DE102014102403B4 - Explosionsgeschützter Kreuzendschalter - Google Patents
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Abstract
Description
- Gegenstand der Erfindung ist ein explosionsgeschützter Kreuzendschalter, insbesondere zur Verwendung bei Hebezeugen und Kranen.
- Kreuzendschalter weisen einen kreuzförmigen Betätigungshebel auf, der über Anschläge betätigt wird, die entlang des Verfahrweges angeordnet sind. Die
DE 1 112 182 beispielsweise zeigt einen Endschalter mit einem mehrarmigen Betätigungshebel, der mit einer Hebelwelle verbunden ist, die gleichzeitig als Schaltwelle dient. Auf der Welle sind Schaltnocken befestigt, die mit einer entsprechenden Anzahl von Schaltkontakten in Eingriff gebracht werden. Auf der Welle ist ferner eine Rastscheibe angeordnet, die dafür sorgt, dass der Endschalter in definierten Stellungen einrastet. Durch die Einheitlichkeit der Hebelwelle und Schaltwelle kann nicht zwischen einer 0° und einer 360° Stellung des Betätigungshebels unterschieden werden. - Weitere Endschalter sind auch in der
WO 2012/065955 A1 - Die beschriebenen Endschalter eignen sich zur Verwendung in nicht explosionsgefährdeter Umgebung. In explosionsgefährdeter Umgebung hingegen, müssen die Komponenten eines Endschalters einer Zertifizierungsrichtlinie für den Explosionsschutz genügen. Ein Endschalter mit einem bereits zertifizierten Gehäuse mit einem Getriebe nachzurüsten, kann aufgrund von Platzproblemen entweder unmöglich sein, oder eine umfangreiche Neukonstruktion erforderlich machen.
- Die
DE 1 797 089 zeigt ein Zahnradgetriebe mit mehreren Ritzeln und Rädern in einem geschlossenen Gehäuse für Laufwerke im Feingerätebau. Jeweils ein Ritzel und ein Rad sind koaxial in einer Einheit zusammengefasst, wobei die Einheiten aus Ritzel und Rad direkt in Aussparungen des Gehäuses gelagert sind, die der Form der Einheiten entsprechen. Die Zahnräder sind achsen- und wellenlos an ihren Flachseiten und Zahnköpfen gelagert. - Aus der
EP 0 547 013 A1 , derDE 88 11 434 U1 und derDE-AS 1133 790 sind Endschalter mit räumlichen Getriebegehäusen bekannt. Vorhandene Getriebeelemente sind von Wellen aufgenommen, die in dem Getriebegehäuse drehbar gelagert sind. - Darüber hinaus offenbart die
CH 274 589 - Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Konzept anzugeben, mit dem sich aus einem bereits zertifizierten Gehäuse ein explosionsgeschützter Kreuzendschalter ableiten lässt.
- Diese Aufgabe wird mit einem Kreuzendschalter nach Anspruch 1 gelöst:
Der erfindungsgemäße Kreuzendschalter ist explosionsgeschützt. Der Kreuzendschalter kann beispielsweise der Explosionsschutzart „druckfeste Kapselung” (ex-d) und/oder „erhöhte Sicherheit” (ex-e) genügen. Der erfindungsgemäße Kreuzendschalter weist ein Gehäuse auf. Das Gehäuse ist vorzugsweise explosionsgeschützt, wobei das Gehäuse beispielsweise nach der Schutzart „erhöhte Sicherheit” (ex-e) und/oder „druckfeste Kapselung” (ex-d) ausgebildet ist. Das Gehäuse enthält ein Getriebe, das eine Getriebedeckplatte, eine Getriebegrundplatte und wenigstens eine zwischen der Getriebedeckplatte und Getriebegrundplatte angeordnete Zwischenplatte aufweist. Die Zwischenplatte weist wenigstens eine erste Ausnehmung auf, in der ein erstes Zahnrad angeordnet ist, und eine zweite Ausnehmung auf, in der ein zweites Zahnrad angeordnet ist. Das erste Zahnrad weist eine erste Durchstecköffnung und das zweite Zahnrad eine zweite Durchstecköffnung auf. Eine Welle trägt einen außerhalb des Gehäuses angeordneten Betätigungshebel und ist in einer mit dem Gehäuse verbundenen ersten Lageranordnung drehbar axial und radial gelagert. Die erste Lageranordnung ist vorzugsweise ein von dem Getriebe gesondertes Teil. Die Welle ist in der ersten Durchstecköffnung angeordnet und mit dem ersten Zahnrad drehfest gekoppelt. Das erste Zahnrad ist über die Welle radial und auch axial gelagert. In dem Gehäuse ist ferner ein Drehschalter angeordnet, der eine Schalterwelle aufweist, die in einer zweiten Lageranordnung drehbar gelagert ist und in der zweiten Durchstecköffnung angeordnet ist. Die Schalterwelle koppelt mit dem zweiten Zahnrad drehfest und lagert dieses axial und radial. - Durch den Aufbau des Getriebes aus Platten ergibt sich eine Stapelbauweise des Getriebes, die besonders platzsparend und relativ einfach herzustellen ist. Zudem kann die erste Ausnehmung das erste Zahnrad und die zweite Ausnehmung das zweite Zahnrad beim Zusammenbau zumindest insoweit halten bzw. positionieren, dass keine zusätzlichen Halter oder Positionierhilfen zum Zusammenbau erforderlich sind. Eine Lagerung des ersten Zahnrads und des zweiten Zahnrads übernimmt das Getriebe jedoch nicht.
- Vorzugsweise sind das erste Zahnrad und/oder das zweite Zahnrad in der ersten und zweiten Ausnehmung mit Spiel angeordnet. Hiermit ist insbesondere ein Radialspiel gemeint, wobei die Radialrichtung auf die Drehrichtung der Welle oder der Schalterwelle bezogen ist. Mit dem Begriff „Spiel” ist jedoch kein Lagerspiel gemeint, sondern der Begriff „Spiel” bezieht sich hier vielmehr auf den radialen Abstand bzw. den mittleren radialen Abstand eines Zahnrads zu der jeweiligen Ausnehmung. Das Spiel ist vorzugsweise größer als das radiale Lagerspiel der Welle und/oder der Schalterwelle. Auf diese Weise läuft das erste Zahnrad und/oder das zweite Zahnrad vorzugsweise ohne Berührung der Radfläche mit der Ausnehmung und insofern reibungsfrei. Die zur Betätigung eines netzspannungsführenden oder steuerspannungsführenden Schalters erforderlichen Drehmomente können auch bei sehr kleiner, raumsparender Bauweise des Getriebes ohne weiteres auf Dauer zuverlässig und verschleißarm übertragen werden.
- Das Spiel ist vorzugsweise kleiner als eine an der Wellenstirnseite vorgesehene Fase oder Rundung, wobei sich der Vergleich auf die Radialerstreckung der Fase bzw. Rundung bezieht. Auf diese Weise ist die Positionierung durch die Ausnehmungen genau genug, so dass die Welle bzw. Schalterwelle leicht in die erste bzw. zweite Durchstecköffnung eingeführt werden kann. Die Welle und/oder die Schalterwelle kann einen mittleren Außensechskantabschnitt und an beiden Enden der Welle und/oder Schalterwelle jeweils einen Zylinderabschnitt aufweisen, der auch als Rundabschnitt bezeichnet werden kann. Der Rundabschnitt dient vorzugsweise der Lagerung der Welle und/oder Schalterwelle. An einem Übergang von einem Zylinderabschnitt auf den Außensechskantabschnitt kann eine Fase angeordnet sein.
- Die erste Ausnehmung und/oder die zweite Ausnehmung haben vorzugsweise in Durchgangsrichtung gerade Wände, die die erste bzw. die zweite Ausnehmung radial begrenzen. Bei der ersten und/oder der zweiten Ausnehmungen handelt es sich vorzugsweise um Durchgangsöffnungen durch die Zwischenplatte quer zu der die Zwischenplatte definierenden Ebene. Vorzugsweise weisen die erste Ausnehmung und/oder die zweite Ausnehmung jeweils parallel zu der Drehachse verlaufende Wände auf. Besonders bevorzugt verlaufen die Wände parallel zur Drehachse. Die Ausnehmungen können beispielsweise durch Ausstanzen, Wasserstrahlschneiden oder Laserschneiden hergestellt sein. Eine kostengünstige flexible Kleinserienfertigung ist möglich.
- Die erste und zweite Ausnehmung können in einer Zwischenplatte angeordnet sein. Vorzugsweise greifen die erste Ausnehmung und die zweite Ausnehmung seitlich ineinander. Die erste Ausnehmung und/oder die zweite Ausnehmung ist vorzugsweise kreisrund, kann aber auch eckig sein, oder einer anderen regelmäßigen oder unregelmäßigen Form folgen. In einer bevorzugen Ausführungsform überlappen die erste Ausnehmung und die zweite Ausnehmung und bilden eine Durchgangsöffnung aus einem ersten kreisförmigen Teil und einem zweiten kreisförmigen Teil, wobei der erste Teil einen kleineren Durchmesser aufweist als der zweite Teil.
- Vorzugsweise umfasst die erste Ausnehmung das erste Zahnrad und die zweite Ausnehmung umfasst vorzugsweise das zweite Zahnrad. Mit Umfassen ist gemeint, dass die jeweilige Ausnehmung das Zahnrad um mehr als 180° umschließt. In einer Ausführungsform, in der die erste Ausnehmung das erste Zahnrad umfasst und die zweite Ausnehmung das zweite Zahnrad umfasst, wobei die Ausnehmungen in einer Zwischenplatte angeordnet sind, sind durch Abschnitte der Zwischenplatte zwischen den in den Ausnehmungen angeordneten Zahnrädern Vorsprünge bzw. Nasen gebildet. Dadurch wird durch eine jeweilige Ausnehmung bereits ein Zahnrad insoweit gehalten, dass sich das Getriebe leicht zusammensetzen lässt.
- Bei der Getriebedeckplatte, der Getriebegrundplatte und/oder der Zwischenplatte handelt es sich vorzugsweise jeweils um Elemente mit jeweils einer ebenen Oberseite und einer ebenen Unterseite. Solche ebenen Elemente können aus plattenförmigem Grundmaterial durch in Richtung der späteren Durchgangsöffnungen verlaufene gerade Schnitte hergestellt werden. Die Getriebedeckplatte, die Getriebegrundplatte und/oder die Zwischenplatte weisen vorzugsweise ansonsten quer zur Unter- bzw. Oberseite stehende Wände auf. Vorzugsweise stehen die Wände senkrecht zur Ober- bzw. Unterseite. Dies ermöglicht die oben genannten rationellen Fertigungsverfahren.
- In der bevorzugten Ausführungsform weist das erste Zahnrad und/oder das zweite Zahnrad eine ebene Oberseite und eine ebene Unterseite auf. Ansonsten weist das erste Zahnrad und/oder das zweite Zahnrad vorzugsweise quer zur Unter- bzw. Oberseite stehende Wände auf. Auf diese Weise ist das erste Zahnrad und/oder das zweite Zahnrad besonders einfach herzustellen.
- In einer bevorzugten Ausführungsform kämmt das erste Zahnrad mit dem zweiten Zahnrad. In einer besonders bevorzugten Ausführungsform weist das Getriebe genau ein erstes und genau ein zweites Zahnrad auf. Bevorzugt ist das erste Zahnrad kleiner als das zweite Zahnrad. In einer bevorzugten Ausführungsform erfolgt die Übertragung der Bewegung der Welle in die Bewegung der Schalterwelle mit Hilfe einer Untersetzung. So wird eine Drehbewegung des ersten Zahnrads, das mit dem Betätigungshebel gekoppelt ist, in eine Drehbewegung des zweiten Zahnrads übersetzt, das einen kleineren Winkel überstreicht. Das erste Zahnrad und das zweite Zahnrad sind bevorzugt in einer Ebene angeordnet. Das erste Zahnrad und/oder das zweite Zahnrad weist besonders bevorzugt eine einzige Zahnradebene auf, so dass das Zahnrad nur auf einem Umfang mit einem Durchmesser Zähne aufweist. Ein solches Zahnrad lässt sich besonders einfach herstellen, beispielsweise durch vertikale Schnitte quer zu einer ebenen Oberseite bzw. Unterseite eines plattenförmigen Ausgangsmaterials.
- In einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist die Welle mit einer Rasteinrichtung gekoppelt. Die Rasteinrichtung weist eine Rasteinrichtungsgrundplatte, eine Rasteinrichtungsdeckplatte und wenigstens eine Rasteinrichtungszwischenplatte mit einer Tasche auf. In der Tasche ist ein Schaltstern angeordnet, wobei der Schaltstern auf der Welle angeordnet ist. Der Schaltstern steht an seiner Umfangsfläche mit einer Federraste in Eingriff, die eine Drehung des Schaltsterns aus seiner Ruhelage zunächst hemmt und dann, nach Überwindung eines Schaltpunkts, die Weiterdrehung in eine nächste Ruhelage fördert. Die Reibungsarmut des Getriebes mit der speziellen hier beschriebenen Bauart ermöglicht, dass die Rasteinrichtung die Ruhelagen unter der Wirkung der Federraste toleranzarm vorgibt. Ein sicheres Schalten des Kreuzendschalters ist so sicher gestellt.
- Die Rasteinrichtung ist ebenso wie das Getriebe im Wesentlichen ein Plattenstapel, wodurch sich ein einfacher, platzsparender Aufbau und eine einfache Herstellung ergeben. Das Getriebe und die Rasteinrichtung können zu einem Paket gestapelt sein, wobei die Getriebedeckplatte unter der Rasteinrichtungsgrundplatte angeordnet ist. Durch die Stapelbauweise ergibt sich ein besonders platzsparender Aufbau der Rasteinrichtung.
- Der Schaltstern ist vorzugsweise mit Spiel in der Tasche angeordnet, die vorzugsweise eine Ausnehmung in der Rasteinrichtungszwischenplatte ist. Bevorzugt handelt es sich dabei um eine Durchgangsöffnung quer zur der die Rasteinrichtungszwischenplatte definierenden Ebene. Der Schaltstern ist in der Tasche bevorzugt mit Spiel angeordnet, wobei hierunter der radiale Abstand oder der mittlere radiale Abstand des Schaltsterns in der Rasteinrichtungszwischenplatte zu den die Tasche radial begrenzenden Wänden verstanden wird. Auf diese Weise kann der Schaltstern beim Zusammenbau des Nockenschalters jedenfalls so in der Tasche zentriert bleiben, dass die Welle einfach in die Durchstecköffnung des Schaltsterns gesteckt werden kann.
- Die erste Lageranordnung weist eine Seite auf, die dem Inneren des Gehäuses zugewandt ist, und eine Seite auf, die der Atmosphäre außerhalb des Gehäuses zugewandt ist. Die erste Lageranordnung kann einen zünddurchschlagsicheren Spalt aufweisen. Die erste Lageranordnung kann ein oder mehrere Gleit- oder Wälzlager aufweisen. Die erste Lageranordnung weist vorzugsweise eine Lagerbuchse auf.
- Die Schalterwelle des Drehschalters ist vorzugsweise eine Nockenwelle, die mit einer in dem Gehäuse angeordneten Schaltelementreihe in Eingriff bringbar ist. Bei den Schaltelementen kann es sich um jeweils explosionsgeschützte Einheiten handeln, die beispielsweise jeweils nach der Explosionsschutzart „Erhöhte Sicherheit” (ex-e) ausgebildet sein können. Die Schaltelemente können beispielweise auch jeweils der Schutzart „Druckfeste Kapselung” (ex-d) in Kombination mit der Schutzart „Erhöhte Sicherheit” (ex-e) genügen.
- Die zweite Lageranordnung ist vorzugsweise vollständig innerhalb des Gehäuses angeordnet. Ein Teil der zweiten Lageranordnung kann beispielsweise durch eine Zwischenplatte des Getriebes oder eine Rasteinrichtungszwischenplatte gebildet sein. Beispielsweise kann eine Lagerbuchse in der Zwischenplatte und/oder der Rasteinrichtungszwischenplatte angeordnet sein.
- Vorteilhafte Weiterbildungen werden durch die Kombination wenigstens eines der unabhängigen Ansprüche mit den Merkmalen einer oder mehrerer abhängiger Ansprüche erhalten. Vorteilhafte Ausführungen der Erfindung ergeben sich auch aus der Beschreibung. Die Zeichnung ist ergänzend heranzuziehen. Anhand der Zeichnungen werden Ausführungsbeispiele der Erfindung nachfolgend erläutert. Die Zeichnung ergänzt die Beschreibung. Es handelt sich um schematische Zeichnungen. Es zeigen:
-
1 : einen erfindungsgemäßen Kreuzendschalter in einer Explosionsdarstellung, -
2 : das Getriebe und die Rasteinrichtung des Kreuzendschalters aus1 in einer Explosionsdarstellung, -
3 : das Getriebe und die Rasteinrichtung aus2 in einer Explosionsdarstellung, -
4 : die Baugruppe mit der Schaltelementreihe aus1 , -
5 : den erfindungsgemäßen Kreuzendschalter aus1 in einer Querschnittsdarstellung, -
6 : eine weitere Ausführungsform einer Baugruppe mit einer Schaltelementreihe für einen Kreuzendschalter. - Der in
1 dargestellte Endschalter10 weist ein Gehäuse12 auf. Das Gehäuse12 weist ein Gehäuseoberteil14 und ein Gehäuseunterteil16 auf. Außerhalb des Gehäuses12 ist ein kreuzförmiger Betätigungshebel18 angeordnet und mit einer Welle20 verbunden. Die Welle20 ist in einer ersten Lageranordnung22 gelagert, die ebenfalls außerhalb des Gehäuses12 angeordnet ist. - Innerhalb des Gehäuses
12 befindet sich eine Einheit aus einem Getriebe24 und einer Rasteinrichtung26 . Das Getriebe24 und die Rasteinrichtung26 sind aus plattenförmigen Elementen zusammengesetzt und werden im Zusammenhang mit den2 und3 näher erläutert. Die Lageranordnung22 wird in dieser Ausführungsform mit drei Schrauben28 mit Hilfe der Einheit aus dem Getriebe24 und der Rasteinrichtung26 gegen das Gehäuseoberteil14 gepresst. - Innerhalb des Gehäuses
12 unterhalb des Getriebes24 ist eine Schaltelementbaugruppe30 angeordnet. Diese ist ebenfalls mit Schrauben32 an dem Getriebe24 befestigt. - In dem Gehäuse
12 befindet sich eine Durchführung34 für elektrische Leiter (nicht dargestellt), die mit den Schaltelementen der Schaltelementbaugruppe30 elektrisch verbunden sind. - Das Gehäuse
12 kann nach der Explosionsschutzart „druckfeste Kapselung” (ex-d) und/oder „Erhöhte Sicherheit” (ex-e) ausgebildet sein. Insbesondere können für die druckfeste Kapselung sämtliche Spalte zünddurchschlagsicher sein, die eine potentielle Verbindung zwischen dem Inneren36 des Gehäuses und der Atmosphäre darstellen könnten. - In
2 ist die Einheit aus dem Getriebe24 und der Rasteinrichtung26 dargestellt. Das Getriebe24 weist eine Getriebedeckplatte38 auf, die kreisförmige Öffnungen für Wellen, Federstifte und Schrauben aufweist. Unter der Getriebedeckplatte38 ist eine zu der Getriebedeckplatte38 bezüglich der äußeren Umrandung40 der Getriebedeckplatte38 deckungsgleiche Zwischenplatte42 angeordnet, die eine erste Ausnehmung44 und eine zweite Ausnehmung46 aufweist. Die erste Ausnehmung44 ist kleiner als die zweite Ausnehmung46 . Die erste Ausnehmung44 und die zweite Ausnehmung46 bilden eine zusammenhängende Ausnehmung, die die Außenkontur der Zahl „8” aufweist. Die Zwischenplatte42 enthält ebenfalls kreisförmige Öffnungen, die deckungsgleich zu den Öffnungen der Getriebedeckplatte38 sind. Unterhalb der Zwischenplatte42 ist eine Getriebegrundplatte48 angeordnet, die ebenso wie die Getriebedeckplatte38 und die Zwischenplatte42 von im Wesentlichen rechteckiger Struktur ist. Die Getriebegrundplatte48 enthält ebenso wie die Zwischenplatte42 und die Getriebedeckplatte38 für Federstifte50 vorgesehene Öffnungen. In der Getriebegrundplatte48 ist ein Anschlagstift52 angeordnet, der in die zweite Ausnehmung46 der Zwischenplatte42 hineinragt. In der ersten Ausnehmung44 ist ein erstes Zahnrad54 angeordnet, das eine zentrale erste Durchstecköffnung56 aufweist. In der zweiten Ausnehmung46 ist ein zweites Zahnrad58 angeordnet, das eine zentrale zweite Durchstecköffnung60 aufweist. Das erste Zahnrad54 und das zweite Zahnrad58 sind in einer Ebene angeordnet. Die erste Durchstecköffnung56 und die zweite Durchstecköffnung60 legen Durchgangsrichtungen D1 und D2 fest, die parallel zueinander und quer zur Zahnradebene verlaufen. Das erste Zahnrad54 ist kleiner als das zweite Zahnrad58 . Beide Zahnräder54 ,58 sind so in der ersten Ausnehmung44 und der zweiten Ausnehmung46 angeordnet, dass beide Zahnräder54 ,58 miteinander kämmen. Die erste Ausnehmung44 und die zweite Ausnehmung46 bilden eine Durchgangsöffnung66 durch die Zwischenplatte42 . Aufgrund der Form der zusammengesetzten ersten Ausnehmung44 und zweiten Ausnehmung46 ragen ein erster Vorsprung62 und ein zweiter Vorsprung64 in die Durchgangsöffnung66 hervor. Damit umfasst die erste Ausnehmung44 das erste Zahnrad54 , so wie die zweite Ausnehmung46 das zweite Zahnrad58 umfasst. Die erste Ausnehmung44 bildet eine Tasche für das erste Zahnrad54 , so wie die zweite Ausnehmung46 eine Tasche für das zweite Zahnrad58 bildet. - Das zweite Zahnrad
58 enthält ein gekrümmtes Langloch68 , in das der Anschlagstift52 eingreift. Durch diese Anordnung kann sich das zweite Zahnrad58 nicht über einen bestimmten Winkel hinaus weiterdrehen. Zudem ist dadurch eine Referenzstellung des Betätigungshebels18 gegeben, die der Überprüfung der Einstellung des Endschalters10 dienen kann. Insgesamt fördert diese Anordnung so eine sichere Endabschaltung. Die Getriebegrundplatte48 , die Getriebedeckplatte38 und die Zwischenplatte42 sind vorzugsweise aus plattenförmigem Grundmaterial hergestellt. - Die Getriebegrundplatte
48 , die Getriebedeckplatte38 und die Zwischenplatte42 sind beispielsweise durch Laser- oder Wasserstrahlschneiden mit zu der die Platten definierenden Ebene ausschließlich vertikalen Schnitten hergestellt. Es kann Standardplattenmaterial verwendet werden, das bereits die gewünschte Dicke aufweist. Am Beispiel der Zwischenplatte42 verdeutlicht, weisen die erste Ausnehmung44 eine erste Wand70 und die zweite Ausnehmung46 eine zweite Wand72 auf, die jeweils quer zur Plattenebene74 stehen. - Das erste Zahnrad
54 weist eine plane Oberseite76 und eine plane Unterseite78 und eine erste Außenumfangsfläche80 auf, die aus senkrecht zur planen Oberseite76 und planen Unterseite78 stehenden Wandabschnitten82 besteht. Die erste Durchstecköffnung56 ist ein Innensechskant mit zu der planen Oberseite76 parallelen Wänden. Ein entsprechender Sechskantabschnitt der Welle20 ist in der ersten Durchstecköffnung56 angeordnet, so dass die Welle20 und das erste Zahnrad54 drehfest koppeln. Das erste Zahnrad54 ist damit durch zur Ebene des plattenförmigen Grundmaterials des ersten Zahnrads54 senkrecht stehenden Schnitten, beispielsweise durch Laser- oder Wasserstrahlschneiden hergestellt. Vorzugsweise ist das erste Zahnrad54 ausschließlich mit zur Plattenebene74 vertikalen Schnitten hergestellt. - Das zweite Zahnrad
58 ist plattenförmig eben mit einer planen Oberseite86 und einer planen Unterseite88 und weist eine zweite Außenumfangsfläche90 auf, die aus parallel zur Rotationsachse verlaufenden Wandabschnitten92 besteht. Die zweite Durchstecköffnung60 ist ebenfalls ein Innensechskant mit zur Oberseite86 und Unterseite88 parallelen Wänden. Ein entsprechender Sechskantabschnitt der Schalterwelle138 ist in der zweiten Durchstecköffnung60 angeordnet, so dass das zweite Zahnrad58 mit der Schalterwelle138 drehfest koppelt. Auch das zweite Zahnrad58 ist damit durch zur Ebene des plattenförmigen Grundmaterials des zweiten Zahnrads58 senkrecht stehenden Schnitten, beispielsweise durch Laser- oder Wasserstrahlschneiden hergestellt. Vorzugsweise ist das zweite Zahnrad58 ausschließlich mit zur Plattenebene96 vertikalen Schnitten hergestellt. -
3 zeigt eine weitere Ansicht des Pakets oder Stapels aus dem Getriebe24 und der Rasteinrichtung26 . Die Rasteinrichtung26 weist eine Rasteinrichtungsgrundplatte98 auf, die eine diagonal zur Längsrichtung der Rasteinrichtungsgrundplatte98 angeordnete erste Längsausnehmung100a aufweist. In der Mitte der ersten Längsausnehmung100a ist eine kreisrunde erste Rundausnehmung102a angeordnet. Die Rasteinrichtung26 weist eine erste Rasteinrichtungszwischenplatte104 auf, die auf der Rasteinrichtungsgrundplatte98 angeordnet ist und eine zweite Längsausnehmung100b aufweist. In der Mitte der zweiten Längsausnehmung100b ist eine kreisrunde zweite Rundausnehmung102b angeordnet. Die erste Rasteinrichtungszwischenplatte104 weist eine erste Lageröffnung106 auf. Die Rasteinrichtung26 weist eine zweite Rasteinrichtungszwischenplatte108 auf, die auf der ersten Rasteinrichtungszwischenplatte104 angeordnet ist und eine dritte Längsausnehmung100c aufweist. In der Mitte der dritten Längsausnehmung100c ist eine kreisrunde dritte Rundausnehmung102c angeordnet. Die Rasteinrichtung26 weist schließlich eine Rasteinrichtungsdeckplatte110 auf, die auf der zweiten Rasteinrichtungszwischenplatte108 angeordnet ist. Die Rasteinrichtungsgrundplatte98 , die Rasteinrichtungszwischenplatten104 und108 und die Rasteinrichtungsdeckplatte110 sind so mit Hilfe der Federstifte50 zusammengehalten, dass die Rasteinrichtungsgrundplatte98 , die Rasteinrichtungszwischenplatten104 ,108 und die Rasteinrichtungsdeckplatte110 deckungsgleich übereinander liegen. Es ergibt sich dadurch auch eine Deckungsgleichheit der Längsausnehmungen100a –c und ebenso eine Deckungsgleichheit der Rundausnehmungen102a –c. - Durch die Rundausnehmungen
102a –c ist eine Tasche112 für einen Schaltstern114 geschaffen, der in der Tasche112 angeordnet ist. Der Schaltstern114 weist eine zentrale Schaltsterndurchstecköffnung116 auf, die zur Aufnahme einer Welle20 eingerichtet ist. Der Schaltstern114 weist eine plane Oberseite118 und eine plane Unterseite120 auf. - Die Längsausnehmungen
100a –c bilden zusammen einen Raum, der zur Aufnahme zweier Federrasten124 eingerichtet ist. Eine Federraste124 weist eine Feder126 auf, die einen Raststein128 in Eingriff mit dem Schaltstern114 drängt, um die Stellung des Betätigungshebels18 in einer bestimmten Position einzurasten. Die Rasteinrichtung26 kann aus zwei oder mehreren Rasteinrichtungszwischenplatten104 ,108 aufgebaut sein, um Standardbleche, d. h. Bleche mit Standarddicken verwenden zu können und gleichzeitig Standardfedern einsetzen zu können. - Die plattenförmigen Elemente wie z. B. die Getriebedeckplatte
38 , die Getriebegrundplatte48 , die Zwischenplatte42 sowie die Rasteinrichtungsgrundplatte98 , die erste Rasteinrichtungszwischenplatte104 , die zweite Rasteinrichtungszwischenplatte108 und die110 sind vorzugsweise mit senkrecht zu den jeweiligen ebenen Ober- bzw. Unterseiten verlaufenden Schnittlinien lasergeschnitten. - In
4 ist die Schaltelementbaugruppe30 in einer Explosionsdarstellung gezeigt. Die Schaltelementbaugruppe30 weist eine Halteplatte130 auf, die in etwa dieselbe Form aufweist, wie die Getriebegrundplatte48 . Die Halteplatte130 weist eine erste Schalterwellenöffnung132 auf. Eine zweite Lageröffnung134 ist in einem Haltebügel136 angeordnet, der an der Halteplatte130 befestigt ist. Die Schalterwelle138 weist einen ersten Rundabschnitt140a bzw. Zylinderabschnitt, einen Außensechskantabschnitt142 , einen Schalterabschnitt144 und einen zweiten Rundabschnitt140b auf. An einem axialen Übergang146 von dem Rundabschnitt140a auf den Außensechskantabschnitt142 kann eine Fase oder Rundung angeordnet sein. Die Schalterwelle138 ist mit dem ersten Rundabschnitt140a und dem Außensechskantabschnitt142 durch die Schalterwellenöffnung132 geführt und mit dem zweiten Rundabschnitt140b in der zweiten Lageröffnung134 in dem Haltebügel136 gelagert. Auf dem Schalterabschnitt144 sind vier dreieckige Betätigungsnocken148 angeordnet. Diese können – anders als in4 dargestellt – auf der Schalterwelle138 in Schritten von 60° zueinander versetzt angeordnet sein. Benachbart zu der Schalterwelle138 sind vier Federbleche150a an einer Federblechwelle150b angeordnet, von denen jeweils eines einem Betätigungsnocken oder Schaltnocken148 zugeordnet ist. Die vier Federbleche150a sind so angeordnet, dass sie jeweils mit den Schaltelementen152 der Schaltelementbaugruppe30 in Eingriff bringbar sind. -
5 zeigt den Endschalter10 im Querschnitt. Der Betätigungshebel18 ist an einem Kopfteil154 der Welle20 befestigt. Die Welle20 ist in einem in der Lageranordnung22 angeordneten Gleitlager156 radial und axial gelagert. Ein in dem Lagergehäuse angeordneter Dichtring158 schützt das Gleitlager156 vor Staub und Schmutz. Die Lageranordnung22 ist gegen das Gehäuseoberteil14 mit einem Dichtring160 abgedichtet. - Das Gleitlager
156 weist ein gewisses radiales Lagerspiel auf, das durch die Differenz des halben Innendurchmessers der Lageröffnung162 und des halben Außendurchmessers der Welle20 bestimmt ist. Das erste Zahnrad54 , das auf der Welle20 angeordnet ist, ist in der ersten Ausnehmung44 mit Spiel angeordnet, wobei dies den radialen Abstand des ersten Zahnrads54 von der ersten Ausnehmung44 bezeichnet. Vorzugsweise ist das radiale Lagerspiel des Gleitlagers156 kleiner als das Spiel des ersten Zahnrads54 in der ersten Ausnehmung44 . Vorzugsweise ist das erste Zahnrad54 dennoch satt in der ersten Ausnehmung44 angeordnet, so dass die erste Ausnehmung44 das erste Zahnrad54 zumindest insoweit zentriert, dass das Einführen der Welle20 in das Getriebe24 ohne zusätzliche Zentrierungsmittel möglich ist. Die Welle20 kann an ihrer Wellenstirnseite164 eine Fase166 aufweisen (s. Ausschnitt A in5 ). Vorzugsweise ist das Spiel des ersten Zahnrads54 in der ersten Ausnehmung44 kleiner als die Abmessung168 der Fase. - Auch der Schaltstern
114 ist mit Spiel in den Rundausnehmungen102a –c angeordnet. Vorzugsweise ist das radiale Lagerspiel des Gleitlagers156 kleiner als das Spiel des Schaltsterns114 in den Rundausnehmungen102a –c. - Die Schalterwelle
138 ist in einem in der ersten Lageröffnung106 angeordneten Lager in der ersten Rasteinrichtungszwischenplatte104 angeordnet. Ein zweiter Lagerpunkt wird durch die zweite Lageröffnung134 gebildet, die in dem Haltebügel136 angeordnet ist. Insgesamt wird durch das Lager in der ersten Lageröffnung106 und die zweite Lageröffnung134 eine zweite Lageranordnung gebildet. Die zweite Lageranordnung weist ein Radialspiel auf. Das zweite Zahnrad58 weist in der zweiten Ausnehmung46 ein gewisses Spiel auf. Vorzugsweise ist das Radialspiel des Schalterwellenlagers kleiner als das Spiel des zweiten Zahnrads58 in der zweiten Ausnehmung46 . Vorzugsweise ist das zweite Zahnrad58 dennoch satt in der zweiten Ausnehmung46 angeordnet, so dass die zweite Ausnehmung46 das erste Zahnrad54 zumindest insoweit zentriert, dass das Einführen der Welle20 in das Getriebe24 ohne zusätzliche Zentrierungsmittel möglich ist. Die Schalterwelle138 kann an ihrer Wellenstirnseite eine Fase aufweisen. Vorzugsweise ist das Spiel des zweiten Zahnrads58 in der ersten Ausnehmung44 kleiner als die Abmessung der Fase (analog zu Ausschnitt A). -
6 zeigt eine weitere Ausführungsform einer Schaltelementbaugruppe30 in einer Schnittdarstellung. Die Schaltelementbaugruppe30 weist ebenfalls eine Halteplatte130 auf, die baugleich zu der Halteplatte130 der Ausführungsform in4 sein kann. Im Unterschied zu der Ausführungsform in4 ist hier keine Federblechwelle150a vorhanden, sondern die Federbleche150b sind Abschnitte eines gebogenen Blechteils170 , das an dem Haltebügel136 befestigt ist. Die Betätigungsnocken148 sind exzentrisch zu der Schalterwelle138 und um 60° oder Vielfache davon zueinander versetzt. - Es wird ein Kreuzendschalter
10 mit einem Gehäuse12 angegeben, in dem ein Getriebe24 angeordnet ist, das eine Getriebedeckplatte38 , eine Getriebegrundplatte48 und wenigstens eine zwischen der Getriebedeckplatte38 und der Getriebegrundplatte48 angeordnete Zwischenplatte42 aufweist. Die Zwischenplatte42 weist mindestens eine erste Ausnehmung44 auf, in der ein erstes Zahnrad54 angeordnet ist. Die Zwischenplatte42 weist ferner mindestens eine zweite Ausnehmung46 auf, in der ein zweites Zahnrad58 angeordnet ist. Das erste Zahnrad54 weist eine erste Durchstecköffnung56 und das zweite Zahnrad58 eine zweite Durchstecköffnung60 auf. Eine Welle20 trägt einen außerhalb des Gehäuses12 angeordneten Betätigungshebel18 und ist in einer mit dem Gehäuse12 verbundenen ersten Lageranordnung22 drehbar gelagert. Die Welle20 erstreckt sich durch die erste Durchstecköffnung56 , um mit dem ersten Zahnrad54 drehfest zu koppeln und dieses radial zu lagern. Der Kreuzendschalter10 weist ferner einen in dem Gehäuse12 angeordneten Drehschalter30 auf, der eine Schalterwelle138 aufweist, die in einer zweiten Lageranordnung (106 ,134 ) drehbar gelagert ist und sich durch die zweite Durchstecköffnung (60 ) erstreckt, um mit dem zweiten Zahnrad (58 ) drehfest zu koppeln und dieses radial zu lagern. Bezugszeichenliste:10 Kreuzendschalter 12 Gehäuse 14 Gehäuseoberteil 16 Gehäuseunterteil 18 Betätigungshebel 20 Welle 22 Erste Lageranordnung 24 Getriebe 26 Rasteinrichtung 28 Schrauben 30 Drehschalter 32 Schrauben 34 Durchführung 36 Inneren des Gehäuses 38 Getriebedeckplatte 40 Umrandung 42 Zwischenplatte 44 Erste Ausnehmung 46 Zweite Ausnehmung 48 Getriebegrundplatte 50 Federstifte 52 Anschlagstift 54 Erstes Zahnrad 56 Erste Durchstecköffnung 58 Zweites Zahnrad 60 Zweite Durchstecköffnung 62 Erster Vorsprung 64 Zweiter Vorsprung 66 Durchgangsöffnung 68 Langloch 70 Erste Wand 72 Zweite Wand 74 Plattenebene 76 Oberseite 78 Unterseite 80 Erste Außenumfangsfläche 82 Wandabschnitte des ersten Zahnrads 86 Oberseite 88 Unterseite 90 Zweite Außenumfangsfläche 92 Wandabschnitte 96 Plattenebene 98 Rasteinrichtungsgrundplatte 100a –cLängsausnehmungen 102a –cRundausnehmungen 104 Erste Rasteinrichtungszwischenplatte 106 Lageröffnung 108 Zweite Rasteinrichtungszwischenplatte 110 Rasteinrichtungsdeckplatte 112 Tasche 114 Schaltstern 116 Schaltsterndurchstecköffnung 118 Oberseite des Schaltsterns 120 Unterseite des Schaltsterns 124 Federrasten 126 Feder 128 Raststein 130 Halteplatte 132 Schalterwellenöffnung 134 Zweite Lageröffnung 136 Haltebügel 138 Schalterwelle 140a , bErster, Zweiter Rundabschnitt 142 Außensechskantabschnitt 144 Schalterabschnitt 146 Übergang 148 Betätigungsnocken 150a , bFederblechwelle, Federbleche 152 Schaltelement 154 Kopfteil 156 Gleitlager 158 Dichtring 160 Dichtring 162 Lageröffnung 164 Wellenstirnseite 166 Fase 168 Abmessung der Fase 170 Blechteil
Claims (15)
- Explosionsgeschützter Kreuzendschalter (
10 ): mit einem Gehäuse (12 ), mit einem in dem Gehäuse (12 ) angeordneten Getriebe (24 ), das eine Getriebedeckplatte (38 ), eine Getriebegrundplatte (48 ) und wenigstens eine zwischen der Getriebedeckplatte (38 ) und der Getriebegrundplatte (48 ) angeordnete Zwischenplatte (42 ) aufweist, wobei die Zwischenplatte (42 ) mindestens eine erste Ausnehmung (44 ) aufweist, in der ein erstes Zahnrad (54 ) angeordnet ist, und mindestens eine zweite Ausnehmung (46 ) aufweist, in der ein zweites Zahnrad (58 ) angeordnet ist, wobei das erste Zahnrad (54 ) eine erste Durchstecköffnung (56 ) und das zweite Zahnrad (58 ) eine zweite Durchstecköffnung (60 ) aufweist, mit einer Welle (20 ), die einen außerhalb des Gehäuses (12 ) angeordneten Betätigungshebel (18 ) trägt und in einer mit dem Gehäuse (12 ) verbundenen ersten Lageranordnung (22 ) drehbar gelagert ist und sich derart durch die erste Durchstecköffnung (56 ) erstreckt, dass sie das erste Zahnrad (54 ) drehfest koppelt und dieses radial lagert, und mit einem Drehschalter (30 ), der in dem Gehäuse (12 ) angeordnet ist und eine Schalterwelle (138 ) aufweist, die in einer zweiten Lageranordnung (106 ,134 ) drehbar gelagert ist und sich derart durch die zweite Durchstecköffnung (60 ) erstreckt, dass sie mit dem zweiten Zahnrad (58 ) drehfest koppelt und dieses radial lagert. - Kreuzendschalter (
10 ) nach Anspruch 1, wobei das erste Zahnrad (54 ) und das zweite Zahnrad (58 ) in der ersten und zweiten Ausnehmung (44 ,46 ) mit Spiel angeordnet sind. - Kreuzendschalter (
10 ) nach Anspruch 2, wobei das Spiel größer ist als das radiale Lagerspiel der Welle (20 ) und/oder der Schalterwelle (138 ). - Kreuzendschalter (
10 ) nach einem der Ansprüche 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Spiel kleiner als eine an der Wellenstirnseite (164 ) vorgesehene Fase (166 ) oder Rundung ist. - Kreuzendschalter (
10 ) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die erste Ausnehmung (44 ) das erste Zahnrad (54 ) umfasst und wobei die zweite Ausnehmung (46 ) das zweite Zahnrad (58 ) umfasst. - Kreuzendschalter (
10 ) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die erste Ausnehmung (44 ) und die zweite Ausnehmung (46 ) jeweils Durchgangsöffnungen (44 ) mit zur Drehachse des jeweiligen Zahnrads (54 ,58 ) parallelen Wänden (70 ,72 ) sind. - Kreuzendschalter (
10 ) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Getriebedeckplatte (38 ), die Getriebegrundplatte (48 ) und die Zwischenplatte (42 ) jeweils ebene Elemente sind. - Kreuzendschalter (
10 ) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Getriebegrundplatte (48 ) und/oder die Getriebedeckplatte (38 ) und/oder die Zwischenplatte (42 ) und/oder ein Zahnrad (54 ,58 ) lasergeschnitten sind. - Kreuzendschalter (
10 ) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Zahnrad (54 ) und das zweite Zahnrad (58 ) jeweils eine ebene Oberseite (76 ,86 ) und eine ebene Unterseite (78 ,88 ) aufweisen und ausschließlich mit quer zur Oberseite (76 ,86 ) und/oder Unterseite (78 ,88 ) stehenden Schnitten hergestellt sind. - Kreuzendschalter (
10 ) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Zahnrad (54 ) mit dem zweiten Zahnrad (58 ) kämmt. - Kreuzendschalter (
10 ) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Getriebe (24 ) genau ein erstes Zahnrad (54 ) und ein zweites Zahnrad (58 ) aufweist. - Kreuzendschalter (
10 ) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Zahnrad (54 ) und das zweite Zahnrad (58 ) in einer Ebene angeordnet sind. - Kreuzendschalter (
10 ) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Welle (20 ) mit einer Rasteinrichtung (26 ) gekoppelt ist, die eine Rasteinrichtungsgrundplatte (98 ), eine Rasteinrichtungsdeckplatte (110 ) und wenigstens eine Rasteinrichtungszwischenplatte (104 ,108 ) mit einer Tasche (112 ) aufweist, wobei in der Tasche (112 ) ein Schaltstern (114 ) mit einer Schaltsterndurchstecköffnung (116 ) angeordnet ist, wobei sich die Welle (20 ) durch die Schaltsterndurchstecköffnung (116 ) erstreckt. - Kreuzendschalter (
10 ) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Schalterwelle (138 ) des Drehschalters (30 ) eine Nockenwelle ist, die mit einer in dem Gehäuse (12 ) angeordneten Reihe von Schaltelementen (152 ) in Eingriff bringbar ist. - Kreuzendschalter nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei das Gehäuse (
12 ) nach der Explosionsschutzart „druckfeste Kapselung” (ex-d) und/oder „erhöhte Sicherheit” (ex-e) ausgestaltet ist.
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