DE3932991C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Drehgrenzschalter mit einem Halterahmen, einer in dem Halterahmen drehbar gelagerten Gewindespindel, einer bei Drehung der Gewin­ despindel längs dieser verschiebbaren und mit einer Schaltnocke versehenen Spindelmutter und einem von der Schaltnocke betätigbaren Schalter an dem Halterahmen.

Ein Drehgrenzschalter dieser Art ist aus dem deutschen Patent 27 14 493 bekannt. Der Drehgrenzschalter hat eine drehbar angetriebene Welle, die eine lediglich mit ihren beiden Enden an der Welle befestigte Schraubenfe­ der durchsetzt. An einer achsparallel zur Welle verlau­ fenden Führungsstange ist ein Schaltstück verschiebbar geführt, welches mit einem Fortsatz auf die Schrauben­ feder aufgefädelt ist und sich bei der Drehung der Welle längs der Schraubenfeder fortschraubt. Das Schalt­ stück bildet eine Schaltnocke für einen im Bereich eines der Enden der Schraubenfeder angeordneten Schal­ ter. Die Welle trägt darüberhinaus eine Anschlagnocke, die das Schaltstück in der Grenzstellung tangential mitnimmt und für eine den Schalter betätigende Stellbe­ wegung sorgt.

Der bekannte Drehgrenzschalter ist mechanisch vergleichs­ weise empfindlich. Darüberhinaus ist die Anzahl der Umdre­ hungen der Welle, über die er bis zum Erreichen der Grenz­ stellung verstellt werden kann, vergleichsweise gering, wenn ein für rauheren Betrieb geeigneter, hinreichend dicker Drahtdurchmesser der Schraubenfeder nicht unter­ schritten werden soll.

Es ist Aufgabe der Erfindung, einen Drehgrenzschalter einfacher und robuster Konstruktion zu schaffen, der trotz vergleichsweise geringer Abmessungen über einen großen Drehhub verstellt werden kann.

Ausgehend von dem eingangs erläuterten Drehgrenzschal­ ter wird diese Aufgabe erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Spindelmutter an einem gleichachsig zur Gewinde­ spindel drehbar an dem Halterahmen gelagerten Führungs­ element drehfest, jedoch axial verschiebbar geführt ist und das Führungselement über eine dessen Drehzahl bezogen auf die Drehzahl der Gewindespindel minderndes Untersetzungs­ getriebe drehfest und gleichsinnig drehend mit der Gewinde­ spindel gekuppelt ist. Bei einem solchen Drehgrenzschalter mindert das gleichsinnig mit der Gewindespindel mit verrin­ gerter Drehzahl mitrotierende Führungselement den Vorschub der Spindelmutter pro Umdrehung der Gewindespindel. Dies entspricht einer virtuellen Verringerung der Steigung der Gewindespindel, ohne daß deren mechanische Stabilität darunter leidet. Die kontinuierliche Drehbewegung der Spindelmutter kann darüberhinaus zur Erhöhung des Schalt­ hubs bei der Betätigung des Schalters ausgenutzt werden.

Bei dem Führungselement kann es sich beispielsweise um einen achsparallel zur Gewindespindel verlaufenden, um die Drehachse der Gewindespindel rotierenden Führungsbü­ gel oder dergleichen handeln, an welchem die Spindelmut­ ter verschiebbar geführt ist. Zweckmäßigerweise handelt es sich jedoch bei dem Führungselement um eine axial geschlitzte Schlitzhülse, die die Gewindespindel koaxi­ al umgibt und durch deren Schlitz die Schaltnocke der Spindelmutter austritt und die Spindelmutter an der Schlitzhülse führt. Die Schlitzhülse schützt die Gewinde­ spindel vor Beschädigungen und kann gegebenenfalls ein Schmierfettreservoir bilden.

Üblicherweise ist die Komponente, deren Drehgrenze erfaßt werden soll, beispielsweise die Seiltrommel eines Hubwerks, formschlüssig mit dem Drehgrenzschalter gekuppelt, so daß dieser nach dem Einbau relativ zu der zu überwachenden Kom­ ponente justiert werden muß. Bei herkömmlichen Drehgrenz­ schaltern, wie zum Beispiel dem Drehgrenzschalter des deutschen Patents 27 14 493 sind im Antriebsweg der Gewindespindel axial lösbare Rastkupplungen gleichachsig zur Gewindespindel vorgesehen. Der Einstellvorgang des bekannten Drehgrenzschalters ist jedoch vergleichsweise langwierig, wenn die Gewindespindel über einen weiten Weg verstellt werden soll. In einer bevorzugten Ausgestal­ tung der Erfindung können die Gewindespindel und das Führungselement unabhängig voneinander justiert werden, was den Einstellvorgang erheblich verkürzt. Bei dieser Ausführungsform ist das Untersetzungsgetriebe als Zahnradgetriebe ausgebildet, welches an einem der Enden der Gewindespindel einerseits und des Führungselements andererseits sitzende Zahnräder aufweist, die mit zugeordneten, gleichachsig angeordneten, drehfest miteinander gekuppelten, angetriebenen Zahnrädern kämmen. Die Gewindespindel und das Führungselement sind im Bereich zumindest ihrer den Zahnrädern benachbarten Enden in einem gemeinsamen, quer zur Drehachse ela­ stisch auslenkbaren Lagerelement gelagert und kommen bei einer Auslenkbewegung des Lagerelements außer Eingriff mit den angetriebenen Zahnrädern. Die dem Untersetzungsgetriebe abgewandten Enden der Gewindespindel und des Führungselements tragen hierbei Bedienungsorgane.

Bei dem Lagerelement kann es sich im einfachsten Fall um eine Lagerbuchse handeln, die beispielsweise in elastischen Ringen gefaßt am Halterahmen befestigt ist. Da jedoch der beim Antrieb auftretende Querschub bei hohen Genauigkeitsanforderungen die Schaltgenauigkeit beeinträchtigen kann, ist das Lagerelement zweckmäßiger­ weise als Lagerbuchse ausgebildet, das in einer Führungs­ öffnung des Halterahmens quer zur Drehachse der Gewinde­ spindel verschiebbar geführt ist. Eine am Halterahmen abgestützte Feder spannt die Lagerbuchse in Eingriffs­ richtung der Zahnräder vor. Die Führungsöffnung verhin­ dert Querbewegungen in Schubrichtung der Zahnräder.

Der Schalter kann unmittelbar an dem Halterahmen befestigt sein. Insbesondere bei Ausführungsformen mit quer zur Spindelachse beweglichem Lagerelement kann es jedoch bei hohen Anforderungen an die Schaltgenauigkeit zu Schalttole­ ranzen kommen, wenn sich die Gewindespindel, wenn auch geringfügig, relativ zu dem Schalter bewegen kann. Beson­ ders enge Schalttoleranzen lassen sich erreichen, wenn der Schalter an der Lagerbuchse befestigt ist, vorzugsweise, wenn an beiden Enden des Führungselements bzw. der Gewinde­ spindel quer zur Drehachse elastisch auslenkbare Lagerele­ mente vorgesehen sind und zum Beispiel die beiden Lager­ buchsen durch eine Traverse zu einer Einheit verbunden sind, an der der Schalter befestigt ist. Unabhängig von der Querbewegung der Gewindespindel bleibt damit die relative Lage des Schalters zur Gewindespindel erhalten.

Bei einer Variante der vorstehend erläuterten Ausgestal­ tung, bei der die Antriebsverbindung im Bereich des Unter­ setzungsgetriebes zum Einstellen des Drehgrenzschalters aufgetrennt werden kann, ist vorgesehen, daß die Gewinde­ spindel und das Führungselement im Bereich ihrer den Zahn­ rädern entfernten Enden in einem gemeinsamen, eine be­ grenzte Pendel- oder Kippbewegung zulassenden Pendellager gelagert sind, welches eine Schwenkbewegung der Gewinde­ spindel und des Führungselements quer zur Drehachse zu­ läßt. Das Pendellager ermöglicht eine besonders exakte Fixierung der Gewindespindel und des Führungselements relativ zum Halterahmen und damit besonders geringe Schalttoleranzen. Es hat sich gezeigt, daß das notwendige Lagerspiel von z.B. 0,1 mm eines normalen, zylindrischen, jedoch vergleichsweise schmalen Gleitlagers ein für die vorliegenden Zwecke verwendbares Lager mit Pendeleigen­ schaft bildet, da die Zahnhöhe der Zahnräder und damit auch der Kippwinkel der Gewindespindel sehr klein ist. Es hat sich ferner als zweckmäßig erwiesen, wenn das Pendellager einen als axial geschlitzten, radial elasti­ schen Ringansatz ausgebildeten Außenring hat, der am Halterahmen gehalten, beispielsweise einstückig angeformt, ist und einen mit dem Führungselement verbundenen Innenring mit kugeltonnenförmigem Außenmantel umschließt. Das Führungselement kann mit seinem Innenring bei der Montage des Drehgrenzschalters in den Außenring einge­ schnappt werden. Ein auf den Außenring aufgesetzter Federring spannt den Außenring gegen den Innenring und gleicht sowohl ursprüngliche als auch durch Abnützung entstehende Lagertoleranzen aus.

Beim Justieren des Drehgrenzschalters müssen die Zahn­ räder des Untersetzungsgetriebes zueinander so ausgerich­ tet sein, daß deren Zähne nach erfolgter Justierung wieder ineinander eingreifen. Im ungünstigsten Fall können die Zähne um eine halbe Zahnteilung gegeneinander verstellt sein, was beim Ausrichten der Zahnräder zu einem entsprechenden Einstellfehler führen würde. Um diese Einstellungenauigkeit ausgleichen zu können, ist in einer bevorzugten Ausgestaltung vorgesehen, daß der Schalter an einem Führungsansatz des Halterahmens gleichachsig zur Drehachse der Gewindespindel schwenkbar an dem Halterahmen geführt und in justierbarer Schwenk­ lage an dem Halterahmen fixierbar ist. Durch diese einfache Maßnahme läßt sich nicht nur der aus der Zahnteilung sich ergebende Stellungsfehler kompensieren, sondern es lassen sich auch die sich addierenden Spiele in den Lagern des Führungselements, der Gewindespindel und des Lagerelements ausgleichen.

In einer bevorzugten Ausgestaltung sind an dem Halterah­ men mehrere Einheiten aus je einer Gewindespindel, einer Spindelmutter, einem Schalter und einem mit der Gewindespindel über ein Untersetzungsgetriebe drehfest gekuppelten Führungselement vorgesehen, die sämtlich von einer gemeinsamen Eingangswelle aus angetrieben werden. Auf diese Weise lassen sich zum Beispiel End­ schalter für beide Drehrichtungen für Notabschaltung oder betriebsmäßige Abschaltung darstellen. Die Spindel­ achsen dieser Einheiten sind zweckmäßigerweise zueinan­ der parallel und mit gleichem Abstand von der Drehachse einer an dem Halterahmen drehbar gelagerten Steuernocke angeordnet, so daß mit einer einzigen Steuernocke sämtliche Einheiten der Reihe nach justiert werden können. Es versteht sich, daß auch mehrere Nocken an einem gemeinsamen Nockenkörper vorgesehen werden können, um sämtliche Einheiten gleichzeitig von der Eingangswel­ le abkuppeln zu können.

Die Gewindespindel kann ein eingängiges oder auch mehrgängiges Gewinde haben. Soweit das Gewinde längs der Spindel gleichbleibenden Windungssinn hat, müssen die Schalter im Bereich der Enden der Gewindespindel angeordnet werden. Die Anordnungsweise der Schalter legt den Drehsinn der Gewindespindel fest. In einer zweckmäßigen Ausgestaltung der Erfindung ist die Gewin­ despindel als Kreuzgewindespindel ausgebildet, deren Gewindeendbereiche mit Umkehrgewindegängen versehen sind. Ein Drehgrenzschalter dieser Art kann unabhängig von der Anordnungsweise der Schalter in beiden Drehrich­ tungen eingesetzt werden, insbesondere wenn der Schal­ ter in einem Bereich zwischen den Umkehrgewindegängen, beispielsweise angenähert der Mitte der Gewindespindel, angeordnet ist. Die Spindelmutter führt trotz gleich­ bleibender Drehrichtung der Gewindespindel eine Hin- und Herbewegung aus, die zu einer Verlängerung des Drehhubs des Drehgrenzschalters ausgenutzt werden kann, wenn die Schaltnocke und das Kreuzgewinde sowie gegebe­ nenfalls das Untersetzungsverhältnis des Untersetzungs­ getriebes so bemessen sind, daß die Schaltnocke in einem mehrere hin- und hergehende Stellbewegungshübe der Spindelmutter umfassenden Zyklus lediglich in einem der Stellbewegungshübe den Schalter betätigt und in den übrigen Stellbewegungshüben des Zyklus den Schalter nicht betätigt. So kann sich beispielsweise die Schalt­ nocke in einer der axialen Bewegungsrichtungen der Spindelmutter auf der Betätigungsseite des Schalters vorbeibewegen, während sich die Schaltnocke in der entgegengesetzten Bewegungsrichtung auf der von der Betätigungsseite abgewandten Seite der Gewindespindel an dem Schalter vorbeibewegt. Der Zyklus kann zwei oder auch mehr Hübe umfassen. Wesentlich hierbei ist, daß durch geeignete Bemessung der Gewindesteigung der Gewindespindel allein das Übersetzungsverhältnis des Drehgrenzschalters variiert werden kann, ohne daß das eingangsseitg vorgesehene Zahnrad-Untersetzungsgetriebe verändert werden müßte.

Als günstig hat es sich herausgestellt, wenn das Untersetzungsgetriebe als Planetengetriebe ausgebildet ist, da hierdurch bei vorgegebener Gesamtübersetzung der Durchmesser der auf der Gewindespindel oder dem Führungselement sitzenden Zahnräder und damit der Gesamtdurchmesser des Drehgrenzschalters verringert werden kann. Durch diese Maßnahme werden auch am Halterahmen zu lagernde Zwischenzahnräder vermieden.

In einer bevorzugten Ausgestaltung ist vorgesehen, daß am Schalter ein die Schaltnocke der Spindelmutter mit einem Nockenfolgekopf abtastenden Zwischenhebel angelenkt ist, über den der Schalter betätigbar ist. Der Nocken­ folgekopf, bei dem es sich zur Minderung der Abnutzung zweckmäßigerweise um eine drehbar gelagerte Rolle handelt, bewirkt eine virtuelle Erhöhung der Steilheit der Auflauffläche der Schaltnocke und damit eine Erhö­ hung der Schaltgeschwindigkeit. Auf diese Weise kann die Kontaktöffnungsgeschwindigkeit des Schalters soweit erhöht werden, daß sie die Schaltgeschwindigkeit von Schaltern mit Sprungmechanismus erreicht und dementspre­ chend einfachere Schalter eingesetzt werden können. Nicht zuletzt diese Maßnahme erlaubt vergleichsweise breite Schaltflächen der Schaltnocke und damit eine Schaltbetätigung des Schalters mit einem Nachlaufspiel der Eingangswelle von ein bis eineinhalb Umdrehungen.

Zum Schutz vor einer mechanischen Überlastung kann im Antriebsweg des Drehgrenzschalters eine Rutschkupplung vorgesehen sein.

Im folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand einer Zeichnung näher erläutert. Hierbei zeigt

Fig. 1 einen Längsschnitt durch einen Drehgrenzschalter mit Gewindespindelantrieb, gesehen entlang einer Linie I-I in Fig. 2;

Fig. 2 eine Axialansicht des Drehgrenzschalters, ge­ sehen in Richtung eines Pfeils II in Fig. 1;

Fig. 3 eine Schnittansicht des Drehgrenzschalters in Justierbetriebsstellung, gesehen entlang einer Linie III-III in Fig. 4;

Fig. 4 eine Schnittansicht des Drehgrenzschalters aus Fig. 1, jedoch in Justierbetriebsstellung, gesehen entlang einer Linie IV-IV in Fig. 3;

Fig. 5 eine Seitenansicht einer Variante eines Dreh­ grenzschalters mit Kreuzgewindespindel mit einem Teilschnitt entlang einer Linie V-V aus Fig. 7;

Fig. 6 eine Schnittansicht des Drehgrenzschalters aus Fig. 5, gesehen entlang einer Linie VI-VI in Fig. 8 bei abgenommenem Getriebegehäusedeckel;

Fig. 7 eine teilweise aufgebrochene Stirnansicht des Drehgrenzschalters, gesehen in Richtung eines Pfeils VII in Fig. 8;

Fig. 8 eine Schnittansicht des Drehgrenzschalters gemäß Fig. 1, jedoch dargestellt in einer Justierbetriebsstellung, gesehen entlang einer Linie VIII-VIII in Fig. 7;

Fig. 9 eine teilweise aufgebrochene Stirnansicht einer weiteren Variante eines Drehgrenzschalters mit Kreuzgewindespindel und

Fig. 10 eine Schnittansicht durch den Drehgrenzschalter, gesehen entlang einer Linie X-X in Fig. 9.

Der zunächst anhand der Fig. 1 bis 3 erläuterte Dreh­ grenzschalter hat einen gehäuseartigen Halterahmen 1 mit stirnseitigen Lagerschilden 3, 5, die durch Streben 7 miteinander verbunden sind. An dem Gehäuserahmen 1 sind vier Grenzschaltereinheiten 9 gehalten, die gemein­ sam über ein Getriebe 11 von einer Eingangswelle 13 angetrieben werden. Jede der Grenzschaltereinheiten 9 hat eine achsparallel und mit gleichem Abstand zur Eingangswelle 13 angeordnete Gewindespindel 15, die mit ihren Enden 17, 19 in Lagerbohrungen 21, 23 einer die Gewindespindel 15 koaxial umschließenden, zylindrischen Schlitzhülse 25 drehbar gelagert ist. Die Schlitzhülse 25 ist ihrerseits gleichachsig zur Gewindespindel 15 in Lagerbuchsen 27, 29 der Lagerschilde 3, 5 drehbar gelagert. Auf der Gewindespindel 17 sitzt eine Spindel­ mutter 31, die mit einem Schaltnocken 33 durch einen axial verlaufenden Schlitz 35 der Schlitzhülse 25 austritt und die Spindelmutter 31 relativ zur Schlitz­ hülse 25 drehfest, aber axial verschiebbar führt. Im Bereich des dem Getriebe 11 abgewandten Lagerschilds 3 hat jede Grenzschaltereinheit 9 einen Schalter 37, der über einen Zwischenhebel 39 von der Schaltnocke 33 der Spindelmutter 31 betätigbar ist (Fig. 2). Die Schlitz­ hülse 25 trägt an ihrem getriebeseitigen Ende ein Zahnrad 41, welches mit dem durchmesserkleineren Teil­ rad eines Stufenzahnrads 43 kämmt. Die Gewindespindel 15 ragt mit ihrem Ende 19 aus der Schlitzhülse 25 vor und trägt an dem vorragenden Ende 19 ein Zahnrad 45, welches mit dem durchmessergrößeren Teilrad des Stufen­ zahnrads 43 kämmt. Das Stufenzahnrad 43 ist gleichach­ sig zur Eingangswelle 13 frei drehbar auf einem Achszap­ fen 47 gelagert, der sich einerseits in dem Lagerschild 5 und andererseits in einer Öffnung der Eingangswelle 13 abstützt. Das Stufenzahnrad 43 kuppelt die Schlitz­ hülse 25 drehfest mit der Gewindespindel 15 und bildet zusammen mit den Zahnrädern 41, 45 ein Untersetzungsge­ triebe, welches die Schlitzhülse 25 gleichsinnig zur Gewindespindel 15, jedoch mit verringerter Drehzahl antreibt. Für die Antriebsverbindung des Stufenzahnrads 43 zur Eingangswelle 13 sorgt ein gleichachsig zum Stufenzahnrad 43 angeordnetes Zahnrad 49, welches von einer Feder 51 gegen die Seitenfläche des Stufenzahnrads 43 gedrückt wird und zusammen mit diesem eine Rutschkupp­ lung bildet. Das Zahnrad 49 kämmt mit dem durchmesser­ kleineren Teilrad eines Stufenzahnrads 53, welches achsparallel zur Eingangswelle 13 an einem gehäusefesten Zapfen 55 gelagert ist. Der durchmessergrößere Radteil des Stufenzahnrads 53 kämmt mit einer Verzahnung 57 der Eingangswelle 13.

Bei Antrieb der Eingangswelle 13 wird das Stufenzahnrad 43 mit untersetzter Drehzahl über das Stufenzahnrad 53 und das Zahnrad 49 angetrieben. Das Stufenzahnrad 43 treibt seinerseits die Gewindespindel 15 und die Schlitz­ hülse 25 rotierend an, wobei die Spindelmutter 31 aufgrund der geringeren Drehzahl der Schlitzhülse 25 längs der Gewindespindel 15 verschraubt wird. Der Schalter 37 wird betätigt, wenn die Schaltnocke 33 den Zwischenhebel 39 erreicht. Der axiale Zustellhub der Schaltnocke 33 pro Umdrehung der Schaltnocke ist zwar vergleichsweise gering, reicht aber aus, um trotz Toleranzen sicherzustellen, daß der Zwischenhebel 39 nur bei einer definierten Umdrehung sowohl axial als auch radial überlappt wird. Die Grenzschaltereinheit 9 hat damit insgesamt ein hohes Auflösungsvermögen. Die Gewindespindeln 15 der Grenzschaltereinheiten 9 haben zur Bildung von Grenzschalterpaaren für beide Drehrich­ tungen jeweils paarweise entgegengesetzten Windungssinn, wie dies bei 59 in Fig. 1 angedeutet ist. Wenn sich die Spindelmutter 31 der einen Grenzschaltereinheit 9 jedes Paars in ihrer den Schalter 37 betätigenden Endstellung befindet, so befindet sich, wie Fig. 1 zeigt, die Spindelmutter 31 der jeweils anderen Grenzschalterein­ heit 9 in der jeweils gegenüberliegenden Stellung.

Um die Grenzschaltereinheiten 9 jeweils einzeln justie­ ren zu können, kann die Antriebsverbindung des Stufen­ zahnrads 43 zu den Zahnrädern 41, 45 der Grenzschalter­ einheiten 9 gelöst werden, so daß sowohl die Gewinde­ spindel 15 als auch die Schlitzhülse 25 frei gedreht werden kann. Die Lagerbuchsen 27, 29 sind hierzu in Führungsöffnungen 61, 63 der beiden Lagerschilde 3, 5 radial zur Drehachse des Stufenzahnrads 43 verschiebbar geführt und werden von Federn 65, 67 für den Eingriff der Zahnräder 41, 45 in das Stufenzahnrad 43 zu dessen Drehachse hin vorgespannt. In Verlängerung der Drehach­ se des Stufenzahnrads 43 ist an einem Zapfen 69 des Lagerschilds 5 eine Welle 71 drehbar gelagert, die durch eine Lageröffnung 73 des Lagerschilds 3 austritt. Der Lagerzapfen 69 sitzt in einer Öffnung einer über die Welle 71 drehbaren Exzenternocke 75, die durch axiales Verschieben und Drehen der Welle 71 in Eingriff mit den einzelnen Lagerbuchsen 29 gebracht werden kann und die Lagerbuchsen 29 von der Achse des Stufenzahnrads 43 weg in eine Position drückt, in der die Zahnräder 41, 45 aus der Verzahnung des Stufenzahnrads 43 heraus­ gehoben sind, wie dies in Fig. 4 für die obere Grenz­ schaltereinheit 9 dargestellt ist. In dieser Position kann die an ihrem Ende 17 frei zugängliche Gewindespin­ del 15 und die am entsprechenden Ende einen Handring 77 tragende Schlitzhülse 25 zur Justierung der Spindelmut­ ter 31 sowohl nach axialer Lage als auch Drehposition ihrer Schaltnocke 33 frei gedreht werden.

Wie am besten Fig. 2 zeigt, ist der Schalter 37 an einem Flansch 79 der Lagerbuchse 27 befestigt, so daß eventuelle Querverschiebungen der Spindelachse, zum Beispiel aufgrund des Flankendrucks der Zahnräder 41, 45 die Schalttoleranzen im Betrieb nicht beeinträchti­ gen. Die Welle 71 ist von einer in der Lageröffnung des Lagerzapfens 69 angeordneten Feder 81 entgegen der Eingriffsrichtung der Nocke 75 axial vorgespannt, so daß die Nocke 75 den Normalbetrieb des Drehgrenzschal­ ters nicht beeinträchtigt. Anschläge 83, 85 begrenzen den Hub der Welle 71.

Wie Fig. 3 durch eine gestrichelte Linie andeutet, kann der Nockenkörper 75 auch mehrere Nocken für eine gemein­ same Betätigung sämtlicher Grenzschaltereinheiten 9 haben.

Im folgenden wird eine Variante des Drehgrenzschalters der Fig. 1 bis 4 beschrieben, die sich von diesem Drehgrenzschalter lediglich durch die Art der Gewinde­ spindeln und die Art der Anbringung der Schalter unter­ scheidet. Sich entsprechende Teile sind mit den glei­ chen Bezugszahlen bezeichnet und zur Unterscheidung mit dem Buchstaben a versehen. Zur Erläuterung des Aufbaus und der Wirkungsweise dieser Teile wird auf die Be­ schreibung der Fig. 1 bis 4 Bezug genommen.

Während die Gewindespindeln 15 der Fig. 1 bis 4 Gewinde 59 mit gleichbleibendem Windungssinn haben, sind die Gewindespindeln 15a des Drehgrenzschalters der Fig. 5 bis 8 mit einem Kreuzgewinde 82 versehen, dessen gegen­ sinnige Gewindegänge an beiden Enden der Gewindespindeln 15a über Gewindeübergänge 84 ineinander übergehen. Bei gleichbleibendem Drehsinn der Gewindespindeln 15a führen die Spindelmuttern 31a dementsprechend eine Hin- und Herbewegung zwischen den beiden Enden der Gewinde­ spindeln 15a aus. Die Schalter 37a sind etwa in der Mitte der Gewindespindeln 15a auf Quertraversen 86 (Fig. 5) befestigt, die die beiden quer zur Spindelach­ se verschiebbar geführten Lagerbuchsen 27a und 29a zu einer Einheit verbinden. Die Steigung der Kreuzgewinde 82 der identischen Gewindespindeln 15a, die Abmessungen der Schaltnocken 33a und das Untersetzungsverhältnis der über die Zahnräder 41a, 43a und 45a drehfest mit den Gewindespindeln 15a gekuppelten Schlitzhülsen 25a ist so gewählt, daß die Schaltnocken 33a lediglich in einer Richtung ihrer Axialbewegungen den Zwischenhebeln 39a der Schalter 37a benachbart vorbeibewegt werden, während sie in der anderen Axialbewegungsrichtung auf der den Zwischenhebeln 39a abgewandten Seite der Gewin­ despindeln 15a den Zwischenhebel 39a und damit den Schalter 37a passieren. Auf diese Weise erhöht sich der Gesamthub und dementsprechend die zu überwachende Zahl der Umdrehungen der Eingangswelle 13a um den Faktor 2 verglichen mit dem Drehgrenzschalter der Fig. 1 bis 4.

Im Gegensatz zum Drehgrenzschalter der Fig. 1 bis 4 ist das Zahnrad 49a unter Verzicht auf die Reibkupplungswir­ kung einteilig mit dem Stufenzahnrad 43a verbunden. Es hat sich herausgestellt, daß bei geeigneter Verzahnung der Zahnräder 41a, 43a und 45a deren Verzahnungen die Funktion einer Sicherheitskupplung übernehmen, die die Grenzschaltereinheiten 9 vor Überlastung schützt. Eine solche Verzahnung kann auch bei dem Schalter der Fig. 1 bis 4 anstelle der Rutschkupplung vorgesehen sein. Gegebenenfalls kann auch der Schalter der Fig. 5 bis 8 eine zusätzliche Rutschkupplung haben.

Der Gesamthub kann bei Einsatz des Kreuzgewindes noch weiter dadurch erhöht werden, daß durch entsprechende Auslegung des Untersetzungsgetriebes der Schaltnocken erst nach mehr als zweimaligem Durchfahren der Gewinde­ länge den Schalter betätigt.

Die Fig. 9 und 10 zeigen eine Variante des Drehgrenz­ schalters der Fig. 5 bis 8, die sich von diesem Dreh­ grenzschalter im wesentlichen durch die Gestaltung des Untersetzungsgetriebes, die Lagerung der Gewindespindeln auf der dem Untersetzungsgetriebe abgewandten Seite und die Art der Anbringung der Schalter unterscheidet. Sich entsprechende Teile sind mit den Bezugszahlen der Fig. 1 bis 8 und zur Unterscheidung mit dem Buchstaben b versehen. Zur Erläuterung des Aufbaus und der Wirkungs­ weise wird auf die Beschreibung einerseits der Fig. 1 bis 4 und andererseits der Fig. 5 bis 8 Bezug genommen.

Der Drehgrenzschalter umfaßt wiederum vier Grenzschalter­ einheiten 9b, deren Schalter 37b in der vorstehend erläuterten Weise über Gewindespindeln 15b mit Kreuzge­ winde 82b von Schaltnocken 33b der Spindelmuttern 31b betätigt werden. Die Spindelmuttern 31b werden wiederum von Schlitzhülsen 25b geführt, die ebenso wie die Gewindespindeln 15b von einer Eingangswelle 13b aus, jedoch mit verringerter Drehzahl, mittels eines Unter­ setzungsgetriebes 11b angetrieben werden.

Im Unterschied zum Drehgrenzschalter der Fig. 5 bis 8 ist das Untersetzungsgetriebe 11b als Planetengetriebe ausgebildet, dessen einteilig an der Eingangswelle 13b angeformtes Sonnenrad 49b gleichachsig von einem am Gehäuse 1b angeformten Hohlrad 87 umschlossen wird. An einem zur Drehachse der Eingangswelle 13b gleichachsigen Achszapfen 47b ist ein Planetenradträger 89 drehbar gelagert, der an Achszapfen 55b ein, vorzugsweise jedoch mehrere, Planetenräder 53b drehbar trägt, die sowohl mit einer Verzahnung 57b des Sonnenrads 49b als auch der Verzahnung des Hohlrads 87 kämmen. Der Plane­ tenradträger 89 ist einteilig mit dem auch bei den vorstehend erläuterten Varianten des Drehgrenzschalters vorhandenen Stufenzahnrad 43b verbunden, dessen durch­ messergrößeres Rad mit dem drehfest auf dem getriebesei­ tigen Ende 19b der Gewindespindel 15b sitzenden Zahnrad 45b kämmt. Das durchmesserkleinere Rad des Stufenzahnrads 43b kämmt andererseits mit dem auf dem entsprechenden Ende der Schlitzhülse 25b sitzenden Zahnrad 41b. Vergli­ chen mit dem Untersetzungsgetriebe der vorstehend erläuterten Drehgrenzschalter läßt sich mit dem Plane­ tenradgetriebe ein höheres Untersetzungsverhältnis erzielen, so daß Zahnräder 41b, 45b mit verringertem Durchmesser verwendet werden können. Dementsprechend kann auch die Querabmessung des Gehäuses 1b verringert werden. Im dargestellten Ausführungsbeispiel kann der gesamte Drehgrenzschalter in einem insgesamt zylindri­ schen Gehäuse untergebracht werden, aus dem lediglich noch die Schalter 37b radial vorstehen.

Für die Justierung der Schaltstellungen können die Zahnräder 41b, 45b wiederum aus dem Stufenzahnrad 43b mittels der an der Welle 71b sitzenden Exzenternocke 75b ausgehoben werden, wie dies vorstehend erläutert wurde. Anders als bei dem Drehgrenzschalter der Fig. 5 bis 8 sind die getriebeseitigen Enden der Schlitzhülse 25b nicht mehr vollständig von dem radial in Führungsöff­ nungen 63b des Lagerschilds 5b geführten Lagerbuchsen 29b umschlossen. Die Lagerbuchsen 29b sind als Lager­ schalen ausgebildet, die die Schlitzhülsen 25b ledig­ lich auf der äußeren Seite von Federn 67b vorgespannt führen. Die inneren Lagerschalen sind an dem Lagerschild 5b angeformt.

Die Schlitzhülsen 25b und Gewindespindeln 15b sind lediglich auf der getriebenahen Seite radial beweglich gelagert. Auf der dem Getriebe 11b abgewandten Seite sind die Schlitzhülsen 25b in Pendellagern 91 drehbar gelagert. Die Pendellager 91 erlauben eine definierte allseitige Kippbewegung der Schlitzhülsen 25b beim Abkuppeln der Zahnräder 41b, 45b vom Stufenzahnrad 43b. Jedes der Pendellager 91 umfaßt einen an der Schlitzhül­ se 25b angeformten, kreistonnenförmigen, inneren Lager­ ring 93, der in einem einteilig am Lagerschild 3b angeformten Lageransatz 95 aufgenommen ist. Der Lageran­ satz 95 hat eine sphärische Innenfläche, die sowohl eine Rotation der Schlitzhülse 25b um die Achse der Gewindespindel 15b als auch eine Kippbewegung quer zur Drehachse erlaubt. Axiale Schlitze des Lageransatzes 95 verleihen diesem radial elastische Eigenschaften, so daß der Innenring 93 bei der Montage des Drehgrenzschal­ ters in den Lageransatz 95 axial eingeschnappt werden kann. Auf den Außenmantel des Lageransatzes 95 ist ein Federring 97 aufgesetzt, der den Lageransatz 95 radial zusammenspannt und ursprüngliches wie auch durch Abnut­ zung entstehendes Lagerspiel ausgleicht.

Die Zahnteilung der Zahnräder 41b, 45b erlaubt lediglich vorbestimmte Einstellschritte bei der Drehjustierung der Gewindespindel 15b und der Schlitzhülse 25b. Für eine Feineinstellung und für den Ausgleich von Toleran­ zen im Antriebsweg des Getriebes sind die Schalter 37b auf Schalterträgern 99 montiert, die gleichachsig zur Drehachse der Gewindespindel 15b an Lageransätzen 101 schwenkbar geführt sind. Arretierungsschrauben 103, die die Schalterträger 99 in Langlöchern 105 durchsetzen, erlauben die Arretierung der Schalter 37b relativ zum Gehäuse 1b.

An den Schaltern 37b sind wiederum etwa tangential zur Schlitzhülse 25 sich erstreckende Zwischenhebel 39b schwenkbar gelagert, die an ihren freien Enden als drehbare Rollen ausgebildete Nockenköpfe 107 tragen. Die Nockenköpfe 107 erlauben eine verschleißarme virtuel­ le Erhöhung der Betätigungsgeschwindigkeit der Schalter 37b. Darüber hinaus können vergleichsweise breite Schalt­ nocken 33b verwendet werden, die, bezogen auf die Eingangswelle 13b, einen Nachlauf der Schalterbetätigung von ein bis eineinhalb Umdrehungen zulassen.

Claims (19)

1. Drehgrenzschalter, mit einem Halterahmen (1), einer in dem Halterahmen (1) drehbar gelagerten Gewindespindel (15), einer bei Drehung der Gewindespindel (15) längs dieser verschiebbaren und mit einer Schaltnocke (33) verse­ henen Spindelmutter (31) und einem von der Schalt­ nocke (33) betätigbaren Schalter (37) an dem Halte­ rahmen (1) , dadurch gekennzeichnet, daß die Spindelmutter (31) an einem gleichachsig zur Gewindespindel (15) drehbar an dem Halterahmen (1) gelagerten Führungselement (25) drehfest, jedoch axial verschiebbar geführt ist und das Führungsele­ ment (25) über ein dessen Drehzahl bezogen auf die Drehzahl der Gewindespindel (15) minderndes Unterset­ zungsgetriebe (41, 43, 45) drehfest und gleichsinnig drehend mit der Gewindespindel (15) gekuppelt ist.

2. Drehgrenzschalter nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Führungselement als axial geschlitz­ te, die Gewindespindel (15) koaxial umgebende Schlitz­ hülse (25) ausgebildet ist, durch deren Schlitz (35) die Schaltnocke (33) der von der Schlitzhülse (25) umschlossenen Spindelmutter (31) austritt und die Spindelmutter (31) an der Schlitzhülse (25) führt.

3. Drehgrenzschalter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Untersetzungsgetriebe (41, 43, 45) als Zahnradgetriebe ausgebildet ist, welches an einem Ende der Gewindespindel (15) einerseits und des Führungselements (25) andererseits sitzende Zahnräder (41, 45) aufweist, die mit zugeordneten, gleichachsig drehfest miteinander gekuppelten, angetriebenen Zahnrädern (43) kämmen, daß die Gewinde­ spindel (15) und das Führungselement (25) im Bereich zumindest ihrer den Zahnrädern (41, 45) benachbarten ihrer beiden Enden in einem gemeinsamen, quer zur Drehachse elastisch auslenkbaren Lagerelement (27, 29) gelagert sind und bei einer Auslenkbewegung des Lagerelements (27, 29) außer Eingriff mit den ange­ triebenen Zahnrädern (43) kommen.

4. Drehgrenzschalter nach Anspruch 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Lagerelement als in Führungsöff­ nungen (61, 63) des Halterahmens (1) quer zur Dreh­ achse der Gewindespindel (15) verschiebbar geführte, die Drehachse zumindest teilweise umschließende Lagerbuchse (27, 29) ausgebildet ist, die von am Halterahmen (1) abgestützten Federn (65, 67) in Eingriffsrichtung der am Ende der Gewindespindel (15) und des Führungselements (25) vorgesehenen Zahnräder (41, 45) vorgespannt wird.

5. Drehgrenzschalter nach Anspruch 4, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Schalter (37) an der Lagerbuchse (27, 29) gehalten und zusammen mit dieser quer zur Spindelachse beweglich geführt ist.

6. Drehgrenzschalter nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß an beiden Enden des Führungsele­ ments (25a) bzw. der Gewindespindel (15a) quer zur Drehachse elastisch auslenkbare Lagerelemente (27a, 29a) vorgesehen sind, die durch eine Traverse (86) zu einer Einheit verbunden sind und daß der Schalter (37a) an der Traverse (85) befestigt ist.

7. Drehgrenzschalter nach Anspruch 3 oder 4, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Gewindespindel (15b) und das Führungselement (25b) im Bereich ihrer den Zahnrädern (41b, 45b) entfernten Enden in einem gemeinsamen, eine Pendelbewegung der Gewindespindel (15b) zulassen­ den Pendellager (91) gelagert sind, welches eine Schwenkbewegung der Gewindespindel (15b) und des Führungselements (25b) quer zur Drehachse zuläßt.

8. Drehgrenzschalter nach Anspruch 7, dadurch gekennzeich­ net, daß das Pendellager (91) einen mit dem Führungs­ element (25b) verbundenen Innenring (93) mit kugelton­ nenförmigem Außenmantel und einen am Halterahmen (1b) gehaltenen, komplementären Außenring (95) aufweist.

9. Drehgrenzschalter nach Anspruch 8, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Außenring als am Halterahmen (1b) gehaltener, axial geschlitzter, radial elastischer Lageransatz (95) ausgebildet ist und daß ein Feder­ ring (97) den Lageransatz (95) außen umschließt.

10. Drehgrenzschalter nach einem der Ansprüche 3 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß an dem Halterahmen (1) eine Steuernocke (75) drehbar gelagert ist, daß mehrere aus je einer Gewindespindel (15), einer Spindelmutter (31), einem Schalter (37) und einem mit der Gewindespin­ del (15) über ein Untersetzungsgetriebe (41, 43, 45) drehfest gekuppelten Führungselement (25) bestehende Einheiten (9) mit zueinander paralleler Spindelachse um die Steuernocke (75) herum gemeinsam an dem Halterahmen (1) vorgesehen sind, und daß die gemeinsamen Lagerelemente (27, 29) der Spindelmuttern (15) und Führungselemente (25) radial zur Steuernocke (75) beweglich zur Steuernocke (75) hin vorgespannt sind und von der Steuernocke (75) auslenkbar sind.

11. Drehgrenzschalter nach Anspruch 10, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Steuernocke (75) axial beweglich geführt und von einer Feder (81) von den der Steuer­ nocke (75) zugeordneten Lagerelementen (29) weg in eine Ruhestellung vorgespannt ist, in der sie mit den Lagerelementen (29) nicht in Eingriff steht.

12. Drehgrenzschalter nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Schalter (37b) an einem Führungsansatz (101) des Halterahmens (1b) gleichachsig zur Drehachse der Gewindespindel (15b) schwenkbar an dem Halterahmen (1b) geführt und in justierbarer Schwenklage an dem Halterahmen (1b) fixierbar ist.

13. Drehgrenzschalter nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Gewindespindel (15a; 15b) als Kreuzgewindespindel ausgebildet ist, deren Gewindeendbereiche mit Umkehrgewindegängen (84; 84b) versehen sind.

14. Drehgrenzschalter nach Anspruch 13, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Schalter (37a; 37b) in einem Bereich zwischen Umkehrgewindegängen (84; 84b) angeordnet ist.

15. Drehgrenzschalter nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, daß das Untersetzungsgetriebe (11a; 11b), die Schaltnocke (75a; 75b) und das Kreuzgewinde (82; 82b) so bemessen sind, daß die Schaltnocke (75) in einem mehrere hin- und hergehende Stellbe­ wegungshübe der Spindelmutter (31a; 31b) umfassenden Zyklus lediglich in einem der Stellbewegungshübe den Schalter (37a; 37b) betätigt und in den übrigen Stellbewegungshüben des Zyklus den Schalter (37a; 37b) nicht betätigt.

16. Drehgrenzschalter nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß das Untersetzungs­ getriebe (11b) ein Planetengetriebe umfaßt, welches ein auf einer drehbar im Halterahmen (1b) gelagerten Eingangswelle (13b) sitzendes Sonnenrad (49b), ein fest am Halterahmen (1b) angeordnetes Hohlrad (87) und einen gleichachsig zur Eingangswelle (13b) drehbar an dem Halterahmen (1b) gelagerten Planeten­ radträger (89) aufweist, an dem seinerseits wenig­ stens ein mit dem Sonnenrad (49b) und dem Hohlrad (87) kämmendes Planetenrad (53b) drehbar gelagert ist, und daß der Planetenradträger (89) mit einem Stufenzahnrad (43b) drehfest verbunden ist, dessen Stufenräder mit auf der Gewindespindel (15b) bzw. dem Führungselement (25b) sitzenden Zahnrädern (41b, 45b) kämmen.

17. Drehgrenzschalter nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß im Antriebsweg des Untersetzungsgetriebes (41, 43, 45) eine Rutschkupp­ lung (43, 49, 51) vorgesehen ist.

18. Drehgrenzschalter nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltfläche der Schaltnocke (33) so lang bemessen ist, daß die Schaltnocke (33) den Schalter (37) mit einem Nach­ laufspiel der Eingangswelle (13) von ein bis einein­ halb Umdrehungen betätigt.

19. Drehgrenzschalter nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß am Schalter (37) zur Erhöhung der Schaltgeschwindigkeit ein die Schaltnocke (33) mit einem insbesondere als drehbare Rolle (107) ausgebildeten Nockenfolgekopf abtasten­ den Zwischenhebel (39) angelenkt ist, über den der Schalter (37) betätigbar ist.