DE2208428A1

DE2208428A1 - Drehschalter, insbesondere nockenschalter

Info

Publication number: DE2208428A1
Application number: DE19722208428
Authority: DE
Inventors: Peter Hilfiker; Karl Leuthold; Hans Stauffer
Original assignee: Sprecher und Schuh AG
Current assignee: Rockwell Automation Switzerland GmbH
Priority date: 1971-08-04
Filing date: 1972-02-23
Publication date: 1973-02-15
Also published as: IT950300B; AT314016B; GB1344577A; ES399832A1; CH544996A; FR2147901B1; DE2208428C2; FR2147901A1

Description

Sprecher & Schuh AG, Aarau (Schweiz)

Adolf Feller Aktiengesellschaft Horgen

Fabrik elektrischer Apparate,

Drehschalter, insbesondere
Nockenschalter

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Drehschalter, insbesondere einen Nockenschalter, mit einem Kontakte und Anschlüsse aufweisenden Gehäuse, mit einer durch dieses . hindurchführenden und drehbar gelagerten Welle, auf welcher wenigstens eine Nockenscheibe zur Betätigung der Kontakte sitzt, wobei sowohl das Gehäuse, als auch die Welle in eine Anzahl unter sich gleichartig in der Art von Aufbauelementen und in Richtung der Welle aufeinanderbaubare einzelne Elemente aufgeteilt sind.

Diese Art Drehschalter ist heute weit verbreitet, denn sie lässt einen baukastenartigen Zusammenbau zu, wobei mit einer verhältnismässig bescheidenen Anzahl von Grundelementen (Gehäuseteile, Wellenteile, Nockenscheiben) eine grosse Anzahl verschiedenartigen Bedürfnissen gerecht werdenden Schalter zusammengebaut werden können.

Die bekannten Drehschalter der eingangs genannten Art weisen jedoch verschiedene Nachteile auf. So sind z.B. die Eigenschaften der Einzelelemente des Gehäuses zu nennen, die bei den bekannten Drehschaltern wenigstens zwei Bezugslagen in Bezug aufeinander zulassen. Mit anderen Worten heisst dies, dass zwei Einzelelemente des Gehäuses bekannter Drehschalter sich ohne weiteres in wenigstens zwei verschiede-

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nen Bezugslagen zueinander zusammenbauen lassen. Dies ist aber dann von Nachteil, wenn die an den gesamten Schalter gestellten Forderungen eine und nur eine Bezugslage der Gehäuse-Einzelelemente verlangen. Wenn somit aus einem bekannten Drehschalter ein Einzelelement ausgebaut werden muss, z.B. um Kontaktstücke auszuwechseln, besteht beim Wiederzusammenbau die Gefahr, dass die Einzelteile nicht in der erforderlichen Bezugslage zueinander wieder zusammengebaut werden.

Ein weiterer Nachteil der bekannten Drehschalter der eingangs genannten Art ist darin zu sehen, dass zur Befestigung der Einzelelemente des Gehäuses aneinander besondere Befestigungselemente erforderlich sind*

Diese Befestigungselemente, in der Regel durch sämtliche Einzelelemente hindurchgreifende Bolzen mit entsprechenden Muttern, müssen eine Länge haben, die Je nach der Anzahl aufeinander gestapelter Einzelelemente verschieden ist. Bei den bekannten Drehschaltern besteht somit die Notwendigkeit, der Lagerhaltung einer ganzen Anzahl weiterer Bestandteile.

Dieselben Ueberlegungen gelten sinngemäss auch für die Einzelelemente der Welle auf denen die Nockenscheiben sitzen. Besteht die Welle nämlich aus mehreren Einzelelementen, auf denen Je wiederum mehrere Nockenscheiben sitzen, wobei die Gesamtheit der Nockenscheiben eine bestimmte Folge der einzelnen Kontaktbetätigungen definieren, so geht diese wohl definierte Reihenfolge verloren, wenn man die Einzelelemente der Welle aus irgendeinem Grunde trennen muss und sie sodann nicht wieder in der identischen Bezugslage zueinander zusammenbaut. Es ist daher ein Anliegen der Erfindung, einen Drehschalter der eingangs genannten Art zu schaffen, bei welchem die Möglichkeiten des fehlerhaften Zusammenbaues, soweit dieser für die Reihenfolge der Kontaktbetätigungen massgebend ist, weitgehend vermieden sind. Ein weiteres Anliegen der Erfindung besteht darin, einen Drehschalter der genannten Art zu schaffen, bei dem besondere Befestigungselemente zur Be-

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festigung der Einzelelemente des Gehäuses aneinander überflüssig sind.

Zu diesem Zweck wird ein Drehschalter, insbesondere ein Nockenschalter der eingangs genannten Art vorgeschlagen, der erfindungsgemäss dadurch gekennzeichnet ist, dass an den aneinanderstossenden Seiten der Einzelelemente des Gehäuses in Bezug auf durch die Wellenachse gelegte Ebenen asymmetrisch angeordnete Vorsprünge und Vertiefungen angeformt sind, welche gegengleich angeformte Vertiefungen und Vorsprünge an dem angrenzenden Einzelelement hintergreifen, dass die Einzelelemente der Welle einen Steckteil mit einem äusseren Verzahnungsprofil regelmässiger Teilung jedoch mit wenigstens einer Profilunstetigkeit, sowie einen Buchsen-Abschnitt, dessen Innenprofil gegengleich zum Aussenprofil des Steckteiles ist, aufweisen, während die Bohrung der Nockenscheibe ein Innenprofil mit gleichmässiger Verzahnung und derselben Teilung wie das Aussenprofil des Steckteiles aufweist.

Damit ist Gewähr dafür geboten, dass sowohl die Einzelelemente des Gehäuses, wie auch die Einzelelemente der Welle in einer und nur einer Bezugslage aneinanderbebaubar sind, während für die Nockenscheiben eine der Teilung der Verzahnung entsprechende Anzahl verschiedene Verdrehungslagen möglich sind. Ausserdem ist Gewähr dafür geboten, dass bei sich hintergreifenden Vorsprüngen, bzw. Vertiefungen die Einzelelemente des Gehäuses in axialer Richtung aneinander befestigt sind.

Zweckmässig ist an den aneinander stossenden Seiten der Einzelelemente des Gehäuses jeweils die eine Hälfte eines zur Welle koaxialen Bajonettverschlusses angeformt.

Ausserdem ist es vorteilhaft, dass in den Einzelelementen des Gehäuses Verriegelungs-Elemente vorgesehen sind, welche aneinander grenzende Einzelelemente bei in Eingriffslage befindlichen Vorsprüngen und Vertiefungen die Einzelelemente gegen eine Verschiebung in Bezug aufeinander sichern. Ebenso weist die durch die Einzelelemente

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des Gehäuses führende Bohrung zum Durchlass der Welle vorteilhaft durchgehend einen Innendurchmesser auf, der mindestens dem Aussendurchmesser der Nockenscheiben entspricht. Dabei kann diese Bohrung mindestens an einem Ende auf einen grösseren Innendurchmesser abgesetzt sein, während am Buchsen-Abschnitt der Einzelelemente der Welle ein Flansch mit einem dem grösseren Innendurchmesser entsprechenden Aussendurchmesser angeformt sein kann. Die zuletzt genannte vorteilhafte Ausführungsform bietet die Möglichkeit, sowohl von der einen wie auch von der anderen Seite der Gehäuse-Einzelelemente her die Welle mit den darauf sitzenden Nockenscheiben zu montieren.

Die Profil-Unstetigkeit im äusseren Verzahnungsmuster des Steckteiles der Welle kann in einem fehlenden Zahn bestehen, oder in einem im Vergleich zu den übrigen Zähnen überhöhten Zahn.

Ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes wird nachstehend anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 in perspektivischer und auseinandergezogener Darstellungsweise einen Drehschalter, von dem allerdings nur je ein Einzelelement des Gehäuses und der Welle sowie nur eine Nockenscheibe dargestellt sind,

Fig. 2 in vergrössertem Massstab einen Schnitt längs der mit der gestrichelten Linie 2-2 in Fig. 1 angedeuteten Schnittebene, jedoch mit eingesetztem Wellenteil und Nockenscheiben,

Fig. 3 einen Schnitt längs der Linie 3-3 der Figur 2, und Fig. 4 einen Schnitt längs der Linie 4-4 der Fig. 2.

Die nachfolgende Beschreibung soll in der Hauptsache anhand der Fig. 1 erfolgen, während in den Figuren und 3 nur noch jene Elemente bezeichnet sind, die nicht aus der Fig. 1 ersichtlich sind.

Der in Fig. 1 dargestellte Drehschalter besteht im

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wesentlichen aus einem Gehäuse 10, aus einer Welle 11 und aus Nockenscheibe 12. Stellvertretend für das Gehäuse 10 ist nur eines der Einzelelemente 13, aus denen das Gehäuse 10 zusammengesetzt ist, dargestellt und ebenso ist stellvertretend für die Welle 11 nur eines der Einzelelemente 14·, aus denen die Welle 11 zusammengesetzt ist, dargestellt. Ebenso ist nur eine der Nockenscheiben 12 dargestellt. Das Einzelelement 13 des Gehäuses besteht aus einem im wesentlichen quaderförmigen Block, der eine Vorderseite 14 und eine im wesentlichen gleich ausgebildete Rückseite 15 aufweist. Die Seiten 14 und 15 sind die an ein benachbartes Einzelelement des Gehäuses anzustossen bestimmten Seiten, während die Seitenflächen 16 einen Abschnitt der Seitenwand des fertig montierten Drehschalters bilden wird. Auf der oberen Seite des Einzelelementes 13 sind zwei Anschlüsse 17 sichtbar, über welche ein im Inneren des Einzelelementes 13 befindlicher Kontakt anschliessbar ist.

Auf der Unterseite des dargestellten Einzelelementes 13 sind nochmals zwei ähnlich wie die Anschlüsse 17 angeordnete Anschlüsse vorhanden. Durch das Einzelelement hindurch führt eine im wesentlichen zylindrische Bohrung 18, deren sichtbares Ende mit einer Schulter 19 auf einem grösseren Durchmesser 20 abgesetzt ist. Von diesem abgesetzten Teil 20 erstreckt sich auf der dem Betrachter entfernter scheinenden Seite der Bohrung 18 ein Lappen 21, von der Seite 14 weg. Auf der der Bohrung 18 zugekehrten Seite des Lappens 21 ist wie dargestellt eine Vertiefung 22 ausgebildet. In Bezug auf die Achse der Bohrung 18 diametral gegenüberliegend ist ein von der Bohrung sich weg erstreckender Vorsprung vorgesehen, der sich vom abgesetzten Teil 20 der Bohrung 18 weg in eine Vertiefung 33 erstreckt. Auf der der Seite 14 gegenüberliegenden Seite 15 des Einzelelementes ist das Ende der Bohrung 18 im wesentlichen gleich ausgebildet wie auf der Seite 14. Davon ist nur der Rücken des Lappens 21 in Fig. 1 sichtbar. Aus dem Gesagten geht im Zusammenhang mit Fig. 1 deutlich hervor, dass der Lappen 21 mit seiner Vertiefung 22 sowie der Vorsprung 23 in der Ausnehmung 33

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zusammen die eine Hälfte eines Bajonettverschlusses bilden, die mit einer anderen Hälfte, wie sie beispielsweise auf der Seite 15 des dargestellten Einzelelementes ausgebildet ist, in einer und nur einer Bezugslage verbindbar ist.

Auf der Seite 14 des Einzelelementes 13 sind in Fig. 1 Riegel 34 sichtbar (vergleiche auch Fig. 3), welche über die Ebene der Seite 14 vorstehen, und dazu dienen, das mit dem erwähnten Bajonettverschluss an die Seite 14 anzuschliessende weitere Einzelelemente (nicht dargestellt) in voller Eingriffslage des Bajonettverschlusses gegen Verdrehung sichern. Dazu ist auf der Seite 15 des Einzelelementes 13, wie in Fig. 3 dargestellt, eine weitere Ausnehmung vorgesehen, in welche der Riegel 34 eines angrenzenden Einzelelementes 13 einzugreifen bestimmt ist, ]fle aus Fig, 3 heiv vorgeht, ist der Riegel 34 über einen Steg 44 mit einem von aussen zugänglichen Schieber 35 verbunden. Hit Hilfe dieses Schiebers 35 lässt sich somit beispielsweise der Hiegel 34 gegen die Wirkung einer Druckfeder 45 positiv einziehen, wobei der Riegel 34 aber auch durch direkte Einwirkung in die Seite 14 versenkbar ist. Dies geschieht dann, wenn das an die Seite 14 anschliessende Einzelelement 13 he:r!|nge-r führt wird, solange die in diesem Einzelelement vorgesehene Ausnehmung 46 in ihrer Lage nicht mit der Lage des Riegels 34 übereinstimmt. Sobald diese Lage übereinstimmt_? schnappt der Riegel 34 in die Ausnehmung 46 ein und die Verbindung über den Bajonettverschluss bleibt gegen

In Fig. 1 ist, wie bereits erwähnt, stellvertretend für die Welle 11, nur deren ein Einzelteil 14* dargestellt» Dieser besteht aus einem ersten Abschnitt, 4er ßlß Steckteil 24 bezeichnet werden soll, sowie aus einem zweiten Abschnitt, der als Buchsenteil 25 bezeichnet ist. T)er Steckteil 24 weißt ein verzahntes Aussenprofil auf. Dieses verzahnte Aussenprofil besteht aus einer Anzahl (dargestellt sind J) Zähne 26, die durch Lücken 27 voneinander getrennt sind· pie Teilung der Verzahnung um den Umfang des Steckteils 24 ist .

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an sich gleichmässig, doch weist die Verzahnung selbst eine Unstetigkeit insofern auf, als bei 28 eine Lücke mit etwa der dreifachen Breite einer Lücke 27 vorhanden ist. Wäre die dargestellte Verzahnung am Steckteil 24 frei von Unstetigkeiten, wären am Steckteil 24 insgesamt 8 Zähne vorhanden.

Das Vorhandensein der Unstetigkeit am Steckteil bestimmt jedoch zusammen mit dem definitionsgemäss gegengleich ausgebildeten Innenprofil des Buchsenteils 25 eine und nur eine Verdrehungslage, in welcher aufeinanderfolgende Einzelelemente 14' der Welle 11 aufeinandergesteckt werden können.

Wie aus den Figuren 1 und 3 hervorgeht, ist am Buchsenteil 25 des Einzelelementes 14¹ ein Flansch 36 angeformt, dessen Aussendurchmesser dem Innendurchmesser des abgesetzten Teiles 20 der Bohrung 18 im Gehäuse-Einzelelement 13 entspricht. Daraus ergibt sich, dass sich der Wellenteil in die Bohrung 18 einführen lässt, bis der Flansch mit der einen oder anderen seiner Flachseiten zum Aufliegen auf die Schulter 19 kommt. Dadurch sind sowohl die axiale wie auch die radiale Stellung des Einzelelementes 14' in dem zugeordneten Gehäuse-Einzelelement 13 unter Beibehaltung einer freien Drehbeweglichkeit wohl definiert. Da die Bohrung ausserdem durchgehend zylindrisch ist und einen Innendurchmesser aufweist, der dem Aussendurchmesser der Nockenscheiben 12 entspricht, lässt sich der Einzelteil 14' der Welle mit aufgezogenen Nockenscheiben sowohl von der einen wie auch von der anderen Seite des Einzelelementes 13 des Gehäuses einführen.

Aus den Figuren 1 und 2 ist zu erkennen, dass die durchgehende Bohrung 30 der Nockenscheibe 12 ein Innenprofil mit Zähnen 31 und Lücken 32 aufweist. Diese Innenverzahnung besitzt dieselbe Teilung wie die Aussenverzahnung am Steckteil 24, mit dem Unterschied jedoch, dass sie keine Unstetigkeit aufweist. Daraus ergibt sich, dass sich die Nockenscheibe 12 in einer von der Zahnteilung abhängigen An-

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zahl von Verdrehungslagen auf den Steckteil 24 aufziehen lässt. Im dargestellten Beispiel sind es 8 verschiedene Verdrehungslagen oder 8 verschiedene Bezugslagen, in welche die Kerbe 39 der Nockenscheibe 12 in bezug auf die Unstetigkeit 28 am Steckteil 24 gebracht werden kann.

Zur Sicherung der Nockenscheibe 12 gegen axiale Verschiebung auf dem Steckteil 24 dient ein Zwischenstück 37, dessen Länge je nach der Anzahl von auf dem Steckteil aufgezogenen Nockenscheiben veränderlich ist.

Wie bei jedem Drehschalter der dargestellten Art, dient die Kerbe 39 der Nockenscheibe 12 dazu, mit einem federbelasteten Kontaktstössel AO zusammenzuwirken, der eine Kontaktbrücke 41 trägt.

Die freien Enden der Kontaktbrücke 41 sind mit Kontaktnieten versehen, die ihrerseits mit festen Gegenkontakten 42 zusammenwirken, welche über je ein Klemmenstück 43 mit einem der Anschlüsse 17 verbunden sind. Im dargestellten Beispiel bilden die Kontaktbrücke 41 und die festen Gegenkontakte 42 einen Arbeitskontakt, der dann geschlossen ist, wenn die in Figur 3 dargestellte Nockenscheibe um 90° im Gegenuhrzeigersinn verdreht wird.

Obwohl im dargestellten Ausführungsbeispiel nur ein Kontaktstössel dargestellt ist, versteht es sich, dass auch im unteren Teil des Einzelelementes 13 ein weiterer Kontaktstössel 40 vorgesehen sein kann, der dann mit der in Figur 3 links dargestellten Nockenscheibe 12 zusammenarbeiten würde. In Figur 3 ist schliesslich noch dargestellt, wie der Buchenteil 25 eines Wellen-Einzelelementes 14' den Steckteil 24 des anschliessenden Einzelelementes 14* übergreift und zugleich mit seinem Flansch 36 in den abgesetzten Teil 20 der Bohrung 18 im Einzelelement 13 eingreift. Es ist indessen zu beachten, dass in der Darstellung der Fig. 3 das mit ausgezogenen Linien dargestellte Einzelelement 14' der Welle auch mit rechts angeordnetem Flansch 36, d.h. mit nach links weisendem Steckteil 24 eingeführt werden kann. Auch in diesem Fall würde ohne weiteres eine der Nockenscheiben

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12 mit dem dargestellten Kontaktstössel 40 zusammenwirken.

In einer weiteren, nicht dargestellten Ausführungsform des Drehschalters besteht die Unstetigkeit im Aiissenprofil des Steckteiles 24 des Einzelelementes der Welle 11 darin, dass bei vollständiger Zähnezahl eine Lücke im Vergleich zu den übrigen Lücken eine grössere Tiefe aufweist. Da das Innenprofil des Buchsenteiles 25 in diesem Fall, als gegengleich ausgebildetes Innenprofil, bei vollständiger Zähnezahl einen Zahn aufweist, dessen Höhe im Vergleich zur Höhe der übrigen Zähne grosser ist, ist auch hier eine Unverwechselbarkeit der möglichen Verdrehungslage, in welcher aufeinanderfolgende Einzelelemente 14' aneinanderkuppelbar sind, gegeben. Dennoch können auch in diesem Fall die Nockenscheiben 12 in einer der Zahnteilung entsprechenden Anzahl verschiedener Verdrehungslagen auf den Steckteil 24 des Einzelelementes 14' aufgewogen werden.

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Claims

Patentansprüche:

\1^/ Drehschalter, insbesondere Nockenschalter, mit einem Kontakte und Anschlüsse aufweisenden Gehäuse, mit einer durch dieses hindurch führenden und drehbar gelagerten Welle, auf welcher wenigstens eine Nockenscheibe zur Betätigung der Kontakte sitzt, wobei sowohl das Gehäuse als auch die Welle in eine Anzahl unter sich gleichartige, in der Art von Aufbauelementen und in Richtung der Welle aufeinanderbaubare Einzelelemente aufgeteilt sind, dadurch gekennzeichnet, dass an den aneinanderstossenden Seiten der Einzelelemente (I3) des Gehäuses (10) inbezug auf durch die WelLonachse gelegte Ebenen asymmetrisch angeordnete Vorsprünge (23/ und Vertiefungen (22) angeformt sind, welche gegengleich angeformte Vertiefungen und Vorsprünge an dem angrenzenden Einzelelement hintergreifen, dass die Einzelelemente (14¹) der Welle (11) einem Steckteil (24) mit einem äusseren Verzahnungsprofil (26,27) regelmässiger Teilung jedoch mit wenigstens einer Profilunstetigkeit (28) sowie einen Buchsenabschnitt (36), dessen Innenprofil gegengleich zum Aussenprofil des Steckteiles (24) ist, aufweisen, während die Bohrung (30) der Nockenscheibe (12) ein Innenprofil mit gleichmässiger Verzahnung (31,32) und derselben Teilung wie des Aussenprofil des Steckteiles (24) aufweist.
2. Drehschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass an den aneinanderstossenden Seiten (15,14) der Einzelelemente (13) des Gehäuses (10) jeweils die eine Hälfte eines zur Welle (11) koaxialen Bajonettverschlusses (21, 22, 23) angeformt ist.
3. Drehschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in den Einzelelementen (13) des Gehäuses Verrieglungselemente (34) vorgesehen sind, welche bei in Eingriffslage befindlichen Vorsprüngen (23) und Vertiefungen (21) die an-

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einandergrenzenden Einzelelemente (13) gegen eine Verschiebung inbezug aufeinander sichern.
4. Drehschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die durch die Einzelelemente (13) des Gehäuses führende Bohrung (18) zum Durchlass der Welle (ll) durchgehend einen Innendurchmesser aufweist, der mindestens dem Aussendurchmesser der Nockenscheiben (12) entspricht.
5. Drehschalter nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Bohrung (18) in den Einzelelementen (13) des Gehäuses (1O) mindestens an einem Ende auf einen grösseren Innendurchmesser abgesetzt ist (19,20), während am Buchsenabschnitt (25) der Welle (11) ein Flansch (36) mit einem dem grösseren Innendurchmesser (20) entsprechenden Aussendurchmesser angeformt ist.
6. Drehschalter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass jede Hälfte des Bajonettverschlusses einen von der genannten Seite (14,13) des Einzelelementes (13) abstehenden Lappen (21) aufweist, in dem auf seiner der Welle zugekehrten Seite, die Vertiefung (22), sowie eine dem Lappen (21) inbezug auf die Welle (11) diametral gegenüberliegende Ausnehmung (33)» in welche der Vorsprung (23) vorsteht, ausgebildet ist.
7. Drehschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass im Verzahnungsprofil (26,27) des Steckteiles (24) der Welle (11) wenigstens ein Zahn ausgelassen ist.
8. Drehschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass im Verzahnungsprofil (26,27) des Steckteiles (24) der Welle (11) wenigstens eine Zahnlücke im Vergleich zu den übrigen Zahnlücken eine grössere Tiefe aufweist.
9. Drehschalter nach den Ansprüchen 3, 5, 6 und 7.

IG. Drehschalter nachdfiri An'.-cp";c:hen 3, 5, Π und Ί.

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