DE3518419A1 - Betaetigungsvorrichtung fuer einen schalter - Google Patents

Description

-4-Betätigungsvorrichtung für einen Schalter

Die Erfindung betrifft eine Betätigungsvorrichtung für einen Schalter oder dergleichen, insbesondere eine Betätigungsvorrichtung zum Betätigen eines Schalters mit drei oder mehr Betriebsstellungen, beispielsweise eines Schalters, der drei Schaltkreise zusammenschaltet.

Eine herkömmliche Betätigungsvorrichtung dieser Art hat im allgemeinen zwei Stellungen. Wenn beispielsweise ein Schalter drei Stellungen erfordert, wird der zwei Stellungen aufweisenden Vorrichtung ein Stellungswandler hinzugefügt und durch Verbinden der beiden Vorrichtungen eine Anpassung an die drei Stellungen erreicht.

Bei einer derartigen Konstruktion bildet der Ausgangsteil der Betätigungsvorrichtung eine Einheit. Wenn eine solche Vorrichtung mittels eines Stellungswandlers, der an den Ausgangsteil angehängt ist, mit einem Schalter für Mehrfachschaltkreise verbunden wird, müssen die Betätigungsmerkmale jedes Schalters gleichmäßig sein. Vor der Inbetriebnahme der Betätigungsvorrichtung muß der Stellungswandler zur Wahl des jeweiligen Schalters betätigt werden. Da zwischen diesen Vorrichtungen außerdem eine Blockiervorrichtung vorgesehen sein muß, um Fehlbetätigungen zu verhindern, ergeben sich die Nachteile, daß die Vorrichtung kompliziert, groß und wenig nützlich ist.

Wenn ein elektrisches Steuersystem benutzt wird, ist es außerdem nötig, sowohl die Betätigungsvorrichtung als auch den Wandler zu betätigen, so daß eine Koordinierung mit einem Handbetätigungssystem nötig ist. Das ergibt Schwierigkeiten bei der Koordination.

Da der Betätigungsausgang ferner gleichbleibend ist, ergeben sich unweigerlich die verschiedensten Schwierigkeiten beim Kombinieren mit einem Schalter, der andere Eigenschaften hat.

Aufgabe der Erfindung ist es, unter Vermeidung der erwähnten Nachteile des Stands der Technik eine Betätigungsvorrichtung für einen Schalter oder dergleichen zu schaffen, die ein Schalten in drei oder mehr Stellungen ermöglicht und gleichzeitig einen einfachen Aufbau hat.

Gemäß der Erfindung wird eine Betätigungsvorrichtung geschaffen, bei der eine Eingabewelle mit einer Kraftspeichereinrichtung verbunden ist, so daß durch das Drehen der Eingabewelle Energie in der Kraftspeichereinrichtung gespeichert wird. Die Kraftspeichereinrichtung ist mit einer Abgabewelle verbunden, die durch eine Sperrvorrichtung daran gehindert ist, sich mit der Eingabewelle zu drehen. Wenn jedoch die Drehung der Eingabewelle eine bestimmte Stellung erreicht, gibt die Sperrvorrichtung die Abgabewelle frei, die sich dann durch die in der Kraftspeichereinrichtung gespeicherte Energie mit solcher Kraft drehen kann, daß dies ausreicht, um einen Schalter oder dergleichen zu betätigen.

Im folgenden ist die Erfindung mit weiteren vorteilhaften Einzelheiten anhand eines schematisch dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. In den Zeichnungen zeigt:
Fig. 1 eine Vorderansicht einer Dreistellungs-Betäti-

gungsvorrichtung gemäß der Erfindung; Fig. 2 eine Draufsicht auf die Betätigungsvorrichtung gemäß Fig. 1 von unten, wobei der obere Teil in dieser Figur dem vorderen Teil der Vorrichtung in Fig. 1 entspricht.

Zu diesem Ausführungsbeispiel gehört ein Antriebsteil 100 mit einer Eingabewelle, die zur Betätigung der Vorrichtung gedreht wird, ein angetriebener Teil 200 mit einer Abgabewelle, die zum Betätigen eines Schalters, mit dem die Vorrichtung verbunden ist, gedreht wird, eine Kraftspeichereinrichtung 300, die durch das Drehen des Antriebsteils 100 erregt wird, sowie eine Sperreinrichtung

-ο-Ι 400, die das Drehen des angetriebenen Teils 200 so lange verhindert, bis in der Kraftspeichereinrichtung genügend Energie gespeichert ist und dann die Kraftspeichereinrichtung freigibt, damit diese den angetriebenen Teil 200 antreiben kann. Jeder dieser Teile bzw. Einrichtungen soll nun im einzelnen beschrieben werden.

Der Antriebsteil 100 weist Antriebsglieder mit den Bezugsziffern 101 bis 106 auf. Eine Eingabewelle 101 ist an einer Seite einer ebenen Antriebsplatte 102 fest angebracht. An der anderen Seite der Antriebsplatte 102, die als Oberseite bezeichnet wird, ist eine Hülse 105 koaxial mit der Eingabewelle 101 fest angebracht. Die Hülse 105 ist auf einer Abgabewelle 201 drehbar, so daß sich beim Drehen der Eingabewelle 101 zusammen mit dieser die Antriebsplatte 102 und die Hülse 105 als Einheit drehen. An der Oberseite der Antriebsplatte 102 sind außerdem zwei Antriebsstifte 103 und 104 fest angebracht. Ferner ist an der Oberseite der Antriebsplatte 102 eine Freigabestange 106 fest angebracht, deren Achse parallel zur Achse der Eingabewelle 101 verläuft. Wenn die Antriebsplatte 102 gedreht wird, schwenkt die Mitte der Freigabestange 106 längs eines Bogens 500 in Fig. 2.

Zu dem angetriebenen Teil gehören die mit 201 bis 204 gekennzeichneten Bauelemente. Mit der Eingabewelle 101 ist die Abgabewelle 201 koaxial angeordnet und mit einem hier nicht gezeigten Schalter verbunden, der durch Drehen der Abgabewelle 201 betätigt wird, die in einem Rahmen drehbar gelagert ist. Wie schon erwähnt, ist der Antriebsteil 100 auf der Abgabewelle 201 drehbar gelagert, so daß die beiden unabhängig voneinander gedreht werden können. Auf der Abgabewelle 201 ist eine angetriebene Platte 202 drehfest angebracht, und an der Unterseite dieser angetriebenen Platte 202 sind zwei Haltestifte 203 und 204 fest angebracht, die sich in Richtung zur Antriebsplatte 102 erstrecken.

Die Kraftspeichereinrichtung 300 weist eine Schraubenfeder 301 auf, in deren Mitte die Hülse 105 sich befindet. Wenn die Schraubenfeder 301 eine neutrale Stellung einnimmt und kein Drehmoment auf die Abgabewelle 201 ausübt, steht ihr unteres Ende 302 mit dem ersten Haltestift 203 und ihr oberes Ende 303 mit dem zweiten Haltestift 204 in Berührung. Aus diesem Grund ist der erste Haltestift 203 kürzer als der zweite Haltestift 204. In beiden Haltestiften ist in der Nähe der oberen Enden eine Vertiefung ausgebildet, in der das entsprechende Ende der Schraubenfeder 301 aufgenommen werden kann.

Die Sperreinrichtung 400 dient dazu, eine Drehbewegung der Abgabewelle 201 zu verhindern, bis die Schraubenfeder 301 durch das Drehen des Antriebsteils 100 mit genügend Kraft versorgt wurde. Dann gibt die Sperreinrichtung die Abgabewelle 201 frei, die dann durch die Schraubenfeder 301 gedreht werden kann. Zu der Sperreinrichtung 400 gehören Bauelemente, die mit Bezugszeichen 401 bis 490 gekennzeichnet sind. Parallel zu den Ebenen der Antriebsplatte 102 und der angetriebenen Platte 202 liegen zwei parallele Stützplatten 410, die mit der Abgabewelle 201 drehfest verbunden sind. Zwischen den beiden Stützplatten 410 ist an ihren radial äußeren Enden eine Sperrstange 420 angeordnet, deren Achse parallel zur Achse der Abgabewelle 201 verläuft. Wenn die Abgabewelle 201 gedreht wird, bewegt sich die Mitte der Sperrstange 420 längs eines Bogens 600, der um die Achse der Abgabewelle 201 zentriert ist. Eine erste Sperrplatte 430, eine zweite Sperrplatte 440, eine dritte Sperrplatte 450 und eine vierte Sperrplatte 460, die alle die gleiche Gestalt haben, sind auf zwei Drehstiften 490 drehbar gelagert, die an einem hier nicht gezeigten Rahmen fest angebracht sind. Die Ebenen, in denen die Sperrplatten liegen, sind alle parallel zu den Ebenen der Antriebsplatte 102 und der angetriebenen Platte 202. Jede der Sperrplatten 430, 440, 450 und 460 hat ein äußeres Ende 431, 441, 451 und 461, die alle in der Nähe des von der Freigabestange 106

beschriebenen Bogens 500 liegen, sowie ein inneres Ende, welches jeweils in der Nähe des Bogens 600 liegt, längs dessen die Sperrstange 420 sich bewegt. In jeder der Sperrplatten sind Ausnehmungen 433, 443, 453 und 463 ausgebildet, die teilweise einen von zwei Begrenzungsstiften 470 und 480 umgeben, welche an einem hier nicht gezeigten Rahmen fest angebracht sind. Die Begrenzungsstifte 470 und 480 begrenzen die Drehbewegung der Sperrplatten um die Drehstifte 490.

Wenn die Freigabestange 106 oder die Sperrstange 420 dies nicht verhindert, ist die erste Sperrplatte 430 und die dritte Sperrplatte 450 von hier nicht gezeigten Federn oder dergleichen so vorgespannt, daß sie sich im Uhrzeigersinn in Fig. 2 gesehen so weit drehen, wie es die Begrenzungsstifte 470 und 480 erlauben. Unter ähnlicher Vorspannung steht die zweite Sperrplatte 440 und die vierte Sperrplatte 460, die sich in einer dem Uhrzeigersinn entgegengesetzten Richtung so weit drehen, bis die entsprechenden Ausnehmungen die Begrenzungsstifte 470 und 480 berühren, wenn diese Bewegung nicht durch die Freigabestange 106 oder die Sperrstange 420 verhindert wird.

Das Ausführungsbeispiel hat drei Ausgangsstellungen A, B und C entsprechend den verschiedenen Stellungen der Freigabestange 106 längs des Bogens 500. In diesem Ausführungsbeispiel bildet eine Linie zwischen dem Punkt B auf dem Bogen und einem Punkt O, der die axiale Mitte der Eingabewelle 101 bezeichnet, eine Mittellinie, zu der die Vorrichtung symmetrisch gestaltet ist. Die Antriebsplatte 102 und die angetriebene Platte 202 sowie die Stützplatten 410 haben dabei alle Gestalten, die zu der Linie OB symmetrisch sind, und die Antriebsstifte 103 und 104, die Haltestifte 203 und 204, die Begrenzungsstifte 470 und 480 und die Drehstifte 490 sind alle symmetrisch zu dieser Linie OB angeordnet.

Wenn, wie Fig. 2 zeigt, die Eingabewelle 101 gedreht

wird, so daß sich die Freigabestange 106 am Punkt B befindet, liegt das äußere Ende 431 der ersten Sperrplatte 430 und das äußere Ende 461 der vierten Sperrplatte 460 zu beiden Seiten der Freigabestange 106 und das äußere Ende 441 der zweiten Sperrplatte 440 und das äußere Ende 451 der dritten Sperrplatte 450 liegt jeweils auf dem Bogen 500. Das innere Ende 432 der ersten Sperrplatte 430 liegt ebenso wie das innere Ende 462 der vierten Sperrplatte 460 auf dem Bogen 600, während das innere Ende 442 der zweiten Sperrplatte 440 und das innere Ende 452 der dritten Sperrplatte 450 an entgegengesetzten Seiten der Sperrstange 420 anliegt. Eine Seite der Ausnehmung 443 im zweiten Sperrglied wird gegen den ersten Begrenzungsstift 470 gedrückt, während eine Seite der Ausnehmung 453 in der dritten Sperrplatte 450 gegen den zweiten Begrenzungsstift 480 gedrückt wird. Dadurch wird die zweite Sperrplatte 440 an einer Drehbewegung entgegen dem Uhrzeigersinn in Fig. 2 gehindert, und die vierte Sperrplatte 460 kann sich nicht im Uhrzeigersinn drehen, und die Sperrstange 42 0 ist an einer Bewegung in der einen oder anderen Richtung gehindert.

Die Arbeitsweise des hier gezeigten Ausführungsbeispiels soll für den Fall näher erläutert werden, daß die Eingabewelle 101 von Hand oder anderweitig vom Punkt B zum Punkt C in der Zeichnung gedreht wird. Zunächst wird die Schraubenfeder 301 durch die Haltestifte 203 und 204 zu beiden Seiten der Schraubenfeder in ihrer Lage gehalten. Wenn aber die Eingabewelle 101 im Uhrzeigersinn in Fig. 1 gedreht wird, gelangt der zweite Antriebsstift 104 in Berührung mit dem oberen Ende 303 der Schraubenfeder 301 und schiebt sie im Uhrzeigersinn, wodurch die Schraubenfeder 301 Kraft speichert. Diese Speicherung von Kraft in der Schraubenfeder 301 bewirkt, daß das untere Ende 302 der Schraubenfeder 301 auf den ersten Haltestift 203 eine Kraft ausübt. Diese Kraft wird über die angetriebene Platte 202 auf die Abgabewelle 201 übertragen, die dadurch ein Drehmoment im Uhrzeigersinn erhält. Da die

Stützplatten 410 mit der Abgabewelle 201' fest verbunden sind und die Sperrstange 420 durch die inneren Enden 442 und 452 der zweiten Sperrplatte 440 und der dritten Sperrplatte 450 an einer Bewegung gehindert ist, kann sich die Abgabewelle 201 nicht drehen. Folglich dreht sich die Antriebsplatte 102 unabhängig von der angetriebenen Platte 202 weiter, und die in der Schraubenfeder 301 gespeicherte Energiemenge und das auf die Abgabewelle 201 ausgeübte Drehmoment nimmt zu, während die Eingabewelle 101 gedreht wird.

Wenn die Freigabestange 106 den Punkt C längs des Bogens 500 erreicht, tritt sie mit dem äußeren Ende 441 der zweiten Sperrplatte 440 in Berührung und drückt das Ende in Fig. 1 nach unten, so daß die zweite Sperrplatte 440 zu einer Umdrehung im Uhrzeigersinn um den Drehstift 490 veranlaßt wird. Bei diesem Drehen wird das innere Ende 442 der zweiten Sperrplatte 440 in der Zeichnung nach oben geschwenkt, was zur Freigabe der Sperrstange 420 führt. Dadurch wird die auf den angetriebenen Teil 200 ausgeübte, zurückhaltende Kraft aufgehoben, und die Stützplatten 410, die angetriebene Platte 202 und die Abgabewelle 201 wird jeweils durch das von der Schraubenfeder 301 auf die Abgabewelle 201 ausgeübte Drehmoment im Uhrzeigersinn um den Punkt O gedreht. Beim Drehen des angetriebenen Teils 200 wird die Sperrstange 420 längs des Bogens 600 bewegt, und wenn sie das innere Ende 432 der ersten Sperrplatte 430 erreicht, schiebt sie dieses Ende 432 nach oben und bewegt sich nach rechts vom inneren Ende 432, wo sie am inneren Ende 432 zur Anlage kommt und daran gehindert wird, sich entgegen dem Uhrzeigersinn zurückzubewegen. In diesem Zustand ergibt sich eine symmetrische Anordnung der Antriebsplatte 102, der angetriebenen Platte 202 und der Stützplatten 410 zu einer die Punkte C und 0 verbindenden Linie. Außerdem ist die Schraubenfeder 301 zu dieser Linie symmetrisch angeordnet, wobei ihr unteres Ende 302 mit dem ersten Haltestift 203 und ihr oberes Ende 303 mit dem zweiten Haltestift

-11-204 in Berührung steht.

Ist eine Rückwärtsbewegung vom Punkt C zum Punkt A erwünscht, so erfolgen die vorstehend beschriebenen Vorgänge in umgekehrter Reihenfolge. Während die Antriebsplatte 102 durch das Drehen der Eingabewelle 101 entgegen dem Uhrzeigersinn gedreht wird, tritt der erste Antriebsstift 103 mit dem unteren Ende 302 der Schraubenfeder 301 in Berührung und dreht diese entgegen dem Uhrzeigersinn, wodurch die Schraubenfeder 301 Kraft speichert. Das obere Ende 303 der Schraubenfeder 301 übt folglich auf die Abgabewelle 201 über den zweiten Haltestift 204 und die angetriebene Platte 202 ein Drehmoment aus. Allerdings ist die Abgabewelle 201 an einer Drehung entgegen dem Uhrzeigersinn gehindert, weil das innere Ende 432 der ersten Sperrplatte 430 die Bewegung der Sperrstange 420 längs des Bogens 600 blockiert. Wenn aber die Freigabestange 106 den Punkt B erreicht, drückt sie das äußere Ende 431 der ersten Sperrplatte 430 nach unten, was eine Umdrehung der ersten Sperrplatte 43 0 entgegen dem Uhrzeigersinn um den Drehstift 420 verursacht und den Eingriff zwischen der Sperrstange 420 und dem inneren Ende 432 der ersten Sperrplatte 430 aufhebt. Die in der Schraubenfeder 301 gespeicherte Kraft wird freigegeben und der angetriebene Teil 200 rasch entgegen dem Uhrzeigersinn gedreht, bis die Teile den in Fig. 2 gezeigten Zustand wieder erreicht haben, bei dem alle Elemente symmetrisch zu der Linie OB angeordnet sind. Bei einer Bewegung vom Punkt B zum Punkt A und vom Punkt A zurück zum Punkt B erfolgen die vorstehend beschriebenen Bewegungen umgekehrt.

Während das vorstehende Ausführungsbeispiel eine Dreistellungs-Betätigungsvorrichtung betrifft, kann durch Erhöhen der Anzahl Sperrplatten die Anzahl Positionen erhöht werden, in die die Abgabewelle 201 gedreht werden kann, so daß die Erfindung auch für eine größere Anzahl von Stellungen anpaßbar ist. Wenn z.B. eine fünfte und

eine sechste Sperrplatte entsprechend der ersten Sperrplatte 430 und der zweiten Sperrplatte 440 auf einem Drehstift rechts von der Linie OC angebracht wird, so daß die erste und zweite Sperrplatte ebenso wie die fünfte und sechste Sperrplatte symmetrisch zur Linie OC angeordnet ist, kann die Abgabewelle in eine vierte Stellung rechts vom Punkt C gedreht werden.

Die Sperrstange und die Freigabestange sind als längs kreisförmiger Bahnen bewegbar dargestellt. Aber die gleichen Wirkungen lassen sich auch erzielen, wenn der Antriebsteil ebenso wie der angetriebene Teil längs gerader Bahnen bewegt wird. Zum Speichern von Kraft ist hier eine Schraubenfeder gezeigt, die durch Drehen Kraft speichert.

Aber wenn ein Teil der Vorrichtung abgeändert wird, kann eine Konstruktion verwendet werden, die durch lineare Bewegung Kraft speichert. Die Kraftspeichereinrichtung braucht also keine Schraubenfeder zu sein sondern kann jede beliebige Art von elastischem Glied sein, welches durch eine Veränderung seiner Gestalt elastisch Energie speichert. Bei dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel sind alle Teilasymmetrisch zu einer die Punkte O und B in Fig. 2 verbindenden Linie angeordnet. Durch entsprechende Änderung der Gestalt der Sperrplatten und ihrer Anordnung gegenüber dieser Linie kann aber auch eine Betätigungsvorrichtung geschaffen werden, bei der die Betätigungspositionen entsprechend den Punkten A und C zu der genannten Linie symmetrisch angeordnet sind.

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Claims (5)

Patentansprüche Betätigungsvorrichtung für einen Schalter

1. Betätigungsvorrichtung für einen Schalter oder dergleichen,

gekennzeichnet durch

- eine drehbar angebrachte Eingabewelle (101);

- eine drehbar angebrachte Abgabewelle (201), die so an- \ gebracht ist, daß sie unabhängig von der Eingabewelle drehbar ist;

- eine Kraftspeichereinrichtung, die beim Drehen der Eingabewelle Energie speichert, die zum Drehen der Abgabewelle (201) nutzbar ist, und

- eine Sperreinrichtung (400), die das Drehen der Abgabewelle verhindert, bis die Umdrehung der Eingabewelle

(101) einen vorherbestimmten Winkel erreicht hat und dann die in der Kraftspeichereinrichtung gespeicherte Energie zur Umdrehung der Abgabewelle freisetzt.

2. Betätigungsvorrichtung nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet, daß die Kraftspeichereinrichtung ein elastisches Glied ist, dessen Gestalt durch das Drehen der Eingabewelle (101) elastisch veränderbar ist.

3. Betätigungsvorrichtung nach Anspruch 2,

dadurch gekennzeichnet, daß die Kraftspeichereinrichtung eine Schraubenfeder (301) ist, die so an- '

geordnet ist, daß sie durch das Drehen der Eingabewelle (101) aufwindbar und durch das Drehen der Abgabewelle (201) abwindbar ist, und die beim Drehen der Eingabewelle ein Drehmoment auf die Abgabewelle ausübt.

4. Betätigungsvorrichtung nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet, daß auf der Eingabewelle (101) eine Antriebsplatte (102) drehfest angebracht ist, daß eine angetriebene Platte (202) in einer Ebene parallel zur Ebene der Antriebsplatte angeordnet und auf der Abgabewelle (201) drehfest angebracht ist, daß an der Antriebsplatte zwei Antriebsstifte (103, 104) so angebracht sind, daß sie sich zu der angetriebenen Platte erstrecken, daß auf der angetriebenen Platte zwei Haltestifte (203, 204) so angebracht sind, daß sie sich zu der Antriebsplatte erstrecken, und daß an der Antriebsplatte eine Freigabestange (106) so angebracht ist, daß sie sich zu der angetriebenen Platte erstreckt und beim Drehen der Eingabewelle längs eines um die Achse der Eingabewelle zentrierten Bogens (500) bewegbar ist, wobei die Schraubenfeder (301) zwischen der Antriebsplatte und der angetriebenen Platte so angeordnet ist, daß beim Drehen der Eingabewelle einer der Antriebsstifte mit einem Ende der Schraubenfeder in Berührung bringbar ist und das andere Ende der Schraubenfeder gegen einen der Haltestifte drückbar ist, wobei über die angetriebene Platte ein Drehmoment auf die Abgabewelle ausübbar ist.

5. Betätigungsvorrichtung nach Anspruch 4,

dadurch gekennzeichnet, daß die Verriegelungseinrichtung (400) eine Sperrstange (420) aufweist, die sich parallel zur Abgabewelle (201) erstreckt und mit der Abgabewelle so fest verbunden ist, daß sie beim Drehen der Abgabewelle längs eines um die Achse der Abgabewelle zentrierten Bogens (600) drehbar ist, sowie mindestens zwei Paare Sperrplatten (430, 440, 450, 460), die alle drehbar so gelagert sind, daß sie sich in einer Ebene parallel zur Ebene der Antriebsplatte drehen und

alle ein inneres Ende haben, welches in der Nähe des Bogens (600) der Bewegungsbahn der Sperrstange (420) liegt, sowie ein äußeres Ende, welches in der Nähe des Bogens (500) liegt, längs dessen die Freigabestange (106) bewegbar ist, und eine Einrichtung, die das Ausmaß der Schwenkbewegung der Sperrplatten begrenzt, wobei die Sperrplatten so angeordnet sind, daß beim Andrücken der Freigabestange an das äußere Ende einer der Sperrplatten das innere Ende dieser Sperrplatte aus dem Bogen (600) der Bewegungsbahn der Sperrstange (420) herausschwenkbar ist.