EP0173874B1

EP0173874B1 - Rücksprungrastwerk mit Drehbereichsbegrenzung für Drehschalter

Info

Publication number: EP0173874B1
Application number: EP85109856A
Authority: EP
Inventors: Jochen Rose
Original assignee: Alcatel SEL AG; Standard Elektrik Lorenz AG
Current assignee: Alcatel Lucent Deutschland AG
Priority date: 1984-08-10
Filing date: 1985-08-06
Publication date: 1989-02-08
Also published as: DE3429442A1; DE3568234D1; EP0173874A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Rücksprungrastwerk mit Drehbereichsbegrenzung für Drehschalter gemäss dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Bei Drehschaltern besteht das Bedürfnis, einen elektrischen Kontakt zu schliessen, der nur so lange geschlossen bleibt, wie der Betätigungshandgriff in seiner Stellung gehalten wird, so dass der Kontakt beim Loslassen des Betätigungsgliedes automatisch wieder geöffnet wird. Ein solcher Schalter ist beispielsweise aus der DE-PS 930600 bekannt. Hier ist zwischen der Welle und dem Gehäuse des Drehschalters eine Spiralfeder angeordnet, die beim Drehen der Welle gespannt wird und die bewirkt, dass die Welle beim Loslassen des Betätigungsgliedes automatisch in die Ausgangslage zurückgedrückt wird.
Ein ähnlicher Drehschalter ist aus der DE-A 2403565 bekannt. Dort wird das Rückstellmoment durch eine Schraubenfeder erzeugt, die in der Drehendstellung von einem mitgedrehten Stift gegen einen Anschlag gedrückt und dadurch vorgespannt wird.
Es sind weiter Drehschalter bekannt, bei denen durch Drehen des Rotors mehrere Kontakte nacheinander geschlossen werden können. Um sicherzustellen, dass der Rotor nach dem Loslassen des Betätigungsgliedes in der gewünschten Stellung stehen bleibt, ist in der Regel ein Rastwerk vorgesehen, das bewirkt, dass der Rotor in der jeweils eingestellten Schaltstellung festgehalten wird. Hierbei ist zum Weiterdrehen des Rotors von einer Schaltstellung in die nächstfolgende die Überwindung der Haltekraft des Rastwerkes nötig. Solche Rastwerke sind meist so aufgebaut, dass im Inneren des Gehäuses eine Rastkontur aus Erhebungen und Vertiefungen angeordnet ist, auf der im Rotor angeordnete federnde Rastglieder gleiten. Beim Weiterschalten von einer Raststellung in die nächste ist jeweils die Überwindung der Federkraft der Rastglieder erforderlich.
Es sind aber auch magnetisch wirkende Rastwerke bekannt, bei denen ein ringförmigervielpoliger Magnet vorgesehen ist, der mit einem gegenüberliegenden Magneten zusammenwirkt. Hier wird der Rotor jeweils in der betreffenden Raststellung durch magnetische Kräfte gehalten. Auch hier muss beim Weiterschalten die Haltekraft des Magneten überwunden werden.
Da es nicht immer erwünscht ist, den Rotor des Drehschalters über den vollen Drehbereich von 360° zu drehen, sind bei solchen Rastwerken Drehbereichsbegrenzungen vorgesehen, mit denen der Drehwinkel des Rotors auf einen gewünschten Bereich begrenzt wird. Besonders vorteilhaft sind solche Drehbereichsbegrenzungen, bei denen die Anschläge veränderbar ausgebildet sind, so dass ein jeweils gewünschter Drehwinkelbereich eingestellt werden kann. Rastwerke mit einer solchen veränderbaren Drehbereichsbegrenzung sind beispielsweise aus der DE-A-2238476, der DE-C-2600368 und der DE-C-3139205 bekannt.
Bei solchen Rastwerken mit Drehbereichsbegrenzung besteht weiterhin das Bedürfnis, die letzte Schaltstellung des Drehbereichs so auszubilden, dass nach loslassen des Betätigungsgliedes der Rotor automatisch von der letzten in die vorletzte Schaltstellung zurückläuft. Hierzu ist mindestens eine zusätzliche Feder im Rastwerk erforderlich. Solche Rastwerke werden als Rücksprungrastwerke bezeichnet und sind aus der DE-B-1946887, der DE-A-2403565, der DE-C-2403959, der DE-PS 3140772 und der US-A-3515832 bekannt. Zur Rückfederung des Rotors aus der letzten Schaltstellung in die vorletzte Schaltstellung ist bei solchen Rastwerken eine zusätzliche Feder erforderlich, die entweder eine Schraubenfeder oder eine Schenkelfeder ist. Diese müssen im Rastwerk untergebracht werden, wobei die Bauhöhe des Rastwerks und damit des Schalters nicht unwesentlich vergrössert wird. Ausserdem muss das Rastwerk entsprechend angepasst werden, damit das Rastwerk die Rückfederung des Rotors aus der letzten Schaltstellung in die vorletzte Schaltstellung nicht behindert. So muss beispielsweise bei einem Rastwerk mit einer Rastkontur der Rastzahn an der Rückfederungsstelle entfernt werden. Der Vorteil der veränderbaren Drehbereichsbegrenzung, beispielsweise durch das Versetzen von Anschlagstiften, wird dadurch teilweise wieder zunichte gemacht. Bei Änderung der Drehbereichsbegrenzung unter Beibehaltung des Rücksprungkontaktes müsste dann auch die Rastkontur des Rastwerkes und gegebenenfalls die Anordnung der Rücksprungfeder geändert werden. Man hat zwar versucht, die Bauhöhe eines Rücksprungrastwerkes dadurch zu vermindern, dass man die Rücksprungfeder ausserhalb des Rastgehäuses angeordnet hat (DE-C-2403959). Es ist dabei aber immer noch eine Rücksprungfeder als zusätzliches Bauteil erforderlich und es besteht hier auch weiterhin der o. g. Nachteil, dass die Drehbereichsbegrenzung nicht beliebig einstellbar ist.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Rücksprungrastwerk mit Drehbereichsbegrenzung für Drehschalter zu schaffen, das bei niedriger Bauhöhe einfacher aufgebaut ist und eine beliebige Einstellung der Drehbereichsbegrenzung bei Beibehaltung des Rücksprungkontaktes gestattet. Durch die Erfindung wird es weiter ermöglicht, Rücksprungkontakte an beiden Enden des Drehbereiches anzuordnen, was sonst nur durch Einfügung einer zweiten Rücksprungfeder unter weiterer Vergrösserung der Bauhöhe möglich wäre.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des kennzeichnenden Teils des Anspruchs 1 gelöst.
Die Erfindung geht von der Erkenntnis aus, dass bei einem normalen Rastwerk durch die federnden Rastglieder bereits eine Rückstellkraft vorhanden ist. Diese Rückstellkraft wird gemäss der Erfindung dazu ausgenutzt, den Rücksprungkontakt am Ende des Drehbereichs zu betätigen. Es ist dazu lediglich erforderlich, mittels der Drehbereichsbegrenzung den Drehwinkel in der letzten Raststellung auf etwas weniger als den halben Rastwinkel zu begrenzen. Dadurch kann in der letzten Raststellung der Rotor nur so weit gedreht werden, dass der Totpunkt der Rast nicht überschritten wird, so dass der Rotor nach Loslassen des Betätigungsgliedes automatisch in die vorhergehende Raststellung zurückfedert.
Hierdurch werden wesentliche Vorteile erzielt. Bei einem Rücksprungrastwerk gemäss der Erfindung ist keine zusätzliche Rücksprungfeder erforderlich, so dass dieses Bauteil vollkommen entfällt und die Bauhöhe des Rastwerkes nicht geändert werden muss. Weiterhin ist keine besondere Ausbildung des Rastwerkes an der Rücksprungstelle, wie beispielsweise die Weglassung eines Zahnes der Rastkontur, erforderlich. Da die Rastung eines Rastwerkes in beiden Drehrichtungen gleich wirkt, können Rücksprungkontakte an beiden Enden des Drehbereiches des Rotors angeordnet werden, wozu bei einem normalen Rücksprungrastwerk zwei Rücksprungfedern erforderlich wären. Schliesslich können die Vorteile einer verstellbaren Drehbereichsbegrenzung, beispielsweise durch Versetzen entsprechender Anschlagstifte oder Anschlagbolzen, voll genutzt werden, so dass also Rücksprungkontakte an beliebiger Stelle angeordnet werden können. Gegebenenfalls ist es lediglich erforderlich, den entsprechenden festen oder beweglichen Kontakt des Drehschalters um einen kleinen Winkelbereich zu versetzen. Da die Festkontakte von Drehschaltern aber in vielen Fällen als gedruckte Schaltungsplatte ausgeführt werden, bedeutet dies keinen zusätzlichen Aufwand.
Die Erfindung soll nun anhand der Figuren näher erläutert werden.
Es zeigen:

Fig. das geöffnete Gehäuse des Rücksprungrastwerks gemäss der Erfindung,
Fig. 2 in Draufsicht den Rotor des Rastwerkes von Fig. 1,
Fig.3 einen Schnitt durch das Rastwerkgehäuse nach Fig.1 längs der Schnittlinie A-B und
Fig.4 einen Schnitt durch den zugehörigen Rotor,
Fig.5 Teile des Rastwerkes und der Drehbereichsbegrenzung zur Erläuterung der Wirkungsweise der Erfindung.

Fig.1 zeigt das geöffnete Rastwerkgehäuse 1. An das zylindrische Rastwerkgehäuse ist eine quadratische Platte 18 mit Befestigungslöchern 17 angeformt, welche zur Befestigung der Drehschalterteile an dem Rastwerk dienen.
Am inneren Umfang des zylindrischen Hohlraumes 2 des Rastwerkgehäuses 1 ist eine Rastkontur 8 angeordnet. Im Boden des Rastwerkgehäuses ist ein Ringkanal 5 vorgesehen, in dessen Umfang, in der Rastkontur entsprechenden Winkelteilungen, Schlitze 6 eingeformt sind, in welche Anschlagstifte 7 eingelegt werden können. In der Mitte des Rastwerkgehäuses 1 befindet sich die Rotorlagerbohrung 3, die sich in eine angeformte Gewindebuchse 4 fortsetzt.
In dem Hohlraum 2 des Rastwerkgehäuses 1 ist ein Rotor 9 mit angeformter Welle 10 angeordnet. Der Rotor besitzt axiale Bohrungen 12, in welche Anschlagbolzen 13 eingesetzt werden können. Weiterhin besitzt der Rotor an zwei gegenüberliegenden Stellen radiale Bohrungen 14, in welchen Rastkugeln 15 und Schraubenfedern 16 angeordnet sind. Wenn die beiden Teile zusammengebaut sind, befindet sich die Rotorwelle 10 in der Rotorlagerbohrung 3 und der Rotorkörper 11 in dem Hohlraum 2, wobei die Rastkugeln 15 durch die Federn 16 in die Vertiefungen der Rastkontur 8 eingedrückt werden. Zum Drehen des Rotors mittels der Rotorwelle 10 muss die Federkraft der Schraubenfedern 16 überwunden werden, da die Rastkugeln 15 auf der Erhebung der Rastkontur in die Bohrungen 14 hineingedrückt werden. Die Drehwinkelbegrenzung geschieht in der Weise, dass in den axialen Bohrungen 12 des Rotors 9 Anschlagbolzen angeordnet sind, die in den Ringkanal 5 des Rastwerkgehäuses 1 hineinragen und mit den Anschlagstiften 7 im Sinne einer Drehwinkelbegrenzung zusammenwirken. Die Drehwinkelbegrenzung kann in der Weise verändert werden, dass die Anschlagstifte 7 in andere Schlitze 6 eingesetzt werden, oder auch in der Weise, dass weitere Bohrungen 12 im Rotor vorgesehen sind und die Anschlagbolzen 13 in eine andere Bohrung des Rotors eingesetzt werden. Die Fig. 3 und 4 zeigen entsprechende Längsschnitte durch die Teile von Fig. 1 und 2, wobei sich die beiden Teile in der Lage zueinander befinden, wie sie zusammengebaut werden. Es ist hieraus ersichtlich, dass dann, wenn die Rotorwelle 10 in die Rotorlagerbohrung 3 der Gewindebuchse 4 eingesetzt ist, die Anschlagbolzen 13 in den Ringkanal 5 am Boden des Rastwerkgehäuses hineinragen. Wenn in den Schlitz 6 des Ringkanals 5 ein Anschlagstift 7 eingesetzt ist, so schlägt bei der Drehbewegung des Rotors der Anschlagbolzen 13 an den Anschlagstift 7 an, wodurch die Drehbewegung des Rotors begrenzt wird. Bei dem in Fig.1 1 dargestellten Rastwerk sind auf dem ganzen Umfang zehn Schaltstellungen vorgesehen, so dass auf dem Umfang zehn Raststellungen und zehn Anschlagstellungen vorgesehen sind, die jeweils einem Drehwinkel von 36° entsprechen.
Gemäss der Erfindung ist nun die Drehwinkelbegrenzung so angeordnet, dass in der letzten Raststellung der Drehwinkel auf weniger als die Hälfte des Rastwinkels begrenzt wird. Das bedeutet, dass entweder entsprechende Schlitze 6 für die Anschlagstifte 7 vorgesehen sind, oder entsprechende Bohrungen 12 im Rotor für die Anschlagbolzen 13. Es empfiehlt sich natürlich, im Rotor entsprechende Bohrungen 12 vorzusehen, weil dies wesentlich einfacher ist, als zusätzliche Schlitze 6 im Rastwerkgehäuse vorzusehen.
Anhand von Fig.5 soll die Wirkungsweise der Erfindung näher erläutert werden. Bei der normalen Rastung gleitet die Rastkugel 15 in der Rastkontur 8 und hat in jeder Schaltstellung eine Lage in der Vertiefung der Rastkontur, wie sie in Fig.5 bei 15a dargestellt ist. Nach jeder Rastung ist die Rastkugel 15 um den Winkel a in der Rastkontur verschoben,was bei der Anordnung einerzehnteiligen Rastung nach Fig.1 einem Winkel von 36° entspricht. Gemäss der Erfindung ist die Drehwinkelbegrenzung so angeordnet, dass in der letzten Raststellung um nur etwas weniger als den halben Rastwinkel gedreht werden kann, beispielsweise durch eine entsprechende Anordnung des Anschlagstiftes 7 zu dem Anschlagbolzen 13. Der Rotor kann dann nur über den Drehwinkel b gedreht werden, wobei die Rastkugel 15 in die Stellung 15b gelangt, also nicht ganz die innere Erhebung der Rastkontur erreicht. Dieser Winkel b beträgt beispielsweise 15° bei einem Rastwinkel von 36°. Dadurch wird der Totpunkt der Rastung nicht überschritten, so dass beim Loslassen des Betätigungsgliedes der Rotor unter der Wirkung der auf die Rastkugel 15 wirkenden Rastfeder 16 so weit zurückgleitet, bis die Rastkugel 15 wieder in der grössten Ausnehmung der Rastkontur 8 liegt. Damit ist automatisch ein Rücksprung erreicht, ohne dass zusätzlich Mittel, wie z. B. Rücksprungfedern, erforderlich sind. Bei einer Drehwinkelbegrenzung, wie sie anhand der Fig. 1 bis 4 beschrieben wurde, lässt sich dies in sehr einfacher Weise dadurch erreichen, dass eine entsprechende axiale Bohrung 12 im Rotorkörper 11 angebracht wird. Diese Drehwinkelbegrenzung eignet sich also vorzugsweise zur Ausführung der Erfindung. Ein solches Rastwerk lässt sich also einfach durch Anbringen einer zusätzlichen Bohrung in ein Rücksprungrastwerk umwandeln. Wenn mehrere entsprechende Bohrungen vorgesehen sind, lässt sich ein Rücksprung ohne weiteres an beiden Enden des Drehbereiches erzielen. Die Drehbereichsbegrenzung kann ohne weiteres dann beliebig versetzt werden, wobei der Rücksprung jeweils am Ende des Drehbereichs wirksam wird.
Obwohl sich die Erfindung besonders gut bei einer Drehwinkelbegrenzung mit auswechselbaren Anschlagstiften verwirklichen lässt, ist ihre Anwendung jedoch auch bei anderen Drehwinkelbegrenzungen möglich. Auch muss die Rastung nicht unbedingt mittels federnder Rastglieder vorgenommen sein, die in einer Rastkontur gleiten, sondern kann auch anders ausgebildet sein, beispielsweise als die eingangs beschriebene magnetische Rastung.

Claims

1. Rücksprungrastwerk mit Drehbereichsbegrenzung (7, 13) für Drehschalter mit einem zylindrischen Gehäuse (1), einer dieses konzentrisch durchdringenden Welle (10), einer zwischen dem Gehäuse (1) und der Welle (10) wirkenden Rastvorrichtung (8, 15) für definierte Schaltstellungen und einer auf mindestens einer Seite des Drehbereichs verstellbaren Drehbereichsbegrenzung (7, 13) für die Drehbewegung der Welle (10) im Gehäuse (1), wobei die Welle (10) von einer letzten Schaltstellung am Endpunkt der Drehbewegung in die letzte Raststellung zurückfedert, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehbereichsbegrenzung (7, 13) die Drehbewegung der Welle (10) von der letzten Raststufe bis zur besagten letzten Schaltstellung auf weniger als den halben Rastwinkel begrenzt, wobei die Rückfederung alleine durch die Rastvorrichtung bewirkt ist.

2. Rücksprungrastwerk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zur Drehbereichsbegrenzung (7,13) im Gehäuse (1) radial angeordnete auswechselbare Anschlagstifte (7) und in Bohrung eines mit der Welle (10) verbundenen Rotorkörpers (11) auswechselbare axial angeordnete Anschlagbolzen (13) vorgesehen sind.

3. Rücksprungratswerk nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass an der Innenwand des Gehäuses (1) eine Rastkontur (8) angeordnet ist, die mit in radialen Bohrungen (14) des Rotorkörpers (11) federnd angeordneten Rastgliedern (15, 16) zusammenwirkt und dass die Drehbereichsbegrenzung (7, 13) so angeordnet ist, dass in der letzten Raststufe die Rastglieder (15) den am weitesten nach innen ragenden Vorsprung der Rastkontur (8) nicht ganz erreichen.