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Bei
einer Vielzahl von Gehäusen
im Ex-Bereich besteht die Notwendigkeit von außen Schalter zu betätigen, die
innerhalb des Gehäuses
angeordnet sind. Die Gehäuse
sind in der Zündschutzart druckfeste
Kapselung ausgeführt,
was bedeutet, dass die Schalterwelle mit einem zünddurchschlagssicheren Spalt
in dem Gehäuse
gelagert werden muss.
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Bei
der Montage solcher Gehäuse
treten erhebliche Fertigungsprobleme auf, wenn der Schalter im Korpus
des Gehäuses
montiert ist und die Schalterwelle durch den Deckel hindurchgeführt werden soll.
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Andererseits
ist das Trennen einer Schalterwelle von einem Betätigungsgriff
ein in der Technik bekanntes Problem. Es tritt beispielsweise auf
bei Schaltergriffen, die an den Türen von Schaltschränken vorgesehen
sind. Das
DE GM 79
05 051 U1 beschreibt eine solche Anordnung. Im Inneren
des Schaltschranks ist ein Schalter angeordnet, dessen Schalterwelle
in Richtung auf die Tür
zeigt. Die Schalterwelle ist mit einem Querstift als Mitnehmer versehen
und bildet eine Kupplungshälfte.
In der Schaltschranktür
ist ein Schaltergriff drehbar gelagert, der eine zu der Schalterwelle
mit Querstift komplementäre
Ausbildung aufweist. Beim Schließen der Tür wird eine Kupplung zwischen
Griff und Schalterwelle hergestellt.
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Die
Tür kann
nur geschlossen werden, wenn der Schaltergriff in der richtigen
Stellung zum Kuppeln steht.
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Um
zu verhindern, dass bei geöffneter
Tür der
Schaltergriff verdreht werden kann, ist es aus der
DE 39 39 716 A1 bekannt,
auf der Welle, die mit dem Betätigungshebel
oder -knopf gekuppelt ist, ein Gleitstück axial verschieblich zu lagern.
Das Gleitstück
ist drehfest mit der als Vierkant ausgebildeten Betätigungswelle
gekuppelt. Bei geschlossener Tür
wird das Gleitstück
in eine Axialstellung überführt, in
der es gegenüber
der Tür
frei drehbar ist. Beim Öffnen der
Tür bewegt
sich das profilierte Gleitstück
in einer Fassung in der Tür
und blockiert ein willkürliches
Drehen des Schaltergriffes.
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Die
DE 198 26 911 A1 zeigt
ausschließlich unterschiedliche
Ausführungsformen
für Ex-Spalte an
Wellen, die durch Gehäusewände hindurchgeführt werden.
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Die
DD 224 179 A1 beschreibt
ein Abgleichwerkzeug zum Abgleichen von Bauelementen an gedruckten
Schaltungen. Das Abgleichwerkzeug weist eine axial verschiebar gelagerte
Antriebswelle auf. In der Antriebswelle ist koaxial eine Schraubendreherklinge
angeordnet, die axial verschieblich ist. Mittels einer Schraubendruckfeder
wird die Schrauben dreherklinge in eine Stellung vorgespannt, in
der sie maximal in die Antriebswelle eintaucht. Durch einen Elektromagneten
kann die Schraubendreherklinge aus der Antriebswelle axial vorgeschoben
werden.
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Ausgehend
hiervon ist es Aufgabe der Erfindung ein Gehäuse in der Zündschutzart
druckfeste Kapselung zu schaffen, bei dem die Montage der Betätigungswelle
für elektromechanische
Einheiten im Inneren des Gehäuses
vereinfacht ist.
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Diese
Aufgabe wird erfindungsgemäß mit einem
Gehäuse
mit den Merkmalen des Anspruches 1 gelöst.
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Das
erfindungsgemäße Gehäuse setzt
sich aus einem Korpus und einem Deckel zusammen. Beide zusammen
begrenzen einen Innenraum, der in der Zündschutzart druckfeste Kapselung
ausgeführt ist.
In diesem Innenraum befindet sich eine elektromechanische Einrichtung,
die durch eine Antriebswelle zu betätigen ist. Durch Gehäuse führt eine
Bohrung, die der Lagerung einer Betätigungswelle dient. Die Betätigungswelle
bildet mit der Bohrung einen Ex-Spalt.
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Im
Inneren des Gehäuses
befindet sich eine Kupplung aus zwei Kupplungshälften, die formschlüssig miteinander
zusammenwirken und von denen die eine mit der Antriebswelle und
die andere mit der Betätigungswelle
drehfest verbunden ist. Die beiden Kupplungshälften sind durch eine Axialbewegung
der beiden Wellen zueinander ein- oder auszukuppeln. Dadurch ist
es möglich,
den einen Teil des Gehäuses
mit der Betätigungswelle
komplett zu bestücken,
während
der andere Teil des Gehäuses
die elektromechanische Einrichtung enthält.
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Bei
der Endmontage braucht der Monteur nicht mehr die Betätigungswelle
durch die Bohrung hindurch zu fädeln,
was wegen der engen Passung des Ex-Spaltes mit Schwierigkeiten verbunden
ist. Es genügt,
wenn die entsprechenden Teile des Gehäuses zusammengefügt werden.
Durch einfache Axialbewegung werden die Kupplungshälften formschlüssig miteinander
gekuppelt, damit eine Drehung der Betätigungswelle auf die Antriebswelle
der elektromechanischen Einrichtung übertragen werden kann. Dabei
kann die formschlüssige
Kupplung so gestaltet werden, dass geringfügige Fluchtungsfehler zwischen
der Achse der Betätigungswelle
und der Achse der Antriebswelle nicht zu einer Funktionsbeeinträchtigung
führten,
und zwar weder auf Seiten der elektromechanischen Einrichtung, noch
beim Lagerspiel der Betätigungswelle
in der Bohrung.
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Vorteilhafterweise
kann die Kupplung derart ausgebildet sein, dass die Kupplungshälften, bezogen
auf eine volle Umdrehung, lediglich in einer einzigen Stellung miteinander
kuppelbar sind.
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Eine
platzsparende Bauform mit guter Kraftübertragung wird erreicht, wenn
eine der Kupplungshälften
eine Nut oder einen Schlitz und die andere Kupplungshälfte eine
Rippe aufweist, die zu der Nut oder dem Schlitz komplementär ist.
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Um
das Einkuppeln in lediglich einer Drehstellung sicher zu stellen,
kann die Nut unsymmetrisch bezüglich
der Achse der Welle angeordnet sein.
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Aus
einer Funktionsbeschreibung ergibt sich, dass sich zwangsläufig die
Nut in Richtung auf die gegenüberliegende
Kupplungshälfte öffnet.
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Vorteilhafterweise
können
Mittel vorgesehen sein, um die Kupplungshälften miteinander in Eingriff zu
halten.
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Die
Mittel können
im einfachsten Falle von einer Feder, vorzugsweise einer Druckfeder,
gebildet sein. Diese Druckfeder kann zwischen der Bohrung und der
entsprechenden Kupplungshälfte
angeordnet sein.
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Die
Bohrung kann in dem Deckel ausgebildet sein, was günstige Montageverhältnisse
ergibt.
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Unabhängig von
der Dicke des Deckels können
sich günstige
Verhältnisse
für die
Bohrung ergeben, wenn sie in einer Buchse enthalten ist, die in dem
Gehäuse
eingesetzt ist.
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Das
aus dem Gehäuse
vorstehenden Ende der Betätigungswelle
kann mit einem Betätigungsknopf
versehen sein.
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Um
unabhängig
von der elektromechanischen Baueinheit in dem Gehäuse eine
Drehbegrenzung zu erreichen kann neben der Bohrung ein teilzylindrischer
Kragen vorgesehen sein, der mit einer Ausnehmung im Betätigungsknopf
zusammenwirkt um den Drehhub zu begrenzen.
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An
dem Kragen kann ein in Umfangsrichtung zeigender Fortsatz vorhanden
sein, der dazu eingerichtet ist, mit einer Ausnehmung oder Tasche
an einem Betätigungsknopf
zusammen zu wirken. Hierdurch kann erreicht werden, dass die Betätigungswelle
in der betreffenden Stellung des Drehknopfes in axialer Richtung
formschlüssig
gegen Axialbewegung gesichert ist.
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Im Übrigen sind
Weiterbildungen der Erfindung Gegenstand von Unteransprüchen.
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Die
nachfolgende Figurenbeschreibung erläutert Aspekte zum Verständnis der
Erfindung. Weitere nicht beschriebene Details kann der Fachmann in
der gewohnten Weise den Zeichnungen entnehmen, die insoweit die
Figurenbeschreibung ergänzen.
Es ist klar, dass eine Reihe von Abwandlungen möglich sind.
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Die
nachfolgenden Zeichnungen sind nicht unbedingt maßstäblich, zur
Veranschaulichung von Details kann es sein, dass bestimmte Bereiche übertrieben
groß dargestellt
sind. Darüber
hinaus sind die Zeichnungen plakativ vereinfacht und enthalten nicht jedes
bei der praktischen Ausführung
gegebenenfalls vorhandene Detail.
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In
der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des
Gegenstandes der Erfindung dargestellt.
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1 zeigt
ein Gehäuse
in der Zündschutzart
druckfeste Kapselung, in einer perspektivischen Darstellung.
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2 zeigt
den Antriebsmechanismus für
einen in dem Gehäuse
angeordneten Paketnockenschalter, in einer perspektivischen Explosionsdarstellung.
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3 veranschaulicht
in einer vergrößerten perspektivischen
Darstellung den die Betätigungswelle
umgebenden Kragen.
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4 veranschaulicht
einen Blick auf die Unterseite des Betätigungsknopfes.
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1 zeigt
in einer perspektivischen Darstellung ein Gehäuse 1, das in der
Zündschutzart druckfeste
Kapselung ausgeführt
ist. Das Gehäuse 1 setzt
sich aus einem Korpus 2 und einem Deckel 3 zusammen,
der mit Hilfe einer Anzahl von Schrauben 4 mit dem Korpus 2 verschraubt
ist.
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Das
Gehäuse 1 dient
dazu in seinen Innenraum, druckfest gekapselt, elektronische und
elektromechanische Bauteile aufzunehmen, beispielsweise einen gestrichelt
angedeuteten Paketnockenschalter 5, der eine Schalterwelle 6 aufweist.
Die Schalterwelle 6 ist abgebrochen gezeigt und wird von
außen über einen
Drehknopf 7 betätigt,
der drehfest mit der Schalterwelle 6 gekuppelt ist. Die
Art und Weise wie der Drehknopf 7 mit der Schalterwelle 6 gekuppelt
ist, ergibt sich aus der perspektivischen Explosionsdarstellung
nach 2.
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Zu
den Hauptbestandteilen, die den Drehknopf 7 mit dem Paketnockenschalter 5 mechanisch verbinden,
gehört
eine formschlüssige
Kupplung 8, eine Betätigungswelle 9,
eine in dem Deckel 3 eingesetzte Buchse 11 sowie
eine aus der Außenseite
des Deckels 3 vorhandener Kragenanordnung 12.
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Die
Buchse 11 ist an ihrem dem Deckel 3 zugekehrten
Ende mit einem nicht weiter erkennbaren Gewinde versehen und in
ein korrespondierendes Gewinde von der Innenseite des Deckels 3 her
in diesen eingeschraubt und dort verklebt. Die Schraubverbindung
zwischen der Buchse 11 und dem Deckel 3 ist somit
zünddurchschlagssicher.
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Das
innenliegende Ende der Buchse 11 ist mit einem Sechskantansatz 13 versehen,
um die Buchse 11 in den Deckel 3 einschrauben
zu können.
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Durch
die Buchse 11 führt
eine zylindrische Bohrung 14 hindurch, deren Innendurchmesser
dem Außendurchmesser
der durchgehend zylindrischen Betätigungswelle 9 entspricht,
die konstanten Durchmesser zeigt. Die Bohrung 14 bildet
zusammen mit der zylindrischen Betätigungswelle 9 einen
zünddurchschlagssicheren
Spalt.
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Die
Betätigungswelle 9 geht
an ihrem dem Betätigungsknopf 7 zugekehrten
Ende in einen Antriebsvierkant 16 über, der mittig eine koaxiale
Gewindesackbohrung 17 enthält. Im Abstand von dem Antriebsvierkant 16,
dessen Abmessung in diagonaler Richtung kleiner ist als der Außendurchmesser der
Betätigungswelle 9,
enthält
die Betätigungswelle 9 eine
umlaufende Ringnut 18 für
einen Sprengring 19.
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Das
von dem Antriebsvierkant 16 abliegende Ende des Betätigungswelle 9 ist
mit einer Kupplungshälfte 21 drehfest
verbunden, die zu der Kupplung 8 gehört. Die Kupplungshälfte 21 ist
eine im Wesentlichen zylindrisches Gebilde mit einem Außendurchmesser,
größer als
der Außendurchmesser
der Betätigungswelle 9.
Quer durch die Kupplungshälfte 21 führt eine
im Querschnitt rechteckige Nut 22. Die Nut 22 liegt
unsymmetrisch zu der Längsachse
der zylindrischen Betätigungswelle 9.
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Da
die Kupplungshälfte 21 einen
größeren Außendurchmesser
hat als die Betätigungswelle 9, entsteht
eine ringförmige
Schulterfläche 23,
die als Wiederlager für
eine Schraubendruckfeder 24 wirkt. Die lichte Weite der
Schraubendruckfeder 24 ist etwas größer als der Außendurchmesser
der Betätigungswelle 9.
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Am
anderen Ende stützt
sich die Schraubendruckfeder 24 an dem nach innen zeigenden
Ende der Buchse 11 bei dem Sechskantansatz 13 ab.
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Zu
der Kupplung 8 gehört
eine zweite Kupplungshälfte 25,
die drehfest mit der Schalterwelle 6 verbunden ist. Die
Kupplungshälfte 25 trägt eine
in axialer Richtung vorstehende Rippe 26, die zu der Nut 22 oder
Schlitz 22 komplementär
ist. Die Rippe 26 ist ebenfalls gegenüber der Längsachse der Schalterwelle 6 geringfügig radial
versetzt. Dadurch wird erreicht, dass die beiden Kupplungshälften 21 und 25 lediglich
in einer einzigen Drehstellung zueinander miteinander in Eingriff
gebracht werden können.
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Die
auf der Außenseite
des Deckels befindliche Kragenanordnung 12 ist in 3 im
Ausschnitt gezeigt. Zu ihr gehört
eine Flanschplatte 28 mit zwei seitlichen Bohrungen 29,
durch die Befestigungsschrauben hindurch führen, um den Kragen 12 auf der
Außenseite
des Deckels 3 zu befestigen. Aus der Flanschplatte 28 erhebt
sich ein teilzylindrischer Kragen 31, der eine durchgehende
Bohrung 32 konzentrisch über einen Azimutwinkel von
etwa 180° umgibt. Die
Bohrung 32 fluchtet mit der Durchgangsbohrung 14 in
der Buchse 11. An einem Ende bildet der Kragen 31 eine
in Umfangsrichtung zeigende Nase 33, die zwischen sich
und der Flanschplatte 28 eine Ausnehmung 34 begrenzt.
Die Ausnehmung 34 ist in Umfangsrichtung offen.
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Der
Knebelknopf 7 ist, wie 4 erkennen lässt, an
der Unterseite mit einem sackförmigen Hohlraum 35 oder
Ausdrehung versehen, dessen lichte Weite größer als der Außendurchmesser
des Kragens 31 ist. In Verlängerung des Hohlraums 35 ist in
dem Knebelknopf 7 eine durchgehende Vierkantöffnung 36 enthalten,
die an den Antriebsvierkant 16 angepasst ist.
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Von
der Seite her ragt in den Hohlraum 35 ein Fortsatz 37,
dessen axiale Erstreckung oder Höhe
der Höhe
der Ausnehmung 34 des Kragens 31 entspricht.
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Die
Wirkungsweise der Anordnung ist wie folgt:
Der Paketnockenschalter 5 wird
auf seiner Schalterwelle 6 mit der Kupplungshälfte 25 versehen.
Diese kann hierzu in dem zylindrischen Teil eine entsprechende Sackbohrung
enthalten, mit der sie auf der Schalterwelle 6 anzuordnen
ist. Eine andere Möglichkeit
besteht darin, das betreffende Ende der Schalterwelle 6 bereits
als Kupplungshälfte 25 mit
der Rippe 26 auszuführen.
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Bei
der Montage wird der Paketnockenschalter 5 zusammen mit
sämtlichen übrigen elektronischen
oder elektromechanischen Bauteilen in dem Korpus 2 des
Gehäuses 1 platziert.
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Vor
der Montage des Deckels 3 auf dem Korpus 2 wird
der Deckel 3 mit der Betätigungswelle 9 bestückt. Hierzu
wird die Schraubendruckfeder 24 von dem Ende mit dem Antriebsvierkant 16 auf
die Betätigungswelle 9 aufgeschoben.
Sodann wird die mit der Schraubendruckfeder 24 versehene
Betätigungswelle 9 von
der Innenseite her des noch nicht montierten Deckels 3 in
die Bohrung 14 der Buchse 11 eingeschoben. Das
Einschieben wird gegen die Wirkung der Schraubendruckfeder 24 fortgesetzt,
um den Sprengring 19 in die Ringnut 18 einsetzen
zu können.
Sodann wird auf der Außenseite
des Deckels mit nicht weiter gezeigten Schrauben die Kragenanordnung 12 aufgeschraubt.
Der Kragen 31 der Kragen anordnung 12 umgibt nunmehr
halbkreisförmig
den über
die Außenseite
des Deckels 3 überstehenden
Teil der Betätigungswelle 9,
die durch die Schraubendruckfeder 24 in Richtung auf das
Gehäuse
d.h. bezogen auf 2 nach rechts, vorgespannt ist.
Anschließend
wird in der entsprechenden Drehstellung der Betätigungsknopf 7 auf
den Antriebsvierkant 16 aufgesteckt und mit Hilfe einer
Durchgangsschraube 38, die in die Gewindebohrung 17 eingeschraubt
wird, auf dem Antriebsvierkant 16 gesichert.
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Nachdem
der Deckel 3 in dieser Weise bestückt ist, wird er auf dem Korpus 2 platziert
und mit Hilfe der Schrauben 4 festgeschraubt. Durch entsprechendes
Drehen des Betätigungsknopfes 7 wird die
Kupplungshälfte 21 in
eine Stellung gebracht, in der die Rippe 26 in den Schlitz 22 eindringen
kann. Dadurch werden die beiden Kupplungshälften 21 und 25 miteinander
in Eingriff gebracht. Das Zusammenschieben der beiden Kupplungshälften 21 und 25 bewerkstelligt
die Druckfeder 24, die die Betätigungswelle 9 ständig in
Richtung auf die Kupplungshälfte 25 vorspannt.
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Aus
der Erläuterung
ergibt sich unschwer, dass der Axialhub der Betätigungswelle 9 etwas
größer sein
muss, als die Eingriffstiefe der Rippe 26 in dem Schlitz 22,
damit bei nicht fluchtender Ausrichtung trotzdem der Deckel 3 auf
dem Korpus 2 verschraubt werden kann. Nach der Montage
wird durch Drehen des Betätigungsknopfes 7 in
die in 1 gezeigte Stellung die gewünschte Kupplung zwischen dem
Betätigungsknopf 7 und
dem Paketnockenschalter 6 hergestellt.
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Es
sei angenommen, dass die in 1 gezeigte
Stellung des Betätigungsknopfes,
in der die an dem Betätigungsknopf 7 vorhandenen
Flügel
senkrecht stehen, der Aus schaltstellung entspricht. In dieser Position
des Betätigungsknopfes 7 lässt sich
theoretisch der Betätigungsknopf 7 ein
Stück weit
zusammen mit der Betätigungswelle 9 herausziehen, wodurch
die beiden Kupplungshälften 21 und 25 voneinander
getrennt werden würden.
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Um
den Paketnockenschalter 6 in die Einschaltstellung zu bringen,
ist beispielsweise eine Achteldrehung des Betätigungsknopfes 7 im
Uhrzeigersinn erforderlich. Durch diese Drehung wird der Fortsatz 37 in
den Bereich der Ausnehmung 34 unter den Vorsprung 32 gebracht.
Dadurch wird nun verhindert, dass in der geschalteten Stellung des
Pa ketnockenschalters 5 eine Entkupplung der Kupplung 8 durch
Ziehen an dem Betätigungsknopf 7 möglich ist.
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Eine
Drehung des Knopfes 7 in der entgegengesetzten Richtung
kann beispielsweise auch durch die Gestalt des Kragens 31 verhindert
werden.
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Wenn
zu befürchten
ist, dass der Kragen 31 aufgrund seiner Geometrie eine
hinreichende Drehung des Knopfes 7 zum Einkuppeln blockieren könnte, genügt es, den
Axialhub der Betätigungswelle 9 so
groß zu
gestalten, dass der Betätigungsknopf 7 mit
seinem Fortsatz 37 in axialer Richtung über den Kragen 31 hinausgezogen
werden kann.
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Ein
Gehäuse
in der Zündschutzart
druckfeste Kapselung ist mit einer Betätigungswelle versehen, die
unter Ausbildung eines zünddurchschlagssicheren
Spalts in der Wand des Gehäuses
drehbar gelagert ist. Zur Kupplung mit einem elektromechanischen
Element in dem Gehäuse
ist eine zweiteilige Kupplung vorgesehen, von der ein Teil an der
Betätigungswelle
und der andere Teil an dem elektromechanischen Bau element vorgesehen
ist.