DE1067500B - Rastenvorrichtung fuer elektrische Schalter - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Rastenvorrichtung für elektrische Schalter, insbesondere Drehschalter, bei denen es erforderlich ist, den Drehteil, der eine Schalterachse ist, in jeweils eine von mehreren bestimmten Stellungen hinsichtlich des Schaltergehäuses zu bringen.

Rastenvorrichtungen dieser Art wurden bisher oft so gebaut, daß eine oder zwei auf Hebeln sitzende Rollen durch Zugfedern gegen eine Rastenscheibe gepreßt werden, wobei diese Hebel um seitlich von der Schalterachse gelagerte Drehpunkte schwingen können. Da sich die Rollen zur Schalterachse nicht geradlinig, sondern längs eines Kreisbogens bewegen, mangelt es an einem einwandfreien Zusammenspiel von Rolle und Rastenausnehmung. Nachteilig ist ferner die Verwendung von Zugfedern, denn diese greifen mit ösen, die durch Hochbiegen wenigstens einer Federwindung erhalten wurden, an den Hebeln an, doch sind solche ösen ziemlich bruchanfällig. Infolgedessen muß die Feder stärker dimensioniert werden, als im Hinblick auf die gewünschte Rastkraft erforderlich wäre, oder es müssen die Federenden eine besondere Aufhängevorrichtung erhalten. Es ist ferner bekannt, um die durch Zugfedern bedingten Nachteile zu vermeiden, die Rastenvorrichtung mit Druckfedern auszurüsten. Bei einer anderen bekannten Rastenvorrichtung wirkt mindestens eine Rolle über einen waagebalkenartigen Teil mit die Gegenkraft liefernden Federn zusammen, die an den Enden dieses Teiles angreifen, wobei die Rollenachse in Schlitzen geführt ist, die in der Verschiebungsrichtung der Rolle verlaufen.

Insbesondere, aber nicht ausschließlich bei einer Ausführung der letztgenannten Art bezweckt die Erfindung, bei besonders raumsparendem Aufbau eine Ausführung zu schaffen, die vorzugsweise in Verbindung mit Druckfedern gebaut werden kann und die trotz Kleinheit ihrer Abmessungen große Rastenkräfte bewältigt, ohne zu großen Abnutzungserscheinungen zu führen. Um diese Vorteile zu erreichen, geht die Erfindung von einer Rastenvorrichtung aus, bei welcher mindestens eine Rolle mit einem Rastenstern durch Überfahren desselben zusammenwirkt und dabei zeitweilig entgegen der Wirkung der Rastenfeder in Richtung der Rastenerhebung verschoben wird, und wobei die Rolle in einem Teil gelagert ist, an dem auch die Rastenfeder angreift und in Schlitzen geführt ist, die in der Verschiebungsrichtung der Rolle verlaufen. Bei dieser Bauweise besteht die Erfindung darin, daß das Spiel der Rollenachse in dem sie lagernden Teil, auf den die Federkraft wirkt, in Richtung quer zur Abheberichtung der Rollen größer ausgeführt ist, als das in der gleichen Richtung gemessene Spiel, das diese Achse in den die Rollen-

Rastenvorrichtung für elektrische Schalter

Anmelder:
Hubert Naimer, Wien

Vertreter: Dr.-Ing. W. Klose, Patentanwalt,
Mannheim, Rathenaustr. 6

Beanspruchte Priorität: DsterreicU vom 22. Januar 1952

Dipl.-Ing. Franz Bauer, Wien,
ist als Erfinder genannt worden

achse in engen Bahnen führenden Schlitzen findet. Man kann dabei, wie an sich bekannt, auch so vorgehen, daß der die Rollenachse führende Teil mit der Drehwelle der Rastenvorrichtung umläuft und das Rastenwerksgehäuse als Rastenkörper mit nach einwärts weisenden Rastenerhebungen ausgebildet ist. Durch die obengenannte Maßnahme gemäß der Erfindung wird erreicht, daß die Teile, an welchen die zweckmäßig von Druckfedern gelieferten Kräfte angreifen, frei von seitlichen, d. h. nicht in der Abheberichtung der Rollen verlaufenden Komponenten bleiben, und zwar auch dann, wenn die Einzelteile der Rasten vorrichtung nur mit mäßiger Genauigkeit gefertigt wurden, wie dies ja im Sinne einer Verbilligting der Fertigung erwünscht ist. Der Entfall von seitlichen Kräften schafft sehr günstige Voraussetzungen für die Verwendung von Druckfedern unter vereinfachter Unterbringung derselben.

Es sind zwar schon verschiedene Bauweisen von Rasteneinrichtungen für elektrische Schaltgeräte bekanntgeworden, bei denen eine Rollenachse, wie vorliegend, in Schlitzen eines feststehenden Bauteiles: geführt ist, jedoch ist die Möglichkeit der Beseitigung störender seitlicher Kraftkomponenten auf den die Rollenachse lagernden und die Federkraft tragenden Teil durch die einfache Maßnahme der unterschiedlichen Bemessung des Spieles, das die Rollenachse in den mit ihr zusammenwirkenden Teilen findet, weder ausgeführt noch erkannt worden.

In der Zeichnung sind zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung schematisch dargestellt.

Fig. 1 zeigt eine Rastenvorrichtung für sechs definierte Stellungen bei abgenommenem Gehäusedeckel des elektrischen Schalters,

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Fig. 2 in der oberen Hälfte einen Schnitt nach ^inie II a-II a und in der unteren Hälfte nach Linie Ib-IIb der Fig. 1;

Fig. 3, 4 zeigen eine zugehörige Einzelheit;

Fig. 5 dient der Erläuterung der Kräftezerlegung;

Fig. 6 und 7 zeigen eine Ausführungsform der vorlegenden Rastenvorrichtung für zwölf definierte Stellingen, und zwar mit ortsfestem Rastenteil und mit Ier Drehachse umlaufenden, mit dem Rastenteil zusammenwirkenden Rollen; im einzelnen zeigt Fig. 6 .-ine Draufsicht auf die Vorrichtung bei abgenommenem Schalterdeckel, wogegen die Fig. 7 einen Schnitt durch das Gerät nach der Linie VII-VII der Fig. 6 vorstellt.

In den Fig. 1, 2 ist 1 die Drehwelle eines nicht gezeichneten elektrischen Schalters, der sich seitlich •in die Vorrichtung unmittelbar anschließt und von ilessen Schaltorganen sechs definierte Stellungen gefordert werden; 2 ist das feststehende Gehäuse der Rastenvorrichtung. 3 ist der Rastenteil, der mit der Achse 1 auf Drehung gekuppelt ist und, weil der Schalter sechs ausgeprägte Ruhelagen bieten soll, auch sechs Vertiefungen aufweist. Um die auftretenden Kräfte zu symmetrieren, sind zwei Rollen 4 vorhanden, die mittels je einer Achse 5 in je einem brückenförmigen Teil 6, im folgenden als rollenlagernder Teil bezeichnet, gelagert sind. Diese brücken- oder waagebalkenförmigen Teile sind an sich bekannt. Hier bestehen sie beispielsweise aus zwei trapezförmigen Blechteilen, die bei 6' (Fig. 5) durch zwei Stege verbunden sind, welche Widerlager für die Druckfedern 7 ergeben. Andere Ausführungsformen der Brücke sind denkbar und haben sich jeweils dem verwendeten Werkstoff, aus dem die Brücke besteht und der nicht unbedingt Metall sein muß, sowie der Herstellungsweise (Stanz-, Spritzguß- oder Preßteil) anzupassen. In Fig. 1 sind von den beiden unteren Federn nur die Mittellinien T dargestellt. Alle Federn finden ihr zweites Widerlager in Ausnehmungen des Gehäuses 2.

Die bisher beschriebene Konstruktion würde so wirken, daß bei Drehung des Sternes 3 die Rollen 5 voneinander entfernt und die Druckfedern 7 dabei zusammengedrückt — oder die, wie auch bekannt, an ihrer Stelle verwendeten Zugfedern gedehnt — werden; es ist aber ersichtlich, daß dabei auch Kräfte auftreten, die eine Folge der besonderen Form der wirkenden Flanken des Sternes 3 sowie der auftretenden Reibungskräfte sind. Um diese seitlichen Kräfte aufzunehmen, die bei größerem Spiel der Einzelteile (als Folge einer ungenauen Fertigung oder fortgeschrittenen Abnutzung der Einzelteile) zu seitlichen Bewegungen der Teile 6 führen würden, sind folgende Maßnahmen getroffen:

Die Rollenachsen 5 ragen seitlich über die trapezförmigen Teile der Rollenträger 6 vor und sind in Schlitzen 9 geführt, die entweder unmittelbar im Gehäuseteil 2 und dem Deckelteil 2' vorgesehen sein können, oder, falls diese eben genannten Teile aus wenig abriebfestem Werkstoff (beispielsweise Silumin-Spritzguß) bestehen, in getrennten Teilen 10 ausgespart sind, die dann in entsprechende Vertiefungen der Teile 2, 2' eingesetzt werden, welche Ausführungsform in den Fig. 1, 2 dargestellt ist. Diese Teile sind in der unteren Hälfte der Fig. 1, in der die untere Brücke nur strichliert eingezeichnet ist, sowie aus den Fig. 3 und 4 klar ersichtlich. Es wäre auch denkbar, diese beiden einlegbaren Teile 10 zu einem einzigen Freßteil zusammenzufassen, der gegebenenfalls auch die Federwiderlager mitenthält. Die Rollenachsen 5

finden dabei gemäß der Erfindung in den Teilen 6, quer zur Abheberichtung der Rollen 4, ein größeres seitliches Spiel als in derselben Richtung in den verhältnismäßig engen Schlitzen 9. Man kann dieses unterschiedliche Spiel z. B. dadurch erhalten, daß der Durchmesser der Löcher 6 a, durch welche die Achsen 5 die Stege 6 durchsetzen, größer ist als die Breite der Schlitze 9 der Teile 10.

Diese Ausführungsform führt zu einem äußerst

ίο vorteilhaften Auffangen der auftretenden, auf die Rollenachse wirkenden Kräfte, die nun an Hand der Fig. 5 erläutert wird, in der die der Fig. 1 entsprechenden Teile die gleichen Bezugszeichen tragen; die Öffnung 6 a ist in diesem Falle als Langloch mit einem quer zur Abheberichtung der Rolle 4 verlaufenden größeren Durchmesser dargestellt.

Man erkennt die Rolle 4 mit der Rollenachse 5, die in der Brücke 6 drehbar und wieder mit mäßigem Seitenspiel gelagert ist. Die Brücke ist geschnitten dargestellt, wodurch die das Auflager der Federn (nur durch ihre wirkenden Kräfte^ angedeutet) bildenden Stege 6' sichtbar sind. Wird nun angenommen, daß sich der Rastenstern 3 (Fig. 1) in Richtung des Uhrzeigers drehe, so übt er auf die Rolle 4 eine Kraft in der ungefähren Richtung P aus. Diese Kraft kann man sich in eine nach aufwärts gerichtete Komponente P' und eine waagerechte Komponente P" zerlegt denken. P' bewirkt ein Heben der Brücke entgegen der Wirkung der Kräfte A, während P" von den Teilen 10, genauer gesagt von dessen Schlitz 9, aufgenommen und unschädlich gemacht wird. Diese Kräfteverteilung wird dadurch erzielt, daß die Achse 5 im Teil 6 mit größerem Spiel als in der Führung in den Teilen 10 gelagert ist, weil dann die Achse 5 nur in der Richtung der Komponente P' Kräfte auf den Teil 6 übertragen kann, ohne daß es zu einer Seitenbewegung der Brücke 6 kommt. Würde der Schlitz 9 breiter sein als die Durchbrechung 6 a, so würde die Kräftezerlegung ebenfalls auftreten, aber es würde der Teil 6 seine Aufwärtsbewegung mit einer geringen Seitenbewegung einleiten, die unter Berücksichtigung enger Einbauverhältnisse der Rastenvorrichtung bereits zu einer Berührung des Teiles 6 an der Gehäusewand führen würde; dies würde eine zusätzliche Reibung und damit eine Behinderung bzw. Verhinderung des Schaltvorganges verursachen. Diesem Übelstand ist dadurch in einfacher Weise begegnet, daß die Rollenachse in der Brücke 6 ein größeres Spiel vorfindet als in ihrer Führung in den Schlitzen 9. Selbst wenn durch Abnutzung sich die engen Führungsbahnen erweitert haben, so kann doch nicht die unerwünschte Seitenverschiebung der Brücke 6 eintreten; die Rastenvorrichtung gemäß der Erfindung besitzt somit eine zeitlich größere Betriebsfähigkeit.

Falls die beiden Kräfte^ nicht genau gleich sind, wie dies praktisch die Regel sein wird, weil ja vollkommen identische Federn 7 nicht vorliegen werden, so erfolgt eine waagebalkenartige Schiefstellung des Teiles 6 während der Hubbewegung bis zu einem Ausmaße, bei dem die Drehmomente der Kräfte A, bezogen auf 5, gleich sind. Diese Schiefstellung ist praktisch bedeutungslos. Der gleiche Vorgang tritt, entsprechend symmetrisch, mit Bezug auf den unteren Waagebalken 6 ein. Ein unterer Balken 6 ist für die Funktion der Vorrichtung nicht grundsätzlich erforderlich; ist er aber vorhanden, so führt dies zu einer vorteilhaften Symmetrierung der auftretenden Kräfte. Ferner ist ersichtlich, daß an Stelle zweier Federn je Waagebalken auch eine einzige, in der Symmetrieachse der Rollenträger 6, oberhalb der Rollen 4, ange-

Claims (2)

ordnet, verwendet werden kann. An Stelle der Druckfedern könnten auch Zugfedern verwendet werden, doch ergeben Druckfedern bauliche Vereinfachungen. Die Fig. 6 und 7 zeigen eine Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Rastenvorrichtung, bei weleher der Drehteil hinsichtlich eines Bezugsteiles eine wesentlich größere Zahl definierter Stellungen (hier nur zwölf gezeichnet) erlaubt. Das Beispiel nach Fig. 6 und 7 verwendet hierzu ein Rastenorgan 15 mit nach innen weisenden Rasten, das als ortsfest angenommen sei; es ist somit das Bezugsorgan. Der Drehteil ist die Schalterwelle 16. Auf dieser Welle sitzen, mit dieser auf Drehung gekuppelt, zwei Führungsorgane oder Mitnehmer 17, in deren Schlitzen 18 die Achsen 19 der Rollen 20 geführt sind. Diese Achsen sind in Rollenträgern 21 von bereits beschriebener Beschaffenheit gelagert; diese Rollenträger sind wieder waagebalkenartig ausgeführt, und auf ihre Enden wirken die Druckfedern 22. Der Deutlichkeit halber sind die Teile 17, 20 und 21 in Fig. 6 teilweise weggelassen und dann nur strichliert angedeutet. Die Achsen 19 durchsetzen die Rollenträger 21 in Bohrungen 21 a, deren Durchmesser wieder etwas größer ausgeführt ist als die Breite der Schlitze 18. Die Wirkungsweise ist folgende: Wird die Welle 16 gedreht, so werden die Führungsorgane oder Mitnehmer 17 diese Drehung mitmachen; die Achsen 19 werden entsprechend nach einwärts verschoben, da die Rollen 20 die ihnen benachbarten Rastennocken überfahren, und dies bedingt, über die Teile 21, ein Zusammenpressen der Federn 22. Nach Überschreiten des inneren Totpunktes der Rollenbewegung relativ zur Achse 16 wird, ebenso wie dies für die Ausführungsform nach Fig. 1, 2 der Fall ist, die Rolle unter Entspannung der Federn 22 in die folgende Rast einfallen. Die Kräfteverteilung auf die Rollenachse tritt in der bereits beschriebenen Weise auf. Die beschriebene Kräfteverteilung hat sich in der Praxis—insofern als äußerst vorteilhaft erwiesen, als die Abnutzung der aufeinander rollenden und gleiten.- den Teile dadurch beträchtlich herabgesetzt wird. Die Lebensdauer einer erfindungsgemäßen Vorrichtung ist aus diesem Grunde viel größer als die von gleich großen oder selbst größeren Rastenvorrichtungen bekannter Art, wobei sich noch der Vorteil einstellt, daß der Herstellungsgenauigkeit der zusammenwirkenden Teile kein besonderes Augenmerk zugewendet werden muß. Patentansprüche:

1. Rasten vorrichtung für elektrische Schalter, bei welcher mindestens eine Rolle mit einem Rastenstern durch Überfahren desselben zusammenwirkt und dabei zeitweilig entgegen der Wirkung der Rastenfeder in Richtung der Rastenerhebung verschoben, wird und wobei die Rollenachse in einem Teil gelagert ist, an dem auch die Rastenfeder angreift und in Schlitzen geführt ist, die in der Verschiebungsrichtung der Rolle verlaufen, dadurch gekennzeichnet, daß das Spiel der Rollenachse (5; 19) in dem sie lagernden Teil (6; 21), auf den die Federkraft (7; 22) einwirkt, in Richtung quer zur Abheberichtung der Rollen (4; 20) größer ausgeführt ist als das in der gleichen Richtung gemessene Spiel, das diese Achse (5; 19) in den die Rollenachse in engen Bahnen führenden Schlitzen (9; 18) findet.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der die Rollenachse (19) führende Teil (17) mit der Drehwelle (16) der Rastenvorrichtung umläuft und das Rastenwerksgehäuse (15) als Rastenkörper mit nach einwärts weisenden Rastenerhebungen ausgebildet ist (Fig. 6, 7).

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschriften Nr. 511 530, 637 069, 834, 820 917;

französische Patentschrift Nr. 994 452;
schweizerische Patentschrift Nr. 225 045;
britische Patentschriften Nr. 564 912, 633 808.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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