DE19543424C2 - Positionsschaltvorrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Positionsschaltvorrichtung nach dem Ober­ begriff des Anspruchs 1. Eine solche Vorrichtung ist aus der US 2 836 081 bekannt.

Derartige Vorrichtungen eignen sich zum Bedienen eines Schalters durch Kippen eines Hebels beim Zusammentreffen mit einem bewegli­ chen Teil oder einem daran befestigten Betätigungsteil, wobei ein am Ende einer drehbaren Welle befestigter Hebel je nach Eintrittswinkel und Höhe des beweglichen Teils ausgerichtet bzw. verstellt und mit ei­ ner Mutter am Ende der Welle festgestellt werden kann. Derartige Vor­ richtungen müssen für einen Betrieb mit ausgesprochen hoher Schalthäufigkeit ausgelegt sein. Dabei kann es jedoch beim Kippen des Hebels dazu kommen, daß sich die Feststellmutter löst, wodurch die vom Anwender eingestellte Ausgangsstellung des Hebels verstellt und der Hebel in seiner Längsachse verschoben wird, so daß die Erkennung des beweglichen Teils durch den Aufnehmer nicht mehr erfolgt.

Aus der Zeitschrift Regelungstechnik 1962, Heft 8, Seite 376 ist ein steckbarer Schnellwechsel-Endschalter bekannt, wobei ein Bedienhebel ein ausgespartes Langloch zur Justierung aufweist und durch dieses an einem Paßstück befestigt ist. Derartige Schalter müssen häufig ausge­ wechselt werden.

In der Zeitschrift elekto-anzeiger 1983, Nr. 5, Seiten 15-17 sind ver­ schiedene Ausführungsformen von Positionsschaltern dargestellt, wobei eine Ausführungsform einen Schalter mit einem Bedienhebel zeigt, der eine ausgesparte Längsöffnung und Längskanten sowie ein Paßstück mit Längskanten aufweist. Der Bedienhebel liegt in dem Paßstück auf und ist justierbar.

Es ist die Aufgabe der Erfindung, die eingangs beschriebenen Nachteile zu verhindern, indem der Hebel trotz eines eventuellen Lösens der Fest­ stellschraube in seiner ursprünglichen Ausgangsstellung verbleibt.

Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt durch die Merkmale des Anspruchs 1.

Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung wirkt eine Zahnung des Paß­ stücks mit einer entsprechenden Zahnung zusammen, die an minde­ stens einer Längskante des Hebels angebracht ist.

Nach einer bevorzugten Ausführungsform ist eine derartige Zahnung einerseits auf den inneren Längskanten des Paßstücks und andererseits auf den äußeren Längskanten des Hebels vorgesehen.

Nach einer anderen Ausführungsform besitzt das Paßstück einen Füh­ rungsfinger in der Verlängerung des Kanals, wobei eine Zahnung auf diesem Finger und eine Zahnung auf der inneren Längskante der im Hebel angebrachten Öffnung vorgesehen ist.

Daneben besitzt die erfindungsgemäße Vorrichtung auch Mittel zum winkelgerechten Positionieren und Blockieren des Paßstücks in Drehrichtung am Wellenende.

Diese Positionier- und Feststellmittel können die Form von kreisförmigen, um die Welle herum auf einem am Wellenende festgehaltenen und fest mit der Wand des Aufnehmergehäuses verbundenen Zwischenteil angebrachten Kehlungen, die Form einer Aussparung im Kanal des Paßstücks oder die Form eines flachen, mit einem Nippel versehenen Teils haben, bei dem der Nippel in die Aussparung und in eine der Kehlungen eingreifen kann.

In einer weiteren Ausführungsvariante können die Positionier- und Feststellmittel die Form von Kerbzahnungen haben, die so auf der zylindrischen Außenseite des Wellenendes und auf der Innenseite der zentralen Bohrung des Paßstücks angebracht sind, daß sie zusammenpassen.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung wird im Nachfolgenden anhand eines Beispiels und unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben, von denen

Fig. 1 eine Draufsicht auf die erfindungsgemäße Vorrichtung,

Fig. 2 und Fig. 3 eine Vorderansicht des Hebels mit dem entsprechenden Paßstück nach der ersten bzw. zweiten Ausführungsform,

Fig. 4 bis 8 eine Seitenansicht des Hebels mit dem entsprechenden Paßstück und deren Befestigung am Ende der drehbaren Welle für mehrere Ausführungsvarianten der Mittel zum winkelgerechten Positionieren und Feststellen das Paßstücks in Drehrichtung auf der Welle darstellt.

Die Positionsschaltvorrichtung 1 gemäß Fig. 1 besitzt ein Gehäuse 2 sowie einen auf einer der Gehäuseflächen befestigten mechanischen Aufnehmer 3.

Das Gehäuse 2 besitzt einen Gehäusekörper 20, in dem ein Schalter 21 mit Öffnungs- bzw. Schließkontakten zum Herstellen bzw. Unterbrechen eines elektrischen Stromkreises eingebaut ist. Der mechanische Aufnehmer 3 besitzt einen Aufnehmergehäuse 30, in dem ein Steuermechanismus 4 zur Steuerung des Schalters 21 eingebaut ist, und dem über eine drehbare Welle 5 ein Betätigungshebel 6 zugeordnet ist, der so angebracht ist, daß er sich im Bereich eines beweglichen Teils befindet, dessen Position festgestellt werden soll. Der Steuermechanismus 4 hat die Aufgabe, die über den Hebel 6 auf die Welle 5 ausgeübte Bewegung an den Schalter 21 zu vermitteln.

Die Welle 5 ist drehbar im Aufnehmergehäuse 30 eingebaut und besitzt ein aus diesem durch die Seitenwand 30a herausragendes Ende 50. Der Hebel 6 ist auf das Wellenende 50 aufgesetzt und mit einer Mutter 7 daran befestigt.

Der Steuermechanismus 4 besitzt eine fest mit der Welle 5 verbundene Nocke 40, einen Kolben 41, eine mit der Fühlnadel 41 zusammenwirkende Druckfeder 42 sowie einen beweglichen Schieber 43. Die Nocke 40 weist eine Abflachung 40a und ein aktives Profil 40b auf, welche auf einer Endfläche 41a des Kolbens 41 aufliegen, wenn sich der Hebel entweder in Ausgangsstellung oder in Aufnahmestellung befindet. Der Kolben 41 ist in der Druckfeder 42 angeordnet und fest mit dem beweglichen Schieber 43 verbunden, der durch ein in der Mitte des Aufnehmergehäuses 30 und ein in der Mitte des Gehäusekörpers 20 angebrachtes Loch in das Innere des Gehäuses 2 eintreten und sich unter der Einwirkung des Kolbens 41 in Querrichtung entlang der Längsachse X-X' der Gehäuse 20 und 30 bewegen kann, um die Kontakte des Schalters 21 zu öffnen bzw. zu schließen.

Der Betätigungshebel (Hebel 6) ist an einem seiner freien Enden mit einer Rolle 60 versehen, die mit einem beliebigen Teil des zu erkennenden beweglichen Teils zusammenwirkt. Der in Fig. 2 und 3 dargestellte Hebel 6 hat eine weitgehend quaderförmige, flache Form mit zwei sich gegenüberliegenden Vorder- und Rückseiten 61, äußere Längskanten 62 und innere Längskanten 63, die durch eine in den Seiten 61 angebrachte Öffnung 64 gebildet werden. Die Seiten 61 des Hebels sind senkrecht zur Achse der drehbaren Welle 5 ausgerichtet, und die Rückseite des Hebels 6 ist zu der Wand 30a des Gehäuses 30 hin gerichtet. Die äußeren Längskanten 62 und die inneren Längskanten 63 verlaufen parallel zur Achse der drehbaren Welle 5.

Die vom Anwender eingestellte Ausgangsstellung des Hebels in Winkelposition und Längsrichtung wird durch ein Paßstück 8 festgelegt, das am Ende 50 der Welle 5 befestigt ist und in dem der Hebel verkeilt wird.

Das Paßstück 8 hat die Form eines Bügels mit einer Bodenfläche 80 und umgebogenen Längskanten 81, wodurch ein Kanal 82 gebildet wird, in den der Hebel 6 eingesetzt wird. Die Bodenfläche weist eine zentrale Bohrung 84 auf, die derart mit dem Ende 50 der Welle 5 zusammenwirkt, daß das Paßstück auf die Welle aufgeschoben wird, wobei die dem Kanal 82 gegenüberliegende Seite der Bodenfläche zu der Seitenwand 30a des Gehäuses 30 hin gerichtet ist.

Weiterhin sind Mittel 10 zum winkelgerechten Positionieren und Feststellen des Paßstücks 8 auf der Welle 5 vorgesehen, um einerseits die winkelgerechte Ausgangsstellung des Paßstücks - und damit des Hebels - zu erzielen und andererseits das Paßstück 8 in Drehrichtung in Bezug auf die Welle 5 zu blockieren, sodaß die winkelgerechte Ausgangsstellung unveränderlich festgehalten wird.

Daneben sind auch Mittel 11 zum Beibehalten der Position des Hebels 6 im Paßstück 8 in Längsrichtung vorgesehen, um ein Verlagern des Hebels in Richtung der Längsachse Y-Y' zu verhindern. Die Mittel 11 sind in Fig. 2 und 3 für zwei unterschiedliche Ausführungsformen dargestellt und können jeweils mit einer ersten Ausführungsvariante der auch in Fig. 4 und 5 dargestellten Mittel 10 kombiniert werden. In Fig. 6 bis 8 sind drei weitere Varianten der Mittel 10 dargestellt, die mit den Mitteln 11 in einer derer beiden Ausführungsformen zusammenwirken.

Nach der in Fig. 2 dargestellten ersten Ausführungsform bestehen die Mittel 11 aus einer Zahnung 81a auf der Innenseite der Längskante 81 des Paßstücks 8 sowie einer Zahnung 62a auf den Außenkanten 62 des Hebels 6, wobei die Zahnungen 81a und 62a so ausgeführt sind, daß sie zusammenwirken, wenn die Seite 61 des Hebels in dem Kanal 82 anliegt. Bei dieser Ausführungsform besitzt das Paßstück 8 einen Führungsfinger 83, der seitlich in Bezug auf die Bodenfläche herausragt und so in die Öffnung 64 eingeführt werden kann, daß ein seitliches Verschieben des Paßstücks 8 verhindert wird. Unter dem Begriff Zahnung sind hierbei unterschiedliche Formen von Zähnen, Riefen, Nuten, Rastkerben usw. zu verstehen, die regelmäßig über die gesamte Länge des Kanten des Paßstücks und des Hebels angebracht sind.

Nach der auf Fig. 3 dargestellten zweiten Ausführungsform besitzt das Paßstück einen Führungsfinger 86 in der Verlängerung des Kanals 82, der auf seinen Außenwänden eine Zahnung 86a aufweist, während die inneren Längskanten 63 des Hebels eine Zahnung 63a aufweisen. Die Zahnungen 86a und 63a sind so ausgelegt, daß sie zusammenwirken, wenn die Rückseite 61 des Hebels in dem Kanal 82 aufliegt, wobei der Führungsfinger 86 gleichzeitig die Aufgabe hat, ein seitliches Verschieben des Hebels zu verhindern.

Die Mittel 10 zum winkelgerechten Positionieren und Feststellen des Paßstücks 8 sind für eine bevorzugte erste Ausführungsform in Fig. 4 und 5 und in Zusammenwirkung mit den in Fig. 2 bzw. 3 dargestellten Mitteln 11 dargestellt. Auf dem Ende 50 der Welle ist ein Zwischenstück 51 befestigt, das fest mit der Seitenwand 30a verbunden ist und Kehlungen 51a aufweist, die kreisförmig um die Welle herum angebracht sind. Die Bodenfläche 80 des Paßstücks 8 weist eine Aussparung 85 auf, die je nach gewünschter Winkelstellung mit einer der Kehlungen 51a zusammenwirkt. Die Positionsverriegelung erfolgt durch eine dünne Verkeilung 9 mit einer Bohrung 90 zum Aufschieben auf das Wellenende und einem Nippel 91 zum Einführen in die Aussparung 85 und die gewünschte Kehlung 51a.

Nach einer zweiten, in Fig. 6 dargestellten Ausführungsvariante können die Mittel 10 aus vier Nippeln 51b bestehen, die in einem Winkel von je 90° auf einem Zwischenstück 51 angebracht sind, das am Wellenende befestigt und fest mit der Seitenwand verbunden ist, sowie aus entsprechenden, in dem Kanal 82 um die Bohrung 84 herum angebrachten Aussparungen 82a, wobei die Nippel 51b mit den Aussparungen 82a zusammenwirken, um die Ausgangsstellung und die Blockierung des Paßstücks in Drehrichtung zu bewirken.

Nach einer dritten, in Fig. 7 dargestellten Ausführungsvariante ist am Ende 50 der Welle ein fest mit der Seitenwand 30a verbundenes Zwischenstück 51 befestigt, das Kerbzahnungen 51c aufweist, während das Paßstück 8 auf der Innenseite der Bohrung 84 in der Bodenfläche 80 ebenfalls Kerbzahnungen 82b über die gesamte Stärke der Bodenfläche aufweist, die mit den Kerbzahnungen 51c zusammenwirken.

Nach einer vierten, in Fig. 8 dargestellten Ausführungsvariante sind am Ende 50 der Welle auf dessen zylindrischer Außenfläche Kerbzahnungen 50a angebracht, während das Paßstück 8 auf der Innenseite der Bohrung 84 in der Bodenfläche 80 ebenfalls Kerbzahnungen 82c über die gesamte Stärke der Bodenfläche aufweist, die mit den Kerbzahnungen 50a zusammenwirken.

Bei all diesen Ausführungsvarianten besitzen die Mittel 10 eine Mutter 7 mit einer entsprechenden Unterlegscheibe 70 zum Feststellen des Paßstücks 8.

Im Nachfolgenden werden der Einbau und die Funktionsweise der Vorrichtung erläutert.

Die Vorrichtung wird in einer Stellung befestigt, in der sich der Hebel im Bereich eines beweglichen Teils befindet, dessen Position festgestellt werden soll. In dieser Stellung ist der Hebel der Vorrichtung in der gewünschten Ausgangsstellung bzgl. Winkelstellung und Längsrichtung zu verkeilen.

Daraufhin wird der Hebel 6 in den Kanal 82 eingelegt. Um die Position des Hebels in Längsrichtung festzuhalten, ist er mit einer bestimmten Kraft in Richtung der Achse Y-Y' gegen das Paßstück zu drücken, damit es zur Verzahnung zwischen der Zahnung des Hebels und der des Paßstücks kommt. Daraufhin wird das Paßstück 8 auf das Wellenende geschoben, wobei die vom Kanal 82 abgewandte Seite des Hebels auf dem Zwischenstück 51 oder auf der Wand 30a aufliegt. Die Einstellung der Winkelposition und deren Blockierung erfolgt mit den Mitteln 10. Nach einer ersten Ausführungsvariante der Erfindung wird die Aussparung 85 vor diejenige Kehlung 51a gebracht, die der gewünschten Winkelstellung entspricht, und die Verkeilung 9 wird ebenfalls auf das Ende 50 der Welle geschoben, wobei der Nippel 91 in die Aussparung 85 und die gewünschte Kehlung 51a gelangt. Abschließend werden die Unterlegscheibe 70 und die Mutter 7 am Ende 50 der Welle aufgesetzt, und die Mutter 7 wird gegen die Vorderseite 61 des Hebels geschraubt und festgezogen, sodaß der Hebel in Winkel- und Längsposition blockiert wird.

Wenn das bewegliche Teil mit der Rolle 60 zusammenkommt, wird der Hebel 6 tätig und bewirkt eine Drehung der Welle 5, wobei das aktive Profil 40b der Nocke gegen die Fläche 41a des Kolbens drückt, wodurch die Druckfeder 42 zusammengedrückt und der Schieber 43 in Querrichtung verschoben wird, sodaß er die Kontakte des Schalters betätigt.

Löst sich die Mutter im Laufe des Betriebs, so wird die vom Anwender ursprünglich eingestellte Ausgangsstellung des Hebels dennoch unverändert beibehalten, denn einerseits wird durch das Zusammenwirken des Nippels 91 mit der Aussparung 85 und der Kehlung 51a ein Blockieren des Hebels in der eingestellten Winkelposition gewährt und andererseits durch die Verzahnung zwischen Hebel und Paßstück ein Verschieben des Hebels in Längsrichtung verhindert.

Claims (8)

1. Positionsschaltvorrichtung, bestehend aus einem Schalter (21) und einem mechanischen Aufnehmer (3) mit einem Aufnehmergehäuse (30), in dem eine drehbare Welle (5) angebracht ist, wobei die Vorrichtung einerseits einen Betätigungshebel (6) mit Vorder- und Rückseite (61) und einer darin angebrachten Öffnung (64) sowie Längskanten (62, 63) und andererseits ein Paßstück (8) mit umgebogenen Längskanten (81), durch die ein Kanal (82) zum Einlegen des Betätigungshebels (6) gebildet wird, sowie eine Zahnung (81a, 86a) aufweist, wobei der Betätigungshebel (6) und das Paßstück (8) fest mit der drehbaren Welle (5) verbunden und auf dieser mit einer Mutter festgeschraubt sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Zahnung (81a, 86a) des Paßstücks (8) mit der entsprechenden, auf mindestens einer Längskante des Betätigungshebels angebrachten Zahnung (62a, 63a) zusammenwirkt.

2. Positionsschaltvorrichtung nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zahnung (81a) des Paßstücks (8) auf der Innenseite von dessen umgebogenen Längskanten (81) und die Zahnung (62a) des Betätigungshebels (6) auf dessen äußeren Längskanten (62) angebracht ist.

3. Positionsschaltvorrichtung nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Paßteil (8) in der Verlängerung des Kanals (82) einen Führungsfinger (86) aufweist und daß die Zahnung (86a) des Paßstücks auf dem Führungsfinger (86) und die Zahnung (63a) des Betätigungshebels auf dessen innerer Längskante (63) entlang der Öffnung (64) angebracht ist.

4. Positionsschaltvorrichtung nach einem der obigen Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sie am Ende (50) der Welle Mittel (10) zum Festhalten des Paßstücks (8) in der eingestellten Winkelposition und dessen Blockieren in Drehrichtung besitzt.

5. Positionsschaltvorrichtung nach Patentanspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel (10) zum Positionieren und Blockieren aus Kehlungen (51a) bestehen, die kreisförmig um die Welle herum auf einem Zwischenstück (51) angebracht sind, das am Ende (50) der Welle befestigt und fest mit der Wand des Aufnehmergehäuses (30) verbunden ist, sowie aus einer Aussparung (85) in dem Kanal (82) des Paßstücks und einer flachen Verkeilung (9) mit einem Nippel (91), sowie dadurch, daß der Nippel (91) in die Aussparung (85) und eine der Kehlungen (51a) eingeführt werden kann.

6. Positionsschaltvorrichtung nach Patentanspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel (10) zum Positionieren und Blockieren aus einer am Ende (50) der Welle auf dessen zylindrischer Außenfläche angebrachten Kerbzahnung (50a) sowie aus einer Kerbzahnung (82c) auf der Innenseite der Bohrung (84) im Paßstück (8) bestehen, die mit der Kerbzahnung (50a) zusammenwirkt.

7. Positionsschaltvorrichtung nach Patentanspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel (10) zum Positionieren und Blockieren aus einer Kerbzahnung (51c) auf einem am Ende (50) der Welle befestigten und fest mit der Seitenwand (30a) verbundenen Zwischenstück (51) sowie aus einer Kerbzahnung (82b) auf der Innenseite der Bohrung (84) im Paßteil (8) bestehen, die mit den Kerbzahnung (51c) zusammenwirkt.

8. Positionsschaltvorrichtung nach Patentanspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel (10) zum Positionieren und Blockieren aus Nippeln (51b) und Aussparungen (82a) in dem Kanal (82) bestehen, die zum Zusammenwirken mit den Nippeln (51b) bestimmt sind.