Vorrichtung zur Betätigung eines Schalters in Abhängigkeit von dem Drehwinkel einer Welle

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Betätigung eines Schalters in Abhängigkeit von dem Drehwinkel einer Welle.

Es sind derartige Vorrichtungen bekannt, bei denen zur Einstellung des Schaltpunkts eine oder mehrere um die Welle drehbare und kraftschlüssig gegeneinander und die Welle verspannte Kurven- oder Nockenscheiben verwendet sind, mit deren Hilfe ein Tastschalter betätigt wird. Dabei besteht jedoch die Gefahr; daß bei großen Drehwinkeln bis 360° und darüber die Schalterbetätigung nicht mehr eindeutig ist und daß sich die.kraftschlüssig gegeneinander verspannten, bei einigen bekannten Vorrichtungen auffächerbaren Kurvenscheiben nicht sicher genug in ihrer vorgegebenen Stellung halten lassen.

Es besteht demgemäß die Aufgabe, eine Vorrichtung zu schaffen, die auch bei großen Drehwinkeln um 360° ein eindeutiges Schalten ermöglicht, bei der der einzusterlende Schaltpunkt gut reproduzierbar ist und die keine kraftschlüssig miteinander verbundenen Teile auf dem mechanischen Übertragungsweg zwischen Welle und Schalter aufweist.

Eine Lösung dieser Aufgabe wird in einer Vorrichtung zur Betätigung eines Schalters in Abhängigkeit von dem Drehwinkel einer Welle gesehen, die durch folgende Merkmale gekennzeichnet ist:

• a) auf der Welle ist ein zylindrisches Teil befestigt,
• b) ein-Schaltrad eines einstufigen, aus Schaltrad und Schaltritzel bestehenden Schaltwerks ist auf dem zylindrischen Teil frei drehbar angeordnet und gegen axiale Verschiebung gesichert.
• c) das Schaltrad trägt auf seinem Umfang neben einer das Schaltritzel fortschaltenden Schaltraste einen Zahnkranz,
• d) das Schaltritzel ist mit einer einen Tastschalter betätigenden Nockenscheibe verbunden,
• e) auf einer Stirnfläche des zylindrischen Teils ist in einer radialen Ebene eine Blattfeder befestigt, an deren freiem Ende ein in die Lücken zwischen den Zähnen des Zahnkranzes formschlüssig einrastbarer Mitnehmerstift angebracht ist.

Mit dieser Vorrichtung lassen sich auch große Schaltwinkel beherrschen, da die richtige Betätigung des Schalters durch das Schaltritzel auch bei einer über 360° hinausgehenden Umdrehung des Schaltrads gewährleistet ist.

Der Schaltwinkel läßt sich gut reproduzierbar mit Hilfe des mit dem Zahnkranz des Schaltrads zusammenwirkenden Rastgesperres einstellen. Je nach Zahnteilung des Zahnkranzes läßt sich eine bedarfsgemäße Auflösung des Drehwinkels erreichen.

Derartige Schaltvorrichtungen lassen sich bevorzugt als drehmomentabhängige Abschalter für den Stellmotor in Stellgeräten mit Wanderschneckengetriebe einsetzen. Die Schnecke des Schneckengetriebes ist hierbei durch vorgespannte Tellerfedern mittig zum Schneckenrad gehalten und axial nach beiden Seiten verschiebbar. Tritt an der Abtriebswelle des Getriebes ein Lastmoment auf, das größer ist als das durch die Vorspannung der Tellerfedern eingestellte Moment, wandert die Schneckenwelle aus ihrer Mittellage aus, der dabei zurückgelegte Weg wird über ein Hebelsystem in eine Drehbewegung umgewandelt und auf die Welle des drehmomentabhängigen Abschalters übertragen.

Die von der Praxis geforderten größeren Winkelausschläge für den Schaltwinkel, um die Schalterhysterese zu verringern und genauere Einstellmöglichkeiten des Schaltpunkts zu erhalten, lassen sich mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung gut erfüllen.

Die Vorrichtung ist sehr einfach aufgebaut, wirtschaftlich vorteilhaft ist die mögliche Verwendung eines Schaltrads und eines Schaltritzels, wie sie auch für mehrstufige Zählerrollen-Schaltwerke verwendet und in großen Stückzahlen hergestellt werden.

Zur Erläuterung der Erfindung ist in der Figur ein Ausführungsbeispiel schematisch dargestellt und im folgenden beschrieben.

In der Grundplatte 1 ist eine Welle 2 gelagert, die beispielsweise über ein hier nicht dargestelltes Winkelgetriebe verschwenkt wird, wobei über einen mechanischen Übertragungsweg bei einem bestimmten Drehwinkel ein Tastschalter 3 betätigt werden soll.

Dazu ist mit der Welle 2 ein zylindrisches Teil 4 mittels des Stifts 5 fest verbunden. Ein Schaltrad 7, das zusammen mit einem Schaltritzel 8 ein nach dem Malteserkreuzprinzip arbeitendes Schaltgetriebe 6 bildet, weist eine zylindrische, konzentrische Ausnehmung 9 auf, die so bemessen ist, daß sich das Schaltrad 7 auf die Welle 2 und über das zylindrische Teil 4 schieben läßt, auf dessen Mantelfläche es frei drehbar ist. Das Schaltrad 7 ist auf seinem Umfang neben der mit dem Schaltritzel 8 zusammenwirkenden Schaltraste 10 mit einem Zahnkranz 11 versehen, der einen Teil der Mantelfläche des Schaltrads 7 einnimmt.

Auf einer Stirnfläche des zylindrischen Teils 4 ist mittels einer Schraube 12 eine sich in einer Radialebene erstreckende Blattfeder 13 verdrehsicher befestigt, die an ihrem freien Ende 14 mit einem parallel zur Wellenachse angeordneten Mitnehmerstift 15 versehen ist. Dieser läßt sich formschlüssig in die Lücken zwischen den Zähnen des Zahnkranzes 11 einrasten.

Die mit dem zylindrischen Teil 4 verbundene und aus dem Schaltrad 7 und der Blattfeder,13 bestehende Baugruppe ist gegen axiale Verschiebung durch in Nuten 16 und 16' auf der Welle einrastende Federringe 17 und 17' gesichert.

Das Schaltritzel ist mit einer den Tastschalter 3 betätigenden Nockenscheibe 18 verbunden.

Nach Lösen der Rastverbindung zwischen dem zylindrischen Teil 4 und dem Schaltrad 7 durch Anheben des freien Endes 14 der Blattfeder 13 mit dem Mitnehmerstift 15 läßt sich das Schaltrad 7 frei auf dem zylindrischen Teil 4 drehen und in eine dem gewünschten Schaltwinkel entsprechende Stellung von Schaltraste 10 zu Schaltritzel 8 bringen. Diese Stellung wird durch die Rastverbindung fixiert, nach Durchlaufen des so eingestellten Drehwinkels bei der Drehung der Welle 2 wird in bekannter Weise das Schaltritzel 8 um einen bestimmten Winkel, beispielsweise um 90⁰, ruckartig weitergedreht, so daß mit Hilfe des Schaltnockens 18 der Schalter 3 exakt in dem gewünschten Schaltpunkt betätigt wird.

Auf der den Zahnkranz 11 tragenden Seite des, Schaltrads 7 kann eine der stufenweisen Einstellbarkeit des Schaltwinkels entsprechende Skale angebracht werden, so daß die Einstellung jederzeit reproduzierbar vorgenommen werden kann.

Um Fehleinstellungen infolge versehentlichen Weiterdrehens des Schaltrads über einen maximal zulässigen Schaltwinkel hinaus zu vermeiden, können zwischen den Zähnen des Zahnkranzes 11 achsparallele Bohrungen 19 angebracht werden, in welche Drehbegrenzungsstifte 20 einsteckbar sind, die an die Seitenkanten des freien Endes 14 der Blattfeder 13 anschlagen.