專利名稱：具有扭轉(zhuǎn)彈性的旋鈕的控制裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種具有操作元件的控制裝置，在該操作元件中布置有彈簧卡頭裝置(Spannzangenvorrichtung),其具有外維體、內(nèi)維體和固定兀件。
背景技術(shù)：
在電子機械的控制裝置中，以鎖定或按鍵的形式工作的旋轉(zhuǎn)開關(guān)用于產(chǎn)生純粹電鍍形式的觸點接通，除此之外也使用作為旋轉(zhuǎn)操作的、即取決于旋轉(zhuǎn)角的信號發(fā)生器的所謂的電位計，利用其可以控制信號-或工作電流。為了確保外觀統(tǒng)一并且相關(guān)于在防塵防潮并且防止粗暴操作的正面面板中的安裝類型方面相同的性能，將原本的電位計、也就是說可變的電阻裝入殼體中，該殼體在外部相應(yīng)于其它控制裝置的殼體。特別是用于工業(yè)應(yīng)用的“22mm控制裝置”經(jīng)常經(jīng)受非常惡劣的工作條件，對此特別視為接近于破壞的操作。業(yè)已證明的是，旋轉(zhuǎn)操作的控制裝置應(yīng)經(jīng)受5Nm的轉(zhuǎn)矩，以便應(yīng)對各種情況。由于市場上常見的設(shè)計僅具有直至大約0. 5Nm的轉(zhuǎn)矩，因此這對于電位計而言存在問題。自然立即提出的解決方式是在控制裝置殼體上安裝牢固的旋鈕止擋部。然而由此產(chǎn)生的缺點是，不能再經(jīng)過電位計的全部電阻區(qū)域，這是因為妨礙了不可避免的公差，即殼體止擋部與內(nèi)部的電位計止擋部正好相符。用于持續(xù)讀取的電位計在機械方面包括自身的殼體，其中安置有電阻路段。在該殼體上設(shè)有配備外螺紋的管接頭，其和螺母連接對在控制裝置殼體中的電位計進行中央固定，并且是驅(qū)動軸的軸承。提到的軸在外部支撐旋鈕并且在內(nèi)部支撐在電阻路段上滑動的測量觸點(Abgriffkontakt)。為了將旋鈕固定在電位計的驅(qū)動軸上已知了兩個原則。一種成本特別低廉的解決方法是徑向作用在軸上的、在旋鈕中導(dǎo)入螺紋中的埋頭螺釘?？梢灾苯釉谛o的材料中、或在主要是塑料旋鈕的改進的實施方式中、在包封澆注(umgossen)/壓力注塑包封的金屬部件中，也或者在插入槽中的螺母中弓I入螺紋。然而在該解決方案中，在旋鈕的調(diào)整和在持續(xù)運行中的松脫安全性方面有一定的削弱。一種改進的、但也成本更低廉的解決方法是將徑向彈簧卡頭集成在旋鈕中。該實施方式基于其在精確定位和旋鈕持續(xù)的力傳遞方面的優(yōu)越性，而優(yōu)選地應(yīng)用在控制裝置中。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于，提出一種控制裝置，其可靠地經(jīng)過電位計的總電阻區(qū)域、即總旋轉(zhuǎn)角，并且此外在操作時直至殼體中的實心止擋部未造成損壞。該目的通過一種具有權(quán)利要求I所述的特征的控制裝置來實現(xiàn)?？梢员粏为毜鼗蛳嗷ソM合使用的有利的設(shè)計方案和改進方案是從屬權(quán)利要求的內(nèi)容。根據(jù)本發(fā)明，該目的通過一種具有操作元件的控制裝置來實現(xiàn)，在該操作元件中布置有彈簧卡頭裝置，該彈簧卡頭裝置具有外錐體、內(nèi)錐體和固定元件。本發(fā)明的特征在于，彈簧卡頭裝置扭轉(zhuǎn)彈性地(torsionsgefedert)作用在固定元件和電位計之間。根據(jù)本發(fā)明，代替操作元件中的通常被包圍/壓力注塑包封的彈簧卡頭，設(shè)置了扭轉(zhuǎn)彈性地安置的彈簧卡頭機構(gòu)。居中地布置在操作元件中、優(yōu)選的是旋鈕中的彈簧卡頭具有外錐體、內(nèi)錐體和優(yōu)選為適合的螺母形式的固定元件，并且在其外圓周上利用彈性體以一種方式形狀配合地壓力注塑包封或包封澆注，即通過被旋鈕的材料從外部形狀配合地壓力注塑包封或包封澆注的彈性體，能開始進行在彈簧卡頭外錐體和旋鈕之間的旋轉(zhuǎn)的相對運動。轉(zhuǎn)矩-扭轉(zhuǎn)角特征曲線、即彈性體的設(shè)計在此需要這樣被測定，即在考慮全部公差范圍時可以實現(xiàn)在殼體上的旋鈕的止擋部，其轉(zhuǎn)矩小于電位計止擋部的允許的最大轉(zhuǎn)矩。在軸向方向上需要實現(xiàn)在旋鈕和彈簧卡頭之間盡可能剛性的連接。這優(yōu)選地通過在彈性體中軸向延伸的凹陷部來實現(xiàn)，其方法是因此設(shè)計徑向延伸的、可彈性形變的和/或可伸展的連接片。在此使用的彈性體是形狀固定的，但可彈性形變的塑料，其在拉力-和壓力負載 下彈性地形變并且隨后重新返回其原始的形式，例如在橡膠材料的情況下。橡膠材料具有彈性的原因主要在于盤繞成團的聚合物鏈有能力對使鏈延伸或拆散的形變作出反應(yīng)。在形變負載下降后，鏈重新放松到其在統(tǒng)計學(xué)上優(yōu)選的盤繞成團的狀態(tài)。該現(xiàn)象通過在壓緊情況下的伸展和在應(yīng)力下降后的隨后的抽緊表現(xiàn)出來。為了避免分子鏈在負載的情況下可塑地、即剩余地彼此滑過，例如通過硫橋?qū)⑵湎嗷ミB接。在所謂的硫化、即引入硫橋時，因此根據(jù)硫橋的量產(chǎn)生了硬橡膠或軟橡膠。橡膠材料由長聚合物鏈組成。沿著該鏈，單個的鏈元素可以彼此相對旋轉(zhuǎn)。該旋轉(zhuǎn)性的明顯特征在于，即使得分子扭轉(zhuǎn)成所謂的聚合盤繞體。這個目標并沒有有力的原因，而僅僅是在完全隨機的方向上沿著鏈進行旋轉(zhuǎn)運動的結(jié)果。鏈的單個原子圍繞分子中心的布置相應(yīng)于高斯分布。如果這樣的彈性體通過拉應(yīng)力伸展，則鏈優(yōu)選地對準負載的方向。一旦取消拉應(yīng)力，鏈就再次開始隨機的旋轉(zhuǎn)運動，在其延伸中，鏈再次具有統(tǒng)計學(xué)方面證實的高斯分布。通過使鏈放松將彈性體再次拉緊。該效應(yīng)類似于氣體，其被壓縮一次，在減壓后由于氣體原子的隨機運動而使氣體再次在新獲得的自由空間中膨脹。在此涉及了熵效應(yīng)。熵彈性通常描述了該材料的彈性效應(yīng)的最大份額。由于旋轉(zhuǎn)運動進行地越快并且越有效，就具有越多用于旋轉(zhuǎn)運動的能量，該效應(yīng)隨溫度而增長。彈性隨溫度的增長是彈性體的典型特征。在其熱能以下的溫度不再足以進行旋轉(zhuǎn)運動，該溫度稱為玻璃過渡溫度。在玻璃過渡溫度以下，該彈性體失去其典型的特性。由橡膠材料制成的常規(guī)彈性體不能熔化。該彈性體的特點在于，其彈性并不以改變的原子間距的拉緊力為基礎(chǔ)，而是說明了在等級和熵之間的靜動力平衡。彈性體因此幾乎在其自身方面不存儲拉緊能量，而是將伸展時輸送的能量作為熱量輻射出，并且換而言之提高了其內(nèi)部等級。如肌肉那樣，其因此需要輸送能量以用于重新拉緊，彈性體通過環(huán)境熱量的布朗分子運動失去該能量。在此能使用的彈性體例如是全部橡膠種類但也可以是能熱塑性加工的TPE-、TPU-塑料以及兩個組分的鑄造材料。
為了承受在螺母擰緊時的反作用力而在外錐體上設(shè)置雙六角扳手作用面(Schlusselangriff),其在徑向的穿透深度較小時可以傳遞相對較大的轉(zhuǎn)矩。這是特別有利的，這是因為在由成本低廉、但相對柔軟的鋅壓鑄件制成的外錐體中仍然可以獲得牢固的扳手作用面。此外，較小的空間要求實現(xiàn)了更多用于旋鈕設(shè)計的間隙，這是由于在外錐體上的扳手作用面支撐件必須在其最小直徑以內(nèi)容納用于擰緊內(nèi)錐體的螺母或甚至可能容納延伸經(jīng)過螺母的外直徑通向外部的裝配扳手。螺母有利地設(shè)計為具有中央的內(nèi)六角型材(，，Torx “)扳手作用面的蓋形-或套筒螺母。在該型材中能在圓周直徑較小時傳遞較大的轉(zhuǎn)矩。這另一方面對于需要在外錐體上應(yīng)用的十二角扳手插入部是有利的，這是因為其中央通道必須大于Torx扳手，以便可以同時放置兩個扳手。在擰緊螺母時，因此可以反向固定在外錐體上，由此使用具有附加的、例如市場上常見的六角外作用面的十二角插入部。扭轉(zhuǎn)區(qū)域如旋鈕和電位計一樣然后在拉緊彈簧卡頭時保持完全不加載轉(zhuǎn)矩。
除了提到的、最佳適合的扳手作用面以外，可選地也可以在外錐體和螺母上應(yīng)用其它常見的輪廓、如外六角或多齒(，，XZN “，用于非常高的轉(zhuǎn)矩)，也或者可以在螺母上應(yīng)用內(nèi)六角以及十字-和/或單槽。特別有利的是，已經(jīng)到達端部止擋部、即電位計的內(nèi)止擋部處，并且盡管如此仍然用力繼續(xù)旋轉(zhuǎn)旋鈕，則設(shè)計出例如是牢固的凸起部的裝置，其形狀配合地碰到同樣牢固的障礙物上，并且因此阻止進一步旋轉(zhuǎn)。根據(jù)本發(fā)明的控制裝置可以通過電位計驅(qū)動頭部的、與相應(yīng)的尺寸比例相匹配的扭簧，不僅經(jīng)過電位計的全部區(qū)域，也在旋鈕繼續(xù)旋轉(zhuǎn)時到達牢固的殼體止擋部，而不會對電位計造成損傷。對此將彈簧卡頭對中心地布置在旋鈕中，彈簧卡頭具有外錐體、內(nèi)錐體和螺母，并且在其外圓周上利用彈性體以一種方式形狀配合地壓力注塑包封或包封澆注，即通過被旋鈕的材料從外部同樣形狀配合地壓力注塑包封或包封澆注的彈性體，能開始進行在彈簧卡頭外錐體和旋鈕之間的旋轉(zhuǎn)的相對運動。


以下根據(jù)實施例以及根據(jù)

了本發(fā)明的其它優(yōu)點和實施方式。在此示意性地示出圖I在透視圖中示出了根據(jù)本發(fā)明的控制裝置，其具有操作元件、特別是旋鈕和 控制裝置殼體；圖2在透視截面圖中示出了根據(jù)本發(fā)明的操作元件，其具有彈簧卡頭裝置；圖3在透視截面圖中示出了根據(jù)本發(fā)明的彈簧卡頭裝置，其具有彈性體制成的扭簧。
具體實施例方式圖I示出了控制裝置1，其具有操作元件2、優(yōu)選的是旋鈕和具有集成的電位計的控制裝置殼體3，并具有軸4，操作元件2能借助于彈簧卡頭裝置安裝在該軸上。在操作元件2上布置有凸起5，其用作阻止進一步旋轉(zhuǎn)的裝置，并且其和模制成型在控制裝置殼體3上的第二裝置或者說凸起6作用連接。在控制裝置I、特別是電位計的端部止擋部處，即在已經(jīng)到達電位計的內(nèi)止擋部并且旋鈕仍受力繼續(xù)旋轉(zhuǎn)時，凸起5形狀配合地抵靠在凸起6上。在圖2中示出了操作元件2，其在內(nèi)部具有彈簧卡頭裝置7。彈簧卡頭裝置7具有外錐體8、內(nèi)錐體9以及固定元件10、特別是螺母。彈簧卡頭裝置7在外圓周上利用彈性體11以一種方式形狀配合地壓力注塑包封或包封澆注，即通過就它而言被旋鈕的材料形狀配合地壓力注塑包封或包封澆注的彈性體11，能開始進行在彈簧卡頭-外錐體8和操作元件2、特別是旋鈕之間的旋轉(zhuǎn)的相對運動。圖3示出了彈簧卡頭裝置7的、被彈性體11包圍的外錐體8。在彈性體11中布置了凹陷部12以及優(yōu)選地徑向延伸可彈性伸展的連接片13，其實現(xiàn)在旋鈕和彈簧卡頭裝置7之間的軸向的剛性連接。為了承受在螺母擰緊時的反作用力，在外錐體8上布置雙六角扳手作用面14，其可以在徑向的穿透深度較小時傳遞相對較大的轉(zhuǎn)矩。根據(jù)本發(fā)明的控制裝置可以通過電位計驅(qū)動鈕的、與可能的尺寸比例相匹配的扭 簧，不僅經(jīng)過電位計的全部區(qū)域，也在旋鈕繼續(xù)旋轉(zhuǎn)時到達牢固的殼體止擋部，而不會對電位計造成損傷。對此將彈簧卡頭中央地布置在旋鈕中，彈簧卡頭具有外錐體、內(nèi)錐體和螺母，并且在其外圓周上利用彈性體以一種方式形狀配合地壓力注塑包封或包封澆注，即通過被旋鈕的材料從外部也形狀配合地壓力注塑包封或包封澆注的彈性體，能開始進行在彈簧卡頭外錐體和旋鈕之間的旋轉(zhuǎn)的相對運動。
權(quán)利要求
1.一種具有操作元件(2)的控制裝置(I)，在所述操作元件中布置有彈簧卡頭裝置(7)，所述彈簧卡頭裝置具有外錐體(8)、內(nèi)錐體(9)和固定元件(10)，其特征在于，所述彈簧卡頭裝置(7)扭轉(zhuǎn)彈性地安置在所述操作元件(2)中。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的控制裝置(I)，其特征在于，所述操作元件(2)包括彈性體(11)，并且所述外錐體(8)被所述彈性體(11)形狀配合地壓力注塑包封或包封澆注，從而通過被所述操作元件(2)的材料從外部形狀配合地壓力注塑包封或包封澆注的所述彈性體(11)，能開始進行在所述彈簧卡頭裝置(7)的所述外錐體(8)和所述操作元件(2)之間的旋轉(zhuǎn)的相對運動。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的控制裝置(I)，其特征在于，在所述彈性體(11)中布置了軸向延伸的凹陷部(12)。
4.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的控制裝置(I)，其特征在于，在所述彈性體(11)中設(shè)計有徑向延伸的可彈性伸展的連接片(13)。
5.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的控制裝置(I)，其特征在于，在所述外錐體(8)上設(shè)計有扳手作用面(14)以用于承受在所述固定元件(10)擰緊時的反作用力。
6.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的控制裝置(I)，其特征在于，所述外錐體(8)設(shè)計為由鋅壓鑄件構(gòu)成。
7.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的控制裝置(I)，其特征在于，所述固定元件(10)設(shè)計為具有中央的內(nèi)六邊形成型扳手作用面的蓋形螺母。
8.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的控制裝置(I)，其特征在于，也能將輪廓、例如用于所述外錐體(8)的外六角或外多齒和用于所述固定元件(10)的內(nèi)六角和十字槽或單槽用作為所述扳手作用面。
9.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的控制裝置(I)，其特征在于，在所述控制裝置的殼體上設(shè)計有和所述固定元件作用連接的裝置，從而阻止從一定的旋轉(zhuǎn)角開始超過在所述控制裝置中的能旋轉(zhuǎn)的信號發(fā)生器的內(nèi)止擋部向外的進一步旋轉(zhuǎn)。
10.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的控制裝置(I)，其特征在于，在所述控制裝置(I)中的能旋轉(zhuǎn)的所述信號發(fā)生器是電位計。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種具有操作元件(2)的控制裝置(1)，在該操作元件中布置有彈簧卡頭裝置(7)，該彈簧卡頭裝置具有外錐體(8)、內(nèi)錐體(9)和固定元件(10)。本發(fā)明的特征在于，彈簧卡頭裝置(7)扭轉(zhuǎn)彈性地安置在操作元件(2)中。
文檔編號H01H3/10GK102683054SQ201210071750
公開日2012年9月19日 申請日期2012年3月16日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月17日
發(fā)明者魯?shù)婪颉R默爾曼 申請人:西門子公司