DE1465664C - Schrittantrieb für elektrische Schaltvorrichtungen. Anm9 Holzer, Walter, 7758 Meersburg - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Schrittantrieb für elektrische Schaltvorrichtungen mit einem kontinuierlich drehbaren Antriebsteil, einem konzentrisch zu diesem Antriebsteil angeordneten, schrittweise drehbaren Abtriebsteil, einer konzentrisch zu diesen angeordneten Drehfeder, deren eines Ende mit dem Antriebsteil und deren anderes Ende mit dem Abtriebsteil gekoppelt ist, und zwei auf gegenüberliegenden Seiten der Achse des Schrittantriebes angeordneten verschiebbaren Sperrorganen, die in das Abtriebsteil und in eine kreisförmige. Steuerkulisse eingreifen, welche aus einer geraden Zahl von Führungsbahnen zusammengesetzt ist, die aus Kreisbögen von gleichem Winkel bestehen und an ihren Stoßstellen um die Abmessungen der Sperrorgane radial versetzt und in Drehrichtung überlappend so angeordnet sind, daß die unter der Wirkung der Drehfeder an den Enden zweier Führungsbahnen anliegenden Sperrorgane in Abhängigkeit von der Drehung des Antriebsteiles jeweils radial in die anschließenden Führungsbahnen verschiebbar sind und dabei das Abtriebsteil für eine durch die bei dieser Drehung des Antriebsteiles gespannte Drehfeder bewirkte schlägartige Verdrehung bis zur Anlage der Sperrorgane an den Enden dieser Führungsbahnen freigeben.

Bei einer bekannten Einrichtung dieser Art (deutsche Patentschrift 197 224) sind die Sperrorgane als Kugeln ausgebildet und in der Steuerkulisse einer mit dem Antriebsteil starr verbundenen Steuerscheibe sowie zwischen zwei feststehenden Führungsplatten radial beweglich geführt. Die als Kugeln ausgebildeten Sperrorgane liegen nicht mit dem vollen Querschnitt an den Enden der Führungsbahnen an und ermöglichen deshalb keine ausreichende Schaltgenauigkeit. Außerdem kann dort schon nach wenigen Schaltvorgängen eine die Betriebssicherheit und Lebensdauer beeinträchtigende Verformung der Anschläge der Führungsbahnen auftreten. Außerdem muß dort das Abtriebsteil die am Ende jedes Schaltsprunges auftretenden Schläge aufnehmen, d. h., daß die entsprechenden Lager auch einer entsprechend großen, Betriebsstörungen verursachenden Belastung ausgesetzt sind.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, bei einem solchen Schrittantrieb die Betriebssicherheit sowie die Schaltgenauigkeit mit einfachen Mitteln zu erhöhen.

Die erfindungsgemäße Lösung besteht darin, daß \ die Sperrorgane an einem zwischen · gehäusefesten Führungsstücken angeordneten Schlitten angebracht sind, welcher durch einen am Antriebsuil befestigten, in einer Aussparung Schlitten an diesem angreifenden Nocken verschiebbar ist, und daß. die Steuerkulisse in dem Abtriebsteil vorgesehen ist und aus zwei konzentrischen Führungsbahnen besteht.

Durcli diese Ausbildung ergibt sich die Möglichkeit, die Sperrorgane so auszubilden, daß sie mit ihrem vollen Querschnitt wirksam sind, so daß eine höhere Schaltgenauigkeit und Betriebssicherheit sowie Lebensdauer erreicht wird.

Im Prinzip ist zwar die Verwendung von verschiebbaren Sperrplatten mit stiftförmigen Sperrorganen der schrittweise betutinburcn Abtriebsäule im Zusammenhang mit einem elektrischen Drehschalter bekannt. Bei diesem bekannten Drehschalter wird aber die Sperrplatte mit den Sperrorganen durch einen Exzenter kreisend parallel verschoben, so daß sich diese bekannte Spurrplauenanordnung für die Lösung der der Erfindung zugrunde liegenden Aufgabe nicht eignet.

In weiterer Ausbildung der Erfindung ist vorgesehen, daß in der Aussparung symmetrisch zur Nockenachse derart Nasen angeordnet sind, daß deren Berührung mit dem Nocken an einer Stelle erfolgt, deren Verbindungslinie mit dem Mittelpunkt der Achse einen Winkel, vorzugsweise von 90°, mit der Bewegungsrichtung des .Schlittens bildet.

ίο Durch diese Maßnahme kann die geradlinige Bewegung des Schlittens, die von der kreisförmigen Bewegung des Nockens erzeugt wird, präziser gesteuert werden, so daß auch dadurch eine weitere Erhöhung der Schaltgenauigkeit erzielt wird. Man erreicht näm-

ij lieh, daß die Auslösung bzw. Freigabe des Antriebsteils zeitig sehr exakt erfolgt.

Vorteilhaft ist es auch, daß die Sperrorgane als kreisbogenförmige Vorsprünge an dem Schlitten angeformt sind. Auf diese Weise lassen sich die Sperr-

ao organe und der Schlitten aus einem einzigen Teil herstellen, und es bedarf keiner besonderen Justierarbeiten, um die Sperrorgane in bezug auf die Steuerkulissen in die richtige Lage zueinander zu bringen.
In weiterer Ausbildung der Erfindung ist vorgesehen, daß das Abtriebsteil eine Scheibe ist und Stifte trägt, weiche ein Antriebsritzel bilden.

Auf diese Weise läßt sich der erfindungsgemäße Schrittantrieb zum Antreiben eines Schaltwerkes oder Programmwerkes verwenden.

Ein besonders raumsparender und konstruktiv ein-

— fächer Aufbau läßt sich damit erzielen, daß das Abtriebsteil eine Welle besitzt, die gleichzeitig das Lager für das Antriebsteil ist und eine Hinterschneidung für das eine Ende der als Spiralfeder ausgebildeten Drehfeder besitzt, deren anderes Ende mit dem innen diese Feder aufnehmenden, als Antriebszahnrad ausgebildeten Antriebsteil verbunden ist.

In den Zeichnungen sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt, die-nun im folgenden näher erläutert werden.

Fig. 1 zeigt schematisch im Schnitt einen Antriebsmotor mit Getriebe, Energiespeicher, Hemmwerk und Antriebsritzel;

F i g. 2 zeigt schematisch das Hemmwerk mit einem Schlitten mit Vorsprüngen und einem Exzenternöcken. der den Schlitten hin- und herbewegt;

F i g. 3 entspricht der F i g. 2, nur ist hier die Aussparung im Schlitten so gewählt, daß zu einem günstigeren Zeitpunkt die Auslösung erfolgt;

Fig. 4 zeigt eine andere Ausführungsform des Schlittens.

In der F i g. 1 ist ein Antriebsmotor 1 gezeichnet, der in einer Platine bzw. einem Gehäuseteil 2 untergebracht bzw. angeflanscht ist. Zwischen diesem und dem anderen Gehäuseteil 3 liegt ein Hemmwerk mit Antriebsteil und Antriebsritzel. Das Ritzel -4 des Antriebsmotors 1 greift dabei in das Zahnrad 5, dessen Ritze! 6 wiederum in das Zahnrad 7, weiter dessen Ritzel 8 in das Zahnrad 9 und letzten Endes das Ritzel iO dieses Zahnrades in das näher erläuterte Antriebszahnrad 11. Dieses Antriebszahnrad 11 ist innen hohl. Dieser Hohlraum dient zur Aufnahme einer F'.achbandzugfeder 12. Das innere Ende 13 dieser Flachbandzugfeder ist mit der Welle 14 verbund'-'n, das äußere Ende 15 mit dem Antriebszahnrad 11. Mit der Welle 14 fest verbunden ist der Exzerter 16. Der Exzenter 16 dient dazu, den Schlitten 17'mit «einen Vorsprüngen 18 wie später beschrieben

hin- und herzubewegen. Schließlich endet diese Welle 14-im Ausführungsbeispiel in einem Antriebsteil 19, wobei auf der dem Antriebszahnrad 11 zugewandten Seite des Antriebsteiles 19 Ausnehmungen 20 vorhanden sind, die im folgenden als Führungsbahnen bezeichnet werden. Auf der anderen Seite bildet dieser Antriebsteil das Antriebsritzel 21, wobei beim Ausführungsbeispiel dieses Antriebsritzel von zwei Stiften 22 gebildet wird, die in eine Verzahnung am Umfang einer Steuerscheibe eingreifen, die z. B. an sich bekannte konzentrische Nockenbahnen besitzt, um z. B. in Gruppen angeordnete Kontakt- bzw. Abtasthebel zu schalten bzw. zu bewegen.

Die Wirkungsweise des Hemmwerks ist aus den Fig. 2 und 3 zu ersehen. Der Schlitten 17' wird zwischen gehäusefesten Anschlägen 25 und 26 in Pfeilrichtung 27 hin- und herbewegt, wenn der dauernd drehende Antriebsmotor 1 die Welle 14 und damit den Exzentemocken 28 in Pfeilrichtung 29 dreht. Die Aussparung 30 im Schlitten 17' bewirkt dabei, daß der Schlitten hin- und herbewegt wird. Auf dem Schlitten sind die Vorsprünge 17,18 z. B. als herausgebogene Lappen angebracht.

Man erkennt, daß, wenn diese Vorsprünge die Höhe 31 und die Breite32 besitzen, in der Fig. 2 dargestellten Stellung die sogenannte Sperrstellung vorhanden ist. Der Abstand der Vorsprünge 17,18 sei, wie in der F i g. 2 dargestellt, mit der Bezugszahl .33 angegeben. Werden diese Vorsprünge jetzt gemeinsam in Pfeilrichtung 34 bewegt, dann gelangen sie beide in die Führungsbahnen 35, 36. Diese Führungsbahnen sind in der F i g. 1 als Ausnehmungen 20 dargestellt. Sie können aber auch beliebig anders ausgebildet sein, z. B. direkt als Durchbrüche oder nur einseitig begrenzende Flächen oder Kanäle. Bewegt jetzt der Exzentemocken 28 die Vorsprünge 17, 18 so weit, daß sie in den freien Querschnitt der Führungsbahnen 35, 36 eintreten, dann bewegt sich das Antriebsteil 19 schlagartig in Pfeilrichtung 37 um 180^. Aus der· Fi g. 2 erkennt man, daß die in Pfeilrichtung 34 bewegten Auslösenocken 17,18 jetzt wieder so stehen, daß einmal die Absätze 39,40 am Ende der Führungsbahnen 35, 36 auf den Vorsprüngeh 17,18 aufliegen und zum anderen die Absätze 41, 42 durch Aufprallen auf die Vorsprünge 17; 18 die Weiterbewegung des Antriebsteiles 19 sperren, je nachdem, ob die im festen Abstand 33 voneinander auf dem Schlitten 17' fest angebrachten Vorsprünge 17,18 entweder in Pfeilrichtung 34 oder in Pfeilrichtung 38 bewegt werden.

In der F i g. 3 bezeichnen die gleichen Zahlen die gleichen Teile. Man erkennt hierbei .wieder, daß die Überlappung der Führungsbahnen 35, 36 mindestens so groß sein muß, wie die Höhe 31 der Vorsprünge ist, und ferner die seitliche Versetzung dieser Führungsbahnen so groß sein muß, wie die Breite 32 der Vorsprünge ist. Bei der Ausführung in der F i g. 3 sind in der Aussparung 30 Nasen 43, 44 vorgesehen. Die Welle 14 treibt hier einen anders ausgebildeten Exzenternocken 45. Der Exzentemocken ist so ausgebildet, daß z. B. die Nase 44 schon an der Stelle 46 berührt wird. Die Verbindungslinie 47, welche diese Stelle mit dem Mittelpunkt der Welle 14 verbindet, schließt den Winkel 48 ein mit der in Pfeilrichtung 49 liegenden Bewegungsrichtung des Schiittens 17'. In dieser Stellung wird bei dem gleichen Verstellwinkel des Exzenternockens 45 dem Schlitten 17 ein viel größerer Weg zugeordnet, als wenn der Exzentemocken 45 erst den Schlitten 17' bewegt, wenn er sich annähernd in der Bewegungsrichtung bzw. Pfeilrichtung 49 des Schlittens 17' befindet. Man erreicht hierdurch also ein viel exakteres und genaueres Arbeiten.

Eine weitere Verbesserung wird noch durch eine entsprechende Ausbildung des Schuttes 17' erreicht. In der F i g. 4 bezeichnen wiederum die gleichen Zahlen die gleichen Teile. In dieser Figur ist noch einmal gezeigt, daß dem gleichen Verstellwinkel 48 einmal im Bereich der Nase 43 bzw. 44 ein Weg 50 des Schlittens entspricht und im Bereich der Bewegungsrichtung des Schlittens ein Weg 51. Die Bewegungsrichtung des Schlittens wird durch die aus der Platine herausgebogenen Führungen 52,53 erzwungen. Der Weg 51 betragt, wie die maßstäbliche Zeichnung hierin zeigt, nur einen Bruchteil des Weges 50. Die Vorsprünge 17,18 sind kreisbogenförmig ausgebildet.

Als Anwendungsgebiet der. Erfindung ,sind alle Möglichkeiten zu bezeichnen, bei denen ein Hemmwerk zwischen einen Energiespeicher und ein Antriebsglied geschaltet ist und in genau exakten zeitlichen Abständen jetzt ein ständig nachgespannter Energiespeicher vom Hemmwerk freigegeben das Antriebsritzel antreibt, ohne daß die dadurch auftretenden Schläge einen raschen Verschleiß der aufeinanderprallenden Teile verursachen wurden.

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Schrittantrieb für elektrische Schaltvorrichtungen mit einem kontinuierlich drehbaren An- -" triebsteil, einem konzentrisch zu diesem Antriebsteil angeordneten, schrittweise drehbaren Abtriebsteil, einer konzentrisch zu diesen angeordneten Drehfeder, deren eines Ende mit dem Antriebsteil und deren anderes Ende mit dem Abtriebsteil gekoppelt ist, und zwei auf gegenüberliegenden Seiten der Achse des Schrittantriebes angeordneten . verschiebbaren Sperrorganen, die in das Abtriebsteil und in eine kreisförmige Steuerkulisse eingreifen, welche aus einer geraden Zahl von Führungsbahnen zusammengesetzt ist, die aus Kreisbögen von gleichem Winkel bestehen und an ihren Stoßstellen um die Abmessungen der Sperrorgane radial versetzt und in Drehrichtung überlappend so angeordnet sind, daß die unter der Wirkung der Drehfeder an den Enden zweier Führungsbahnen anliegenden Sperrorgane in Abhängigkeit von der Drehung des Antriebsteiles jeweils radial in die anschließenden Führungsbahnen verschiebbar sind und dabei das Abtriebsteil für eine durch die bei dieser Drehung des Antriebsteiles gespannte Drehfeder bewirkte schlagartige Verdrehung bis zur Anlage der Sperrorgane an den Enden dieser Führungsbahnen freigeben, dadurch gekennzeichnet, daß die Sperrorgane (17,18) an einem zwischen gehäusefesten Führungsstücken (25, 26) angeordneten Schlitten (17') angebracht sind, welcher durch einen am Antriebsteil (11) befestigten, in einer Aussparung (30) des Schlittens an diesem angreifenden Nocken (28) verschiebbar ist, und daß die Steuerkulisse in dem Abtriebsteil (19) vorgesehen ist und aus zwei konzentrischen Führungsbahnen (35, 36) besteht.

2. Schrittantrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in der Aussparung symmetrisch zur Nockenachse derart Nasen (43, 44)

angeordnet sind, daß deren Berührung mit dem Nocken an einer Stelle erfolgt, deren Verbindungslinie mit dem Mittelpunkt der Achse einen Winkel, vorzugsweise von 90°. mit der Bewegungsrichtung des Schlittens bildet.

3. Schrittantrieb nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Sperrorgane (17, 18) als krcisbogenförmige Vorsprünge an dem Schlitten (17') angeformt sind.

4. Schrittantrieb nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Abtriebsteil (19) eine Scheibe ist und Stifte (22) trägt, weiche ein Antriebsritzel (21) bilden.

5. Schrittantrieb nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Abtriebsteil (19) eine Welle besitzt, die gleichzeitig das Lager für das Antriebsteil (11) ist und eine Hinterschneidung für das eine Ende der als Spiralbandfeder ausgebildeten Drehfeder (12) besitzt, deren anderes Ende mit. dem innen diese Feder aufnehmenden, als Antriebszahnrad ausgebildeten Antriebsteil (11) verbunden ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen