DE2456839A1 - Schaltorgan mit kugelgelenk - Google Patents

Schaltorgan mit kugelgelenk

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DE2456839A1 DE19742456839 DE2456839A DE2456839A1 DE 2456839 A1 DE2456839 A1 DE 2456839A1 DE 19742456839 DE19742456839 DE 19742456839 DE 2456839 A DE2456839 A DE 2456839A DE 2456839 A1 DE2456839 A1 DE 2456839A1
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Description

München, den 2· B2. T 2055 - Erb
LA TELEMEGANIQUE ELECTRIQTJE
33 bis et 33 ter, avenue MarSchal Joffre 92000 Nanterre, Frankreich
Schaltorgan mit Kugelgelenk
Die Erfindung betrifft ein Schaltorgan, bei dem die Bewegungen des Betätigungsorgans entsprechende Bewegungen von zwei unabhängigen Schwenkelementen bewirken, deren Achsen konvergieren und zueinander senkrecht sind, so daß sie ein Kugelgelenk bilden, und bei dem jedes Schwenkelement ein Organ besitzt, das in seine Ruhestellung durch die Schubwirkung eines von zwei Hebeln gebracht wird, deren jeder um dieselbe Achse wie das Schwenkelement schwenkbar ist und von einer leder, deren eines Ende mit diesem Hebel verbunden ist, beaufschlagt wird, wobei die Ruhestellung des Betätigungsorgans durch eine Stellung bestimmt ist, in der die Hebel auf einem mit dem Rahmen fest verbundenen Anschlag aufliegen.
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Derartige Schaltorgane werden zur Betätigung von Unterbrechern benutzt, mit denen beispielsweise Hebevorrichtungen gesteuert werden.
Derartige Schaltorgane werden in der FR-PS 1.153.152 beschrieben. Bei dieser bekannten Vorrichtung, bei der zur Bewegung des Betätigungsorgans keine große Kraft zu überwinden ist, ist die Reaktion der Rückholfeder zu der Amplitude der Bewegung dieses Organs proportional, was angesichts des geringen Werts dieser Bewegung annehmbar ist.
Die Kräfte, die jedoch aufzuwenden wären, wenn ein solches Schaltorgan einer Gruppe von mechanisch betätigten Unterbrechern zugeordnet wäre, würden so groß werden, daß die proportionale Reaktion der Feder eines derartigen Rückholsystems eine zu starke Belastung der Bedienungsperson verursachen würde.
Durch den Verschleiß, den die Einwirkung von wiederholten Stößen auf die Anschläge, die die Ruhestellung bestimmen, zur Folge hat, wird ferner ein Spiel verursacht, durch das die Bestimmung dieser Stellung unsicher wird.
Da diese Schaltorgane in manchen Anwendungsbereichen sehr häufig betätigt werden und da die Bestimmung der Ruhestellung absolut sicher sein muß, wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, die oben beschriebene Vorrichtung durch Maßnahmen zu verbessern, durch die die Betätigungskräfte so konstant wie möglich werden und die trotz Verschleiß der beweglichen Teile eine stabile und sichere Ruhestellung gewährleisten.
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Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß jeder Hebel zu beiden Seiten des Mittelpunktes des Kugelgelenks angeordnet ist, daß die Rückholfeder einerseits an dem dem Anschlag benachbarten Ende des Hebels und andererseits an einem solchen Punkt des Rahmens eingehängt ist, daß der Winkel zwischen der Achse der Feder und der allgemeinen Richtung des Hebels etwa 4-5 beträgt, und daß der Anschlag von einer zentralen Vertiefung gebildet wird, die auf einer gekrümmten Laufbahn vorgesehen ist, auf welcher eine Element des Hebels elastisch aufliegt. Eine zusätzliche Maßnahme, durch die eine Raumeinsparung erreicht wird und die eine große Länge der Feder ermöglicht, besteht darin, daß der Punkt des Rahmens, an dem das -feststehende Ende der Feder eingehängt ist, der Ebene benachbart ist, die durch die Drehachsen der beiden Schwenkelemente läuft, und daß die Achse ,der Feder in Nähe der den Anschlag bildenden Vertiefung verläuft.
Bei einer anderen Ausführungsform, bei der eines der Schwenkelemente außerhalb der zentralen Stellung Einraststellungen erhalten soll, erreicht man gute Ergebnisse dadurch, daß die Rückholfeder leicht abnehmbar außerhalb des Rahmens angeordnet ist, daß der Hebel und das Schwenkelement, dem er zugeordnet ist, durch ein einfaches, lösbares Element miteinander fest verbindbar sind und daß die Laufbahnen aus leicht ausbaubaren, im Inneren des Rahmens angeordneten Organen bestehen.
Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung, wobei auf die beiliegende Zeichnung Bezug genommen wird. Es zeigen:
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Fig· 1 eine Seitenansicht einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung, wobei Teile in einer durch die Achse eines der Schwenkelemente gelegten Ebene geschnitten sind,
Fig. 2 eine Draufsicht auf diese Vorrichtung,
Fig. 3 eine Seitenansicht dieser Vorrichtung, wobei die Rückholfeder im Schnitt gezeigt ist, und
Fig. 4 eine schematische Darstellung der wichtigsten Rückholelemente.
Das in der Zeichnung dargestellte Schaltorgan besteht hauptsächlich aus einem Körper 1 mit einer Oberfläche zur Befestigung der Organe und mit vier Wandabschnitten 3, 4, 5, 6, die zu der Fläche 2 senkrecht sind (vgl. Fig.1 und 2.).
Ein Betätigungsorgan 7 besteht aus einem Körper, der am unteren Ende einer zylindrischen Stange 8 zwei Lager 9 und 10 mit der Achse ZZ1 besitzt, die eine Schwenkbewegung des Betätigungsorgans um Zapfen 11 und 12 gestatten, die an einem Schwenkelement 13 befestigt sind. Dieses Schwenkelement ist um eine zu der Achse ZZ1 senkrechte Achse XX1 des Körpers 1 mit Hilfe von Lagerzapfen 24 und 25 (Fig.2) verschwenkbar.
Ein zweites Schwenkelement 14 (Fig.1) ist um eine zur Achse XX1 senkrechte Achse YY1 mit Hilfe von zwei zylindrischen Lagerzapfen 15 und 16 verschwenkbar, die sich in Lagern 17» 18 des Körpers 1 drehen. Die Achse ZZ1 fällt mit der Achse YT1 zusammen, wenn das Organ 7 die
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vertikale Ruhestellung einnimmt.
Die Achsen XX1 und YY' schneiden sich in einem Punkt O, der den Mittelpunkt eines Kugelgelenks darstellt, das in gewissen Grenzen jede Winkelbewegung des Betätigungsorgans zuläßt.
Das zweite Schwenkelement 14 besitzt einen Bügel 19., in dem eine Nut 20 vorgesehen ist, deren Ebene durch die Achse YY1 verläuft und die zur Aufnahme einer Rolle 21 dient, die axial mit dem unteren Ende des Betätigungsorgans fest verbunden ist.
Alle Stellungen des Betätigungsorgans haben bestimmte Stellungen der Schwenkelemente 13 und 14 zur Folge. Mindestens einer der zylindrischen Lagerzapfen 15,16, 24,25 besitzt eine äußere zylindrische Verlängerung, beispielsweise eine Verlängerung 23 (Fig.1 und 2), die zur Aufnahme einer Nockengruppe 26 (inFig.1 in unterbrochenen Linien dargestellt) dient. Diese Nocken dienen zur Betätigung von Kontaktgruppen 36, die auf dem Körper befestigt sind. .
Diese Nockengruppe, die sich um die Achse der Verlängerung 23 drehen kann, ist mit dem benachbarten Schwenkelement durch eine Schraube 27 fest verbunden, von der sie durchquert wird und die in einer Gewindebohrung 28 befestigt ist, die in einem Vorsprung 29 des Schwenkelements 14 vorgesehen ist (Fig.1,2 und 3).
In Fig. 2 ist in unterbrochenen Linien eine andere Nockengruppe 30 dargestellt, die dem beweglichen Schwenkelement 13 und der Verlängerung 60 des Lagerzapfens zugeordnet ist und mit einer direkt oder indirekt an der Wand 6 befestigten Kontaktgruppe (nicht dargestellt)
zusammenwirkt. c
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Diese verschiedenen Kontakte werden in Abhängigkeit von der Stellung der Schwenkelemente und damit bei bestimmten Stellungen des Betätigungsorgans 7 betätigt. Es wird häufig gewünscht, daß diese verschiedenen Stellungen sowie die zentrale Stellung des Betätigungsorgans für die Bedienungsperson fühlbar sind. Ferner muß die zentrale Stellung eindeutig bestimmt werden können. Die zentrale Stellung des Betätigungsorgans bildet die Ruhestellung und besondere Maßnahmen müssen seine Bückkehr in diese Stellung oder sein Bestreben, in diese zurückzukehren, gewährleisten. Diese Aufgabe erfüllen bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung bei jedem Schwenkelement zwei Hebel 31 und 32, die die Hückholung des Schwenkelements 14 bewirken. Eine ähnliche Einrichtung (nicht dargestellt) bewirkt die Rückholung des Schwenkelements
Wie Fig. 1 zeigt, sind die Hebel 31 und 32 auf den Zapfen 16 und 15 an einer Stelle zwischen dem Bügel und den Seitenwänden 3 und 4 verschwenkbar montiert. Durch diese Anordnung der Hebel im Inneren wird ein größerer Abstand zwischen den Lagern 17 und 18 erreicht, wodurch ein besserer Widerstand gegen die auf das Schwenkeleient 14· einwirkenden Kräfte erreicht wird. Außerdem können dadurch innerhalb der Wände Laufbahnen 33 und 34 vorgesehen werden, die ähnlich wie die in Fig. 1 sichtbare Laufbahn 35 ausgebildet sind. Auf diese Weise bleibt die Außenfläche der Wände für die Anbringung der Kontaktgruppen 36 frei.
Jedes der der Achse YY1 entgegengesetzten Enden der Hebel 31 und 32 ist mit einer Holle 37 bzw. 38 versehen, auf die eine Feder 39 einwirkt, durch die sie an die Laufbahn 33 bzw. 34 angedrückt wird.
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Venn die Laufbahn glatt ist und eine gewisse Krümmung besitzt, können sich die Reaktionen zwischen der Rolle und der Rampe als ein Rückholmoment, durch das der Hebel auf den zentralen Bereich der Laufbahn zu zurückgebracht wird, äußern.
Wenn die Lafbahn Zähne besitzt, wie es bei der Laufbahn 35 in FiS- 1. gezeigt ist, wird jedesmal eine Bremsung bewirkt, wenn die Rolle ihre Spitze passiert. Alle Laufbahnen besitzen an ihrer tiefsten Stelle eine Vertiefung 41, die so tief ist, daß die Rolle und damit der Hebel in der entsprechenden Stellung,die die Ruhestellung bestimmt, sicher eingerastet bleiben.
Fig. 3 zeigt das Rückholsystem, durch das der Hebel 31 in die zentrale Stellung zurückgeholt wird. An dem Hebel ist in Nähe der Laufbahn 33 ein Lappen 50 vorgesehen, der einen Zapfen aufweist, auf den das Ende 42 eines Kolbens 43. aufgesteckt ist. Dieser Kolben kann sich in einem Zylinder 44 bewegen, indem er eine zwischen ihm und dem Zylinder angeordnete Feder 45 komprimiert. Das der Laufbahn entgegengesetzte Ende des Zylinders ist an dem Körper 1 durch einen an diesem befestigten zylindrischen Zapfen 46 befestigt.
Bei dieser Ausführungsform beträgt der Winkel<K zwischen der allgemeinen Richtung des Hebels 31 und der Achse der Feder 45 etwa 45°. .
Wie die schematische Darstellung von Fig. 4 zeigt, kann dadurch die Feder 45 eine große Länge erhalten und kann das für die Winkelbewegung des Hebels 31 erforderliche Moment im wesentlichen konstant sein.
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Wenn nämlich die Rückholkraft F der Feder zunimmt, verringert sich der Abstand d der Achse YY1 von der Achse der Feder.
Bei der beschriebenen Ausführungsform befindet sich der Einhängungspunkt P der Feder in Nähe der durch die Achsen XX1 und YY' laufenden Ebene, wodurch der untere Teil der Wand 1 für die Befestigung der Kontaktgruppen frei bleibt.
Dagegen bringt diese Anordnung eine Begrenzung des möglichen Hubes des Hebels 31 mit sich, der sich nur in dem Winkelbereich verschwenken kann, der sich im linken Teil von Fig. 3 befindet.
Da das bewegliche Schwenkelement 14 mit dem Hebel 31 verbunden sein muß und da der Winkelhub dieses Hebels die Hälfte des Hubes, den das Schwenkelement 14 ausführen kann, beträgt, muß zwischen diesen beiden Elementen eine Ein-Richtungs-Kupplung vorgesehen werden. Diese Kupplung erhält man einfach durch einen Vorsprung 47, der an dem Schwenkelement 14 befestigt ist und an der der Feder 45 gegenüberliegenden Seite des Hebels zum Anschlag kommt. Dieser Vorsprung ist zu dem bereits beschriebenen Vorsprung 29 symmetrisch. Damit der Hebel wirksam in einer Stellung, in der die Rolle 37 in die Vertiefung 48 der Laufbahn eintritt, gehalten wird, kann die Feder 45 in dem Zylinder 44 vorkomprimiert werden, so daß sie eine bestimmte Kraft entwickelt, die bestrebt ist, die Rolle in Fig. 3 nach rechts zu bewegen.
Dem Hebel 32 ist seinerseits ein Rückholsystem zugeordnet, das wie das Rückholsystem für den Hebel 31 ausgebildet ist und das mit dem beweglichen Schwenkelement 14 durch einen Vorsprung 29 des Schwenkelements (Fig.1)
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in einer Sichtung gekoppelt ist. Das Rückholsystem ist jedoch bezüglich einer vertikalen Achse WW symmetrisch, die durch den Punkt 0 läuft, und arbeitet mit der Laufbahn 34 zusammen.
Schwenkelement Durch diese beiden Rückholsysteme wird das/in seiner
zentralen Ruhestellung gehalten.
Bei einer besonderen Ausführungsform (Fig.1) der Vorrichtung zur Führung der Rollen 37 und 38 wird die Bewegung der Führungsstange 56, die die Rolle hält, zur Erzeugung einer Dämpfung benutzt. Zu diesem Zweck besitzt die Stange 56 die form eines Zylinders, der in eine Bohrung 51 des Hebels 31 eingepaßt ist, so daß eine Drosselung durch die in der Bohrung enthaltene Luft bewirkt wird.
Dadurch werden schnelle, wiederholte Schwingungen des Betätigungsorgans vermieden, wenn man es zufällig vor seiner Rückkehr" in die Ruhestellung losläßt. Diese Maßnahme ist auf jeden Fall erforderlich, um zu vermeiden, daß der Hebel 31 an dem Zylinder MA- anstößt.
Wenn die Bewegung des Betätigungsorgans in einer gewissen Ebene die Einrastung in manchen Stellungen erfordert, besitzt die benutzte Laufbahn Zähne, wie sie in Pig. 1 bei der Laufbahn 35 dargestellt sind, während der Hebel mit dem Schwenkelement beispielsweise durch eine Schraube 53 (in Fig.3 in unterbrochenen Linien dargestellt) verbunden ist. Hierbei wird die Rückholung nur durch den Druck bewirkt, den die Feder 39 auf die Rolle 37 überträgt. Dabei kann der Zylinder 44 wegfallen, wenn gewünscht wird, daß sich der Hebel 31 in dem rechts
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von der Ruhestellung gelegenen Bereich verschwenken kann.
Obwohl die in Fig. 4 gezeigte Anordnung ein Rückholmoment erzeugen kann, das nicht wesentlich zunimmt, wenn der Hebel 31 nach links bewegt wird, kann auch eine Abnahme dieses Moments erreicht werden, um eine Ermüdung der Bedienungsperson zu vermeiden.
Dies kann auf einfache Weise dadurch erreicht werden, daß die Laufbahn 33 die in Fig. 4 mit der Kurve C dargestellte Krümmung erhält, deren Krümmungsradius R größer als der Abstand der Achse YY1 von dem Punkt ist, an dem sich die Vertiefung 48 befindet. Durch diese Maßnahme kann die Feder 39 ein Moment erzeugen, das sich von dem von der Feder 45 ausgeübten Moment abzieht.
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Claims (5)

2456833 P at entan Sprüche
1.jSchaltorgan, bei dem die Bewegungen des Betätigungs-"crgans entsprechende Bewegungen von zwei unabhängigen Schwenkelementen bewirken, deren Achsen konvergieren und zueinander senkrecht sind, so daß sie ein Kugelgelenk bilden, und bei dem jedes Schwenkelement in seine Ruhestellung durch die Schubwirkung eines von zwei Hebeln gebracht wird, deren jeder um dieselbe Achse wie das Schwenkelement schwenkbar ist und von einer Feder, deren eines Ende mit diesem Hebel verbunden ist, beaufschlagt wird, wobei die Ruhestellung des Betätigungsorgans durch eine Stellung bestimmt ist, in der die Hebel auf einem mit dem Rahmen fest verbundenen Anschlag aufliegen, dadurch ge kennzeichnet, daß jeder Hebel zu beiden Seiten des Mittelpunktes (O) des Kugelgelenks angeordnet ist, daß die Rückholfeder (45) einerseits an dem dem Anschlag benachbarten Ende des Hebels (31) und andererseits an einem solchen Punkt (P) des Rahmens eingehängt ist, daß der Winkel ( ex) zwischen der Achse der Feder (45) und der allgemeinen Richtung.des Hebels etwa 45° beträgt, und daß der Anschlag von einer zentralen Vertiefung (48) gebildet wird, die auf einer gekrümmten Laufbahn (33) vorgesehen ist, auf welcher eine Element (37) des Hebels elastisch aufliegt.
2. Schaltorgan nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß der Punkt (P) der Ebene benachbart ist, die durch die Drehachsen (XX1,TY1) der beiden Schwenkelemente (13,14) läuft, und daß die Achse (VV1) der Feder (45) in Nähe der Vertiefung (48) verläuft, wenn der Hebel (31) die Ruhestellung einnimmt.
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3. Schaltorgan nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Rückholfeder (45) im Inneren des Rahmens leicht zugänglich angeordnet ist, daß der Hebel (31) und das Schwenkelement (14), dem er zugeordnet ist, durch ein einfaches, lösbares Element (53) miteinander fest verbindbar sind und daß die Laufbahnen (33»34,35) aus leicht ausbaubaren, im Inneren des Rahmens angeordneten Organen bestehen.
4. Schaltorgan nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß der Krümmungsradius (R) der gekrümmten Laufbahn (33) größer als der Abstand der Drehachse (ΓΓ1) des Hebels (31) von dem Punkt ist, an dem sich die Vertiefung (48) befindet.
5. Schaltorgan nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Element (37) des Hebels (31) aus einer Rolle besteht, die mit einem Kolben (56) verbunden ist, der sich zur Bildung eines Bewegungsdämpfers in einer zylindrischen Bohrung (51) bewegt.
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