DE2809348C3 - Schalteinrichtung - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Schalteinrichtung mit mehreren aneinandergereihten, gleichartigen Schaltmodulen, von welchen jeder mindestens einen Schalter und mindestens eine in einem Gestell für sich drehbar gelagerte Nockenscheibe zur Steuerung des Schalters aufweist, wobei alle Nockenscheiben gekuppelt sind und eine Nockenwelle bilden. Eine solche Schalteinrichtung ist beispielsweise bekannt aus der US-Patentschrift 36 78 225. Die einzelnen Module dieser bekannten Schalteinrichtungen bestehen allgemein aus einem Gestell und einer Nockenscheibe, die einen Schalter betätigen kann. Dabei ist die Nockenscheibe und der dem Modul angehörende, sie durchsetzende Wellenteil nicht unverlierbar mit dem Gestell verbunden, was die Montage, Demontage und eventuelle Umkonstruktion der Schalteinrichtung erheblich erschwert Außerdem ist die Platzausnützung schlecht, denn pro Modul ist nur eine Nockenscheibe und ein durch sie betätigter Schalter vorhanden.

Es ist das Ziel vorliegender Erfindung, eine Schalteinrichtung der obenerwähnten Art zu schaffen, deren Module aus unverlierbar verbundenen Teilen bestehen und die eine optimale Platzausnützung erlauben. Dieses

to Ziel wird dadurch erreicht daß jeder Schaltmodul mindestens zwei Nockenscheiben aufweist von weichen je mindestens eine auf jeder Seite einer Lagerstelle des

Gestells liegt Vorzugsweise können mindestens einseitig der

'5 Lagerstelle bzw. der Wand des Modulgestells zwei oder mehr Nockenscheiben vorhanden sein, welchen je ein Schalter zugeordnet ist

Die beiden Nockenscheiben, die auf den Wellenteil unverlierbar aufgesetzt sind, halten den Wellenteil im

μ Modulgestell gesichert Ferner können pro Modul mindestens zwei Schalter angeordnet werden, was zu einer besseren Raumausnützung führt

Die Schalter, vorzugsweise in Haltevorrichtungen eingesteckte Mikroschalter, können auf entgegengesetzten Seiten einer Wand des Moduls angeordnet sein, wobei die die Schalter tragenden Wandteile axial versetzt sein können, was zu einer axial besonders gedrängten Bauweise führt

Um die relativ kurzen Wellenteile der Module

genügend dreh- und biegesteif verbinden zu können, werden vorzugsweise die Nabenenden mit Kupplungsklauen versehen. Ferner kann jede Nabe eine mehreckige Bohrung aufweisen, und es können entsprechend mehreckige Kupplungsstäbe zwischen je einer ringförmigen Anschlagrippe zweier benachbarter Naben in die Bohrungen eingesetzt sein.

Die Erfindung wird nun anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert

ίο F i g. 1 zeigt einen Längsschnitt durch die Schalteinrichtung,

F i g. 2 zeigt einen Teilschnitt in größerem Maßstab nach Linie H-Il in F i g. 3,
F i g. 3 zeigt einen Schaltmodul in Seitenansicht

Fig.4 zeigt eine Rutschkupplung, teilweise im Schnitt und

F i g. 5 zeigt eine Stirnansicht der Rutschkupplung.
Die dargestellte Schalteinrichtung weist eine Anzahl von Schaltmodulen 1 und an den Enden je einen Abschlußmodul 2 auf. Jeder Schaltmodul weist ein Gestell auf, das eine Wand 3 mit etwa zylindrischen Fortsätzen 4 an vier Stellen hat. Wie insbesondere F i g. 2 zeigt sind die Fortsätze 4 an einem Ende mit einem Zapfen 5 und am anderen Ende mit einer Büchse

^w 6 versehen. Die Zapfen 5 weisen ein konisches Ende 7 mit einer konischen Innenschulter 8 und die Büchsen 6 einen erweiterten inneren Teil 9 mit einer konischen Schulter 10 auf. Wie aus F i g. 2 ersichtlich ist greifen die Schultern 8 und 10 bei zusammengesteckten Fortsätzen

^b0 4 hintereinander, so daß die Fortsätze benachbarter Schaltmodule aneinander gesichert sind.

Die Wand 3 jedes Schaltmoduls ist an einer verdickten Stelle 11 mit einer Bohrung 12 versehen, in welcher eine Nabe 13, beispielsweise aus Kunststoff,

<i^r> gelagert ist. Auch die Gestelle der Schaltmodule bestehen aus geeignetem Kunststoff. Die Naben 13 weisen in der Mitte einen Bund 14 auf, dessen axiale Länge etwas größer ist als die axiale Länge der

Bohrungen IZ Gegen die seitlichen Schultern des Bundes 14 sind auf jede Nabe 13 je zwei Träger 15 einer Nockenscheibe aufgeschoben. Diese Träger 15 können entweder, wie in F i g. 1 links dargestellt, direkt als Nockenscheiben ausgebildet sein und am Umfang die nötigen Nocken aufweisen oder aber sie können je zweiteilig ausgebildet sein und gegenseitig einstellbare Nockenringe 16 tragen. Die Naben 13 der Nockenscheiben weisen Crientierungsnuten 38 auf, in welche Orientierungsrippen 39 der Nockenscheiben bzw. Nockenscheibenträger eingreifen, womit die Nockenscheiben bzw. Nockenscheibenträger eindeutig orientiert sind. Die Naben 13 weisen an den Stirnseiten gegeneinander versetzte Klauen 17 auf, die bei zusammengebauter Schalteinrichtung ineinandergreifen und die Naben benachbarter Schaltmodule unverdrehbar und spielfrei kuppeln. In die unrunden Bohrungen der Naben 13 sind vierkantige Stahlachsstummel 18 eingesetzt, die je gegen eine ringförmige Anschlagrippe 19 in der Mitte des Bundes 14 anliegen, derart, daß ihre Lage in der Nabe eindeutig bestimmt ist Diese Achsstummel 18 vermitteln eine praktisch starre Kupplung der einzelnen Naben und Nockensekeiben zu einer Nockenwelle, in welcher alle Nockenscheiben praktisch unverdrehbar miteinander gekuppelt sind, so daß eine hohe Schaltgenauigkeit erzielt wird. Die mit den beiden Nockenscheiben versehenen Naben 13 sind in den Gestellen sicher gehalten, was einen gut transport- und manipulierbaren Modul ohne vcrlierbare Teile ergibt

Der in F i g. 1 rechts dargestellte Abschlußmodul 2 ist mit einer Anschlußnabe 20 ausgerüstet, auf welche ein Betätigungsknopf 21 aufgesetzt ist, mittels welchem die Nockenwelle von Hand eingestellt werden kann. An der Außenseite des Abschlußmoduls 2 kann eine Skala angebracht sein, an welcher die Stellung der Nockenwelle angezeigt wird.

Der gegenüberliegende Abschlußmodul 2 ist mit einem Getriebe 22a und einem Antriebsmotor 22b, beispielsweise einem Synchronmotor, ausgerüstet Die Abtriebswelle des Getriebes 22a kann vorzugsweise über eine Rutschkupplung gemäß F i g. 4 und 5 mit der Nockenwelle gekuppelt sein. Diese Rutschkupplung weist eine Nabe 23 auf, deren eines Ende 24 in die eine Nabe 13 des angrenzenden Schaltmoduls eingreift und damit gekuppelt ist, während das andere Ende 25 geschlitzt ist Auf dem geschlitzten Teil 25 ist eine Schraubenfeder 26 aufgesetzt, welche diesen geschlitzten Teil über darin eingesetzte Stahlstifte 25a zusammendrückt und gegen die Antriebswelle 27 des Getriebes 22 anpreßt Anstatt Stahlstifte 25a könnten am geschlitzten Teil 25 Längsrippen vorgesehen sein. Die Kupplungsnabe 23 weist ebenfalls Klauen 28 auf, die mit Klauen der Nn.be 13 des angrenzenden Schaltmoduls gekuppelt sind. Damit ist eine Verbindung zwischen Getriebe und Nockenwelle hergestellt, welche genügendes Drehmoment überträgt, um die Nockenwelle anzutreiben, jedoch auch eine Drehung der Nockenwelle mittels des Knopfes 21 ohne Übertragung dieser Drehung auf das Getriebe und den Motor gestattet,

Auch die Abschlußmodule 2 weisen etwa zylindrische Fortsätze 29 auf, von welchen der eine eine Buchse 6 und der andere einen Zapfen 5 aufweist Die Abschlußmodule können also genau wie die Schaltmodule formschlüssig zusammengesteckt werden, wie F i g. 1 zeigt. Die beiden Abschlußmodule unterscheiden sich ausschließlich darin, daß der eine einen Zapfen 5 und der andere eine Buchse 6 aufweist. Sie können somit mit ein und demselben Werkzeug gefertigt werden, welches Werkzeug lediglich durch besondere Einsätze etwas angepaßt werden muß, um jeweils Abschlußmodule mit männlichen oder weiblichen Kupplungsteilen herzustellen.

An allen Kupplungsstellen sind gegenüber den Stirnflächen leicht zurückgesetzte Rippen 30 vorgesehen, die bei zusammengebauten Modulen in einem gewissen gegenseitigen Abstand voneinander liegen.

ίο Zwischen diese Rippen kann man mit einem einfachen Instrument, beispielsweise einem Schraubenzieher, eingreifen und durch Drehen dieses Instrumentes durch die an den Rippen angreifenden Kräfte die Verbindungsstellen trennen. Es ist also leicht möglich, die Schalteinrichtung an beliebiger Stelle entweder zwischen benachbarten Schaltmodulen oder je zwischen einem äußersten Schaltmodul und einem Abschlußmodul zu trennen, um Reparaturen oder Änderungen vorzunehmen. Insbesondere kann die ganze Schalteinrichtung jederzeit durch weitere Srixältmodule ergänzt oder es können überflüssige Sehalirooduie entfernt werden.

Die Wände 3 der Schaltmodule sind durch Rippen versteift, wobei auf beiden Seiten durch erhöhte Rippenreile mit seitlichen Haltefortsätzen 31 und 32 Haltetaschen für Mikroschalter 33 gebildet sind. Die eingesetzten Mikroschalter sind femer durch niedrige Rippen 34 gesichert Im Bereiche der Haltefortsätze 31 und 32 ist die Wand 3 durchbrochen. Die Mikroschalter können in die dargestellte Betriebslage lediglich eingeschoben werden und werden dann durch die sie umgebenden Rippen und die über sie greifenden Fortsätze 31 und 32 gehalten. Sie können nach leichter seitlicher Verschiebung über das Niveau der Rippen 34 herausgenommen werden. Jedei.i Mikroschalter ist ein auf einer Achse 35 des Modulgestelis gelagerter Betätigungshebel 36 zugeordnet dessen Nase 37 mit symmetrisch geneigten Keilflächen auf die Nockenscheibe aufliegt Dank dieser symmetrischen Ausführung kann die Nockenwelle vor- und rückwärts gedreht weiden.

Die Anschlüsse werden direkt mit den Fahnen der Mikroschalter verbunden. Die Abschluömodule 2 können nicht dargestellte Halterungen für Anschlußfahnen oder aber Befestigungsmittel für Lüsterklemmen aufweisen, mit welchen die Anschlüsse für den Motor 22b verbunden werden können.

Wie F i g. 3 zeigt, kann zwischen je zwei Fortsätzen 4 eines Moduls ein Einstellschlüssel 40 aufgeschnappt

^rM werden, der mit Nasen 41 hinter Haltenocken 42 an den Fortsätzen 4 greift. Der Einstellschlüssel, von welchem in F i g. 3 nur etwa die Hälfte dargestellt ist, weist einen Zahr 43 auf, der bei aufgestecktem Einstellschlüssel in eine Verzahnung einer Nockenscheibe greift und

V) dieselbe festhält, worauf durch Drehen der Nockenwelle die Einstellung erfolgt Damit ist eine leichte Einstellung der Nockenscheiben beim Anwender möglich.

Die Fortsätze 4 weisen ferner Nocken 44 auf, welche zum Aufschnappen einer Abdeckung 45 dienen können.

w> Auch von der Abdeckung 45 ist nur die eine Hälfte dargestellt

Es sind verschiedenste Ausführungsvarianten möglich. Anstelle von Mikroschaltern können auch pneumatische Ventile in Form von Mikroventilen vorgesehen

i" sein. Dank der Anordnung von je zwei Nockenscheiben und zwei Schaltern pro Schaltmodul ergibt sich eine sehr platzsparende rationelle Bauweise.
Dadurch, daß die Abschlußmodule, abgesehen von

ihren Verbindungsstellen, identisch sind, könnten mit beiden Abschlußmodulen Antriebe verbunden werden, um die Nockenwelle mit verschiedenen Geschwindigkeiten und/oder verschiedenen Drehrichtungen anzutreiben.

An beliebiger Stelle kann anstelle eines Schaltmoduls ein bezüglich des Gestells entsprechend ausgebildeter Getriebemodul oder Reduktionsmodul eingesetzt werden, in welchem ein Zahnradgetriebe zwischen einer Antriebs- und einer Abtriebswelle angeordnet ist. Die Antriebs- und Abtriebswelle kann mit den Naben 13 benachbarter Schaltmodule gekuppelt werden. Damit können auf verschiedenen Seiten des Getriebemoduls liegende Schaltmodule mit verschiedenen Geschwindigkeiten angetrieben werden.

Anstelle eines Drehknopfes kann an der einen Stirnseite der Schaltvorrichtung ein Potentiometer als iST-Wcrigcuei angcuäüi werden, wüniit ciiic Kombination von Programmschalter und Motorpotentiometer und somit ein Programm-Regelgerät entsteht.

An einem der Abschlußmodule kann auch ein Stufenschaltelement angeflanscht werden, in welchem schrittweise Kontaktbahnen geschaltet werden.

Als Einstellzubehör für die beiden letztgenannten Ausführungsvarianten und die Variante mit zwei Antriebsmotoren kann auf die obenerwähnte Rutschkupplung ein innenliegender Drehknopf aufgebaut werden.

Es können mehr oder weniger als vier Verbindungs

stellen pro Modul vorgesehen werden.

Die dargestellte Steckverbindung zwischen den Modulen ist sehr einfach und vorteilhaft. Es sind jedoch andere leicht erstellbare und trennbare Verbindungen möglich. Es können z. B. Verbindungselemente vorgesehen sein, die ohne selbständige Schnapp- und Haltewirkung ineinandergreifen und die in eingerückter Lage durch quer einsetzbare und jederzeit und überall wieder entfernbare Sicherungselemente wie Schrauben, Stifte oder Keile gesichert werden.

Es wäre auch möglich, zu den Modulen separate Verbindungselemente vorzusehen. Die Gestelle der Module könnten also z. B. als flache Wandteile ohne Fortsätze 4 ausgebildet sein, die an den Verbindungsstellen Löcher aufweisen, in welche locher Verbindungs- und Distanzzapfen und -Hülsen eingesetzt werden können, die z. B. etwa den Fortsätzen 4

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Anstelle der Schraubenfeder 26 kann die in F i g. 4 und 5 dargestellte Kupplung eine geschlitzte, federnde Hülse aus Metall oder gegebenenfalls aus Kunststoff aufweisen.

Die mit den Halteorganen für die Mikroschalter versehenen Wandteile des Gestells können axial versetzt sein, derart, daß die beiden eingesetzten Mikroschalter axial näher beieinander und teils überlapp tnd liegen, als wenn die Wand eben wäre. Damit ergibt sich eine axial besonders kurze Bauweise der Schaltmodule.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (8)

Patentansprüche:

1. Schalteinrichtung mit mehreren aneinandergereihten gleichartigen Schaltmodulen, von welchen jeder mindestens einen Schalter und mindestens eine in einem Gestell für sich drehbar gelagerte Nockenscheibe zur Steuerung des Schalters aufweist, wobei alle Nockenscheiben gekuppelt sind und eine Nockenwelle bilden, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Schaltmodul (1) mindestens zwei Nockenscheiben (15) aufweist, von welchen je mindestens eine auf jeder Seite einer Lagerstelle (11) des Gestells liegt

2. Schalteinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Schaltmodul (1) eine in seiner Lagerstelle (11) gelagerte Nabe (13) aufweist, auf weiche beidseitig an je einen Bund der Nabe anliegende Nockenscheiben (15) abnehmbar aufgesetztsind.

3. Schalteinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß jede Nabe (13) eine mehreckige Bohrung aufweist, und daß mehreckige Kupplungsstäbe (18) zwischen je einer ringförmigen Anschlagrippe (19) zweier benachbarter Naben in die Bohrungen eingesetzt sind.

4. Schalteinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Nabenenden mit Kupplungsklauen versehen sind.

5. Schalteinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß beidseitig einer Wand (3) jedes Schaltmoduls M) je eine Haltevorrichtung (30, 31, 32, 34) zum Einschnappen eines Mikroschalters (33) vorgesehen ?«?.

6. Schalteinrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Mikroschalter (33) im Schaltmodul an axial versetzten Wandteilen (3) angebracht sind, so daß eine kurze Bauweise möglich ist

7. Schalteinrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet daß jede Haltevorrichtung zwei angeformte Haltetaschen (31,32) zur Aufnahme je einer Ecke eines Mikroschalters (33) aufweist, und daß flache Halterippen (34) zur Sicherung einer weiteren Gehäuseecke des Mikroschalters (33) vorgesehen sind.

8. Schalteinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens einseitig der Lagerstelle (U) bzw. Wand (3) zwei oder mehr Nockenscheiben (15) angeordnet sind.