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Verklinkung Die Erfindung betrifft eine Verklinkung für eine um festgelegte
Drehwinkel von höchstens 360° einsinnig drehbare, von einem Federkraftspeicher angetriebene
Welle zur Betätigung eines elektrischen Schalters, wobei Nocken vorgesehen sind,
hinter die eine Klinke fallen kann. Diese Verklinkungen müssen den Drehwinkel, der
die Schaltbewegungen des beweglichen Schaltstückes bestimmt, genau festlegen, damit
Fehlschaltungen vermieden werden.
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Es ist bekannt, die Welle mit Nocken zu versehen, hinter die eine
Klinke fallen kann. Die vielfach verwendeten Klinken, die durch eine Feder in die
Sperrstellung gedrückt werden, sind jedoch für die Antriebe moderner Schnellschalter,
beispielsweise für Kurzunterbrechung, ungeeignet. Um nämlich eine der schnellen
Bewegungen der Welle entsprechend große Geschwindigkeit der Klinke zu erreichen,
sind sehr kräftige Federn erforderlich, so daß das Lösen der Klinke Schwierigkeiten
bereitet.
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Um zu gewährleisten, daß die Klinke zum gewünschten Zeitpunkt stets
ihre Sperrstellung eingenommen hat, so daß die Welle nur den erforderlichen Drehwinkel
zurücklegen kann, hat man bei einem Schalterantrieb die Welle mit einer doppelten
Verklinkung versehen. Die beiden Klinken sind so miteinander gekoppelt, daß durch
die Bewegung, mit der die eine Klinke freigegeben wird, zwangläufig die andere Klinke
eingelegt wird. Eine solche Anordnung ist jedoch nur für Wellen geeignet, bei denen
symmetrische Verhältnisse, z. B. gleich große Drehwinkel, vorliegen. Die bekannte
Anordnung erfordert außerdem einen nachteilig großen Aufwand, um die zwangläufige
Kopplung der beiden Klinken sicherzustellen.
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Man hat ferner bei Federwerken für Spielzeuge an einem lose auf der
Welle sitzenden Zahnrad einen doppelarmigen Hebel angebracht, der mit einem fest
mit der Welle verbundenen Nocken ein Gesperre bildet, das ein stufenweises Aufziehen
der Feder ermöglicht. Das Gesperre verhindert ähnlich wie eine Ratsche ein Zurücklaufen
des Nockenrades dadurch, daß einer der Nocken den einen Arm des am Zahnrad angebrachten
Hebels nach außen schwenkt. Hierdurch kommt der andere hakenförmige Arm mit einem
anderen Nocken des Nockenrades in Eingriff. Auch diese Anordnung ist nur für Wellen
geeignet, bei denen symmetrische Verhältnisse vorliegen, weil jeweils zwei Nocken,
ein den Hebel in die Sperrstellung schwenkender und ein gesperrter, mit dem Hebel
zusammenwirken, so daß die Teilung des Nockenrades und damit der Drehwinkel durch
den Hebel festgelegt ist. Bei anderen bekannten Klinkenanordnungen werden die Klinken
durch feste oder bewegliche Nocken in Abhängigkeit von der Lage bzw. Bewegung in
Eingriff mit einem Zahnrad gebracht, um eine Ratschenwirkung oder eine richtungsabhängige
Kopplung zu erhalten. Diese Klinkenanordnungen sind aber auf den speziellen Verwendungszweck,
beispielsweise der Handbremsenbetätigung bei Kraftfahrzeugen, zugeschnitten. Sie
sind verhältnismäßig kompliziert und damit empfindlich.-Außerdem arbeiten sie nicht
schneller als die erwähnten federbelasteten Klinken.
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Erfindungsgemäß ist dagegen bei einer Verklinkung der eingangs genannten
Art die Klinke so angeordnet, daß sie beim Drehen der Welle durch den zu verklinkenden
Nocken selbst in die Verklinkungsstellung gebracht wird. Man erhält dadurch eine
einfache Bauart einer durch die zwangläufige Betätigungsweise besonders betriebssicheren
Verklinkung.
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Die Klinke kann ein doppelarmiger Hebel sein, dessen einer Arm hakenförmig
für die Verklinkung ausgebildet ist. Der andere Arm dient zur Betätigung der Klinke.
Er ist mit Vorteil gabelförmig ausgebildet. In der Ausnehmung der Gabel kann dann
ein Sperrglied sitzen, das die nicht selbsthemmende Klinke in der Sperrstellung
hält. Das Sperrglied kann beim Drehen der Welle ebenfalls durch den zu verklinkenden
Nocken zwangläufig betätigt werden.
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Verwendet man zum Halten der Klinke ein Stützgelenk, so kann man dessen
Einknicken zur Freigabe der Klinke durch das Sperrglied verriegeln. Man kommt in
diesem Falle mit besonders kleinen Auslösekräften aus. Auch das Sperrglied kann
mit Vorteil ein doppelarmiger Hebel sein, dessen einer Arm beim Drehen der Welle
so von dem zu verklinkenden Nocken geschwenkt wird, daß der andere
Arm
das Stützgelenk verriegelt. Es empfiehlt sich, das der Klinke abgekehrte Ende des
Stützgelenkteiles mit einer Möglichkeit zum Einstellen seines Schwenkwinkels zu
versehen.
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Als Stützgelenk kann man nicht nur den genannten doppelarmigen Hebel
verwenden. Es ist auch möglich, in an sich bekannter Weise Wälzkörper, vorzugsweise
zylindrische Rollen, als Stützgelenk zu verwenden, die in bekannter Weise in der
Nähe der Totpunktlage gehalten werden können. Dies ist ihre Verriegelungsstellung.
Aus der Totpunktlage werden sie zum Lösen der Verriegelung herausgedrückt.
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Zur näheren Erläuterung der Erfindung ist in der Zeichnung ein Ausführungsbeispiel
der Erfindung dargestellt, das im folgenden beschrieben wird.
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Mit 1 ist die zu verklinkende Welle eines Schalterantriebes für einen
nicht dargestellten elektrischen Schalter bezeichnet. Zum Ein- bzw. Ausschalten
des Schalters soll sich die Welle um jeweils 90° einsinnig weiterdrehen, wobei der
Schalter z. B. über eine Kurbel betätigt wird. Zum Antrieb der Welle dient ein ebenfalls
nicht dargestellter Federkraftspeicher, der von einem Motor oder von Hand gespannt
wird.
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Mit der Welle 1 ist eine Scheibe 2 starr verbunden. Die Scheibe
besitzt an ihrem Umfang vier gleiche in einem Abstand von 90° voneinander angeordnete
Nocken 3 a bis 3d. Mit den Nocken, in der gezeichneten Schaltstellung mit
dem Nocken 3a, wirkt eine als doppelarmiger Hebel ausgebildete Klinke 5 zusammen.
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Die Klinke 5 ist auf einem parallel zur Welle i verlaufenden Bolzen
6 schwenkbar gelagert. Der eine Arm 8 der Klinke ist hakenförmig ausgebildet, so
daß er mit dem Ansatz 9 hinter einen der Nocken 3 greifen kann. Der andere Arm 12
besteht aus zwei gabelförmig voneinander gespreizten Teilen 13 und 14. Der der Scheibe
2 zugekehrte Teil 13 besitzt eine Gleitbahn 15, die etwa tangential zu dem strichpunktiert
eingezeichneten Bogen 16 verläuft, den der am weitesten nach außen ragende Punkt
17 der Nocken 3 beim Drehen der Scheibe beschreibt. In der dargestellten Verriegelungslage
der Klinke 5 berührt der der Scheibe 2 am nächsten kommende Punkt 18 der Gleitbahn
15 den Kreisbogen 16.
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Am Teil 14 der Klinke 5 ist mit einem Bolzen 20 eine Lasche 21 gelenkig
befestigt. Das andere Ende der Lasche 21 ist über einen Bolzen 22 mit einem doppelarmigen
Hebel 23 gekoppelt, der auf einem Bolzen 24 schwenkbar gelagert ist. Im Hebelarm
26 des Hebels 23 ist eine Schraube 27 vorgesehen, die mit einer Mutter 28 gesichert
ist. Mit der Schraube 27 kann die eine Endlage des Hebels 23 eingestellt werden.
Die genaue Einstellung ist deshalb erforderlich, weil der Hebel 23 mit der Lasche
21 ein Stützgelenk bildet, das die nicht selbsthemmende Klinke 5 in der Verriegelungslage
hält. Durch die Einstellung können Fertigungstoleranzen ausgeglichen werden, so
daß das Stützgelenk immer eine gewünschte Abweichung von der Strecklage aufweist.
Man erhält dadurch ein definiertes Übersetzungsverhältnis zwischen der auf die Klinke
5 wirkenden Kraft und der Kraft, die das Stützgelenk einzuknicken versucht.
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Eine Nase 30 des Hebels 23 wirkt mit einem an einem Bolzen 32 gelagerten
doppelarmigen Hebel 33 zusammen. Der Hebel 33 verhindert das Einknicken des Stützgelenkes.
Er bildet also das Sperrglied für die nicht selbsthemmende Klinke 5. Der Hebelarm
35 des Hebels 33, der mit der Nase 30 zusammenwirkt, ist mit einem Anschlag 36 versehen,
so daß die Nase 30 des Hebels 23 in eine etwa rechtwinklige Ausnehmung eingreift.
Der andere Hebelarm 38 des Hebels 33 ist der Scheibe 2 zugekehrt. In der
dargestellten Verriegelungslage berührt er den Kreisbogen 16.
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Mit 40 ist ein die Scheibe 2 umgebendes Gehäuse bezeichnet, das einen
Schlitz 41 aufweist, durch den die Klinke 5 und der Hebel 33 greifen. Am
Gehäuse sind die für die Bolzen 24, 32 und 6 notwendigen Lagerstellen vorgesehen.
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Zum Betätigen des Schalters, d. h. zur Freigabe der mit der Welle
1 verbundenen Scheibe 2, wird der Hebel 33 im Uhrzeigersinn gedreht. Der Arm 38
des Hebels wird dabei auf die Scheibe zu geschwenkt, so daß er in den Bereich innerhalb
des Kreisbogens 16
greift. Dadurch wird die Nase 30 freigegeben. Das
aus der Lasche 21 und dem Hebel 23 bestehende Stützgelenk kann deshalb einknicken.
Dadurch wird die Klinke 5 freigegeben, die sich entgegen dem Uhrzeigersinn drehen
kann. Der Ansatz 9 gleitet vom Nocken 3 a. Die Welle I kann sich mit der Scheibe
2 im Uhrzeigersinn drehen. Beim Abgleiten des Ansatzes 9 gelangt der Teil 13 mit
der Gleitbahn 15 ebenfalls in den Bereich innerhalb des Kreisbogens 16. Deshalb
wird die Klinke 5 bei einer Drehung der Welle 1 mit der Scheibe 2 durch den folgenden
Nokken 3 b wieder in die Verriegelungslage geschwenkt. Diese Rückführung
erfolgt zwangläufig, da der Nokken 3 b beim Passieren der Klinke 5 die Gleitbahn
15 aus dem Bereich des Kreisbogens 16 drückt. Bei der Rückführung der Klinke
wird das aus der Lasche 21 und dem Hebel 23 bestehende Stützgelenke wieder gestreckt.
In der Strecklage wird es durch das Sperrglied 33 verriegelt, das über den Hebelarm
38 ebenfalls vom Nocken 3 b in die Sperrstellung zurückgeführt wird. Der Nocken
3 b läuft deshalb gegen den Ansatz 9 der Klinke 5, so daß die Welle nur die gewünschte
Drehbewegung von 90° ausführen kann.
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Wie aus der Zeichnung hervorgeht, ist die Verklinkung unabhängig von
dem beim Ausführungsbeispiel dargestellten Drehwinkel von 90°. Sie kann auch für
einen beliebigen anderen größeren oder kleineren Drehwinkel bis zu 360° verwendet
werden. Bei sehr kleinen Winkeln ist es zweckmäßig, den Durchmesser der Scheibe
2 größer zu wählen, damit ein bestimmter Mindestabstand zwischen den Nocken 3 nicht
unterschritten wird.
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Die zusammenwirkenden Flächen der Nocken 3 und des Ansatzes 9 sind
beim Ausführungsbeispiel so ausgebildet, daß die radial zur Scheibe auf die Klinke
wirkende Komponente der Umfangskraft größer ist als die Reibungskraft. Die Klinke
ist also nicht selbsthemmend. Sie wird in der Verriegelungslage durch das Stützgelenk
gehalten. Es ist jedoch ohne weiteres möglich, die beschriebene Anordnung auch bei
selbsthemmenden Klinken anzuwenden. Dabei kann dann ein besonderes Sperrglied wegfallen.
Man muß dafür allerdings größere Kräfte zum Auslösen der Klinke in Kauf nehmen.
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Wenn das Stützgelenk verhältnismäßig große Kräfte aufzunehmen hat,
kann es vorteilhaft sein, an Stelle der Hebel Wälzkörper als Stützgelenk zu verwenden.
Das Stützgelenk wird dann ähnlich wie die bekannten Rollenstützen ausgeführt. Es
werden dabei mehrere, z. B. drei zylindrische Rollen so übereinander
angeordnet,
daß die aufzunehmende Kraft über alle drei Rollen übertragen wird, die sich längs
ihrer Mantellinie berühren. Zum Lösen der Abstützung wird die mittlere der Rollen
hinausgedrückt. Dafür sind nur verhältnismäßig kleine und vor allem gleichbleibende
Kräfte erforderlich, weil zwischen den beweglichen Teilen der Abstützung nur eine
rollende Reibung auftritt.
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Die zwangläufige Rückführung der Klinke in die Sperrstellung kann
ferner auch dadurch erreicht werden, daß eine als einarmiger Hebel ausgebildete
Klinke durch entsprechend geformte Nocken gegen die Welle geführt wird. Die Gleitbahn
der Klinke ist in diesem Fall der Welle abgekehrt und wird vom Nocken zusammen mit
einem hakenförmigen Teil der Klinke auf die Welle hinbewegt.