DE20103850U1

DE20103850U1 - Schaltscharnier

Info

Publication number: DE20103850U1
Application number: DE20103850U
Authority: DE
Original assignee: Bernstein AG
Current assignee: Bernstein AG
Priority date: 2001-03-06
Filing date: 2001-03-06
Publication date: 2001-06-13
Anticipated expiration: 2011-03-07
Also published as: ATE237183T1; ES2191654T3; EP1239496B1; US20020125116A1; EP1239496A1; DE50200002D1; US6667449B2; DK1239496T3

Description

LOESENBECK · STRACKE · SPECHT · DANTZ

PATENTANWÄLTE
EUROPEAN PATENT AND TRADEMARK ATTORNEYS

Dr. Otto Loesenbeck (1931-1980)

Bernstein AG Dipl.-Ing. A. Stracke

Untere BuIt 2 Dipl.-Ing. K.-O. Loesenbeck

Dipl.-Phys. P. Specht

32457 PortaWestfalica ^Dipl-^Ing· ^JDantZ

Jöllenbecker Straße 164
D-33613 Bielefeld
Telefon: +49 (0521) 98 61 8-0
Telefax: +49(0521)890405
E-mail: mail@pa-loesenbeck.de
Internet: www.pa-loesenbeck.de

6/8 23718DE

06. März 2001

Schaltscharnier

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Schaltscharnier mit einem ersten, einen über einen Hebel betätigbaren Schalter aufnehmenden Schamierflügel, einem zweiten Schamierflügel und einer Welle, welche in Betriebsstellung verdrehsicher mit dem zweiten Schamierflügel verbunden ist und an ihrem Umfang eine in Wellen-Achsrichtung verlaufende Schaltnut aufweist, in welche in einer vorbestimmten Schwenkstellung zwischen den beiden Scharnierflügeln ein mit dem Hebel verbundener Betätigungsstift eintaucht, wobei der Hebel parallel zur Wellen-Längsachse verläuft und gegenüber dieser verschwenkbar sowie durch eine Feder in Richtung der Welle belastet ist und im Bereich eines Schaltnockens oder Schaltstiftes des Schalters liegt.

Schaltscharniere der vorerwähnten Art sind an sich bekannt und werden beispielsweise als Scharniere für Schutzhauben an Maschinen, Schutzraumtüren oder dergleichen verwendet. Dabei ist die Gesamtkonstruktion eines Schaltscharnieres so ausgelegt, dass die Einschalt-Stellung des Schalters ausschließlich bei geschlosse-

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ner Schutzhaube oder Schutzraumtür gegeben ist. In dieser Situation greift der mit dem Hebel verbundene Betätigungsstift in die Schaltnut der Welle ein.

Wird nun die Schutzhaube oder Schutzraumtür geöffnet, führt eine damit einhergehende Verdrehung der Welle dazu, dass der Betätigungsstift aus der Schaltnut herausgedrückt und auf dem Außenumfang der Welle abgestützt wird. Dies wiederum führt zu einer Hebelbetätigung und damit auch zu einer Betätigung des Schaltnokkens oder des Schaltstiftes des Schalters, so dass dieser in seine Aus-Stellung gebracht wird.

Aufgrund der verschiedensten, in der Praxis vorkommenden Einbausituationen für Schaltscharniere der gattungsgemäßen Art muß sichergestellt sein, dass das Erreichen der Einschalt-Stellung für den Schalter immer nur dann möglich ist, wenn eine Schutzhaube oder Schutzraumtür ihre Schließstellung einnimmt. Dabei können diese Schließstellungen durchaus die unterschiedlichsten Winkelstellungen der beiden Scharnierflügel zueinander zur Folge haben, weshalb bislang Schaltscharniere der gattungsgemäßen Art jeweils auftragsbezogen gefertigt wurden.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Schaltscharnier der gattungsgemäßen Art zu schaffen, welches universell einsetzbar und an jeden denkbaren Anwendungsfall anpaßbar ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die Welle in einer Vormontagestellung, in welcher der Betätigungsstift in die Schaltnut eingreift, gegenüber dem ersten Scharnierflügel gegen Verdrehung gesichert und der zweite Scharnierflügel gegenüber der Welle frei verschwenkbar ist, dass die Welle durch eine in ein stirnseitiges Ende des ersten Scharnierflügels eingedrehte Einpaßschraube um ein vorbestimmtes Maß aus der Vormontagestellung heraus bis in die Betriebsstellung axial verschiebbar ist und dass die Welle mit einer gerändelten oder anderweitig strukturierten Ringzone versehen ist, die bei in Betriebsstellung verschobener Welle in einer Scharnierbohrung des zweiten Scharnierflügels zur Erzielung der

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Verdrehsicherung zwischen dem zweiten Scharnierflügel und der Welle formschlüssig eingepresst ist.

Ein derart gestaltetes Schaltscharnier bietet in der Praxis erhebliche Vorteile. Unabhängig von dem späteren, konkreten Einsatzfall kann ein derartiges Schaltscharnier werkseitig in seiner Vormontagestelltung zusammengefügt werden. Dieses Schaltscharnier kann nun vor Ort beispielsweise an einem ortsfesten Maschinenteil und einer demgegenüber beweglichen Schutzhaube befestigt werden, wobei in jedem Falle der Betätigungsstift des Hebels in die Schaltnut der Welle eingreift, wodurch die Einschalt-Stellung des Schalters vorgegeben ist. Dabei spielt es keine Rolle, welche Winkelstellung die beiden Scharnierflügel relativ zueinander einnehmen, da der zweite Scharnierflügel in dieser Vormontagestellung noch frei gegenüber der Welle verdrehbar ist.

Nach dem Verbinden des erfindungsgemäßen Schaltscharnieres wird nun in der Schließstellung einer Schutzhaube oder einer Schutzraumtür die Welle durch die Einpaßschraube bis in ihre Betriebsstellung hinein axial verschoben. Die gerändelte oder anderweitig strukturierte Ringzone wird dabei unter Erzielung eines Formschlusses in die Scharnierbohrung der zweiten Scharnierhälfte eingepresst. Nunmehr ist eine Verschwenkung des zweiten Scharnierflügels relativ zur Welle nicht mehr möglich. Nachdem die Verdrehsicherung zwischen dem ersten Scharnierflügel und der Welle aufgehoben ist, kann das Scharnier betätigt werden und ein Öffnen der Schutzhaube oder einer Schutzraumtür hat nun sofort zur Folge, dass die Welle gegenüber dem ersten Scharnierflügel verdreht und damit der mit dem Hebel verbundene Betätigungsstift aus der Schaltnut heraus bewegt wird. Damit nimmt der Schalter, wie oben schon erwähnt, seine Ausschalt-Stellung ein.

Ein erfindungsgemäßer Scharnierschalter ist somit universell einsetzbar und in der Praxis problemlos für jeden nur denkbaren Anwendungsfall justierbar.
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Weitere Merkmale der Erfindung sind Gegenstand von Unteransprüchen.

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In den beigefügten Zeichnungen ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt, welches im folgenden näher beschrieben wird. Es zeigen:

Figur 1 eine teilweise im Schnitt dargestellte Draufsicht auf ein erfindungsgemäßes Schaltscharnier in Vormontagestellung

Figur 2 eine Ansicht in Richtung des Pfeiles II, teilweise im Schnitt dargestellt

Figur 3 eine der Figur 1 entsprechende Draufsicht auf das Schaltscharnier in Betriebsstellung

Figur 4 eine Ansicht in Richtung des Pfeiles IV, teilweise im Schnitt dargestellt

Das in den Figuren 1 bis 4 dargestellte und insgesamt mit dem Bezugszeichen 1 bezeichnete Schaltscharnier weist einen ersten Scharnierflügel 2 mit einer Hohlkammer 3 auf, innerhalb derer ein Schalter 4 angeordnet ist.

Weiterhin weist das Schaltscharnier 1 einen zweiten Scharnierflügel 5 und eine Welle 6 auf, über welche die beiden Scharnierflügel 2 und 5 miteinander verbunden sind.

Diese Welle 6 ist in ihrem Umfangsbereich mit einer Schaltnut 7 ausgestattet, (s. Fig. 1) in welche ein Betätigungsstift 8 eintauchen kann, wenn die Welle 6 eine bestimmte Verdrehposition relativ zum ersten Scharnierflügel 2 einnimmt.

Der besagte Betätigungsstift 8 ist mit einem Hebel 9 verbunden, welcher parallel zur Wellen-Längsachse verläuft und gegenüber dieser verschwenkbar ist. Außerdem ist der Hebel 9 durch eine Feder 10 belastet, welche den besagten Hebel 9 ständig in Richtung der Welle 6 beaufschlagt.

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Der Hebel 9 liegt im Bereich eines Schaltnockens oder Schaltstiftes 11 des Schalters 4 und kann somit diesen Schaltnocken oder Schaltstift 11 betätigen.

Die Welle 6 ist mit einem Ihrer Enden in einer Scharnierbohrung 12 des ersten Scharnierflügels 2 und mit ihrem anderen stirnseitigen Ende in einer Aufnahmebohrung 13 einer Einpaßschraube 14 gelagert, welche in ein stirnseitiges Ende des ersten Scharnierflügels 2 eingeschraubt ist. Außerdem durchtritt die Welle 6 den zweiten Scharnierflügel 5 im Bereich einer Scharnierbohrung 15.

In der in Figur 1 gezeigten Vormontagestellung greift der Betätigungsstift 8 in die Schaltnut 7 der Welle 6 ein. Die Welle 6 ist in dieser Vormontagestellung gegenüber dem ersten Scharnierflügel 2 gegen Verdrehung gesichert, und zwar im dargestellten Ausführungsbeispiel durch einen mit dem Scharnierflügel 2 fest verbundenem Mehrkantzapfen 16, der in einen stirnseitigen Schlitz 17 der Welle 6 eingreift.

In der besagten Vormontagestellung gemäß Figur 1 ist der zweite Scharnierflügel 5 noch frei drehbar gegenüber der Welle 6.

Die Welle 6 ist mit einer gerändelten (oder anderweitig strukturierten) Ringzone 18 versehen, die in der Vormontagestellung gemäß Figur 1 noch außerhalb der Scharnierbohrung 15 des zweiten Scharnierflügels 5 liegt.

Vor der Herbeiführung der endgültigen Betriebsstellung gemäß Figur 3 kann nun der Scharnierflügel 5 in eine beliebige Verschwenkposition relativ zum Scharnierflügel 2 gebracht werden, ohne das sich hierdurch die Position zwischen der Welle 6 und dem ersten Scharnierflügel 2 verändert. Ist die gewünschte Betriebsstellung des zweiten Scharnierflügels 5 erreicht, (entsprechend der Schließstellung beispielsweise einer Schutzhaube) so kann die Welle 6 durch Betätigen der Einpaßschraube 14 axial verschoben werden, wodurch die gerändelte oder anderweitig strukturierte Ringzone 18 unter Erreichung eines Formschlusses in die Scharnierbohrung 15 des zweiten Scharnierflügels 5 eingepresst wird. Nach Erreichen dieser

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entgültigen Montageposition gemäß Figur 3 kann der Schraubenkopf 19 der Einpaßschraube 14 abgeschert werden, was Figur 3 deutlich zeigt.

Eine nun herbeigeführte Verschwenkung des zweiten Scharnierflügels 5 relativ zum ersten Scharnierflügel 2 führt nun zu einer Abscherung des Mehrkantzapfens 16, da durch konstruktive Maßnahmen das zwischen der gerändelten Ringzone 18 der Welle 6 und der Scharnierbohrung 15 des zweiten Schamierflügels 5 übertragbare Drehmoment um ein vielfaches höher gewählt ist als das für die Abscherung des Mehrkantzapfens 16 gegenüber dem ersten Scharnierflügel 2 erforderliche Drehmoment.

Das Schaltscharnier ist nach dem Abscheren des Mehrkantzapfens 16 nun uneingeschränkt betriebsbereit und es ist ohne weiteres sichergestellt, dass der Betätigungsstift 8 in die Schaltnut 7 eingreift, wenn die voreingestellte Verschwenkposition des zweiten Schamierflügels 5 gegenüber dem ersten Schamierflügel 2 - entsprechend der Schließlage beispielsweise einer Schutzhaube - erreicht ist.

Die Welle 6 ist im Bereich ihrer gerändelten oder anderweitig strukturierten Ringzone 18 oberflächengehärtet, wodurch einerseits das formschlüssige Einpressen in die Schamierbohrung 15 erleichtert und andererseits der erzielte Formschluß langfristig gewährleistet ist.

Abweichend vom dargestellten Ausführungsbeispiel wäre eine vorübergehende Verdrehsicherung zwischen Welle 6 und erstem Schamierflügel 2 beispielsweise auch durch einen Stift möglich, der durch eine Bohrung innerhalb des ersten Scharnierflügels 2 bis in eine Querbohrung der Welle 6 eingeschoben wird. Dieser Stift könnte dann nach Herstellung der endgültigen Betriebsstellung entfernt werden. Gegebenenfalls wäre noch ein Abdichten der Bohrung durch den ersten Schamierflügel 2 sinnvoll.

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Alternativ zu dem im Ausführungsbeispiel gezeigten, mechanisch betätigten Schalter kann das erfindungsgemäße Schaltscharnier natürlich auch mit optisch, induktiv, kapazitiv oder magnetisch wirkenden Sensoren zur Abtastung der Bewegung des Hebels 9 ausgestattet sein. Zur Erhöhung der Sicherheitsstufe kann dabei auch eine Kombination verschiedener Sensoren Verwendung finden.

Eine derartige Lösung wird als technisch äquivalent zu der Verwendung eines mechanischen Schalters angesehen.

Claims

1. Schaltscharnier mit einem ersten, einen über einen Hebel betätigbaren Schalter aufnehmenden Scharnierflügel, einem zweiten Scharnierflügel und einer Welle, welche in Betriebsstellung verdrehsicher mit dem zweiten Scharnierflügel verbunden ist und an ihrem Umfang eine in Wellen-Achsrichtung verlaufende Schaltnut aufweist, in welche in einer vorbestimmten Schwenkstellung zwischen den beiden Scharnierflügeln ein mit dem Hebel verbundener Betätigungsstift eintaucht, wobei der Hebel parallel zur Wellen-Längsachse verläuft und gegenüber dieser verschwenkbar sowie durch eine Feder in Richtung der Welle belastet ist und im Bereich eines Schaltnockens oder Schaltstiftes (11) des Schalters (4) liegt, dadurch gekennzeichnet, dass die Welle (6) in einer Vormontagestellung, in welcher der Betätigungsstift (8) in die Schaltnut (7) eingreift, gegenüber dem ersten Scharnierflügel (2) gegen Verdrehung gesichert und der zweite Scharnierflügel (5) gegenüber der Welle (6) frei verschwenkbar ist, dass die Welle (6) durch eine in ein stirnseitiges Ende des ersten Scharnierflügels (2) eingedrehte Einpaßschraube (14) um ein vorbestimmtes Maß aus der Vormontagestellung heraus bis in die Betriebsstellung axial verschiebbar ist und dass die Welle (6) mit einer gerändelten oder anderweitig strukturierten Ringzone (18) versehen ist, die bei in Betriebsstellung verschobener Welle (6) in einer Scharnierbohrung (15) des zweiten Scharnierflügels (5) zur Erzielung der Verdrehsicherung zwischen dem zweiten Scharnierflügel (5) und der Welle (6) formschlüssig eingepresst ist.

2. Schaltscharnier nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zur Verdrehsicherung zwischen dem ersten Scharnierflügel und der Welle (6) in Vormontagestellung ein mit dem ersten Scharnierflügel (2) verbundener und in einen stirnseitigen Schlitz (17) der Welle (6) eingreifender, abscherbarer Mehrkantzapfen (16) vorgesehen ist.

3. Schaltscharnier nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das zwischen der Welle (6) und dem zweiten Scharnierflügel (5) im Bereich der formschlüssig in die Scharnierbohrung (15) des zweiten Scharnierflügels (5) eingepreßten Ringzone (18) übertragbare Drehmoment um ein mehrfaches höher ist, als das zur Abscherung des Mehrkantzapfens (16) erforderliche Drehmoment.

4. Schaltscharnier nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Welle (6) zumindest im Bereich ihrer gerändelten oder anderweitig strukturierten Ringzone (18) oberflächengehärtet ist.

5. Schaltscharnier nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Einpaßschraube (14) mit einem abscherbaren Schraubenkopf (19) versehen ist.