CN101490919B - 具有用于固定到操纵装置的离合器的开关 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种开关，尤其是一种位置开关，所述开关包括用于将一驱动头固定到一锁紧环的基础的一离合器。本发明的目的是提供一种技术解决方案，据此确保所述开关的可靠工作，并同时通过所述离合器将潜在的破坏力的作用从所述驱动头传递到所述开关的壳。为此，使用了第一、第二以及第三凸缘，所述凸缘具有能够实现传递基本上形状配合的力的布置或形状。此外，还确保了使用者的最佳操作，特别是对于所述驱动头的更换而言。

Description

具有用于固定到操纵装置的离合器的开关

技术领域

本发明涉及一种开关，所述开关具有用于固定到一操纵装置的一离合器，而所述离合器具有第一凸缘和一锁紧环，所述第一凸缘用于精确配合地插入固定装置的第二凸缘，而所述锁紧环具有形成于内圆周上的第三凸缘，所述第三凸缘用于闭锁所述固定装置。

背景技术

这种开关通常为一机电开关装置，并在自动化技术、设备工程以及建筑技术领域中，被广泛用作例如一位置开关或安全开关。

这些开关或开关装置的用途之一是监测保护装置，例如安全门以及防护栅，或者也用于监测机器零部件的运动。

位置开关和安全开关主要由一开关壳组成，一操纵装置连接到开关壳，所述操纵装置还被称为一驱动装置或驱动头。操纵装置为例如一滚子推杆或一杆，如果操纵作为一枢轴旋转杆或一棒杆或作为弹簧棒的所述操纵装置，则布置在开关壳内且有效地连接到操纵装置的一开关元件或一开关单元也会被操纵。

采用恰当的定位和安装，对操纵装置的操纵，例如通过一机器的运动或一防护门的打开，实现了对开关单元和连接到所述开关单元的一监测电路的一强制断开。

以往，驱动头上的力的作用是成问题的。一方面的问题在于，将力的作用传递到一挺杆，以一种适当的机械方式来操纵开关元件，所述挺杆启动开关元件的转换。另一方面的问题在于，会产生不希望的力的作用，所述力的作用必须被开关或包含有开关的开关装置吸收，而不能够被用于操纵开关元件。

以前，例如通过螺纹固定件来解决上述问题，使得通过螺钉将驱动装置固定到开关的壳。这产生了复数个容易错放的小的零部件，例如螺钉，还会导致使用至少一件工具的困难的和不利于用户的拆卸和组装。

所谓的卡口连接装置同样用于将驱动装置固定到壳。这些情况下的缺点在于，所述卡口连接装置的制造昂贵，且也无法实现无间隙的连接。但是，多数情况下，在实践中，驱动装置和壳之间的一形状配合的连接是必须的。

过去，还开发了推入连接，采用所述推入连接使用一线性引导的滑动装置将驱动装置固定到壳。这些设置的缺点在于，驱动装置的小的接触表面以及壳的小的接触表面，导致所述连接不是非常牢固。特别是，带有一滑动闭锁装置的安全开关或位置开关特别容易受到扭力的影响。

用于将控制电路装置固定到一前部面板的一安装孔内的边缘离合器，早就是已知的。这涉及将操纵装置与开关元件机械地连接的离合器，且不希望的力的作用通过一前部面板导出，这意味着将不能保护所述边缘离合器免遭所传递的力的任何不希望的损害。

DE 2256937公开了一种用于将前部元件连接到电气控制电路装置的附加元件的离合器。这种离合器的特征在于，位于前部面板后的一前部元件的端部为一圆柱形连接件，形成在延伸元件上的一环形保持架可以推到圆柱形连接件上，一锁紧环同心地支撑在其中，以允许旋转并避免轴向移动。

发明内容

本发明的目的是提供一种开关，尤其是一种位置开关或安全开关，这种开关通过离合器将由操纵开关所产生的破坏力的作用安全地传递到开关的壳，并同时确保所述开关元件的一安全操纵，以及有利于用户的操作。

就开篇所述类型的一开关而言，这个目的是这样实现的，即通过作为一驱动头的所述操纵装置，以及通过借助所述第一、第二和/或第三凸缘的一种布置和/或成形，能够基本上形状配合地传递一操纵驱动头所产生的一力的作用。

根据本发明，所述开关的特征在于一操纵装置，所述操纵装置通过一离合器连接到开关的壳。离合器的第一凸缘以一环形布置在壳内或壳的一部分中。驱动头的精确配合的第二凸缘设想以一精确配合地方式插入第一凸缘内。离合器还具有一锁紧环，所述锁紧环以形成于其内圆周上的第三凸缘为特征。锁紧环可处于一锁紧位置和一解锁位置。如果第二凸缘可以一精确配合地方式插入和离开第一凸缘，则锁紧环处于解锁位置。这可在例如特定情况下实现，在这种情况下通过锁紧环的第三凸缘与第一凸缘形成一对齐配合，所述锁紧环插入所述开关壳内。如果锁紧环用于插在驱动装置上，则锁紧环的第三凸缘与驱动头的第二凸缘在解锁位置对齐地配合。只要第三凸缘阻碍第二凸缘被推出或插入第一凸缘或者第一凸缘被推出第二凸缘，就到达了锁紧位置。借助第一、第二和/或第三凸缘的一布置和/或成形，可以确定地传递在操纵驱动头时所产生的力的作用。一部分力的作用用于操纵至少一个开关元件。不希望的力的作用由基本上形状配合的离合器传递，特别是从第二凸缘传递到第一凸缘，所述不希望的力的作用为例如一扭力的作用、一平行于和/或垂直于推入方向的力的作用。特别是对于沿着推入方向或与推入方向反向的力的作用而言，锁紧环的第三凸缘也可用来传递不希望的力的作用。

有利地，借助第一、第二和/或第三凸缘的一相应布置可以使通过离合器的力的传递最优化。因此，例如通过第一、第二和/或第三凸缘的一对称或不对称的布置，可以安全地吸收一局部产生的力的作用。在可能出现组件的不利间隙的地方，这特别的有用。

有利地，因为第一、第二和/或第三凸缘的形状可变化，所以所涉及的第一、第二和/或第三凸缘的附着力或摩擦力可以得到最佳的利用。第一、第二和/或第三凸缘吸收一个或多个力的作用是有利的，所述力的作用基本垂直于复数个凸缘表面。

在一种有利的实施方式中，锁紧环以一杆或至少一个操纵区域为特征，所述杆或所述至少一个操纵区域可由使用者操纵，特别是对于一封闭的开关壳。此处的重点在于，使用者或安装者无需其他工具来例如更换承受一更高的磨损水平的驱动头。在此情况下，无需不必要的安装步骤，例如打开开关壳。替代地，通过操纵杆或操纵区域，使用者可以将锁紧环从其锁紧位置移到解锁位置，或从解锁位置移到锁紧位置。

但是，可能得话要避免使用者的介入。因此，一种实施方式是有利的，在这种实施方式中正确地连接的盖子利用操纵区域迫使锁紧环进入锁紧位置，或者只有在这个位置上才能安装所述盖子。因而，例如可借助防松螺钉或编码螺钉来避免不希望的使用者的介入，或者至少能够通过密封螺钉发现不希望的使用者的介入。

在另一种有利的实施方式中，所述离合器用于以一特定的力的作用持续运行。如果开关由于期望的应用而被预知的一特定的力的作用支配，则这可在第一、第二和/或第三凸缘的布置和/或形状上加以考虑，以确保能以一最佳方式将力传递到壳。

根据另一种有利的实施方式，第一、第二和/或第三凸缘的形状具有基本平行于插入方向的数条边缘。所述基本平行的边缘一方面用于确保导引，而另一方面还用于凸缘的一有效的形状配合。此外，通过增加基本平行的边缘的数量，还增大了凸缘的表面，所述表面的附着力相对于将被吸收的从驱动头传递到壳的力有利地作用。

在一种有利的实施方式中，第一、第二和/或第三凸缘的形状至少部分地为圆柱形。这被证明是有利的，特别是如果事先不知道破坏力的作用的方向。借此可避免具有这种形状的凸缘的开关被用作可用于各种类型操作头(会引起不同的作用力)的通用开关，或者将其用作这样一种开关，在这种开关中，以不同操纵方向对不同元件进行的操纵会作用在操作头上。

在一种有利的实施方式中，第一、第二和/或第三凸缘的布置基本为环形对称或环形非对称。这样的结果是，一特定的壳仅设想用于特定的驱动头，其中所布置的第二凸缘接合在所布置的壳的第一凸缘中。因此确保了所述壳只支持一特定类型的驱动头，且因此设计用于一种或多种特定类型的力的作用。

在另一种有利的实施方式中，提供了第一、第二和/或第三凸缘的布置，且有至少部分地以一角度设置的所述第一、第二和/或第三凸缘。由于力的作用基本上垂直于凸缘的表面传递，所以带角度的设置确保了附着力和/或摩擦力的最佳利用。

但是，由于避免了粘接，或由于可实现对锁紧环的更方便的操作，所以凸缘布置的边缘区域内的一确定间隙，特别是第三凸缘的边缘区域内的一确定间隙可具有优点。在这种情况下，此间隙可通过一凹痕来实现，所述凹痕在制造凸缘的过程中通过冲压工艺制成。

有利地，操纵驱动头所产生的力的作用可通过离合器消散到开关壳上。除了驱动装置的连接机械稳定且耐用之外，这还提供了一种选择，即制造比例如一卡口连接中的离合器更小的离合器，且有至少与卡口连接相等的支承能力或耐用性。此外，一旦安装了开关，就能够组装和拆卸驱动装置。在这种情况下，由于杆或操纵区域的操纵路经被第一、第二和/或第三凸缘的形状预先确定，所以为了安全的锁紧和解锁以及同时为使用者提供一定的方便，可提供一较短的操纵路经。

本发明的其他有利的实施方式和优选改进方案可从对附图的描述和/或从属权利要求中获得。

附图说明

根据附图所示的示例性实施方式，更加详细地说明和解释了本发明。所述附图为：

图1为一位置开关或安全开关的一示例性实施方式的组件，所述位置开关或安全开关处于拆卸状态；

图2为驱动头的第一示例性实施方式；

图3为驱动头的第二示例性实施方式；

图4为驱动头的第三示例性实施方式；

图5为一部分切开的位置开关的图；

图6为图5的部分切开的位置开关的图，并组装有锁紧环；以及

图7为一种位置开关系统。

具体实施方式

图1显示了处于一拆卸状态的一位置开关或安全开关的组件。所涉及的组件为一壳6、一锁紧环4以及带有第二凸缘3的一驱动装置1。未描绘驱动装置1的操纵机制，且附图关注在驱动头1上。

在这个示例性实施方式中，锁紧环4设计成推入壳6上的缝隙18中。在插入位置中，锁紧环4可处于一解锁位置和一锁紧位置，且在解锁过程中，锁紧环4的第三凸缘5对准壳的第一凸缘(此处未示出)，或者在闭锁过程中至少部分地不对准第一凸缘。

壳6可安装在使用位置上，并设想用于接纳一开关元件。在解锁位置上，可沿着第二凸缘3将驱动装置1降低到壳的开口19内。在驱动装置1在所述第二凸缘3内降低的同时，尽可能实现一种精确配合，并经过第三凸缘5。在随后的闭锁过程中，借助操纵区域14移动锁紧环4，例如由使用者移动，使得第三凸缘5位于壳6内的第二凸缘3的上端。因此，通过一形状配合保持了第二凸缘3，并通过第三凸缘5和壳6内的第一凸缘来封闭。锁紧环4防止驱动装置1的一不希望的松开，并吸收与插入方向相反的不希望的力的作用。只要驱动头上的其它的力的作用不能够用于操纵，就通过第一和第二凸缘的形状配合，将这些力的作用从驱动装置1传递到壳6。

一不希望的力的作用能够从驱动头1安全地传递到壳6，而没有可能丢失的小零部件，这被证明是极为有利的。

此时，使用者可以容易地更换一受损的驱动装置1，而无需为安装付出极大的努力，或者可以容易地将具有相同的离合器特性的其他驱动装置与壳6一起使用。

图2、图3、图4分别显示了驱动头的第一、第二以及第三示例性实施方式。在此情况下，为了有利于相应的应用，改变了第二凸缘8、9、10的数量以及所述凸缘的形状。

因而，例如第二凸缘8为一矩形，并在此依据所述第二凸缘8的位置处于一种特定的布置。其优点在于，转动第二凸缘8可以实现从驱动装置到壳的最佳的力的传递。通过一已知的力的作用可以实现带角度的位置，使得一方面产生了一大的总面积来吸收力的作用，而另一方面，尽可能垂直于该整体面积来传递力的作用，所述总面积由各个第二凸缘8的单独表面组成。

第二示例性实施方式的圆柱形第二凸缘9可以实现一最佳的力的吸收，特别是对垂直于驱动头插入方向的力的吸收。第二凸缘9的对称的环形布置，对于每一垂直的力的作用均产生相同的形状配合。另外，第二凸缘9的圆柱形形状使力在很大程度上垂直于第二凸缘9的表面，而不论它们垂直的作用方向如何。在为这些力的作用特别设计的一位置开关中，这确保了一最佳的力的传递。

第二凸缘10为矩形，并大量围绕一环形布置。这导致了锁紧环的一有利于使用者的短的操纵行程。此外，各个第二凸缘10的单独表面组成的总的表面很大。这确保了来自垂直于插入方向的任何方向的一极可靠的力的传递。

图5显示了一个位置开关的壳。可以看到壳7的第一凸缘2的一种对称布置。

图6显示了安装在壳7中的一个锁紧环16，所述锁紧环16用于图5所示的示例性实施方式。通过适当的成形，例如形成一种波纹，或通过一附加组件，可以防止锁紧环16脱落。

锁紧环16处于锁紧位置，但未示出驱动装置。可以清楚地看到，相关的凸缘并未对准。还可看到，通过定制相关凸缘的尺寸，可以调节操纵行程。

如果通过操纵区域的一适当变化，可借助一工具或手动地进行离合器的打开和闭合，则还可具有进一步的优点。如果不希望由使用者来打开和闭合，那么使用一工具是值得的。

对于安全开关而言，将操纵区域凹陷到壳7内以防止连接轻易地断开是有利的，操纵区域可为例如一销或一杆。作为替代方案或附加方案，可通过引入一固定件(未示出)来锁紧阻止操纵运动。因为在此情况下，所述固定件可以同时界定操纵区域的运动区域，所以一解锁位置和一锁紧位置是预定的。此外，可在固定件上形成切口，以在到达相应的位置时，使操纵区域咬合在切口内。还可想到，所述固定件彻底阻止锁紧环16的位置一变动，以避免使用者的操作。因而，只能借助相应的工具(例如一螺丝起子)来拆除锁紧环。

图7显示了一个位置开关系统。所述位置开关系统由一个壳17、一个锁紧环15，以及四个不同的至少部分地描绘了的驱动头11、12、13及20构成。锁紧环15能够以一类似方式(如图1所示)安装在壳17中。由于所涉及的驱动头11、12、13、20能够以已经描述的方式所要求的来更换，所以使用者可以灵活地使用此位置开关系统。在此情况下，可以考虑位置开关的相应的应用，或操纵对象的对应的力的作用，例如作为一门、一活板或一可移动机器零部件的操纵对象。因此，不同的驱动头11、12、13、20的可能的数量是不受限制的。

驱动头13有完整的图示，并设想用于沿插入方向的操纵。驱动头11、12只有部分图示，且还设想用于垂直于插入方向的力的作用。

驱动头20设计用于直接固定到对象的分离的操纵装置。此驱动头20具有复数个第二凸缘21，且因此相对于设计有用于较小的力的作用的数量较少的的驱动头11、12或13而言，驱动头20在安装完毕后通过第二凸缘21的形状配合而被更好地保护，从而抵抗对保护对象的不希望的力的作用。因此，依靠第二凸缘21的数量，可调节力的吸收能力。只要利用第二凸缘21的适当位置和一适当形状，即使这些驱动头具有不同数量的第二凸缘21，这些驱动头也可与相同的壳17一起运行。

综上所述，本发明涉及一种开关，尤其是一种位置开关，且有一离合器用于连接基于一锁紧环的一驱动头离合器。说明了一种技术教导，以确保开关的安全操作，并同时通过所述离合器将潜在的破坏力的作用，从所述驱动头传递到所述开关的壳上。在这些实例中，使用了第一、第二以及第三凸缘，通过所述凸缘的布置或形状，实现了一基本上形状配合的力的传递。此外，还确保了使用者的最佳的操作，特别是当更换所述驱动头时。

Claims (19)

1.一种开关，所述开关具有一离合器，所述离合器连接一操纵装置并具有第一凸缘(2)和一锁紧环(4、15、16)，所述第一凸缘精确地插入所述操纵装置的第二凸缘(3、8、9、10、21)，所述锁紧环具有形成于所述锁紧环的内圆周上的第三凸缘(5)，所述第三凸缘(5)用于锁紧所述操纵装置，

其特征在于，

所述操纵装置为一驱动头(1、11、12、13、20)，且借助所述第一、第二和/或第三凸缘(2、3、5、8、9、10、21)的设置和/或形状，通过所述离合器基本上形状配合地传递操纵所述驱动头(1、11、12、13、20)所产生的一力的作用。

2.根据权利要求1所述的开关，其中所述锁紧环(4、15、16)具有在开关壳(6、7、17)封闭的情况下可由使用者操纵的一操纵区域(14)。

3.根据权利要求1所述的开关，其中为了正确安装开关，在一封闭的开关壳(6、7、17)的情况下预先确定所述锁紧环(4、15、16)的一位置。

4.根据权利要求1所述的开关，其中所产生的力的作用为一扭力的作用和/或沿着插入方向的、与插入方向相反的和/或垂直于插入方向的一力的作用。

5.根据权利要求1所述的开关，其中所述离合器用于以一特定方向作用的一力的持续操作。

6.根据权利要求1所述的开关，其中所述第一凸缘(2)、所述第二凸缘(3、8、9、10、21)和/或所述第三凸缘(5)的形状具有数条基本平行于插入方向的边缘。

7.根据权利要求1所述的开关，其中所述第一凸缘(2)、所述第二凸缘(3、8、9、10、21)和/或所述第三凸缘(5)的形状至少部分为圆柱形、 圆锥形或球形。

8.根据权利要求1所述的开关，其中所述第一凸缘(2)、所述第二凸缘(3、8、9、10、21)和/或所述第三凸缘(5)基本设置成一对称环形或不对称环形。

9.根据权利要求1所述的开关，其中所述第一凸缘(2)、所述第二凸缘(3、8、9、10、21)和/或所述第三凸缘(5)设置有至少部分成角度地定位的第一、第二和/或第三凸缘(2、3、5、8、9、10、21)。

10.根据权利要求2和3中任一项权利要求所述的开关，其中通过所述离合器，操纵所述驱动头(1、11、12、13、20)产生的力的作用能够分散到所述开关壳(6、7、17)上。

11.根据权利要求1、2和3中任一项权利要求所述的开关，其中所述锁紧环(4、15、16)具有一锁紧辅助装置。

12.根据权利要求11所述的开关，其中所述锁紧辅助装置为一冲压凹痕。

13.根据权利要求2和3中任一项权利要求所述的开关，其中所述开关壳(6、7、17)具有一壳部件，所述壳部件用于在锁紧位置闭锁所述操纵区域(14)。

14.根据权利要求13所述的开关，其中所述壳部件不能够安装于所述锁紧环(4、15、16)的解锁位置。

15.根据权利要求13所述的开关，其中当所述开关正确安装时，所述操纵区域(14)容纳在所述开关的后部。

16.根据权利要求1、2和3中任一项权利要求所述的开关，其中设置有用于确定所述锁紧环(4、15、16)的锁紧位置和解锁位置的一固定件。

17.根据权利要求16所述的开关，其中所述固定件通过用于触觉反馈的一柔性部件来提供。

18.根据权利要求16所述的开关，所述固定件仅通过一工具离开所述 锁紧位置。

19.根据权利要求1所述的开关，所述开关为一位置开关或安全开关。 

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