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In beiden Drehrichtungen wirksamer Endanschlag für zwei gleichachsige,
relativ zueinander um 180' oder mehr drehbare Maschinenteile, insbesondere
für Wellen von Steuer-oder Stellgliedern, z. B. elektrischen Schaltern Die Erfindung
bezieht sich auf einen in beiden Drehrichtungen wirksamen Endanschlag für zwei gleichachsige,
relativ zueinander um 180' oder mehr drehbare Maschinenteile, insbesondere
für Wellen von Steuer- oder Stellgliedern, z. B. elektrischen Schaltern, wobei jeder
Anschlag je eine Anschlagfläche an einer Nase jedes der beiden relativ zueinander
drehbaren Maschinenteile aufweist und für jede Drehrichtung mindestens zwei Anschlagnasen
vorhanden sind, welche in nahe benachbarte Parallelebenen senkrecht zur Achse der
Drehbewegung wirksam sind.
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Es ist bekannt, zur Begrenzung der relativen Bewegung zweier konzentrischer,
gegeneinander im Kreis verstellbarer Maschinenteile Anschlagnasen zu verwenden,
die an den Maschinenteilen befestigt sind und bei der Begrenzung der Bewegung aneinanderschlagen.
Die beiden Maschinenteile sind vielfach durch einen Kraftspeicher, z. B. durch eine
Feder, insbesondere durch einen Drehstab, miteinander verbunden. Wird dieser Kraftspeicher
durch Bewegen des einen und durch Festhalten des anderen Maschinenteiles gespannt
und wird der festgehaltene Maschinenteil freigegeben, so wird dieser unter Entspannung
des Kraftspeichers dem anderen Maschinenteil nacheilen, bis die beiden Anschlagnasen
aufeinandertreffen. Diese Anschlaganordnung hat den Nachteil, daß die Lager der
Maschinenteile durch Querkräfte beansprucht werden.
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Zur Vermeidung dieses Nachteils ist schon vorgeschlagen worden, die
Anschlagnasen zu verdoppeln, also an Stelle einerAnschlagriase an jedemMaschinenteil
je zwei Anschlagnasen zu verwenden und die paarweise zusammenarbeitenden
Anschlagnasen, d. h. also die beiden sich in einer gemeinsamen Arbeitsebene
bewegenden Anschlagpaare, gegeneinander um 180'
zu versetzen. Durch die räumliche
Ausdehnung der Anschlagnasen in Richtung des Umfanges ist jedoch der Drehwinkel
der beiden gegeneinander verdrehbaren Maschinenteile auf einen Winkel kleiner als
180' beschränkt. Das ist aber in vielen Fällen, z. B. in der Elektrotechnik
im Schalterbau, nachteilig, weil hier zum Ein- und Ausschalten der Schalter auch
Drehwinkel von 1801 und mehr benötigt werden.
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Es sind ferner bei Radioempfängem zur Feinabstimmung Skaleneinstellvorrichtungen
mit Untersetzungen zwischen der Antriebswelle und der Skalentrommel bekannt, bei
denen auf einer Welle eines Bedienungsknopfes lose Nasenscheiben angeordnet sind,
deren erste von einem auf der Einstellachse befestigten Anschlag mitgenommen wird
und von denen jeweils nach einer Umdrehung eine Scheibe die nächstfolgende mitnimmt,
derart, daß in der Endstellung die Welle durch Zusammenhängen der einzelnen losen
Scheiben miteinander und Anschlagen der letzten Scheibe an einen festen Anschlag
an weiterer Bewegung gehemmt wird.
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Zur Begrenzung einer Zahl von Umdrehungen, insbesondere für von Hand
bewegte Wellen, ist ferner eine Einrichtung bekannt, bei der zwei mit von
1: 1
verschiedenem übersetzungsverhältnis im Eingriff stehende Zahnräder Anschläge
aufweisen, die eine Anzahl von Zähnen abdecken. Hierbei sind beide Anschläge in
Bewegung; sie treffen nach einer der Zähnezahl der Zahnräder entsprechenden Drehzahl
der Wellen aufeinander und bilden dann eine Sperre, die ein Weiterdrehen der Wellen
verhindert.
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Die Erfindung löst die Aufgabe, eine Endanschlageinrichtung zu schaffen,
welche eine Verdrehung der Maschinenteile um 1801 und mehr gegeneinander
gestattet und dabei Beanspruchungen der Maschinenteillager durch Querkräfte und
der Maschinenteile durch Biegekräfte weitgehend verringert, was dazu beiträgt, daß
die Abmessungen der Lager und Maschinenteile wegen der geringeren Beanspruchung
auch kleiner gewählt werden können.
Die Erfindung, die an sich bekannte
Bauelemente verwendet, besteht darin, daß die in Parallelebenen wirksamen zwei oder
mehr Anschläge in an sich bekannter Weise um zwei oder mehr gleiche Teile des Vollkreises
in Umfangsrichtung gegeneinander versetzt sind. Hierbei können Anschlagnasen in
an sich bekannter Weise unmittelbar an den relativ 7ueinander drehbaren Maschinenteilen
angeordnet sein. Die Anschlagnasen sind in an sich bekannter Weise an Ringen angeordnet,
welche mit den relativ zueinander drehbaren Maschinenteilen drehfest verbunden sind.
Die Ringe bestehen aus Stahlblech. Sie sind mit Hilfe von Zähnen und Nuten mit den
Maschinenteilen in an sich bekannter Weise drehfest verbunden. Die Zähne und Nuten
sind im Kreis symmetrisch verteilt. Wird ein solcher Anschlag beim Federspannwerk
angewendet, welches als Antrieb für einen elektrischen Schalter dient, so sind die
einen Anschlagnasen mit einer Schaltwelle und die anderen Anschlagnasen mit dem
Spannaufzug des Spannwerkes verbunden. Dabei sind zwischen dem Spannüberzug und
der Schaltwelle ein drehkraftübertragendes Rohr und ein als Spanawerksfeder dienender
Torsionsstab eingebaut.
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Die Beanspruchung durch Biege- und Querkräfte kann dadurch herabgesetzt
werden, daß mehrere Anschlagpaare axial nebeneinander angeordnet werden, wobei die
relative Lage der Anschlagpaare im Kreis zueinander beachtet werden muß.
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Man kann drei Anschlagpaare zu einer Gruppe vereinigen, die dann untereinander
um jeweils 1201 versetzt sind und auch' hierbei zu mehreren Gruppen nebeneinander
vereinigt werden können.
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Diese Einrichtung kann außer zum Antrieb von elektrischen Schaltgeräten
für Schaltwerke allgemein verwendet werden, indem die Pleuelstange 17 mit
den entsprechenden zu betätigenden Maschinenteilen verbunden wird.
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Man kann an Stelle von drei Anschlagpaaren auch vier, fünf, sechs,
sieben usw. Anschlagpaare zu einer Gruppe vereinigen, wobei die Anschlagpaare um
360/4 bzw. 361/5 bzw. 110/6 bzw. um 3110/71 usw. gegeneinander versetzt sind.
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Man kann die Anordnung so treffen, daß die Anschlagnasen sowohl in
der Anfangs- als auch in der Endstellung der beiden drehbaren Maschinenteile aneinanderliegen,
so daß sich also die Anschlagnasen mit ihren Stimseiten einmal auf der einen, einmal
auf der anderen Seite berühren. Man kann dann der die beiden verdrehbaren Maschinenteile
verbindenden Feder, z. B. der Drehfeder oder dem Drehstab, in der Ausgangsstellung
der Maschinenteile eine Vorspannung geben. Mit Bezug auf die Endstellung ergibt
sich durch das Aneinanderliegen der Anschlagnasen, daß die Bewegung des Drehstabes
nach einem bestimmten Winkelweg begrenzt ist.
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Die Anschlagnasen lassen sich in verschiedener Weise an den verdrehbaren
Maschinenteilen anordnen. Man kann z. B. die verdrehbaren Maschinenteile
und die Anschlagnasen aus einem Stück herstellen. Es ist aber zweckmäßig, die Anschlagnasen
an besonderen Zwischenstücken anzuordnen. Solche Zwischenstücke können beispielsweise
Ringe mit als Anschlagnasen ausgebildeten Vorsprüngen sein- Die Ringe können mit
den Maschinenteilen durch Nut und Feder verbunden sein. Man kann auch z. B. den
Ring mit einem in die Nut passenden Zahn bzw. mit mehreren in die Nuten passenden
Zähnen versehen. Dem Maschinenteil wird man mehrere Nuten geben, die gleichmäßig
im Kreis verteilt angeordnet sind. Dadurch kann man die Ringe jeweils versetzt in
die Maschinenteile einsetzen, und man braucht für alle axial nebeneinanderliegenden
Ringe nur eine Form. Vorzugsweise werden die Ringe mit den Anschlagnasen aus einem
Stück hergestellt und beispielsweise aus Blechen gestanzt, so daß sie in hohem Grade
maßhaltig hergestellt werden können. Die Ringe können, wie bereits früher erwähnt,
derart angeordnet sein, daß jeweils zwei zueinandergehörende Anschlagpaare um
180' versetzt sind. Die darauffolgenden weiteren zwei Anschlag paare sind
ebenfalls um 1801 versetzt und können relativ zum ersten Anschlagpaar die
gleiche Lage einnehmen. Vorzugsweise wird man aber drei um 120 -' versetzte Nuten
vorsehen und die Ringe, die drei in die Nuten passende Zähne besitzen, jeweils um
120' versetzen. Die Zahl der Anschlagpaare ist beliebig, aber proportional der Größe
des zu übertragenden Drehmoments. Je größer man die Zahl der Ringe macht, um so
kleiner wird das Biegemoment auf die Welle. Man erhält beispielsweise bei insgesamt
vier Anschlagpaaren von zwei Anschlagpaaren ein positives und von den zu diesen
spiegelbildlich angeordneten Anschlagpaaren ein negatives Biegungsmoment, die sich
ausgleichen.
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Die Fig. 1 bis 6 zeigen schematisch ein Ausführungsbeispiel
der Erfindung, und zwar zeigt Fig. 1 die Einrichtung teilweise in Ansicht
und teilweise im Schnitt nach der Linie A-B der Fig. 2; Fig. 2 bis 6 sind
Schnitte nach den Linien C-D, E-F, G-H der Fig. 1, und zwar beziehen sich
die Fig. 2 bis 4 auf die Anfangsstellungen der Anschläge, während die Fig.
5 eine Zwischenstellung und die Fig. 6
die Endstellung der beiden Anschläge
nach der Fig. 2 zeigt.
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Die Einrichtung besteht nach der Fig. 1 aus den beiden konzentrisch
zueinander angeordneten Maschinenteilen, der Welle 1 und dem Rohr 2, dem
diese beiden Teile verbindenden Drehstab 3, den Anschlagringen 4 bis 12 im
Rohr 2 und den Anschlagringen 35
bis 43 auf der Welle 1, der YGinke
13, der als Antrieb dienenden Schnecke 14 und der kurbel 15 mit dem
Kurbelzapfen 16 und der Pleuelstange 17 zur Verbindung mit dem angetriebenen
nicht dargestellten Teil, z. B. mit dem Schaltmesser eines Hochspannungstrennschalters
oder eines Expansionsschalters. Mit 18, 19, 20 sind drei Lager bezeichnet.
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Das Rohr 2 ist durch Schrauben oder Nieten 21 mit der Scheibe 22 und
diese mit dem Flansch 3' des Drehstabes 3 durch Schrauben 21' verbunden,
dessen linkes verdicktes Ende Y' in die Welle 1 eingelassen und mit dieser
durch den Keil l' gekuppelt ist. Vorzugsweise wird man den Drehstab
3 mit Vorspannung einsetzen, indem man die Scheibe 22 gegenüber der Welle
1 und den mit dieser zusammenhängenden Teilen verdreht und dann erst durch
die Befestigungsschrauben 21 an dem Rohr 2 befestigt.
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Die Welle 1 hat Nuten 23, 24, 25 (Fig. 2) zur
Aufnahme der Zähne 26, 27, 28 der Anschlagringe 35
bis 43. Das Rohr
2 hat Nuten 29, 30, 31 zur Aufnahme der Zähne 32, 33, 34 der Anschlagringe
4 bis 12. Das linke verdickte Ende des Rohres 2 trägt ein Schneckenrad 44 neben
dem Lager 1.9. Die K]inke 13
ist um den Bolzen 45 drehbar. Sie rastet
in Aussparungen 46 oder 47 ein, die am Bund 48 der Welle 1
um 1801
gegeneinander versetzt angeordnet sind. Die Anschlagringe bestehen aus Stahlblech
von z. B. 3 mm Stärke. Zwischen je zwei Anschlagringen sind Scheiben
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angeordnet, welche verhindern, daß beim Betätigen der Einrichtung benachbarte Anschläge
miteinander kollidieren könnten. Die an den Anschlagringen 35 bis 43 angeordneten
Anschlagnasen sind mit 35' bis 43' bezeichnet. Gegen sie legen sich die an
den Anschlagringen 4 bis 12 angeordneten Anschlagnasen 4' bis 12'. Aus den Fig.
2 bis 4 ist zu erkennen, daß untereinander gleichartige Anschlagringe 4 bis 12 einerseits
und ebenfalls untereinander gleichartige Anschlagringe 35 bis 43 andererseits
verwendet sind. Die Anschlagringe sind jeweils um 120' gegeneinander versetzt in
das Rohr 2 ein- bzw. auf die Welle 1 aufgesetzt. Die Fig. 3 zeigt,
daß die Anschlagnasen5' und 36'gegenüberdenAnschlagnasen4' und 35' um 1200
und die Fig. 4 zeigt, daß die Anschlagnasen 6' und 37' gegenüber den-
Anschlagnasen 5' und 36' wieder um 1201 versetzt angeordnet sind.
Die Zahl der Anschlagringe richtet sich nach der Größe der zu übertragenden Drehmomente.
Beim Ausführungsbeispiel sind neun Paare von Anschlagringen vorhanden. Diese Zahl
kann aber nach Bedarf vergrößert oder verkleinert werden.
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Die Einrichtung arbeitet folgendermaßen: Wird die Schnecke 14 und
damit das Schneckenrad 44 gedreht, so werden das Rohr 2 und mit ihm die Anschlagringe
4 bis 12 entgegen dem Uhrzeigersinn z. B. um 180'
gedreht. Dabei wird der
Drehstab 3 tordiert, weil die Welle 1 durch die Klinke 13 festgehalten
wird. Die mit der Welle 1 verbundenen Anschlagringe 35 bis 43 bleiben
daher stehen. Die nach 1801 Verdrehung erreichte Stellung ist in der Fig.
5 für die Anschlagringe 4 und 35 mit den Anschlagnasen 4' und
35' dar-g gestellt. Wird jetzt die Klinke 13 aus der Aussparung 46
gelöst und somit die Wehe 1 freigegeben, so entspannt sich der Drehstab
3, und die Welle 1 wird um 1801 entgegen dem Uhrzeigersinn
weitergedreht, bis sich die Anschlagnasen 35' bis 43' gegen die Anschlagnasen
4' bis 12' legen (vgl. Fig. 6), welche den Endzustand des Schaltvorganges
darstellt. Durch diese Bewegung der Welle 1 wird auch die Pleuelstange
17
und mit ihr das Schaltmesser bewegt, das einen elektrischen Kontakt z.
B. schließen kann. Erst nachher rastet die Klinke 13 in die Aussparung 47
an der Welle 1 ein.
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Soll der Kontakt geöffnet werden, so wird durch Drehen der Schnecke
14 das Rohr 2 um weitere 180'
in die Ausgangsstellung gedreht. Dabei wird
der Drehstab 3 erneut tordiert. Wird jetzt die Klinke 13 aus der Aussparung
herausgenommen und damit die Welle 1 freigegeben, dann kann sich der Drehstab
3
entspannen, wobei die Welle 1 um 1801 weitergedreht wird,
d. h. bis die Anschlagnasen 35' bis 43' wieder an die Anschlagnasen
4' bis 12' anstoßen. Die Pleuelstange nimmt ihre Anfangslage wieder ein, in der
der Schalter geöffnet ist. Nachher rastet die Klinke 13 in die Aussparung
46 an der Welle 1 ein.