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Elektrischer Zeitsehalter.
Den Gegenstand der Erfindung bildet ein selbsttätiger Schalter, der proportional einer Bewegung des stromschliessenden Schalterorganes einen Stromkreis durch eine bestimmte Zeit hindurch selbsttätig schliesst.
Der Apparat leitet eine Arbeitsleistung ein, deren Menge oder zeitliche Begrenzung zwangsweise proportional der Bewegung eines beispielsweise von Hand aus betätigten Schalterteiles
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unter der Einwirkung der elektrischen Stromenergie in eine dementsprechende Arbeitsmenge bzw. Arbeitszeit, während welcher mechanische Arbeit geleistet wird, umgesetzt.
Gegenüber den üblichen Zeitschaltern hat der Schalter gemäss der Erfindung die Vorteile, dass er mit der einfachsten Apparatur, ohne Anwendung irgend eines Uhrwerks, bloss durch einmalige Bewegung eines Hebels die Einleitung einer mechanischen Arbeitsleistung irgendwelcher Art ermöglicht, dieselbe der Hebelbewegung entsprechend quantitativ begrenzt und beendet und hierauf sofort wieder die Einschaltung zur Ausführung einer quantitativ anderen Arbeitsleistung derselben Art zulässt.
Der Apparat gemäss der Erfindung hat ein ausserordentlich grosses Verwendungsgebiet entsprechend der verschiedenartigen Anwendung von Zeitschaltern. Es sei hier nur beispielsweise hingewiesen auf die Verwendungsmöglichkeit desselben für selbsttätige Stabilisatoren bei Flugzeugen, als Fernanzeiger des Standes von Messinstrumenten verschiedenster Art, zur Regulierung des Gleichlaufes verschiedener Maschinen, zur selbsttätigen Minuten-Treppenbeleuchtung und insbesondere zur Umwandlung der Dauer gewöhnlicher oder drahtloser elektrischer Signale in entsprechende Arbeitsleistungen und dgl.
In den Zeichnungen sind zwei beispielsweise gewählte Ausführungsformen eines Schalters gemäss der Erfindung schematisch dargestellt, und zwar ist jede derselben sowohl als Ausschalter als auch als Umschalter konstruiert. Fig. i zeigt die Längsansicht einer Ausführungsform eines elektrischen Schalters für Kreisbewegung des Schalters für eine Drehrichtung (Ausschalter) und Fig. 2 und 3 die Ansichten der zugehörigen Schaltscheibe. Die Fig. 4, 5 und 6 zeigen dieselbe Ausführungsform des elektrischen Schalters, jedoch für zwei Drehrichtungen (Umschalter) in Längsansicht und Vorderansichten der beiden Schaltscheibe. Die Fig. 7 bis 10 zeigen die zweite Ausführungsform des Schalters für geradlinige Bewegung des Schalthebels in Längsansicht, Grundriss und zwei Querschnitten nach II und 11-il für eine Bewegungsrichtung und die Fig.
II bis 13 dieselbe Ausführungsform des Schalters in Längsansicht, Grundriss und Querschnitt nach III-III für zwei Bewegungsrichtungen.
Auf einer in den Lagern I und 2 (Fig. i bis 3) gelagerten Welle 3 sitzt die Scheibe 4 vermittelst des Keiles 5 in fester Verbindung mit der Welle3. Auf der der Scheibe 4 gegenüberliegenden Seite der Welle ist lose aufgeschoben ein Rohr 6, mit welchem selbst wieder eine Scheibe 7 und ein Zahnrad 8 durch Keile fest verbunden sind. Scheibe 7 ist also vermittelst des Zahnrades 8 auf der Welle 3 unabhängig von der Bewegung der Welle selbst frei drehbar. Die beiden Scheiben 4 und 7 besitzen je einen Ansatz, die beide je einen isolierten Metallring 9 und jo tragen, an welchen die beiden Schleiffedern II und I2 gleiten. Auf der Welle 3 aufgekeilt ist die Kurbel T3. Eine Skala I4 ermöglicht die Beurteilung des Ausschlages der Kurbel.
Scheibe 4 besitzt eine federnd gelagerte Kont'aktrolle I5, welche isoliert von der Umgebung mit dem Metallring ro und dadurch mit der Schleiffeder I2 leitend verbunden ist. Scheibe 7 hat an ihrem äusseren Umfange entsprechend der Lage der Kontaktrolle I5 einen isoliert befestigten Metallring I6, der an einer Stelle-ry unterbrochen ist. Die Lage sowohl des Kontaktringes I6 als auch der Rolle I5 ist so gewählt, dass bei einer Verdrehung der beiden Scheiben 4 und 7 zueinander die Kontaktrolle stets auf dem Metallringe I6 läuft. Metallring I6 ist seinerseits isoliert befestigt und mit dem Metallringe 9 und damit mit der Schleiffeder II leitend verbunden.
Ein Stromkreis, der an die Schleiffedern II und I2 angeschlossen ist und zu einer beliebigen Maschine weiterführt, wird duich die Drehung (Verstellung) der Kurbel I3 in dem Augenblicke geschlossen, wo Rolle I5 aus der Unterbrechungsstelle jy des Ringes I6 auf diesen selbst gleitet und hiedurch den früher unterbrochenen Stromkreis nunmehr über Feder I2, Schleifring Ta, Kontaktrolle I5, Metallring I6, Schleifring 9 und Schleiffeder T. T schliesst. Die durch den Strom betätigte, angeschlossene elektrische Maschine ist auf beliebige geeignete Weise mit dem röhren-
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Kurbel erfolgte.
Der Stromkreis wird in dem Augenblicke. wo die Unterbrechungsstelle-ry die Stellung der Rolle I5 erreicht hat, unterbrochen werden und dadurch die Maschine ihre Arbeit einstellen. Es ist klar, dass die Maschine um so länger arbeiten wird. je weiter durch die Kurbel I3 die Kontaktrolle I5 anfänglich gedreht wurde, bis zur maximalen Grenze einer
Umdrehung. Woferne die Turenzahl der betriebenen Maschine bei jeder Einschaltung die gleiche ist, wird es stets gleich lange dauern, bis die Maschine zur Ruhe kommt, wenn die Kurbel Io auf den gleichen Ausschlag eingestellt wurde, der Schalter wird also als Zeitschalter wirken.
Ist die Turenzahl nicht konstant, so wird hingegen unabhängig davon die Maschine bis zur Abschaltung stets die gleiche Umdrehungszahl machen müssen, also bei gleicher Belastung die gleiche Arbeit leisten und der Schalter dadurch als Arbeitsschalter wirken.
In den Fig. 4, 5 und 6 ist der Apparat als Umschalter vorgeführt. In allem Wesentlichen der vorhergehenden Konstruktionen gleich, unterscheidet er sich nur dadurch, dass bloss die eine Scheibe I8 einen Ansatz, diesen jedoch mit drei Schleifringen trägt. Scheibe I9 trägt zwei miteinander leitend verbundene Rollen 20 und 2I, welche den Zweck haben, die beiden konzentrischen Metallring der Scheibe I8 kurzzuschliessen. Der Metallring 22 ist ebenso ausgebildet. wie bei Fig. 2. Die beiden Metallringhälften 23 und 24, welche konzentrisch und isoliert vom Ringe 22 befestigt sind, führen zu einem der beiden Schleifringe 25 und 26. damit auch zu den Federn 28 und 29, während Feder 30 über den Metallring 27 an den äusseren Ring 22 leitend und isoliert von allen anderen angeschlossen ist.
Durch die beiden Rollen 20 und 2I wird bei Drehung der Kurbel nach der einen Richtung einmal z. B. Metallring 22 und 23, nach der anderen Richtung hingegen Metallring 22 und 24 kurzgeschlossen, was soviel bedeutet, als dass Feder 30 mit Feder 29 bzw. Feder 30 mit Feder 28 leitend verbunden werden. Falls nun der Stromkreis so geschaltet ist, dass bei Verbindung mit Feder 29 die zu betätigende Maschine in entgegengesetzter Richtung läuft als bei Verbindung mit Feder 28, so kann man, je nachdem man die Kurbel I3 nach rechts oder links aus der Ruhelage herausdreht, die betreffende Maschine in beliebiger Richtung laufen lassen. Diese Maschine ist mithilfe-des Zahnrades. S und eventuell einer geeigneten Übersetzung ebenso wie bei Fig. i mit der Scheibe I8 mechanisch verbunden.
Scheibe I8 wird also, sobald eine Kurzschliessung durch Drehung (Verstellung) der Kurbel I3 erfolgt ist, in derselben Richtung zu rotieren beginnen, als die Drehrichtung der Kurbel war, solange bis sich die beiden Rollen 20 und 2I wieder auf die Unterbrechungsstellen 3I und 32 stellen.
Diese Type des Schalters kann aber auch bei entsprechender Schaltung dazu verwendet werden, zwei verschiedene Maschinen zu betätigen, und zwar je nach der Drehungsrichtung der Kurbel das einemal die eine, das anderemal die andere. Es hat dann die Verbindung jeder dieser Maschinen mit Scheibe I8 so gewählt zu werden, dass bei Betätigung der einen Maschine die Scheibe in entgegengesetzter Richtung rotiert als bei Betätigung der anderen Maschme.
Bei beiden Typen der besprochenen Ausführungsform werden die Kurbeln ? nicht mehr in die ursprüngliche Ausgangsstellung zurückgedreht, bevor eine neue Einschaltung erfolgen soll ; dementsprechend besitzt die verwendete Skala keine fixe Nullstellung. Massgebend für die
Einschaltung und Ausführung einer durch den Stromkreis des Schalters ausgeführten Arbeit ist bloss die Art der Einschaltung und die Grösse des Ausschlages der Kurbel I3 in Bezug auf die eben vor der Drehung innegehabte Stellung.
Bei der Ausführungsform des Schalters nach den Fig. 7 bis 10 ist das gleiche Prinzip aufrecht gehalten, der Unterschied besteht nur darin, dass die Bewegung des Schaltorgans keine rotierende, sondern eine geradlinige ist, wie dies für manche Zwecke erforderlich erscheint. Statt der beiden Scheiben sind in diesem Falle zwei stangenförmige Träger der Kontaktrolle bzw. der zugehörigen Gleitkontakte vorgesehen, von denen der eine Träger 33 in den beiden Gleitlagern 35 und 36 halb umfasst geführt wird, der andere Träger 34 in dem Gleitlager 37 Führung findet, welches den Träger durch schwalbenschwanzartige Führung festhält.
Um die Gleitkontakte 38 und 39 in steter Verbindung mit dem St omkreis zu halten, sind zwei, dieselben in jeder Lage berührende Schleiffedern 40 und 4I vorgesehen, welche in jeder Lage die beiden Schleifkontakte 38 und 39 isoliert voneinander berühren. Entsprechend den zwei Schaltkontakten 38 und 39 sind zwei als Kurzschliesser gedachte Kontaktrollen 42 und 43 vorhanden. welche die beiden Gleitkontakte in dem Augenblicke kurzschliessen, wo sie aus der Lage auf der isolierten Platte 44 vermittelst der Handhabe 45 herausgeschoben werden und auf die beiden Gleitkontakte zu liegen kommen. Der Träger 34 ist seinerseits durch die Hebelübertragung. y6 mit dem durch die Kurzschliessung betätigten Apparat auf geeignete Weise verbunden.
Der Wirkungsweise nach unterscheidet sich diese Ausführungsform von den vorhergehenden wesentlich nur dadurch, dass die beiden Träger 33 und 34 nach Ausführung einer Gegenarbeit von Hand aus oder z. B. durch ein elektrisch betätigtes Kurbelstellwerk wieder in ihre ursprüngliche Nullage zurückgebracht werden. Diese Vorrichtung ist in den Zeichnungen nicht dargestellt, da die Art der Ausführung wesentlich von der A : t der betätigten Maschine abhängig ist.
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Dieselbe Ausführungsform kann wie in den Fig. II bis 13 gezeigt ist, analog der Fi. 4 wieder als Umschalter ausgebildet werden und die gleiche Verwendungsmöglichkeit haben. Es sind ebenso wieder drei Gleitkontakte 47, 48 und 49 vorgesehen, in deren Mitte sich die Unterbrechung bzw. Nullage 50 befindet. Durch die beiden Kontaktrollen 5I und 52 werden analog
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und 49 kurzgeschlossen. Um in jeder Lage eine leitende Verbindung der drei Gleitkontakte mit den entsprechenden drei Stromanschlüssen zu sichern, sind an der Unterseite des Trägers 53 drei weitere Gleitkontakte 54, 55 und 56 vorgesehen, auf denen in einer Aussparung des Lager-
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Auch. hier hat beispielsweise ein elektrisch betätigtes Kurbelstellwerk dafür zu seeen, dass nach Ausführung seiner Arbeit beide Träger wieder in die Nullage, das ist in diesem Falle die Mittellage zwischen den beiden Gleitkontakten 48 und 49 gelangen.
PATENT-ANSPRÜCHE : i. Elektrischer Zeitschalter mit einem entsprechend der gewünschten Einschaltzeit verschieden einstellbaren Schaltorgan, dadurch gekennzeichnet, dass ein mit dem Schaltorgan (4) zusammenwirkender, Kontakte tragender Teil (7) des Schalters von der durch den Stromkreis- schluss in Bewegung gesetzten Maschine (oder Apparat) im selben Sinne bewegt wird. wie das zum Zwecke der Stromschliessung verstellte Schalterorgan, und zwar soweit. bis die derAusangs- lage entsprechende gegenseitige Stellung der beiden Schalterteile erreicht und dadurch der Strom ausgeschaltet ist (Fig. I).