die nach dem Stand der Technik fest mit einer Antriebswelle verbundene Nockenscheibe für die Erzeugung des o. a. Impulses jeweils kurz nach Beginn der Betätigung des Motorantriebes - jeweils in beiden Drehrichtungen - diesen Impuls geben soll, ist dies nicht ohne weiteres möglich.

Ist beispielsweise eine Nocke derart vorgesehen, daß in der einen Drehrichtung nach etwa 20 Grad Drehung ein Impuls gegeben wird, so sorgt dieselbe Nocke bei der anderen entgegengesetzten Drehrichtung für einen unerwünschten Impuls nach 340 Grad - anstatt ebenfalls nach 20 Grad.

Für Impulsgaben im Bereich von 180-360 Grad des Umschaltbereiches ist es dazu bereits bekannt, eine Nockenscheibe vorzusehen, die nicht fest mit der Antriebswelle verbunden ist, sondern einen definierten Leerlauf aufweist. Beim Umkehren der Bewegungsrichtung bleibt, bedingt durch diesen Leerlauf, der Nocken dann solange stehen, bis der zur Auslösung gewünschte Drehwinkel erreicht ist.

Diese Lösung mit Leerlauf bzw. Freilauf funktioniert jedoch nicht, wenn drehrichtungsunabhängig ein Impuls im Bereich von 0 bis 180 Grad des Umschaltbereiches erzeugt werden soll.

Aufgabe der Erfindung ist es, die beschriebenen Nachteile des Standes der Technik zu beseitigen und eine gattungsgemäße Schaltanordnung anzugeben, mittels der drehrichtungsunabhängig jeweils kurz nach Beginn der Bewegung des Motorantriebes ein Impuls erzeugt werden kann.

Diese Aufgabe wird durch eine erfindungsgemäße Schaltanordnung mit den Merkmalen des ersten Patentanspruches gelöst.

Die Unteransprüche beinhalten besonders vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung.

Bei der Erfindung sind zwei Nockenscheiben vorgesehen, die direkt übereinander angeordnet sind und miteinander korrespondieren.

Eine erste Nockenscheibe ist, wie nach dem Stand der Technik üblich, fest mit einer Antriebswelle verbunden. Eine zweite Nockenscheibe ist mit einem Leerlauf mit der ersten Nockenscheibe verbunden, derart, daß sie relativ zu dieser um einen gewissen Winkel drehbar ist.

Weiterhin weist jede der beiden Nockenscheiben zwei Nocken zur Betätigung eines Schalters auf. Durch die Relativbewegung der beiden Nockenscheiben zueinander, die der Leerlauf zuläßt, wird bei jeder Drehrichtung erreicht, daß nur jeweils die in Bewegungsrichtung "vorn" liegende erste Nocke zur Impulsgabe verwendet wird und die andere Nocke, die nach einer Drehung von 180 Grad am zu betätigenden Schalter ablaufen würde, verdeckt wird.

Die Anordnung und Dicke der beiden Nockenscheiben ist dabei derart bemessen, daß auf den Stirnseiten beider Nockenscheiben eine einzige Betätigungsrolle eines Schalters abläuft.

Die Erfindung soll nachfolgend anhand von Zeichnungen beispielhaft noch näher erläutert werden.

Es zeigen:

Fig. 1 eine erfindungsgemäße Schaltanordnung in perspektivischer, schematischer Darstellung

Fig. 2 die beiden Nockenscheiben dieser Schaltanordnung allein

Fig. 3 diese Schaltanordnung in drei unterschiedlichen Stellungen.

Auf einer ersten, unteren Nockenscheibe 1 befinden sich stirnseitig zwei in ihrer Kontur identischen Nocken 11 und 12, an einer definierten Stelle auf der Oberseite ragt ein Mitnehmer 13 nach oben.

Die erste, untere Nockenscheibe 1, dargestellt in Fig. 2a, ist fest mit einer Antriebswelle 3 des im übrigen nicht näher dargestellten Steuergetriebes verbunden.

Darüber ist, schwimmend auf der Antriebswelle 3 gelagert und unabhängig von dieser drehbar, eine zweite Nockenscheibe 2 angeordnet. Diese, dargestellt in Fig. 2b, weist ebenfalls stirnseitig in ihrer Kontur identische Nocken 21 und 22 auf. Vorteilhafterweise besitzen alle Nocken 11, 12, 21, 22 dieselbe Kontur. Zusätzlich ist in der zweiten Nockenscheibe 2 eine Leerlauföffnung 23 vorgesehen, in der der Mitnehmer 13 der ersten Nockenscheibe 1 geführt ist.

Der Winkel α2, um den die Nocken 21, 22 auf der zweiten Nockenscheibe 2 voneinander entfernt sind, ist dabei geringer als der Winkel α1, um den die Nocken 11, 12 auf der ersten Nockenscheibe voneinander entfernt sind.

Auf den Stirnseiten beider Nockenscheiben 1, 2 läuft eine Rolle 41 eines nockenbetätigten Schalters 4, der den gewünschten Impuls erzeugt.

Die Leerlaufführung 23 weist eine Winkelausdehnung α3 auf.

Die einzelnen Winkel α1... α3 sind derart bemessen, daß, abhängig von der relativen Lage der beiden Nockenscheiben 1, 2 zueinander - bedingt durch den Leerlauf -, die obere Nockenscheibe 2 die jeweils nachlaufende zweite Nocke der unteren Nockenscheibe 1 abdeckt. Der Begriff des "Abdeckens" bedeutet dabei, daß sich über die entsprechende Nocke die kreisförmige Außenkontur der oberen Nockenscheibe 2 schiebt, so daß die Rolle 41 unverändert auf dieser kreisförmigen Kontur läuft und nicht ausgelenkt wird.

Beispielsweise können α1 60 Grad und α2 sowie α3 jeweils 30 Grad betragen.

Fig. 3 zeigt die erfindungsgemäße Schaltanordnung in drei verschiedenen Stellungen, d. h. Schaltpositionen, jeweils von oben auf die zweite Nockenscheibe 2 gesehen.

Mit α ist dabei ein Winkel bezeichnet, bei dessen Erreichen nach Beginn der Betätigung eine Impulsgabe jeweils erfolgen soll.

In Fig. 3a ist die Ausgangsposition nach vorangegangener Umschaltung in Uhrzeigerrichtung dargestellt.

In Fig. 3b ist der Zeitpunkt nach Beginn einer Umschaltung, wiederum im Uhrzeigersinn, dargestellt, bei der der Winkel α zurückgelegt ist und eine Impulsgabe erfolgt.

In Fig. 3c schließlich ist der Zeitpunkt dargestellt, bei der eine Umschaltung entgegen dem Uhrzeigersinn eingeleitet ist, der Leerlauf bereits die entgegengesetzte Endstellung erreicht hat, die obere Nockenscheibe 2 aber noch in der Ausgangsstellung verharrt. Es ist zu erkennen, daß zu Beginn dieser Umschaltung sich nur die untere Nockenscheibe 1 gedreht hat, und mit ihr deren Mitnehmer 13.

Besonders vorteilhaft ist es, die zweite Nockenscheibe 2 zusätzlich mit einer Brems- bzw. Dämpfungseinrichtung auszustatten, um zu vermeiden, daß diese Nockenscheibe 2, nachdem der Mitnehmer 13 an das Ende der Leerlauföffnung 23 angeschlagen und die Nockenscheibe 2 in die neue Endposition mitgenommen hat, eine nicht definierte Stellung einnimmt.

Dies kann beispielsweise durch eine Bremseinrichtung 5 geschehen, bei der eine Feder 51, die sich an der zweiten Nockenscheibe 2 abstützt, gegen die Antriebswelle 3 drückt.

Claims (4)

1. Schaltanordnung für Motorantriebe an Stufenschaltern, Umstellern und Tauchkernspulen mit folgenden Merkmalen:

• 1. es sind eine erste Nockenscheibe (1) und eine zweite Nockenscheibe (2) mit zumindest annähernd gleichen Durchmessern gleichachsig gelagert
• 2. die erste Nockenscheibe (1) ist fest mit einer Antriebswelle (3) verbunden und bei jeder Betätigung des Motorantriebes um 360 Grad drehbar
• 3. die zweite Nockenscheibe ist direkt darunter oder darüber schwimmend gelagert angeordnet und mit einem definierten Leerlauf von der ersten Nockenscheibe (1) antreibbar, derart, daß erste und zweite Nockenscheibe (1, 2) um einen bestimmten Drehwinkel relativ zueinander bewegbar sind
• 4. sowohl erste als auch zweite Nockenscheibe (1, 2) weisen auf ihren Stirnseiten jeweils zwei Nocken (11, 12; 21, 22) auf
• 5. auf den Stirnseiten sowohl der ersten Nockenscheibe (1) als auch der zweiten Nockenscheibe (2) läuft eine Rolle (41) eines Schalters (4), derart, daß beim Eintauchen der Rollen (41) in eine der Nocken (11, 12; 21, 22) der Schalter (4) betätigbar ist
• 6. die Rollen (11, 12; 21, 22) sowie der Freilauf sind derart bemessen, daß drehrichtungsabhängig jeweils die in Bewegungsrichtung hintere Nocke der ersten Nockenscheibe (1) durch die zweite Nockenscheibe (2) in ihrer zur Betätigung des Schalters (4) wirksamen Kontur abgedeckt ist.

2. Schaltanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Freilauf dadurch erzielt ist, daß auf der ersten Nockenscheibe (1) ein Mitnehmer (13) angeordnet ist, der sich in Richtung der zweiten Nockenscheibe (2) erstreckt und daß der Mitnehmer (13) in einer Leerlauföffnung (23) in der zweiten Nockenscheibe (2) geführt ist.

3. Schaltanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß alle Nocken (11, 12; 21, 22) eine annähernd gleichartige Form und Kontur aufweisen.

4. Schaltanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Nockenscheibe (2) eine zusätzliche Bremseinrichtung (5) aufweist.