DE10227851B4

DE10227851B4 - Mechanische Verriegelvorrichtung

Info

Publication number: DE10227851B4
Application number: DE2002127851
Authority: DE
Inventors: Torsten Delsor
Original assignee: Schaltbau GmbH
Current assignee: Schaltbau GmbH
Priority date: 2002-06-21
Filing date: 2002-06-21
Publication date: 2007-03-29
Anticipated expiration: 2022-06-22
Also published as: DE10227851A1

Abstract

Mechanische Verriegelvorrichtung mit mindestens einem eine Eingriffsausformung (6) aufweisenden elektromechanischen Schaltelement, mindestens einem eine Eingriffsausformung (11) aufweisenden elektromechanischen Steuerelement, mindestens zwei Blockierelementen (3, 9) und zumindestens einer biegsamen Übertragungseinrichtung, wobei das eine Blockierelement (3 oder 9) in Wirkeingriff mit dem Schaltelement und das andere Blockierelement (9 oder 3) in Wirkeingriff mit dem Steuerelement bringbar ist, und zumindest die zwei Blockierelemente (3 oder 9) über die mindestens eine biegsame Übertragungseinheit (7) miteinander verbunden sind, und wobei eine Anfangskraft, welche das Blockierelement (3 oder 9) in einer Ausgangsposition hält, durch eine mit der biegsamen Übertragungseinheit (7) übertragenen Steuerkraft überwindbar ist, wobei die Steuerkraft durch eine Bewegung des anderen Blockierelementes (9 oder 3) erzeugbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eines der Blockierelemente (3 oder 9) eine am Blockierelement (3 oder 9) angebrachte Rolle (4) umfasst, die in Eingriff mit der Schaltscheibe (10) oder der Steuerscheibe (2) gelangbar ausgestaltet ist.

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine mechanische Verriegelvorrichtung mit mindestens einem eine Eingriffsausformung aufweisenden elektromechanischen Schaltelement, mindestens einem eine Eingriffsausformung aufweisenden elektromechanischen Steuerelement, mindestens einem Blockierelement und zumindest einer biegsamen Übertragungseinrichtung, wobei das eine Blockierelement in Wirkeingriff mit dem Schaltelement und das andere Blockierelement in Wirkeingriff mit dem Steuerelement bringbar ist, und zumindest die zwei Blockierelemente über mindestens eine biegsame Übertragungseinheit miteinander verbunden sind.

Aus dem bisherigen Stand der Technik sind bereits mechanische Verriegelungsvorrichtungen bekannt, bei denen eine starre mechanische Anordnung vorgesehen ist. Wegen der hohen Sicherheitsanforderungen, die im Einsatzbereich mechanischer Verriegelvorrichtungen für elektrische Steuer- und Schaltelemente vorliegen, ist eine mechanische Verriegelung notwendig. Die bisherigen starren mechanischen Verriegelungsanordnungen ermöglichen jedoch nicht ein flexibles Zuordnen der einzelnen Elemente zueinander, weshalb bei herkömmlichen Verriegelungsvorrichtungen für jedes Projekt eine neue Konstruktion erfolgen muss. Diese neue Konstruktion zieht erhöhte Kosten und Aufwendungen nach sich.

Aus dem deutschem Gebrauchsmuster DE 94 02 338 U1 ist ein Fahr-Brems-Steuerschalter für elektrisch angetriebene Schienenfahrzeuge bekannt. Über einen Wahlschalter und ein Zylinderschloss zur Verriegelung des Wahlschalters und/oder eines Schalthebels werden Blockierelemente mit Schalt- oder Steuerscheiben in Eingriff gebracht. Die Verbindung der Blockierelemente wird über starre mechanische Verriegelungsbolzen erbracht. Blockiernocken greifen bei dieser Erfindung in Scheiben ein. Ein räumlich ungehemmtes Positionieren der Steuer- und Schaltelemente zueinander ist nicht möglich.

Aus der deutschen Druckschrift DE-PS 697 952 ist eine Steuerung für einen zentral angeordneten Fahrschalter elektrisch betriebener Fahrzeuge bekannt. Dabei wird eine Steuerung für einen zentral angeordneten Fahrschalter, der von beiden Wagenenden eines Trieb fahrzeuges auch über mechanische Übertragungsglieder betätigt wird, offenbart, wobei das Schließen eines Steuerstromkreises den Fahrschalter abbremst. In dieser Druckschrift sind keine Blockierelemente offenbart. Lediglich ein Bremsen und nicht ein Blockieren wird durch diese Druckschrift angeregt. Die Übertragung eines Steuerimpulses folgt auf elektrischem Wege. Dies hat jedoch den Nachteil, dass bei Ausfall der Stromquelle kein Steuerimpuls weitergeleitet wird.

Aus der Druckschrift DE 40 02 936 A1 ist eine Sperrvorrichtung gegen gleichzeitiges Einschalten mindestens zweier mechanisch oder elektrisch betätigter Schalter offenbart. In dieser Druckschrift werden zwei Schalt- oder Steuerelemente über ein Zugelement miteinander verbunden. Wird an einem Steuerelement eine Bewegung ausgeführt, so wird das Zugmittel auch ausgelenkt und erzwingt eine Bewegung des Steuerelementes. Die Steuer- und Schaltelemente sind als Scheibe ausgeformt. An den Enden der Scheiben greift das Zugmittel an. In den Scheiben sind Nuten eingearbeitet. In den Nuten wird ein Zapfen geführt, an welchem ein Riegel befestigt ist.

Aus der Entgegenhaltung DE 44 06 236 A1 ist eine weitere Verriegelungsvorrichtung bekannt. In dieser Verriegelungsvorrichtung ist eine Scheibe mit einem Nocken und einer Aussparung offenbart. Ein Zapfen greift in die Aussparung. Der Zapfen wird über eine Feder grundsätzlich vor Eingriff in die Aussparung der Scheibe bewahrt. An dem Zapfen greift über weitere Elemente ein Drahtauslöser an. Der Drahtauslöser ist in der Lage den Zapfen in die Aussparung der Scheibe zu schieben. Durch Kupplung zweier Vorrichtungen aus der Druckschrift DE 44 06 236 ist eine Steuereinrichtung und eine Schalteinrichtung mit je einer Scheibe miteinander über zumindest einen Drahtauslöser zu koppeln. Dadurch, dass der Zapfen nur bei einer genauen Passung in die Aussparung der Scheibe eingeführt werden kann, ergibt sich eine hohe Ausfallwahrscheinlichkeit der gekoppelten Vorrichtung aufgrund von Fertigungsungenauigkeiten und Längendehnungen.

Aus der Druckschrift DE 197 33 720 ist A1 eine Verriegelungsvorrichtung für Schaltgeräte offenbart. Die darin offenbarte Verriegelungsvorrichtung für Schaltgeräte weist Schaltwellen auf, an denen jeweils ein Bedienungshebel angeordnet ist, mit Verriegelungsschleifen und Verriegelungseinschnitten, in welche ein Verriegelungselement zur Blockierung einer Schaltwelle eintauchen kann, wobei auch bei verschweißten Kontakten und anderen Situationen das Einschalten beider Schaltelemente verhindert werden kann. Hierzu greifen in einer aus zwei Scheiben bestehenden Steuereinrichtung und eine aus je zwei Scheiben bestehenden Schalteinrichtung je eine Verriegelungseinrichtung ein. Die Verriegelungseinrichtungen sind mit einem Bowdenzug miteinander verbunden.

Aus der Druckschrift 197 57 178 C1 ist eine Verriegelungsvorrichtung bekannt. Dabei greift ein Blockierelement in eine Steuerscheibe ein und ein Blockierelement in eine Schaltscheibe ein. Die Blockierelemente und Schalt- bzw. Steuerscheibe ist über ein flexibles Verbindungsglied 11a und 11b kreuzweise miteinander verbunden. Die Blockierelemente selbst jedoch sind nicht miteinander direkt verbunden. Dies führt lediglich zum wahlweisen Blockieren einer der zwei Scheiben.

Aus der Druckschrift 197 11 120 A1 ist eine Anordnung zur gegenseitigen mechanischen Verriegelung der Betätigung für wenigstens zwei Schalter offenbart. Die darin offenbarte Erfindung betrifft eine Anordnung zur gegenseitigen mechanischen Verriegelung der Betätigung von wenigstens zwei Schaltern, wobei die Stellung einer Schaltwelle jedes der Schalter durch ein mechanisches Übertragungsorgan einem mechanisch wirkenden Auswertungsgerät zugeführt wird, das die Betätigung der Schalter freigibt, bzw. sperrt. Die mechanische Verriegelung wird mit Hilfe von Bowdenzugen realisiert, in dem ein vorzugsweise von einer Schaltwelle eines ersten Leistungsschalters betätigtes erstes Verriegelungselement sowohl über einen mit einem Kraftübertragungsorgan versehenen hinführenden Bowdenzug als auch über einem mit einem Kraftübertragungsorgan versehenen Bowdenzug mit einem Zweitverriegelungselement eines zweiten Leistungsschalters verbunden ist. Dadurch wird ein geschlossener Kraftkreislauf geschaffen. Die Schalter sind somit zwangsgekoppelt. Eine Blockierung ist jedoch nicht gegeben.

Aus der schweizer Druckschrift CH-PS 84 551 ist eine mechanische Verrieglungs- und Umsteuervorrichtung an Fahrzeug-Kontrollern offenbart. In dieser Druckschrift werden zwei Scheiben über ein Getriebe miteinander gekoppelt und über einen federbeaufschlagten Hebel wird die eine der beiden Scheiben gesperrt. Der Hebel weist einen Zapfen auf, der in die andere Scheibe einen Blockiereingriff tätigt. Ein flexibles Positionieren der zwei Scheiben zueinander ist nicht gegeben.

Aus der deutschen Patentschrift DE-PS 388 758 ist eine Schaltvorrichtung für elektrische Kraftfahrzeuge bekannt. Weitere elektrische Schaltvorrichtungen und deren Anordnungen sind auch aus der britischen Patentschrift GB 782 118 bekannt.

Es ist somit Aufgabe, eine mechanische Verriegelvorrichtung derart zu gestalten, dass die einzelnen Bauelemente standardisierbar sind und flexibel zueinander angeordnet werden können.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß bei einer gattungsgemäßen Verriegelungsvorrichtung dadurch gelöst, dass zumindest eines der Blockierelemente eine am Blockierelement angebrachte Rolle umfasst, die in Eingriff mit der Schaltscheibe oder der Steuerscheibe gelangbar ausgestaltet ist.

Durch das Verwenden bereits erprobter Module, wie Steuerelement, Schaltelement, Blockierelement und biegsamer Übertragungseinheit, ist es möglich, hohe Sicherheitsbedürfnisse zu erfüllen und Kosten dadurch zu sparen, dass die Bauelemente en gros bezogen werden können und die Lagerhaltungsbedarfe gesenkt werden können. Dadurch, dass die Blockierelemente über die biegsame Übertragungseinheit verbindbar sind, lässt sich eine kraftschlüssige Verbindung zwischen beiden Blockierelementen erreichen.

Diese kraftschlüssige Verbindung ermöglicht eine Steuerbewegung des einen Blockierelementes auf das andere Blockierelement zu übertragen, um eine Schaltbewegung dieses zweiten Blockierelementes zu erreichen. Wird somit das erste Blockierelement in Wirkeingriff mit dem Steuerelement gebracht, so wird diese Bewegung über die biegsame Übertragungseinheit auf das andere Blockierelement übertragen, welches die Bewegungen, die von dem ersten Blockierelement ausgeführt wurden, nachführt, wodurch das Blockierelement in Wirkeingriff mit der Eingriffsausformung auf dem Schaltelement gelangt. Durch den Wirkeingriff des Blockierelementes mit dem Schaltelement, ist eine Blockierung des Schaltelementes erreicht. Durch die beschriebene Anordnung kann über die Bewegung eines Steuerelementes die Bewegung eines Schaltelementes beeinflusst werden.

Ein möglicher Einsatz der mechanischen Verriegelvorrichtung ist die Verwendung in Fahrschaltern von Schienenfahrzeugen, bei denen die Stellung eines Schalthebels die Verstellmöglichkeiten eines zweiten Hebels beeinflusst. Dabei ist eine Verriegellogik im Baukastensystem zur Realisierung sämtlicher Anordnungswünsche mit nur wenigen immer wiederkehrenden Bauteilen, die sogar bereits vormontiert als fertige Baugruppe auf Lager legbar sind, realisierbar. Auch können bereits getestete Bauteile immer wieder verwendet werden, um einen hohen Sicherheitsstandard zu erreichen. Des Weiteren sollen nicht nur rotatorisch bewegte Elemente sondern auch translatorisch bewegte Elemente gegeneinander verriegelbar sein.

Um ein Schleifen des einen Blockierelementes auf der Steuer- oder Schaltscheibe zu ermöglichen, ohne große Kräfte auf die Schalt- oder Steuerscheibe zu übertragen, ist es vorgesehen, dass zumindest eines der Blockierelemente eine am Blockierelement angebrachte Rolle umfasst, die in Eingriff mit der Schaltscheibe oder der Steuerscheibe gelangbar ausgestaltet ist. So rollt diese Rolle im Nichteingriff mit nur geringen Widerstandskräften über die Steuer- oder Schaltscheibe und blockiert diese Scheibe erst bei Erreichen der Position an der die Eingriffsausformung liegt. Sobald diese Position erreicht ist, rutscht die Rolle in die Eingriffsausformung hinein und blockiert das Steuer- oder Schaftelement.

Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen wiedergegeben.

Besonders vorteilhaft kann die mechanische Verriegelvorrichtung derart ausgestaltet sein, dass eine Anfangskraft, welche das eine Blockierelement in einer Ausgangsposition hält, durch eine mit der biegsamen Übertragungseinheit übertragenenen Steuerkraft überwindbar ist, wobei die Steuerkraft durch eine Bewegung des anderen Blockierelements erzeugbar ist, weil die Steuerkraft durch die Bewegung des anderen Blockierelementes zu dem Steuerelement erzeugbar ist. Hierdurch wird erreicht, dass das mit dem Schaltelement in Wirkeingriff zu bringende Blockierelement durch die Initialkraft in eine Ausgangsposition bewegt wird, wodurch entweder eine Verriegelung oder eine Entriegelung des Schaltelementes in dieser Ausgangsposition festlegbar ist.

Wenn in einer Variante die Anfangskraft durch eine Feder erzeugt wird, werden Kosten gespart, da eine Feder ein derart einfaches Bauelement ist, welches geringe Kosten nach sich zieht.

Auch der Aufbau des Steuerelementes aus einer Steuerscheibe, die auf der Außenseite Eingriffsausformungen aufweist, ist eine weitere Gestaltungsform, die bewusst auf Komplexität verzichtet. Dadurch werden übermäßige Ausfälle vermieden.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn gemäß einer weiteren Ausführungsform die Steuerscheibe auf einer Steuerwelle befestigt ist. Dies liegt daran, dass das Anbringen von Steuerscheiben auf Steuerwellen derart günstig ist, dass hier Kosten minimiert werden können.

Wenn das Schaltelement in einer weiteren Ausführungsform aus einer Schaltscheibe aufgebaut ist, die auf der Außenseite Eingriffsausformungen aufweist, kann in die Eingriffsausformung ein Blockierelement eingreifen und somit eine Rotation der Schaltscheibe verhindern. Wird die Rotation der Schaltscheibe verhindert, kann sich das Schaltelement nicht weiter bewegen. Die Eingriffsausformungen auf der Außenseite einer Schaltscheibe sind einfach durch abrasive Arbeitsschritte in die Schaltscheibe einbringbar.

Wird in einer weiteren Ausführungsform die Schaltscheibe auf einer Schaltwelle befestigt, werden selbst ungelernte Montagekräfte Scheibe und Schaltwelle derart kombinieren, dass in der Montage die Fehlerquellen minimiert sind.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn in einer Variante ein Blockierelement derart in die Eingriffsausformung in die Schaltscheibe eingreift, dass eine Rotation der Schaltwelle verhindert ist. Auf dem freien Markt ist ein großer Bedarf an kostengünstigen und langlebigen Blockierelementen, die die Rotation von Schaltwellen verhindern. Durch das Verhindern der Rotation von der Schaltwelle mittels eines Blockierelementes, welches in die Eingriffsausformung greift, kann eine kostengünstige Alternative zur Verfügung gestellt werden.

Vorteilhafterweise kann zumindest eines der Blockierelemente als Hebel ausgestaltet werden. Hierdurch wird die Bewegung, die ein Blockierelement ausführt, entsprechend der Hebellänge entweder vergrößert oder verkleinert übertragen. Somit ist eine Anpassbarkeit der Verriegelvorrichtung an unterschiedliche Schalt- oder Steuerscheibendurchmesser möglich.

Wenn die Welle der Schaltscheibe koaxial zur Welle der Steuerscheibe angeordnet ist, so lassen sich in dieser Variante unterschiedlichste Anordnungen von Steuerscheibe zu Schaltscheibe erreichen.

Wenn in einer weiteren Variante die Schaltscheibe und die Steuerscheibe auf einer Welle befestigt sind, kann mit der Verriegelvorrichtung ein und dieselbe Welle blockiert und umgeschaltet werden.

Wenn in einer weiteren Ausführungsform die Schaltscheibe und die Steuerscheibe aus einem Bauteil bestehen, können Elemente gespart werden. Dies führt zu einer Minimierung der Kosten und eine Adaption an unterschiedlichsten Anwendungsgebieten wird möglich.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn in einer abweichenden Ausgestaltungsform zumindest eines der Blockierelemente translatorisch bewegbare Steuer- und Schaltelemente verriegelt, da dadurch nicht nur rotatorische sondern auch translatorische Bewegungen unterbunden werden können. Somit ist dann ein vielseitiger Einsatz möglich.

Um auch die biegsame Übertragungseinrichtung aus bestehenden Elementen, die erprobt und günstig im Einkauf erwerbbar sind, aufzubauen, ist die Ausgestaltung der mechanischen Verriegelvorrichtung mit einem Bowdenzug in einer weiteren Variante besonders empfehlenswert.

Wenn der Bowdenzug mindestens ein Widerlager an jeweils einem der Blockierelemente in einer weiteren besonderen Ausführungsform aufweist, so sind die Schaltstellungen von einem Blockierelement auf das andere Blockierelement übertragbar. Somit kann eine einfache Kraftübertragung realisierbar sein.

Zumindest eines der Blockierelemente kann vorteilhafter Weise in einer Führung laufen. Wenn dann zumindest eines der Blockierelemente in einer Führung läuft, kann vermieden werden, dass das Blockierelement sich verkantet oder sonstige Fehlfunktionen aufweist.

Besonders vorteilhaft ist in einer besonderen Ausgestaltungsform, wenn die Verriegelvorrichtung eine Rastiertunktion aufweist, da dann eine Wechselwirkung zwischen den einzelnen Bauelementen erreicht wird.

Wenn die Schalt- und Steuerscheibe eine Rastierfunktion in einer Variante aufweist, wird ein definierter Eingriff in die Scheiben abhängig von einer entsprechenden Raststellung erreicht.

Im Folgenden werden Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung anhand einer Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:
1 die Draufansicht eines drehbaren Steuer- und Schaltelementes, die beide unblockiert sind,
2 die Draufsicht einer Schaltkonstellation aus 1, wobei das Schaltelement blockiert ist,
3 eine Seitenansicht auf eine Schalt- und eine Steuerwelle, da auf beiden Wellen jeweils ein Schalt- und ein Steuerelement angebracht ist, von denen ein Steuer- und Schaltelementepaar blockiert ist und das andere Schalt- und Steuerelementepaar unblockiert ist,
4 eine Schaltkonstellation, wobei ein Zwangslauf zur Verriegelung der Schaltwelle vorgesehen ist und
5 eine kombinierte Verriegelungs- und Rastiereinrichtung über den Eingriff zweier Hebel in ein Schalt- und Steuerelement, wobei das Schalt- und Steuerelement mit einer Rastiertunktion auf einer Welle befestigt ist.
In 1 ist eine Steuerwelle 1 dargestellt, auf der eine Steuerscheibe 2 kraft- und formschlüssig verbunden angebracht ist. Die Steuerscheibe 2 weist eine Eingriffsausformung 6 auf. Die Eingriffsausformung 6 befindet sich auf der Außenseite der Steuerscheibe 2. Neben der Steuerscheibe 2 befindet sich ein Blockierelement 3, an dessen einem Ende eine Rolle 4 drehbar gelagert ist. Die Rolle 4 des Steuerhebels 3 kann in Eingriff mit der Eingriffsausformung 6 gelangen, wenn die Steuerscheibe 2 entsprechend weit um eine Achse durch die Steuerwelle 1 gedreht wird. Während an dem einen Ende des Blockierelementes 3 die Rolle 4 befestigt ist, ist an dem anderen Ende des Blockierelementes 3 ein Widerlager 14 befestigt, welches an einer biegsamen Übertragungseinheit 7 angebracht ist. Die biegsame Übertragungseinheit 7 weist auf der einen Seite das Widerlager 14 und auf der anderen Seite ein Widerlager 15 auf. Das Widerlager 15 ist an einem zweiten Blockierelement 9 angebracht. Das zweite Blockierelement 9 wird in einer Führung 13 geführt. An der Führung 13 greift auch eine Feder 5 an, die gleichzeitig auch an dem zweiten Blockierelement 9 angreift. Die Feder 5 übt auf das zweite Blockierelement 9 eine Kraft aus. An das zweite Blockierelement 9 anschließend ist eine auf einer Welle 8 angebrachte Schaltscheibe 10 positioniert. Die Schaltscheibe 10 weist eine Eingriffsausformung 11 auf. Die Eingriffsausformung 11 kann von dem zweiten Blockierelement 9 zumindest teilweise ausgefüllt werden. In dem in 1 dargestellten Zustand gleitet die Rolle 4 auf der Oberfläche der Steuerscheibe 2 und ist noch nicht in Eingriff mit der Eingriffsausformung 6. Dadurch wird über die biegsame Übertragungseinheit 7 Kraft auf das zweite Blockierelement 9 übertragen, wodurch die von der Feder 5 aufgebrachte Kraft überwunden ist und die Feder 5 zusammengedrückt wird. Dadurch ist auch das zweite Blockierelement 9 nicht in Eingriff mit der Eingriffsausformung 11 der Schaltscheibe 10. Die Schaltscheibe 10 ist auf einer Schwenkachse angeordnet. Die Steuerscheibe 2 ist auf einer weiteren Schwenkachse angeordnet. Die beiden Schwenkachsen sind zueinander parallel, können aber auch zueinander windschief oder fluchtend sein.
In 2 sind die gleichen Bauelemente dargestellt, wobei allerdings hier die Blockierelemente 3 und 9 in Eingriff jeweils mit den Eingriffsausformungen auf der Steuerscheibe 2 und der Schaltscheibe 10 sind. So ist die Rolle 4 in Wirkeingriff mit der Eingriffsausformung 6 getreten. Dadurch wird der Bowdenzug in der biegsamen Übertragungseinheit 7 verschoben, insbesondere auf der Seite des Blockierelementes 9 gelängt, wodurch die Federkraft, welche aus der Feder 5 resultiert, derart groß ist, dass das Blockierelement 9 mit der kugeligen Oberfläche in Wirkeingriff mit der Eingriffsausformung 11 auf der Schaltscheibe 10 gelangt. Dadurch sind sowohl Steuerscheibe 2 als auch Schaltscheibe 10 in Rotationsbewegungen blockiert.
3 zeigt, dass sich durch die modulare kompakte Bauweise auch sehr einfach eine bidirektionale Kopplung von zwei oder mehreren Wellen zueinander aufbauen lässt. Das wird durch den Aufbau einer oder mehrerer Steuerscheiben 2 und Schaltscheiben 10 auf jeder Welle 1 oder 8 erreicht. Eine Primärverriegelung 16 verriegelt die Schaltscheibe 10 auf der Welle 1, weil die Rolle 4 der Primärverriegelung 16 in Eingriff mit einer Eingriffsausformung auf der Steuerscheibe 2 der Welle 8 in Wirkeingriff gelangt. Die Rolle 4, die an dem Blockierelement 3 befestigt ist, steuert somit letztlich den Bowdenzug der biegsamen Übertragungseinheit 7, wodurch die Feder die kugelige Oberfläche des Blockierelementes 9 in Wirkeingriff mit der Eingriffsausformung auf der Schaltscheibe 10 bringt. Während die Primärverriegelung 16 in 3 in Blockiereingriff mit der Schalt- und Steuerwelle gelangt, ist in 3 die Sekundärverriegelung 17 noch nicht in Wirkeingriff. Es ist somit eine ähnliche Konstellation wie in 1 erklärt, in der Sekundärverriegelungsvorrichtung 17 zu sehen, und eine Verriegelvorrichtung wie in 2 dargestellt ist in der Primärverriegelung 16 zu erkennen.
4 zeigt das Verriegelungsprinzip auf Basis drehbarer Schaltelemente mit einem Zwangslauf für die verriegelte Stellung der Schaltwelle 8. Damit bleibt auch bei einem Federbruch der Feder 5 noch die Verriegelung der Welle 8 bei entsprechender Position der Welle 1 bestehen. Die Steuerscheibe 2 der Steuerwelle 1 steuert den Zwangslauf der Verriegelung der Schaltwelle 8 durch den Außenradius der Steuerscheibe 2, auf dem die Rolle 4 des Blockierelementes 3 läuft. Dadurch wird das Blockierelement 9 über den Bowdenzug der biegsamen Übertragungseinheit 7 direkt in die Eingriffsausformung 11 der Schaltscheibe 10 entgegen der Feder 5 gezogen. Die entriegelte Stellung wird durch einen kleineren Radius der Steuerscheibe 2 gesteuert. Wird die Welle 1 in die Position für Entriegeln gebracht, so kann die Feder 5 das über den Bowdenzug verbundene Blockierelement 9 und die Verriegelungsrolle 18 des Blockierelementes 9 von der Welle 8 weg bewegt werden. Das Blockierelement 9 wird mit der Bewegung des Blockierelementes 3 aus der Eingriffsausformung 11 herausgezogen. Die Eingriffsausformung 11 ist so tief ausgeführt, dass bei einer Momenteinwirkung in Welle 8 die Verriegelungsrolle 18 des Blockierelementes 9 der verriegelten Stellung nicht aus der Eingriffsausformung 11 heraus springen kann.
5 zeigt die Kombination der Verriegelungssteuerung mit einer Rastiertunktion auf derselben Scheibe 2. Eine solche Scheibe 2 lässt sich z. B. für einfache wiederkehrende Hebelspezifikationen vorfertigen, wie z. B. für eine Schlüsselwelle, bei der in der Regel eine Verriegelungsstellung und zwei davon abhängige Rastierstellungen vorhanden sind. Die kombinierte Scheibe wird in einen Bereich A für die Verriegelungssteuerung in einen Rastierbereich B eingeteilt. Für beide Sektoren steht jeweils ein Drehwinkel ≤180° zur Verfügung. Der Bereich zur Verriegelungssteuerung ist unterteilt in den Außenradius 19 zur Entriegelung und in die Eingriffsausformung 11 für die Verriegelung. Die Ausformungen im Bereich A sind somit zum Schalten und Verriegeln der Welle 1 vorgesehen. Gegenüber des Blockierelementes 9 befindet sich das Blockierelement 3, das mit der Rolle 4 durch die Federkraft der Feder 5 in die Eingriffsausformung 6 eingreift. Wird die Welle 1 betätigt, so bewegt sich die Welle in die nächste Position, weil das Blockierelement 3 mit der Rolle 4 in die nächste diskrete Rastierstellung hineinfällt. In den Rastierbereich kann auch ein Anschlag 20 für die Einschränkung der Bewegung dieser Welle 1 eingebracht werden.
Die Funktionsweise der mechanischen Verriegelvorrichtung sei mit Hilfe der 1 und 2 beschrieben. Dreht sich die Welle 1, und zwar die Steuerwelle 1, so gleitet die Rolle 4 des Blockierelementes 3 auf der Oberfläche der Steuerscheibe 2 so lange, bis die Rolle 4 des Blockierelementes 3 in die Eingriffsausformung 6 hinein gleitet. Sobald dies der Fall ist, längt sich der Bowdenzug der biegsamen Übertragungseinheit 7 der stalt, dass die Feder 5 das Blockierelement 9 in Wirkeingriff mit der Eingriffsausformung 11 bringt. Die Eingriffsausformung 11 ist eine Ausformung, die auf der Oberfläche der Schaltscheibe 10 angebracht ist. Die Schaltscheibe 10 wird somit blockiert. Die Schaltscheibe 10 ist auf der Schaltwelle 8 kraft- und formschlüssig angebracht. Somit wird die Schaltwelle 8 blockiert.

Claims

Mechanische Verriegelvorrichtung mit mindestens einem eine Eingriffsausformung (6) aufweisenden elektromechanischen Schaltelement, mindestens einem eine Eingriffsausformung (11) aufweisenden elektromechanischen Steuerelement, mindestens zwei Blockierelementen (3, 9) und zumindestens einer biegsamen Übertragungseinrichtung, wobei das eine Blockierelement (3 oder 9) in Wirkeingriff mit dem Schaltelement und das andere Blockierelement (9 oder 3) in Wirkeingriff mit dem Steuerelement bringbar ist, und zumindest die zwei Blockierelemente (3 oder 9) über die mindestens eine biegsame Übertragungseinheit (7) miteinander verbunden sind, und wobei eine Anfangskraft, welche das Blockierelement (3 oder 9) in einer Ausgangsposition hält, durch eine mit der biegsamen Übertragungseinheit (7) übertragenen Steuerkraft überwindbar ist, wobei die Steuerkraft durch eine Bewegung des anderen Blockierelementes (9 oder 3) erzeugbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eines der Blockierelemente (3 oder 9) eine am Blockierelement (3 oder 9) angebrachte Rolle (4) umfasst, die in Eingriff mit der Schaltscheibe (10) oder der Steuerscheibe (2) gelangbar ausgestaltet ist.
Mechanische Verriegelvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Anfangskraft mit einer Feder (5) erzeugbar ist.
Mechanische Verriegelvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuerelement aus einer Steuerscheibe (2) aufgebaut ist, die auf der Außenseite Eingriffsausformungen (6) aufweist.
Mechanische Verriegelvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerscheibe (2) auf einer Steuerwelle (1) befestigt ist.
Mechanische Verriegelvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Schaltelement aus einer Schaltscheibe (10) aufgebaut ist, die auf der Außenseite Eingriffsausformungen (11) aufweist.
Mechanische Verriegelvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltscheibe (10) auf einer Schaltwelle (8) befestigt ist.
Mechanische Verriegelvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass ein Blockierelement (9) derart in die Eingriffsausformung (11) in der Schaltscheibe (10) eingreift, dass eine Rotation der Schaltwelle (8) verhindert ist.
Mechanische Verriegelvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eines der Blockierelemente (3 oder 9) als Hebel ausgestattet ist.
Mechanische Verriegelvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Welle der Schaltscheibe (2) koaxial zur Welle der Steuerscheibe (10) angeordnet ist.
Mechanische Verriegelvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltscheibe (2) und die Steuerscheibe (10) auf einer Welle befestigt sind.
Mechanische Verriegelvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerscheibe (2) und die Schaltscheibe (10) aus einem Bauteil bestehen.
Mechanische Verriegelvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eines der Blockierelemente (3 oder 9) translatorisch bewegbare Steuer- und Schaltelemente verriegelt.
Mechanische Verriegelvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die biegsame Übertragungseinheit (7) einen Bowdenzug umfasst.
Mechanische Verriegelvorrichtung Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Bowdenzug mindestens ein Widerlager (14 oder 15) an jeweils einem der Blockierelemente (3 oder 9) aufweist.
Mechanische Verriegelvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eines der Blockierelemente (3 oder 9) in einer Führung (13) läuft.
Mechanische Verriegelvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Schalt- und Steuerscheibe eine Rastiertunktion auf weist.