DE1087224B - Aus mehreren axial benachbarten Einheiten bestehender elektrischer Nockenschalter - Google Patents

Description

DEUTSCHES

Die Erfindung betrifft einen aus mehreren axial benachbarten Einheiten bestehenden elektrischen Nockenschalter, dessen die Stromunterbrechungsorgane betätigende Nockenkörper beidseitig Achsstummel besitzen, von denen wenigstens je einer zur Lagerung des Nockenkörpers in einer Wand einer Schaltereinheit dient und wobei jeder Stummel auch als Kupplungsglied hinsichtlich eines gleichartigen axial benachbarten Nockenkörpers oder eines Antriebsorgans dienen kann, vorzugsweise so, daß die Stummel jedes Nockenkörpers eine zapfenförmige bzw. eine büchsenförmige Kupplungshälfte bilden, um den Zapfen eines Nockenkörpers in die Buchse eines axial benachbarten Nockenkörpers unter Drehungskupplung dieser beiden Körper einstecken zu können.

Der Versuch, diesen älteren Vorschlag mit einem tragbaren Aufwand an Kosten in die Praxis umzusetzen, zeigt, daß dieser Vorschlag an den Kosten der Herstellung brauchbarer Nocken zunächst scheitert. Wünscht man diesen Vorschlag auf den praktisch wichtigen Fall anzuwenden, gemäß welchem der Schalter aus einer größeren Zahl, etwa sechs und mehr Einheiten, besteht, und zieht man in Betracht, daß das Durchdrehen eines solchen Schalters aus Gründen der sicheren elektrischen Kontaktgebung die Überwindung beträchtlicher, sich summierender Gegenkräfte in der Schaltereinheit bedingt, so ist ersichtlich, daß das aus mehreren ineinandergesteckten Nocken bestehende Drehelement eine Torsionsfestigkeit haben muß, wie sie nur von hochwertigen Baustoffen, namentlich Metall, aufgebracht werden kann. Aus Metall bestehende Nocken sind jedoch teure Spritzgußkörper, die auch aus Gründen elektrischer Natur gegenüber der praktisch vorwiegend ausgeführten Bauweise mit auf einer Drehmoment übertragenden Welle aufgereihten Nocken aus Isoliermaterial keinen praktischen Gewinn bringen können. Es ist zwar bekannt, daß man Teile, die üblicherweise aus Metall bestehen, wie Nocken, Zahnräder u. dgl., auch, falls sie hohen Beanspruchungen unterliegen, aus hochwertigen Kunststoffen herstellen kann; erwähnt seien hier aushärtende Kunststoffe auf Phenol-Formaldehyd-Grundlage mit Textileinlagen und von geschichtetem Aufbau, allein es sind auch solche Kunststoffe im vorliegenden Zusammenhang zu teuer, und sie wurden besondere Vorkehrungen an den Lagerstellen erfordern, da sie hinsichtlich der aus ähnlichem Kunststoff bestehenden Gehäuse der Schalter, in denen sie zu lagern sind, völlig unzureichende Eigenschaften besitzen. Ein besonders wichtiger Gesichtspunkt ist dabei der, daß solche Nocken, weil sie bei gleichen Innenteilen verschiedenste Umfangsgestalt besitzen müssen, durch eine der billigen Massentechnik zugängliche Fertigungsmethode her-

Einheiten bestehender elektrischer

Nockenschalter

Anmelder:
Hubert Naimer, Wien

Vertreter: Dr.-Ing. E. Berkenfeld, Patentanwalt,
Köln 3, Universitätsstr. 31

Beanspruchte Priorität:
Österreich vom 23. April 1956

Hubert Naimex, Wien,
ist als Erfinder genannt worden

stellbar sein müssen. Alle diese Schwierigkeiten haben es bisher verhindert, den weiter obengenannten Vorschlag in der Praxis durchzusetzen.

Die Erfindung schafft nun dadurch Abhilfe, daß nunmehr bei einem Schalter der eingangs angeführten Art die Nockenkörper aus einem elektrisch isolierenden thermoplastischen Kunststoff bestehen, der bei hoher mechanischer Festigkeit, hoher Wärmebeständigkeit und Zähigkeit auch mäßige Elastizität und hohen Abriebswiderstand aufweist, alles in einem Maße, wie dies beispielsweise für Kunststoffe auf Polyamid- oder Superpolyamidgrundlage zutrifft, wobei die Nockenkörper die ausschließliche Übertragung des Drehmomentes übernehmen. Daß es möglich sein würde, aus thermoplastischem, somit regelmäßig für die vorliegenden Zwecke aus dem Grund der ungenügenden Festigkeit und der ungenügenden, Temperaturbeständigkeif ausscheidendem Material Nocken herzustellen, die allen im vorliegenden Zusammenhang an sie zu stellenden Forderungen genügen, deren Erfüllung sich nach bisheriger Auffassung jedoch teilweise gegenseitig ausschließt, war nicht vorhersehbar. Insbesondere muß es überraschen, daß es auf die erfmdungsgemäße Weise gelingt, auch eine relativ lange Schalterachse aus einzelnen Nockenelementen zusammenzustellen, ohne daß innerhalb der Achse selbst unzulässige Verdrehungen auftreten. Ferner ist es überraschend, daß Kunststoffe der eben angeführten Art hinsichtlich der Gehäuseteile, an denen sie gelagert sind und welche meist aus

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einem aushärtenden Kunststoff bestehen, dauernd vor- spielfrei gesichert, weil sie in ihrem Gehäuse ohne

zügliche Gleiteigenschaften besitzen, was von ent- seitliche Bewegungsmöglichkeit eingeschlossen sind,

scheidender Wichtigkeit ist, weil die Lagerstellen Der Umstand, daß der vorliegendenfalls verwen-

über die ganze Lebensdauer das Schalters nicht ge- dete Kunststoff mäßige Elastizität hat, gewährleistet,

wartet werden können und die guten Gleiteigen- 5 entsprechende Formgebung vorausgesetzt, daß man

schäften auch dann erhalten bleiben müssen, wenn der die Nocken praktisch spielfrei ineinanderstecken

Schalter einer aggressiven Atmosphäre ausgesetzt ist. kann. Diese Elastizität stört jedoch die hinreichend

Zur Erläuterung der Erfindung wird auf die sehe- genaue Übertragung des gewünschten Drehwinkels

matischen Zeichnungen verwiesen, in denen überraschenderweise nicht. Die Zähigkeit des Kunst-

Fig. 1 einen Längsschnitt durch einen aus mehre- io stoffes gewährleistet selbst bei Schaltern, die aus ren, hier drei Schaltereinheiten und einem Rasten- einer sehr großen Zahl von Einzelschaltern zusammenwerk bestehenden Nockenschalter unter Weglassung gesetzt sind, absolut ausreichende Bruchsicherheit der im vorliegenden Zusammenhang nicht interes- und erlaubt darüber hinaus auch den Ausgleich kleisierenden Strombrücken und Schalterkontakte, An- ner, unvermeidlicher Fertigungs- und Montagetoleschlußklemmen, Rastenfedern u. dgl. darstellt; 15 ranzen, die sich beispielsweise in einem nicht völlig

Fig. 2 und 3 zeigen, teilweise im Schnitt, einen genauen Fluchten der Lagerstellen bemerkbar machen,

erfindungsgemäßen Nocken in Stirn- und in Seiten- Im Verein mit den günstigsten Gleiteigenschaften der

ansicht; hier verwendeten Kunststoffe führt dies zu einer hin-

Fig. 4 zeigt die Verbindung des erfindungsgemäßen reichend exakten, aber mit Sicherheit klemmfreien

Nockens mit einem Drehgriff und 20 Lagerung der aus den Einzelnocken bestehenden

Fig. 5 eine Seitenansicht auf einen dieser Nocken Schalterachse, ein Ergebnis, das für jeden bekannten

bei weggelassenem Drehgriff; Kunststoff überraschen muß. Das günstige Verhalten

Fig. 6 zeigt eine Möglichkeit, mit einem erfindungs- hinsichtlich Abriebfestigkeit und Gleiteigenschaften

gemäßen, aus Kunststoff bestehenden Nocken ver- ist übrigens auch für das Zusammenwirken des

schiedene Schaltungsforderungen zu erfüllen, indem 25 Nockens mit dem die Kontaktbrücke betätigenden

Nocken wahlweise mit an verschiedenen Stellen an- Stößel wichtig.

geordneten, steuernden Erhebungen oder Vertiefungen Der den Rastenstern bildende Nocken 6 kann auch,

versehen werden können. was die Achsstummel anbelangt, eine von den Schalt-

In Fig. 1 bezeichnet 1 die Gehäuse der Einheits- nocken etwas abweichende Form aufweisen. Er beschälter, 2 das Gehäuse des Rastenwerkes und 3 die 30 sitzt eine nach außen vorstehende Verlängerung 15 a drei Nocken, denen ein ebenfalls erfindungsgemäß des einen Achsstummels 15., die eine von der beschaffener Rastenstern 6 vorgeordnet ist. In Fig. 4 Zylinderform abweichende Gestaltung besitzt und im ist ein Drehgriff, der durch die Klemmbacken 5 auf dargestellten Ausführungsbeispiel ein Sechskantnoch zu beschreibende Weise mit dem dem Rasten- profil bildet; an dieses Profil schließt sich ein Zapfen werk zugehörigen Rastenstern 6 gekuppelt ist. Dieser 35 16 mit Vierkantprofil an. Der Drehgriff 4 enthält in Rastenstern ist seinem Wesen nach nichts anderes als bekannter Weise Klemmbacken 5, die mittels einer ein Mehrfachnocken, weshalb das im folgenden für Schraube 19 in den sich verjüngenden Griffteil 4 gedie Schalternocken Gesagte sinngemäß auch für die- zogen werden, so daß sie sich fest gegen den Zapfen sen Rastenstern Gültigkeit hat. Die Gehäuse 1 ergän- 16 pressen. Eine genügend verdrehungssichere Verzen sich zu Hohlkörpern, in denen, wie dies bekannt 40 bindung zwischen dem Griff 4 und dem Nocken 6 und ist, die Schalterbrücken und die ihnen zugeordneten damit auch mit allen übrigen Nocken 3 wird außer-Betätigungsmittel, beispielsweise bestehend aus einer dem durch den Fortsatz 4 a des Griffes 4 erzielt, mit den Nocken befahrenden Rolle und einem die Strom- welchem die Verbindung zum Sechskant 15 α herbeibrücke betätigenden Stößel, untergebracht sind. Das geführt wird.

letzte Gehäuse 1 ist durch einen Deckel 7 verschlossen; 45 Im dargestellten Beispiel befindet sich das Rastensämtliche Gehäuse 1, 2 und der Deckel 7 werden durch werk zwischen der ersten Schaltereinheit und dem axial verlaufende Schrauben oder sonstige Spann- Betätigungsorgan 4, doch ist leicht einzusehen, daß glieder (nicht gezeichnet) zusammengehalten. dies nicht Bedingung ist, indem es leicht möglich

Jeder Nocken (Fig. 2 und 3) besteht aus der eigent- wäre, den Nocken der ersten Schaltereinheit mit liehen Nockenscheibe 8, an deren beiden Seiten Achs- 50 einem Fortsatz 15, 15 a und einem Zapfen 16 zu verstummel 9, 10 vorgesehen sind, die zweckmäßig aus sehen, was allerdings die anzustrebende Einheitlicheinem Stück mit dem Nocken bestehen. Die Achs- keit der Schalternockenform stören würde,
stummel 9, 10 dienen in an sich bekannter Weise der In Fig. 6 ist ein Nocken dargestellt, der aus einem Lagerung der Nocken in den Gehäusen 1 bzw. im gezahnten Mittelkörper 26 und einem darüberschieb-Deckel 7 und besitzen demgemäß zylindrische Außen- 55 baren Nockenprofil 27 besteht, das nach den jeweils form, wobei die genannten Gehäuseteile geeignete gestellten Schalterfordernissen gewählt wird. Man Lagerflächen, beispielsweise in Form von Flanschen kann die Mittelteile 26 auf Lager halten.
11, ausbilden. Um mechanische Überbestimmungen Die Kupplungsteile erhalten möglichst Rohrprofil der Lagerung auszuschließen, ist gemäß Fig. 1 jeder mit Vielfachverzahnung, wofür die Fig. 6 sinngemäß Nocken 3 nur einseitig in einem Gehäuse 1 bzw. 2 ge- 60 ebenfalls ein Beispiel zeigt, indem dann Teil 26 der lagert. Wie Fig. 3 deutlich zeigt, besitzt der Achs- Kupplungszapfen des benachbarten Nockens ist. Dastummel 10 einen hier zapfenförmigen Kupplungs- durch ist bei kleinstem Materialaufwand beste Kraftfortsatz 14, der ein geeignetes Profil, beispielsweise übertragung gegeben. Durch das Vielzahnkupplungs-Vierkantprofil, aufweist, wogegen der Ächsstummel 9 profil kann jeder Nocken gegenüber denen der benacheine entsprechend profilierte Ausnehmung genügender 65 harten Schaltkammern um ein Vielfaches des Tei-Tiefe aufweist, in welche der zapfenförmige Achs- lungswinkels der Verzahnung versetzt montiert werstummel 14 des benachbarten Nockens paßt. Die den, wodurch die Zahl der notwendigen Nocken-Nocken sind demnach, wie Fig. 1 zeigt, einfach inein- profile, welche die elektrischen Kontakte steuern, andergesteckt und dadurch auf Drehung gekuppelt; in bedeutend herabgesetzt werden kann. Das Rohprofil axialer Richtung sind sie im Gehäuse hinreichend 70 hat weiter den Vorteil, daß ein durch das ganze

Schalterpaket zentral durchgehender Kanal gebildet wird, welcher für eine Reihe von Sonderaufgaben im Schalterbäu herangezogen werden könnte (z. B. Doppelachse, Tastbetätigung durch den Schalter hindurch usw.).

Durch die teilelastischen Eigenschaften der Superpolyamide kann das sonst nötige Passungsspiel praktisch ausgeschaltet werden, so daß auch bei Schaltern mit einer Vielzahl von Fluchten die Torsionsübertragung der einer Stahlachse entspricht. Da der Nocken als solcher durch Spritzguß hergestellt wird, wird die Herstellungszeit durch gleichzeitiges Mitspritzen des beidseitigen Kupplungsprofils in keiner Weise beeinträchtigt, und dies gilt auch für den Rastenstern, so daß erzeugungstechnisch die Achsarbeit zur Gänze entfällt. Ein einmal fertiggestellter Schalter kann leicht um einige Schaltkammern erweitert oder verkürzt werden, ohne daß hierfür wie früher die Auswechslung der Durchgangsachse notwendig wäre. Die Kupplung verschiedener Schaltertypen (für verschiedene Stromstärken) läßt sich leicht durch ein Zwischenstück herstellen, wozu früher in der Regel Schalterachsen besonderer Art, d. h. außer der Normreihe, angefertigt werden mußten. In elektrischer Hinsicht fallen Kriechwegschwierigkeiten fort; ein absoluter Berührungsschutz für den Bedienenden ohne besondere konstruktive Maßnahmen ist gesichert. In betriebsmäßiger Hinsicht besteht absolute Sicherheit gegen zerstörende Einflüsse durch Luftfeuchtigkeit, Seeluft (Salzgehalt) oder sonstige aggressive Atmo-Sphären. Bei Betriebsschäden besteht leichte Auswechselbarkeit einer oder mehrerer Schaltkammern an Ort und Stelle ohne Zerlegung des gesamten Schalters.

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Claims (5)

PATENTANSPRÜCHE:

1. Aus mehreren axial benachbarten Einheiten bestehender elektrischer Nockenschalter, dessen die Stromunterbrechungsorgane betätigende Nockenkörper beidseitig Achsstummel besitzen, von denen wenigstens je einer zur Lagerung des Nockenkörpers in einer Wand einer Schaltereinheit dient und wobei jeder Stummel auch als Kupplungsglied hinsichtlich eines gleichartigen, axial benachbarten Nockenkörpers oder eines Antriebsorganes dienen kann, vorzugsweise so, daß die Stummel jedes Nockenkörpers eine zapfenförmige bzw. eine büchsenförmige Kupplungshälfte bilden, um den Zapfen eines Nockenkörpers in die Buchse eines axial benachbarten Nockenkörpers unter Drehungskupplung dieser beiden Körper einstecken zu können, dadurch gekennzeichnet, daß die Nockenkörper aus einem elektrisch isolierenden thermoplastischen Kunststoff bestehen, der bei hoher mechanischer Festigkeit, hoher Wärmebeständigkeit und Zähigkeit auch mäßige Elastizität und hohen Abriebwiderstand aufweist, alles in einem Maße, wie dies beispielsweise für Kunststoffe auf Polyamid- oder Superpolyamidgrundlage zutrifft, wobei die Nockenkörper die ausschließliche Übertragung des Drehmomentes übernehmen.

2. Nockenschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Kupplungsprofil des Nockenkörpers ein Vielzahnprofil ist, welches vorzugsweise auf bzw. in einem Teil eines rohrförmigen, die Achsstummel bildenden Trägerkörpers ausgebildet ist.

3. Schalter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Nockenkörper mit Kupplungsgliedern, welche ein Vielzahnprofil ergeben, im Spritzgußwege hergestellt ist.

4. Schalter nach Anspruch 3 mit Nockenkörpern, welche eine durchgehende Mittelausnehmung besitzen, dadurch gekennzeichnet, daß auch diese Mittelausnehmung mit einem Vielzahnprofil versehen ist.

5. Elektrischer Schalter nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der dem Drehgriff oder sonstigen Betätigungsorganen des Schalters nächstliegende Nockenkörper mit seinem zapfenförmigen Kupplungsfortsatz zum Drehgriff od. dgl. weist, jedoch der Drehgriff auf den Außenumfang desjenigen Teiles des Stummels wirkt, der zwischen diesem und dem Nockenkörper liegt (Fig. 4).

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschriften Nr. 851 086, 751 687;
schweizerische Patentschrift Nr. 306 764.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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