DE1123021B

DE1123021B - Schwenkeinrichtung zur Betaetigung eines elektrischen Endschalters

Info

Publication number: DE1123021B
Application number: DET17700A
Authority: DE
Inventors: Robert Julien Paul Dufour
Original assignee: Telemecanique Electrique SA
Current assignee: Telemecanique SA
Priority date: 1959-01-08
Filing date: 1960-01-08
Publication date: 1962-02-01
Also published as: BE586080A; NL120902C; ES254019A1; FR1220945A; GB921485A; NL246879A

Description

DEUTSCHES

PATENTAMT

kl. 21 c 57/70

INTERNATIONALE KL.

H02p;G 05g

T 17700VIIIb/21 c

ANMELDETAG :

BEKANNTMACHUNG DER ANMELDUNG UNDAUSGABE DER AUSLEGESCHRIFT:

8. JANUAR 1960

!.FEBRUAR 1962

Man kennt schon sehr zahlreiche Einrichtungen zur Betätigung eines elektrischen Endschalters, die einen Schwenkhebel aufweisen, der zur Zusammenarbeit mit einem beweglichen Teil bestimmt ist. Solche Einrichtungen werden beispielsweise an Werkzeugmaschinen, Hebezeugen und Aufzügen benutzt.

Besonders bei Werkzeugmaschinen müssen diese Einrichtungen genau funktionieren. Weiter müssen sie eine äußerst große Lebensdauer haben, z. B. muß der Hersteller garantieren, daß sie 10 Millionen Schaltungen aushalten. Die Schwenkeinrichtungen müssen daher so konstruiert sein, daß ihre Teile nur einer unbedeutenden Abnutzung unterliegen. Schließlich sind sie im allgemeinen aus zwei Teilen gebildet, von denen der eine den eigentlichen Schalter enthält und der andere als einstellbarer und austauschbarer Kopf ausgebildet ist, der im allgemeinen mit einem eine Rolle aufweisenden Hebel versehen ist, dessen Ausgangsstellung man je nach Bedarf einstellen und festlegen kann.

Die bekannten Ausführungen zur Übertragung der Bewegung eines Schwenkhebels auf einen Schalter sind bezüglich der erreichbaren Genauigkeit nicht befriedigend, und derartige Einrichtungen sind nicht geeignet, entsprechend den neuzeitlichen Anforderungen serienweise hergestellt zu werden.

Es sind Einrichtungen bekannt, bei welchen der Hebel einfach mit einer Kurvenscheibe versehen ist, die auf den Betätigungsknopf eines Schalters mit paralleler Verschiebung wirkt, wobei die Achse des Hebels unter dem Einfluß einer Rückstellfeder, z. B. einer Torsionsfeder, steht. Es ist offensichtlich, daß bei einer solchen Anordnung die Kurvenscheibe ständig auf dem Betätigungsknopf reibt, so daß die Abnutzung schnell die Genauigkeit der ohne Schmierung arbeitenden Einrichtung beeinträchtigen kann.

Es sind weiter Einrichtungen bekannt, bei welchen die Achse des Hebels eine senkrecht zu ihr stehende Nut besitzt und eine in diese Nut eingreifende Schubstange aufweist, die in einer zylindrischen Ausnehmung geradlinig geführt und dem Druck einer Feder unterworfen ist. Die Führung einer solchen Schubstange erfordert eine genaue Bearbeitung, und die Arbeitsweise ergibt eine gewisse Reibung an den Teilen der Führung während der Bewegung und an den Berührungsflächen zwischen der verschwenkten Nut und den mit ihr zusammenarbeitenden Teilen der Schubstange.

Durch die vorliegende Erfindung ist eine Schwenkeinrichtung aus serienmäßig hergestellten Teilen geschaffen, die die Übertragung der Bewegung ohne größere Reibung gestattet.

Schwenkeinrichtung zur Betätigung eines elektrischen Endschalters

Anmelder:

La Telemecanique Electrique, Nanterre, Seine (Frankreich)

Vertreter: Dipl.-lng. H. Schiffer, Patentanwalt, Karlsruhe, Amalienstr. 28

Beanspruchte Priorität: Frankreich vom 8. Januar 1959 (Nr. 783 563)

Robert Julien Paul Dufour, Houilles, Seine

(Frankreich), ist als Erfinder genannt worden

Erfindungsgemäß ist dies dadurch erreicht, daß die Achse eine Quernut mit flachem Nutgrund aufweist, die mit einem Schwingarm zusammenwirkt, der in einem senkrecht zur Achse stehenden flachen Kopfstück für sie mit einer Durchbrechung versehen ist, deren Rand einen geradlinigen Teil umfaßt, dessen Länge der Länge des Nutgrundes entspricht, und daß das auf den Betätigungsknopf des zu steuernden Schalters wirkende Endstück des Schwingarmes nur in der Bewegungsrichtung dieses Betätigungsknopfes geführt ist und unter dem Einfluß einer Rückstellfeder steht, die bewirkt, daß sich der geradlinige Teil der Durchbrechung im Nutgrund abstützt.

Wenn die Achse infolge Schwenkung des Hebels oder durch einen Stoß auf diesen gedreht wird, übt sie durch die eine oder die andere der an den Enden der Nut liegenden Kanten entgegen der Kraft der Feder einen Zug auf den Schwingarm aus, wobei die vom Schalter weggerichtete Komponente diesen freigibt, während die Komponente senkrecht zur Verschieberichtung dieses Schalters praktisch keine Reibung erzeugt, weil der Schwingarm in seiner Ebene schwenken kann.

Um eine Führung des Endstückes des Schwingarmes zu erhalten, die ein Schwenken des Schwingarmes erlaubt, wirkt in einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung dieses Endstück mit einem Führungsstück zusammen, dessen Umfang als

209 507/259

Kugelzone ausgebildet ist und auf das sich die Rückstellfeder abstützt, wobei das Führungsstück in einer zylindrischen Führung gelagert ist.

Da nur dann eine Führung des Schwingarmes notwendig ist, wenn dieser sich mit seinem Endstück auf dem Betätigungsknopf des Schalters abstützt, diese Führung jedoch überflüssig ist, wenn das Endstück den Betätigungsknopf freigibt, kann an Stelle einer zylindrischen Führung eine kegelige treten, was die

verstärkten, die Nut aufweisenden Mittelteils der Achse angepaßt, so daß diese Randteile selbst den Schwenkbereich der Achse nach beiden Seiten hin begrenzen.

In der Zeichnung ist ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes dargestellt, und zwar zeigt

Fig. 1 die einzelnen Teile der erfindungsgemäßen

12 auf, durch die die Achse 6 hindurchtritt. Der Rand der Durchbrechung hat einen geradlinigen Teil 12 α von der gleichen Länge wie die Länge des Nutgrundes und gebogene Teile 12 b, die miteinander verbunden 5 sind und deren Bogenradius dem Radius des verstärkten Mittelteils 6 a der Achse entspricht.

In dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Schwingarm 11 ganz flach, und sein Endstück 11a läuft in einem abgerundeten Teil 11 b aus, der zum

Reibung bei der Betätigung weiter vermindert, und io Betätigungsknopf 2 des eingebauten Schalters 1 hindie Herstellung des die Führung aufweisenden Stückes gewendet ist. Zwischen dem Teil 11 b und dem Beals (Spritz-) Gußteil erlaubt. tätigungsknopf 2 des Schalters 1 ist eine wasserdichte

In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfin- und elastische Membran 13 vorgesehen, die in ihrer dung sind die sich an den geradlinigen Teil des Ran- Mitte eine Verstärkungsplatte 14 trägt, die zur Kraftdes der Durchbrechung im Kopfstück des Schwing- 15 übertragung vom Endstück 11a zum Betätigungsarmes anschließenden Randteile dem Umfang der knopf 2 dient.

Das Endstück 11a ist mit einem Führungsstück 15 fest verbunden, das zu diesem Zweck (Fig. 1) in seiner Zentralbohrung 15 a vier kreuzförmig angeordnete 20 Einschnitte aufweist, von denen die beiden ersten, 15 b sich über den ganzen Mittelteil des Führungsstückes erstrecken, so daß sie dem breitesten Teil des Endstückes 11a den Durchtritt gestatten, während die beiden anderen Einschnitte 15 c trapezförmig Schwenkeinrichtung in schaubildlicher Darstellung, 25 ausgebildet sind, damit sie das eingesetzte und dann teilweise geschnitten, gedrehte Endstück 11 α an seinen schrägen Flanken

Fig. 2 die Schwenkeinrichtung in der Ausgangs- 11 c zurückhalten können. Um das Führungsstück in stellung im Schnitt nach Linie H-II der Fig. 4 mit die richtige Stellung zu bringen, genügt es also, das betätigtem Schalter, Endstück 11 α durch die Einschnitte 15 b hindurch-

Fig. 3 einen der Fig. 2 entsprechenden Schnitt mit 30 zuführen und dann das Führungsstück um 90° zu betätigter, den Schalter freigebender Schwenkeinrich- drehen derart, daß das Endstück Wa in die Eintung, schnitte 15 c eingreift.

Fig. 4 einen Schnitt nach Linie IV-IV der Fig. 2. Auf der Innenfläche des so mit dem Schwingarm

Der in den Figuren dargestellte Endschalter umfaßt 11 verbundenen Führungsstückes 15 ruht eine Feder einen Schnappschalter 1, der einen Betätigungsknopf 2 35 16, deren anderes Ende sich in einer runden Vertiebesitzt und in einem Gehäuse 3 angeordnet ist. Dieses fung 17 des Gehäuses 4 abstützt, welche die Ausneh-Gehäuse 3, das an seinem oberen Ende eine zylindrische öffnung 5 aufweist, deren Grundfläche durch
eine Bohrung 5 α mit der Außenseite verbunden ist,
ist durch die Schwenkeinrichtung abgedeckt, die in 40
einem weiteren Gehäuseteil 4 untergebracht ist, der
auf dem Gehäuse 3 mittels Schrauben festgeschraubt
ist, die durch Bohrungen 4 a (Fig. 1) einschraubbar
sind.

In dem Gehäuseteil 4 ist eine Achse 6 gelagert, auf 45 anliegt. Der Schwenkhebel 8, der die Rolle 9 trägt, deren äußerem Ende ein Schwenkhebel 8 in bekann- nimmt somit eine stabile Gleichgewichtsstellung ein. ter Weise angeordnet ist, der an seinem freien Ende Wenn der Hebel durch das Anstoßen eines beweg-

beispielsweise eine Rolle 9 trägt, die zur Zusammen- liehen Teiles geschwenkt wird, wirkt die eine oder arbeit mit irgendeinem beweglichen Teil bestimmt ist, andere der Kanten A oder B, welche die Grundfläche wobei der Schwenkhebel in seiner Winkellage ver- 50 der Nut 66 begrenzen, auf den Schwingarm und übt stellbar und beispielsweise mittels einer Schraube 7 eine Zugkraft auf diesen entgegen der Kraft der festlegbar ist. Feder 16 aus.

Zur Achse 6 gehört ein verstärkter Mittelteil 6 a, Wie in Fig. 3 dargestellt, übt die Kante B, die wie

in welchem senkrecht zur Achsrichtung eine Nut 6 b ein Schneidenlager wirkt, nicht nur einen Zug auf mit flachem Nutgrund eingearbeitet ist und der eine 55 den Schwingarm 11 aus, sondern bewirkt auch ein Abflachung 6c besitzt, durch die der Mittelteil 6a an Schwenken um das Führungsstück 15. seinem hinteren Ende im Querschnitt stellenweise Auf Grund der Schwenkmöglichkeit des Schwingverringert wird. Im Gehäuseteil 4 sind Bohrungen armes 11 setzen sich keine quergerichteten Reaktionsvorgesehen, die als Lager für die Achse dienen und kräfte der Verschiebung des Kopfstückes entgegen, in welchen sich diese mit dem vorderen Ende ihres 60 und außerdem tritt die Kante B nicht aus ihrer VerMittelteils 6a und mit ihrem abgesetzten Lager- bindung mit der Durchbrechung 12 heraus, sondern zapfen 6 a" drehen kann. Zwischen diesen beiden La- bleibt in dem Winkel dieser Durchbrechung gehalten, gern besitzt das Gehäuse eine schmale Ausneh- Die bei der Verschiebung des Kopfstückes aufmung 10. tretende, einzig durch die Drehung des Schneidenin dieser Ausnehmung ist das flache Kopfstück 65 lagers in dem Winkel der Durchbrechung sich ereines Schwingarmes 11 untergebracht, der etwa die gebende Reibung verringert sich also. Form eines Flaschenöffners für Kronenkorken be- Der Schwenkwinkel des Schwingarmes 11 kann

sitzt. Dieser Schwingarm 11 weist eine Durchbrechung keinesfalls größer sein als der Winkel, der der Be-

mung 10 umgibt. Der äußerste Umfang 18 des Führungsstückes 15 bildet eine Kugelzone, die in der zylindrischen Öffnung 5 des Gehäuses 3 geführt ist. Durch die Kraft der auf das Führungsstück 15 wirkenden Feder 16 wird der Schwingarm 11 gegen den Betätigungsknopf gepreßt, wodurch dieser eingedrückt wird, wobei gleichzeitig der geradlinige Teil 12 α der Durchbrechung 12 im Nutgrund der Nut 6 b

rührung der Außenfläche des Mittelteils 6a der Achse 6 mit dem gebogenen Teil 126 der Durchbrechung 12 entspricht, so daß zur Begrenzung der Größe der Schwenkbewegung des Hebels 8 kein zusätzlicher Teil notwendig ist.

In der äußersten Stellung des Schwenkhebels 8 ist es außerdem nicht möglich, daß der Schwingarm 11 außer Eingriff mit der Nut 6 5 kommen kann, weil selbst in dieser Stellung der Teil der Achse, der der schraffierten Fläche 19 (Fig. 3) entspricht, den Schwingarm in der Nut festhält. Indessen ist die Aufwärtsbewegung des Schwingarmes genügend groß, um den Betätigungsknopf 2 freizugeben und damit den Schalter 1 zu betätigen.

Bei dieser Bewegung liegt der Schwenkpunkt des Schwingarmes 11 genau im Punkt 0. Dieser Punkt befindet sich über der Ebene, die dem oberen Rand des äußeren Umfangs 18 des Führungsstückes 15 entspricht. Somit kann diese Ebene ein Großkreis der Kugelzone 18 sein, wodurch die Herstellung des Führungsstückes 15 erleichtert wird. Das Führungsstück 15 kann dann mit einer Gießform hergestellt werden, deren Trennebene der besagten Ebene des oberen Randes der Kugelzone entspricht, wodurch eine Gußnaht auf der Kugelzone selbst vermieden ist, während wenn die dem Umfang 18 entsprechende Kugelzone sich beiderseits eines Großkreises erstrecken würde, die Trennebene der Form durch den Großkreis hindurchgehen müßte, wodurch sich auf dem Umfang eine Gußnaht ergäbe, die geeignet wäre, das einwandfreie Funktionieren zu stören.

Außerdem ist es in der in Fig. 3 dargestellten angehobenen Stellung des Schwingarmes 11 nicht notwendig, daß der Rand des Führungsstückes 15 an seinem ganzen Umfang die Öffnung 5 berührt. Es genügt, daß diese Berührung in der in Fig. 2 dargestellten Stellung, in welcher der Schwingarm 11 auf den Betätigungsknopf 2 drückt, sichergestellt ist, um den Schwingarm hierbei gut zu führen und um die normale Ruhestellung der Einrichtung gut festzulegen.

Folglich kann die Öffnung 5 statt zylindrisch auch kegelig sein, was den Vorteil einer weiteren Verminderung der Berührungsfläche zwischen dem Führungsstück 15 und der Öffnung 5 während des Schwenkens ergibt und demzufolge die Verminderung der Reibung und der Abnutzung der Einrichtung. Weiter kann das die Öffnung 5 aufweisende Gehäuse 3 durch Gießen hergestellt werden, ohne daß es notwendig ist, die Wandung der Öffnung 5 zu bearbeiten, um ihr eine genaue zylindrische Form zu geben.

Zur Montage der Schwenkeinrichtung im Gehäuse 4 wird nach dem Aufstecken der Feder 16 auf das Endstück des Schwingarmes das Führungsstück 15 in der schon beschriebenen Art auf das Endstück dieses Schwingannes aufgesteckt, wonach diese Teile alle von Hand in das Gehäuse eingesetzt werden. Durch einen auf das Ende 11 b ausgeübten Druck läßt sich die Feder 16 zusammendrücken, und infolge der Abflachung 6 c läßt sich die Achse 6 durch die Durchbrechung 12 in ihre Stellung bringen.

Wird dann der Schwingarm frei gelassen, tritt der geradlinig begrenzte Teil des Schwingarmes in die Nut 6 b ein und hält die Achse in ihrer Lage. Nun ist es nicht mehr möglich, die Achse aus dem Gehäuse herauszuziehen, weil sich die zum Schwenkhebel gewendete Stirnseite des Schwingarmes dann an die Fläche 10 α der Ausnehmung 10 anlegt (Fig. 4).

Die Schulter, die den Mittelteil 6 a vom Lagerzapfen 6b trennt, stützt sich an der gegenüberliegenden Fläche 106 der Ausnehmung 10 ab.

Die Achse 6 ist somit in ihrer Lage in Längsrichtung mit einem sehr kleinen axialen Spiel gehalten.

Weiter erlaubt diese Anordnung, bei der die eine der Stirnflächen des Schwingarmes 11 sich an der Seitenwand der Nut 6 b abstützt und die andere an der Innenwand des Gehäuses, den Schwingarm 11 aus einem Blech auszustanzen, ohne daß es notwendig ist, sich um den beim Stanzen gebildeten Grat zu kümmern, unter der Voraussetzung, daß das Ausstanzen des Umfangs dieses Teils in bezug auf die Oberfläche des Bleches in der einen Richtung erfolgt und das Ausstanzen der Durchbrechung 12 in der anderen Richtung.

Der Schwingarm 11 kann dann, wie es aus Fig. 4 ersichtlich ist, so auf die Achse 6 aufgesteckt sein, daß die Stirnfläche, welche den Grat 20 am äußeren Umfang aufweist, zum abgeflachten Teil 6 c und die Stirnfläche mit dem Grat 21 der Durchbrechung 12 zum Schwenkhebel 8 gewendet ist unter der Voraussetzung, daß die Breite der Grundfläche der Nut 6 b ein wenig größer ist als der Abstand zwischen der auf der Seite des abgeflachten Teils 6 c liegenden Seitenwand dieser Nut und der Innenwand 10 a der Ausnehmung 10.

Somit kommt der Grat 20 des äußeren Umfangs mit der Achse 6 niemals in Berührung und auch nicht mit irgendeinem anderen Teil des Mechanismus, den er beschädigen könnte. Außerdem kann auch der Grat 21 nicht die Achse 6 beschädigen, weil die entsprechende Stirnfläche des Schwingarmes 11 mit der Innenwand 10 α des Gehäuses 4 in Berührung kommt, bevor dieser Grat die dem abgeflachten Teil 6 c gegenüberliegende Wand der Nut 6 b berühren kann.

Schließlich kann die erfindungsgemäße Schwenkeinrichtung mit Ausnahme ihrer Achse 6 und deren Lager aus rohen Teilen bestehen (Stanz- und Gußstücke), die nicht nachbearbeitet zu werden brauchen. Weiter ist die Anzahl dieser Teile sehr gering. Der Herstellungspreis einer solchen Schwenkeinrichtung ist dementsprechend sehr niedrig. Nichtsdestoweniger sind aber die Funktionsgenauigkeit und die Verschleißfestigkeit vergleichbar mit denjenigen bekannter vielteiliger und komplizierter Schwenkeinrichtungen.

Claims

PATENTANSPRÜCHE:

1. Schwenkeinrichtung zur Betätigung eines elektrischen Endschalters, bestehend aus einer Achse, die einen von außen betätigbaren Schwenkhebel und einen Teil zur Betätigung des durch die Achse zu steuernden Schalters trägt, dadurch gekennzeichnet, daß die Achse (6) eine Quernut (6 b) mit flachem Nutgrund aufweist, die mit einem Schwingarm (11) zusammenwirkt, der in einem senkrecht zur Achse stehenden flachen Kopfstück für sie mit einer Durchbrechung (12) versehen ist, deren Rand einen geradlinigen Teil (12 α) umfaßt, dessen Länge der Länge des Nutgrundes entspricht, und daß das auf den Betätigungsknopf (2) des Schalters (1) wirkende Endstück (lla) des Schwingarmes (11) nur in der Bewegungsrichtung des Betätigungsknopfes ge-

führt ist und unter dem Einfluß einer Rückstellfeder (16) steht, die bewirkt, daß sich der geradlinige Teil (12 α) der Durchbrechung (12) im Nutgrund abstützt.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Endstück (lla) des Schwingarmes (11) mit einem Führungsstück (15) zusammenwirkt, dessen Umfang eine Kugelzone (18) bildet, und daß sich die Rückstellfeder (16) auf dem in einer zylindrischen, koaxial zum Betätigungsknopf (2) hegenden Führung (5) angeordneten Führungsstück (15) abstützt.

3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Führungsstück (15) in einer zentralen Bohrung (15 α), in die das Endstück (11 a) des Schwingarmes (11) eingreift, vier Einschnitte (15 b bzw. 15 c) aufweist, von denen zwei (15 b), einander diametral gegenüberliegend, durchgehend ausgebildet sind und das Einsetzen des verbreiterten Endstückes (11 α) des Schwingarmes (11) erlauben, während die beiden anderen (15 c), gegenüber den ersteren winkelmäßig versetzt, einen Anschlag für das Endstück des Schwingarmes bilden.

4. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Quernut (6 b) in einem verstärkten Mittelteil (6 a) der Achse (6) vorgesehen ist, dem sich auf der dem Schwenkhebel (8) gegenüberliegenden Seite ein Lagerzapfen (6d) anschließt, und daß der verstärkte Mittelteil eine dem Nutgrund parallel liegende Abflachung (6 c) des zwischen dieser Nut und dem Lagerzapfen liegenden Nutrandes aufweist.

5. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die sich an den geradlinigen Teil (12 a) des Randes der Durchbrechung (12) im Kopfstück des Schwingannes (11) anschließenden Randteile (12 b) dem Umfang des verstärkten, die Nut (6 b) aufweisenden Mittelteils (6 ä) der Achse (6) angepaßt sind.

6. Einrichtung nach Anspruch 1 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Kopfstück des Schwingarmes (11) in einer schmalen Ausnehmung (10) des Schaltergehäuses (4) untergebracht ist und daß das Gehäuse zwei einander gegenüberliegende Bohrungen aufweist, die als Achslager dienen und von denen die eine den Lagerzapfen (6 if) der Achse (6) und die andere den verstärkten Mittelteil (6 a) der Achse (6) aufnimmt, der, vom Lagerzapfen (6d) aus gesehen, jenseits der Nut (6 b) liegt.

7. Einrichtung nach Anspruch 1, 4 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand zwischen der vom Lagerzapfen (6d) am weitesten entfernten Seitenwand der Nut (6 b) und der Lagerzapfenschulter größer ist als die Stärke der schmalen Ausnehmung (10) des Gehäuses (4).

8. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Umfang des Führungsstückes (15) eine Kugelzone (18) ist, deren einer Rand einen Großkreis bildet.

9. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schwingarm (11) als Blechstanzstück ausgebildet ist, dessen Durchbrechung (12) in der entgegengesetzten Richtung wie der äußere Umfang ausgestanzt ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen