DE3238660A1

DE3238660A1 - Rastwerke, insbesondere fuer stufendrehschalter

Info

Publication number: DE3238660A1
Application number: DE19823238660
Authority: DE
Inventors: Jochen 8505 Röthenbach Rose; Franz 8520 Erlangen Sczepur
Original assignee: Standard Elektrik Lorenz AG
Current assignee: Alcatel Lucent Deutschland AG
Priority date: 1982-10-19
Filing date: 1982-10-19
Publication date: 1984-04-26
Also published as: FR2534711A1; DE3238660C2; GB2129221B; GB8325785D0; FR2534711B1; GB2129221A

Description

J.Rose-F.Sczepur 5-2 Rastwerk, insbesondere für Stufendrehschalter

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Rastwerk gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Ein derartiges Rastwerk ist bekannt aus der US-Patentschrift 2 399 906. Dort ist an der DrehweLle eine Scheibe mit acht an der Umfangskante in gleichem Abstand voneinander vorhandenen Kreissegment-Ausschnitten befestigt. Mit dem so gebildeten Kurvenzug wirken vier Rastkugeln'zusammen. Benachbarte Rastkugeln sind jeweils um 90 Winkelgrade voneinander entfernt und rasten gleichzeitig in je einen der acht Kreissegment-Ausschnitte ein. Diese Anordnung besitzt daher acht RaststelLungen. Um die Anzahl der Raststellungen zu verdoppeln/ können zwei einander diagonal gegenüberliegende Rastkugeln um einen halben Rastwinkel versetzt angeordnet werden. In jeder Raststellung ist dann ein Paar der Rastkugeln in je einem rastenden Krei ssegment-Ausschni tt, während das andere Paar gegen den dazwischen vorhandenen Kreisumfang der Scheibe drückt und eine labile Lage einnehmen.

Weiterhin ist es aus der DE-PS 2 230 856 bekannt, eine Teilung des durch eine Rastscheibe vorgegebenen Rastwinkels dadurch ru erzielen, daß zwei gleiche Rastscheiben übei— einander und um einen halben Rastschritt gegeneinander

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versetzt angeordnet sind. Die diagonal gegenüber Liegenden RastkugeLn springen beim Drehen in axialer Richtung, also senkrecht zur Scheibenebene, von einer Rastscheibe zur anderen. Dies bedingt also eine höhere axiale Bauweise.

Hit der Erfindung soll die Aufgabe gelöst werden, auch bei weitgehender Miniaturisierung von Rastwerken für Drehschale ter, Kodier scha lter, rastbare Drehpotentiometer etc. eine sehr hohe Rastzahl bei hoher Winkelgenauigkeit und ausreichender Rastcharakteristik zu erzielen.

Gelöst wird diese Aufgabe durch die im Kennzeichen des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale.

Weitere vorteilhafte Einzelheiten der Erfindung sind in der Unteransprüchen angegeben.

Nachfolgend ist die Erfindung anhand eines in der Zeichnung veranschaulichten Ausführungsbeispiels näher beschrieben. Dabei zeigen:

Fig. 1 ein erfindungsgetnäßes Rastwerk gemäß dem Schnitt C-D der Fig. 2 und

Fig. 2 das Rastwerk gemäß dem Schnitt A-B der Fig. 1.

Mit 1 ist ein Drehknopf bezeichnet, in dem ein Rastkranz 2 angeordnet ist. Letzterer besitzt an der Innenseite eine aus Erhöhungen 3 und Vertiefungen 4 bestehende Rastkurve 5. Vorzugsweise sind die verbindenden GLeitflächen 6 für als Rastkugeln 7, 8, 9, 10 ausgebildete Rastelemente wenig stens annähernd gerade und derart schräg, daß der zwischen

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zwei angrenzenden GLeitflachen 6 in der Vertiefung 4 befindliche Winkel zwischen 70 und 110 , vorzugsweise etwa 90° beträgt. Beim Ausführungsbeispiel sind zwölf solcher Rastvertiefungen 4 vorhanden.

Auf einem Lagerzapfen 11, der zum Beispiel mit dem Rastkranz 2 eine bauliche Einheit bildet, ist ein als Scheibe 12 ausgebildeter Träger für die Rastkugeln 7, 8, 9, 10 drehbar gelagert. Sie ist mit einem Innenflansch 13 versehen, der auf einem Ansatz des Lagerzapfens 11 aufliegt. Die Fixierung der Scheibe 12 erfolgt über zwei durch den Innenflansch 13 hindurchgreifende Haltelaschen 14, über die eine Beilagscheibe 15 aufgeschoben ist. Die Enden der Haltelaschen 14 sind umgebogen und fixieren die Scheibe 12 mit geringem axialem Spiel. Rastelemente 7, 8, 9, 10 und Rastkurve 5 sind somit relativ zueinander verdrehbar.

Die Rastkugeln 7, 8, 9, 10 sind in entsprechend gestalteten, vorzugsweise zum Zentrum der Scheibe 12 hinweisenden Sack-Löchern 16 der Scheibe 12 gelagert und drücken unter der Wirkung von Druckfedern 17 gegen die Rastkurve 5.

Bei Anwendung von zwölf Raststellungen auf derrRa stk ranz 5 beträgt der Rastwinkelot· = 30 . Durch die erfindungsgemäße Anordnung der dargestellten vier Rastkugeln 7, 8, 9, 10 wird ein Rastwinkel cL' von 7,5° erreicht. Diesen erhält man dadurch, daß die Rastkugeln 7, 8, 9, 10 bzw. die Sacklöcher 16 so angeordnet sind, daß jede Rastkugel 7, 8, 9, 10 gegenüber der nächstfolgenden, bezogen auf eine gemeinsame Ausgangsstelle, beispielsweise die Lage der Rastkugel 7, um einen Winkel versetzt ist, der dem Rastwinkel «k des Rastkranzes 5 oder einem ganzzahligen Vielfachen davon puls Coder minus) einem dem Rastwinkelcfc difidiert durch die Anzahl der Rastkugeln entsprechenden Winkelbetrag xL^l entspricht.

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JiRose-F.Sczepur 2-5 Beim Beispiel, ist dies 30 : 4 = 7,5 .

1 Da.s Rastwinkel-Tei Lungsverhältnis beträgt daher 1 : 4 = —~-, wenn η die Anzahl, derjenigen RastkugeLn 7, 8, 9, 10 ist,, die die Feinrastung bewirken soLLen. η muß daher eine ganze ZahL und größer als drei sein.

Die RastkugeLn 7, 8, 9, 10 sind dann gegen die genannte BezugsstelLe 0 und bei Betätigungsrichtung im Uhrzeigersinn im Beispiel der RastkugeL 7 um 0 · ck¹, der Rastkugel 8 um X«ck- 1-eL¹, der Rastkugel 9 um y · d* - 2 · oC' und der Rastkugel 10 um Z -et- 3 · *£,' versetzt.

Setzt man allgemein für je eine Rastkugel 7, 8, 9, 10 eine Zahl m der Zahlenfolge 1 bis n, so erhält man allgemein die Rastkugel-Versetzung V = —-— für die einzelnen Rastkugeln. Dies besagt, um wieviele Feinrastwinkel öL» * eine Rastkugel gegenüber einem Bezugswert versetzt ist. Im BeispieL ist also

3-1 1 die dritte Rastkugel 9 mit m = 3 und η = 4 um —τ— = y

des Rastwinkels cC, also um 2-· 1 - et s 2 · J·** 2 · C^^J versetzt, wobei der Ausdruck — den RastwinkeL θί»' ergibt.

Beim Erfindungsgegenstand rastet jeweils eine RastkugeL 7, 8, 9, 10 in eine Vertiefung 4 und die übrigen Liegen auf den schrägen GLeitfLächen 6 bzw. ggf. auf einer Erhöhung 3. Es ist zunächst nicht sofort einzusehen, daß trotz der labilen und instabilen Lage der letzteren RastkugeLn trotzdem eine einwandfreie Rastung erhalten wird, auch wenn eine sehr feine Unterteilung, d.h. ein sehr kleiner WinkeL et» angestrebt wird. Bei näherer Betrachtung ist jedoch festzusteLLen, daß die durch den instabilen Zustand auftretenden RückstelL-kräfte sich zumindest nahezu aufheben. Offenbar hat bisher ein Vorurteil bestanden, 'derart ige Rastwerke zu entwickeln, obwohl infolge der Miniaturisierung von Bauteilen seit langete ein Bedürfnis nach Rastwerken mit sehr feiner Teilung besteht.

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Die gute Rastwirkung des erfindungsgemäßen Rastwerkes beruht weiterhin auf der Tatsache, daß eine RastkugeL 7, 8, 9, 10 trotz des kleinen RastwinkeLs *&· · von der Raststel-Lung in der Vertiefung 4 aus bis zur nächsten Feinraststel-Lung einen vieL größeren Hub ausführt als bei einer entsprechenden TeiLung der Rastkurve 5 des Rastkranzes 6.

Dieses Verhältnis ist anschaulich in Fig. 1 oberhalb der Rastkugel 7 als kleingezackte Rastkurve beispielhaft eingezeichnet . /Bei dem dort dargestellten Rastwinkel et*¹ durch die kleine Zahnung 18 und durch die notwendige Rastkugel 19 mit entsprechend kleinem Durchmesser beträgt der Hub der Rastkugel 19 maximal 40 bis 45 % der Zahntiefe. Dieser prozentuale Hub wird auch bei der erfindungsgemäßen Anordnung fast erreicht, wie anhand der Lage der Rastkugeln 8 und 10 in bezug auf die Rastkugel 7 ersichtlich ist. Da jedoch die Zahntiefe beim Ausführungsbeispiel gemäß der Erfindung viel größer ist, ist auch der Hub für die Rastkugeln 7, 8, 9, 10 entsprechend vergrößert.

Es ist noch hervorzuheben, daß eine Rastkurve 5 mit grober Teilung, wie sie bei der Erfindung verwendet wird, leichter mit hoher Genauigkeit herstellbar ist, als eine Rastkurve feiner Unterteilung.

In an sich bekannter Weise können zusätzlich zu den im Beispiel gezeigten vier Rastkugeln 7, 8, 9, 10 weitere Rastkugeln vorgesehen sein, die in gleicher Weise angeordnet sind, jedoch um einen Winkel versetzt, so daß die Rastwii— kung erhöht werden kann.

Anstelle von Rastkugeln 7, 8, 9, t0 können auch andere Rastelemente, beispielsweise Rastfinger oder -scheiben etc.

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vorgesehen sein und anstelle des Rastkranzes 2 kann eine Scheibe mit am Umfang derselben oder auf der Scheibenoberfläche vorgesehenen Erhöhungen und/oder Vertiefungen etc. verwendet werden.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung beträgt der Winke Labstand zwischen zwei Rastelementen 1, 8, 9, 10 zwischen 30° und 90° und dieser entspricht einem Rastwinkel oC oder einem ganzzahligen Vielfachen davon plus/minus ^-, also - Cn-D · cC·/

Weiterhin kann die Scheibe 12 mit einer Gewindebuchse 20 versehen sein, so daß das Rastwerk in eine Bohrung leicht einsetzbar und darin befestigbar ist und über den Drehknopf 1 betätigt werden kann. Zur Mitnahme einer Schalterachse oder sonstigen Drehwelle etc. ist der Lagerzapfen mit einer unrunden zentralen Aussparung 21, z.B. einem Schlitz, versehen. In diese Aussparung 21 kann ein entsprechend angepaßtes zu verdrehendes Teil eingesetzt werden.

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'AO-L ee rs ei te

Claims

STANDARD ELEKTRIK LORENZ AKTIENGESELLSCHAFT Stuttgart J.Rose-F.Sczepur 5-2 Patentansprüche

1. Rastwerk, insbesondere für Stufendrehschalter mit um einen gleichen Rastwinkel versetzten Drehstufen und mit einer wechselweise Erhöhungen und Vertiefungen aufweisenden Rastkurve und mehreren relativ zur Rastkurve drehbaren Rastelementen, die derart angeordnet sind, daß ein oder mehrere Rastelemente rastend in eine Vertiefung eingreifen und das oder die übrige(n) Raste lementCe) nicht in eine Vertiefung eingreifen, so daß sich eine größere Zahl von Rastschritten ergibt, als Erhöhungen bzw. Vertiefungen vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens η Rastelemente (7, 8, 9, 10)vorgesehen sind, von denen jedes, bezogen auf eine gemeinsame Anfangsstellung, in einem anderen Rastwinkel-Teilungsverhä Itnis -— angeordnet ist, wobei m die betreffende Stellenzahl eines Rastelementes (7, 8, 9, 10) bedeutet und eine ganze Zahl >. 1 <, η und η die Gesamtzahl der notwendigen Rastelemente (7, 8, 9, 10) und eine ganze Zahl >3 ist.

2. Rastwerk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Rastkurve (5) auf einem Rastkrahz (2) angeordnet ist und dieser die Raste lemente C7, 8, 9, 10) umgibt.

ZT/P21-Hs/rk

14.10.1982 - 2 -

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3. Rastwerk nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß RasteLemente aLs federnd gegen die Rastkurve (5)
drückende RastkugeLn C7, 8, 9, 10) ausgebildet sind.

4. Rastwerk nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die RasteLemente (7, 8, 9, 10) an oder

in einer Scheibe C12) angebracht sind, die vom Rastkranz
(2) umgeben ist und Scheibe (12) und Rastkranz (2) reLativ gegeneinander verdrehbar sind.

5. Rastwerk nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß benachbarte RasteLemente (7,8,9,10) voneinander einen WinkeLabstand zwischen 30 und 90° aufweisen, der jedoch dem RastwinkeL (*·) oder einem ganzzahLigen Vielfachen des Rastwinkels (oL) pLus oder minus - entspricht.

6. Rastwerk nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Rastkurve (5) schräg ansteigende
Gleitflächen (6) aufweist und benachbarte GLeitfLächen (6) in der Vertiefung (4) einen WinkeL zwischen 70 und 110°
einschLi eßen.

7. Rastwerk nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Rastkranz (2) mit einem Lagerzapfen
(11) für das die RasteLemente (7, 8, 9, 10) tragende
Teil (12) versehen ist.

8. Rastwerk nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das die RasteLemente (7, 8, 9, 10) tragende Teil (12) mit einer Gebindebuchse (20) versehen ist.

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9. Rastwerk nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Rastkranz (2) mit einem Betätigungsteil (1) versehen ist.

10. Rastwerk nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Lagerzapfen (11) als Mitnehmer für ein anzutreibendes Teil ausgebildet ist.

11. Rastwerk nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Lagerzapfen (11) mit einer Aussparung (21) rodt unrundem Querschnitt versehen ist.