專利名稱：具有可繞第一旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)的第一傳遞元件的傳動單元尤其是操作頭的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種具有一個可繞一第一旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)的第一傳遞元件的傳 動單元，尤其是操作頭，其用于借助一個挺桿對至少一個開關(guān)單元進行操縱， 其中，所述第一傳遞元件可借助與一傳動軸至少處于有效連接的一個凸輪和 /或凹槽發(fā)生旋轉(zhuǎn)。此外，本發(fā)明還涉及一種具有這種傳動單元的鉸鏈開關(guān)。
背景技術(shù)：
傳動單元例如應(yīng)用于所謂的鉸鏈開關(guān)，鉸鏈開關(guān)是用于對可偏轉(zhuǎn)保護設(shè) 備(例如門或活蓋)進行監(jiān)測和安全保護的機電開關(guān)設(shè)備。舉例而言，鉸鏈 開關(guān)對安全門的監(jiān)測方式是，如果有人試圖在機器或設(shè)備工作時打開己采取 安全措施的門或護板，鉸鏈開關(guān)就會立即停止對機器或設(shè)備的供電。作為切 斷電源的替代方案，也可在一預(yù)定開關(guān)角被超過時發(fā)出報警信號。
一個鉸鏈開關(guān)通常包括一個操作系統(tǒng)、 一個開關(guān)系統(tǒng)和一個連接系統(tǒng)。 其中，所述操作系統(tǒng)用于吸收和傳遞旋轉(zhuǎn)運動或偏轉(zhuǎn)運動。在作用力的傳遞 過程中，這個運動被轉(zhuǎn)化為對所述開關(guān)系統(tǒng)的操縱。為此，往往需要將旋轉(zhuǎn) 運動轉(zhuǎn)化為直線操縱運動。這種操縱運動被用來對常閉觸點和/或常開觸點進 行操縱。所述連接系統(tǒng)用于實現(xiàn)導(dǎo)線連接，從而使得對電路的監(jiān)測成為可能。
為確保鉸鏈開關(guān)正常及持續(xù)穩(wěn)定地工作，現(xiàn)有技術(shù)中的已知鉸鏈開關(guān)所 需完成的匹配工作量相當大。由于對運動的吸收是以機械方式進行，鉸鏈與
4開關(guān)元件的操作元件之間的連接必須為形狀配合式連接，因而需要精確保持 很多元件之間的相對位置。這會增大制備成本和裝配耗費。
鉸鏈開關(guān)還具有人身安全防護的功能，通常使用的是符合IEC 60947-5-1
強制斷開要求的動斷觸點。就這一情況而言，強制斷開的實現(xiàn)需要通過形狀 配合式有效連接來進行操縱運動。在將鉸鏈開關(guān)用作安全開關(guān)的情況下，達 到預(yù)定的開關(guān)角時可以實現(xiàn)斷路或接通。常用的開關(guān)角為6。至8。。近來應(yīng)市 場的需求，出現(xiàn)了門開啟寬度越來越小的趨勢，這勢必導(dǎo)致所用開關(guān)角也越 來越小，例如開關(guān)角范圍縮小為2。至5。。其中，任何時候都須確保對運動的 吸收以機械方式進行，并且被監(jiān)測目標物與操作系統(tǒng)之間的連接為形狀配合 連接。
DE 195 08 153中公開過一種用于一鉸鏈的操縱裝置，所述操縱裝置具 有一個整合在鉸鏈中的傳遞元件，這個傳遞元件成形在鉸鏈被目標物驅(qū)動的 部分上，可以引起直線操縱運動。
事實證明，這種方案的缺點在于開口寬度受到限制，或者在張角較小的 情況下，不甚方便。此外還需使用一個裸露的操縱凸輪來將旋轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)化為 直線運動。鉸鏈軸或凸輪盤與操縱凸輪之間的這個支承點可能會受到機械損 傷和環(huán)境因素的影響，以及由于使用者操作不當而導(dǎo)致的損壞。
這種或其他類型的鉸鏈開關(guān)方案可能具有這樣的缺點，即操作系統(tǒng)由于 凸輪盤的原因在尺寸上設(shè)計過大，或者操作系統(tǒng)具有極大的操縱力，而由于 凸輪盤和開關(guān)元件滑塊之間存在摩擦，這種操縱力又會引起較大磨損。
此外事實還證明，這種鉸鏈開關(guān)不具有可對目標物起機械穩(wěn)定作用的支 承功能，因而還需設(shè)置其它的具有純機械功能的附加鉸鏈，從而花費較大。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種節(jié)省空間、安全和易用的傳動單元，借助這傳動單元可最大程度地避免上述缺點。
這個目的通過開篇所述類型的傳動單元達成，即所述第一傳遞元件的第一旋轉(zhuǎn)軸基本垂直于傳動軸布置。上述目的還通過一種具有一個這種傳動單元的鉸鏈開關(guān)而達成。
根據(jù)本發(fā)明，例如實施為操作頭的傳動單元具有一個可旋轉(zhuǎn)的第一傳遞元件，所述第一傳遞元件可繞一個第一旋轉(zhuǎn)軸進行旋轉(zhuǎn)。所述可旋轉(zhuǎn)的第一傳遞元件用于將一傳動軸的旋轉(zhuǎn)運動傳遞到一個挺桿上，其中，所述挺桿引起一個開關(guān)單元的一滑塊或一操縱器的直線運動。其中，所述傳動軸以形狀配合的方式與需要在標準使用條件下加以驅(qū)動的目標物(例如一個安全門)相連。所述目標物的運動引起該傳動軸的旋轉(zhuǎn)運動。從傳動軸到第一傳遞元件的力傳遞通過一個凸輪和一個凹槽而實現(xiàn)。其中，可在第一傳遞元件上設(shè)置一凸輪，在傳動軸上設(shè)置一凹槽，或者在傳動軸上設(shè)置一凸輪，在第一傳遞元件上設(shè)置一凹槽。此外，也可通過設(shè)置復(fù)數(shù)個凸輪和/或凹槽來對這些布置方式進行組合使用，其中，這些凸輪和/或凹槽均可用于從傳動軸到第一傳遞元件的力傳遞。通過這種力傳遞將傳動軸的旋轉(zhuǎn)運動傳遞到所述第一傳遞元件上。除布置所述凸輪和/或凹槽外，還可通過其他成形元件來實現(xiàn)從傳動軸到傳遞元件的有效連接。第一傳遞元件的一個第一旋轉(zhuǎn)軸基本垂直于所述傳動軸布置。其優(yōu)點在于，可將傳動單元或操作頭布置在該傳動軸的末端，從而使傳動單元或操作頭位于目標物和/或鉸鏈的運動范圍之外。此外，通過對第一傳遞元件進行相應(yīng)設(shè)計，還可減小結(jié)構(gòu)空間。其中，所述第一傳遞元件可有利地實施為杠桿，所述杠桿可以至少部分地由金屬或塑料構(gòu)成。
可有利地實現(xiàn)最大約為2。的極小開關(guān)角，與此同時，必要的結(jié)構(gòu)空間極大程度地最小化，但盡管如此，仍能實現(xiàn)高轉(zhuǎn)化率，操縱力也能被極大程度地最小化。通過避免作用面受到較大的作用力，可實現(xiàn)高轉(zhuǎn)化率，借此還可最大程度地減小磨損，延長傳動單元的使用壽命。
根據(jù)一種有利實施方式，所述傳動單元具有唯一的一個第一傳遞元件，在此情況下，傳遞機構(gòu)仍具有可操作性，但用于將傳動軸的旋轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)化為開關(guān)元件的直線操縱運動的元件的數(shù)量減少到了唯一的一個。
根據(jù)一種有利實施方式，通過對傳動軸和第一傳遞元件進行設(shè)計，可以進行開關(guān)角調(diào)節(jié)或開關(guān)角范圍調(diào)節(jié)，其中，所述傳動軸實施為軸或鉸鏈軸，所述第一傳遞元件實施為杠桿。也就是說，通過設(shè)置具有相應(yīng)長度和位置的
凸輪或凹槽，可設(shè)置2°至360。范圍內(nèi)的開關(guān)角或開關(guān)角間隔。
根據(jù)一種有利實施方式，傳動軸無需穿過傳動單元或操作頭，因為通過凸輪和/或凹槽就足以將作用面方便地設(shè)置在所述傳動軸的上部末端或下部末端。借此可獲得額外的結(jié)構(gòu)空間，這部分結(jié)構(gòu)空間可更有效地用于角運動的傳遞，而不會受到實施為軸的傳動軸或凸輪盤的影響。
根據(jù)一種有利實施方式，通過外殼可防止傳動單元，尤其是作用區(qū)或作用面受到外部環(huán)境因素的影響。也就是說，傳動單元的成對作用面或傳動單元元件之間的平面相互作用不會受到非期望的雜質(zhì)的影響。
根據(jù)一種有利實施方式，凸輪設(shè)置在第一傳遞元件上，并靠近第一旋轉(zhuǎn)軸布置，借此可實現(xiàn)高轉(zhuǎn)化率，從而實現(xiàn)較小的操縱力。通過下述方式可使這一點得到進一步改善，即所述第一傳遞元件具有一個遠離第一旋轉(zhuǎn)軸的第一作用區(qū)，尤其是一個第一作用頭。
根據(jù)一種有利實施方式，第一作用區(qū)用于操縱挺桿，且同時用于驅(qū)動第-作用區(qū)內(nèi)的作用點。借此可對挺桿或傳遞元件(尤其是第一傳遞元件)的
不同運動方向加以考慮。
根據(jù)一種有利實施方式，第一傳遞元件實施為杠桿狀和/或至少部分為盤狀。除結(jié)構(gòu)空間控制外，借此還可對傳動元件的轉(zhuǎn)化率進行控制。
根據(jù)一種有利實施方式，根據(jù)凹槽所處的用于觸發(fā)操縱運動的位置，傳動單元具有至少一個受操縱狀態(tài)和至少一個不受操縱狀態(tài)。在此，可通過某一角度范圍或多個角度范圍來觸發(fā)受操縱狀態(tài)或不受操縱狀態(tài)。其中可確保多個位置上的觸發(fā)。此外還可定義多種狀態(tài)，在開關(guān)元件自身也可處于多種狀態(tài)的情況下，這一點特別有利。
此外，如果設(shè)置一個或多個開關(guān)單元來檢測待監(jiān)測目標物的當前位置，就可有利地對其位置進行持續(xù)檢測。其中，使用凸輪和/或凹槽來對操縱運動進行檢測是有利的。這種檢測可以通過凸輪和/或凹槽的相應(yīng)幾何形狀而實現(xiàn)，其中，開關(guān)元件的滑塊的位置與目標物的位置相對應(yīng)。
根據(jù)一種有利實施方式，第一傳遞元件借助對至少一個第二傳遞元件的操縱來對挺桿進行操縱。在將所述第一和第二傳遞元件實施為杠桿的情況下，可有利地對具有增大行程功能的杠桿機構(gòu)加以利用，以便通過相應(yīng)的轉(zhuǎn)
化實現(xiàn)最大約為r的極小開關(guān)角，借此可縮小結(jié)構(gòu)空間，減小操縱力。此外
還可將力在挺桿上的作用角度最小化，從而進一步延長使用壽命，將磨損降低至最小程度。
根據(jù)一種有利實施方式，第一傳遞元件的第一旋轉(zhuǎn)軸和第二傳遞元件的第二旋轉(zhuǎn)軸彼此平行或垂直布置。借此可進一步增大結(jié)構(gòu)空間和轉(zhuǎn)化率方面的優(yōu)勢。
根據(jù)一種有利實施方式，設(shè)置有至少一個第一作用區(qū)和/或一個第二作用區(qū)來增大所述第一傳遞元件的行程。在所述作用區(qū)具有相應(yīng)形狀的情況下，可結(jié)合旋轉(zhuǎn)運動實現(xiàn)預(yù)期行程，在此情況下，所述傳動單元可與行程各不相同的開關(guān)元件結(jié)合使用。
本發(fā)明的其他有利設(shè)計方案和優(yōu)選改進方案可從附圖描述和/或從屬權(quán)利要求中獲得。


下面借助附圖所示的實施例對本發(fā)明進行詳細說明，其中
圖1為按標準使用條件布置的一個鉸鏈開關(guān)元件組；
圖2為按標準使用條件布置的一個鉸鏈開關(guān)的元件組，所述鉸鏈開關(guān)處
8于受操縱狀態(tài)，并具有兩個傳遞元件；
圖3為鉸鏈開關(guān)未受操縱時的圖2所示的元件組；以及圖4為一個鉸鏈開關(guān)的透視圖。
具體實施例方式
圖1顯示的是按標準使用條件布置的一個鉸鏈開關(guān)的元件組。圖中的挺桿4從屬于附圖未作進一步圖示的開關(guān)系統(tǒng)或開關(guān)元件。附圖還顯示了第一傳遞元件l，這是杠桿機構(gòu)中唯一一個可動的元件。在設(shè)計為鉸鏈軸5的傳動軸中布置有主動軸3，主動軸3在其圍繞鉸鏈軸5旋轉(zhuǎn)時，通過凹槽10引起第一傳遞元件1的運動。主動軸3旋轉(zhuǎn)時，凹槽10先運動到第一傳遞元件1的凸輪8的下方。達到觸發(fā)的角度或角度間隔時，凸輪8就會落入凹槽10中。這會使第一傳遞元件1圍繞第一旋轉(zhuǎn)軸6發(fā)生旋轉(zhuǎn)，其中，第一傳遞元件1通過其第一作用區(qū)9對挺桿4發(fā)生作用。
由于第一作用區(qū)9相比凸輪8離第一旋轉(zhuǎn)軸6相對較遠，幅度較小的旋轉(zhuǎn)運動會轉(zhuǎn)變成較大幅度的旋轉(zhuǎn)運動。第一作用區(qū)9朝向挺桿4的作用點在對挺桿進行操縱的過程中會從挺桿上掃過，這樣就可將第一傳遞元件1的旋轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)化為挺桿4的直線運動。其中，通過第一傳遞元件1的相應(yīng)長度可對所需行程進行調(diào)節(jié)，這樣就可借助某一杠桿的開關(guān)系統(tǒng)進行工作。
第一作用區(qū)9可有利地實施為作用頭，借此可確保作用點充分地從挺桿上掃過。需要注意的是，主動軸3、第一傳遞元件1和挺桿4之間須確保形狀配合，鉸鏈開關(guān)必須具有強制斷開這一特性。
在制備過程中就為位置開關(guān)確定主動軸3和杠桿機構(gòu)的相對位置，是有利的。借此可提高精度，提供裝配完整的位置開關(guān)或鉸鏈開關(guān)。此外還無需設(shè)置附加的普通鉸鏈，因為這樣的開關(guān)同樣可起到鉸鏈的作用。除此之外，也無需對安全門、活蓋、凸輪或凸輪盤進行面向用戶的匹配或設(shè)計，這在以
9往需要極大的人力投入。
圖2顯示的是按標準使用條件布置的一個鉸鏈開關(guān)元件組，所述鉸鏈開
關(guān)處于受操縱狀態(tài)，且具有兩個傳遞元件l、 2。附圖所示的杠桿機構(gòu)由第一傳遞元件1、第二傳遞元件2和圖1所示的帶有凹槽10的主動軸3構(gòu)成。所述第一傳遞元件1的作用方式和主動軸3結(jié)合凹槽10及凸輪8的作用方式與上文聯(lián)系圖1所說明的作用方式相一致。
通過附加安裝一個第二傳遞元件2 (與所述第一傳遞元件l類似，可繞一個第二旋轉(zhuǎn)軸7進行運動)，首先可實現(xiàn)力的傳遞，即將第一傳遞元件1的運動傳遞到附圖未顯示的挺桿上。在第二作用區(qū)12和/或一個第三作用區(qū)14具有相應(yīng)形狀的情況下，通過所述第二傳遞元件2的旋轉(zhuǎn)運動可實現(xiàn)一個附加行程。所述第三作用區(qū)14成形在傳遞元件2上，構(gòu)成第一作用區(qū)9的對應(yīng)件。在此情況下，由第一傳遞元件1和第二傳遞元件2構(gòu)成的杠桿機構(gòu)可實現(xiàn)比第一實施例更高的轉(zhuǎn)化率。其中，所述第一旋轉(zhuǎn)軸6與所述第二旋轉(zhuǎn)軸7平行布置。也就是說，二者均垂直于鉸鏈軸5定位。
并非必須使傳遞元件l、 2的旋轉(zhuǎn)軸6、 7彼此平行?？梢愿鶕?jù)需要實現(xiàn)的行程和相應(yīng)的使用條件來選擇傳遞元件l、 2的數(shù)量及其旋轉(zhuǎn)軸6、 7的位寬。
圖3顯示的是鉸鏈開關(guān)未受操縱時的如圖2所示的元件組，另加一個挺桿4。附圖顯示的是如圖2所示的由第一傳遞元件1和第二傳遞元件2構(gòu)成的杠桿機構(gòu)在挺桿4上的布置方式示例。其中，挺桿4基本垂直于旋轉(zhuǎn)軸5和旋轉(zhuǎn)軸6、 7，但使用過程中若有需要，挺桿4也可與旋轉(zhuǎn)軸5和旋轉(zhuǎn)軸6、7成一角度布置。同樣地，旋轉(zhuǎn)軸6、 7也可成角度布置。
可通過使用與傳遞元件1、 2類似的附加杠桿或傳遞元件來進一步增大行程。借此可增大與傳動單元結(jié)合使用的開關(guān)元件的數(shù)量。
圖4顯示的是一個鉸鏈開關(guān)的透視圖。所述鉸鏈開關(guān)具有一個開關(guān)系統(tǒng)、--個操作頭13和所述主動軸3。圖1和圖2所示的第一實施例和第二實施例
10均可布置在該鉸鏈開關(guān)的這種操作頭13中。
有利的是，杠桿機構(gòu)在所述主動軸3的一個末端實現(xiàn)力的傳遞，其中，
所有的作用區(qū)8、 9、 10、 12、 14均在外殼11的保護下不會受到環(huán)境因素的 影響，必要時還可為其上油脂，特別是作用區(qū)8、 9、 10、 12、 14之間的油 脂由于外殼11的保護不會受到污染，并可用于簡化對傳動單元的操縱和延 長其使用壽命。此外還可避免使用者的操作。
綜上所述，本發(fā)明涉及一種具有一個可繞一第一旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)的第一傳遞 元件的傳動單元，尤其是操作頭，用于借助一個挺桿對至少一個開關(guān)單元進 行操縱。所述傳動單元是一種特別節(jié)省空間且安全的鉸鏈開關(guān)用傳動單元， 該傳動單元具有一個傳動軸，所述傳動軸基本垂直于所述第一傳遞元件的所 述第一旋轉(zhuǎn)軸布置。由此可產(chǎn)生一系列優(yōu)點，例如將所述傳動單元安置在所 述傳動軸的末端。
權(quán)利要求
1. 一種傳動單元，尤其是操作頭，包括一個可繞一第一旋轉(zhuǎn)軸(6)旋轉(zhuǎn)的第一傳遞元件(1)，用于借助一個挺桿(4)對至少一個開關(guān)單元進行操縱，其中，所述第一傳遞元件(1)可借助一個與一傳動軸(5)至少處于有效連接的凸輪(8)和/或凹槽(10)發(fā)生旋轉(zhuǎn)，其特征在于，所述第一傳遞元件(1)的所述第一旋轉(zhuǎn)軸(6)基本垂直于所述傳動軸(5)布置。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的傳動單元，其中，所述凸輪(8)設(shè)置在所述第一傳遞元件(1)上，并靠近所述第一旋轉(zhuǎn) 軸(6)布置。
3. 根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項權(quán)利要求所述的傳動單元，其中， 所述第一傳遞元件(1)具有一個遠離所述第一旋轉(zhuǎn)軸(6)的第一作用區(qū)(9)，尤其是一個第一作用頭。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的傳動單元，其中，所述第一作用區(qū)(9)用于操縱所述挺桿(4)，且同時用于使所述第一 作用區(qū)(9)內(nèi)的一個作用點發(fā)生移動。
5. 根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項權(quán)利要求所述的傳動單元，其中， 所述第一傳遞元件(1)實施為桿狀和/或至少部分為盤狀。
6. 根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項權(quán)利要求所述的傳動單元，其中， 所述傳動單元根據(jù)凹槽(10)所處的用于觸發(fā)操縱運動的位置具有至少-個受操縱狀態(tài)和至少一個不受操縱狀態(tài)。
7. 根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項權(quán)利要求所述的傳動單元，其中， 所述凸輪(8)和/或所述凹槽(10)用于對所述操縱運動進行控制。
8. 根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項權(quán)利要求所述的傳動單元，其中， 所述第一傳遞元件(1)借助對至少一個第二傳遞元件(2)的操縱來對所述挺桿(4)進行操縱。
9.枏抿擬刺悪龍s所沭的佑動雖元.i:中， 所述第二傳遞元件(2)用于對所述挺桿(4)進行操縱。
10. 根據(jù)權(quán)利要求8或9中任一項權(quán)利要求所述的傳動單元，其中， 所述第二作用區(qū)(12)用于操縱所述挺桿(4)，且同時使所述第二作用區(qū)(12)內(nèi)的一個作用點發(fā)生運動。
11. 根據(jù)權(quán)利要求8至10中任一項權(quán)利要求所述的傳動單元，其中， 所述第二傳遞元件(2)實施為杠桿狀和/或至少部分為盤狀。
12. 根據(jù)權(quán)利要求8至11中任一項權(quán)利要求所述的傳動單元，其中， 所述第一傳遞元件(1)的所述第一旋轉(zhuǎn)軸(6)和所述第二傳遞元件(2)的所述第二旋轉(zhuǎn)軸(7)彼此平行或垂直布置。
13. 根據(jù)權(quán)利要求8至12中任一項權(quán)利要求所述的傳動單元，其中， 至少所述第一作用區(qū)(9)、所述第二作用區(qū)(12)和/或所述第三作用區(qū)(14)設(shè)計得用于增大所述第一傳遞元件(1)的行程。
14. 一種開關(guān)，包括一個根據(jù)權(quán)利要求1至13中任一項權(quán)利要求所述的 傳動單元，其中，所述開關(guān)實施為鉸鏈、開關(guān)或位置開關(guān)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種具有一個可繞一第一旋轉(zhuǎn)軸(6)旋轉(zhuǎn)的第一傳遞元件(1)的傳動單元，尤其是操作頭(13)，用于借助一個挺桿(4)對至少一個開關(guān)單元進行操縱。所述傳動單元是一種特別節(jié)省空間和安全的鉸鏈開關(guān)用傳動單元，具有一個傳動軸(5)，所述傳動軸基本垂直于所述第一傳遞元件(1)的所述第一旋轉(zhuǎn)軸(6)布置。由此可產(chǎn)生一系列優(yōu)點，例如將所述傳動單元安置在所述傳動軸的末端。
文檔編號H01H19/00GK101512696SQ200680055902
公開日2009年8月19日 申請日期2006年9月22日 優(yōu)先權(quán)日2006年9月22日
發(fā)明者約阿希姆·塞德爾, 維爾納·普里 申請人:西門子公司