EP0853268B1 - Handbetätigungselement zur Anordnung an einer Welle - Google Patents

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EP0853268B1
EP0853268B1 EP98100220A EP98100220A EP0853268B1 EP 0853268 B1 EP0853268 B1 EP 0853268B1 EP 98100220 A EP98100220 A EP 98100220A EP 98100220 A EP98100220 A EP 98100220A EP 0853268 B1 EP0853268 B1 EP 0853268B1
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EP
European Patent Office
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sleeve
manual operating
operating element
shaft
clamping
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EP98100220A
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EP0853268A2 (de
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Eberhard A. Hölzer
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KKP RAPID GMBH & CO KG
Original Assignee
LISI Automotive KKP GmbH and Co KG
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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H3/00—Mechanisms for operating contacts
    • H01H3/02—Operating parts, i.e. for operating driving mechanism by a mechanical force external to the switch
    • H01H3/08—Turn knobs
    • H01H3/10—Means for securing to shaft of driving mechanism
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05G—CONTROL DEVICES OR SYSTEMS INSOFAR AS CHARACTERISED BY MECHANICAL FEATURES ONLY
    • G05G1/00—Controlling members, e.g. knobs or handles; Assemblies or arrangements thereof; Indicating position of controlling members
    • G05G1/08—Controlling members for hand actuation by rotary movement, e.g. hand wheels
    • G05G1/10—Details, e.g. of discs, knobs, wheels or handles
    • G05G1/12—Means for securing the members on rotatable spindles or the like

Definitions

  • the present invention relates to a manual actuating element for releasable arrangement on a shaft according to the preamble of claim 1.
  • the manual control element is to be understood quite generally as a manually operable element for operating or actuating a shaft. It can be, for example, a handle with which the switching shaft of a power switch or the like is actuated.
  • a manual control element has already become known which can be plugged onto and removed from the control shaft, for example of a mains switch, with an elastically deformable clamping device.
  • the known manual control element has a sleeve-shaped element, on the inside of which a small metallic body is provided, which is prestressed by a compression spring and which is pressed aside when the manual control element is plugged onto the shaft, as a result of which the manual control element is ultimately attached to the shaft.
  • the manual control element is a mass-produced component, plastic is often used to manufacture it, so that the spring device described above must be used after the manufacture of the plastic part in a second operation. In addition to the fact that this procedure is costly, there is also the risk that the spring device subsequently used is lost, for example when the manual control element is removed from the shaft, and the manual control element must therefore be completely replaced.
  • US-A-3 880 536 shows a manual actuating element for releasable arrangement on a shaft by means of an elastically deformable clamping device provided on a sleeve-shaped extension, the clamping device being formed in one piece with the sleeve, the clamping device being provided on the inside of the sleeve and there in the axial longitudinal direction has extending web-shaped clamping element.
  • a clamping element is designed such that an elastic effect is achieved via a cavity.
  • the present invention has for its object to provide a manual actuating element which is provided with a clamping device which enables an elastic clamping effect without a cavity.
  • a manual actuating element which can be removably attached to the shaft by means of an elastically deformable clamping device provided on a sleeve-shaped extension, the clamping device being formed in one piece with the sleeve.
  • the manual control element according to the invention has a clamping device which can be produced together with the manual control element during manufacture and therefore no longer needs to be followed by a second work step after manufacture, with which then the spring device is used.
  • the clamping device is arranged on the inside of the sleeve.
  • the clamping device according to one embodiment according to the present invention can also be arranged on the outer circumference of the sleeve-shaped extension, so that a clamping effect is brought about by a radially inward elastic deformation of the clamping device.
  • the clamping device has at least one web-shaped clamping element running on the inside of the sleeve in the axial longitudinal direction. This means that the clamping element extends over substantially the entire axial length of the sleeve-shaped extension in the longitudinal direction of the extension and is elastically deformed when the manual control element is placed on the shaft, so that the manual control element is held securely. To remove the manual control element from the shaft, it is only necessary to pull the element off the shaft, as a result of which the elastically deformed clamping device returns to its original undeformed position and shape.
  • the clamping element is T-shaped and formed with its base on the inside of the sleeve largely at right angles thereto.
  • This is to be understood to mean that the narrow side of the T-shaped clamping element is integrally formed on the sleeve, so that the wider side, which has the contact surface for arrangement on the shaft, extends in the direction of the shaft.
  • the clamping element has a contact surface which is rounded in cross section at its broad end facing the shaft, that is to say it is designed to be complementary to the shaft.
  • the clamping element extends largely over the entire axial length of the sleeve-shaped extension and can be formed in one piece or also divided, that is to say also formed from a plurality of segments running in the longitudinal direction of the sleeve, which are arranged one behind the other.
  • a centering of the shaft on the manual control element and an increase in the clamping force between the manual control element and the shaft can be achieved in that the clamping device has at least one web-shaped support element running on the inside of the sleeve in the axial longitudinal direction, the central axis of which is below a Inclined at an angle to the inside of the sleeve.
  • This very special design ensures that the support element is resiliently deformed when the manual control element is placed on the shaft, thus increasing the clamping force on the one hand and centering the shaft on the manual control element on the other hand.
  • the support element is formed at an acute angle at its end facing the shaft. This configuration causes an increase in the deformation and thus an increase in the clamping force at the acute-angled end.
  • the material for producing the manual control element is preferably a filled plastic, in particular filled polyamide.
  • the manual control element can have a shaped element which serves as a stop for at least one direction of rotation when the manual control element rotates. During the rotary movement of the manual control element, it is guided through a surface running parallel to the radial plane of the sleeve, with which the manual control element is rotatably supported on another surface.
  • the manual actuation element 1 in the embodiment shown has a circular configuration in the view from below, with the closer to the center of the manual actuation element 1 2 visible sleeve-shaped extension 2 is located.
  • the manual control element 1 is provided on its upper side with a handle 3, which has a spherical segment shape that cannot be seen from the drawing.
  • the outer circumference 4 of the manual control element 1 forms a first contact surface with which the manual control element 1 can be arranged on a support (not shown), for example a front panel of a control cabinet, in which there is a power switch, on the control shaft of which the manual control element 1 is plugged.
  • a support for example a front panel of a control cabinet, in which there is a power switch, on the control shaft of which the manual control element 1 is plugged.
  • the second contact surface 5 performs a function similar to the first contact surface 4.
  • the already mentioned sleeve-shaped extension 2 in the middle of the manual actuating element 1 has a clamping device, generally designated 6, in the area of its inside.
  • the clamping device 6 has a total of five individual clamping elements or supporting elements. All of these elements are formed in one piece with the sleeve-shaped extension 2 and therefore cannot fall out of the extension 2.
  • the clamping device 6 has a T-shaped clamping element 7, the contact surface 8 of which is directed towards the shaft and is straight.
  • this clamping element 7 there are two further T-shaped clamping elements 9, the contact surfaces of which face the shaft are each rounded.
  • a support element 10 is arranged in each case with acute-angled ends facing the shaft.
  • the individual clamping elements or support elements are elastically deformed, so that the manual control element 1 is securely held on the shaft.
  • the individual clamping elements 7, 9 and support elements 10 return to their original undeformed position and shape.
  • Fig. 2 of the drawing makes it clear that the clamping elements 9 extend over the entire length of the sleeve-shaped extension 2, so in the embodiment shown along the rectilinear extension designated by the reference numeral 2, which at its end facing the handle 3 integrally in the Handle 3 passes over, so that a high clamping force can be achieved with the clamping element 9 extending into the closed end region 1 of the handle 3.
  • the further clamping elements 7, 9 and support elements 10 shown in FIG. 1 can similarly also extend into the closed end region of the handle 3, which contributes to the secure holding of the manual control element 1 on the shaft.
  • Fig. 1 of the drawing finally shows a shaped element 12 which can be used as a rotation limit stop.
  • one or more locking elements can also be provided to form predetermined rotational angle positions of the manual control element on the contact surface of the control cabinet or the like, for example.

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Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Handbetätigungselement zur lösbaren Anordnung an einer Welle nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.
  • Unter dem Handbetätigungselement ist im Rahmen der vorliegenden Erfindung ganz allgemein ein von Hand betätigbares Element zur Bedienung oder Betätigung einer Welle zu verstehen. Es kann sich dabei beispielsweise um einen Handgriff handeln, mit dem die Schaltwelle eines Netzschalters oder dergleichen betätigt wird.
  • Es ist bereits ein Handbetätigungselement bekannt geworden, das mit einer elastisch verformbaren Klemmeinrichtung auf die Schaltwelle beispielsweise eines Netzschalters aufgesteckt und davon wieder abgenommen werden kann. Das bekannte Handbetätigungselement weist hierzu ein hülsenförmiges Element auf, an dessen Innenseite ein kleiner von einer Druckfeder vorgespannter metallischer Körper vorgesehen ist, der beim Aufstecken des Handbetätigungselementes auf die Welle beiseite gedrückt wird, wodurch letztlich die Befestigung des Handbetätigungselementes auf der Welle bewerkstelligt wird.
  • Nachdem es sich bei dem Handbetätigungselement um ein in der Massenfertigung hergestelltes Bauteil handelt, wird zu dessen Herstellung oftmals Kunststoff eingesetzt, so daß die vorstehend beschriebene Federeinrichtung nach der Fertigung des Kunststoffteiles in einem zweiten Arbeitsgang nachträglich eingesetzt werden muß. Neben der Tatsache, daß diese Vorgehensweise kostenaufwendig ist, besteht auch die Gefahr, daß die nachträglich eingesetzte Federeinrichtung beispielsweise beim Abziehen des Handbetätigungselementes von der Welle verloren geht und das Handbetätigungselement somit vollständig ersetzt werden muß.
  • Die US-A-3 880 536 zeigt ein Handbetätigungselement zur lösbaren Anordnung an einer Welle mittels einer an einem hülsenförmigen Fortsatz vorgesehenen elastisch verformbaren Klemmeinrichtung, wobei die Klemmeinrichtung mit der Hülse einstückig ausgebildet ist, die Klemmeinrichtung an der Hülseninnenseite vorgesehen ist und dort ein in Axiallängsrichtung verlaufendes stegförmiges Klemmelement aufweist. Bei dem bekannten Handbetätigungselement ist ein Klemmelement so ausgebildet, dass über einen Hohlraum ein elastischer Effekt erzielt wird.
  • Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Handbetätigungselement zu schaffen, das mit einer Klemmeinrichtung versehen ist, die eine elastische Klemmwirkung unter Verzicht auf einen Hohlraum ermöglicht.
  • Die Erfindung weist zur Lösung dieser Aufgabe die im Anspruch 1 angegebenen Merkmale auf Vorteilhafte Ausgestaltungen hiervon sind in den weiteren Ansprüchen angegeben.
  • Erfindungsgemäß ist daher ein Handbetätigungselement vorgesehen, das mittels einer an einem hülsenförmigen Fortsatz vorgesehenen elastisch verformbaren Klemmeinrichtung an der Welle abnehmbar befestigt werden kann, wobei die Klemmeinrichtung mit der Hülse einstückig ausgebildet ist. Es bedeutet dies mit anderen Worten, daß das Handbetätigungselement nach der Erfindung eine Klemmeinrichtung besitzt, die bei der Fertigung des Handbetätigungselementes zusammen mit diesem hergestellt werden kann und es demnach nicht mehr erforderlich ist, nach der Fertigung einen zweiten Arbeitsschritt folgen zu lassen, mit dem dann die Federeinrichtung eingesetzt wird.
  • Es ist dabei vorgesehen, die Klemmeinrichtung an der Hülseninnenseite anzuordnen. Sollte es sich bei der Welle aber um eine Hohlwelle handeln, so kann die Klemmeinrichtung nach einer Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung auch am Außenumfang des hülsenförmigen Fortsatzes angeordnet werden, so daß eine Klemmwirkung durch eine radial nach innen gerichtete elastische Verformung der Klemmeinrichtung bewerkstelligt wird.
  • Wenn nachfolgend von der Hülseninnenseite gesprochen wird, so betrifft dies die Anordnung der Klemmeinrichtung an der Innenseite der Hülse. Bei einer am Außenumfang angebrachten Klemmeinrichtung ist der Begriff der Hülseninnenseite durch die Hülsenaußenseite zu ersetzen.
  • Die Klemmeinrichtung weist wenigstens ein an der Hülseninnenseite in Axiallängsrichtung hierzu verlaufendes stegförmiges Klemmelement aufweisen. Dies bedeutet, daß sich das Klemmelement über weitgehend die gesamte axiale Länge des hülsenförmigen Fortsatzes in Längsrichtung des Fortsatzes erstreckt und beim Aufsetzen der Handbetätigungselementes auf die Welle elastisch verformt wird, so daß das Handbetätigungselement sicher gehalten wird. Zum Wiederabnehmen des Handbetätigungselementes von der Welle ist es nur erforderlich, das Element von der Welle abzuziehen, wodurch die elastisch verformte Klemmeinrichtung ihre ursprüngliche unverformte Position und Form wieder einnimmt.
  • Die Gefahr des Abfallens der Klemmeinrichtung vom Handbetätigungselement ist sicher vermieden.
  • Dei dem erfindungsgemäßen Handbetätigungselement ist das Klemmelement T-förmig ausgebildet und mit seiner Basis an der Hülseninnenseite weitgehend rechtwinklig hierzu angeformt. Hierunter ist zu verstehen, daß das T-förmige Klemmelement mit seiner schmalen Seite einstückig an der Hülse angeformt ist, so daß sich die breitere Seite, die die Kontaktfläche zur Anordnung an der Welle besitzt, in Richtung zur Welle hin erstreckt. Hierbei ist es von besonderem Vorteil, wenn das Klemmelement an seinem der Welle zugewandten breiten Ende eine im Querschnitt abgerundete Kontaktfläche aufweist, also komplementär zur Welle ausgebildet ist. Das Klemmelement erstreckt sich weitgehend über die gesamte axiale Länge des hülsenförmigen Fortsatzes und kann einstückig oder auch unterteilt ausgebildet sein, also auch aus mehreren in Längsrichtung der Hülse verlaufenden Segmenten gebildet sein, die hintereinander angeordnet sind.
  • Eine Zentrierung der Welle am Handbetätigungselement und eine Erhöhung der Klemmkraft zwischen dem Handbetätigungselement und der Welle läßt sich dadurch erreichen, daß die Klemmeinrichtung wenigstens ein an der Hülseninnenseite in Axiallängsrichtung hierzu verlaufendes stegförmiges Stützelement besitzt, dessen Mittenachse unter einem Winkel geneigt zur Hülseninnenseite verläuft. Es bedeutet dies mit anderen Worten, daß sich die Mittenachse des Stützelementes unter einem spitzen Winkel zur Innenseite der Hülse radial von dieser weg erstreckt, so daß sich die Mittenachse des Stützelementes nicht mit der Längsachse der Hülse schneidet, sondern schief zu ihr verläuft. Durch diese ganz besondere Ausbildung wird erreicht, daß das Stützelement beim Aufsetzen des Handbetätigungselementes auf die Welle elastisch federnd verformt wird und somit einerseits eine Erhöhung der Klemmkraft und andererseits eine Zentrierung der Welle am Handbetätigungselement ermöglicht wird.
  • Zur Erhöhung der Klemmkraft ist das Stützelement an seinem der Welle zugewandten Ende spitzwinklig ausgebildet. Durch diese Ausbildung wird am spitzwinklig ausgebildeten Ende eine Vergrößerung der Verformung und damit eine Erhöhung der Klemmkraft bewirkt.
  • Bei dem Werkstoff zur Herstellung des Handbetätigungselementes handelt es sich vorzugsweise um einen gefüllten Kunststoff, insbesondere gefülltes Polyamid.
  • Das Handbetätigungselement kann ein Formelement besitzen, das bei einer Drehbewegung des Handbetätigungselementes für mindestens eine Drehrichtung als Anschlag dient. Bei der Drehbewegung des Handbetätigungselementes wird dieses durch eine parallel zur Radialebene der Hülse verlaufende Fläche geführt, mit der das Handbetätigungselement an einer anderen Fläche drehbar abgestützt wird.
  • Die Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnung näher erläutert. Diese zeigt in:
    • Fig. 1 das Handbetätigungselement gemäß der Erfindung in einer Ansicht von unten, d.h. in einer Ansicht auf den hülsenförmigen Fortsatz mit der Klemmeinrichtung; und
    • Fig. 2 in einer teilweise geschnittenen Seitenansicht.
  • Wie leicht aus Fig. 1 der Zeichnung ersichtlich ist, weist das Handbetätigungselement 1 in der dargestellten Ausführungsform in der Ansicht von unten eine kreisförmige Konfiguration auf, wobei sich in der Mitte des Handbetätigungselementes 1 der näher aus Fig. 2 ersichtliche hülsenförmige Fortsatz 2 befindet.
  • Das Handbetätigungselement 1 ist an seiner Oberseite mit einem Handgriff 3 versehen, der eine aus der Zeichnung nicht ersichtliche kugelsegmentförmige Gestalt besitzt.
  • Der Außenumfang 4 des Handbetätigungselementes 1 bildet eine erste Kontaktfläche, mit der das Handbetätigungselement 1 an einer nicht dargestellten Auflage, beispielsweise einer Frontplatte eines Schaltschrankes angeordnet werden kann, in dem sich ein Netzschalter befindet, auf dessen Schaltwelle das Handbetätigungselement 1 aufgesteckt wird.
  • Eine zur ersten Kontaktfläche 4 ähnliche Funktion führt die zweite Kontaktfläche 5 aus.
  • Der bereits angesprochene hülsenförmige Fortsatz 2 in der Mitte des Handbetätigungselementes 1 besitzt im Bereich seiner Innenseite eine allgemein mit 6 bezeichnete Klemmeinrichtung.
  • In der dargestellten Ausführungsform weist die Klemmeinrichtung 6 insgesamt fünf einzelne Klemmelemente beziehungsweise Stützelemente auf. Alle diese Elemente sind einstückig mit dem hülsenförmigen Fortsatz 2 ausgebildet und können daher aus dem Fortsatz 2 nicht heraus fallen.
  • Im Bereich der linken Zeichnungshälfte weist die Klemmeinrichtung 6 ein T-förmiges Klemmelement 7 auf, dessen zur Welle hin gerichtete Kontaktfläche 8 geradlinig ausgebildet ist.
  • Diesem Klemmelement 7 gegenüberliegend befinden sich zwei weitere T-förmige Klemmelemente 9, deren der Welle zugewandte Kontaktfläche jeweils abgerundet ausgebildet ist.
  • Am Teilkreisumfang zwischen den Klemmelementen 7 und 9 ist jeweils ein Stützelement 10 angeordnet mit spitzwinklig ausgebildeten, der Welle zugewandten Enden.
  • Wenn das in Fig. 1 dargestellte Handbetätigungselement auf eine nicht dargestellte Welle aufgeschoben wird, werden die einzelnen Klemmelemente beziehungsweise Stützelemente elastisch verformt, so daß ein sicherer Halt des Handbetätigungselementes 1 an der Welle erreicht wird. Wenn das Handbetätigungselement 1 von der Welle wieder abgenommen wird, nehmen die einzelnen Klemmelemente 7, 9 und Stützelemente 10 wieder ihre ursprüngliche unverformte Position und Form ein.
  • Fig. 2 der Zeichnung macht deutlich, daß sich die Klemmelemente 9 über die gesamte Länge des hülsenförmigen Fortsatzes 2 erstrecken, in der dargestellten Ausführungsform also entlang des geradlinig ausgebildeten mit dem Bezugszeichen 2 bezeichneten Fortsatzes, der an seinem dem Handgriff 3 zugewandten Ende einstückig in den Handgriff 3 übergeht, so daß mit dem sich bis in den geschlossenen Endbereich 1 des Handgriffes 3 erstreckenden Klemmelement 9 eine hohe Klemmkraft erreicht werden kann. Die in Fig. 1 dargestellten weiteren Klemmelemente 7, 9 und Stützelemente 10 können sich in ähnlicher Weise ebenfalls bis in den geschlossenen Endbereich des Handgriffes 3 erstrecken, was zur sicheren Halterung des Handbetätigungselementes 1 an der Welle beiträgt.
  • Fig. 1 der Zeichnung zeigt schließlich noch ein Formelement 12, welches als Drehbegrenzungsanschlag eingesetzt werden kann. Nach einer weiteren Ausführungsform des Handbetätigungselementes 1 nach der Erfindung können auch noch ein oder mehrere Rastelemente zur Bildung vorbestimmter Drehwinkelstellungen des Handbetätigungselementes an der Kontaktfläche des beispielsweise Schaltschrankes oder dergleichen vorgesehen werden.
  • Hinsichtlich vorstehend im einzelnen nicht näher erläuterter Merkmale der Erfindung wird in übrigen ausdrücklich auf die Ansprüche und die Zeichnung verwiesen.

Claims (9)

  1. Handbetätigungselement zur lösbaren Anordnung an einer Welle mittels einer an einem hülsenförmigen Fortsatz (2) vorgesehenen elastisch verformbaren Klemmeinrichtung, die mit der Hülse (2) einstückig ausgebildet ist und wenigstens ein an der Hülseninnenseite in Axiallängsrichtung hierzu verlaufendes stegförmiges Klemmelement (7, 9) aufweist,
    dadurch gekennzeichnet ,
    dass das Klemmelement (7, 9) T-förmig ausgebildet und mit seiner Basis an der Hülseninnenseite weitgehend rechtwinklig hierzu angeformt ist.
  2. Handbetätigungselement nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass das Klemmelement (9) an seinem der Welle zugewandten breiten Ende eine im Querschnitt abgerundete Kontaktfläche aufweist.
  3. Handbetätigungselement nach Anspruch 1 oder 2,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Klemmeinrichtung (6) wenigstens ein an der Hülseninnenseite in Axiallängsrichtung hierzu verlaufendes stegförmiges Stützelement (10) besitzt, dessen Mittelachse unter einem Winkel geneigt zur Hülseninnenseite verläuft.
  4. Handbetätigungselement nach Anspruch 3,
    dadurch gekennzeichnet ,
    dass das Stützelement (10) an seinem der Welle zugewandten Ende spitzwinklig ausgebildet ist.
  5. Handbetätigungselement nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass es aus Kunststoff hergestellt ist.
  6. Handbetätigungselement nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
    dadurch gekennzeichnet ,
    dass es aus einem gefüllten Polyamid hergestellt ist.
  7. Handbetätigungselement nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
    gekennzeichnet ,
    durch ein Formelement (12), das bei einer Drehbewegung des Handbetätigungselementes für mindestens eine Drehrichtung als Anschlag dient.
  8. Handbetätigungselement nach einem der Ansprüche 1 bis 7,
    gekennzeichnet ,
    durch mindestens eine parallel zur Radialebene der Hülse verlaufende Fläche (4, 5), an der das Handbetätigungselement an einer anderen Fläche drehbar abstützbar ist.
  9. Handbetätigungselement nach einem der Ansprüche 1 bis 8,
    gekennzeichnet,
    durch Rastelemente zur Bildung vorbestimmter Drehwinkelstellungen des Handbetätigungselementes an der anderen Fläche.
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EP0853268A3 (de) 2001-02-07
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