DE2225668A1 - Kontaktschaltsystem fuer schaltuhren - Google Patents

Description

• Kontakt-Schaltsystem für Schaltuhren Die Erfindung bezieht sich auf ein Kontakt-Schaltsystem bei einer elektrischen Schaltuhr mit einer umlaufenden Schaltscheibe, auf deren Umfang mindestens 2 Schaltreiter angeordnet sind, welche eine Kontaktbetätigung mit einander sich aufhebenden Schaltfunktionen bewirken.
• Es sind zahlreiche unterschiedliche Kontakt-Schaltsysteme der vorgenannten Art bekannt, jedoch befriedigen die gebräuchl7chen Konstruktionen nicht vollständig. So werden bei den bekannten Kontakt-Schaltsystemen die eingestellten Schaltzeiten nicht immer ausreichend genau eingehalten, und es lassen sich in der Regel nur relativ große Schaltabstände einstellen. Ein Nachteil der meisten Kontakt-Schaltsysteme ist auch, daß se keine unsachgemäße drehrichtungsentgegengesetzte Zeiteinstellung ermöglichen und nur mit Hilfe zusätzlicher Konstruktionselemente gewährleisten, daß bei Drehen der Schaltscheibe von Hand die Schaltfolge des Programms nicht außer Tritt kommt.
• Es sind zum Beispiel Kontakt-Schaltsysteme bekannt, bei denen die Schaltreiter am Umfang der Schaltscheibe unmittelbar durch einen Schaltstern abgetastet werden, indem ein Sternteilungszahn in die radiale Umlaufbahn der Reiter hineinragt und durch das Profil der Reiter beim Durchlauf mitgenommen wird.
• Bei derartigen Anordnungen ist die Verwirklichung relativ kleiner Schaltwege nur bedingt realisierbar, da der Mindestabstand der Schaltreiter auf die Sequenz der Schaltsternzähne abgestimmt werden muB, um den gleichzeitigen Eingriff von 2 Reitern und somit ein Verklemmen zu verhindern. Diese nachteilige Beschränkung der maximalen Schaltsternteilung wird durch den ungünstigen Funktionsablauf der Schaltsterndrehbewegung noch verstärkt. Wenn beispielsweise zur Abtastung der Schaltreiter ein achtteiliger Scha lt stern mit Teilungswinkeln 450 verwendet wird, gehen über 50 % des Drehwinkels nach dem Anlaufen des Reiters für den Aufbau der dynamischen Betätigungskraft als Leerhubweg verloren, und nur die verbleibenden ca. 200 stehen noch als aktiver Sprungwinkel im Schaltaugenblick als Schaltweg der Kontakt-Einrichtung zur Verfügung, Die dadurch bedingte zwangsläufige Begrenzung der Schaltkontakte und des Schaltabstandes bei Folge-Schaltungen ist für moderne Schaltuhren nicht tragbar, so daß ein Weg gefunden werden muß, diese Nachteile zu umgehen.
• Es ist Aufgabe der Erfindung, ein Kontakt-Schaltsystem zu schaffen, welches die Nachteile der beschriebenen Kontaktbetätigungs-Einrichtungen vermeidet und wesentlich genauer und vielseitiger ist als die bisher bekannten Lösungen.
• Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß für die Abtastung der Schaltreiter ein Hebelarm als Bewegungsorgan vorgesehen ist, welcher mit einer Kontakt-Einrichtung derart in Wirkverbindung steht, daß beim Auftreffen des Schaltreiters auf den Tast-Schaltschieber die Kontaktbetätigung durch das Schaltmittel ausgeführt wird.
• Die Wirkungsweise des Schaltschiebers ist dabei dergestalt, daß bei jedem Vorbeilauf eines Sch-altreiters der Hebelarm langsam durch die Schaltkante des Reiters angehoben und so lange parallel zu den Auflage- und Führungspunkten in Betätigungsrichtung verschoben wird, bis er nach Überschreiten der Schaltreiterspitze entlang der Abfallkante des Reiters schnell in seine Ausgangsstellung zurückfällt.
• Diese erfindungsgemäße Hebelbewegung der Wirkschaltverbindung bewirkt, daß eine mit dem Schaltschieber verbundene Blattfeder beim Anheben veranlaßt wird, sich über einen Zahn des Schaltrades hinweg nach hinten zu bewegen, und so beim Abfallen als Stoßklinke einen Schrittschaltmechanismus in Drehbewegung versetzt, der mit Hilfe einer formschlüssig verbundenen Nockenscheibe die Kontakteinrichtung steuert. Der Schaltnocken ist dabei derart ausgebildet, daß ein Rücklauf des Sperrklinkenrades während des kraftschlüssigen Rückzugs der Blattfeder über das Schaltrad sicher verhindert wird, indem die Betätigungsfeder des Schaltkontaktes in die keilförmigen Ausschnitte am Umfang des Schaltnockens einrastet und damit gleichzeitig die zusätzliche Funktion einer Rücklauf-Sperrfeder übernimmt.
• Dieses Schaltschieber-Funktionsprinzip gestattet im Gegensatz zu den eingangs genannten Schaltsystemen eine beliebige Reduzierung der Schaltabstände bei Folgeschaltungen bis zum Idealabstand 0.
• Ein weiterer Vorteil des Schaltschiebersystems ist außerdem die Unabhängigkeit der Schaltmittelbetätigungskräfte von den -Kontaktdrücken und Kontaktabständen der Schalteranordnungen.
• Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist die Ausführungstorm der verwendeten Schaltreiter, die eine durchgehende Schaltkante aufweisen, welche gleichzeitig zur Zeiteinstellung und als Betätigungskante für den Tast-Schaltschieber dient. Diese erfindungsgemäß axial verlaufende Schaltkante ermöglicht dabei einerseits ein paralaxenfreies Einstellen und Ablesen des Schaltzeitpunktes und andererseits durch die damit verbundene Spitze des Schaltreiters eine Sprungcharakteristik des Schaltschiebers im Moment des Schaltaugenblicks. Durch die tangentiale Anbringung des Schaltschiebers wird die Schalt genauigkeit unabhängig von den radialen Toleranzen der Schaltvorrichtung, denn die tangentialen Toleranzen können wegen der durchlaufenden Kante des Schaltreiters sehr klein gehalten werden. Die tangentiale Anordnung des Schaltschiebers beinhaltet außerdem den Vorteil, daß der Schaltpunkt und die Einstellmarkierung des Schaltsystems im-Gegensatz zu den bekannten Schaltuhren ohne Schwierigkeit auf die vertikalen oder horizontalen Koordinaten der Schaltscheibe gelegt werden können.
• Bei Verwendung mehrerer Schaltschieber ist lediglich darauf zu achten, daß die achsiale Länge des Schaltarms vom Aufhängepunkt bis an die Spitze genau die gleiche ist.
• Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Ausgestaltung des Schaltsystems ist, daß beim Durchdrehen der Schaltscheibe von Hand in Gegenbetätigungsrichtung die Auslenkung des Tastarms nur in radialer Richtung erfolgt und dadurch keine Funktionswirkung erreicht wird.
• Bei einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, daß die Schaltfunktionen auch außerhalb des automatischen Schaltprogrammes ausgelöst werden können, etwa zu Kontroll- oder Revisionszwecken, ohne daß aufwendige Eingriffe in den Schaltmechanismus notwendig werden.
• Bei der beschriebenen Erindung handelt es sich um ein Schaltwerk, das vom Prinzip her besonders einfache und zweckmäßige Ausgestaltungen des Handschaltbetriebs ermöglicht.
• Der schaltarm kann in diesem Fall mit einem von Hand betätigten Schaltfinger kurzzeitig in Weiterschaltrichtung bewegt werden, um mit Hilfe des Rückstellimpulses das Schaltrad um einen Schritt zu drehen und damit eine neue Kontaktstellung einzuleiten.
• Bei einer anderen bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, daß die Schaltfunktionen von zwei mit gleichen oder mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten umlaufenden Programmscheiben ausgelöst werden können, etwa als Erweiterung-einer an sich bekannten Tagesschaltung zu einer sogenannten Wochenschaltuhr, wenn z.B. mehrere Unterbrechungen der von der 24-Stunden-Schaltscheibe periodisch ausgelösten Schaltfunktionen während eines Wochenablaufs gewünscht werden.
• Auch in diesem Fall gestattet das erfindungsgemäße Funktionsprinzip des Schaltwerks eine einfache Lösung, denn der Tasthebel kann mit Hilfe der Schaltreiter der Wochenscheibe für die Zeit der Unterbrechungsdauer angehoben werden und damit aus dem radialen Funktionsbereich der durchlaufenden Schaltreiter auf der Tagesscheibe herausgeschwenkt werden.
• Die während dieser Zeit durchlaufenden Schaltreiter bleiben damit ohne Wirkung.
• In der nachfolgenden Beschreibung, in den Patent-Ansprüchen und in den Zeichnungen sind weitere Merkmale der Erfindung beschrieben bzw. dargestellt, wobei es sich versteht, daß die Erfindung in zahlreichen unterschiedlichen Ausführungsformen verwirklicht werden kann.
• In den Zeichnungen sind zwei mögliche Ausführungsbeispiele des Erfindungsgedankens dargestellt.
• Es zeigen Figur 1, Fig. 2a und Fig. 2b ein Kontaktschalt-System im Prinzip-Aufbau für die Ansteuerung mit einer Schaltscheibe.
• Fig. 1 Die Kontaktschalt-Einrichtung in Seiten-Ansicht Fig. 2a Die Kontaktschalt-Einrichtung in Draufsicht Fig. 2b Eine Nockenscheibe mit Schaltkontakt in Draufsicht.
• Es zeigen Fig. 3, Fig. 4a und Fig. 4b ein Kontakt-Schaltsystem im Prinzip-Aufbau für die Ansteuerung durch zwei unabhängig voneinander programmierbaren Schalt scheiben.
• Fig. 3 Die Kontaktschalt-Einrichtung in Seiten-Ansicht Fig. 4a Die Kontaktschalt-Einrichtung in Draufsicht Fig. 4b Eine Nockenscheibe mit Schaltkontakt in Draufsicht.
• Das in den Figuren 1 bis 2b dargestellte Kontakt-Schaltsystem wird im folgenden beschrieben.
• Am Umfang der Schaltscheibe 1 befinden sich in beliebigen Abständen die Schaltreiter la und Ib. Die beiden Reiter bilden ein zusammengehöriges Paar, welches zwei Kontaktbetätigungen-miteinar.der sich aufhebenden Funktionen bewirkt. Falls erwünscht, können weitere Paare auf der Schaltscheibe angebracht werden, wodurch während jedes Umlaufes eine entsprechend größere Anzahl von Schalterbetätigungen auslösbar ist.
• Trifft ein Schaltreiter bei seiner Radial-Bewegung auf die Tastnase 3a des Schaltschiebers 3, drückt der Reiter in Drehrichtung gegen die vertikal angeordnete Anlauffläche der Tastnase und versucht, den Hebel gegen die Wirkung der Feder 4 mitzunehmen. Der Hebel weicht federnd aus und wird sodann durch die Zwangsführung in seiner Führungsnut zu einer Parallelverschiebung zu Lagerpunkt 7 und Aufladepunkt 8 gezwungen.
• Bei dieser erfindungsgemäßen Hub-Bewegung, während der reibschlüssigen, Verbindung zwischen Reiter und Tastnase wird die Transportblattfeder 5 über einen Zahn des Segmenten-Schaltrades 6 nach hinten angehoben.
• Wenn der Schaltreiter im Moment des Schaltaugenblicks den ausgelenkten Schaltschieber losläßt, kehrt der Schaltarm durch die Rückstellkraft der Zug-Feder 4 zurückgezogen in seine Ausgangsstellung zurück und nimmt bei der Rückstell-Hubbewegung mit Hilfe der Blattfeder als Stoßklinke das Schaltrad um einen Zahnabstand mit.
• Der mit dem Schrittschaltmechanismus formschlüssig verbundene Nockenträger (Fig. 2b/1) ist so geformt, daß seine Schaltteilung kongruent zu der Zahnteilung des Schaltrades (Fig. 2a/6) ist.
• Die keilförmigen Ausschnitte am Umfang an der Nockenscheibe (Fig. 2/1) unterstützen das Einrasten der Betätigungsfeder (Fig. 2b/2) des Schaltkontaktes als Rücklaufsperre, und ersparen damit einen aufendigen Sperrmechanismus.
• Das in den Figuren 3 bis 4b dargestellte Ausführungsbeispiel zeigt die Erweiterung des Kontaktschalt-Systems zur Ansteuerung mit zwei unabhängig voneinander programmierbaren und mit verschiedenen Geschwindigkeiten umlaufenden Schaltscheiben.
• Wie ersichtlich, kann der Hebelarm 3 der Kontaktschalt-Einrichtung mit Hilfe der Reiter la und ib, bzw. 2a und 2b,am Umfang der beiden Schaltscheiben 1 und 2 an den Schaltnasen 3a und 3b des Hebelarms 3 getrennt angefahren und in Funktionsrichtung ausgelenkt werden.
• Das Schaltsystem gestattet die Anwendung einfachster Konstruktionselemente zur Erfüllung sämtlicher Forderungen, die an eine moderne Schaltuhr gestellt werden.
• Wenn z.B. eine Wochenschaltung als Aufgabenstellung gegeben ist, kann der Hebelarm 3 durch d.ie Reiter 2a und 2b der Wochenscheibe 2 so weit ausgelenkt werden, daß die Reiter la und 1b am Umfang der Tagesscheibe 1 während ihres Durchlaufs wirkungslos bleiben.
• Es liegt im Rahmen des Erfindungsgedankens, daß das Kontakt-System für jede Schaltuhr mit beliebiger Einteilung und Übersetzung geeignet ist.
• Eine eventuelle notwendige Abwandlung der Tasthebel-Form vom Ausführungsbeispiel ist dabei ohne Einfluß auf das Funktionskonzept.
• Ebenso können die Ein- und Ausschaltstellungen durch die Wahl der entsprechenden Schaltelemente gegeneinander vertauscht werden.
• Eine zusätzliche Steigerung der Schaltmöglichkeiten kann durch Anbau weiterer Kontakt-Systeme erreicht werden, oder durch Umwandlung der parallel zueinander ablaufenden Schaltprogramme in zwangsgeführte Fo-lge-Schaltungen.
• Wenn z.B. die Forderung erfüllt werden soll, daß nur während bestimmten vorprogrammierten Zeitintervallen eine kontinuierlich umlaufende Zeitscheibe wirksam sein darf, kann man die Sequenzierung des Zahnsegmenten-Schaltrades so aufteilen, daß die Transport-Blattfeder des Schrittschaltmechanismusses der Zeitscheibe so lange nicht im Transporteingriff ist, bis das Scktrad mit Hilfe eines zweiten formsdlüssig verbundenen Schaltrades einer zusätzlichen Zeitscheibe so lange schrittweise gedreht wird, bis die Transportvorrichtung in Eingriff kommt und das eingestellte Programm ablaufen kann.

Claims (11)

1. Patentansprüche

   1 Kontakt-Schaltsystem für elektrische Schaltuhren, bei welchen @ auf der umlaufenden Schaltscheibe Schalireiter zum Betätigen des zu dem Kontakt-Schaltsystem gehörenden Schaltschiebers angebracht sind, dadurch gekennzeichnet5 daß der als Abtastelement zwischen Schaltreiter und Kontakteinrichtung angeordnete Schaltschieber bei jedem Vorbeilauf eines Schaltreiters während der kraftschlüssigen Verbindung parallel zu seinem Auflage- und Führungspunkt verschoben wird, und; diese Hubbewegung nach der Freigabe däzu dient, mit Hilfe des RUckstellimpülses eine Schrittschalteinrichtung um einen Schritt weiterzudrehen, welche mit Hilfe einer Nockenscheibe die Köntakteinr'ichtung betåtlgt.
2. 2. Kontakt-Schaltsystem nach Anspruch 1,?, dadurch gekennzeichnet, daß durch das indirekt wirkende Schaltschieber-Prinzip die radial wirkende Betätigungskraft der Schaltreiter unabhängig wird von dem Kontaktdruck und dem Kontaktabstand der Zü schaltenden Kontakteinrichtung,-
3. 3. Kontak-Schaltsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schaltschieber von der Rückholfeder (4) schlagartig zurückgezogen wird, wenn der Schaltreiter außer Eingriff mit der Schaltnase des Schiebers kommt und die Kontakt-Einrichtung deshalb mit der Schalt-Charakteristik eines Mikro-Schalters (Sprungschaltung) durch das Schaltmittel betätigt wird.
4. 4. Kontakt-Schaltsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schaltschieber eine Tastnase aufweist, 'die so angeordnet istl daß der Schaltschieber nur im Uhrzeigersinn von den Schaltreitern mitgenommen und zu der für die Weiterschaltung notwendigen Hubbewegung gezwungen wird. Das Schaltsystem ist deshalb unabhängig von der Priorität bevorzugter Drehrichtungen und ermöglicht ein Verdrehen der Schaltscheibe in Gegen-Drehrichtung ohne Beeinflussung der Programm-Schaltfolge.
5. 5. Kontakt-Schaltsystem nach Anspruch 3 dadurch gekennzeichnet, daß der Schaltschieber zwei oder mehrere Tastnasen aufweist, die so angeordnet sind, daß der Schaltschieber von Schaltreitern am Umfang von verschiedenen Schaltscheiben betätigt werden kann die mit gleichen oder unterschiedlichen Geschwindigkeiten umlaufen.
6. 6. Kontakt-Schaltsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schaltschieber von Hand so weit in Funktionsrichtung ausgelenkt wird, daß nach Auflösung der wirkschltissigen Verbindung die Schalteinrichtung mit Hilfe de-s Rvickstellhubs betätigt wirdw
7. 7. Kontakt-Schaltsystem nach Anspruch 1-, dadurch gekennzeichnet-, daß zum Aufbau der dynamischen Betätigungskraft des Schaltschiebers kein Drehwinkel als Hubweg notwendig ist und deshalb nur der aktive Sprungwinkel des Kontakt-Schaltsystems den minimal möglichen Schaltabstand des Schaltsystems bei Ansteuerung des Schaltschiebers von einer Schaltebene beeinflußt.
8. 8. Kontakt-Schaltsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Einzel-Schaltsystem durch mehrere übereinander angeordnete Schaltsysteme zum Mehrfach-System erweitert werden kann und mit Hilfe von speziell geformten Schaltreitern von einer Schalt scheibe in verschiedenen Schaltebenen angesteuert werden kann und damit eine Vielzahl von Schaltvariationen mit unterschiedlichen Programmabläufen ermöglicht.
9. 9. Kontakt-Schaltsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Einzel-Schaltschieber-System durch zwei parallel angeordnete Schaltschieber ersetzt wird, um ein Doppel-Schaltschieber-System zu ermöglichen, bei dem die Weiterschaltung der gemeinsamen Kontakt-Einrichtung von der Wechselwirkung der beiden Schaltschieber abhängig ist, Die bestehende Schaltstellung wird bei diesem Doppelschieber-System nur durch die Betätigung des Gegenschaltschiebers auf gehoben, während der zugeordnete Schaltschieber infolge der Spezialverzahnungen des Segmentensachaltrades der Schrittschalteinrichtung nach Erstbetätigung bei jeder nachträglichen Auslösung bis zur Aufhebung der bestehenden Schaltstellunz funktionslos bleibt.
10. 10. Kontakt-Schaltsystem nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß bei Steigerung der Betätigungsfrequenz des Doppelschieber-Systems bis zur gleichzeitigen Auslösung der Parallelschaltschieber die Einstellung des Ideal-Schaltabstandes 0 ermöglicht wird.
11. 11. Kontakt-Schalteinrichtung nach Anspruch 9 dadurch gekennzeichnet, daß mit Hilfe des Doppelschaltschieber-Systems Schaltprogramme mit zwangsgeführter Folgeschaltung-Charakteristik ausgeführt werden können, bei denen beispielsweise kontinuierlich ablaufende Schaltprogramme während bestimmten Zeitintervallen uhterbrochen werden oder Schaltprogramme erst nach Ablauf von Vorgabezeiten zum Funktionseinsatz gebracht werden.

    Die Verzahnung des Zahnsegmenten-Schaltrades ist dabei in 2 Funktionsebenen aufgelöst, die eine 2-polige Betätigung des von zwei verschiedenen Schalt scheiben gesteuerten Doppelschaltschieber-Systems in der Weise ermöglicht, daß der Transport-Eingriff des der ersten Schaltscheibe zugeordneten Schaltschiebers entweder zeitweise unterbrochen oder für ein festgelegtes Zeitintervall eingekuppelt wird.