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Die Erfindung betrifft alle Systeme, bei denen eines von zwei
Teilen, welche ineinandergesteckt sind, manuell in bezug auf
das andere entlang einer Bewegungsbahn verschoben wird, die in
einer Richtung und dann in entgegengesetzter Richtung
durchlaufen wird.
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Es kann zweckmäßig oder sogar notwendig, sogar unerläßlich
sein, daß wenigstens eine der Bewegungen, hin oder zurück, nur
dann durchgeführt werden kann, wenn die vorangegangene,
entgegengesetzte Bewegung bis zum Ende abgelaufen ist. Diese
Notwendigkeit kann sich aus der Tatsache ergeben, daß eine Feder
wieder wirksam gestellt werden muß oder ein Zähler in Lauf
gesetzt wird; in den meisten Fällen jedoch ergibt sich die
Notwendigkeit daraus, daß wenigstens ein bewegbares Teil in eine
Position zurückgebracht wird, welche es ihm ermöglicht, bei
der folgenden Bewegung seine Funktion zu erfüllen und
jeglichen Defekt zu vermeiden. Dies ist der Fall, dem man
insbesondere bei elektrischen Anschlußstellen begegnet, die in FR-
A-2531577 und deren ersten Zusatz (8504198) beschrieben sind,
wie auch bei jener, die in der europäischen Anmeldung EP-A-
106931 desselben Anmelders beschrieben ist, wobei eine
Rückbewegung in Richtung auf die Verriegelungsstellung von Stecker
und Steckdose, wenn der Trennvorgang im Gange ist, einerseits
eine Beschädigung der hin- und herbewegbaren Teile, die die
bewegbaren Kontakte tragen, und andererseits das Entstehen
eines elektrischen Lichtbogens zwischen diesen Teilen und den
festen Kontakten verursachen könnte, was in einem explosiven
Medium ausgesprochen gefährlich sein würde. Jedoch kann die
Erfindung selbstverständlich auch bei anderen mechanischen
oder elektrischen Systemen angewandt werden.
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Das US-Patent-A-3,624,362 beschreibt einen manuell zu
betätigenden Schalter, der im besonderen mit einem eine Umkehrung
zwischen zwei Teilen verhindernden System versehen ist,
welches einerseits einen Zapfen, der an einem Tragelement
angebracht ist, welches fest mit einem der Teile verbunden ist
und der Einwirkung eines elastischen Mittels unterliegt,
welches ihn in Richtung auf eine mittlere Ruhelage beaufschlagt,
und andererseits ein Führungsmittel für den Zapfen aufweist,
welches an dem zweiten Teil vorgesehen ist.
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Um eine vollkommen relative Bewegungsfreiheit der beiden
ineinandersteckbaren Teile zu gewährleisten, von denen eines von
Hand in einer ersten Richtung, dann in entgegengesetzter
Richtung bewegt wird, und im Verlauf wenigstens einer der
beiden Bewegungen eine Rückbewegung von einem bestimmten Punkt
des Weges an ganz auszuschliessen, sieht die Erfindung eine
Vorrichtung vor, die die vorerwähnten Mittel des US-Patentes-
A-3,624,362 aufweist, die aber dadurch ausgezeichnet ist, daß
das Bewegen dieses Teiles manuell zunächst in einer ersten
Richtung beim Ineinanderstecken der Teile, dann in
Gegenrichtung beim Trennen derselben erfolgt, wobei der Zapfen
beweglich entsprechend einer einfachen Bewegung in einer Ebene
angebracht ist, die senkrecht zur allgemeinen Richtung der
Relativbewegung verläuft, während das Führungsmittel eine
Führungsschräge ist, die in einer allgemeinen Richtung im
wesentlichen parallel zu der der Relativbewegung verläuft und in
einem Punkt eine Anschlagsfläche aufweist, die im wesentlichen
senkrecht zur Relativbewegung verläuft und gegenüber welcher
der Zapfen gerade in dem Augenblick seine Position eingenommen
hat, in welchem die Bewegung die Position erreicht, ab welcher
eine Umkehr der Bewegungsrichtung nicht möglich sein soll.
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Vorteilhaft wird der Zapfen von einem metallischen Stift
gebildet, der sich durch einen entlang dem Durchmesser
verlaufenden Schlitz am Boden eines zylindrischen Gehäuses erstreckt
und mit einem flachen Kopf versehen ist, der sich in der
Ruhestellung gegen die Innenseite der Abdeckung des Gehäuses
legt, während eine konische schraubenfeder zwischen dem
flachen
Kopf und der Innenseite des Bodens des Gehäuses
angeordnet ist.
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Die Erfindung wird anhand der folgenden Beschreibung, die sich
auf die beigefügten Zeichnungen bezieht, besser zu verstehen
sein. Es zeigen:
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Fig. 1 sechs aufeinanderfolgende Relativpositionen (1A
- 1F) der beiden Elemente, Zapfen und Schräge, einer Vorrichtung
gemäß der Erfindung, wenn die Endphase der Kupplung der beiden
ineinander steckbaren Teile eine Drehbewegung ist;
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Fig. 2 sechs aufeinanderfolgende Relativpositionen (2A
- 2F) der beiden Elemente, Zapfen und Schräge, einer Vorrichtung
gemäß der Erfindung, wenn die beiden ineinandersteckbaren
Teile durch eine axiale Verschiebung gekuppelt werden;
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Fig. 3 und 4 in größerem Maßstab einen Schnitt entlang dem
Durchmesser bzw. eine Ansicht von unten eines in seinem
Gehäuse gelagerten Zapfens.
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Wie bereits erwähnt, weist die Vorrichtung gemäß der Erfindung
einen bewegbaren Zapfen auf, der mit einer Schräge
zusammenwerkt. Bei den dargestellten Ausführungsformen wird der Zapfen
11 von dem aufnehmenden Teil, welches durch das Gehäuse 10
dieses Zapfens repräsentiert ist, getragen, während die
Schräge von dem einzusteckenden Teil getragen wird. Es ist
jedoch zu beachten, daß die Anordnung auch umgekehrt sein
könnte.
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In den Figuren 1A - 1F weist die Kupplung der
ineinandersteckbaren Teile 12 und 10 eine Endphase auf, die eine
Rotationsbewegung um die Achse X des einzusteckenden Teiles beinhaltet.
Der Zapfen 11 ist in einer Ebene P, die durch die Achse X
verläuft, bewegbar, d.h. in einer Ebene senkrecht zur
allgemeinen Richtung der Relativbewegung des einzusteckenden Teiles
12 in bezug auf das aufnehmende Teil 10. Das einzusteckende
Teil 12 trägt einen Nocken 13, der eine Doppelschräge bildet,
die mit dem bewegbaren Zapfen 11 zusammenwirkt und diesen
führt. Der Nocken 13 hat die allgemeine Form eines gekrümmten
Rhombus, dessen Enden an der großen Diagonale 13c zwei Halb-
Perimeter 13a, 13b begrenzen, denen der Zapfen 11 jeweils bei
der Bewegung in einer Richtung F1 bzw. der entgegengesetzten
Bewegung F2 folgt. Auf dem Halb-Perimeter 13b, dem der Zapfen
bei der Bewegung F2 folgt, bildet eine Ausnehmung 14 in Form
eines Hakenzahns eine steile Seite, deren Ebene im
wesentlichen parallel zur Achse X und damit im wesentlichen senkrecht
zur Richtung F2 der Relativbewegung der beiden Teile verläuft.
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Die Anordnung des Zapfens 11 in seinem Gehäuse 10 ist in den
Fig. 3 und 4 deutlich dargestellt. Der Zapfen wird von einem
metallischen Stift gebildet, der sich durch einen entlang dem
Durchmesser verlaufenden Schlitz 15 des Bodens 16 des
zylindrischen Gehäuses 10 erstreckt und mit einem flachen Kopf 17
versehen ist, der sich in der Ruhelage gegen die Innenseite
der Abdeckung 18 des Gehäuses legt. Eine konische
Schraubenfeder 19 ist zwischen dem flachen Kopf 17 und der Innenseite
des Bodens 16 des Gehäuses angeordnet. Es ist erkennbar, daß
der Zapfen in der Durchmesserebene P des Gehäuses 10, die dem
Schlitz 15 entspricht, sich hin- und herbewegen kann und dabei
die Feder 19 verformt und daß letztere dahin tendiert, den
Zapfen in Übereinstimmung mit der Achse Z des Gehäuses 10
zurückzubringen.
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Die Wirkungsweise der Vorrichtung ist folgende: Bei in das
aufnehmende Teil (repräsentiert durch 10) eingestecktem Teil
12 wird die Kupplung dadurch bewirkt, daß das Teil 12 eine
Drehbewegung F1 erfährt. Am Ende des Einsteckvorgangs befindet
sich der Zapfen 11 gegenüber einem Punkt des Halb-Perimeters
13a des Nockens 13 (Fig. 1A). Im Verlauf der Drehung F1 wird
der Zapfen durch die Schräge zum entgegengesetzten Ende des
Teiles 12 zurückgedrückt, wobei er auf dem Nocken 13 gleitet
und den Halb-Perimeter 13a durchläuft (Fig. 1B und 1C). Am
Ende des Kupplungsvorganges befindet sich der Zapfen 11 am
Ende der großen Diagonale des Nockens (Fig. 1D) oder etwas
darüber hinaus, wobei er unter der Wirkung der Feder 19 in
seine axiale Ausgangsposition gegenüber einem Punkt des Halb-
Perimeters 13b zurückgelangt. Wenn zur Trennung der beiden
ineinandergesteckten Teile auf das eingesteckte Teil eine
Drehung F2 entgegengesetzt zu F1 aufgebracht wird, kommt der
Zapfen 11 in Berührung mit dem Halb-Perimeter 13b und gleitet
auf letzterem, dessen Krümmung ihn in entgegengesetzter
Richtung zum Einstecken (Fig. 1E) verschiebt. An dem Punkt des
Halb-Perimeters 13b, der der Position entspricht, von welcher
an eine Umkehr der Bewegung nicht möglich sein soll, ist die
Ausnehmung 14 in Form eines Hakenzahnes angeordnet, deren
steile Seite eine Anschlagsfläche bildet, die im wesentlichen
parallel zur Achse X verläuft, wobei unter der Einwirkung der
Feder 19 der Zapfen 11 gerade in diesen Haken gelangt ist
(Fig. 1F) und jegliche Drehung F1 verhindert. Bei Fortsetzung
der Drehbewegung F2 durchläuft der Zapfen 11 den gesamten
Halb-Perimeter 13b, bis er damit außer Eingriff gerät, um
wieder in die Ausgangsposition gemäß Fig. 1A zurückzukommen.
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Bei diesem Beispiel kann lediglich die Drehbewegung gemäß F2
nicht umgekehrt werden. Es ist jedoch klar, daß die Ausnehmung
14 am Halb-Perimeter 13a vorgesehen sein könnte, um eine
Umkehrung der Rotation gemäß F1 zu verhindern. Eine Ausnehmung
kann auch auf jedem der beiden Halb-Perimeter 13a und 13b
vorgesehen sein, um eine Bewegungsumkehr sowohl im Verlauf der
Kupplungsbewegung als auch im Verlauf der Trennbewegung zu
verhindern.
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Es sei noch bemerkt, daß, wenn in dem dargestellten Beispiel
die Drehbewegungen F1 und F2 ohne axiale Verschiebung
erfolgen, es ohne Schwierigkeiten möglich ist, diesen Aufbau an
eine schraubenförmige Bewegung des einzusteckenden Teiles 12
in bezug auf das aufnehmende Teil 10 anzupassen.
Einfacherweise
verläuft die Diagonale 13c des Nockens 13 dann nach
einer Schraubenlinie und die Winkelposition des Gehäuses, 10 wird
modifiziert, damit der Schlitz 15 in seinem Boden sich in
einer Ebene senkrecht zu dieser Schraubenlinie erstreckt.
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In den Fig. 2A - 2F wird das Kuppeln der ineinandersteckbaren
Teile 10, 22 am Ende einer axialen Relativverschiebung F3
bewirkt. Auch hier ist ein bewegbarer Zapfen 11 vorhanden, der
in einem Gehäuse 10 gelagert ist, welches das aufnehmende Teil
repräsentiert, wobei der Zapfen in der Ebene P sich hin- und
herbewegen kann, die senkrecht zu F3 verläuft. Bei dieser
Ausführungsform wird die vom einzusteckenden Teil 22 getragene
Führungsschräge 23 von zwei quaderförmigen länglichen Rippen
25 und 26 gebildet. Die Rippe 25, die als erste mit dem
Zapfen 11 bei der Kupplungsbewegung F3 zusammenwirkt, ist
etwas schräg in bezug auf die Relativbewegung angeordnet,
während die Rippe 26 parallel zu dieser Richtung verläuft, wobei
die den geringsten Abstand voneinander aufweisenden Endseiten
der beiden Rippen seitlich gegeneinander versetzt angeordnet
sind und der Abstand 24 zwischen diesen Enden größer ist als
der Durchmesser des Zapfens 11. Auch hier ist die
Wirkungsweise klar. Vor dem Ineinanderstecken der beiden Teile (Fig.
2A) befindet sich der Zapfen 11 in seiner Ruhelage gegenüber
einem Punkt der seitenfläche 25a der Rippe 25. Der schräge
Verlauf der Rippe 25 hat zur Folge, daß der bewegliche Zapfen
von der Bahn der Rippe 26 abweicht und dabei auf der Seite 25a
gleitet, wenn die Translationsbewegung des Teils 22
fortgesetzt wird (Fig. 2B).
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Am Ende der Translationsbewegung erreicht der Zapfen 11 das
Ende der Rippe 25 (Fig. 2C), um sich dann unter der Einwirkung
der Feder gegen die Seite 26a der Rippe 26 zu legen (Fig.
2D).
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Wenn man den Trennvorgang beginnt, indem das einzusteckende
Teil 22 eine umgekehrte Translationsbebewegung F4 erfährt,
gleitet der Zapfen 11 auf der Seite 26a der Rippe 26 (Fig.
2E), wobei er dann bei Erreichen des Endes dieser Rippe wieder
seine Ruhelage in der Durchmesserebene der beiden Teile (Fig.
2F) einnimmt und sich so in einer Position gegenüber der
Endseite der Rippe 26 befindet, wobei diese Endseite dann eine
Anschlagfläche bildet, die eine Verschiebung im Sinne F3
verhindert. Es reicht aus, die Länge der Rippe 26 so zu wählen,
daß dieser Moment mit der Position zusammenfällt, von welcher
an eine Umkehr der Bewegung ausgeschlossen sein soll. Bei der
sich anschließenden Translationsbewegung F4 kommt der Zapfen
in Kontakt mit der seitenfläche 25b der Rippe 25, wobei er auf
dieser Seite gleitet bis zu dem Augenblick, in welchem bei
Erreichen des gegenüberliegenden Endes der Rippe er wieder seine
Ruhelage einnimmt, wobei die Teile in die Ausgangsposition
gemäß Fig. 2A zurückkehren.
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Es sei ausdrücklich darauf hingewiesen, daß die beiden
beschriebenen Ausführungs formen, d.h. Schräge mit Ausnehmung in
Form eines Hakenzahnes und Schräge, die durch zwei Rippen
gebildet wird, lediglich als Beispiele angeführt sind, die keine
Einschränkung beinhalten.
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Andere Anordnungen sind möglich. Sie können ebenso in gleicher
Weise unabhängig davon verwendet werden, wie die
Relativbewegung der beiden Teile abläuft. Die Schräge mit Ausnehmung der
Fig. 1 kann an eine axiale Translationsbewegung angepaßt sein
so wie die zweiteilige Schräge der Fig. 2 an eine Drehbewegung
angepaßt sein kann.
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Wie bereits vorstehend ausgeführt worden ist, findet die
Vorrichtung gemäß der Erfindung eine besonders interessante
Anwendung bei elektrischen Anschlüssen, um jeden Versuch eines
Wieder-Verriegelns zu verhindern, wenn beim Trennvorgang die
Position erreicht wird, die der Unterbrechung der Kontakte
entspricht (Fig. 1F und 2F). Es ist dann erforderlich, den
Vorgang bis zum Ende durchzuführen, um wieder in eine Position
zu kommen, in welcher ein Zusammenkuppeln wieder möglich wird
(Fig. 1A und 2A).