DE3238660C2 - Rastwerk, insbesondere für Stufendrehschalter - Google Patents

Abstract

Bei dem erfindungsgemäßen Rastwerk, insbesondere für Stufendrehschalter, ist eine Rastkurve (5) grober Teilung mit einem Rastwinkel α vorgesehen. Eine Feinteilung mit mehr als dreifacher Teilung und einem Rastwinkel α' wird dadurch erreicht, daß wenigstens n Rastelemente (7, 8, 9, 10) vorgesehen sind, von denen jedes, bezogen auf einen gemeinsamen Anfangswert, in einem anderen Rastwinkel-Teilungsverhältnis (m-1)/n angeordnet ist, wobei m die Stellenzahl einer Rastkugel (7, 8, 9, 10) bedeutet und eine ganze Zahl ≥ 1 ≦ n und n die Gesamtzahl der notwendigen Rastkugeln (7, 8, 9, 10) und eine ganze Zahl > 3 ist. Es wird eine Rastung hoher Genauigkeit bei einfacher Herstellbarkeit und mit der Möglichkeit eines sehr kleinen Platzbedarfs erreicht.

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Rastwerk gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
liin derartiges Rastwerk ist bekannt aus der I)S-Patentschrift 2399906. Dort ist an der Drehwelle eine Scheibe mit acht an der Umfangskantc in gleichem Abstand voneinander vorhandenen Kreissegment-Ausschnitten befestigt. Mit dem so gebildeten Kurvenzug wirken vier Rastkugcln 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 Rastslellungen. Um die Anzahl der

in Raslstellungen zu verdoppeln, können zwei einander diagonal gegenüberliegende Rastkugcln um einen halben Rastwinkel versetzt angeordnet werden. In jeder Raslsteliung ist dann ein Paar der Rastkugeln in je einem rastenden Kreissegment-Ausschnitt, während das andere Paar gegen den dazwischen vorhandenen Kreisumfang der Scheibe drückt und eine labile Lage einnimmt.

Weiterhin ist es aus der DE-PS 2230856 bekannt, eine Teilung des durch eine Rastscheibe vorgegebenen Rastwinkels dadurch zu erzielen, daß zwei gleiche Rastscheiben übereinander und um einen halben Rastschritl gegeneinander versetzt angeordnet sind. Die diagonal gegenüber liegenden Rastkugeln springen beim Drehen in axialer Richtung, also senkrecht zur Scheibenebene, von cincv Rasischeibe zur anderen. Dies bedingt also eine höhen- axiale Bauweise.

Mit der Erfindung soli die Aufgabe gelöst werden, auch bei weitgehender Minialurlcistung von Rastwerken für Drahthalter, Kodicrschaltcr, raslbare Drehpolentiometcr etc. eine sehr hohe Rastzahl bei hoher Winkel-

■»» genauigkeil und ausreichender Raslcharakleristik zu erzielen.

Gelöst wird diese Aufgabe durch die im Kennzeichen des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale.
Weitere vorteilhafte Einzelheiten der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Nachfolgend ist die Erfindung anhand eines in der Zeichnung veranschaulichten Ausführungsbeispiels näher beschrieben. Dabei zeigen:
Fig. 1 ein erfindungsgemäßes Rastwerk gemäß dem

4() Schnitt C-D der Fig. 2 und

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

Mit üczugszeichen 1 ist ein Drehknopf bezeichnet, in dem ein Raslkranz 2 angeordnet ist. Letzterer besitzt an der Innenseite eine aus Erhöhungen 3 und Vertiefungen 4 bestehende Rastkurvc 5. Vorzugsweise sind die verbindenden Glcilflächen 6 für als Rastkugeln 7, 8, 9, 10 ausgebildete Raslelcmente wenigstens annähernd gerade und derart schräg, daß der zwischen zwei an-

5(i grenzenden Gleilflüehen 6 in der Verliefung 4 befindliche Winkel zwischen 70 und IK)'¹, vorzugsweise elwa 90" beträgt. Beim Ausführungsbcispicl sind zwölf solcher Rastverticfungcn 4 vorhanden.
Auf einem Lagerzapfen II, 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

wi durch den Innenflansch 13 hindurchgreifende Hallelaschen 14. über die eine Beilagscheibe 15 aufgeschoben ist. Die Enden der Haltelaschcn 14 sind umgebogen und fixieren dio Scheibe 12 mil geringem axialen Spiel. Raslelcmente 7, 8, 9, 10 und Rastkurve 5 sind somit relativ

<>< zueinander verdrehbar.

Die Riistkugeln 7. 8. 9, 10 sind in entsprechend gestalteten, vorzugsweise zum Zentrum der Scheibe 12 hinweisenden Sack löchern 16 der Scheibe 12 jjelageil nnil

drücken unter der Wirkung von Druckfedern 17 gegen die RaslkurveS.

Bei Anwendung der genannten und gezeigten zwölf

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Raslvertiefungen 4beträgt der Raslwinkel α= =30

Isl nur eine Rastkugel oder sind mehrere um einen oder mehrere Rastwinkel gegeneinander versetzte Rastkugeln vorgesehen, so ergeben sich die zwölf Rastslellungen. Erfindungsgemäß sind mehrere Rastkugeln 7, 8, 9, 10 derart angeordnet, daß jede Rastkugel, bezogen auf zwd benachbarte Rastvertiefungen 4, in einem

anderen Rastwinkel-Teilungsverhältnis K= an-

* η

geordnet ist. Dabei bedeutet η die Anzahl und ι eine Zahl von 1 bis η bedeutet eine Stellenzahl der jeweiligen

, Rastkugel 7, 8, 9, 10. Die Rastkugeln können dabei

'-. beliebig am Umfang verteilt werden, d.h. sie können um das Rastwinkel-Teilungsverhällnis und dem ein- oder mehrfachen Rastwinkel α gegenüber einer Bezugsslelle 0 versetzt sein.

_r Der effektive Raslwinkel α' des Drehslufenschallers

ergibt sich aus der Anzahl η der versetzten Rastkugeln, indem man den Raslwinkel ι durch die Zahl /) der Raslkugeln dividiert. Durch Anordnung der vier Rastkugeln 7, 8, 9, 10 beträgt daher beim Ausführungsbcispiel der effektive Rastwinkcl

_α'= '-α= ' -30=7,5 .
η 4

Das Rastwinkel-Teilungsverhältnis multipliziert mit dem Rastwinkel α ergibt somit den Wert, um wieviele effektive Rastwinkel öl' eine Rastkugel gegenüber einer Bezugsstelle, also z.B. einer Rastvertiefung 4, ersetzt ist. Im Ausrührungsbeispiel ist also die gegenüber der Bczugsstellc 0 dritte Raslkugel 9 bei ι = 3, « = 4 und

ix = 30" um " -30' = 15" oder 2 a' versetzt. Dabei 4

ist es an sich gleichgültig, welche der Raslkugeln 7, 8, 9, 10 um diesen Beirag versetzt ist. Wesentlich ist, daß alle vier gegeneinander ein anderes Rastwinkel-Teilungsvcrhältnis aufweisen.

Bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel isl die Rastslellung der Rastkugel 7 als Bezugsslellc 0 gewählt. Von dieser Stelle aus sind die übrigen Raslkugeln 8, 9, 10 bei Drehung der Schalterwelle im Uhrzeigersinn wenigstens um einen Raslwinkel α +oder-einem Rastwinkel-Teilungsverhällnis versetzt, wobei jedes Rastl.ugel 8, 9. 10 bezogen auf die in Drehrichtung folgende Rasiverlicfung 4 oder bezogen auf zwei benachbarte Rasiverliefungen 4 in einem anderen Rastwinkel-Teilungsverhältnis K= angeordnet isl. Die Raslkugel 8 isl η

also beispielsweise gegenüber der Bezugsstelle 0 um γ · χ - 1 -α' versetzt, wobei .v, von der Bezugsstelle 0 aus gezählt, die der Rastkugel 8 zugeordnete nächste Rastvertiefung 4 bedeutet und beim Ausführungsbeispiel gleich 3 ist und der Wert 1 · t' aus dei Beziehung

mit /=2 und

Il Il

einer Hrhöhung3. Hs isl zunächst nicht sofort einzusehen, daß trol?, der labilen und instabilen Lage dor letzteren Rastkugeln Irolzdem eine einwandfreie Rastung erhallen wird, auch wenn eine sehr feine Unterteilung, d.h. ein sehr kleiner Winkel 2' angestrebt wird. Bei näherer Betrachtung ist jedoch festzustellen, daß die durch den instabilen Zustand auftretenden Rückstellkräfte sich zumindest nahezu aufheben. Offenbar hat bisher ein Vorurteil bestanden, derartige Rastwerke zu entwickeln, obwohl infolge der Miniaturisierung von Bauteilen seit langem ein Bedürfnis nach Rastwerken mit sehr feiner Teilung besteht.

Die gute Rastwirkung des erfindungsgemäßen Rastwerkes beruht weiterhin auf der Tatsache, daß eine Rastkugel 7, 8, 9, 10 trotz des kleinen Rastwinkels α' von der Raststellung in der Vertiefung 4 aus bis zur nächsten FeinDtslsiellung einen viel größeren Hub ausführt als bei einer entsprechenden Teilung der Rastkurve 5 des Rastkranzes 6.

Dieses Verhältnis isl anschaulich in Fig. 1 oberhalb der Raslkugel 7 als kleingezackle Rastkurve beispielhaft eingezeichnet. Bei dem dort dargestellten Rastwinkel 2' durch die kleine Zahnung 18 und durch die notwendige Rastkugel 19 mil entsprechend kleinem Durchmesser beträgt der Hub der Raslkugel 19 maximal 40 bis 45% der Zahntiefc. Dieser prozentuale Hub wird auch bei der erfindungsgemäßen Anordnung fast erreicht, wie anhand der Lage der Rastkugeln 8 und 10 in Bezug auf die Raslkugel 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 Rastwirkung erhöhl werden kann.

Anstelle von Raslkugeln 7, 8, 9, 10 können auch andere Raslelemente, beispielsweise Rastfinger oder -scheiben etc. vorgesehen sein und anstelle des Raslkranzes 2 kann eine Scheibe mit am Umfang derselben oder auf der Scheibenoberfläche vorgesehenen Erhöhungen und/oder Verliefungen etc. verwendet werden.

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

Hierzu I Blatt Zeichnungen

= α' herleitbar isl. Ent-

sprechend ist die Raslkugel 9 um r · α - 2 ■ α' mil r= 7 UiI(J i=?i und die R;^lkugel 10 um zn. 'S··/.' mit : --- IO und / 4 gegen cl'i: Bczugssicllc 0 versetzt.

Hohn l-TlMidiingsgogi-'iiMand raslel jeweils eine Raslkugd 7. 8. '.», 10 in cii'e Vertiefung 4 und die übrigen liegen auf den sehrägi-'ii (ik-'illächcn 6 b/w. ggf. auf

Claims (10)

Patentansprüche:

1. Raslwcrk, insbesondere für Stufendrehschalter mit Drehstufen, die um einen gleichen Rastwinkel versetzt sind, der als Mitlelpunktswinkel des aus zwei benachbarten Vertiefungen gebildeten Sektors einer wechselweise Erhöhungen und Vertiefungen aufweisenden Rastkurve festgelegt ist 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) Rastelement(e) nicht in eine Vertiefung eingreifen, so daß «ich eine größere Zahl von Rastschritten ergibt, als Erhöhungen bzw. Vertiefungen vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens beliebig über dem Umfang verteilte Rastelemente (7, 8, 9, 10) mit η > 3 vorgesehen sind, von denen jedes zwischen zwei benachbarten Vertiefungen (4) in jeweils einem anderen Rastwinkel-Teilungsverhältnis V₁ = (/—!)/« angeordnet ist, wobei /=l...n die betreffende Slcllenzahl des jeweiligen Rastelements η bedeutet.

2. Rastwerk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Rastkurve (5) auf einem Rastkran/. (2) angeordnet ist und dieser die Raslelcmente (7, 8, 9,10) umgibt.

3. Rastwerk nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Rastkranz (12) mit einem Lagerzapfen (U) für das die Rastelementc (7, 8, 9, 10) tragende Teil (Scheibe 12) verschen ist.

4. Rastwerk nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Lagerzapfen (11) als Mitnehmer für ein anzutreibendes Teil ausgebildet ist.

5. Rastwerk nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Lagerzapfen (11) mit einer Aussparung (21) mit unrundem Querschnitt versehen ist.

6. Raslwerk nach einem Jer Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Rastelementc als federnd gegen die Rastkurvc (5) drückende Rastkugcln (7, 8. 9, 10) ausgebildet sind.

7. Rastwerk nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Raslelemcnte (7, 8, 9, 10) an oder in einer Scheibe (12) angebracht sind, die vom Rastkranz (2) umgeben ist und Scheibe (12) und Raslkranz (2) relativ gegeneinander verdrehbar sind.

8. Rastwerk nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dall die Rastkurve (5) schräg ansteigende Gleitflächen (6) aufweist und benachbarte Gleitflächen (6) in der Vertiefung (4) einen Winkel zwischen 70 und 1 K)' einschließen.

9. Rastwerk nach einem der Ansprüche 3 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das die Rastelemenle (7, 8, 9, 10) tragende Teil (Scheibe 12) mit einer Gewindebuchse (20) versehen ist.

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