DE3541651C1 - Time switch - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Schaltuhr gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Eine gattungsgemäße Schaltuhr ist beispielsweise aus der US-PS 29 05 777 bekannt, wo der Abtastfinger die Momentanstellung der längs der Peripherie einer Schaltprogrammscheibe angeordneten sogenannten Schaltreiter radial abtastet und dementsprechend Schaltstrecken öffnet oder schließt. Die periphere Abtastung der Programmscheibe kann grundsätzlich aber auch in axialer Richtung erfolgen.

Bei Schaltuhren anderer Gattung ist keine kontinuierliche Abtastung der peripheren Folge von radial einstellbaren Schaltreiter-Sektoren an der Schaltprogrammscheibe gegeben. Vielmehr wird dort eine Schalt­ programmscheibe nur an denjenigen Zeitpositionen mit Schaltreitern bestückt, an denen einen Umschaltung aus der momentan gegebenen Schaltstellung erfolgen soll. Diese Umschaltung erfolgt mittels eines Drehsternes aufgrund vorübergehenden Eingriffes mit dem daran vorbeibewegten Schaltreiter, wenn dessen geometrische Ausbildung eine Umschaltkopplung hervorruft, nämlich eine andere Schaltstellung als die momentan vom Drehstern eingenommene Schaltstellung verlangt. Bei jenen Schaltuhren gattungsfremder Art ist es bekannt, den Dreh­ stern manuell in eine andere als die von der Programmscheibe jüngst hervorgerufene Schaltstellung zu setzen; nämlich um den nächstfolgenden Schaltvorgang schon vorweg zu nehmen. Der nächstfolgende Schaltreiter bewirkt dann also keine Umschaltung mehr, weil ja die gegebene Schalt­ stellung schon seinem Schaltbefehl entspricht; und erst danach folgen wieder die Umschaltvorgänge in der Reihenfolge der Schaltreiter-Be­ stückung auf der Schaltprogrammscheibe. Eine solche sogenannte Vorweg­ schaltung weist den Vorteil auf, einen Umschaltvorgang (also beispiels­ weise das Einschalten oder Ausschalten eines elektrischen Verbrauchers) bedarfsweise manuell schon zu einem Zeitpunkte vornehmen zu können, da die Schaltreiterbestückung der Schaltscheibe dieses noch gar nicht bewirkt - wobei dafür die momentan gegebene Bestückung nicht geändert werden muß und (ohne weitere manuelle Eingriffserfordernisse) vom nächstfolgend über die Programmscheibe tatsächlich durchgeführten Schaltvorgang an wieder das zuvor eingerichtete Schaltprogramm ab­ läuft.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine solche Vorwegschaltung auch bei Schaltuhren gattungsgemäßer Art zu verwirklichen; bei denen die Umschaltvorgänge nicht aufgrund nur vorübergehenden Eingriffes eines Schaltreiters gegen einen Drehstern erfolgen, sonder nach Maßgabe einer Abtastung des Randes der Schaltprogrammscheibe. Weil hier stets die momentane Stellung des Abtastfingers die elektrische Schaltkontaktstellung bestimmt, ist die vorerwähnte manuelle Vorweg­ schaltung zu einem Zeitpunkt, da der für den Schaltvorgang interessierende Schaltreiter funktionell nicht wirksam ist, grundsätzlich nicht möglich.

Die Aufgabe wird bei einer Schaltuhr gattungsgemäßer Art aber er­ findungsgemäß dadurch gelöst, daß diese gemäß dem Kennzeichnungs­ teil des Anspruches 1 ausgelegt ist.

Nach dieser Lösung kann die funktionelle Kopplung im Schaltsteuer­ mechanismus, also vom Abtastfinger zum Umschaltkontakt, in jeder Stellung aufgehoben und das Umschalt-Schnappelement in die andere als die gerade gegebene Schaltstellung stabil überführt werden, ohne die monostabile Abtastung der Schaltprogrammscheibe aufzuheben. Wenn dann die Abtaststellung des Fingers wieder mit der momentanen Schaltstellung übereinstimmt, stellt sich die funktionelle Kopplung im Schaltsteuermechanismus selbsttätig wieder her; und fortan bestimmt wieder die Abtaststellung des Fingers die, nun gemäß der federela­ stischen Anlage des Fingers gegen die Programmscheibe wieder mono­ stabile, Schaltstellung des Schnappelementes.

Zusätzliche Alternativen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den weiteren Ansprüche und, auch unter Berücksichtigung der Darlegungen in der Zusammen­ fassung, aus nachstehender Beschreibung eines in der Zeichnung unter Beschränkung auf das Wesentliche etwas abstrahiert aber angenähert maßstabsgerecht skizzierten Realisierungsbeispiels zur erfindungsgemäßen Lösung. Es zeigt

Fig. 1 eine Schaltuhr in Frontansicht, teilweise aufgebrochen zur Darstellung des Steuermechanismus ihres Schalters,

Fig. 2 die Schaltuhr aus Fig. 1 gemäß Schnitt-Sichtpfeil­ angabe II,

Fig. 3 die Schaltuhr gemäß Fig. 1, aber in gegenüber den Gegebenheiten nach Fig. 1 umgesteuerter Schalt­ stellung,

Fig. 4 die Schaltuhr gemäß Fig. 3 nach ausgeklinktem Steuer­ mechanismus und manueller Rückführung in die Schalt­ stellung gemäß Fig. 1,

Fig. 5 den Steuermechanismus in der Stellung gemäß Fig. 1 mit Schaltstellung gemäß Fig. 3 und

Fig. 6 die Gegebenheiten aus Fig. 5 gemäß der Schnitt-Sicht­ pfeilangabe VI in Fig. 5.

Die in der Zeichnung dargestellte elektromechanische Schaltuhr 11 weist hinter ihrer Frontplatte 12 in einem Gehäuse 13 ein (in der zeichnerischen Darstellung nicht sichtbares) Räderwerk zur Bewegung von Minuten- und Stundenzeigern 14, 15 vor der Skalenteilung 16 eines Zifferblattes 17 sowie zur Bewegung einer Schaltprogrammscheibe 18 mit unverlierbar eingesetzten, sektoriell radial einstellbaren Schaltreitern 19 gegenüber einer gerätefesten Zeitangabe-Markierung 20 auf. Für den dargestellten Beispielsfall ist die Übersetzung des Räderwerks so ausgelegt, daß auf eine Umdrehung der Programm­ scheibe 18 zwei Umdrehungen des Stundenzeigers 15, also 24 Stunden und dementsprechend 24 Umdrehungen des Minutenzeigers 14 entfallen. Der zeithaltende Betrieb des Werkes erfolgt mit elektischen Signalen, die je nach der Auslegung der Schaltuhr beispielsweise aus dem Wechsel­ spannungsnetz oder aus einer batteriebetriebenen elektonischen, vorzugsweise quarzstabilisierten Schwingschaltung herrühren (in der Zeichnung nicht weiter berücksichtigt). Die manuell vorgebbare (radiale) Stellung der Schaltreiter 19 und deren jeweilige Positio­ nierung an einem bestimmten Orte der Peripherie der vierundzwanzig­ stündigen Programmscheibe 18 bestimmt unter gewöhnlichen Betriebs­ gegebenheiten die Schaltstellung eines Schalters 21 und damit elek­ trischen Durchgang bzw. Öffnung über eine Schaltstrecke 22-23.

Beim zeichnerisch dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Schalter 21 nicht einfach als Schließer/Öffner ausgebildet, sondern als Um­ schalter zwischen zwei Schaltstrecken 22-23 einerseits und 22-24 andererseits mit den Kontakten 25 und 26 bzw. 27. Die von der Momentan­ stellung der Programmscheibe 18 abhängige Schaltstellung des Schalters 21 wird über einen Schaltsteuermechanismus 28 bewirkt. Für die weitere Beispielsbeschreibung sei definiert, daß die ersterwähnte Schalt­ strecke 22-23 über den Schaltsteuermechanismus 28 dann geöffnet (also elektrisch unterbrochen) ist, wenn der momentan zugeordnete (also momentan von der Markierung 20 positionierte) Schaltreiter 19 sich gerade in seiner radial eingedrückten Stellung befindet, wie für Fig. 1 vorgegeben; während diese Schaltstrecke 22-23 auf Durchgang geschaltet ist, wenn der zeitlich zugeordnete Schaltreiter 19 gemäß der Darstellung in Fig. 3 radial herausgeschoben ist. Die periphere Breite der radial einstellbaren Schaltreiter 19, also deren auf den Umfang der Programmscheibe 18 verteilte Anzahl, bestimmt somit das Zeitraster (die kürzeste Schaltzeitspanne) für die mögliche Folge von Umschaltvorgängen mittels des Schalters 21.

Der Schaltsteuermechanismus 28 besteht hier im wesentlichen aus einem zweiarmigen, abgeknickten Hebel 29, der um eine im Werkgehäuse 13 konstruktiv festgelegte Schwenkachse 30 bewegbar ist, vgl. die Querschnittsdarstellung gemäß Fig. 2 oder Fig. 6. Sein einer Hebelarm dient als Abtastfinger 31 zur (in diesem Ausführungsbeispiel) radialen Abtastung der Momentanstellung der Schaltreiter 19 beim Vorbeidrehen der Programmscheibe 18 an der gerätefesten Markierung 20 - als die bei entsprechender Sicht-Aussparung in der Frontplatte 12 auch die Abtastspitze 32 selbst dienen kann. Je nach der (konstruktiv vorge­ gebenen bzw. zugelassenen) Drehrichtung der Programmscheibe 18, angetrieben vom zeithaltenden Uhrwerk oder manuell bei der Zeitein­ stellung, weist der Abtastfinger 31 im Bereiche seiner Abtastspitze 32 wenigstens eine Auflaufflanke 34 auf, um beim Übergang von einem radial eingedrückten Schaltreiter 19 zu einem benachbarten radial ausgefahrenen Schaltreiter 19 ohne Blockage der Drehbewegung der Programmscheibe 18 gegen die monostabile Anlagekraft einer Rück­ stell-Feder 39 angehoben werden zu können.

Die momentane Stellung des vom Finger 31 abgetasteten Schaltreiters 19 bestimmt also die Schwenklage des Hebels 29.

Dessen gegenüberliegender Hebelarm 35 weist einen Eingriff 46 zu einem Schnappelement 37 auf, das im wesentlichen aus einem hier ebenfalls zweiarmigen Hebel 38 mit Klappglied 40 unter Einfluß der Zug-Feder 39 besteht. Das Klappglied 40 ist (vgl. Fig. 2) dem An­ griffspunkt 41 der Feder 39 gegenüber, mittels einer Lasche 42 ge­ lenkig mit dem einen Hebelarm 43 verbunden, der seinerseits um eine gerätefeste Stütze 44 verschwenkbar ist. Das freie Ende des Klapp­ gliedes 40, an dem der Zugfeder-Angriffspunkt 41 liegt, ist mit dem Umschalt-Kontakt 25 ausgestattet (Fig. 1). Wenn die Schwenk-Stütze 44, wie in der Zeichnung berücksichtigt, am zentralen Anschluß 22 für die Schaltstrecken 22-23 und 22-24 und sowohl der Hebel 38 wie auch das Klappglied 40 aus oder mit leitendem Material ausgebildet sind, verläuft also der Strompfad vom Anschluß 22 über das Schnapp­ element 37 mit seinem Umschalt-Kontakt 25 alternativ zum Kontakt 26 oder zum Kontakt 27. In Fig. 2 ist berücksichtigt, daß das Klapp­ glied 40 im Interesse verkantungsfreier Bewegung vorzugsweise symmetrisch aufgebaut und von der Feder 39 belastet ist; weshalb eine zusätzliche Abstützung über einen weiteren Arm 43′ vorgesehen ist.

Der zweite Hebelarm 45 des Schnapp-Hebels 38 verläuft aus Gründen raumsparenden Aufbaues abgekröpft, nämlich seitlich um den ersten Hebelarm 43 herum bis hinter dessen Abstützung an der Schwenk-Lasche 42. Dort ist ein bolzenförmiger Eingriff 46 mit dem zweiten Hebelarm 35 des Abtast-Hebels 29 ausgebildet. Die geometrischen Verhältnisse des Zusammenwirkens der beiden Hebel 29/38 sind, wie in Fig. 1 be­ rücksichtigt, derart, daß eine stets seitlich neben der Gelenk-Lasche 42 versetzt verlaufende Angriffsrichtung 47 der Feder 39 das den Umschalt-Kontakt 25 bewegende Klappglied 40 steht (monostabil) in die Schaltstellung drückt, in der die Schaltstrecke 22-23 geöffnet ist, solange der Abtastfinger 31 nicht angehoben wird.

Beim Übergang dieser Abtaststellung auf einen herausgeschobenen Schaltreiter 19 (Fig. 3) wird der Abtasthebel 28 seiner Rückstell-Feder­ kraft entgegen verschwenkt. Über den Eingriff 46 resultiert daraus eine Verschwenkung des Schnapphebels 38 um die Stütze 44 und demzu­ folge eine Verlagerung der Gelenk-Lasche 42 zur Angriffsrichtung 47 der Feder 39 hin, wie in Fig. 3 eingetragen. Das führt dazu, daß der Umschalt-Kontakt 25 aus seiner bisherigen monostabilen Stellung abgehoben und zum Arbeits-Kontakt 26 verlagert, der Stromkreis über die Schaltstrecke 22-23 also geschlossen wird. Da dabei die Angriffs­ richtung 47 noch nicht jeweils des Umschnapp-Totpunktes bei der Gelenk-Lasche 42 verlagert wird, wird diese (unstabile) Schaltstellung durch den Hebel-Eingriff 46 aufrechterhalten.

Die monostabile Abtast-Anlage des Fingers 31 gegen die Programm­ scheiben-Schaltreiter 19 bleibt durch Einleitung eines federelastischen Drehmomentes in den Abtast-Hebel 29 sichergestellt. Vorzugsweise dient auch hierfür die Schnapp-Feder 39, indem sie als Zugfeder ausgebildet und um einen Angriffs-Hebelarm 48 exzenrisch zur Ab­ tast-Schwenkachse 30 am Abtasthebel 29 abgespannt ist.

Um nun trotz dieser momentanen Stellung des Abtasthebels 29 (gemäß Fig. 3) wieder in die zunächst betrachtete Schaltstellung des Schnapp­ elementes 38 (gemäß Fig. 1) rückkehren zu können, wird die über den Eingriff 46 gegebene wechselweise Kopplung beider Hebel 29-38 manuell aufgehoben. Beim dargestellten Ausführungsbeispiel wird hierfür der zweite Hebelarm 45 des Schnapphebels 38, der z. B. aus federelastischem Blech besteht, manuell quer zu seiner Hauptebene so weit verbogen, bis ein am zweiten Hebelarm 35 des Abtasthebels 29 ausgebildeter Zapfen 49 (Fig. 2) außer Eingriff mit einer Öffnung 50 (Fig. 4) im Hebelarm 45 gerät.

Dadurch wird der Umschalt-Schnapphebel 38 nicht mehr in der Schwenk­ stellung arretiert, die durch die momentane Abtaststellung des Hebels 29 gegeben ist; und der Schnapphebel 38 kann manuell in die (nicht der momentanen Stellung des Abtasthebels 29 entsprechende) andere Schaltstellung überführt werden, in der die Schaltstrecke 22-23 wieder geöffnet ist (Fig. 4; insoweit also wieder entsprechend der Schalterstellung nach Fig. 1). Diese Schnapphebel-Stellung und dem­ zufolge auch diese Stellung der Kontaktpaarung 25-27 wird dann stabil beibehalten, weil in dieser Stellung die Angriffsrichtung 47 der Schnapp-Feder 39 wieder auf der entsprechenden Seite an der Gelenk- Lasche 42 zwischen Klappglied 40 und Hebelarm 43 seitlich vorbei läuft (Fig. 4/Fig. 1).

In entsprechender Weise kann bei aufgehobenem Eingriff 46 das Schnapp­ element 37 (nun stabil) in die entgegengesetzte Schaltstellung gesetzt werden, obgleich der Abtastfinger 31 eingefallen ist (Fig. 5), indem der Zapfen 49 (Fig. 6) aus der Öffnung 50 (Fig. 5) genommen und der Hebel 45 manuell zur anderen Seite verschwenkt wird. Da nun, bei entgegen Fig. 3 aufgehobenem Eingriff 46, die Winkelstellung des Schnapphebels 38 nicht mehr durch die momentane Winkelstellung des Abtasthebels 29 begrenzt ist, sondern durch die elastische Anlage des z. B. aus federelastischem Blech gefertigten Klappgliedes 40 mit seinem Umschaltkontakt 25 gegen den stationären Kontakt 26 be­ stimmt ist, kann die (manuelle) Verschwenkung des Schnapphebels 38 nämlich jetzt so weit erfolgen, daß die Schnappfeder-Angriffs­ richtung 47 auf die (gegenüber den Verhältnissen nach Fig. 4/Fig. 1) gegenüberliegende Seite des Totpunktes in Gestalt der Gelenk-Lasche 42 verlagert und dadurch eine stationäre Lage des Umschalt-Schnapp­ hebels 38 in dieser Lage (und unabhängig von der momentanen Winkel­ stellung des Abtasthebels 29) stabil sichergestellt ist.

Bei aufgehobenem Eingriff des Zapfens 49 (Fig. 6) liegt dieser zu­ mindest teilweise in der Nachbarschaft der Hebel-Öffnung 50 auf dem in Eingriffsrichtung auslenkbaren Hebelarm 45 auf, weil nach Beendigung des manuellen Eingriffes zum Ausklinken des Eingriffes 46 (Fig. 2) und Verschwenken des Schnapphebels 38 in die andere Stellung das Federblech des Hebelarmes 45 bis zur Anlage gegen den Zapfen 49 zurückfedert. Die Geometrie der Öffnung 50 in der Oberfläche des Hebelarmes 45 ist derart gewählt, daß der Eingriffszapfen 49 wieder über die Öffnung 50 gerät und folglich der Eingriff 46 wieder hergestellt wird, wenn bei Weiterdrehen der Programmscheibe 18 auf­ grund Überganges zur anderen Stellung eines Schaltreiters 19 der Abtasthebel 29 auf der momentanen Lage in die entgegengesetzte Lage verschwenkt wird. Der Eingriff 46 wird also wieder hergestellt, wenn die momentane Schaltstellung des Schnapp-Hebels 38 der Programm-Ab­ taststellung des Abtastfingers 31 wieder entspricht. Wenn nun keine weiteren manuellen Eingriffe am Schnapphebel 38 vorgenommen werden, richtet sich von nun an der Umschaltvorgang des Kontaktes 25 wieder allein nach der Momentanstellung der Schaltreiter 19.

Damit dieser Umschaltvorgang nicht durch etwa fortdauernden manuellen Eingriff gegen den Auslenk-Hebelarm 45 des Schnapphebels 38 gestört werden kann, ist zwischen einer Umsteuer-Handhabe 51 und ihrem Ein­ griffsorgan 52 zum Hebelarm 45 eine Kupplungsfunktion zweckmäßig. Diese kann dadurch realisiert sein, daß die Handhabe 51 durch manuelle Betätigung axial verschiebbar ausgebildet ist und bei Betätigung mit dem hebelförmigen Eingriffsorgan 52 nur unter Reibschluß gegen die Oberfläche des Hebelarmes 45 anliegt, um diesen zum Aufheben des Eingriffes 46 elastisch zu verbiegen und dann, bei Fortdauer dieser elastischen Reibschluß-Anlage, durch Drehbewegung der Handhabe 51 in diejenige Stellung des Schnapphebels 38 umzuschalten, die nicht der momentan gegebenen Stellung entspricht.

Es kann aber auch ein z. B. zapfenförmiger Eingriff des Organes 52 in den Hebelarms 45 vorgesehen sein, um stets definierte Angriffs- und Schwenkwinkelgegebenheiten sicherzustellen. In diesem Falle wäre eine Rutschkupplung in der Anlenkung des Eingriffsorganes 52 an die, parallel zu seiner Drehachse verschiebbare und verdrehbare, Handhabe 51 zweckmäßig. Oder die Handhabe 51 ist zwar über das Organ 52 formschlüssig an den Hebelarm 45 gekoppelt, macht also dessen von den Schaltreitern 19 hervorgerufenen Bewegungen mit - wobei jedoch eine Blockierung dieser Bewegung dadurch ausgeschlossen wird, daß durch die (z. B. kleine und/oder besonders wenig profilierte) Formgebung des manuellen Angriffsbereiches der Handhabe 51 sicherge­ stellt ist, daß niemand mit einem Werkzeug der mit den Fingerspitzen die über den Hebelarm 45 hervorgerufenen Drehbewegungen der Handhabe 51 blockieren kann.

Claims (7)

1. Schaltuhr (11) mit federbelastetem Abtastfinger (31) für die Stellung von Schaltreitern (19) längs des Umfanges einer zeit­ haltend bewegten Schaltprogrammscheibe (18) und für die Umschaltung eines Kontaktes (25) zwischen zwei Schaltstellungen, dadurch gekennzeichnet, daß in einer Wirkverbindung zwischen dem Abtastfinger (31) und dem Umschalt-Kontakt (25) ein Umschalt-Schnapphebel (38) vorge­ sehen ist, der mittels einer manuell betätigbaren Handhabe (51) aus einem Eingriff (46) zum Abtastfinger (31) lösbar und bistabil in seine andere als die momentan gegebene Schnappstellung ver­ schwenkbar ist.

2. Schaltuhr nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schnapphebel (38) unter Einfluß einer Schnapp-Feder (39) steht, die bei gegebenem Eingriff (46) zum Abtastfinger (31) eine monostabile Angriffsrichtung (47) auf den Schnapp­ hebel (38) ausübt, dagegen bei aufgehobenem Eingriff (46) zwei bistabile Angriffsrichtungen (47) einnehmen kann.

3. Schaltuhr nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Eingriff (46) zwischen einem bewegungsstarr an den Abtast­ finger (31) gekoppelten Zapfen (49) und einer Öffnung (50) in einem Hebelarm (45) des Schnapphebels (38) ausgebildet ist, der unter Einfluß einer Handhabe (51) quer zu seiner Ebene feder­ elastisch verbiegbar und in seiner Ebene verschwenkbar ist.

4. Schaltuhr nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der ausgehobene Zapfen (49) unter Einfluß der Schwenkbewegung des Abtastfingers (31) längs einer Bahn über die elastisch an­ liegende Oberfläche des Hebelarmes (45) bewegbar ist, in der eine Zapfeneingriffs-Öffnung (50) ausgebildet ist.

5. Schaltuhr nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß an den Schnapphebel (38) ein mit dem Umschaltkontakt (25) ausgestattetes Klappglied (40) angelenkt ist, das unter Einfluß der Schnappfeder (39) verschwenkbar gegen den Schnapphebel (38) abgestützt ist.

6. Schaltuhr nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Schnapp-Feder (39) über einen Andruck-Hebelarm (48) am Abtastfinger (31) abgespannt ist.

7. Schaltuhr nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Schnapphebel (38) zweiarmig ausgeführt und um eine geräte­ feste Stütze (44) verschwenkbar ist, und daß er mit dem Hebelarm (43), der nicht Eingriffs-Hebelarm (45) zum Abtastfinger (31) ist, ein mit dem Umschalt-Kontakt (25) ausgestattetes Klappglied (40) verschwenkbar haltert, an dem im Bereiche seines, nicht an den Schnapp­ hebel (38) angelenkten, freien Endes eine Schnapp-Feder (39) angreift.