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Klinkenschaltwerk
Es sind Vorrichtungen bekannt, bei denen eine
Klinke, unter der Einwirkung einer Feder beim Erreichen einer Aussparung in dem sich in seiner Bewegungsrichtung erstreckenden Rand eines beweglichen Einzelteiles, in die Aussparung eingerückt wird. Die Bewegung der Klinke kann dabei auf mancherlei Weise Schalt-oder Steuerzwecken dienstbar gemacht werden. Solche Vorrichtungen werden im folgenden ganz allgemein mit Schaltwerk bezeichnet.
So können von der Klinke direkt oder mittelbar elektrische Kontakte betätigt werden, wie z. B. bei Schaltuhren und Nockenschaltwalzen oder die Klinke kann die Bewegung eines oder mehrerer Organe freigeben bzw. sperren, wie z. B. bei Weckuhren und Sperrwerken.
Der bewegliche Einzelteil ist vielfach in Form einer Kurvenscheibe auszugestalten.
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Die den Hebel auf den Hilfsteil haltende stetige
Kraft kann z. B. von einer oder mehreren Federn, herrühren, in welchen Federn die für das Heben der Klinke erforderliche Energie beim Auflaufen des Hebels auf den ansteigenden Randteil des
Hilfsteiles aufgespeichert wird. Die Kraft auf den Hebel kann auch von der Schwerkraft oder anderen, z. B. magnetischen, Anziehungs-oder
Druckkräfte gebildet werden.
Manchmal muss die Rückbewegung der Klinke in einer gewissen Beziehung zu der Bewegung des
Einzelteiles stehen, z. B. erst nach einer gewissen
Zeit erfolgen oder nach einer gewissen Winkel- verdrehung einer beweglichen Welle auftreten.
Zu diesem Zwecke sind bei einer vorteilhaften
Ausführungsform der Vorrichtung nach der Er- findung der Einzelteil und der Hilfsteil gegen- seitig gekuppelt. Dabei kann bisweilen eine weitere Vereinfachung dadurch erzielt werden, dass der Einzelteil und der Hilfsteil derart ausgebildet werden, dass sie einen einzigen Teil der Vor- richtung bilden.
Bei einer anderen vorteilhaften Ausführungs- form der Erfindung ist eine Vereinfachung da- durch erzielt worden, dass die Klinke und der
Hebel um die gleiche Welle drehbar sind und der
Hebel bei Drehung in einem bestimmten Sinne ab einer bestimmten Stellung mittels eines Anschlages die Klinke mitführt.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Vorrichtung nach der Erfindung, die sich besonders gut eignet, wenn die Klinke eine absatzweise Bewegung vollführen soll, sind der Einzelteil und der Hilfsteil in Form einer Nockenscheibe ausgebildet und drehbar angeordnet.
Bei einer anderen vorteilhaften Ausführungsform der Vorrichtung nach der Erfindung bildet ein Teil des Laufrandes des Einzelteiles eine in die Richtung der relativen Bewegung der Klinke abfallende schiefe Ebene. Sobald dieser Teil die Klinke erreicht hat, werden die Nockenscheiben unter dem Einfluss der auf die Klinke wirkenden Federkraft weiter bewegt, bis der Hebel in Gang gesetzt wird und die Klinke in ihre ursprüngliche Lage, also die Ruhelage zurückführt. Hiebei ist es unmöglich dem Einzelteil und dem Hilfsteil eine solche Lage zu geben, dass die Klinke dauernd eingerückt bleibt.
Wie sich zeigen wird, ist diese
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Bauart vorteilhaft anwendbar, u. a. wenn eine plötzliche, schnell vor-und rückwärtsgehende
Bewegung eines Einzelteiles erforderlich ist, oder wenn ein Schalter periodisch geschlossen und geöffnet werden und am Schluss der periodischen
Bewegung immer dieselbe Stellung einnehmen soll.
Die Erfindung wird an Hand der in der bei- liegenden Zeichnung dargestellten Ausführungs- beispiele des Erfindungsgegenstandes näher erläutert.
Fig. 1 bis 3 einschliesslich veranschaulichen ein Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung nach der
Erfindung in drei aufeinanderfolgenden Lagen.
Die Fig. 4 und 5 zeigen ein weiteres Ausführungsbeispiel von Vorrichtungen gemäss der Erfindung. Fig. e zeigt ein Beispiel einer elektrischen Einrichtung, bei welcher ein beweglicher Kontakt durch die in Fig. 5 dargestellte Vorrichtung betätigt wird.
Beim Ausführungsbeispiel nach den Fig. 1, 2 und 3 bezeichnet 1 den beweglichen Einzelteil.
Dieser besitzt einen mit Aussparungen versehenen Laufrand 2, auf dem die Nase 3 der Klinke 4 gleitet. Bei der Bewegung des Einzelteiles 1 in der Richtung des Pfeiles A fällt die Klinke 4 unter der Wirkung der Feder 5 mit der Nase 3 hinter den abgesetzten Teil 6 des Randes 2.
Diese Lage ist in Fig. 2 dargestellt. Die Klinke 4 kann von dem Hebel 7 in seine ursprüngliche Lage zurückgeführt werden. Die Nase 11 des Hebels 7 läuft auf dem Rande 8 des Hilfsteiles 9. Dieser Hilfsteil bewegt sich in der Richtung des Pfeiles B gleichzeitig mit der Bewegung des Einzelteiles 1.
Wenn sich der Hilfsteil so weit in der Richtung des Pfeiles B bewegt hat, dass der abgesetzte Teil 10 des Randes 8 die Nase 11 passiert, wird der Hebel 7 unter der Wirkung der Feder 12 abwärts bewegt. Diese Lage ist in Fig. 3 dargestellt. Der Hebel 7 führt dabei die Klinke 4 mit. Dies erfolgt hier dadurch, dass das Ende 13 des Hebels 7 mit dem hakenförmigen Teil 14 der Klinke 4 zusammenwirkt. Die Feder 12 ist kräftiger als die Feder 5, so dass die Klinke 4 vom Hebel 7 entgegen der Wirkung der Feder 5 mitbewegt wird. Gewünschtenfalls kann die Feder 5 durch eine zwischen der Klinke 4 und dem Hebel 7 angebrachte Druckfeder ersetzt sein. In diesem Falle kann man die Steifheit der beiden Federn unabhängig voneinander wählen.
Die zur Abwärtsrückbewegung der Klinke 4 erforderliche Richtkraft wird der Feder 12 entnommen. Die von dieser Kraft zu liefernde Energie kann während der ganzen Zeit, die der Hilfsteil braucht, um einen Abstand gleich der Länge einer Zahnteilung zurückzulegen, in der Feder aufgespeichert werden.
Gewünschtenfalls kann der Hilfsteil 9 mit dem Einzelteil 1 gekuppelt oder fest verbunden werden.
Beim beschriebenen Beispiel sind die Bewegungsrichtungen parallel und entgegengesetzt. Dies ist selbstredend nicht notwendig. Bei dem in Fig. 4 dargestellten Ausführungsbeispiel der Vorrichtung sind der Einzelteil 20 und der Hilfsteil 21 in Form von Nockenscheiben ausgebildet und sie bewegen sich in dieselbe Richtung, indem sie fest auf der drehbaren Spindel 22 angeordnet sind. Diese Drehung erfolgt in Richtung des Pfeiles C. Die Klinke 23 und der Hebel 24 sind beide um die Spindel 25 drehbar. Bei Drehung des Hebels gegen die Richtung des Uhrzeigers wird ab einer bestimmten Stellung die Klinke 23 mittels des Anschlages 26 mitgeführt.
Die Wirkungsweise der Vorrichtung ist folgende : Bei der Drehung der Spindel 22 und somit der Nockenscheibe 20 kommt die Aussparung 27 des Laufrandes 28 unter die Nase 29 der Klinke 23. Diese vollführt dann unter der Wirkung der Feder 30 eine plötzliche Bewegung um die Spindel 25 in Richtung des Uhrzeigers, bis ihr Anschlag 26 auf dem Hebel 24 aufliegt.
Die von den Teilen 23 und 24 und dem Anschlag 26 gebildete Zange wird nun von der Feder 30 geschlossen gehalten. Die Bewegung der Klinke 23 wird vom Anschlag 26 begrenzt und die Nase 29 berührt den Boden der Aussparung 27 nicht.
Wird nun die Spindel 22 weiter gedreht, so fällt die Nase 31 des Hebels 24 unter der Wirkung der Feder 32 hinter den Nocken 33 der Nockenscheibe 21. Dabei bewegt jedoch der Hebel 24 mittels des Anschlages 26 die Klinke 23 in ihre ursprüngliche Lage zurück. Bei der Weiterdrehung der Scheiben 20 und 21 wird unter der Wirkung des ansteigenden Teiles 34 am Rande der Scheibe 21 der Hebel 24 in seine Ruhelage bewegt, wobei die Feder 32 gespannt wird. Da die Aussparung 27 inzwischen unter der Nase 29 hinweggedreht ist, kann die Klinke 23 dieser Rückbewegung des Hebels 24 nicht folgen. Die Zange wird also geöffnet und die Feder 30 gespannt. Die Federn 30 und 32 werden somit bei fortgesetzter Drehung der Spindel 22 dadurch gleichzeitig gespannt, dass die Nase 31 des Hebels 24 auf den ansteigenden Teil 34 des Nockens aufläuft.
Wie ersichtlich kann sich dieser Teil 34 über nahezu den ganzen Umfang der Nockenscheibe 21 erstrecken, d. h. dass die Energielieferung der Spindel 22 an die Federn 30 und 32 ein nur sehr kleines zusätzliches Drehmoment an der angetriebenen Spindel 22 erfordert.
Mit der Klinke 23 kann z. B. ein elektrischer Kontakt verbunden werden. Dieser wird in diesem Falle bei kontinuierlicher Drehung der Spindel 22 geöffnet und nach kurzer Zeit wieder geschlossen. Die zwei Bewegungen des Hebels 23 können ganz rasch aufeinander folgen. Diese Möglichkeit ist durch die Tatsache gegeben, dass die zur Bewegung der Klinke und der mit ihr verbundenen Kontakte erforderliche Energie zuvor während einer ganzen Umdrehung der Spindel 22 an die Federn 30 und 32 geliefert und in diesen Federn aufgespeichert wird.
In Fig. 5 ist eine etwas geänderte Ausführung der Bauart nach Fig. 4 dargestellt. Die Kante der Nase 40 ist hier abgeschrägt. Ebenso ist die
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Aussparung 41 der Nockenscheibe 44 mit einem eine schiefe Ebene bildenden Teil 45 versehen.
Die Nockenscheibe 44 ist mit der den Hilfsteil bildenden Nockenscheibe 49 fest verbunden.
Diese Scheiben sind drehbar auf der drehbaren
Spindel 46 angeordnet und werden mittels der auf der Spindel sitzenden Kurbel 47, die mit dem an der Nockenscheibe 44 befestigten Mitnehmer 48 zusammenwirkt, in Richtung des Pfeiles D mit- genommen. Wenn der Beginn des schrägen
Teiles 45 unter die Nase 40 gekommen ist, wird die Nockenscheibe 44 und die mit ihr gekuppelte
Nockenscheibe 49 von der Nase 40 unter Wirkung der Feder 50 in Richtung des Pfeiles D unab- hängig von der Bewegung der Spindel 46 weiter bewegt. Die Einrichtung ist nun so getroffen, dass die Nase 51 des Hebels 52 hinter den Nocken 53 der Scheibe 49 fällt, bevor die von der Nase 40 herbeigeführte, der Kurbel 47 vorauseilende,
Drehung der Nockenscheiben zu Ende ist.
In- folgedessen wird, wie bei der Vorrichtung nach
Fig. 4, die Klinke 42 unter Wirkung der Feder 54 mittels des Anschlages 55 vom Hebel 52 in seine
Ruhestellung zurückgeführt. Die Klinke 42 bewegt sich somit unmittelbar aufeinanderfolgend in Richtung des Uhrzeigers aus ihrer Ruhelage heraus und in entgegengesetzter Richtung zurück bis in ihre Ruhelage.
Es ist ersichtlich, dass es nicht möglich ist, der
Spindel 46 eine solche Lage zu geben, dass die Klinke 42 dauernd aus ihrer Ruhelage entfernt bleibt. Sobald die Nase 40 den schrägen Teil 45 berührt, werden die Scheiben gezwungen ihre Drehbewegung so weit fortzusetzen, bis die Klinke 42 wieder gehoben ist.
Diese Vorrichtung kann in vorteilhafter Weise bei einem selbsttätigen Aufzeichengerät, einem sogenannten Schreiber angewendet werden, bei dem auf dem Zeiger eines empfindlichen Messinstrumentes ein Zeichenstift angebracht ist, der gelegentlich auf einen Aufzeichenstreifen gedrückt wird. Dieses Aufdrücken darf nur einen Augenblick vor sich gehen, da sonst die Bewegung des Messgerätes völlig gestört würde. Soll der Schreibearm mechanisch angetrieben werden, so muss bei der Vorrichtung die Bedingung beachtet werden, dass der Schreibearm nie dauernd in der Schreiblage stehen bleiben darf. Zu diesem Zwecke kann dieser Arm mit dem Hebel 42 der Vorrichtung nach Fig. 5 gekuppelt werden.
Fig. 6 zeigt ein Schaltbild einer elektrischen Vorrichtung zur Überwachung der Drehung einer Welle. Bei Sendern und ähnlichen elektrischen Vorrichtungen kommt es vor, dass ein Schalter so lange sich eine gewisse Welle dreht geschlossen bleiben und sich beim Stillstellen der Welle öffnen muss.
Eine durch Fig. 6 veranschaulichte Lösung dafür ist nachfolgende : Mit der Welle wird ein Schalter 64 verbunden. Dieser verbindet bei der Drehung der Welle während jeder Umdrehung einen kurzen Augenblick den Kondensator 60 mit der Batterie 61. Infolgedessen lädt sich der Kondensator 60 auf. Die Spule 62 eines Relais ist mit einem Widerstand 63 in Reihe an den Kondensator 60 angeschlossen. Die Einrichtung ist derart bemessen, dass, wenn sich die Welle dreht, der Kondensator 60 dauernd aufgeladen bleibt. Der Schalter 64 kann vorteilhafterweise mit der Klinke 42 der Vorrichtung nach Fig. 5 verbunden sein. Hiedurch wird erzielt, dass, wenn die Welle still steht, der Kontakt 64 stets offen ist.
Bei der Verwendung eines gebräuchlichen Schleifkontaktes auf der zu überwachenden Welle, zur Schliessung des Kondensatorladestromes, könnte die Welle zufälligerweise in einer Stellung stehen bleiben, in welcher der Schleifkontakt geschlossen ist. Infolgedessen würde das über den Schleifkontakt gespeiste Relais betätigt und der von ihm bediente Schalter geschlossen bleiben, trotz der Tatsache, dass die Welle stillstände. Die Anwendung der Bauart nach Fig. 5 verhindert diesen Übelstand. Bleibt hiebei die Welle 46 zufälligerweise in dem Moment stehen, wo die Klinke 42 eingerückt und dadurch der Ladestromkreis des Kondensators 60 geschlossen wird, so drehen sich die Scheiben 44 und 49 selbsttätig weiter bis die Klinke 42 wieder gehoben und somit die Aufladung des Kondensators unterbrochen worden ist.
Die beschriebene Vorrichtung kann für den stufenweisen Antrieb einer Welle durch eine sich kontinuierlich drehende Welle vorteilhafte Verwendung finden. Hiezu kann die Kupplung zwischen den beiden Wellen durch eine erfindungsgemäss bewegte Federklinke periodisch betätigt werden.
PATENTANSPRÜCHE : l. Schaltwerk mit einer unter Einwirkung einer Feder (5, 30, 50) stehenden Klinke (4, 23, 42), die mit einem profilierten, sich in der Bewegungsrichtung erstreckenden Rand eines beweglichen
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Rand durch die Wirkung der Feder in die Aussparung eingerückt wird, dadurch gekennzeichnet, dass ein Hebel (7, 24, 52) vorgesehen ist, der kontinuierlich durch eine Richtkraft auf dem mit wenigstens einem ansteigenden (8, 34) und einem herabgesetzten (10, 33, 53) Teil versehenen Rand eines beweglichen Hilfsteiles (9, 21, 49) gehalten wird und derart mit der Klinke zusammenarbeitet,
dass beim Erreichen des herabgesetzten Teiles der Hebel durch seine Bewegung unter Einfluss der auf ihn wirkenden Richtkraft die in der Aussparung des Einzelteiles eingerückte Klinke hebt und in ihre ursprüngliche Lager zurückführt.