EP1151448B1 - Vorrichtung zum schalten einer elektrischen verbindung, insbesondere scharnierschalter - Google Patents

Vorrichtung zum schalten einer elektrischen verbindung, insbesondere scharnierschalter Download PDF

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EP1151448B1
EP1151448B1 EP00903611A EP00903611A EP1151448B1 EP 1151448 B1 EP1151448 B1 EP 1151448B1 EP 00903611 A EP00903611 A EP 00903611A EP 00903611 A EP00903611 A EP 00903611A EP 1151448 B1 EP1151448 B1 EP 1151448B1
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EP
European Patent Office
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shaft
switching
actuation means
cam
pin
Prior art date
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Application number
EP00903611A
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English (en)
French (fr)
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EP1151448A1 (de
Inventor
Erik BÄCHLE
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Euchner GmbH and Co KG
Original Assignee
Euchner GmbH and Co KG
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Publication date
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Publication of EP1151448B1 publication Critical patent/EP1151448B1/de
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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
    • H01H3/16—Operating parts, i.e. for operating driving mechanism by a mechanical force external to the switch adapted for actuation at a limit or other predetermined position in the path of a body, the relative movement of switch and body being primarily for a purpose other than the actuation of the switch, e.g. for a door switch, a limit switch, a floor-levelling switch of a lift
    • H01H3/161—Operating parts, i.e. for operating driving mechanism by a mechanical force external to the switch adapted for actuation at a limit or other predetermined position in the path of a body, the relative movement of switch and body being primarily for a purpose other than the actuation of the switch, e.g. for a door switch, a limit switch, a floor-levelling switch of a lift for actuation by moving a closing member, e.g. door, cover or lid
    • H01H3/162—Operating parts, i.e. for operating driving mechanism by a mechanical force external to the switch adapted for actuation at a limit or other predetermined position in the path of a body, the relative movement of switch and body being primarily for a purpose other than the actuation of the switch, e.g. for a door switch, a limit switch, a floor-levelling switch of a lift for actuation by moving a closing member, e.g. door, cover or lid associated with a hinge of the closing member
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H19/00—Switches operated by an operating part which is rotatable about a longitudinal axis thereof and which is acted upon directly by a solid body external to the switch, e.g. by a hand
    • H01H19/54—Switches operated by an operating part which is rotatable about a longitudinal axis thereof and which is acted upon directly by a solid body external to the switch, e.g. by a hand the operating part having at least five or an unspecified number of operative positions
    • H01H19/60—Angularly-movable actuating part carrying no contacts
    • H01H19/62—Contacts actuated by radial cams
    • H01H19/623—Adjustable cams
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E05—LOCKS; KEYS; WINDOW OR DOOR FITTINGS; SAFES
    • E05Y—INDEXING SCHEME RELATING TO HINGES OR OTHER SUSPENSION DEVICES FOR DOORS, WINDOWS OR WINGS AND DEVICES FOR MOVING WINGS INTO OPEN OR CLOSED POSITION, CHECKS FOR WINGS AND WING FITTINGS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR, CONCERNED WITH THE FUNCTIONING OF THE WING
    • E05Y2400/00—Electronic control; Power supply; Power or signal transmission; User interfaces
    • E05Y2400/10—Electronic control
    • E05Y2400/30—Electronic control of motors
    • E05Y2400/32—Position control, detection or monitoring
    • E05Y2400/322—Position control, detection or monitoring by using absolute position sensors
    • E05Y2400/324—Switches
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E05—LOCKS; KEYS; WINDOW OR DOOR FITTINGS; SAFES
    • E05Y—INDEXING SCHEME RELATING TO HINGES OR OTHER SUSPENSION DEVICES FOR DOORS, WINDOWS OR WINGS AND DEVICES FOR MOVING WINGS INTO OPEN OR CLOSED POSITION, CHECKS FOR WINGS AND WING FITTINGS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR, CONCERNED WITH THE FUNCTIONING OF THE WING
    • E05Y2400/00—Electronic control; Power supply; Power or signal transmission; User interfaces
    • E05Y2400/10—Electronic control
    • E05Y2400/30—Electronic control of motors
    • E05Y2400/32—Position control, detection or monitoring
    • E05Y2400/322—Position control, detection or monitoring by using absolute position sensors
    • E05Y2400/326—Position control, detection or monitoring by using absolute position sensors of the angular type

Definitions

  • the invention relates to a device for switching an electrical Connection, in particular a hinge switch, according to the preamble of claim 1.
  • a generic device is known from WO 93/24946.
  • a multi-part cam disk is arranged coaxially with the latter as the actuating means, on the circumferential surface of which a switching means in the form of a switching plunger which switches the electrical connection when a switching point is exceeded.
  • the total of three parts of the cam disc are adjusted and fixed in the direction of rotation of the shaft when the device is assembled. Using their assigned switching edges on the circumferential surface of the cam disc, they define the position and the extent of a switching notch for the switching plunger.
  • the multi-part cam used in the known device requires a lot of effort in the manufacture and in particular in the assembly of such devices. A setting of the switching point after assembly is not possible, rather must be for a new setting the switching point completely disassembled the device and several Fixing screws loosened and tightened again after readjustment become.
  • DE-AS 10 91 187 shows a rotary switch with cam disks, each using a fastening screw on the selector shaft are removable.
  • the fastening screw is in one Through hole in the shift shaft insertable and in a Threaded hole of the cam disc can be screwed in.
  • the position of the Cam disk in relation to the selector shaft is neither in radial or axial direction still adjustable in the circumferential direction.
  • DE-OS 21 45 115 shows a lever switch with a Snap switching device.
  • the switching means or the switching plunger settles composed of an actuator sleeve and a switch pin, which together are screwable, which makes the effective length of the switching plunger and so that the switching point is adjustable.
  • US 403,169 shows a cam of a non-generic mechanical Control device.
  • a socket element which can be connected to a shaft is shown in several discrete positions on the cam releasably fixable. The discrete positions are due to interacting teeth both on the socket element and on the cam disc unchangeably specified.
  • US 4,049,934 shows one completely in a hinge housed hinge switch, one of which is the electrical switch in the axial direction actuating cam by means of a needle-shaped Pin rotatable with respect to the hinge axis and thus the Switching point is adjustable.
  • US 4,922,064 shows a hinge switch in which one in the first Hinge part rotatably mounted actuator for the purpose of Switch point setting in system with one of the second Hinge element trained stop can be brought and thereby in relation is rotatable on the hinge axis.
  • the electrical switching element is in the second hinge part fixed against rotation.
  • GB 2 150 757 A shows a hinge switch in which the actuator by means of a worm gear in relation to the hinge axis is rotatable and the switching point is adjustable.
  • EP 0 304 241 A2 shows a hinge switch in which the switching point is set by turning the hinge axis.
  • the problem underlying the present invention is a device according to the preamble of claim 1 to provide a simple and permanently precise setting and adjustment of the switching point with guaranteed relatively low design effort.
  • the switching of the electrical connection comprises opening and / or closing at least one pair of contacts.
  • the shaft can be designed so that it can only be pivoted back and forth or can be designed to rotate through full revolutions.
  • the switching means can be in contact with the actuating means, for example with respect to the shaft, in the radial or axial direction.
  • the radial and / or axial displacement of the actuating means with respect to the shaft which is easy to carry out, ensures permanent precise adjustment and adjustment of the switching point.
  • the typical switching point is when the shaft rotates about 3 °.
  • the switching means preferably has a longitudinal axis which forms an angle of 90 ° with the shaft.
  • the longitudinal axis of the switching means and the axis of the shaft preferably intersect.
  • the actuating means is preferably formed in one piece.
  • the setting means is preferably in threaded, clamping or locking connection with the shaft.
  • the special embodiment according to claim 2 offers the advantage that by simply turning the grub screw the position of the Actuating means in relation to the shaft is changeable and thereby the switching point can be set easily and precisely. It also serves the grub screw due to its fixed location with respect to the actuating means of coupling the rotary movement of the shaft the actuating means.
  • Such setscrews are often called Inscribed "grub screw”.
  • the special embodiment according to claim 3 has the advantage that at the actuating means screwed into the shaft for example, when mounting the device on the shaft can be pushed on or plugged on, with the grub screw in the receptacle can be inserted at least partially positively.
  • the grub screw has a non-threaded end at both ends, cone-like section, which can be inserted into the corresponding receptacle is.
  • the special embodiment according to claim 4 has the advantage that the actuator in a simple and reliable in its axial position the shaft is fixed. If the actuating means by means of the setting means is displaceable in the axial direction in relation to the shaft the shaft locking ring as a stop for the axial movement of the Actuating means and, if necessary, by an axial Direction a restoring force for the actuating means elastic element, for example a coil spring, can be added.
  • the special embodiment according to claim 5 has the advantage that even small switching angles can be permanently precisely adjusted. Due to the contact on the peripheral surface, the switching means is moved in the direction of contact when the shaft is rotated and when the section is swept. Alternatively and / or in addition to the notch, the peripheral surface can also have one or more cams. As an alternative to using a cam disc, a single-arm or multi-arm lever that interacts with the switching means can also be used.
  • the special embodiment according to claim 6 has the advantage that the setting means does not come into contact with the switching means and thereby in particular full revolutions of the shaft are possible because the adjusting means in relation to the peripheral surface and in particular compared to the contact of the switching means on the peripheral surface of the Cam is axially offset.
  • the special embodiment according to claim 7 has the advantage that the dimensioning of the longer edge of the rectangle makes it easy to specify the setting range for the actuating means.
  • the shaft preferably has a smaller diameter in the area of the actuating means than outside the device.
  • the shaft can be provided in the area of the actuating means with one or two diametrically opposed, parallel surfaces, the spacing of which corresponds to the length of the shorter edge of the rectangle, thereby ensuring even more precise guidance of the actuating means in the radial direction with respect to the shaft.
  • the special embodiment according to claim 8 has the advantage that with such a structurally simple solution reliable switching is ensured by a preferably axial movement of the plunger. In addition, this creates a spatial separation of the mechanical and electrical components.
  • the special embodiment according to claim 9 has the advantage that a Setting or readjusting the switching point even after installing the Device or for example as part of maintenance and Repair work is possible.
  • the special embodiment according to claim 10 has the advantage that a simple mechanical coupling to, for example, a protective device of a machine tool to be monitored is possible.
  • the device can be fixed, for example, to a housing of the protective device or to the machine tool itself, whereas the shaft is connected to the articulated rod or the hinge pin of a protective door or protective hood articulated on the housing, for example by means of a connecting sleeve.
  • FIG. 1 shows the cross section through a device according to the invention in the form of a hinge switch 1 with a shaft axis 2 rotatable and from outside the device with an articulated rod or a hinge pin connected shaft 3 and one on this arranged actuating means in the form of a cam 4, the the electrical connection when a switching point is exceeded switching means in the form of a along a plunger axis 5 movable switching plunger 6 cooperates.
  • the cam 4 is by means of serving as an adjusting means Set screw 7 in relation to the shaft 3 in the radial direction displaceable that the switching point to a predetermined angular position of the Wave 3 is adjustable.
  • the grub screw 7 is by means of its end cone-shaped sections, one of which has a slot 8 for the engagement of a tool, in particular a screwdriver has, fixedly arranged with respect to the cam plate 4, in particular in a form-fitting manner with the end sections Recording the cam disc 4 inserted.
  • the recording can be cylindrical shape of the threaded pin 7 adapted so that this in the receptacle clicks into place.
  • the grub screw 7 points between the two end sections an external thread 9, with which it in a Threaded bore of shaft 3 can be screwed in.
  • the cam 4 has a circular or at its first axial end part-circular projection 10 with which they are on a first Housing part 11 of the head housing 11 receiving the cam disc 4, 14 supports. The opposite axial end is supported the cam disc 4 on one in a rotating in the shaft 3rd introduced ring groove 12 inserted shaft locking ring 13 from.
  • the shaft 3 has two in the area of the head housing 11, 14 their diameter reduced and offset sections 15a, 15b, with the end portion 15b of the shaft 3 in an opening one with respect to the first housing part 11 or removable second housing part 14 of the head housing 11, 14 protrudes, so that the end portion 15b and thus the shaft 3 from outside the Hinge switch 1 by means of a tool, for example one Screwdriver or a hex key, can be rotated to check the electrical switching function and / or the switching point in Set the dependence of the angle of rotation.
  • the first housing part 11 has at the location of the exit of the shaft 3, preferably in one piece Cantilever 16, which is the first in diameter Section 15a of the shaft 3 receives and a stop for the shaft 3 in Direction to the head housing 11, 14 forms.
  • the head housing 11, 14 is on a switching plunger 6 Switch housing 17 preferably using a (not shown) Sealant to prevent the ingress of contaminants and / or moisture can be determined.
  • the switching plunger 6 carries on a Contact carrier plate 18 a total of four electrical contacts 18a, 18b, 18c, 18d, which occurs when the switching plunger 6 is displaced parallel to the plunger axis 5 each with opposite and fixed to the switch housing 17 Contacts 19a, 19b, 1 9c, 19d interact and the electrical Switch connection, especially the electrical connections open between the contact elements 18a and 19a or 18b and 19b and the electrical connections between the contact elements 18c and 19c or 18d and 19d close.
  • the switching plunger 6 is by means of a Lift mechanism or elastic element, in the present Exemplary embodiment by means of a support on the switch housing 17 Coil spring 20, under tension in the direction of the cam 4 held.
  • the head housing 11, 14 is in different angular positions can be fixed on the switch housing 17 with respect to the tappet axis 5.
  • Fig. 2 shows a modification of the switch head of Fig. 1, in which the cam plate 4 shown in the view in a radially offset and a smaller diameter section 4a two, in Reference to the through the shaft axis 2 and the plunger axis 5 in Embodiment defined plane symmetrically opposite and Secant-shaped cut grooves 21, in the especially when assembling the switch head an assembly tool intervenes.
  • the two mounting grooves 21 one can also be used Groove or several corresponding bores may be provided.
  • the second housing part 14 of the head housing 11, 14 has one by means of a preferably elastically sealing cover 22 lockable opening for the passage of a tool for actuation of the threaded pin 7 and thus for setting the cam plate 4 or of the switching point.
  • FIG. 3A shows a section along III-III of the device of FIG. 1.
  • the slot 8 of the threaded pin 7 is over the recess 23 of outside the cam 4 and optionally also from outside the Head housing 11, 14 accessible and has essentially only in Area of its interacting with the end portion 15b of the shaft 3 Section the external thread 9 on.
  • the grub screw 7 is in an axial Direction in a particular way with its end sections positive receptacle can be inserted into the cam plate 4, whereby the cam with respect to the direction of rotation of the shaft 3 on this is set.
  • the cam disc 4 has a preferably centric rectangular opening, the length of the shorter side 26 the Diameter of the end portion 15b corresponds to the shaft 3 and the length the longer side 27 limits the setting range for cam 4.
  • the peripheral surface 24 of the cam 4 has one in the illustrated Starting position facing the switching plunger 6 notch-like, two to a right angle with the tappet axis 5 Notch 25 having inclined flanks on the bottom surface, into which this with its rounded, preferably hemispherical end section due to its preload in the direction of the cam plate 4.
  • FIG. 3B shows the arrangement of FIG. 3A with a deflection of the Wave 3 counterclockwise by about 10 °. Due to the positive connection of the shaft 3 or its end section 15b screwed threaded pin 7 and the cam disc 4 rotates this also by the corresponding angular amount, and the switching plunger 6 is against the spring bias of the cam 4 along the tappet axis 5 moves away and thereby switches the electrical Connection.
  • the shape and the dimension of the incision 25 is determined, the switching point at given incision 25 precisely and permanently by adjusting the Position of the cam 4 with respect to the shaft 3 by means of Set screw 7 are made.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Schalten einer elektrischen Verbindung, insbesondere einen Scharnierschalter, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Aus der WO 93/24946 ist eine gattungsgemäße Vorrichtung bekannt.
Auf der von außerhalb der Vorrichtung betätigbaren Welle ist koaxial mit dieser als Betätigungsmittel eine mehrteilige Kurvenscheibe angeordnet, an deren Umfangsfläche ein die elektrische Verbindung beim Überschreiten eines Schaltpunktes schaltendes Schaltmittel in Form eines Schaltstößels anliegt. Die insgesamt drei Teile der Kurvenscheibe werden bei der Montage der Vorrichtung zueinander in der Drehrichtung der Welle eingestellt und fixiert. Sie definieren durch ihnen zugeordnete Schaltflanken auf der Umfangsfläche der Kurvenscheibe die Position und die Ausdehnung einer Schaltkerbe für den Schaltstößel.
Die bei der bekannten Vorrichtung verwendete mehrteilige Kurvenscheibe erfordert einen hohen Aufwand bei der Herstellung und insbesondere bei der Montage derartiger Vorrichtungen. Eine Einstellung des Schaltpunktes nach der Montage ist nicht möglich, vielmehr muß für eine Neueinstellung des Schaltpunktes die Vorrichtung komplett zerlegt und mehrere Fixierungsschrauben gelöst und nach der Neueinstellung wieder angezogen werden.
Die DE-AS 10 91 187 zeigt einen Drehschalter mit Nockenscheiben, die jeweils mittels einer Befestigungsschraube an der Schaltwelle abnehmbar festgelegt sind. Die Befestigungsschraube ist hierzu in ein Durchgangsloch in der Schaltwelle einsteckbar und in eine Gewindebohrung der Nockenscheibe einschraubbar. Die Position der Nockenscheibe in Bezug auf die Schaltwelle ist weder in radialer oder axialer Richtung noch in Umfangsrichtung einstellbar.
Die DE-OS 21 45 115 zeigt einen Schwenkhebelschalter mit einer Schnappschaltvorrichtung. Das Schaltmittel bzw. der Schaltstößel setzt sich aus einer Betätigerhülse und einem Schalterstift zusammen, die miteinander verschraubbar sind, wodurch die effektive Länge des Schaltstößels und damit der Schaltpunkt einstellbar ist.
Die US 403,169 zeigt einen Nocken einer gattungsfremden mechanischen Steuereinrichtung. Ein mit einer Welle verbindbares Buchsenelement ist in mehreren diskreten Positionen an dem Nocken lösbar festlegbar. Die diskreten Positionen sind durch zusammenwirkende Verzahnungen sowohl auf dem Buchsenelement als auch auf der Kurvenscheibe unveränderlich vorgegeben.
Die US 4,049,934 zeigt einen vollständig in einem Scharnier untergebrachten Scharnierschalter, bei dem eine den elektrischen Schalter in axialer Richtung betätigende Nockenscheibe mittels eines nadelförmigen Stiftes in Bezug auf die Schamierachse verdrehbar und damit der Schaltpunkt einstellbar ist.
Die US 4,922,064 zeigt einen Scharnierschalter, bei dem ein in dem ersten Scharnierteil drehbar gelagertes Betätigungselement zum Zwecke der Schaltpunkteinstellung in Anlage mit einem von dem zweiten Scharnierelement ausgebildeten Anschlag bringbar und dadurch in Bezug auf die Scharnierachse drehbar ist. Das elektrische Schaltelement ist in dem zweiten Scharnierteil drehfest festgelegt.
Die GB 2 150 757 A zeigt einen Scharnierschalter, bei dem das Betätigungselement mittels eines Schneckenradgetriebes in Bezug auf die Scharnierachse drehbar ist und dadurch der Schaltpunkt einstellbar ist.
Die EP 0 304 241 A2 zeigt einen Scharnierschalter, bei dem die Schaltpunkteinstellung durch Verdrehen der Scharnierachse erfolgt.
Der vorliegenden Erfindung liegt das Problem zugrunde, eine Vorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 bereitzustellen, die eine einfache und dauerhaft präzise Ein- und Nachstellung des Schaltpunktes mit verhältnismäßig geringem konstruktiven Aufwand gewährleistet.
Das Problem wird durch die im Anspruch 1 bestimmte Vorrichtung gelöst. Besondere Ausführungsarten der Erfindung sind in den Unteransprüchen offenbart.
Bei der Lösung gemäß Anspruch 1 umfaßt das Schalten der elektrischen Verbindung das Öffnung und/oder Schließen mindestens eines Kontaktpaares. Die Welle kann sowohl lediglich hin und her schwenkbar ausgeführt sein als auch um volle Umdrehungen drehbar ausgeführt sein. Das Schaltmittel kann beispielsweise in Bezug auf die Welle in radialer oder axialer Richtung an dem Betätigungsmittel in Anlage sein. Die einfach vorzunehmende radiale und/oder axiale Verschiebung des Betätigungsmittels in Bezug auf die Welle gewährleistet eine dauerhaft präzise Ein- und Nachstellung des Schaltpunktes. Für einige Anwendungsfälle liegt der typische Schaltpunkt bei einer Drehung der Welle um etwa 3°. Vorzugsweise weist das Schaltmittel eine Längsachse auf, die mit der Welle einen Winkel von 90° einschließt. Vorzugsweise schneiden sich die Längsachse des Schaltmittels und die Achse der Welle. Das Betätigungsmittel ist vorzugsweise einstückig ausgebildet.
Das Einstellmittel steht vorzugsweise in Gewinde-, Klemm- oder Rastverbindung mit der Welle.
Die besondere Ausführungsart gemäß Anspruch 2 bietet den Vorteil, daß durch einfaches Drehen des Gewindestifts die Position des Betätigungsmittels in Bezug auf die Welle veränderbar ist und dadurch der Schaltpunkt einfach und präzise einstellbar ist. Darüber hinaus dient der Gewindestift aufgrund seiner ortsfesten Anordnung in Bezug auf das Betätigungsmittel der Kopplung der Drehbewegung der Welle auf das Betätigungsmittel. Insbesondere ist eine weitere Festlegung des Betätigungsmittels auf der Welle hinsichtlich ihrer Drehbewegung verzichtbar. Derartige Gewindestifte werden häufig auch als "Madenschraube" bezeichnet.
Die besondere Ausführungsart gemäß Anspruch 3 hat den Vorteil, daß bei in die Welle eingeschraubtem Gewindestift das Betätigungsmittel beispielsweise bei der Montage der Vorrichtung einfach auf die Welle aufschiebbar oder aufsteckbar ist, wobei der Gewindestift in die Aufnahme mindestens partiell formschlüssig einlegbar ist. Vorzugsweise weist der Gewindestift an seinen beiden Enden jeweils einen gewindelosen, zapfenartigen Abschnitt auf, der in die entsprechende Aufnahme einsetzbar ist.
Die besondere Ausführungsart gemäß Anspruch 4 hat den Vorteil, daß das Betätigungsmittel einfach und zuverlässig in seiner axialen Position auf der Welle fixiert ist. Sofern das Betätigungsmittel mittels des Einstellmittels in Bezug auf die Welle in axialer Richtung verschiebbar ist, dient der Wellensicherungsring als ein Anschlag für die axiale Bewegung des Betätigungsmittels und kann gegebenenfalls noch durch ein in axialer Richtung eine Rückstellkraft für das Betätigungsmittel aufbringendes elastisches Element, beispielsweise eine Schraubenfeder, ergänzt sein.
Die besondere Ausführungsart gemäß Anspruch 5 hat den Vorteil, daß dadurch auch geringe Schaltwinkel dauerhaft präzise einstellbar sind. Durch die Anlage an der Umfangsfläche wird das Schaltmittel beim Drehen der Welle und beim Überstreichen des Abschnitts in Anlagerichtung bewegt. Alternativ und/oder ergänzend zu der Kerbe kann die Umfangsfläche auch einen oder mehrere Nocken aufweisen.
Alternativ zur Verwendung einer Kurvenscheibe kommt auch ein ein- oder mehrarmiger Hebel in Betracht, der mit dem Schaltmittel zusammenwirkt.
Die besondere Ausführungsart gemäß Anspruch 6 hat den Vorteil, daß das Einstellmittel nicht in Kontakt mit dem Schaltmittel kommt und dadurch insbesondere volle Umdrehungen der Welle möglich sind, weil das Einstellmittel gegenüber der Umfangsfläche und insbesondere gegenüber der Anlage des Schaltmittels an der Umfangsfläche der Kurvenscheibe axial versetzt angeordnet ist.
Die besondere Ausführungsart gemäß Anspruch 7 hat den Vorteil, daß durch die Dimensionierung der längeren Kante des Rechtecks konstruktiv einfach der Einstellbereich für das Betätigungsmittel vorgebbar ist.
Die Welle weist im Bereich des Betätigungsmittels vorzugsweise einen geringeren Durchmesser auf als außerhalb der Vorrichtung. Die Welle kann im Bereich des Betätigungsmittels mit einer oder mit zwei diametral gegenüber liegenden, parallelen Flächen versehen sein, deren Abstand der Länge der kürzeren Kante des Rechtecks entspricht, wodurch eine noch exaktere Führung des Betätigungsmittels in radialer Richtung in Bezug auf die Welle gewährleistet ist.
Die besondere Ausführungsart gemäß Anspruch 8 hat den Vorteil, daß mit einer solchen konstruktiv einfachen Lösung ein zuverlässiges Schalten durch eine vorzugsweise axiale Bewegung des Stößels gewährleistet ist. Darüber hinaus wird dadurch eine räumliche Trennung der mechanischen und elektrischen Komponenten erreicht.
Die besondere Ausführungsart gemäß Anspruch 9 hat den Vorteil, daß ein Einstellen oder Nachstellen des Schaltpunkts auch nach der Montage der Vorrichtung oder beispielsweise im Rahmen von Wartungs- und Reparaturarbeiten möglich ist.
Die besondere Ausführungsart gemäß Anspruch 10 hat den Vorteil, daß dadurch eine einfache mechanische Ankopplung an beispielsweise eine zu überwachende Schutzeinrichtung einer Werkzeugmaschine möglich ist.
Die Vorrichtung ist beispielsweise an einem Gehäuse der Schutzeinrichtung oder an der Werkzeugmaschine selbst festlegbar, wogegen die Welle mit der Gelenkstange oder dem Scharnierbolzen einer an dem Gehäuse angelenkten Schutztür oder Schutzhaube, beispielsweise mittels einer Verbindungsmuffe, verbunden ist.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der unter Bezugnahme auf die Zeichnungen ein Ausführungsbeispiel im einzelnen beschrieben ist. Dabei können die in den Ansprüchen und in der Beschreibung erwähnten Merkmale jeweils einzeln für sich oder in beliebiger Kombination erfindungswesentlich sein.
Fig. 1
zeigt den Querschnitt durch eine erfindungsgemäße Vorrichtung,
Fig. 2
zeigt eine Abwandlung des Schalterkopfes der Fig. 1,
Fig. 3A
zeigt einen Schnitt entlang III-III der Vorrichtung der Fig. 1 und
Fig. 3B
zeigt die Anordnung der Fig. 3a bei einer Auslenkung der Welle um etwa 10°.
Die Fig. 1 zeigt den Querschnitt durch eine erfindungsgemäße Vorrichtung in Form eines Scharnierschalters 1 mit einer um eine Wellenachse 2 drehbaren und von außerhalb der Vorrichtung mit einer Gelenkstange oder einem Scharnierbolzen verbundenen Welle 3 und einem an dieser angeordneten Betätigungsmittel in Form einer Kurvenscheibe 4, die mit einem die elektrische Verbindung bei Überschreiten eines Schaltpunktes schaltenden Schaltmittel in Form eines entlang einer Stößelachse 5 bewegbaren Schaltstößels 6 zusammenwirkt.
Die Kurvenscheibe 4 ist mittels des als Einstellmittel dienenden Gewindestifts 7 in Bezug auf die Welle 3 in radialer Richtung derart verschiebbar, daß der Schaltpunkt auf eine vorgebbare Winkelposition der Welle 3 einstellbar ist. Der Gewindestift 7 ist mittels seiner endseitigen, zapfenartig ausgebildeten Abschnitte, von denen einer einen Schlitz 8 für den Eingriff eines Werkzeugs, insbesondere eines Schraubendrehers aufweist, ortsfest in Bezug auf die Kurvenscheibe 4 angeordnet, insbesondere in eine mit den endseitigen Abschnitten formschlüssigen Aufnahme der Kurvenscheibe 4 eingelegt. Die Aufnahme kann der zylindrischen Form des Gewindestifts 7 derart angepaßt sein, daß dieser in die Aufnahme einrastet. Der Gewindestift 7 weist zwischen den beiden endseitigen Abschnitten ein Außengewinde 9 auf, mit dem er in eine Gewindebohrung der Welle 3 einschraubbar ist.
Die Kurvenscheibe 4 weist an ihrem ersten axialen Ende eine kreis- oder teilkreisförmige Auskragung 10 auf, mit der sie sich an einem ersten Gehäuseteil 11 des die Kurvenscheibe 4 aufnehmenden Kopfgehäuses 11, 14 abstützt. Am gegenüberliegenden axialen Ende stützt sich die Kurvenscheibe 4 an einem in einer umlaufend in die Welle 3 eingebrachten Ringnut 12 eingelegten Wellensicherungsring 13 ab.
Durch das Zusammenwirken der vorzugsweise einstückig mit der Kurvenscheibe 4 ausgebildeten Auskragung 10 und dem ersten Gehäuseteil 11 des Kopfgehäuses 11, 14 sowie der Kurvenscheibe 4 mit dem Wellensicherungsring 13 ist im dargestellten Ausführungsbeispiel die Kurvenscheibe 4 in ihrer axialen Position in Bezug auf die Welle 3 fixiert.
Die Welle 3 weist im Bereich des Kopfgehäuses 11, 14 zwei hinsichtlich ihres Durchmessers reduzierte und gegeneinander abgesetzte Abschnitte 15a, 15b auf, wobei der Endabschnitt 15b der Welle 3 in eine Öffnung eines gegenüber dem ersten Gehäuseteil 11 abklappbaren oder abnehmbaren zweiten Gehäuseteils 14 des Kopfgehäuses 11, 14 hineinragt, so daß der Endabschnitt 15b und damit die Welle 3 von außerhalb des Scharnierschalters 1 mittels eines Werkzeuges, beispielsweise eines Schraubendrehers oder eines Sechskantschlüssels, verdrehbar ist, um die elektrische Schaltfunktion zu prüfen und/oder den Schaltpunkt in Abhängigkeit des Drehwinkels einzustellen. Das erste Gehäuseteil 11 weist an der Stelle des Austritts der Welle 3 vorzugsweise einstückig eine Auskragung 16 auf, welche den im Durchmesser abgesetzten ersten Abschnitt 15a der Welle 3 aufnimmt und einen Anschlag für die Welle 3 in Richtung auf das Kopfgehäuse 11, 14 bildet.
Das Kopfgehäuse 11, 14 ist an einem den Schaltstößel 6 umfassenden Schaltergehäuse 17 vorzugsweise unter Einsatz eines (nicht dargestellten) Dichtmittels zur Vermeidung des Eindringens von Verunreinigungen und/oder Feuchtigkeit festlegbar. Der Schaltstößel 6 trägt auf einer Kontaktträgerplatte 18 insgesamt vier elektrische Kontakte 18a, 18b, 18c, 18d, die bei einer Verschiebung des Schaltstößels 6 parallel zur Stößelachse 5 mit jeweils gegenüberliegenden und zum Schaltergehäuse 17 ortsfesten Kontakten 19a, 19b, 1 9c, 19d zusammenwirken und die elektrische Verbindung schalten, insbesondere die elektrischen Verbindungen zwischen den Kontaktelementen 18a und 19a bzw. 18b und 19b öffnen und die elektrischen Verbindungen zwischen den Kontaktelementen 18c und 19c bzw. 18d und 19d schließen. Der Schaltstößel 6 ist mittels eines Kraftspeichers oder elastischen Elements, im vorliegenden Ausführungsbeispiel mittels einer sich am Schaltergehäuse 17 abstützenden Schraubenfeder 20, unter Vorspannung in Richtung auf die Kurvenscheibe 4 gehalten. Das Kopfgehäuse 11, 14 ist in verschiedenen Winkelpositionen bezüglich der Stößelachse 5 auf dem Schaltergehäuse 17 festlegbar.
Die Fig. 2 zeigt eine Abwandlung des Schalterkopfes der Fig. 1, bei dem die in der Ansicht dargestellte Kurvenscheibe 4 in einem radial abgesetzten und einen geringeren Durchmesser aufweisenden Abschnitt 4a zwei, in Bezug auf die durch die Wellenachse 2 und die Stößelachse 5 im Ausführungsbeispiel definierte Ebene symmetrisch gegenüberliegende und sekantenförmig eingeschnittene Montagenuten 21 aufweist, in die insbesondere bei der Montage des Schalterkopfes ein Montagewerkzeug eingreift. Alternativ zu den zwei Montagenuten 21 können auch eine solche Nut oder mehrere entsprechende Bohrungen vorgesehen sein. Darüber hinaus weist das zweite Gehäuseteil 14 des Kopfgehäuses 11, 14 eine mittels einer vorzugsweise elastisch dichtenden Abdeckung 22 verschließbare Öffnung für den Durchtritt eines Werkzeugs zur Betätigung des Gewindestifts 7 und damit zur Einstellung der Kurvenscheibe 4 bzw. des Schaltpunkts auf.
Die Fig. 3A zeigt einen Schnitt entlang III-III der Vorrichtung der Fig. 1. Der Schlitz 8 des Gewindestifts 7 ist über die Ausnehmung 23 von außerhalb der Kurvenscheibe 4 und gegebenenfalls auch von außerhalb des Kopfgehäuses 11, 14 zugänglich und weist im wesentlichen lediglich im Bereich seines mit dem Endabschnitt 15b der Welle 3 zusammenwirkenden Abschnitt das Außengewinde 9 auf. Der Gewindestift 7 ist in einer axialen Richtung in eine insbesondere mit seinen Endabschnitten entsprechend formschlüssige Aufnahme in die Kurvenscheibe 4 einlegbar, wodurch die Kurvenscheibe in Bezug auf die Drehrichtung der Welle 3 auf dieser festgelegt ist. Die Kurvenscheibe 4 weist eine vorzugsweise zentrische rechteckförmige Öffnung auf, wobei die Länge der kürzeren Seite 26 dem Durchmesser des Endabschnitts 15b der Welle 3 entspricht und die Länge der längeren Seite 27 den Einstellbereich für die Kurvenscheibe 4 begrenzt. Die Umfangsfläche 24 der Kurvenscheibe 4 weist einen in der dargestellten Ausgangsposition dem Schaltstößel 6 zugewandten kerbenähnlichen, zwei zu einer mit der Stößelachse 5 einen rechten Winkel einschließenden Bodenfläche geneigte Flanken aufweisenden Einschnitt 25 auf, in den dieser mit seinem abgerundeten, vorzugsweise halbkugelförmigen Endabschnitt aufgrund seiner Vorspannung in Richtung auf die Kurvenscheibe 4 einrastet.
Die Fig. 3B zeigt die Anordnung der Fig. 3A bei einer Auslenkung der Welle 3 um etwa 10° entgegen dem Uhrzeigersinn. Aufgrund der formschlüssigen Verbindung des mit der Welle 3 bzw. deren Endabschnitt 15b verschraubten Gewindestifts 7 und der Kurvenscheibe 4 dreht sich auch diese um den entsprechenden Winkelbetrag, und der Schaltstößel 6 wird entgegen seiner Federvorspannung von der Kurvenscheibe 4 entlang der Stößelachse 5 wegbewegt und schaltet dadurch die elektrische Verbindung. Während der Hub maßgeblich durch die Form und die Abmessung des Einschnitts 25 bestimmt ist, kann der Schaltpunkt bei gegebenem Einschnitt 25 präzise und dauerhaft durch das Einstellen der Position der Kurvenscheibe 4 in Bezug auf die Welle 3 mittels des Gewindestifts 7 vorgenommen werden. Selbstverständlich können auch mehrere Einschnitte 25 in regelmäßigen oder unregelmäßigen Abständen über die Umfangsfläche 24 verteilt sein. Ebenfalls können sich Einschnitte 25 und Nocken in beliebiger Kombination sowie mit unterschiedlichen Tiefen bzw. Höhen über die Umfangsfläche 24 verteilt abwechseln.

Claims (10)

  1. Vorrichtung zum Schalten einer elektrischen Verbindung, insbesondere Scharnierschalter (1), mit einer von außerhalb der Vorrichtung betätigbaren Welle (3) und einem an dieser angeordneten Betätigungsmittel, das mit einem die elektrische Verbindung beim Überschreiten eines Schaltpunktes schaltenden Schaltmittel zusammenwirkt, dadurch gekennzeichnet, daß das Betätigungsmittel mittels eines Einstellmitteis in Bezug auf die Welle (3) in radialer und/oder axialer Richtung derart verschiebbar ist, daß der Schaltpunkt auf eine vorgebbare Winkelposition der Welle (3) einstellbar ist.
  2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Einstellmittel einen in Bezug auf das Betätigungsmittel ortsfesten, aber drehbaren Gewindestift (7) umfaßt, der in eine Gewindebohrung der Welle (3) einschraubbar ist.
  3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Gewindestift (7) in einer Aufnahme in dem Betätigungsmittel aufgenommen ist und daß die Gewindebohrung radial in die Welle (3) eingebracht ist.
  4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Betätigungsmittel mittels mindestens eines Wellensicherungsringes (13) hinsichtlich seiner axialen Position auf der Welle (3) fixiert ist.
  5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Betätigungsmittel eine Kurvenscheibe (4) umfaßt, die an mindestens einer Stelle ihrer Umfangsfläche (24) einen von der idealen Kreisform abweichenden und mit dem Schaltmittel zusammenwirkenden Abschnitt aufweist, vorzugsweise einem kerbenförmigen Einschnitt(25).
  6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Einstellmittel gegenüber der mit dem Schaltmittel zusammenwirkenden Umfangsfläche (24) der Kurvenscheibe (4) axial versetzt angeordnet ist.
  7. Vorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Kurvenscheibe (4) vorzugsweise zentrisch eine rechteckförmige Öffnung (26, 27) aufweist, durch welche die Welle (3) oder ein abgesetzter Endabschnitt (15) der Welle (3) hindurchtritt, und daß die Länge der kürzeren Seite (26) des Rechtecks (26, 27) dem Durchmesser der Welle im Bereich der Kurvenscheibe entspricht und die Länge der längeren Seite (27) des Rechtecks den Einstellbereich für das Betätigungsmittel begrenzt.
  8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Schaltmittel einen Schaltstößel (6) umfaßt, der vorzugsweise an einem dem Betätigungsmittel abgewandten Abschnitt mindestens einen Kontakt (18a, 18b, 18c, 18d) der zu schaltenden elektrischen Verbindung trägt.
  9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Einstellmittel von außerhalb der Vorrichtung zugänglich ist.
  10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Welle (3) außerhalb der Vorrichtung mit einer Gelenkstange oder einem Scharnierbolzen verbindbar ist.
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