DE3518419C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Betätigung eines Schalters, gemäß dem Oberbegriff des Patentan­ spruches 1.

Eine solche Vorrichtung ist aus der DE-PS 8 28 873 be­ kannt. Die Sperreinrichtung der bekannten Vorrichtung weist zwei der Schalterachse zugeordnete Sperriegel auf, die jeweils unabhängig voneinander entgegen der Wirkung eines elastischen Elementes radial nach innen bewegbar sind und mit radial außen liegenden, ortsfesten Anschlag­ nocken zusammenwirken derart, daß sie jeweils einen An­ schlagnocken beidseitig umfassen. Wenn die Schalterachse gedreht wird, so verbleiben zunächst die beiden Sperr­ iegel in der genannten Stellung. Es wird lediglich durch die Drehung der Schalterachse eine Sprungfeder gespannt. Hat die Schalterachse einen vorgegebenen Schaltwinkel er­ reicht, so stößt ein mit der Schalterachse verbundenes daumenförmiges Auslöseglied gegen einen Vorsprung des in Schaltrichtung vor dem Anschlagnocken liegenden Sperr­ iegels und bewegt diesen entgegen der Wirkung des elastischen Elementes radial nach innen, wodurch er von dem Anschlagnocken weggezogen wird. Ist der Sperriegel von dem Anschlagnocken abgeglitten, so schnellt ein Rie­ gelgehäuse, mit dem die Schalterachse über die genannte Sprungfeder gekoppelt ist, unter Wirkung dieser Sprung­ feder in eine um 90° entfernte nächstliegende Schalt­ stellung, wobei der Sperriegel, der zuvor vom Anschlag­ nocken abgezogen worden ist, gegen den nächstliegenden Anschlagnocken schlägt und dadurch die Bewegung des Rie­ gelgehäuses begrenzt. Damit der in Schaltrichtung hinter dem Anschlagnocken liegende Sperriegel die beschriebene Bewegung des Riegelgehäuses nicht behindert, weist er an seiner Außenseite eine Kurvenfläche auf, die ihn an den nächstliegenden Anschlagnocken vorbeigleiten läßt. Ist die nächste Schaltstellung erreicht, so schiebt das elastische Element beide Sperriegel wieder radial nach außen, so daß der nächste Anschlagnocken beidseitig um­ faßt wird. Ähnlich verhält es sich bei der Ausführungsform mit starr miteinander verbundenem Sperriegelpaar.

Dadurch, daß bei der bekannten Vorrichtung der in Schalt­ richtung jeweils hinter einem Anschlagnocken liegende Sperriegel gegen den nächstliegenden Anschlagnocken schlägt, bevor er an diesem unter Überwindung des den Sperriegel radial nach außen vorspannenden elastischen Elementes vorbeigleitet, werden sowohl die Anschlag­ nocken als auch die Sperriegel relativ stark mechanisch belastet mit der Folge eines entsprechend großen Ver­ schleißes. Dieser ist einer präzisen Schalt-Kinematik abträglich.

Ganz ähnlich verhält es sich bei den Betätigungsvorrich­ tungen nach der GB-PS 6 14 451 sowie DE-PS 6 84 958. Bei letzterer sind die radial zur Schalterache bewegbaren Sperriegel lediglich durch drehbar gelagerte Sperr­ platten ersetzt, die im übrigen im Hinblick auf die Zusammenwirkung mit den ortsfesten Anschlagnocken (Sperrzähne) dieselben Nachteile wie die beschriebenen Sperriegel aufweisen.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der genannten Art zu schaffen, die sich durch eine verschleißarme und damit dauerhaft präzise Konstruktion auszeichnet.

Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst.

Bevorzugte konstruktive Details sind in den Unteransprü­ chen beschrieben.

Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der erfindungs­ gemäßen Betätigungsvorrichtung anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine Vorderansicht einer Dreistellungs-Betäti­ gungsvorrichtung,

Fig. 2 eine Draufsicht auf die Betätigungsvorrichtung gemäß Fig. 1 von unten, wobei der obere Teil in dieser Figur dem vorderen Teil der Vorrichtung in Fig. 1 entspricht.

Zu diesem Ausführungsbeispiel gehört ein Antriebsteil 100 mit einer Eingabewelle, die zur Betätigung der Vorrich­ tung gedreht wird, ein angetriebener Teil 200 mit einer Abgabewelle, die zum Betätigen eines Schalters, mit dem die Vorrichtung verbunden ist, gedreht wird, eine Kraft­ speichereinrichtung 300, die durch das Drehen des An­ triebsteils 100 erregt wird, sowie eine Sperreinrichtung 400, die das Drehen des angetriebenen Teils 200 so lange verhindert, bis in der Kraftspeichereinrichtung genügend Energie gespeichert ist und dann die Kraftspeicherein­ richtung freigibt, damit diese den angetriebenen Teil 200 antreiben kann. Jeder dieser Teile bzw. Einrichtungen soll nun im einzelnen beschrieben werden.

Der Antriebsteil 100 weist Antriebsglieder mit den Be­ zugsziffern 101 bis 106 auf. Eine Eingabewelle 101 ist an einer Seite einer ebenen Antriebsplatte 102 fest ange­ bracht. An der anderen Seite der Antriebsplatte 102, die als Oberseite bezeichnet wird, ist eine Hülse 105 koaxial mit der Einabewelle 101 fest angebracht. Die Hülse 105 ist auf einer Abgabewelle 201 drehbar, so daß sich beim Drehen der Eingabewelle 101 zusammen mit dieser die An­ triebsplatte 102 und die Hülse 105 als Einheit drehen. An der Oberseite der Antriebsplatte 102 sind außerdem zwei Antriesstifte 103 und 104 fest angebracht. Ferner ist an der Oberseite der Antriebsplatte 102 eine Freigabestange 106 fest angebracht, deren Achse parallel zur Achse der Eingabewelle 101 verläuft. Wenn die Antriebsplatte 102 gedreht wird, schwenkt die Mitte der Freigabestange 106 längs eines Bogens 500 in Fig. 2.

Zu dem angetriebenen Teil gehören die mit 201 bis 204 ge­ kennzeichneten Bauelemente. Mit der Eingabewelle 101 ist die Abgabewelle 201 koaxial angeordnet und mit einem hier nicht geeigneten Schalter verbunden, der durch Drehen der Abgabewelle 201 betätigt wird, die in einem Rahmen dreh­ bar gelagert ist. Wie schon erwähnt, ist der Antriebsteil 100 auf der Abgabewelle 201 drehbar gelagert, so daß die beiden unabhängig voneinander gedreht werden können. Auf der Abgabewelle 201 ist eine angetriebene Platte 202 drehfest angebracht, und an der Unterseite dieser ange­ triebenen Platte 202 sind zwei Haltestifte 203 und 204 fest angebracht, die sich in Richtung zur Antriebsplatte 102 erstrecken.

Die Kraftspeichereinrichtung 300 weist eine Schraubenfe­ der 301 auf, in deren Mitte die Hülse 105 sich befindet. Wenn die Schraubenfeder 301 eine neutrale Stellung ein­ nimmt und kein Drehmoment auf die Abgabewelle 201 ausübt, steht ihr unteres Ende 302 mit dem ersten Haltestift 203 und ihr oberes Ende 303 mit dem zweiten Haltestift 204 in Berührung. Aus diesem Grund ist der erste Haltestift 203 kürzer als der zweite Haltestift 204. In beiden Halte­ stiften ist in der Nähe der oberen Enden eine Vertiefung ausgebildet, in der das entsprechende Ende der Schrauben­ feder 301 aufgenommen werden kann.

Die Sperreinrichtung 400 dient dazu, eine Drehbewegung der Abgabewelle 201 zu verhindern, bis die Schraubenfeder 301 durch das Drehen des Antriebsteils 100 mit genügend Kraft versorgt wurde. Dann gibt die Sperreinrichtung die Abgabewelle 201 frei, die dann durch die Schraubenfeder 301 gedreht werden kann. Zu der Sperreinrichtung 400 ge­ hören Bauelemente, die mit Bezugszeichen 401 bis 490 ge­ kennzeichnet sind. Parallel zu den Ebenen der Antriebs­ platte 102 und der angetriebenen Platte 202 liegen zwei parallele Stützplatten 410, die mit der Abgabewelle 201 drehfest verbunden sind. Zwischen den beiden Stützplatten 410 ist an ihren radial äußeren Enden eine Sperrstange 420 angeordnet, deren Achse parallel zur Achse der Abga­ bewelle 201 verläuft. Wenn die Abgabewelle 201 gedreht wird, bewegt sich die Mitte der Sperrstange 420 längs eines Bogens 600, der um die Achse der Abgabewelle 201 zentriert ist. Eine erste Sperrplatte 430, eine zweite Sperrplatte 440, eine dritte Sperrplatte 450 und eine vierte Sperrplatte 460, die alle die gleiche Gestalt haben, sind auf zwei Drehstiften 490 drehbar gelagert, die an einem hier nicht gezeigten Rahmen fest angebracht sind. Die Ebenen, in denen die Sperrplatten liegen, sind alle parallel zu den Ebenen der Antriebsplatte 102 und der angetriebenen Platte 202. Jede der Sperrplatten 430, 440, 450 und 460 hat ein äußeres Ende 431, 441, 451 und 461, die alle in der Nähe des von der Freigabestange 106 beschriebenen Bogens 500 liegen, sowie ein inneres Ende, welches jeweils in der Nähe des Bogens 600 liegt, längs dessen die Sperrstange 420 sich bewegt. In jeder der Sperrplatten sind Ausnehmungen 433, 443, 453 und 463 aus­ gebildet, die teilweise einen von zwei Begrenzungsstiften 470 und 480 umgeben, welche an einem hier nicht gezeigten Rahmen fest angebracht sind. Die Begrenzungsstifte 470 und 480 begrenzen die Drehbewegung der Sperrplatten um die Drehstifte 490.

Wenn die Freigabestange 106 oder die Sperrstange 420 dies nicht verhindert, ist die erste Sperrplatte 430 und die dritte Sperrplatte 450 von hier nicht gezeigten Federn oder dergleichen so vorgespannt, daß sie sich im Uhrzei­ gersinn in Fig. 2 gesehen so weit drehen, wie es die Be­ grenzungsstifte 470 und 480 erlauben. Unter ähnlicher Vorspannung steht die zweite Sperrplatte 440 und die vierte Sperrplatte 460, die sich in einer dem Uhrzeiger­ sinn entgegengesetzten Richtung so weit drehen, bis die entsprechenden Ausnehmungen die Begrenzungsstifte 470 und 480 berühren, wenn diese Bewegung nicht durch die Frei­ gabestange 106 oder die Sperrstange 420 verhindert wird.

Das Ausführungsbeispiel hat drei Ausgangsstellungen A, B und C entsprechend den verschiedenen Stellungen der Frei­ gabestange 106 längs des Bogens 500. In diesem Ausfüh­ rungsbeispiel bildet eine Linie zwischen dem Punkt B auf dem Bogen und einem Punkt O, der die axiale Mitte der Eingabewelle 101 bezeichnet, eine Mittellinie, zu der die Vorrichtung symmetrisch gestaltet ist. Die Antriebsplatte 102 und die angetriebene Platte 202 sowie die Stützplat­ ten 410 haben dabei alle Gestalten, die zu der Linie OB symmetrisch sind, und die Antriebsstifte 103 und 104, die Haltestifte 203 und 204, die Begrezungsstifte 470 und 480 und die Drehstifte 490 sind alle symmetrisch zu dieser Linie OB angeordnet.

Wenn, wie Fig. 2 zeigt, die Eingabewelle 101 gedreht wird, so daß sich die Freigabestange 106 am Punkt B be­ findet, liegt das äußere Ende 431 der ersten Sperrplatte 430 und das äußere Ende 461 der vierten Sperrplatte 460 zu beiden Seiten der Freigabestange 106 und das äußere Ende 441 der zweiten Sperrplatte 440 und das äußere Ende 451 der dritten Sperrplatte 450 liegt jeweils auf dem Bogen 500. Das innere Ende 432 der ersten Sperrplatte 430 liegt ebenso wie das innere Ende 462 der vierten Sperr­ platte 460 auf dem Bogen 600, während das innere Ende 442 der zweiten Sperrplatte 440 und das innere Ende 452 der dritten Sperrplatte 450 an entgegengesetzten Seiten der Sperrstange 420 anliegt. Eine Seite der Ausnehmung 443 im zweiten Sperrglied wird gegen den ersten Begrenzungsstift 470 gedrückt, während eine Seite der Ausnehmung 453 in der dritten Sperrplatte 450 gegen den zweiten Begren­ zungsstift 480 gedrückt wird. Dadurch wird die zweite Sperrplatte 440 an einer Drehbewegung entgegen dem Uhr­ zeigersinn in Fig. 2 gehindert, und die vierte Sperrplat­ te 460 kann sich nicht im Uhrzeigersinn drehen, und die Sperrstange 420 ist an einer Bewegung in der einen oder anderen Richtung gehindert.

Die Arbeitsweise des hier gezeigten Ausführungsbeispiels soll für den Fall näher erläutert werden, daß die Einga­ bewelle 101 von Hand oder anderweitig vom Punkt B zum Punkt C in der Zeichnung gedreht wird. Zunächst wird die Schraubenfeder 301 durch die Haltestifte 203 und 204 zu beiden Seiten der Schraubenfeder in ihrer Lage gehalten. Wenn aber die Eingabewelle 101 im Uhrzeigersinn in Fig. 2 gedreht wird, gelangt der zweite Antriebsstift 104 in Berührung mit dem oberen Ende 303 der Schraubenfeder 301 und schiebt sie im Uhrzeigersinn, wodurch die Schrauben­ feder 301 Kraft speichert. Diese Speicherung von Kraft in der Schraubenfeder 301 bewirkt, daß das untere Ende 302 der Schraubenfeder 301 auf den ersten Haltestift 203 eine Kraft ausübt. Diese Kraft wird über die angetriebene Platte 202 auf die Abgabewelle 201 übertragen, die da­ durch ein Drehmoment im Uhrzeigersinn erhält. Da die Stützplatten 410 mit der Abgabewelle 201 fest verbunden sind und die Sperrstange 420 durch die inneren Enden 442 und 452 der zweiten Sperrplatte 440 und der dritten Sperrplatte 450 an einer Bewegung gehindert ist, kann sich die Abgabewelle 201 nicht drehen. Folglich dreht sich die Antriebsplatte 102 unabhängig von der angetrie­ benen Platte 202 weiter, und die in der Schraubenfeder 301 gespeicherte Energiemenge und das auf die Abgabewelle 201 ausgeübte Drehmoment nimmt zu, während die Eingabe­ welle 101 gedreht wird.

Wenn die Freigabestange 106 den Punkt C längs des Bogens 500 erreicht, tritt sie mit dem äußeren Ende 441 der zweiten Sperrplatte 440 in Berührung und drückt das Ende in Fig. 1 nach unten, so daß die zweite Sperrplatte 440 zu einer Umdrehung im Uhrzeigersinn um den Drehstift 490 veranlaßt wird. Bei diesem Drehen wird das innere Ende 442 der zweiten Sperrplatte 440 in der Zeichnung nach oben geschwenkt, was zur Freigabe der Sperrstange 420 führt. Dadurch wird die auf den angetriebenen Teil 200 ausgeübte, zurückhaltende Kraft aufgehoben, und die Süttzplatten 410, die angetriebene Platte 202 und die Ab­ gabewelle 201 wird jeweils durch das von der Schrauben­ feder 301 auf die Abgabewelle 201 ausgeübte Drehmoment im Uhrzeigersinn um den Punkt O gedreht. Beim Drehen des an­ getriebenen Teils 200 wird die Sperrstange 420 längs des Bogens 600 bewegt, und wenn sie das innere Ende 432 der ersten Sperrplatte 430 erreicht, schiebt sie dieses Ende 432 nach oben und bewegt sich nach rechts vom inneren Ende 432, wo sie am inneren Ende 432 zur Anlage kommt und daran gehindert wird, sich entgegen dem Uhrzeigersinn zurückzubewegen. In diesem Zustand ergibt sich eine symmetrische Anordnung der Antriebsplatte 102, der ange­ triebenen Platte 202 und der Stützplatten 410 zu einer die Punkte C und O verbindenden Linie. Außerdem ist die Schraubenfeder 301 zu dieser Linie symmetrisch angeord­ net, wobei ihr unteres Ende 302 mit dem ersten Haltestift 203 und ihr oberes Ende 303 mit dem zweiten Haltestift 204 in Berührung steht.

Ist eine Rückwärtsbewegung vom Punkt C zum Punkt A er­ wünscht, so erfolgen die vorstehend beschriebenen Vor­ gänge in umgekehrter Reihenfolge. Während die Antriebs­ platte 102 durch das Drehen der Eingabewelle 101 entgegen dem Uhrzeigersinn gedreht wird, tritt der erste Antriebs­ stift 103 mit dem unteren Ende 302 der Schraubenfeder 301 in Berührung und dreht diese entgegen dem Uhrzeigersinn, wodurch die Schraubenfeder 301 Kraft speichert. Das obere Ende 303 der Schraubenfeder 301 übt folglich auf die Ab­ gabewelle 201 über den zweiten Haltestift 204 und die angetriebene Platte 202 ein Drehmoment aus. Allerdings ist die Abgabewelle 201 an einer Drehung entgegen dem Uhrzeigersinn gehindert, weil das innere Ende 432 der ersten Sperrplatte 430 die Bewegung der Sperrstange 420 längs des Bogens 600 blockiert. Wenn aber die Freigabe­ stange 106 den Punkt B erreicht, drückt sie das äußere Ende 431 der ersten Sperrplatte 430 nach unten, was eine Umdrehung der ersten Sperrplatte 430 entgegen dem Uhr­ zeigersinn um den Drehstift 420 verursacht und den Ein­ griff zwischen der Sperrstange 420 und dem inneren Ende 432 der ersten Sperrplatte 430 aufhebt. Die in der Schraubenfeder 301 gespeicherte Kraft wird freigegeben und der angetriebene Teil 200 rasch entgegen dem Uhrzei­ gersinn gedreht, bis die Teile den in Fig. 2 gezeigten Zustand wieder erreicht haben, bei dem alle Elemente symmetrisch zu der Linie OB angeordnet sind. Bei einer Bewegung vom Punkt B zum Punkt A und vom Punkt A zurück zum Punkt B erfolgen die vorstehend beschriebenen Bewe­ gungen umgekehrt.

Während das vorstehende Ausführungsbeispiel eine Drei­ stellungs-Betätigungsvorrichtung betrifft, kann durch Erhöhen der Anzahl Sperrplatten die Anzahl Positionen erhöht werden, in die die Abgabewelle 201 gedreht werden kann, so daß die Erfindung auch für eine größere Anzahl von Stellungen anpaßbar ist. Wenn z. B. eine fünfte und eine sechste Sperrplatte entsprechend der ersten Sperr­ platte 430 und der zweiten Sperrplatte 440 auf einem Drehstift rechts von der Linie OC angebracht wird, so daß die erste und zweite Sperrplatte ebenso wie die fünfte und sechste Sperrplatte symmetrisch zur Linie OC angeord­ net ist, kann die Abgabewelle in eine vierte Stellung rechts vom Punkt C gedreht werden.

Die Kraftspeichereinrichtung braucht keine Schraubenfeder zu sein, sondern kann jede beliebige Art von elastischem Glied sein, welches durch eine Veränderung seiner Gestalt elastisch Energie speichert. Bei dem vorstehend beschriebenen Ausführungs­ beispiel sind alle Teile symmetrisch zu einer die Punkte O und B in Fig. 2 verbindenden Linie angeordnet. Durch ent­ sprechende Änderung der Gestalt der Sperrplatten und ih­ rer Anordnung gegenüber dieser Linie kann aber auch eine Betätigungsvorrichtung geschaffen werden, bei der die Be­ tätigungspositionen entsprechend den Punkten A und C zu der genannten Linie symmetrisch angeordnet sind.

Claims (3)

1. Vorrichtung zur Betätigung eines Schalters, mit einer Eingabewelle (101), einer Abgabewelle (201), die mit der Eingabewelle (101) über einen Kraftspeicher (300) in Form eines elastischen Elementes koppelbar ist, und einer ent­ klinkbaren Sperreinrichtung (400), die ein Drehen der Ab­ gabewelle (201) verhindert, bis die Eingabewelle (101) um einen vorbestimmten Winkel gedreht ist, um dann beim Ent­ klinken die im Kraftspeicher (300) gespeicherte Energie zur Drehung der Abgabewelle (201) freizusetzen, wobei auf der Eingabewelle (101) drehfest eine Antriebsplatte (102), auf der Abgabewelle (201) parallel zur Antriebsplatte (101) und drehfest eine angetriebene Platte (202), an der An­ triebsplatte (102) zwei sich zur angetriebenen Platte (202) hin erstreckende Antriebsvorsprünge (103, 104) und an der angetriebenen Platte (202) zwei sich zur Antriebsplatte (102) hin erstreckende Haltevorsprünge (203, 204) angebracht sind derart, daß beim Drehen der Eingabewelle (101) einer der Antriebsvorsprünge (103, 104) mit einem Ende (302 oder 303) des Kraftspeichers (300) in Berührung bringbar und das andere Ende (303 oder 302) des Kraftspeichers (300) gegen einen der Haltevorsprünge (203, 204) drückbar ist unter Ausübung eines entsprechenden Drehmomentes über die angetriebene Platte (202) auf die Abgabewelle (201), dadurch gekennzeichnet, daß die Vorsprünge als Stifte ausgebildet sind und daß die Sperreinrichtung (400) eine Sperrstange (420) aufweist, die sich parallel zur Abgabewelle (201) erstreckt und mit dieser fest verbunden ist, so daß sie mit dieser längs eines sich zentrisch zur Achse der Abgabewelle (201) erstreckenden Kreisbogens (600) bewegbar ist, sowie mindestens zwei Paar Sperrplatten (430, 440, 450, 460) aufweist, die alle um eine ortsfeste Drehachse drehbar so gelagert sind, daß sie sich in einer Ebene parallel zur Ebene der Antriebsplatte (102) drehen können und die alle ein bezüglich der Abgabewelle innen liegendes Ende (432, 442, 452, 462) aufweisen, welches in die kreisbogenförmige Bewegungsbahn (600) der Sperrstange (420) hineindrehbar ist, sowie ein äußeres Ende (431, 441, 451, 461) haben, welches in die kreisbogenförmige Bewegungs­ bahn (500) einer Freigabestange hineindrehbar ist, die an der Antriebsplatte (102) befestigt ist und sich parallel zur Ein­ gabewelle verlaufend zur angetriebenen Platte (202) hin er­ streckt und daß eine Einrichtung (470, 433, 443; 480, 453, 463) vorgesehen ist, die das Ausmaß der Schwenkbewegung der Sperrplatten (430, 440, 450, 460) begrenzt, wobei die Sperr­ platten so angeordnet sind, daß beim Andrücken der Freigabe­ stange (106) an das äußere Ende (431, 441, 451, 461) einer der Sperrplatten (430, 440, 450, 460) das innere Ende (432, 442, 452, 462) dieser Sperrplatte aus dem Bogen (600) der Be­ wegungsbahn der Sperrstange (420) herausschwenkbar ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kraftspeicher eine Schraubenfeder (301) ist, die so angeordnet ist, daß sie durch das Drehen der Eingabewelle (101) aufwindbar und durch das Drehen der Abgabewelle (201) abwindbar ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zur Begrenzung der Schwenkbewegung der Sperrplatten (430, 440, 450, 460) durch in den Sperrplatten angeordnete Ausnehmungen (433, 443, 453, 463) einerseits und sich durch diese hindurch erstreckende ortsfeste Begrenzungs­ stifte (470, 480) andererseits gebildet ist.