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Bei Drehrichtungsumkehr einer Welle zu betätigende Schalteinrichtung
1>ie Erfindung bezieht sich auf eine bei Drehrichtungsumkehr einer Welle zu betätigende
Schalteinrichtung, die beispielsweise als Polumschalter bei f-iclitmascliiiieii
in Fahrzeugen mit wechselnder Fahrtrichtung verwendbar ist. Der Erfindungsgegenstand
zeichnet sich vor den bekannten Einrichtungen dieser Art dadurch aus, daß eine zur
Betätigung des Schaltgliedes dienende und mit der Antriebswelle umlaufende Klinke
nur kurzzeitig, und zwar nur zu Beginn eines Prehrichtungsweclisels mit dem Schaltglied
in Eingriff kommen kann.
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Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, claß eine mit der Welle
verbundene und ein Schaltwerk betätigende Schaltklinke an einem an der Welle angebrachten
Träger schwenkbar und entgegen einer Federkraft radial verschiebbar angebracht ist
und infolge dieser Nibringungsart, sofern die Welle eine Anlaufbewegung in der Schalt-
j richtung ausführt, dem Schaltglied eine Umschaltbewegung zu erteilen vermag. Nach
deren Beendigung kann die Klinke radial ausweichend in eine solche Bereitschaftsstellung
gelangen, daß sie erst nach einer Drehrichtungsumkehr der Antriebswelle im entgegengesetzten
Schaltsinn erneut auf das Schaltglied einzuwirken vermag. Da bei der Anordnung gemäß
der Erfindung keine dauernd im Eingriff stehenden und daher der Abnutzung unterworfenen
Teile vorhanden sind und da diese Schalteinrichtung nur aus wenigen leicht herzustellenden
Teilen besteht, die trotz geringen Platzbedarfes doch ausreichend stark bemessen
werden können, ist eine lange Lebensdauer der Schalteinrichtung gewährleistet.
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M'eitere Erfindungsmerkmale ergeben sich aus der folgenden Beschreibung,
die sich auf die in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele bezieht. In
der Zeichnung zeigt
Abb. i einen Längsschnitt durch das erste Ausfiihrungsl)eispiel,
Abb. 2 einen Ouerschnitt nach Linie II-II der Abb. i und Abb. 3 einen durch ein
Schaltschema ergänzten nuerschnitt nach Linie 111-III der Abb. i ; Abb. 4 zeigt
die in Abb. 2 dargestellte Einrichtung in Ausführung eines Umschaltvorganges; :'11>h.5
und6 zeigen zwei Stirnansichten einerweiteren Ausführungsform in zwei Arbeitsstellungen;
Abb. 7 ist ein Schnitt nach Linie VII-V11 in Abb. 6.
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Beim ersten Ausführungsbeispiel ist an einer Welle 5 einer nicht gezeichneten
Lichtmaschine ein scheibenförmiger Träger 6 angebracht, der einen Rand 7 besitzt.
An diesem Rande ist radial verschiebbar ein stößelartiger Halter 8 angeordnet, an
dem eine Schaltklinke 9 schwenkbar gelagert ist. In dem vom Rand? umgrenzten Raum
ist auf einem die Welle 5 umgebenden Stutzen 12 eine mit Erhebungen ii versehene
Schaltwalze io schwenkbar gelagert. Der Freiheitsgrad der Schwenkbewegung wird begrenzt
durch zwei Anschläge i3 und i4, die ebenso wie auch der rohrförmige Stutzen 12 auf
einer beispielsweise an einem Träger eines Wellenlagers festzulegenden Grundplatte
15 angebracht sind. Ein aus Isolierstoff bestehendes Ringsegment 16, an dem zwei
Kontaktsegmente 17 und 18 angebracht sind, ist mit der Schaltwalze io verbunden.
Den Kontaktsegmenten, von denen das eine über die `Ven(lepolwicklung P (Abb. 3)
mit dem Pluspol, (las andere finit dem Minuspol der Lichtmaschine L verbunden ist,
sind zwei isoliert an der Grundplatte 15 befestigte Kontaktfedern 2o und 21 zugeordnet,
an die die mit den Zeichen + und - bezeichneten Verbraucherleitungen angeschlossen
sind. Selbstverständlich können im Bedarfsfalle auch die als biegsame Leitungen
angedeuteten Verbindungen zur Lichtmaschine L bzw. zur Wendepolwicklung P durch
Kontaktfedern Hergestellt werden. Der stöß; lartige Halter 6 der Schaltklinke 9
ist mit einer ain Rande 7 befestigten Blattfeder i9 belastet. Eine nach einwärts
gerichtete Erhebung 22 des Randes 7 dient zum Ausgleich der Massen der Teile 8,
9 und i9.
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Die Wirkungsweise des dargestellten Ausführungsbeispiels ist folgende:
Wenn sich bei linkssinnigem Anlauf der Welle 5 die Klinke g dem Scheitelpunkt ihrer
Kreisbahn nähert, kommt sie unter dem Einfluß ihres Eigengewichtes mit einer der
Erhebungen i i der Schaltwalze io in Eingriff. Im Verlauf der hierdurch bewirkten
Schwenkbewegung dieser Walze kommt die ursprünglich (Abb. 2) mit dem Kontaktsegment
17 leitend verbundene Kontaktfeder 20 mit dem Segment 18 (A11. 4) in Verbindung,
während die vorher (Abb. 2) mit diesem Segment verbundene Kontaktfeder 21 nunmehr
am Segment 17 anliegt (Abb. 4). Wenn diese Schaltbewegung durch den Anschlag 13
beendet wird, gelangt die Schaltklinke, wie aus Abb. 4 hervorgeht, zunächst in eine
radiale Richtung, wobei der stößelartige Halter 8 entgegen der Wirkung der Feder
i9 radial verschoben wird, und wird schließlich in die strichpunktiert eingezeichnete
Lage verschwenkt, in der so lange kein eine Schaltbewegung auslösender Eingriff
zu Stande kommen kann, als kein Drehrichtungswechsel erfolgt. Vielmehr wird infolge
der beim Anwachsen der Drehgeschwindigkeit zunehmenden Fliehkraft die Klinke 9 in
Richtung des Pfeiles a so weit ausgeschwenkt, (laß nach einer kurzen Anlaufzeit
überhaupt keine ein Geräusch verursachende Berührung mehr zwischen der Klinke und
der Schaltwalze io eintreten kann.
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Erst wenn nach einem Stillstand die Welle in der entgegengesetzten
Richtung atil'iuft, kann die Schaltklinke wieder mit der `Falze io in Eingriff kommen
und diese Walze finit den aii ihr angebrachten Kontaktsegmenten 17 und 18 wieder
in die in Abb. 2 dargestellte Lage bewegen. `Penn das Isolierstoffsegment 16 den
Anschlag 1 4 erreicht hat, wird die Schaltklinke 9 in der vorstehend beschriebenen
Weise wieder in die in Abb. 2 (largestellte Bereitscliaftsstelluiig ausgeschwenkt.
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Sofern die Einrichtung nur in d:r in der Zeichnung dargestellten Lage
verwendet werden würde, könnte auch an Stelle der über den gesamten Kreisumfang
sich erstreckenden Walze io ein mit nur einigen Erhebungen i i versehenes Schaltsegment
dienen. Die Schaltwalze bietet jedoch die Möglichkeit, eine mit einer derartigen
1?inrichtung ausgestattete Lichtmaschine in jeder beliebigen Winkellage gegenüber
der annähernd waagerecht anzuordnenden ?Mittelachse zu befestigen. Der Abstand je
zweier benachbarter Erliehungen i i muß so groß bemessen werden, (laß die unter
der Einwirkung der Feder i9 stehende Klinke 9 beim Schwenkvorgang das Schaltglied
io nicht wieder in Richtung auf die vorher verlassene :\usgangslage zurückbewegen
kann.
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Das zweite Ausführungsbeispiel nach Abb.5 bis 7 unterscheidet sich
von dem vorher beschriebenen dadurch, daß die Klinke 9 entgegen der Kraft einer
Schraubenfeder 29 längs verschiebbar in einem hülsenartig gestalteten Halter 28
angeordnet ist, der um einen Zapfen 30 leicht schwenkbar an der mit der Welle 5
verbun(leneii '-\Iitnehmerscheibe6 angebracht ist. Ein in der Scheibe 6 angebrachter
ringsegmentförmiger Schlitz 26, in den ein in der Hülsenwand eingesetzter Zapfen
27 hineinragt, begrenzt die Schwenkbe«-egung dieser Hiilse. Das gleiche könnte im
Bedarfsfalle durch zwei beiderseits der Hülse 28 an der Scheibe 6 angebrachte Anschläge
bewirkt werden. Die mit einem zylindrischen Ansatz in den Iliilseuliolilrauin hineinragende
Klinke g ist gegen Verdrehen gesichert durch einen Zapfen 31, (ler in einen in der
Hülsenwand angebrachten Liiiigsschlitz 32 hineinragt. Ein mit einem Anschlag 34
versebener Bolzen 33, der an der Klinke 9 angebracht ist und den Boden der Hülse
28 durchdringt, begünstigt die sichere Führung der Klinke o und begrenzt deren Längsverschiebbarkeit
auf (las erforderliche Maß. Das scheibenförmig gestaltete und ain Rande niit zwei
Erhebungen ii versehene Schaltglied io ist mittels eines Schwenkzapfens 35 in cinem
als Ummantelung der Schalteinrichtung ausgebildeten Tragteil 36 gelagert.
An
diesem Tragteil ist auch ein Zapfen 37 angebracht, der in einen bogenförmigen Randausschnitt
des Schaltgliedes io hineinragt. Jeweils eine der,beiden Flanken 38 oder 39 dieses
Ausschnittes kommt nach Beendigung einer Schaltbewegung an dem fest angeordneten
Zapfen 37 zur Anlage und löst dadurch die Schwenkbewegung der Klinke 9 aus. Die
von der dargestellten Einrichtung zu betätigenden Schaltmittel, Kontakte o. dgl.
können entweder innerhalb oder auch außerhalb der Uminantelui1g 36 angeordnet sein.
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Die Wirkungsweise dieses zweiten Ausführungsbeispiels ist sinngemäß
die gleiche wie die der ersten Ausführungform. In Abb. 5 ist das Schaltglied io
in der Stellung gezeichnet, die es bei einer vorangegangenen linkssinnigen Anlaufbewegung
erreicht hatte: Die Flanke des Ausschnittes am unteren Scheibenrand liegt am Zapfen
37 an. Bei rechtssinnigem Anlauf der Welle 5 fällt die Klinke infolge der pendelnden
Anbringung der 13iilse 28 auf den Scheitelteil des Schaltscheihenrandes und erfaßt
eine der dort befindlichen Erhebungen t i. Die Schaltscheibe io muß daher der weiteren
Anlaufbewegung so lange folgen, bis die Flanke 39 den Zapfen 37 erreicht hat (Abb.
6) ; dabei betätigt sie die Schalteinrichtung, z. B. eine nicht gezeichnete Kontakteinrichtung.
Nunmehr wird die Klinke entgegen der Kraft der Feder 29 so weit in die Hülse 28
hineingeschoben, daß diese Hülse im Verlaufe einer weiteren geringen Teildrehung
der Scheibe 6 eine Schwenkbewegung um den Zapfen 3o ausführen kann. Sie gelangt
dabei zunächst in die in Abb. 6 strichpunktiert dargestellte Lage 9a; damit befindet
sie sich in einer solchen Stellung gegenüber der Schaltscheibe to, claß eine weitere
Schaltbewegung erst nach einer Drehrichtungsänderung erfolgen kann.
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Bei zunehmender lkschleunigung in der bezeichneten Drehrichtung wird
die Klinke 9 durch die Fliehkraft vollständig aus dem Bereich des Schaltgliedes
io entfernt. Sie gelangt dabei in die Stellung 9b. Bei Drehrichtungsumkehr wird
das Schaltglied io wieder in die in Abb. 5 dargestellte Lage zurückbewegt und die
Klinke 9 wieder zurückgeschwenkt.
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Der in Gestalt einer Scheibe 6 dargestellte Mittiehmer kann selbstverständlich
auch als vorzugsweise doppelarmiger Träger ausgebildet sein. Die beim Übergang in
die Lage 9a sich entspannende Feder 29 überträgt auf die Schaltscheibe io ein geringes
Reibungsmoment. Damit dieses Moment die Schalteinrichtung nicht zurückzustellen
vermag, können Rasten an sich bekannter Art an dieser Schalteinrichtung angebracht
werden. Zweckmäßigerweise können die in Verbindung mit dem ersten Ausfiihruiigsbeispiel
dargestellten Kontakte als Rastglieder ausgestaltet werden.
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Selbstverständlich kann das Schaltglied io im Bedarfsfalle auch wie
beim ersten Ausführungsbeispiel auf einer die Welle 5 umgebenden Hülse 12 (vgl.
Abb. 1 bis 4) schwenkbar gelagert sein. -Um auch bei sehr schnellen Anlaufbewegungen
ein sicheres Umschalten zu gewährleisten, kann es sich empfehlen, bei den beiden
dargestellten Ausführungsforinen an Stelle des Gegengewichtes 22 eine zweite Schaltklinke
anzuordnen.