WO1989012904A1 - Mechanical pulse generator - Google Patents

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WO1989012904A1
WO1989012904A1 PCT/EP1988/000528 EP8800528W WO8912904A1 WO 1989012904 A1 WO1989012904 A1 WO 1989012904A1 EP 8800528 W EP8800528 W EP 8800528W WO 8912904 A1 WO8912904 A1 WO 8912904A1
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pulse generator
spring element
pair
ring gear
generator according
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PCT/EP1988/000528
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English (en)
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Inventor
Dieter Michalski
Alfred Heeb
Hans-Georg Jost
Original Assignee
Rudolf Schadow Gmbh
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Classifications

    • 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
    • H01H19/005—Electromechanical pulse generators
    • 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
    • H01H19/005—Electromechanical pulse generators
    • H01H2019/006—Electromechanical pulse generators being rotation direction sensitive, e.g. the generated pulse or code depends on the direction of rotation of the operating part

Definitions

  • a mechanically operating electrical pulse generator for generating direction-dependent electrical pulses is described in EP-A 229 306. It has a contact tongue that can move between a pair of metal contacts in each direction of rotation. Depending on the direction of rotation, either the one or the other contact tongue is actuated by a shift rocker, the cams of which engage in a gearwheel, which is therefore externally toothed, and which is moved when it rotates and is pressed into the tooth depths of the gearwheel by its own spring.
  • the invention as characterized in the claims, is therefore the problem and therefore the task of creating a mechanically operating pulse generator for generating rotation-dependent electrical pulses, which is constructed as simply as possible, that is to say composed and manufactured from as few individual parts as possible, which has a compact and therefore space-saving design and is suitable for automatic mass production.
  • this is achieved, inter alia, by using a rotatable ring gear with internal teeth, in the teeth of which the cam of the switching rocker engages, which in turn is supported resiliently on a spring element, the ends of which are in turn supported by the Switch rocker is moved between a pair of metal contacts.
  • Spring element of the invention takes over their functions. Furthermore, the gear ratio present in the arrangement described above is omitted, since the ring gear of the invention is driven directly by the rotary shaft and thus a largely centrally symmetrical structure of the pulse generator is achieved.
  • Fig. 1 shows a perspective exploded view of a preferred embodiment of the invention
  • Fig. 2 shows schematically the position of the important parts of the pulse generator important for the pulse in three characteristic switching positions.
  • the lower housing part 2 which can be a prefabricated plastic press part, has holes on its base plate for receiving the pairs 6, 7 of metal contacts and the contact pin 8, which is inserted approximately in the middle between the two pairs 6, 7 or is.
  • the flags of these contacts visible in FIG. 1 protrude from the pulse generator on the finished component on the underside of the base plate, while on the upper side thereof for good contact with the an end region of the spring element 9 are each formed.
  • the metal contacts and the contact pin 8 have correspondingly curved lugs, so that a linear contact can be achieved with the spring element.
  • the lower housing part 2 also has the two stops 12, which are arranged concentrically to the outer curve of the rocker arm 5.
  • the cam of the shift rocker can strike against the respective upper end face 22.
  • the rocker arm 5 can be plugged with its bore onto the rotary shaft 4, the diameter of this bore being selected so that the cam can jump from tooth gap to tooth gap of the internally toothed ring gear 3 when it is rotated by the rotary shaft.
  • This larger diameter than the diameter of the rotary shaft 4 can be clearly seen in FIG. 2.
  • the ring gear can also be placed over the rotary shaft 4 and has two drive pins which fit into corresponding bores on the flange 14 of the rotary shaft 4. Seen from the flange 14, the ring gear 3 and then the rocker arm 5 are first plugged in under the intermediate position of the ring 11. Finally, on the side of the flange 14 facing away from the ring gear 3, the upper housing part 1 is placed, with the ring 10 being interposed, which can be snap-fitted to the lower housing part 2 by suitable design, for example projections, etc. In the assembled state, the rocker arm 5 is supported with its on the side opposite the cam 15 by means of the two lugs 13 on the spring element 9, as shown in FIG.
  • FIG. 2c shows, as a counterpart to FIG. 2b, the position of the rocker arm 5 and spring element 9 when the rotary shaft 4 and thus the ring gear 3 rotate clockwise. Also in this case, the cam 15 is rotated up to the right stop 12, so that now the right one Approach 13 moves the right end region of the spring element 9 up and down between the two metal contacts of the pair 6.
  • FIG. 2 is only used to explain the mode of operation of the pulse generator according to the invention, it can nevertheless be seen that the distance between the two
  • Switch rocker 5 and the tooth height of the ring gear 3 and the position of the contact pin 8 which prestresses the spring element 9 are to be selected such that either one or the other end region of the spring element 9 is pressed away from one metal contact of the one pair against the other of this pair and back again when the rotary shaft 4 is rotated by one tooth.
  • This dimensioning of the individual parameters mentioned can easily be carried out by a specialist working as a designer.

Description

Mechanisch arbeitender elektrischer Impulsgeber
Ein mechanisch arbeitender elektrischer Impulsgeber zur Erzeugung drehrichtungsabhängiger elektrischer Impulse ist in der EP-A 229 306 beschrieben. Er hat pro Drehrichtung eine zwischen einem Metallkontaktpaar bewegliche Kontaktzunge. Je nach Drehrichtung wird entweder die eine oder die andere Kontaktzunge von einer Schaltschwinge betätigt, deren Nocken in ein Zahnrad, das also außenverzahnt ist, eingreift und die bei dessen Drehung bewegt wird und von einer eigenen Feder in die Zahntiefen des Zahnrades gedrückt wird.
Dieser Aufbau ist in der Herstellung inzwischen zu aufwendig. Der Erfindung, wie sie in den Ansprüchen gekennzeichnet ist, liegt somit das Problem und damit die Aufgabe zugrunde, eine mechanisch arbeitenden Impulsgeber zur Erzeugung drehrichtungsabhängiger elektrischer Impulse zu schaffen, der möglichst einfach aufgebaut ist, also aus möglichst wenig Einzelteilen zusammengesetzt und herstellbar ist, der einen kompakten und somit raumsparenden Aufbau besitzt und der sich für die automatische Massenfertigung eignet.
Bei der Erfindung wird dies u.a. dadurch erreicht, daß ein drehbarer Zahnkranz mit Innenverzahnung benutzt wird, in dessen Zähne der Nocken der Schaltschwinge eingreift, die sich ihrerseits auf einem Federelement federnd abstützt, dessen Enden wiederum von der Schaltschwinge zwischen je einem Metallkontaktpaar bewegt wird.
Es ergibt sich somit u.a. der Vorteil der Einsparung der eingangs erwähnten beiden Kontak zungen, da das
Federelement der Erfindung deren Funktionen übernimmt. Ferner entfällt die bei der vorbeschriebenen Anordnung vorhandene ZahnradÜbersetzung, da der Zahnkranz der Erfindung von der Drehwelle direkt angetrieben ist und somit ein weitgehend zentralsymmetrischer Aufbau des Impulsgebers erreicht wird.
Die Erfindung wird nun anhand der Figuren der Zeichnung näher erläutert.
Fig. 1 zeigt in perspektivischer Explosionsdarstellung ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung, und
Fig. 2 zeigt im Grundriß schematisch die Lage der für die Impulsgabe wichtigen Einzelteile des Impulsgebers in drei charakteristischen Schaltstellungen.
In Fig. 1 hat das Gehäuseunterteil 2, das ein vorgefertigtes Kunststoffpreßteil sein kann, auf seiner Bodenplatte Bohrungen zur Aufnahme der Paare 6, 7 von Metallkontakten sowie des Kontaktstifts 8, der etwa in der Mitte zwischen den beiden Paaren 6, 7 eingesteckt wird bzw. ist. Die in Fig. 1 ersichtlichen Fahnen dieser Kontakte ragen am fertigen Bauelement auf der Unterseite der Bodenplatte aus dem Impulsgeber heraus, während sie auf der deren Oberseite zur guten Kontaktgabe mit dem jeweils einen Endbereich des Federelements 9 ausgebildet sind. Dazu weisen die Metallkontakte und der Kontaktstift 8 entsprechend gebogene Ansätze auf, so daß sich mit dem Federelement eine linienförmige Kontaktgabe erzielen läßt.
Das Gehäuseunterteil 2 weist ferner die beiden Anschläge 12 auf, die konzentrisch zur Außenrundung der Schaltschwinge 5 angeordnet sind. Gegen die jeweils eine obere Stirnfläche 22 kann der Nocken der Schaltschwinge anschlagen.
Die Schaltschwinge 5 läßt sich mit ihrer Bohrung auf die Drehwelle 4 aufstecken, wobei der Durchmesser dieser Bohrung so gewählt ist, daß der Nocken von Zahnlücke zu Zahnlücke des innenverzahnten Zahnkranzes 3 springen kann, wenn dieser durch die Drehwelle verdreht wird. Dieser gegenüber dem Durchmesser der Drehwelle 4 größere Durchmesser ist in Fig. 2 deutlich zu sehen.
Auch der Zahnkranz kann über die Drehwelle 4 gesteckt werden und weist zwei Mitnehmerstifte auf, die in entsprechende Bohrungen am Flansch 14 der Drehwelle 4 passen. Vom Flansch 14 aus gesehen ist also zunächst unter Zwische lage des Ringes 11 der Zahnkranz 3 und dann die Schaltschwinge 5 aufgesteckt. Auf der vom Zahnkranz 3 abgewandten Seite des Flansches 14 ist schließlich das Gehäuseoberteil 1 unter Zwischenlage des Ringes 10 aufgesetzt, das mit dem Gehäuseunterteil 2 durch geeignete Ausbildung, z.B. Vorsprünge etc., schnappend zu verbinden ist. Im zusammengebauten Zustand stützt sich die Schaltschwinge 5 mit ihren auf der dem Nocken 15 gegenüberliegenden Seite mittels der beiden Ansätze 13 auf dem Federele ent 9 ab, wie es in Fig. 2a gezeigt ist, wo beide Ansätze 13 mit dem Federelement 9 in Berührung sind und es somit mit jedem Endbereich am inneren Metallkontakt jeden Paares 6, 7 anliegt. Durch die Federwirkung des Federelements 9, das z.B. im entspannten Zustand gerade ausgebildet ist und im eingebauten Zustand durch die Lage der Ansätze 13 und des Kontaktstifts 8 unter leichter mechanischer Vorspannung steht, wird auch der Nocken 15 in eine Zahnlücke des Zahnkranzes 3 gepreßt, wodurch auch die Bohrung der Schaltschwinge 5 an der Unterseite der Drehwelle 4 anliegt.
Die Fig. 2b zeigt die Lage der Schaltschwinge 5 und des Federelements 9, wenn der Zahnkranz 3 nach links verdreht wird. Der Nocken 15 wird dann bis zum Anschlag 12 bewegt und drückt dadurch den Endbereich des
Federelements 9 vom oberen Metallkontakt des Paares 7 gegen den unteren. Bei weiterem Verdrehen des Zahnkranzes 3 springt der Nocken 15 in die nächste Zahntiefe und läßt dadurch den linke Endbereichs des Federelements 9 wieder gegen den oberen Metallkontakt des Paares 7 springen. Bei Linksdrehung der Drehwelle 4 erfolgt daher ein dauerndes Auf und Ab des linken Endbereichs des Federelements 8 und eine abwechselnde Kontaktgabe mit dem oberen und dem unteren Metallkontakt des Paares 7» Diese mechanische Bewegung läßt sich elektrisch ausnutzen, indem z.B. an den Kontaktstift 8 dauernd eine Spannungsquelle angelegt wird. Bei Linksdrehung lassen sich dann entweder am oberen oder am unteren Stift Impulsfolgen abnehmen, wobei diese etwa invers zueinander sind.
Die Fig. 2c zeigt als Gegenstück zur Fig. 2b die Lage von Schaltschwinge 5 und Federelement 9 hei Rechtsdrehung der Drehwelle 4 und somit des Zahnkranzes 3. Auch in diesem Falle wird der Nocken 15 bis zum rechten Anschlag 12 verdreht, so daß nun der rechte Ansatz 13 den rechten Endbereich des Federelements 9 zwischen den beiden Metallkontakten des Paares 6 auf und ab bewegt.
Wenn wiederum am Kontaktstift 8 eine äußere
Spannungsquelle angeschlossen ist, lassen sich somit bei Linksdrehung, wie erwähnt, am Metallkontaktpaar 7 zwei zueinander praktisch inverse Impulsfolgen abnehmen, während bei Rechtsdrehung der Drehwelle 4 am Metallkontaktpaar 6 ebenfalls zwei zueinander inverse Impulsfolgen auftreten. Somit lassen sich mit dem Impulsgeber drehrichtungsabhänige elektrische Impulse erzeugen.
Obwohl die Fig. 2 nur der Erläuterung der Wirkungsweise des erfindungsgemäßen Impulsgebers dient, ist daraus doch ersichtlich, daß der Abstand der beiden
Metallkontakte jeden Paares 6, 7, die Breite der
Schaltschwinge 5 und die Zahnhöhe des Zahnkranzes 3 und der die Vorspannung des Federelements 9 bedingenden Lage des Kontaktstiftes 8 derart zu wählen sind, daß entweder der eine oder der andere Endbereich des Federelements 9 beim Verdrehen der Drehwelle 4 um einen Zahn vom einen Metallkontakt des einen Paares weg gegen den anderen dieses Paares und wieder zurück gedrückt wird. Diese Bemessung der einzelnen genannten Parameter kann vom als Konstrukteur arbeitenden Fachmann ohne weiteres vorgenommen werden.

Claims

Patentansprüche
1. Mechanisch arbeitender Impulsgeber zur Erzeugung drehrichtungsabhängiger elektrischer Impulse mit
- einem von einer Drehwelle (4)> insbes. direkt, angetriebenen innenverzahnten Zahnkranz (3) ,
- einer radial und tangential auslenkbaren
Schaltschwinge (5), die an einer Außenseite einen Nocken (1 ) aufweist, der in eine Zahnlücke des Zahnkranzes (3) federnd eingreift,
- einem Federelement (9)> auf das sich die Schaltschwinge (5) an ihrer dem Nocken (15) gegenüberliegenden Seite abstützt,
- zwei Paaren (6, 7) von Metallkontakten, die in den beiden Endbereichen des Federelements (9) derart im
Gehäuseunterteil (2) des Impulsgebers befestigt sind, daß je ein Endbereich zwischen den Metallkontakten seines Paares (6, 7) beweglich ist,
- einem im Mittenbereich des Federelements (9) derart angeordneten und es mechanisch vorspannenden Kontaktstift (8) , daß jeder Endbereich an einen Metallkontakt seines Paares (6, 7) und der Nocken (1 ) in eine Zahnlücke des Zahnkranzes (3) gedrückt ist, und
- einem derartigen Abstand der beiden Metallkontakte jeden Paares (6, 7), einer derartigen Breite der Schaltschwinge (5). einer derartigen Zahnhöhe des Zahnkranzes (3) und einer derartigen, die Vorspannung des Federelments (9) bedingenden Lage des Kontaktstiftes (8), daß einer der Endbereiche des Federelments (9) beim Verdrehen der Drehwelle (4) um einen Zahn vom einen Metallkontakt eines Paares (6, 7) weg gegen den anderen dieses Paares und wieder zurück gedrückt wird.
2. Impulsgeber nach Anspruch 1 mit einer auf der Drehwelle (4) dreh- und radial ausleπkbar gelagerten Schaltschwinge (5) •
3- Impulsgeber nach Anspruch 1 oder 2 mit je einem derart angeordneten, seitlichen Anschlag (12) der Schaltschwinge (3)» insbesondere des Nockens (15). daß sie in jeder Drehrichtung nur um eine Zahnteilung (z) des Zahnkranzes (3) mitnehmbar ist.
4. Impulsgeber nach Anspruch 3 mit am Gehäuseunterteil (2) angeformten Anschlägen (12).
5- Impulsgeber nach Anspruch 1 mit je einem Ansatz (13) der Schaltschwinge (3) zwischen jedem Metallkontaktpaar (6, 7) und dem Kontakstift (8).
6. Impulsgeber nach Anspruch 1 mit derart ausgebildeten Einzelteilen, daß Gehäuseunterteil (2), Metallkontaktpaare (6, 7), Kontaktstift (8), Federelment (9). Schaltschwinge (5), Zahnkranz (3), Drehwelle (4) und Gehäuseoberteil (1) in dieser Reihenfolge zusammensetzbar sind.
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