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Technisches Gebiet
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Die
vorliegende Erfindung betrifft das technische Gebiet von mechanischen
Steuervorrichtungen für
Einrichtungen mit drei Schaltstellungen, einer Schließstellung,
einer Öffnungsstellung
und einer Erdungsstellung.
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Insbesondere
betrifft die Erfindung eine mechanische Steuervorrichtung für eine gasisolierte
gekapselte Einrichtung, wie etwa einen gasisolierten Schutz- oder
Trennschalter mit drei Schaltstellungen. Die mechanische Steuervorrichtung
ermöglicht
es, diese Einrichtung elektrisch bzw. manuell zu betätigen.
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Stand der Technik
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In
der
EP 1 271 588-A1 und
in der
EP 1 271 589-A1 sind
Steuervorrichtungen für
einen Trenner mit drei Schaltstellungen, einer Schließstellung,
einer Öffnungsstellung
und einer Erdungsstellung offenbart, über welche der Trenner elektrisch
bzw. manuell betätigt
werden kann. Die Steuervorrichtungen enthalten eine drehbare Hauptwelle,
die zum Koppeln mit dem beweglichen Kontakt des Trenners bestimmt ist.
Diese Hauptwelle wird bei den Schaltvorgängen entweder über einen
Elektromotor oder manuell über eine
Kurbel in Drehung versetzt, die dann mit einem manuellen Schaltglied
gekoppelt wird, das mit der Hauptwelle bewegungsgebunden ist.
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Insbesondere
beschreiben diese Schriften Steuervorrichtungen für einen
Trennschalter mit drei Schaltstellungen, die zwei manuelle Schaltorgane enthalten,
von denen das eine den Trennschalter aus seiner Schließstellung
in seine Öffnungsstellung
bzw. umgekehrt schaltet, und das andere den Trennschalter aus seiner Öffnungsstellung
in seine Erdungsstellung bzw. umgekehrt schaltet.
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Die
EP 1 271 588-A1 lehrt
eine Trennschaltersteuerung, bei welcher ein Mechanismus zum Unterbinden
bestimmter manueller Schaltfolgen des Trennschalters eingebaut ist,
um besonderen Anforderungen seitens Benutzer zu genügen.
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Die
EP 1 271 589-A1 lehrt
eine Trennschaltersteuerung, die ferner ein Mittel enthält, um die Drehbewegung
der Kurbel zu blockieren, wenn der Trennschalter seine Öffnungsstellung
ausgehend von seiner Schließstellung
bzw. von seiner Erdungsstellung erreicht hat.
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Die
in diesen beiden Schriften beschriebenen Steuervorrichtungen für Trennschalter
sind mit Nachteilen behaftet.
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Zunächst enthalten
diese Steuervorrichtungen für
Trennschalter einen Zwischenverrieglungsmechanismus, dessen Anordnung
und Auslegung das Unterbinden von bestimmten manuellen Schaltfolgen
des Trennschalters ermöglicht.
Beispielsweise ist es nicht möglich,
eine auf einen Schließvorgang folgende
Erdung durchzuführen.
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Andererseits
enthalten diese Steuervorrichtungen für Trennschalter zwei getrennte Öffnungen, in
welchen die Kurbel eingeführt
werden kann, die einen manuellen Schaltvorgang zwischen Schließstellung
und Öffnungsstellung
bzw. zwischen Öffnungsstellung
und Erdungsstellung durchführen
soll. Jede Öffnung
ist mit einem Kupplungsteil versehen, das den Arretierbolzen mit
der Steuerung mechanisch verbinden soll, sowie mit einem Schließorgan,
das das Einführen
der Kurbel in die Öffnung
verhindern soll, wenn der Schalter in einer Stellung ist, die einen entsprechenden
Vorgang ausschließt.
Jede der beiden Öffnungen
ist auch mit zumindest einem Riegel versehen. Der Nachbau dieser
Teile ist aufwendig und kostspielig.
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Ferner
wird der Zwischenverriegelungsmechanismus dieser Steuervorrichtungen
für Trennschalter über eine
Hilfswelle gesteuert, die über
die Hauptwelle mittels eines Winkelgetriebes angetrieben wird. Es
besteht jedoch die Gefahr, dass der Zwischenverriegelungsmechanismus
sich in einer Lage befindet, die nicht der Stellung der Hauptwelle
entspricht, was zu manuellen Fehlbetätigungen (ihren kann.
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Folglich
besteht ein Bedarf nach einer mechanischen Steuervorrichtung für eine Einrichtung mit
drei Schaltstellungen, die nicht mit den vorangehend erwähnten Nachteilen
der Steuervorrichtungen aus dem Stand der Technik behaftet ist.
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Darlegung der Erfindung
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Die
Erfindung zielt darauf ab, eine Steuervorrichtung für eine elektrische
Einrichtung mit drei Schaltstellungen, wie etwa für einen
Trennschalter, vorzuschlagen, die nicht mit den oben genannten Nachteilen
aus dem Stand der Technik behaftet ist.
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Erfindungsgemäß ist die
Steuervorrichtung für
eine elektrische Einrichtung mit drei Schaltstellungen vom Typ mit
einer Schließstellung,
einer Öffnungsstellung
und einer Erdungsstellung und mit einer Hauptwelle und einer Antriebswelle
dazu bestimmt, mit einem beweglichen Kontakt der elektrischen Einrichtung
gekoppelt zu werden. Sie enthält:
- – einen
Moduswählhebel,
der dazu bestimmt ist, einen Betriebsmodus unter den Modi "Motorschaltmodus", "erster manueller
Schaltmodus zwischen Öffnungsstellung
und Schließstellung der
elektrischen Einrichtung" und "zweiter manueller
Schaltmodus zwischen Öffnungsstellung
und Erdungsstellung der elektrischen Einrichtung" zu wählen, wobei der Moduswählhebel
eine Öffnung enthält, und
- – eine
Kurvenscheibe, die an der Antriebswelle befestigt ist und eine Steuerkurve
aufweist, die innerhalb der Öffnung
verstellbar ist,
so dass die Verstellung der Kurvenscheibe frei ist, wenn die
Steuervorrichtung sich im Motorschaltmodus befindet, auf einen ersten
Drehwinkelbereich der Antriebswelle begrenzt ist, wenn die Steuervorrichtung
sich in dem ersten manuellen Schaltmodus befindet, und auf einen
zweiten Drehwinkelbereich der Antriebswelle begrenzt ist, wenn die
Steuervorrichtung sich in dem zweiten manuellen Schaltmodus befindet.
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Der
Moduswählhebel
ist verstellbar zwischen:
- – einer Neutralstellung, mit
welcher der Motorschaltmodus gewählt
ist und die bei einer beliebigen Winkelstellung der Hauptwelle erreicht
werden kann,
- – einer
ersten Endstellung, mit welcher der erste manuelle Schaltmodus zwischen
der Öffnungsstellung
und der Schließstellung
der elektrischen Einrichtung gewählt
ist und die erreicht werden kann, wenn die Winkelstellung der Hauptwelle
in einem ersten Winkelbereich liegt,
- – einer
zweiten Endstellung, mit welcher der zweite manuelle Schaltmodus
zwischen der Öffnungsstellung
und der Erdungsstellung der elektrischen Einrichtung gewählt ist
und die erreicht werden kann, wenn die Winkelstellung der Hauptwelle
in einem zweiten Winkelbereich liegt.
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Die
Steuerkurve weist eine im wesentlichen kreisrunde oder elliptische
oder ovale Kontur mit einem Krümmungsmittelpunkt
auf, der mit dem Krümmungsmittelpunkt
der Kurvenscheibe zusammenfällt. Sie
ist mit der Kurvenscheibe über
zwei Verbindungsbereiche verbunden, welche zwei Umfangsnasen definieren.
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Die
Kontur der Öffnung
des Moduswählhebels
weist zwei gekrümmte
Abschnitte auf, die über zwei
Zwischenabschnitte miteinander verbunden sind, wobei die gekrümmten Abschnitte
und die Zwischenabschnitte durch Verbindungsbereiche getrennt sind,
welche zwei Verbindungseinkerbungen definieren.
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Die
Steuervorrichtung weist eine Übertragungs-
und Verriegelungsscheibe auf, die an der Hauptwelle befestigt ist,
wobei die Übertragungs- und
Verriegelungsscheibe einen ersten Scheibenabschnitt aufweist, der
funktionell mit Stellungsanzeigemitteln verbunden ist, sowie einen
zweiten Scheibenabschnitt, der in Abhängigkeit von der Winkelstellung der
Hauptwelle mit dem Moduswählhebel
zusammenwirkt, um diesen daran zu hindern, sich bei seiner Verstellung
in einer nicht ordnungsgemäßen Stellung
zu befinden.
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Der
erste Scheibenabschnitt ist an seinem Umfang mit Zähnen versehen,
wobei die Zähne
dazu bestimmt sind, mit Zähnen
einer Steuerstange in Eingriff zu gelangen, die funktionell mit
Hilfsschaltern und mit einem Stellungsanzeiger verbunden ist.
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Der
zweite Scheibenabschnitt weist einen Schlitz auf, der im wesentlichen
die Form von zwei radial zueinander versetzt liegenden und miteinander in
Verbindung stehenden Ringabschnitten hat.
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Die
Steuervorrichtung enthält
einen Stift, der am Moduswählhebel
befestigt ist und in Abhängigkeit von
der Winkelstellung der Hauptwelle in den Schlitz eingreift, um den
Moduswählhebel
daran zu hindern, sich bei seiner Verstellung in einer nicht ordnungsgemäßen Stellung
zu befinden.
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Der
Stift erstreckt sich von einer Seite des Moduswählhebels, die der Übertragungs-
und Verriegelungsscheibe gegenüberliegt,
im wesentlichen senkrecht.
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Die Übertragungs-
und Verriegelungsscheibe wird von einer von der Hauptwelle getragenen
Mitnehmerscheibe mitgenommen, wobei die Mitnehmerscheibe ihrerseits
von einem Rollenrad mitgenommen wird, das an der Antriebswelle befestigt
ist, in welchen die Mitnehmerscheibe zwei Aussparungen und zwei
Anschlagbereiche aufweist, so dass die Mitnehmerscheibe und das
Rollenrad ein Malteserkreuzgetriebe bilden.
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Gemäß einer
ersten Ausführungsform
der Steuervorrichtung ist die Mitnehmerscheibe starr an der Hauptwelle
befestigt und treibt die Hauptwelle und die an der Hauptwelle befestigte Übertragungs- und
Verriegelungsscheibe an.
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Gemäß einer
zweiten Ausführungsform
der Steuervorrichtung besitzt die Mitnehmerscheibe einen Drehfreiheitsgrad
um die Hauptwelle und einen Verschiebefreiheitsgrad entlang der
Hauptwelle, wobei die Mitnehmerscheibe die Übertragungs- und Verriegelungsscheibe
mitnimmt, wobei die Mitnehmerscheibe über ein Rückstellmittel elastisch an
die Übertragungs-
und Verriegelungsscheibe angedrückt wird.
Die Mitnehmerscheibe und die Übertragungs- und
Verriegelungsscheibe weisen jeweils Löcher auf, die so übereinstimmen,
dass sie Hohlräume
bilden, in welche Kugeln einliegen. Durch die Kombination der Übertragungs-
und Verriegelungsscheibe, der Mitnehmerscheibe, des Rückstellmittels,
der Kugeln und Löcher
wird ein Drehmomentbegrenzungsmechanismus gebildet.
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In
mit der ersten Ausführungsform
und der zweiten Ausführungsform
gemeiner Weise wird die Drehung der ersten Kurvenscheibe dann unterbrochen,
wenn entweder:
- – der Moduswählhebel
in der ersten Endstellung und die elektrische Einrichtung in der Öffnungsstellung
liegt, weil eine erste der Nasen der Steuerkurve der Kurvenscheibe
in Anschlag an eine erste Verbindungseinkerbung der Öffnung des Moduswählhebels
gelangt ist,
- – oder
der Moduswählhebel
in der ersten Endstellung und die elektrische Einrichtung in der Schließstellung
liegt, weil eine erste der Rollen des Rads in Anschlag an einen
der Anschlagbereiche der Mitnehmerscheibe bei Betrieb des Malteserkreuzgetriebes
gelangt ist,
- – oder
aber der Moduswählhebel
in der zweiten Endstellung und die elektrische Einrichtung in der Öffnungsstellung
liegt, weil eine zweite der Nasen der Steuerkurve der Kurvenscheibe
in Anschlag an eine zweite Verbindungseinkerbung der Öffnung des
Moduswählhebels
gelangt ist,
- – oder
aber der Moduswählhebel
in der zweiten Endstellung und die elektrische Einrichtung in der Erdungsstellung
liegt, weil eine zweite der Rollen des Rads in Anschlag an den anderen
der Anschlagbereiche der Mitnehmerscheibe bei Betrieb des Malteserkreuzgetriebes
gelangt ist.
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In
mit der ersten Ausführungsform
und der zweiten Ausführungsform
gemeiner Weise enthält die
Steuervorrichtung einen Betätigungshebel,
der funktionell mit dem Moduswählhebel
verbunden ist, so dass es möglich
ist, den Motorschaltmodus oder einen der beiden manuellen Schaltmodi
zu wählen, indem
der Betätigungshebel
in eine der drei nachfolgenden Stellungen verstellt wird:
- – eine
Neutralstellung, die der Neutralstellung des Moduswählhebels
entspricht und mit welcher der Motorschaltmodus gewählt ist,
- – eine
erste Endstellung, die der ersten Endstellung des Moduswählhebels
entspricht und mit welcher der erste manuelle Schaltmodus zwischen
der Öffnungsstellung
und der Schließstellung
der elektrischen Einrichtung gewählt
ist,
- – eine
zweite Endstellung, die der ersten Endstellung des Moduswählhebels
entspricht und mit welcher der zweite manuelle Schaltmodus zwischen
der Öffnungsstellung
und der Erdungsstellung der elektrischen Einrichtung gewählt ist.
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Eine
Verstellung des Betätigungshebels
bewirkt die Verstellung eines Schwenkarms, der mit dem Moduswählhebel
verbunden ist und die Verstellung desselben steuert.
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Der
Betätigungshebel
ist um eine Schwenkachse in einer Ebene senkrecht zu einer Hilfswelle verschwenkbar.
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Die
Steuervorrichtung ist funktionell mit einem Sicherungsmechanismus
verbunden, der einen starr mit dem Betätigungshebel verbundenen Sicherungshebel
und einen Arretierbolzen enthält.
Die Steuervorrichtung und der Sicherungsmechanismus sind in einem
Gehäuse
so angeordnet, dass der Betätigungshebel
und der Arretierbolzen auf der Außenseite einer Wand des Gehäuses liegen,
während
der Sicherungshebel an der Innenseite der Wand des Gehäuses angeordnet
ist.
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Ferner
ist das Gehäuse
mit einem Durchgangsloch versehen und es ist der Arretierbolzen
mit einem Bolzenschaft ausgestattet. Folglich ist dann,
- – wenn
der Motorschaltmodus gewählt
ist, der Sicherungshebel dem Durchgangsloch gegenüberliegend
positioniert, um den Bolzenschaft bzw. ein Bedienglied daran zu
hindern, sich an die Hilfswelle anzukoppeln, so dass die Drehung
der Hilfswelle gestattet ist, und dann,
- – wenn
einer der manuellen Schaltmodi gewählt ist, der Sicherungshebel
so positioniert, dass er das Durchgangsloch freigibt, um dem Bolzenschaft
bzw. einem Bedienglied zu gestatten, sich an die Hilfswelle anzukoppeln.
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Der
Arretierbolzen und der Betätigungshebel sind
zusammen in einer Stellung festgelegt, die dem Motorschaltmodus
entspricht, oder aber in einer Stellung, die dem einen oder anderen
der manuellen Schaltmodi entspricht, und zwar mittels eines Vorhängeschlosses,
das mit seinen Schenkeln zumindest ein Sicherungsloch des Betätigungshebels
und zumindest ein Loch des Arretierbolzens durchsetzt. Auf diese
Weise wird die Drehung der Hilfswelle in einem der beiden manuellen
Schaltmodi blockiert.
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Ferner
enthält
die Steuervorrichtung zumindest einen Schalthebel, der dem Sicherungsmechanismus
zugeordnet ist, wobei der zumindest eine Schalthebel mit Zusatzschaltern
verbunden ist, die ihrerseits mit dem Motor verbunden sind, um den
Motor über
den ausgewählten
Schaltmodus zu informieren.
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Kurzbeschreibung der Zeichnungen
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Die
Erfindung wird beim Lesen der nachfolgenden näheren Beschreibung von Ausführungsformen
der Erfindung besser verständlich,
die sich nur beispielhaft und keineswegs einschränkend verstehen, und zwar anhand
der beigefügten
Zeichnungen, worin zeigt:
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1 eine
perspektivische Ansicht von oben, die eine erste Ausführungsform
der Steuervorrichtung sowie den Sicherungsmechanismus zeigt, die
in einem Gehäuse
angeordnet sind, dessen obere Wand ausgeschnitten ist, und Teile
zum Verbinden der Steuervorrichtung mit dem Motor darstellt,
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2 eine
analoge Ansicht wie 1, wobei das Gehäuse weggelassen
ist,
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2A ein
Schema, das in Draufsicht die Drehverstellung der ersten Kurvenscheibe
der Steuervorrichtung zeigt,
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3 eine
perspektivische Ansicht von unten auf die Steuervorrichtung aus 1,
wobei das Gehäuse
weggelassen ist,
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4 eine
analoge Ansicht wie 3 in größerem Maßstab, wobei die Verbindungsteile
weggelassen sind, welche die Steuervorrichtung und den Sicherungsmechanismus
zeigt,
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5 eine
Schnittansicht im Aufriss einer zweiten Ausführungsform der Steuervorrichtung,
bei der sie mit einem Drehmomentbegrenzungsmechanismus versehen
ist,
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6 eine
analoge Ansicht wie 3 in größerem Maßstab, wobei die Verbindungsteile
weggelassen sind und der Sicherungsmechanismus in einer weiteren
Funktionsstellung gezeigt ist,
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7 eine
analoge Ansicht wie 6, wobei eines der Teile vom
restlichen Mechanismus zwecks besserem Verständnis getrennt ist,
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8 eine
Draufsicht der Übertragungs-
und Verriegelungsscheibe der Steuervorrichtung nach der ersten bzw.
der zweiten Ausführungsform,
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9 eine
Draufsicht des Moduswählhebels der
Steuervorrichtung nach der ersten bzw. der zweiten Ausführungsform,
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10 eine
Draufsicht der Kurvenscheibe der Steuervorrichtung nach der ersten
bzw. der zweiten Ausführungsform,
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11 eine
Draufsicht der ausgesparten Scheibe der Steuervorrichtung nach der
ersten bzw. der zweiten Ausführungsform,
und
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12 eine
Draufsicht der Mitnehmerscheibe der Steuervorrichtung nach der ersten
bzw. der zweiten Ausführungsform.
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Nähere Beschreibung besonderer
Ausführungsformen
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Zunächst wird
die erste Ausführungsform
der erfindungsgemäßen Steuervorrichtung
beschrieben. Es wird zunächst
anhand von 1 und 2 eine Steuervorrichtung 10 für eine elektrische
Einrichtung mit einem beweglichen Kontakt veranschaulicht, der zwischen
drei Stellungen umgeschaltet werden kann, die der Öffnungsstellung,
der Schließstellung
bzw. der Erdungsstellung der elektrischen Einrichtung entsprechen.
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Die
Steuervorrichtung 10 ist innerhalb eines Gehäuses 12 angeordnet.
Sie enthält
eine drehbare Hauptwelle 14, die dazu bestimmt ist, mit
dem beweglichen Kontakt (nicht dargestellt) der elektrischen Einrichtung
gekoppelt zu werden.
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Bei
Normalbetrieb bzw. im Motorschaltmodus wird die Hauptwelle 14 von
einem Motor 2 (in 2 dargestellt)
angetrieben. Dieser Motor 2 wird über Signale gesteuert, die
von Hilfsschaltern 13 und einem Master-Steuermittel (nicht
dargestellt) stammen. Sobald eine der drei Stellungen, Öffnungsstellung,
Schließstellung,
Erdungsstellung, der elektrischen Einrichtung erreicht ist, stellt
sich der Motor 2 ab.
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Insbesondere
enthält
die Steuervorrichtung 10 eine Antriebswelle 28 und
eine Zwischenwelle 68, die beide parallel zur Hauptwelle 14 verlaufen.
Die Hauptwelle 14 trägt
eine Mitnehmerscheibe 84, die über ein von der Antriebswelle 28 getragenes
Rad 60 mitgenommen wird. Dieses Rad 60 hat einen
gezahnten Umfang und wird seinerseits über eine Getriebeeinheit 4 angetrieben,
die von der Zwischenwelle 68 getragen wird, wobei die Getriebeeinheit 4 von
dem Motor 2 in Drehung versetzt wird.
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Das
in 2 und 3 ersichtliche Rad 60 ist
starr an der Antriebswelle 28 befestigt. Es enthält zwei
Radrollen 62, 63, die starr an einer Seite desselben
befestigt sind und dabei einander diametral gegenüberliegen.
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Die
in Draufsicht in 12 dargestellte Mitnehmerscheibe 84 ist
starr an der Hauptwelle 14 befestigt. Sie liegt im wesentlichen
in Form einer Scheibenhälfte
mit einer Durchmesserkante 85 vor. Sie ist mit zwei Aussparungen 86 versehen,
die so bemessen und positioniert sind, dass sie jeweils eine der beiden
Radrollen 62, 63 aufnehmen können. Sie ist auch mit zwei
Anschlagbereichen 88 versehen, die jeweils zwischen eine
der Aussparungen 86 und der Durchmesserkante 85 positioniert
sind. Die Kontur dieser Anschlagbereiche 88 ist im wesentlichen scheibenabschnittsförmig.
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Das
Rad 60 und die Mitnehmerscheibe 84 wirken nach
Art eines unter der Bezeichnung Malteserkreuzgetriebe bekannten
Mechanismus zusammen. Dies bedeutet, dass im Laufe der Drehung des Rads 60,
die eine oder andere Radrolle 62, 63 mit einer
der Aussparungen 86 der Mitnehmerscheibe 84 in
Eingriff gelangt und sie über
eine Wegstrecke drehend mitnimmt, die einem Kreisabschnitt entspricht, wonach
sie außer
Eingriff mit dieser Aussparung 86 gelangt.
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Unter
bestimmten Umständen,
beispielsweise bei einer Störung
oder in einem Notfall, ist es wünschenswert,
dass die Hauptwelle 14 nicht über die Steuerung des Motors 2 in
Drehung versetzt wird, sondern durch manuelle Betätigung in
Drehung versetzt wird.
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Dazu
kann die Steuervorrichtung 10 mittels eines Bedienglieds
ausgeführt
sein, das an eine Hilfswelle 106 ankoppelbar ist. Die Steuervorrichtung 100 enthält einen
Betätigungshebel 112,
der in einer einem manuellen Schaltmodus entsprechenden Stellung
positioniert ist. Dieser Betätigungshebel 112 ist funktionell
mit einem Modulswählhebel 30 verbunden,
der mit einer ersten Kurvenscheibe 50 zusammenwirkt. Die
erste Kurvenscheibe 50 wird von der Antriebswelle 28 getragen,
welche die Hauptwelle 14 mittels des Malteserkreuzgetriebes
in der Art und Weise wie für
den oben beschriebenen motorisieren Schaltmodus beschrieben antreibt.
Die Drehbewegung der Hauptwelle 14 wird mittels der ersten
Kurvenscheibe 50 begrenzt, die mit dem Moduswählhebel 30 zusammenwirkt,
sowie mittels der Anschlagbereiche 88 der Mitnehmerscheibe 84,
die mit den Rollen 62, 63 des Rads 60 zusammenwirken.
All diese Teile werden anhand von 2 bis 4 und 8 bis 11 erläutert.
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Der
in 2 bis 4 dargestellte Betätigungshebel 112 wird
von einer Bedienperson manuell betätigt. Er enthält einen
Körper
im wesentlichen in Form einer Platte mit länglicher Ausrichtung. Er ist außerhalb
des Gehäuses 12 parallel
zu einer Seite desselben angeordnet. Mit seinem einen Ende ist er an
einer Schwenkachse 116 so befestigt, dass der Betätigungshebel 112 um
die Schwenkachse 116 in einer Ebene senkrecht zur Schwenkachse 116 verschwenkbar
ist.
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Wie
in 2 dargestellt ist, ist die Winkelverlagerung des
Betätigungshebels 112 innerhalb
eines Winkelsektors bestimmt, dessen Grenzen zwei Endstellungen 112-2 und 112-3 definieren
und dessen Mittellinie eine Neutralstellung 112-1 definiert.
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Der
Moduswählhebel 30 ist
in 2 und 4 dargestellt. Er liegt im wesentlichen
in Form einer Platte vor, die einen im wesentlichen scheibenförmigen Mittelkörper 32,
eine den Mittelkörper 32 fortsetzende
und sich dabei im wesentlichen in Dreiecksform verjüngende erste
Erweiterung 34 und eine zweite Erweiterung 36 besitzt,
die den Mittelkörper 32 fortsetzt
und im wesentlichen eine Schweifform aufweist. Die beiden Erweiterungen 34, 36 liegen
bezüglich
des Mittelkörpers 32 einander
diametral gegenüber.
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Das
Ende der ersten Erweiterung 34 enthält ein Loch 35, durch
das sich eine Drehstange 38 erstreckt, die ihrerseits starr
am Gehäuse 12 befestigt ist,
so dass sich der Moduswählhebel 30 frei
um diese Drehstange 38 in einer Ebene senkrecht zur Hauptwelle 14 und
zur Antriebswelle 28 drehen kann.
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Das
Ende der zweiten Erweiterung 36 ist drehbar mit einem ersten
Ende eines Schwenkarms 98 verbunden, der seinerseits funktionell
mit dem Betätigungshebel 112 verbunden
ist. Wenn der Schwenkarm 98 auf das Ende der zweiten Erweiterung 36 einwirkt,
wird der Moduswählhebel 30 um
die Drehstange 38 drehend verlagert. Wie in 2 dargestellt
ist, ist die Winkelverlagerung des Moduswählhebels 30 innerhalb
eines Winkelsektors bestimmt, dessen Grenzen zwei Endstellungen 30-2 und 30-3 definieren
und dessen Mittellinie eine Neutralstellung 30-1 definiert.
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Die
Winkelverlagerung des Moduswählhebels 30 wird
durch eine translatorische Verschiebung des Schwenkarms 98 in
axialer Richtung desselben hervorgerufen, wobei diese Verschiebung
ihrerseits durch eine Winkelverlagerung des Betätigungshebels 112 um
seine Schwenkachse herum hervorgerufen wird. Somit besteht in dem
in den Figuren dargestellten Beispiel und insbesondere in 2 folgende Verknüpfung zwischen
den Winkelverlagerungen des Betätigungshebels 112 und
des Moduswählhebels 30:
- – wenn
der Betätigungshebel 112 sich
in seiner Neutralstellung 112-1 befindet, dann liegt der
Moduswählhebel 30 in
seiner Neutralstellung 30-1, d. h. der Motorschaltmodus
ist ausgewählt,
- – wenn
der Betätigungshebel 112 sich
in seiner ersten Endstellung 112-2 befindet, dann liegt
der Moduswählhebel 30 in
seiner ersten Endstellung 30-2 in 2 rechts
von der Neutralstellung 30-1, d. h. es ist der erste manuelle
Schaltmodus zwischen der Öffnungsstellung
und der Schließstellung
der elektrischen Einrichtung gewählt,
- – wenn
der Betätigungshebel 112 sich
in seiner zweiten Endstellung 112-3 befindet, dann liegt
der Moduswählhebel 30 in
seiner zweiten Endstellung 30-3 in 2 links
von der Neutralstellung 30-1, d. h. es ist der zweite manuelle
Schaltmodus zwischen der Öffnungsstellung
und der Erdungsstellung der elektrischen Einrichtung gewählt.
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Der
in Draufsicht in 9 dargestellte Moduswählhebel 30 ist
mit einer Öffnung 40 versehen, die
im im wesentlichen scheibenförmigen
Mittelkörper 32 ausgeführt ist.
Bei dem dargestellten Beispiel ist diese Öffnung 40 durchgehend.
Sie weist eine kurvenförmige
Kontur mit zwei Kurvenabschnitten 42, 43 auf,
die im wesentlichen die Form eines Kreisabschnitts bzw. eines Ellipsen-
oder Ovalabschnitts oder einer Kombination derselben haben. Die
beiden Kurvenabschnitte liegen jeweils gegenüber der dreiecksförmigen ersten
Erweiterung 34 bzw. gegenüber der schweifförmigen zweiten
Erweiterung 36. Die beiden Kurvenabschnitte 42, 43 sind über zwei
Zwischenabschnitte 44 miteinander verbunden, die in das
Innere der Öffnung 40 so
vorstehen, dass sie die Kreis- bzw. Ellipsen- bzw. Ovallinie unterbrechen,
die von den beiden Kurvenabschnitten definiert wird. Die beiden
Verbindungsbereiche zwischen den beiden Zwischenabschnitten 44 und
dem der zweiten Erweiterung 36 gegenüberliegenden Kurvenabschnitt 43 definieren
Verbindungseinkerbungen 46 der Kontur der Öffnung 40.
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Wenn
der Moduswählhebel 30 sich
in der Neutralstellung 30-1 befindet, ist die Öffnung 40 im wesentlichen
um die Antriebswelle 28 zentriert.
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Der
Moduswählhebel 30 enthält auch
einen Stift 48, der im Bereich des auf der Seite der Hauptwelle 14 liegenden
Zwischenabschnitts 44 angeordnet ist. Dieser in 5 ersichtliche
Stift 48 erstreckt sich im wesentlichen senkrecht zum Mittelkörper 32 des
Moduswählhebels 30 ausgehend
von einer Seite desselben.
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Die
Steuervorrichtung 10 enthält ferner eine erste Kurvenscheibe 50,
die in Draufsicht in 10 dargestellt ist und einen
eine Steuerkurve 54 bildenden Vorsprung trägt. Die
Steuerkurve 54 weist eine im wesentlichen kreisrunde bzw.
elliptische bzw. ovale Kontur mit einem Krümmungsmittelpunkt auf, der mit
dem Krümmungsmittelpunkt
der Scheibe 50 zusammenfällt. Die beiden Verbindungsbereiche
zwischen der Kontur der Scheibe 50 und der Kontur der Steuerkurve 54 definieren
zwei Umfangsnasen 56.
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Die
erste Kurvenscheibe 50 ist starr an der Antriebswelle 28 gegenüber derjenigen
Seite des Rads 60 befestigt, an welcher sich die beiden
Radrollen 62, 63 befinden. Die beiden Umfangsnasen 56 sind
beiderseits des Durchmessers des Rads 60 symmetrisch angeordnet,
an welchem die beiden Radrollen 62, 63 angeordnet
sind.
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Die
erste Kurvenscheibe 50 befindet sich im wesentlichen in
gleicher Höhe
wie der Moduswählhebel 30 bezüglich der
Antriebswelle 28. Die Abmessung der ersten Kurvenscheibe 50,
d. h. der Durchmesser der Scheibe zuzüglich der Breite der Steuerkurve 54,
ist kleiner als die größte Abmessung
der Öffnung 40.
Daraus ergibt sich, dass die Öffnung 40 des
Moduswählhebels 30 die
erste Kurvenscheibe 50 umgibt.
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Die
in Draufsicht in 8 dargestellte Übertragungs-
und Verriegelungsscheibe 16 ist starr an der Hauptwelle 14 befestigt.
Sie enthält
einen ersten Scheibenabschnitt 18, der am Umfang mit Zähnen versehen
ist und mit einem ersten linearen Zahnungsabschnitt 24 der
Steuerstange 22 kämmt
und somit ein Winkelgetriebe bildet. Die Steuerstange 22 enthält einen
zweiten linearen Zahnungsabschnitt 25, der mit den Hilfsschaltern 13 kämmt. Das
eine Ende der Steuerstange 22 steht aus dem Gehäuse 12 vor.
Ein Stellungsanzeiger 26 ist starr an diesem Ende der Steuerstange 22 befestigt,
um von außerhalb
des Gehäuses 12 ersichtlich
zu sein.
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Die Übertragungs-
und Verrieglungsscheibe 16 enthält einen zweiten Scheibenabschnitt 20 ohne Zahnung,
der im Durchmesser größer ist
als der des ersten Scheibenabschnitts 18.
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Bei
dem in den Figuren dargestellten Beispiel ist die Übertragungs- und Verrieglungsscheibe 16 so
bemessen, dass jeder der beiden Scheibenabschnitte 18, 20 im
wesentlichen der halben Scheibe entspricht. Der zweite Scheibenabschnitt 20 enthält einen
durchgehenden Schlitz 202, der im wesentlichen die Form
von zwei Ringabschnitten hat, die radial zueinander versetzt sind
und über
einen im wesentlichen geradlinigen Zwischenabschnitt verbunden sind,
der sich radial erstreckt. Im Betrieb ist dieser Schlitz 202 dazu
bestimmt, den Stift 48 des Moduswählhebels 30 aufzunehmen.
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Die
Steuervorrichtung 10 enthält ferner eine ausgesparte
Scheibe 72, die starr an der Hauptwelle 14 befestigt
ist und mit einem Rollenhebel 76 zusammenwirkt. Diese ausgesparte
Scheibe 72 ist in Draufsicht in 11 gezeigt.
Sie enthält
drei Aussparungen 74, die im wesentlichen kreisabschnittsförmig sind
und sich zu ihrem Umfang hin öffnen.
Im dargestellten Beispiel befinden sich alle drei Aussparungen 74 auf
einer gleichen Hälfte
der ausgesparten Scheibe 72.
-
Der
insgesamt in 3 ersichtliche Rollenhebel 76 weist
im wesentlichen die Form einer Stange mit zwei geradlinigen und
parallel verlaufenden länglichen
Platten auf. Das eine Ende des Rollenhebels 76 ist mit
der Zwischenwelle 68 so verbunden, dass er sich frei um
diese drehen kann. An seinem anderen Ende ist der Rollenhebel 76 mit
einer ersten Rolle 78 versehen, die zwischen den beiden
Platten angeordnet ist und um eine senkrecht zu den beiden Platten
verlaufende und diese verbindende Achse frei drehbar ist. Zwischen
seinen beiden Enden ist der Rollenhebel 76 mit einer zweiten
Rolle 80 versehen, die zwischen den beiden Platten angeordnet
ist und um eine senkrecht zu den beiden Platten verlaufende und
diese verbindende Achse frei drehbar ist. Die Drehachsen der beiden
Rollen 78, 80 verlaufen senkrecht zur Richtung
des Rollenhebels 76. Die zweite Rolle 80 wirkt
mit einer von der Antriebswelle 28 getragenen zweiten Kurvenscheibe 82 und
mit einer Rückstellfeder 83 zusammen,
die so wirkt, dass sie die zweite Rolle 80 in Kontakt mit
der zweiten Kurvenscheibe 82 hält. Die zweite Kurvenscheibe 82 weist
im wesentlichen eine Rechteckform mit abgerundeten Ecken auf, so
dass dann, wenn die zweite Rolle 80 sich gegen die zweite
Kurvenscheibe 82 verlagert, der Rollenhebel 76 zu
einer Winkelausfederung um die Zwischenwelle 68 angeregt
wird. Die Länge
des Rollenhebels 76, der Durchmesser und die Stellung der
ersten und der zweiten Rolle 78, 80 sind so gewählt, dass
die erste Rolle 78 sich in eine der Aussparungen 74 der
ausgesparten Scheibe 72 einfügen kann und sich im Laufe
der Ausfederung des Rollenhebels 76 daraus hervortreten
kann.
-
Bei
dem in den Figuren dargestellten Beispiel ist die Mitnehmerscheibe 84 zwischen
der Übertragungs-
und Verriegelungsscheibe 16 und der ausgesparten Scheibe 72 entlang
der Hauptwelle 14 angeordnet. Die Mitnehmerscheibe 84,
die in Form einer Scheibenhälfte
vorliegt, ist so angeordnet, dass sie im wesentlichen dem zweiten
Scheibenabschnitt 20 der Übertragungs- und Verriegelungsscheibe 16 gegenüberliegt.
Eine Druckfeder 90 schiebt die Mitnehmerscheibe 84 gegen
die Übertragungs-
und Verriegelungsscheibe 16, um einen Kontakt zwischen diesen
beiden Scheiben aufrechtzuerhalten (3). Das
Vorsehen dieser Druckfeder 90 ist bei der ersten Ausführungsform
insofern fakultativ, als die beiden Scheiben 16, 84 starr
an der Hauptwelle 14 befestigt sind.
-
Nachfolgend
wird die Funktion der Steuervorrichtung 10 nach der ersten
Ausführungsform
anhand von 2, 2A, 3 und 4 beschrieben.
-
Mit
erstem Drehwinkelbereich der ersten Kurvenscheibe 50 sei
der in 2A bei 50-1 angedeutete
Winkelbereich und mit zweitem Drehwinklebereich der ersten Kurvenscheibe
der in 2A bei 50-2 angedeutete
Winkelbereich bezeichnet.
-
Wie
weiter oben angegeben wurde, liegt dann, wenn der Betätigungshebel 112 manuell
in seine Neutralstellung 112-1 positioniert wird, der Modulswählhebel
in seiner Neutralstellung 30-1, und es ist der Motorschaltmodus
der elektrischen Einrichtung ausgewählt. Der Motor 2 treibt
die Getriebeeinheit 4 an, welche das Rad 60 des
Malteserkreuzgetriebes antreibt. Die Antriebswelle 28 ist
fest mit diesem Rad 60 verbunden. Folglich wird die starr
an der Antriebswelle 28 befestigte erste Kurvenscheibe 50 gleichzeitig
mit dem Rad 60 in Drehung versetzt. Diese erste Kurvenscheibe
ist frei drehbar, wobei die Steuerkurve 54 innerhalb der Öffnung 40 des
Moduswählhebels 30 für dessen
Neutralstellung 30-1 frei drehbar ist. Andererseits gelangt
im Laufe der Drehung des Rads 60 die eine oder andere Rolle 62, 63 dieses
Rads 60 mit einer der Aussparungen 86 der Mitnehmerscheibe 84 in
Eingriff. Folglich wird die Mitnehmerscheibe 84 drehend
mitgenommen, ebenso wie die Hauptwelle 14, an welcher sie
starr befestigt ist.
-
Die
Bedienperson kann auswählen,
den Betätigungshebel 112 manuell
in seine erste Endstellung 112-2 oder in seine zweite Endstellung 112-3 zu positionieren.
Dabei kann ein Bedienglied, wie beispielsweise eine Kurbel, mit
einer Hilfswelle 106 gekoppelt werden, welche dann die
Getriebeeinheit 4 in ähnlicher
Weise wie der Antrieb dieser Getriebeeinheit 4 über den
Motor 2 antreibt, wenn der Motorschaltmodus gewählt ist.
-
Wenn
der Betätigungshebel 112 seine
erste Endstellung 112-2 bzw. seine zweite Endstellung 112-3 einnimmt,
befindet sich der Moduswählhebel 30 dann
in seiner ersten Endstellung 30-2 bzw. in seiner zweiten
Endstellung 30-3, und es ist der eine oder der andere der
beiden manuellen Schaltmodi der elektrischen Einrichtung gewählt. Diese
beiden Situationen werden nachfolgend nacheinander beschrieben.
-
Wenn
der Moduswählhebel 30 sich
in seiner ersten Endstellung 30-2 befindet, ist der erste
manuelle Schaltmodus gewählt,
welcher dem Schaltvorgang zwischen der Öffnungsstellung und der Schließstellung
der elektrischen Einrichtung entspricht.
-
Die
Antriebswelle 28 läuft.
Sie hebt den Rollenhebel 76 an. Er treibt die erste Kurvenscheibe 50 an,
die sich im wesentlichen um 200° in
einem ersten Drehwinkelbereich 50-1 der Kurvenscheibe 50 dreht, was
einer Drehung der Hauptwelle 14 im wesentlichen um 60° entspricht.
Die elektrische Einrichtung befindet sich dann in Öffnungsstellung
bzw. in Schließstellung
bzw. in einer Zwischenstellung zwischen diesen beiden. Dieser Winkelbereich 50-1 ist auf
jeder Seite begrenzt, und zwar:
- – wird einerseits
die Drehung der ersten Kurvenscheibe 50 unterbrochen, wenn
die elektrische Einrichtung sich in der Öffnungsstellung befindet, da
eine erste der Nasen 56 der Steuerkurve 54 in Anschlag
an eine erste der Verbindungseinkerbungen 46 der Öffnung 40 des
Moduswählhebels 30 gelangt,
- – wird
andererseits die Drehung der ersten Kurvenscheibe 50 unterbrochen,
wenn die elektrische Einrichtung sich in der Schließstellung
befindet, auch wenn diese erste Kurvenscheibe 50 sich zusätzlich um
etwa 20° in
dieser Richtung drehen könnte,
da eine der Rollen 62, 63 des Rads 60 in Anschlag
an einen der Anschlagbereiche 88 der Mitnehmerscheibe 84 bei
Betrieb des Malteserkreuzgetriebes gelangt.
-
Wenn
der Moduswählhebel 30 sich
in der zweiten Endstellung 30-3 befindet, ist der zweite
manuelle Schaltmodus gewählt,
welcher dem Schaltvorgang zwischen der Öffnungsstellung und der Erdungsstellung
der elektrischen Einrichtung entspricht.
-
Die
Antriebswelle 28 läuft.
Sie hebt den Rollenhebel 76 an. Er treibt die erste Kurvenscheibe 50 an,
die sich im wesentlichen um 200° in
dem zweiten Drehwinkelbereich 50-2 der Kurvenscheibe 50 dreht, was
einer Drehung der Hauptwelle 14 im wesentlichen um 60° entspricht.
Die elektrische Einrichtung befindet sich dann in Öffnungsstellung
bzw. in Erdungsstellung bzw. in einer Zwischenstellung zwischen
diesen beiden. Dieser Winkelbereich 50-2 ist auf jeder
Seite begrenzt, und zwar:
- – wird einerseits die Drehung
der ersten Kurvenscheibe 50 unterbrochen, wenn die elektrische Einrichtung
sich in der Öffnungsstellung
befindet, da eine zweite der Nasen 56 der Steuerkurve 54 in
Anschlag an eine zweite der Verbindungseinkerbungen 46 der Öffnung 40 des
Moduswählhebels 30 gelangt,
- – wird
andererseits die Drehung der ersten Kurvenscheibe 50 unterbrochen,
wenn die elektrische Einrichtung sich in der Erdungsstellung befindet,
auch wenn diese erste Kurvenscheibe 50 sich zusätzlich um
etwa 20° in
dieser Richtung drehen könnte,
da eine zweite der Rollen 62, 63 des Rads 60 in
Anschlag an den anderen Anschlagbereich 88 der Mitnehmerscheibe 84 bei Betrieb
des Malteserkreuzgetriebes gelangt.
-
In
der einen oder anderen der beiden soeben nacheinander beschriebenen
Situationen, nämlich bei
dem manuellen Schaltmodus von der Öffnungsstellung in die Schließstellung
der elektrischen Einrichtung und bei dem manuellen Schaltmodus von der Öffnungsstellung
in die Erdungsstellung der elektrischen Einrichtung müssen die
nachstehenden Merkmale erfüllt
sein.
-
Zunächst kommt
dann, wenn die eine oder andere der Rollen 62, 63 des
Rads in Anschlag an den einen oder anderen der Anschlagbereiche 88 der Mitnehmerscheibe 84 gelangt,
die Rolle 78 des Rollenhebels 76 in Eingriff mit
einer der Aussparungen 74 der ausgesparten Scheibe 72,
um eine schwimmende Drehung der Hauptwelle 14 zu verhindern,
da keine der beiden Rollen 62, 63 des Rads 60 dann
mit einer der Aussparungen 86 der Mitnehmerscheibe 84 in
Eingriff steht.
-
Dann
ermöglicht
es die Winkelstellung der beiden Verbindungseinkerbungen 46 der Öffnung 40 des
Moduswählhebels 30,
den Betrieb des Malteserkreuzgetriebes zu steuern, das aus dem Rad 60 und der
Mitnehmerscheibe 84 besteht. Diese Winkelstellung der Verbindungseinkerbungen 46 ist
so gewählt, dass
die Drehung der Kurvenscheibe 50 sowohl in dem einen als
auch in dem anderen der beiden Winkelbereiche 50-1 und 50-2 durch
das Eingreifen einer der Nasen 56 in eine der Verbindungseinkerbungen 46 unterbrochen
wird, und zwar gerade bevor eine der beiden Rollen 62, 63 des
Rads 60 in Eingriff in eine der Aussparungen 86 der
Mitnehmerscheibe 84 gelangt. Auf diese Weise wird das Malteserkreuzgetriebe
angehalten, wenn die Hauptwelle 14 sich in ihrer Neutralstellung
befindet. Die elektrische Einrichtung befindet sich dann in ihrer Öffnungsstellung.
-
Auch
wird die Form dieser Verbindungseinkerbungen 46 so gewählt, dass
beim Unterbrechen der Drehung der ersten Kurvenscheibe 50 durch
Eingreifen der einen Nase 56 mit einer der Verbindungseinkerbungen 46 die
sich ergebende Kraft zum Mittelpunkt des Lochs 35 des Moduswählhebels 30 gerichtet
wird.
-
Schließlich hat
die Übertragungs-
und Verriegelungsscheibe 16 die Aufgabe, die Drehung des Moduswählhebels 30 zu
begrenzen, damit er nicht unsachgemäß positioniert werden kann,
wenn er manuell von einer Bedienperson über den Betätigungshebel 112 und
den Schwenkarm 98 verlagert wird. Mit anderen Worten kann
der Moduswählhebel 30 nur
dann in seine erste Endstellung 30-2 verlagert werden,
wenn der bewegliche Kontakt der elektrischen Einrichtung sich in Öffnungsstellung
bzw. in Schließstellung
bzw. in einer Zwischenstellung zwischen diesen beiden befindet.
Analog dazu kann der Moduswählhebel 30 nur
dann in seine zweite Endstellung 30-3 verlagert werden,
wenn der bewegliche Kontakt der elektrischen Einrichtung sich in Öffnungsstellung
bzw. in Erdungsstellung bzw. in einer Zwischenstellung zwischen
diesen beiden befindet. Diese Begrenzung der Verlagerung des Moduswählhebels 30 erfolgt
mittels des Stifts 48, der sich ausgehend von derjenigen
Seite des Moduswählhebels
erstreckt, die der Übertragungs-
und Verriegelungsscheibe 16 entgegengesetzt ist, und der
sich in den Schlitz 202 dieser Übertragungs- und Verriegelungsscheibe 16 im
Laufe der Verlagerung des Moduswählhebels 30 verlagert.
Wenn der Moduswählhebel 30 sich
in seiner Neutralstellung 30-1 befindet, gleitet der Stift 48 in
den geradlinigen Zwischenabschnitt des Schlitzes 202. Wenn
der Moduswählhebel 30 sich
zwischen seiner Neutralstellung 30-1 und seiner ersten
Endstellung 30-2 befindet, gleitet der Stift 48 in einen
der Ringabschnitte des Schlitzes 202. Und wenn der Moduswählhebel 30 sich
zwischen seiner Neutralstellung 30-1 und seiner zweiten
Endstellung 30-3 befindet, dann befindet sich der Stift 48 in
dem anderen der Ringabschnitte des Schlitzes 202. Die Abmessungen
des Schlitzes 202 sind so gewählt, dass sie eine solche Verlagerung
des Stifts 48 gestatten.
-
Nachfolgend
wird die zweite Ausführungsform
der erfindungsgemäßen Steuervorrichtung 10' anhand von 5 beschrieben,
die eine Schnittansicht im Aufriss der Steuervorrichtung 10' zeigt. Insbesondere
enthält
diese in analoger Weise zur Steuervorrichtung 10 nach der
ersten Ausführungsform eine
Hauptwelle 14, eine parallel zur Hauptwelle 14 verlaufende
Antriebswelle 28, einen Moduswählhebel 30, der auf
eine an der Antriebswelle 28 befestigte erste Kurvenscheibe 50 einwirkt,
ein Malteserkreuzgetriebe, das aus einem Rad 60 mit zwei
Rollen 62, 63 besteht, und eine Mitnehmerscheibe 84'.
-
Die
Steuervorrichtung 10' nach
der zweiten Ausführungsform
unterscheidet sich dadurch von der Steuervorrichtung 10 nach
der ersten Ausführungsform,
dass die Mitnehmerscheibe 84' nicht
starr an der Hauptwelle 14 befestigt ist, sondern einen
Drehfreiheitsgrad um diese Hauptwelle 14 und einen Verschiebefreiheitsgrad
entlang der Hauptwelle 14 besitzt.
-
Die
Steuervorrichtung 10' nach
der zweiten Ausführungsform
unterscheidet sich ferner dadurch von der Steuervorrichtung 10 nach
der ersten Ausführungsform,
dass die Übertragungs-
und Verriegelungsscheibe 16' an
ihrer der Mitnehmerscheibe 84' gegenüberliegenden Seite mit Verriegelungslöchern 150 versehen
ist, welche an der genannten Seite ausmünden und eine im wesentlichen
zylindrische Form haben, in welche Kugeln 152 einliegen.
Die Verriegelungslöcher 150 haben
eine solche Tiefe, dass die Kugeln 152 aus der Übertragungs-
und Verriegelungsscheibe 16' vorstehen.
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Die
Steuervorrichtung 10' nach
der zweiten Ausführungsform
unterscheidet sich noch dadurch von der Steuervorrichtung 10 nach
der ersten Ausführungsform,
dass die Mitnehmerscheibe 84' an
ihrer der Übertragungs-
und Verriegelungsscheibe 16' gegenüberliegenden
Seite mit Mitnahmelöchern 154 versehen
ist, die auf der genannten Seite ausmünden und eine im wesentlichen
zylindrische Form haben, wobei deren Durchmesser wesentlich kleiner
als der der Verriegelungslöcher 150 ist.
-
Die
Verriegelungslöcher 150 der Übertragungs-
und Verriegelungsscheibe 16' und
die Mitnahmelöcher 154 der
Mitnehmerscheibe 84' sind
so positioniert, dass sie bei einer gegebenen relativen Winkelstellung
der Übertragungs-
und Verriegelungsscheibe 16' und
der Mitnehmerscheibe 84' einander gegenüberliegen
können.
Eine Druckfeder 90 drückt die
Mitnehmerscheibe 84' in
Kontakt an die Übertragungs-
und Verriegelungsscheibe 16'.
Die Druckkraft der Druckfeder 90 ist für ein gegebenes Drehmomentmaß kalibriert.
-
Gemäß einer
bevorzugten Ausführung
sind die Verriegelungslöcher 150,
die Kugeln 152 und die Mitnahmelöcher 154 acht an der
Zahl.
-
Bei
dieser zweiten Ausführungsform
wird somit das Moment nicht von dieser Mitnehmerscheibe 84' auf die Übertragungs-
und Verriegelungsscheibe 16' über die
Hauptwelle 14 übertragen,
sondern es wird direkt übertragen.
Die Mitnehmerscheibe 84' wird
nämlich
an die Übertragungs-
und Verriegelungsscheibe 16' durch
die ein Rückstellmittel
bildende Druckfeder 90 angedrückt. Somit ist es durch die vorhandenen
Kugeln 152, die in den von den Mitnahmelöchern 150 und
den Verriegelungslöchern 154 gebildeten
Hohlräumen
gefangen gehalten sind, möglich,
die Übertragungs-
und Verriegelungsscheibe 16' und
die Mitnehmerscheibe 84' fest
zu verbinden.
-
Im
Falle einer Fehlfunktion, beispielsweise wenn der bewegliche Kontakt
der elektrischen Einrichtung blockiert ist, übersteigt das von der Mitnehmerscheibe 84' auf die Übertragungs-
und Verriegelungsscheibe 16' übertragene
Moment das Drehmomentmaß,
welches der Druckkraft der Druckfeder 90 entspricht, die
also die Mitnehmerscheibe 84' nicht mehr
an die Übertragungs-
und Verriegelungsscheibe 16 andrückt. Die Mitnehmerscheibe 84' wird axial entlang
der Hauptwelle 14 verlagert und entfernt sich dabei von
der Übertragungs-
und Verriegelungsscheibe 16' und
die Kugeln 152 kommen außer Eingriff mit den Mitnahmelöchern 154 der
Mitnehmerscheibe 84'.
Es erfolgt damit eine Entkopplung zwischen Mitnehmerscheibe 84' und Übertragungs-
und Verriegelungsscheibe 16.
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Aufgrund
dieser Anordnung sind die Elemente, welche die Stellung des Trennschalters
steuern bzw. angeben, d. h. der Stellungsanzeiger 26, der Schlitz 202 der Übertragungs-
und Verriegelungsscheibe 16' und
der Hilfsschalter 13 in der Lage, einer geeigneten Schaltstellung
der elektrischen Einrichtung zu entsprechen, selbst im Falle einer
Fehlfunktion.
-
Ferner
ermöglicht
diese Anordnung, der Norm 129 CEI (Internationale Kommission
für Elektrotechnik)
zu genügen,
wonach das schwächste
Element der kinematischen Kette vom Motor bis zum beweglichen Kontakt
zwischen Motor und Stellungsanzeigermittel angeordnet werden muss.
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Die
soeben anhand von der zweiten Ausführungsform der Steuervorrichtung 10' beschriebene Übertragungs-
und Verriegelungsscheibe 16' hat ebenso
wie die der ersten Ausführungsform
die Aufgabe, den Stellungsanzeiger 26 über den ersten gezahnten Scheibenabschnitt 18 mitzunehmen
und die Verlagerung des Moduswählhebels 30 über den Schlitz 202 zu
begrenzen. Sie hat ferner die Aufgabe, über die Kugeln 152 das
Moment zu begrenzen. Dieser Momentbegrenzer ist in der Nähe des Malteserkreuzgetriebes
angeordnet.
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Nachfolgend
wird der Sicherungsmechanismus 100 anhand von 2, 3, 4, 6 und 7 beschrieben.
Obgleich er in den Figuren nur mit der ersten Ausführungsform
der Steuervorrichtung 10 veranschaulicht ist, kann der
Sicherungsmechanismus 100 auch mit der zweiten Ausführungsform
der Steuervorrichtung 10' ausgeführt werden.
-
Der
Sicherungsmechanismus 100 wird manuell betätigt. Er
ist dazu bestimmt, die manuellen Schaltmodi zu unterbinden, wenn
der Motorschaltmodus Anwendung findet, und den Motorschaltmodus
zu unterbinden, wenn einer der beiden manuellen Schaltmodi Anwendung
findet. Die Auslegung der gesamten Steuervorrichtung 10, 10' und des Sicherungsmechanismus 100 ist
derart, dass der Moduswählhebel 30 zwischen
Hauptwelle 14 und Sicherungsmechanismus 100 zu
liegen kommt.
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Der
Sicherungsmechanismus 100 enthält eine Platte 102,
die an einer Seitenwand des Gehäuses 12 befestigt
ist.
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Die
Platte 102 ist mit einem Durchgangsloch 104 versehen.
Innerhalb des Gehäuses 12 ist
eine Hilfswelle 106 so angeordnet, dass sie mit einem ihrer
Enden gegenüber
dem Durchgangsloch 104 in einem gewissen Abstand zu diesem
zu liegen kommt. Die Hilfswelle 106 erstreckt sich im wesentlichen senkrecht
zur Richtung der Hauptwelle 14. Sie ist mit ihrem anderen
Ende in einen Halter 108 eingepresst, in welchem sie sich
um sich selbst drehen kann.
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Die
Platte 102 ist auch mit einem Achsloch 110 versehen,
das so positioniert ist, dass die Gerade, welche das Durchgangsloch 104 mit
dem Achsloch 110 verbindet, im wesentlichen parallel zur
Richtung der Hauptwelle 14 im dargestellten Beispiel verläuft. Nacheinander
werden der Betätigungshebel 112,
ein Sicherungshebel 114 und zwei Schalthebel 142 an
der Schwenkwelle 116 befestigt, welche sich so durch das
Achsloch 110 erstreckt, dass die Platte 102 zwischen
Betätigungshebel 112 und
Sicherungshebel 114 eingefügt ist. Somit können der
Betätigungshebel 112 und
der Sicherungshebel 114 zusammen um die Schwenkwelle 116 parallel
zur Platte 102 und auf jeder Seite derselben schwenken.
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Der
Sicherungshebel 114 ist mit dem zweiten Ende des Schwenkarms 98 verbunden,
wobei das andere Ende des Schwenkarms 98 mit dem Moduswählhebel 30 verbunden
ist, wie vorangehend beschrieben wurde. Somit bewirkt eine Schwenkbewegung
des Sicherungshebels 114 eine Verschiebung des Schwenkarms 98 in
axialer Richtung desselben, die im wesentlichen senkrecht zur Geraden,
welche das Durchgangsloch 104 mit dem Achsloch 110 verbindet,
und zugleich zur Richtung der Hauptwelle 14 verläuft. Somit
ist der Betätigungshebel 112 funktionell
mit dem Moduswählhebel 30 so
verbunden, dass er die Verlagerung des letztgenannten steuert. Der Betätigungshebel 112 wird
manuell verlagert. Wenn der Betätigungshebel 112 von
seiner Neutralstellung 112-1 in seine erste Endstellung 112-2 verlagert
wird, dann wird der Moduswählhebel 30 von
seiner Neutralstellung 30-1 in seine erste Endstellung 30-2 verlagert.
Analog dazu wird dann, wenn der Betätigungshebel 112 von
seiner Neutralstellung 112-1 in seine zweite Endstellung 112-3 verlagert
wird, der Moduswählhebel 30 von
seiner Neutralstellung 30-1 in seine zweite Endstellung 30-3 verlagert.
-
Der
Betätigungshebel 112 weist
im wesentlichen die Form einer Platte mit länglicher Ausrichtung auf. Sein
freies Ende ist mit einem Hebelloch 118 versehen, das im
Durchmesser im wesentlichen gleich dem Durchmesser des Durchgangslochs 104 ist.
Er enthält
ferner zwei Erweiterungslaschen 120, die im Bereich seines
freien Endes verlaufen und sich dabei im wesentlichen senkrecht
zur Ebene der länglichen Platte
auf einer gleichen Seite wie diese erstrecken. Wenn der Betätigungshebel 112 mit
einer Seite der Platte 102 gegenüberliegend eingebaut ist, liegen
die beiden Erweiterungslaschen 120 an der dieser der Platte 102 gegenüberliegenden
Seite entegegengesetzten Seite.
-
Die
beiden Erweiterungslaschen 120 sind jeweils mit einem Sicherungsloch 122 versehen,
wobei diese beiden Sicherungslöcher 122 in
einer Richtung senkrecht zur Richtung der länglichen Platte einander gegenüberliegen
(7).
-
Der
Sicherungsmechanismus 100 enthält ferner einen Arretierbolzen 130 mit
einem Bolzenkopf 132 und einem Bolzenschaft 134.
Im dargestellten Beispiel weisen der Bolzenkopf 132 und
der Bolzenschaft 134 im wesentlichen Kreiszylinderformen
auf, die auf eine gleiche Achse zentriert sind. Der Durchmesser
des Bolzenkopfes 132 ist klein genug, damit der Bolzenkopf 132 zwischen
die beiden Erweiterungslaschen 120 des Betätigungshebels 112 eingesetzt
werden kann. Der Durchmesser des Bolzenkopfes 132 ist zugleich
groß genug,
damit der Bolzenkopf 132 nicht durch das Durchgangsloch 104 treten
kann.
-
Der
Bolzenschaft 134 ist hohl ausgeführt und kann an das freie Ende
der Hilfswelle 106 aufgesteckt werden, indem er durch das
Durchgangsloch 104 tritt und den Abstand überwindet,
welcher das freie Ende der Hilfswelle 106 von der Platte 102 trennt,
und zwar bei bestimmten Stellungen des Betätigungshebels 112,
wie nachfolgend erläutert
wird. Das Ende des Bolzenschafts 134 enthält zwei
Einkerbungen 136, die einander diametral entgegengesetzt angeordnet
und dazu bestimmt sind, mit zwei Vorsprüngen 107 zusammenzuwirken,
die am freien Ende der Hilfswelle 106 einander diametral
entgegengesetzt angeordnet sind. Wenn der Bolzenschaft 134 an
das freie Ende der Hilfswelle 106 aufgesteckt ist, bilden
die Einkerbungen 136 und die Vorsprünge 107 Sicherungsmittel,
welche den Arretierbolzen 130 und die Hilfswelle 106 fest
verbinden (6 und 7). Folglich
wird dann, wenn der Arretierbolzen 130 festgelegt ist,
beispielsweise über
ein Schloss 140, die Hilfswelle 106 daran gehindert,
sich zu drehen.
-
Der
Bolzenkopf 132 enthält
ein oder mehrere Arretierbolzenlöcher 138,
im dargestellten Beispiel zwei an der Zahl. Diese Arretierbolzenlöcher 138 verlaufen
parallel zueinander und erstrecken sich diametral durch den Bolzenkopf 132,
d. h. sie verlaufen senkrecht zur Richtung des Bolzenschafts 134 (7).
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Das
bzw. die Arretierbolzenlöcher 138 und die
Sicherungslöcher 122 sind
dazu bestimmt, die Schenkel eines Vorhängeschlosses 140 bzw.
eines anlogen Verriegelungsmittels aufzunehmen, um den Arretierbolzen 130 und
den Betätigungshebel 112 in einer
der drei möglichen
Stellungen 112-1, 112-2, 112-3 des Betätigungshebels 112 zusammen
zu verriegeln (2).
-
Ferner
ist das freie Ende eines jeden Schalthebels 142 mit Zusatzschaltern,
beispielsweise vom Typ Mikroschalter, 144 verbunden (siehe 3),
die ihrerseits mit dem Motor verbunden sind und diesem Angaben über den
jeweils ausgewählten
Modus liefern, um die vom Motor stammende Versorgung zu unterbrechen,
wenn einer der beiden manuellen Schaltmodi gewählt ist.
-
Nachfolgend
wird die Funktionsweise des Sicherungsmechanismus 100 in
Verbindung mit der Steuervorrichtung anhand von 2, 3, 4 und 6 beschrieben.
-
In 2 und 3 ist
der gesamte Steuermechanismus 10 und der gesamte Sicherungsmechanismus 100 in
einer Auslegung dargestellt, die dem Motorschaltmodus entspricht.
Der Betätigungshebel 112 befindet
sich in seiner Neutralstellung 112-1. Er ist so positioniert,
dass das Hebelloch 118 dem Durchgangsloch 104 gegenüberliegt.
Der Bolzenschaft 134 ist so positioniert, dass er durch
das Hebelloch 118 zwischen den beiden Erweiterungslaschen 120 tritt
und dann in das Durchgangsloch 104 eindringt. In seiner
Stellung verschließt
der Sicherungshebel 114 das Durchgangsloch 104 so,
dass der Bolzenschaft 134 an den Sicherungshebel 114 anschlägt, ohne
dabei durch das Durchgangsloch 104 treten zu können. Folglich
wird der Bolzenschaft 134 nicht an das freie Ende der Hilfswelle 106 aufgesteckt.
Die Hilfswelle 106 ist damit frei drehbar und wird vom
Motor 2 angetrieben. Das Schloss 140 (3)
ist so eingebaut, dass es den Sicherungsmechanismus 100 in
dieser Stellung festlegt, wobei jeder Schenkel des Schlosses 140 in
eines der Arretierbolzenlöcher 138 zu
liegen kommt. Durch den vorhandenen Arretierbolzen 130 wird
dann, wenn er auf diese Weise positioniert ist, der Betätigungshebel 112 daran
gehindert, sich in die eine oder andere seiner beiden Endstellungen 112-2, 112-3 zu
verschwenken. Der Sicherungshebel 114 kommt ebenso wie
der Betätigungshebel 112 auf
der anderen Seite der Platte 102 zu liegen. Bei dieser
Auslegung ist der Schwenkarm 98 so positioniert, dass der
mit dem ersten Ende des Schwenkarms verbundene Moduswählhebel 30 sich
in seiner Neutralstellung 30-1 befindet, d. h. dass der
Motorschaltmodus der elektrischen Einrichtung ausgewählt ist.
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In 4 sind
der Steuermechanismus 10 und der Sicherungsmechanismus 100 in
einer Auslegung dargestellt, die dem zweiten manuellen Schaltmodus
zwischen der Öffnungsstellung
und der Erdungsstellung der elektrischen Einrichtung entspricht.
Der Betätigungshebel 112 befindet
sich in seiner zweiten Endstellung 112-3. Er ist so positioniert,
dass das Hebelloch 118 nicht gegenüber dem Durchgangsloch 104 liegt,
sondern in 4 links davon. Der Bolzenschaft 134 ist
so positioniert, dass er nur das Durchgangsloch 104 durchsetzt,
ohne dabei die Dicke des Betätigungshebels 112 durchsetzen
zu müssen.
Der Bolzenkopf 132 liegt direkt an der Platte 102 an.
Folglich ist der Bolzenschaft 134 lang genug, um sich an
das freie Ende der Hilfswelle 106 aufstecken zu lassen,
wobei die Einkerbungen 136 in Eingriff mit den Vorsprüngen 107 stehen.
Das Schloss 140 wird so montiert, dass es den Sicherungsmechanismus 100 in
dieser Auslegung festlegt und die Hilfswelle 106 und den
Motor 2 festlegt, um eine unbeabsichtigte Handhabung der
Steuervorrichtung 10 zu verhindern. Der eine Schenkel des
Schlosses 140 tritt durch das Arretierbolzenloch 138,
das am weitesten von der Platte 102 entfernt liegt, sowie
durch die eine Erweiterungslasche 120, wobei der andere Schenkel
des Schlosses 140 kein Teil durchsetzt. Der Sicherungshebel 114 ist
in der gleichen Art und Weise positioniert, wie der Betätigungshebel 112,
und zwar auf der anderen Seite der Platte 102. Bei dieser Auslegung
ist der Schwenkarm 98 so positioniert, dass der mit dem
ersten Ende des Schwenkarms 98 verbundene Moduswählhebel 30 sich
in seiner zweiten Endstellung 30-3 befindet, wobei der
zweite manuelle Schaltmodus zwischen Öffnungsstellung und Erdungsstellung
der elektrischen Einrichtung gewählt ist.
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Um
die Steuervorrichtung 10 manuell einzusetzen, werden das
Schloss 140 und der Arretierbolzen 130 abgenommen
und es kann ein nicht dargestelltes Bedienglied an die Hilfswelle 106 angekoppelt
werden. Dieses Bedienglied, beispielsweise eine Kurbel, wird in
das Durchgangsloch 104 eingeführt und an die Hilfswelle 106 angekoppelt,
die dann die Getriebeeinheit 4 antreibt.
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In 6 ist
der Sicherungsmechanismus 100 in einer Auslegung dargestellt,
die dem ersten manuellen Schaltmodus zwischen Öffnungsstellung und Schließstellung
der elektrischen Einrichtung entspricht. Der Betätigungshebel 112 befindet
sich in seiner ersten Endstellung 112-2. Er ist so positioniert, dass
das Hebelloch 118 nicht dem Durchgangsloch 104 gegenüberlieget,
sondern in 6 rechts davon. Der Bolzenschaft 134 ist
so positioniert, dass er sich nur durch das Durchgangsloch 104 erstreckt,
ohne dabei durch die Dicke des Betätigungshebels 112 treten
zu müssen.
Der Bolzenkopf 132 liegt direkt an der Platte 102 an.
Folglich ist der Bolzenschaft 134 lang genug, um sich an
das freie Ende der Hilfswelle 106 aufstecken zu lassen,
wobei die Einkerbungen 136 mit den Vorsprüngen 107 in
Eingriff stehen. Das Schloss 140 ist nicht dargestellt,
könnte
jedoch in analoger Weise wie in 4 montiert
sein, so dass es den Sicherungsmechanismus 100 in dieser
Auslegung festlegt und die Hilfswelle 106 und den Motor 2 festlegt,
um eine unbeabsichtigte Handhabung der Steuervorrichtung 10 zu
verhindern. Der Sicherungshebel 114 ist auf die gleiche
Art und Weise positioniert, wie der Betätigungshebel 112,
und zwar auf der anderen Seite der Platte 102. Bei dieser
Auslegung ist der Schwenkarm 98 so positioniert, dass der
mit dem ersten Ende des Schwenkarms 98 verbundene Moduswählhebel 30 sich
in seiner ersten Endstellung 30-2 befindet, womit der erste
manuelle Schaltmodus zwischen Öffnungsstellung
und Schließstellung
der elektrischen Einrichtung ausgewählt ist.
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Selbstverständlich ist
die Erfindung nicht auf die soeben beschriebene Ausführungsform
beschränkt.
Es können
Ausführungsvarianten
angestrebt sein, welche die gleichen Funktionen erfüllen.
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Beispielsweise
ist die Öffnung 40 eine
durchgehende Öffnung,
könnte
aber auch durch eine Ausnehmung in der Unterseite des Moduswählhebels 30 ersetzt
sein.
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Beispielsweise
sind die Schalthebel 142 zwei an der Zahl, es könnte jedoch
auch ein einziger oder aber auch drei oder mehr vorgesehen sein.
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Ferner
könnten
der Sicherungsmechanismus 100 und die Hilfswelle 106 mit
einer anderen Ausrichtung angeordnet werden, beispielsweise könnte die
Hilfswelle 106 parallel zur Hauptwelle 14 und
zur Antriebswelle 28 verlaufen.