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Von einem Uhrwerk gesteuerter Zeitschalter, insbesondere für Kochgeräte
Die Erfindung betrifft eine Schaltuhr mit je einer Ein- und Ausschalteinrichtung,
die beide von Differentialgetrieben angetrieben sind, wobei die Einstellung des
einen Einganges von Hand und die des anderen von der Uhrwerkswelle erfolgt und die
Abgänge getrennt mittels eines einzigen Betätigungsgliedes so einstellbar sind,
daß sie zu verschiedenen Zeiten wirksam sind.
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Es sind bereits Schaltuhren bekanntgeworden, bei denen durch getrennte
Einstellung zweier mit Raststiften versehener Zeiger an einem umlaufenden, mit Kerben
versehenen 24-Stunden-Zifferblatt eine Intervalleinstellung mit 5 Minuten Intervallen
mittels eines Betätigungsgliedes erfolgen kann. Abgesehen davon, daß bei der hierfür
sehr großen Zahl von Kerben am Zifferblatt (288 auf jeder Seite des Zifferblattes)
kein sicherer Sitz der Raststifte auf die Dauer gewährleistet werden kann, und daß
für kurze Kochvorgänge die Arbeitsgenauigkeit durch diese Intervalleinstellung mangelhaft
ist, besteht ein wesentlicher Nachteil bei solchen Schaltuhren in dem äußerst komplizierten
und dementsprechend störanfälligen Aufbau der zur Einstellung notwendigen Einrichtungen.
Bei jeder Neueinstellung muß nacheinander die Verbindung sowohl des Einschalt- als
auch des Ausschaltzeigers mit dem Zifferblatt gelöst werden, woran sich die getrennte
Verstellung der einzelnen Zeiger anschließt, und danach muß die Verbindung der Zeiger
mit dem Zifferblatt wieder hergestellt werden. Diese durch einen aus- und einziehbaren
Betätigungsstift, durch Druckfedern, Raststifte und Kerben gekennzeichnete Ausführung
ist für eine sichere und exakte Arbeitsweise nicht geeignet.
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Weiterhin gibt es Uhrwerke mit angetriebenen, einstellbaren Stundenscheiben
oder Stundenzeigern, die mit Steuerkurven verbunden sind, gegenüber denen die Stundenscheiben
oder Stundenzeiger ablaufen und wobei die Steuerkurven das Schaltwerk über Stößel
auslösen. Dadurch, daß die Steuerkurven zum praktischen Gebrauch ihrer Größe nach
begrenzt sind, ist die Arbeitsgenauigkeit solcher Schaltuhren gering, und besonders
kurze Schaltzeiten können nicht mit der erforderlichen Sicherheit eingestellt werden.
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Schließlich gibt es auch Schaltuhren, bei denen zur Einstellung und
überlagerung des Ausschaltpunktes mit der Einschaltzeit ein Differentialgetriebe
benutzt wird. Bei dieser Ausführung ist es erforderlich, daß zusätzliche Steuereinrichtungen
zwischen dem Uhrwerksantrieb und das Differentialgetriebe gelegt werden, wobei das
Differentialgetriebe selbst einen Teil der Schalteinrichtung darstellt. Dies hat
zur Folge, daß Einstellungsintervalle benutzt werden, da sonst ein Zusammenwirken
der zusätzlichen Steuereinrichtungen mit dem Differential einerseits und mit dem
Differential und der Schalteinrichtung andererseits nicht möglich wäre. Da hierzu
verhältnismäßig große Intervalle notwendig sind, ist es mit diesen bekannten Ausführungen
nicht möglich, kleine Kochzeiten einzustellen.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schaltuhr zu schaffen,
durch die die obengenannten Nachteile entfallen und durch die insbesondere eine
besonders genaue Einstellung auch sehr kleiner Kochzeiten ermöglicht und auf Grund
eines einfachen Aufbaus eine dauernde Betriebssicherheit gewährleistet wird.
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Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß das Betätigungsglied
unmittelbar auf einen Eingang des einen Differentialgetriebes wirkt, und daß eine
Totgangeinrichtung zwischen dem Betätigungsglied und dem Eingang des anderen Differentialgetriebes
angeordnet ist in der Weise, daß eine Drehung des Betätigungsgliedes in der einen
Richtung die Eingänge beider Differentialgetriebe einstellt
und
in der anderen Richtung nur ein Differentialgetriebe in eine andere Vorwählstellung
zurückbewegt.
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Hieraus ergibt sich der Vorteil, daß die Einschalteinrichtung unabhängig
von der Ausschalteinrichtung im Hinblick auf das Uhrwerk eingestellt werden kann
und umgekehrt. Durch die Verwendung eines Differentialgetriebes als übertragungsmittel
ergibt sich weiterhin der Vorteil, daß der Genauigkeitsgrad der Einstellung sehr
groß ist, weil Differentialgetriebe ohne weiteres so ausgebildet werden können,
daß sie nur noch ein sehr kleines Spiel haben, und da keinerlei Übertragungsmittel
benutzt werden, die Stifte oder Mitnehmernadeln enthalten, ist es auch ausgeschlossen,
daß sich die Ausschaltzeit um Umdrehungszahlen einer Nase verschiebt.
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Darüber hinaus ist es bei der erfindungsgemäßen Ausführung auch ohne
weiteres möglich, noch während des Laufes der Vorlaufzeit sowohl den Einschaltzeitpunkt
als auch den Ausschaltzeitpunkt zu verstellen, und es kann selbst während des Laufes
der Einschaltzeit noch der Ausschaltzeitpunkt vor-und rückwärts verschoben werden,
wenn dies erforderlich sein sollte.
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Vorteilhaft weist jedes Differentialgetriebe einen vom Uhrwerk angetriebenen
Planetenradträger auf, der einen Eingang darstellt, ferner zwei jedem Planetenradträger
koaxial zugeordnete Sonnenräder, die jeweils Ein- und Abgänge darstellen, wobei
beide Sonnenräder mit dem gleichen Planeten- oder Kompoundrad in Eingriff kommen
und wobei eines der Sonnenräder auf die Einschaltvorrichtung wirkt und das andere
über Kraftübertragungsglieder und die Totgangeinrichtung vom Betätigungsglied einstellbar
ist, während die beiden dem anderen Planetenradträger zugeordneten Sonnenräder gleichfalls
mit einem Planeten- oder Kompoundrad des Planetenradträgers in Eingriff kommen,
wobei eines der Sonnenräder auf die Ausschaltvorrichtung wirkt und das andere durch
das Betätigungsglied einstellbar ist.
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Die beiden einstellbaren Sonnenräder können über eine Antriebsverbindung
mit Totgangbewegung so mit dem Einstellglied verbunden sein, daß eine Relativdrehung
beider Sonnenräder in die gewünschten Einstellung möglich ist.
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Mit den beiden einstellbaren Differentialen kann ein Anzeiger so verbunden
sein, daß er die Zeit zeigt, zu der eingeschaltet werden soll, sowie die Zeitspanne,
während derer die Energiezufuhr wirksam sein soll. Beispielsweise kann die vom Uhrwerk
angetriebene Welle Minuten- und Stundenzeiger über ein übliches Zifferblatt bewegen,
und die übertragungen können Zeiger, Scheiben oder dergleichen Marken relativ zu
dem gleichen Zifferblatt drehen.
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Bei einer anderen Ausführungsform der Erfindung wird von einem der
einstellbaren Differentiale eine Scheibe oder Platte, die einen Index oder Zeiger
an einer Skala vorbeiführen kann, angetrieben, und an der Scheibe ist mit Abstand
von ihrer Drehachse ein Schlitz oder eine Öffnung vorgesehen, während das andere
einstellbare Differential ein mit einem Spaltring oder einem ringteilförmigen Glied
ausgestattetes Anzeigeorgan antreibt, wobei ein Ende des Spaltringes od. dgl. durch
den Schlitz der Scheibe geführt und mit einer Marke oder einem Zeiger versehen ist,
der gleichfalls an der Skala vorbeistreicht, während das andere Ringende einen nach
innen gerichteten Teil trägt, der um die gleiche Achse wie die Scheibe drehbar ist,
wobei der Ring od. dgl. farblich mit der Scheibe kontrastiert und/oder mit einer
Skala versehen ist. Auf diese Weise ist die Ein- und Ausschaltzeit auf der festen
Skala ablesbar, während die Dauer der Einschaltperiode sich aus der sichtbaren Länge
des Ringes oder Ringstückes und/oder aus der Skala des Ringes oder Ringstückes ergibt.
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Bei einer solchen Ausführung wird eines der beiden bewegbaren, einstellbaren
Glieder so lange bewegt, bis eine der Marken oder einer der Zeiger sich gegenüber
dem Punkt der Skala befindet, der den Zeitpunkt, wo der Schalter geöffnet werden
soll, entspricht, und das andere einstellbare Glied wird so lange gedreht, bis die
Skala auf dem Ring oder Ringteil die für den Kochvorgang erforderliche Zeitspanne
anzeigt, worauf seine Marke oder sein Zeiger dann den Zeitpunkt zeigt, an dem der
Schalter geschlossen werden soll.
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Vorzugsweise sind der Außendurchmesser des Ringes und der der Scheibe
gleich groß.
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Der vorerwähnte Schlitz in der Scheibe wird zweckmäßig radial am Umfang
der Scheibe angebracht.
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Es kann eine äußere Scheibe mit etwas größerem Durchmesser als der
Innendurchmesser des Ringes vorgesehen sein, um zu verhindern, daß das freie Ende
des Spaltringes von der ersten Scheibe fortgeschoben wird.
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Falls der Anzeiger mit dem Stunden- und Minutenzeiger einer Uhr mit
den dazugehörigen Wellen kombiniert ist, werden diese Wellen durch Öffnungen der
Scheibe oder Scheiben sowie des drehbar gelagerten Ringteiles hindurchgeführt.
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Zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung sind nämlich zwei wechselweise
von einem Uhrwerk gesteuerte elektrische Schalteranordnungen, beispielsweise für
eine elektrische Kochvorrichtung, an Hand der Zeichnungen beschrieben. Es zeigt
Fig. 1 schematisch eine Seitenansicht der Vorrichtung, Fig. 2 perspektivisch, teilweise
im Schnitt, eine der in Fig. gezeigten ähnlichen Anordnung, jedoch so abgewandelt,
daß die einzelnen Teile in den Stellungen gezeigt sind, die sie in der Praxis einnehmen,
und mit einem andersartigen Anzeiger, Fig. 3 in Draufsicht schematisch eine für
die Vorrichtung nach Fig. 1 geeignete Schalteranordnung.
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In den verschiedenen Abbildungen sind die gleichen Teile jeweils mit
gleichen Bezugszeichen versehen. Gemäß der Anordnung nach Fig. 1 wird ein Zahnrad
1 von einem elektrischen Synchronmotor über eine durch Pfeile dargestellte Antriebsübertragung
betätigt und dreht seinerseits über ein übliches Antriebswerk (nicht dargestellt,
aber gleichfalls durch Pfeile angedeutet) die üblichen Minuten- und Stundenzeiger
2 und 3. Außerdem treibt das Zahnrad 1 ein weiteres Zahnrad 4, das zwei Planetenräder
5 und 6 auf einer kurzen Axialwelle 7 trägt. Das Planetenrad 6 steht mit einem ersten
Sonnenrad 8 im Eingriff, das auf der gleichen Welle wie ein weiteres Rad 9 angeordnet
ist. Das Rad 9 steht sowohl mit einem Rad 10, das normalerweise durch eine geeignete
Reibungskupplungsscheibe 11 blockiert ist, als auch mit einem Rad 12 im Eingriff.
Das Rad 5 kämmt mit einem zweiten Sonnenrad 13 auf einer mit einem Nocken 14 versehenen
Welle 24, die konzentrisch mit den Wellen der Räder 4 und 8 angeordnet ist, wobei
die Räder 4, 8 und 13 jedoch alle relativ zueinander drehbar sind.
Das
Rad 4, die Planetenräder 5 und 6, das Rad 8 und das Rad 13 bilden ein Differentialgetriebe,
dessen eine Eingangsseite von dem Rad 1 und dessen zweite Eingangsseite von dem
Rad 10 über das Rad 9 gebildet wird, während die ausgangsseitige Welle
24 den Nocken 14 einstellt. Das Übertragungsverhältnis ist derart, daß der Nocken
14 einmal in 12 Stunden gemäß der Darstellung der Fig. 3 im Uhrzeigersinn umläuft,
wenn das Rad 9 festgehalten wird, und daß das Rad 12 und der Nocken
14 sich um gleiche Winkelbeträge drehen, wenn das Rad 1 festgehalten wird,
aber das Rad 10 umläuft.
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Das Rad 12 dreht einen Zeiger oder eine Scheibe 15 über der
gleichen Skala, über die auch die Minuten- und Stundenzeiger 2 und 3 laufen.
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Der Nocken 14 und ein Nocken 17 steuern die Bewegung
einer Schalterbetätigungseinrichtung 54 mit einem Hebel 44 (Fig. 3), der
an einer drehbaren Einstellwelle 45 befestigt ist. Auf den Hebel
44 wirkt eine Feder 46 entgegen dem Uhrzeigersinn, und der Hebel trägt
eine Steuerkurve 47, die auf eine kippbar gelagerte Platte 48 wirkt, wobei
die horizontale Kippachse 49 seitlich von der Berührungsstelle zwischen dem Kurvenstück
47 und der Platte 48 liegt. An der Platte sind zwei Brückenglieder 50 jeweils über
einem Kontaktpaar 51 angebracht. In der Stellung gemäß Fig. 3 wird der Hebel 44
durch den Nocken 14 in seiner einen Endstellung gehalten, und die Platte ist entgegen
der Wirkung einer Feder 52 so gekippt, daß die Brückenglieder 50 die Kontakte 51
nicht berühren. Sobald der Nocken den Hebel freigibt, schlägt dieser unter der Wirkung
der Feder 46 herum gegen den Nocken 17, und die Kurvenführung 47 erlaubt jetzt der
Platte 48, unter der Wirkung der Feder 52 nach unten zu kippen, so daß die Glieder
50 die Kontakte 51 verbinden. Wenn der Nocken 17 den Hebel 44 freigibt, so
daß er sich an den Anschlag 53 legt, bewirkt die sich ergebende Weiterdrehung der
Steuerkurve 47, daß die Brückenglieder 50 von den Kontakten zurückgezogen werden.
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Eine vollkommen gleichartige, allgemein mit 16 bezeichnete Anordnung
verstellt einen weiteren Nokken 17, wobei ein dem Zahnrad 9 entsprechendes
Rad 9' ein Rad 12' über eine durch Pfeile und strichpunktierte Linien angedeutete
übertragung antreibt; das Rad 12' bewegt einen weiteren Zeiger oder eine Scheibe
18. Das Rad 10 ist mit einem Vorsprung 19 versehen, der mit einem entsprechenden
Vorsprung 20 am Rad 21 in Eingriff kommen kann, wobei dem Rad
21 der Anordnung 16 die gleiche Funktion zukommt wie dem Rad
10 des zuerst beschriebenen Teils.
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Der Nocken 14 wird entsprechend der Zeitdifferenz zwischen einem gewählten
Zeitpunkt, den die Stellung des Zeigers 15 angibt, und der tatsächlichen
Zeit eingestellt, und die Anordnung ist so getroffen, daß beim Zusammenfallen der
tatsächlichen und der gewählten Zeit der Nocken 14 die Schaltvorrichtung auslöst
und damit einen Stromkreis, im Ausführungsbeispiel die Kochvorrichtung, einschaltet.
In gleicher Weise ist der Nocken 17 so angeordnet, daß bei der durch die Einstellung
des Zeigers 18 gegebenen Stellung die Kochvorrichtung ausgeschaltet wird.
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Das Rad 21 ist auf eine über einen Stellknopf 23 einstellbare Welle
22 aufgestiftet, so daß die Zeiger 15 und 18 durch entsprechende Betätigung
des Stellknopfes und auf Grund der durch die Vorsprünge 19 und 20 ermöglichten
Totgangbewegung eingestellt werden können. Die Vorrichtung nach Fig. 2 ist der oben
beschriebenen sehr ähnlich, weshalb gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen versehen
sind. Jedoch ist das Rad 21 nicht unmittelbar auf der Einstellwelle 22 befestigt,
sondern wird von dieser Welle über Zwischenräder 28 und 29 angetrieben. Auch hier
ist ein Vorsprung 20 am Rad 21 vorgesehen. In Fig. 2 ist die Reibungsbremse für
die Räder 10 und 21 nicht gezeigt. Die Räder 10 und 21 sind drehbar
auf einer nicht dargestellten Welle gelagert, und diese Welle ist an den Platten
30 befestigt und trägt fest angeordnet zwei Reibringe, die auf das Rad 10
bzw. 21 wirken.
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Auch treibt das Rad 9 nicht unmittelbar das Rad 12 an, sondern
über das Rad 10, und in ähnlicher Weise wird auch das Rad 12' nicht, wie bei Fig.
1 strichpunktiert angedeutet, über eine übertragungseinrichtung, sondern über das
Rad 21 angetrieben.
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Wie aus der Zeichnung ersichtlich, sind die Räder 8', 9' auf
einer Buchse 40 befestigt, die auf einer Welle 41 drehbar ist. Die Welle
41 ist an einer an einer Lagerplatte 43 festen Nabe 42 befestigt. Das Rad 13' ist
starr mit einem verbreiterten Teil 44 des Nockens 17 verbunden, und dieser
verbreiterte Teil 44 liegt zwischen der unteren Platte 30 und der Lagerplakette
43. Er gibt einen Teil der Nabe 42 und der Welle 41.
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Anstatt mit Zeigern wie die Räder 12 und 12' bei der
Ausführungsform gemäß Fig. 1 verbunden zu sein, ist gemäß Fig. 2 eine Scheibe 31,
deren Kante einen radialen Schlitz 33 zeigt, mittels eines Hohlstücks 32 am Rad
12' befestigt. Die Scheibe 31 ist vorzugsweise von schwarzer Farbe. Am Rad 12 fest
angebracht ist eine durch die Hohlnabe 32 nach oben sich erstreckende weitere Hohlnabe,
an deren äußerem Ende ein Ring 34 mit einem radialen Arm 35 fest angeordnet ist.
Am Arm 35 ist ein Ende eines Spaltringes 36 befestigt, der sich durch den Schlitz
33 der Platte 31 erstreckt, so daß ein Teil des Spaltringes über und ein Teil unter
der schwarzen Scheibe liegt. Der Spaltring kann weiß oder in geeigneter anderer
Kontrastfarbe zur schwarzen Scheibe ausgebildet und von gleichem Außendurchmesser
wie diese Scheibe sein. Bei einer Relativdrehung zwischen den Rädern 12 und 12'
wird daher ein mehr oder weniger großer Teil des Spaltringes 36 oberhalb der schwarzen
Scheibe sichtbar.
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Die Minuten- und Stundenzeiger 2,3 sind an Wellen 37 bzw. 38
befestigt, wobei die Welle 38 als Hohlwelle ausgebildet ist und wobei beide Wellen
durch die hohlen Nabenteile der Räder 12 und 12' nach unten ragen und in
üblicher Weise von der gleichen Kraftübertragung wie die Räder 4, 4' angetrieben
werden. Die schwarze Scheibe kann mit einem Zeiger oder einer Marke versehen sein,
die an einer um die Scheibe herum fest angeordneten, ringförmigen Uhrskala (nicht
dargestellt) entlang läuft. Auch kann am Spaltring 36 eine Einteilung für Stunden
und Minuten und am Nullende der Skala eine Marke vorgesehen sein. Bei dieser Anordnung
wird die Einstellwelle 22 in einem solchen Sinne gedreht, daß der Anschlag 20 die
Bewegung auf den Anschlag 1.9 überträgt, wobei die beiden Räder 10 und 21 sich gemeinsam
bewegen und auf diese Weise die Räder 12 und 12' drehen; dann bewegen sich die schwarze
Scheibe 31 und der Spaltring 36 zusammen, bis die Marke auf der schwarzen Scheibe
sich gegenüber der Stelle der festen Zeitskala befindet, die dem Zeitpunkt entspricht,
wo der Schalter geöffnet werden soll. Die Einstellwelle 22
wird
dann in umgekehrter Richtung gedreht, wodurch der Anschlag 20 vom Anschlag 19 fortbewegt
wird, so daß das Rad 1.2 jetzt allein umläuft. Es wird daher ein Teil des Spaltringes
durch den Schlitz 33 über die schwarze Scheibe gezogen, bis die Skala auf dem Spaltring
die Zeitdauer anzeigt, während der der Kochvorgang stattfinden soll, während die
Marke auf dem Spaltring gegenüber der festen Zeitskala anzeigt, wenn der Schalter
geschlossen werden soll.