Resonanzfederantrieb mit von der Resonanzfeder gesteuertem Triebrad. Die in letzter Zeit für die Fernsteuerung von elektrischen Apparaten, wie Schaltern, Uhren, Tarifapparaten und Treppenautoma ten vorgeschlagenen Resonanzfederantriebe enthalten im wesentlichen ein auf die ge wünschte Steuerfrequenz abgestimmtes Mag netsystem und einen von der Resonanzfeder des Magnetsystems betätigten Antrieb, der insbesondere in Form einer Triebscheibe ge wählt wird.
Bei diesen bisher bekannt gewordenen Resonanzfederantrieben wird, abgesehen von andern betriebstechnischen Nachteilen, die Betriebssicherheit insbesondere durch die vor handene schwierige Einstellung und die leichte Abnutzungsmöglichkeit der Getriebe organe stark gefährdet. So ist es bei nicht ordnungsgemässem Eingriff zwischen Trieb zunge und Triebrad möglich, dass der An trieb unter Umständen überhaupt nicht an spricht oder zum mindesten mit grossen Energieverlusten zu rechnen ist. Von beson derer Bedeutung ist der Eingriff bei Antrie ben mit als Zahnrad ausgebildetem Triebrad. Ein Versagen derartiger Zahnradantriebe kann beispielsweise dann auftreten, wenn die Zahnteilung grösser als die Schwings amplitude der Triebzunge ist oder wenn die Triebzunge zu straff mit dem Triebrad in Eingriff steht.
Die exakte Einstellung der Trieborgane bedingt natürlich wiederum eine möglichst geringe Abnutzung der Trieb organe, was jedoch bei den bekannten Kon struktionen nicht zur Genüge gewährleistet ist.
Es ist daher zur Erzielung einer hohen Betriebssicherheit und eines guten Wirkungs rades bei der Konstruktion der Resonanz federantriebe besonderes Augenmerk auch auf die Einstellung und Abnutzungsmöglich keit der Getriebeorgane zu richten.
Die Erfindung betrifft nun einen Re sonanzfederantrieb mit von der Resonanz feder gesteuertem Triebrad für die verschie denartigsten Verwendungszwecke, der sich durch grosse Einfachheit, hohe Betriebs sicherheit und Puten Wirkungsgrad aus zeichnet. Gemäss der Erfindung wird dies dadurch erreicht, dass Mittel vorgesehen sind, durch die sowohl die Grundeinstellung der Trieb organe, als auch eine durch die Abnutzung der Trieborgane bedingte Nachregulierung automatisch bewirkt wird.
Diese Mittel können beispielsweise ent weder in einer eine Nachgiebigkeit des Trieb rades herbeiführenden Federanordnung oder in einem zwischen Triebfeder und Triebrad mit grossem Achsspiel gelagerten Röllchen bestehen. Ausser den angeführten Mitteln sind naturgemäss auch noch andere Mittel denkbar, durch die der angestrebte Zweck er reichbar ist. So kann beispielsweise an Stelle des Röllchens auch ein Keil treten.
Anhand der Zeichnung sollen nun zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung und eine Detailvariante noch näher erläutert wer den.
Fig. 1 zeigt eine Ansicht, Fig. 2 eine Draufsicht, Fig. 3 eine Teilansicht eines erfindungs gemässen Resonanzfederantriebes im ver grösserten Massstabe; in der Fig. 4 ist eine weitere Ausführungsform, und in Fig. 5 die besondere Form des Triebeisens schematisch zur Darstellung gebracht.
Das Magnetsystem enthält einen Dauer magneten 1, ein Triebeisen 2, eine Resonanz feder 3 und eine Erregerspule 4. Der Dauer magnet 1 ist einerseits mittelst Sehrauben 6 an den Platinen 7, 8 und anderseits mittelst Schrauben 9 an einem mit den Platinen 7, 8 durch Schrauben 10 verbundenen Querträger 11 befestigt. Die Befestigung der zwischen den Polen des Triebeisens 2 schwingenden Resonanzfeder 3 erfolgt mittelst Klotz 12 und Schraube 13 an dem Querträger 11. Das Triebeisen 2 ist wiederum unter Verwendung einer besonderen Winkellasche 14 und Schrauben 15 mit dem Dauermagneten 1 fest verbunden.
Der Mechanismus des Resonanzfeder antriebes setzt sich aus zwei Systemen, dem Ansprechsystem und dem Triebsystem zu sammen. Das Ansprechsystem, das in den beiden angegebenen Ausführungsbeispielen die glei che Form besitzt, besteht aus einem mit einem Sperrstift 16 versehenen, um eine Achse 17 verschwenkbaren Schleuderhebel 18 und einem auf einer Achse 19 fest sitzen den, mit drei Nuten 20 versehenen Sperr- rad 21.
Das Triebsystem der in den Fig. 1 bis dargestellten Ausführungsform enthält eine auf der Achse 19 sitzende glatte Trieb scheibe 22, eine an der Resonanzfeder 3 sitzende Triebzunge 23 und ein Röllchen 24, das an einem Drahtächschen 25 einer dünnen, mit einer Aussparung 34 versehenen und an einer gewichtsbelasteten Sektorscheibe 26 be festigten Blattfeder 27 lose drehbar gelagert ist. Die gewichtsbelastete Sektorscheibe 26, die lose drehbar an der Triebachse 19 sitzt, sorgt für einen genügenden Anpressungs druck des Röllchens 24 an die Trieb scheibe 22.
Die Lagerung des Röllchens 24 an dem Aehschen 25 ist aus der Fig. 3 im vergrösser ten Massstabe, in der die Blattfeder 27 nicht eingezeichnet ist, klar zu erkennen. Aus die ser Figur ist leicht ersichtlich, dass das Röll @hen 24 mit sehr grossem Spiel auf dem Ächschen 25 sitzt. Durch die hierbei er zielte Nachgiebigkeit des Röllchens 24 wird erreicht. dass dieses während des Betriebes von der Triebzunge 23 der Resonanzfeder gegen die Triebscheibe 22 gedrückt wird. Vorzugsweise wird man ferner die Entfer nung zwischen Ächschen 25 und Triebachse 19 derart wählen, dass das Ächschen 25 an dem linken innern Umfang des Röllchens 24 zum Anliegen kommt. Das Achshen 25 hat dann das Bestreben, das Röllchen 24 immer gegen die Triebscheibe 22 zu drücken.
Eine besondere Grundeinstellung der Ge triebeorgane 22, 23, 24 ist, da sich das Röll chen 24 durch die gewichtsbelastete Sektor schAibe 26 und durch das grosse Achsspiel von selbst in die erforderliche Lage einstellt, nicht notwendig. Auch wenn sich das Röll- ehen 24 während des Betriebes abnutzt was wohl infolge der walzenden Bewegungen des Röllchens 24 an der Triebscheibe 22 und an der Triebzunge 23 kaum in Frage kommt - wird sich das Röllchen 24 wieder derart einstellen, dass eine Betriebsstörung nicht auftritt. Es werden also durch einen derartigen Resonanzfederantrieb Fehlerquel len, die sich durch ungenaue Lage und Ab nutzung der Trieborgane ergeben, vollkom men eliminiert. Ein grosser Vorteil ist fer nerhin noch die äusserst geringe Abnutzung der Trieborgane.
Die Rolle 24 könnte unter Umständen auch durch einen Keil ersetzt werden; jedoch wird mit dem Röllchen ein günstiger Wir kungsgrad erzielt. Die Triebzunge 23 braucht nicht unbedingt die aus der Fig. 1 ersicht liche schräge Stellung, sondern sie kann auch eine senkrechte oder eine beliebig andere Lage zur Resonanzfeder 3 einnehmen.
Bei Erregung der Spule 4 des Magnet systems von einer der Netzfrequenz über lagerten Steuerfrequenz wird die Resonanz feder 3 starke Eigenschwingungen ausfüh ren. die vorerst ein Hochwerfen des auf der Resonanzfeder 3 aufliegenden Schleuder hebels 18 bewirken. Der Stift 16 des Schleu derhebels 18 wind dann aus der Nut 20 der Sperrscheibe 21 gehoben und hierdurch die Triebscheibe 22 freigegeben. Die Triebzunge der Resonanzfeder 3 versetzt dann über das Röllchen 24 die Triebscheibe 22 in Um drehungen.
Der Vorgang während einer Schwing bewegung der Resonanzfeder 3 ist hierbei der, dass bei der Aufwärtsbewegung der Triebzunge 23 sich diese von dem Röllchen 24 entfernt, dagegen bei der Abwärtsbewe gung mit dem Röllchen 24 in Eingriff ge langt und dadurch dieses in der in Fig. 1 und 3 durch Pfeil gekennzeichneten Rich tung verdreht. Diese Verdrehung des Röll chens 24 bewirkt wiederum eine Verdrehung der Triebscheibe 22 in der eingezeichneten Pfeilrichtung. Durch die schnellen Schwin gungen der Resonanzfeder 3 wird nun die Triebscheibe 22 in rasche Umdrehungen ver setzt, die für die Steuerung irgend eines Vor ganges nutzbar gemacht werden. Das Triebsystem der Fig. 4 weist wie derum eine Triebscheibe 22 und eine mit der Resonanzfeder 3 verbundene Triebzunge 23 auf.
An Stelle der Rollenanordnung tritt hier aber eine Federanordnung, die sich aus einer Feder 28 und einem unter dem Zug die ser Feder 28 stehenden Hebel 29 zusammen setzt. Der unter Federdruck stehende He bel 29 legt sich gegen die in einer Kulisse 30 verschiebbare Achse 19 der Triebscheibe 22. Die Triebscheibe 22 wird also durch die Federanordnung gegen die Triebzunge 23 ge drückt, die hier, wie bei den bekannten Re sonanzfederantrieben mit ihrer Stirnfläche an dem Umfang der Triebscheibe 22 zum Liegen kommt.
Durch die bei Erregung der Spule 4 des Magnetsystems von der Steuerfrequenz in Schwingungen versetzte Resonanzfeder 3 wird der Schleuderhebel 18 um den Dreh punkt 17 nach oben verschwenkt, so dass das hierdurch freigewordene Triebrad 22 von der Triebzunge 23 der Resonanzfeder 3 in der eingezeichneten Pfeilrichtung in Umdrehung gebracht werden kann.
Der sich hierbei abspielende Triebvor gang beruht an sich auf einer dynamischen Wirkung. Bei einer Abwärtsbewegung der Triebzunge 23 wird die Triebscheibe 22 mit einer gewissen Beschleunigung entgegen dem Zug der Feder 28 nach links verschoben und durch die Drehmoment erzeugende Reibung zwischen Triebzunge 23 und Triebscheibe 22. letztere etwas verdreht. Eine Aufwärts bewegung der Resonanzfeder 3 bewirkt bei genügend raschen Schwingungen eine Los kupplung der Triebzunge 23 von der Trieb scheibe 22. so dass in dieser Bewegungsrich tung ein Drehmoment auf die Triebscheibe 22 nicht ausgeübt wird.
Eine Inbetriebsetzung des Resonanzfeder antriebes durch Netzfrequenzen und durch Erschütterungen ist, da diese den Schleuder hebel 18 nicht derart verschwenken können, dass der Stift 16 aus der Nut 20 der Sperr scheibe 21. gelangt, nicht möglich. Ein Hoch schleudern des Hebels 18 und damit ein Frei- LI:eben der Triebscheibe 22 ist nur durch von Überspannungswellen, Einschalt- oder ähn lichen Vorgängen herrührenden Impulsen möglich. In Wechselstromverbraucheranlagen wird dann die von der Netzfrequenz in Schwingungen versetzte Resonanzzunge 3 bis zum Einfallen des Stiftes 16 des Schleuder hebels 18 in eine Nut 20 der Sperrscheibe 21 eine Verdrehung der Triebscheibe 22 be wirken.
Um nun diese Verdrehung der Triebscheibe 22 recht klein zu halten, wird zweckmässig die Sperrscheibe 21 mit meh reren Nuten 20 versehen. In den zwei Aus führungsbeispielen ist die Sperrscheibe 21 mit drei Nuten versehen, so dass beim Auf treten eines Störungsimpulses die Trieb scheibe 22 um einen Drittel einer Umdrehung verdreht werden kann. Zwecks weiterer Ver kleinerung der durch die Störungsimpulse hervorgerufenen Umdrehung der Triebscheibe können natürlich auch mehr als drei Nuten vorgesehen werden.
Die durch die Störungsimpulse hervor gerufenen Umdrehungen der Triebscheibe 22 sind nun, da die Getriebeübersetzung zwi schen Triebrad und der die Ausführung eines Schaltvorganges bewirkenden Einrich tung derart gewählt ist, dass erst nach mehr maligen Umdrehungen der Triebscheibe 22 der Schaltvorgang eingeleitet werden kann, vollkommen wirkungslos. Wird beispielsweise die Getriebe-Ubersetzung derart getroffen, dass nach 20 Umdrehungen der Schaltvor gang beendigt ist, so wäre durch die Stö rungsimpulse etwa eine 18malige Umdrehung der Triebscheibe erforderlich, um einen fal schen Schaltvorgang einzuleiten. Es kommt jedoch in der Praxis nicht vor, dass Störungs impulse eine derartig starke Umdrehungszahl der Triebscheibe 22 hervorrufen können.
In Fig. 5 ist eine besondere Ausbildung eines Triebmagnetes zur Darstellung ge bracht. Hier sind die sich überlappenden Polschenkel 31, 32 sehr lang ausgebildet, wo durch auf einfache Weise die Anordnung mehrerer Triebfedern 3 in dem von den bei den Polschenkeln 31, 32 gebildeten Luftspalt 33 und eine bequeme Anordnung der Spule 4 auf dem Quersteg 35 erreicht wird.
Resonance spring drive with a drive wheel controlled by the resonance spring. The recently proposed for the remote control of electrical devices, such as switches, clocks, tariff devices and staircase automats th resonance spring drives essentially contain a magnet system tuned to the desired control frequency and a drive operated by the resonance spring of the magnet system, in particular in the form of a drive pulley is chosen.
In these previously known resonance spring drives, apart from other operational disadvantages, the operational safety in particular by the existing difficult setting and the easy wear of the gear organs are strongly endangered. In the event of improper engagement between the drive tongue and the drive wheel, it is possible that the drive may not respond at all or that at least major energy losses are to be expected. Of particular importance is the engagement in Drives ben with a pinion gear. A failure of such gear drives can occur, for example, when the tooth pitch is greater than the oscillation amplitude of the drive tongue or when the drive tongue engages the drive wheel too tightly.
The exact setting of the drive organs naturally in turn requires the least possible wear of the drive organs, but this is not sufficiently guaranteed in the known constructions.
It is therefore to achieve a high level of operational reliability and a good effect wheel in the design of the resonance spring drives special attention to the setting and possible wear of the transmission organs.
The invention now relates to a Re sonanzfederantrieb with the resonance spring-controlled drive wheel for the most diverse uses, which is characterized by great simplicity, high operational reliability and turkey efficiency. According to the invention, this is achieved in that means are provided by which both the basic setting of the drive organs and a readjustment caused by the wear and tear of the drive organs are automatically effected.
This means can, for example, ent neither a resilience of the drive wheel causing a spring arrangement or a roller mounted between the drive spring and the drive wheel with a large axial play. In addition to the means listed, other means are naturally also conceivable by which the intended purpose can be achieved. For example, a wedge can be used instead of the roller.
Based on the drawing, two embodiments of the invention and a detailed variant will now be explained in more detail who the.
1 shows a view, FIG. 2 shows a plan view, FIG. 3 shows a partial view of a resonance spring drive according to the invention on an enlarged scale; FIG. 4 shows a further embodiment, and FIG. 5 shows the special shape of the driving iron schematically.
The magnet system includes a permanent magnet 1, a drive iron 2, a resonance spring 3 and an excitation coil 4. The permanent magnet 1 is on the one hand by means of visual screws 6 on the plates 7, 8 and on the other hand by means of screws 9 on one with the plates 7, 8 Screws 10 connected cross member 11 attached. The resonance spring 3 oscillating between the poles of the drive iron 2 is fastened to the cross member 11 by means of a block 12 and screw 13. The drive iron 2 is in turn firmly connected to the permanent magnet 1 using a special angle bracket 14 and screws 15.
The mechanism of the resonance spring drive is made up of two systems, the response system and the drive system. The response system, which has the same form in the two exemplary embodiments given, consists of a sling lever 18, which is provided with a locking pin 16 and pivotable about an axis 17, and a locking wheel 21 which is provided with three grooves 20 and which is firmly seated on an axis 19 .
The drive system of the embodiment shown in Figs. 1 to includes a seated on the axis 19 smooth drive disk 22, a seated on the resonance spring 3 drive tongue 23 and a roller 24, which is on a wire shaft 25 of a thin, provided with a recess 34 and on a weighted sector disk 26 be fastened leaf spring 27 is loosely rotatably mounted. The weight-loaded sector disk 26, which is loosely rotatably seated on the drive shaft 19, ensures sufficient contact pressure between the roller 24 and the drive disk 22.
The storage of the roller 24 on the Aehschen 25 can be seen clearly from FIG. 3 in the enlarged scale, in which the leaf spring 27 is not shown. From this figure it is easy to see that the Röll @hen 24 sits on the little Ächschen 25 with a lot of play. By this he targeted compliance of the roller 24 is achieved. that this is pressed against the drive pulley 22 by the drive tongue 23 of the resonance spring during operation. The distance between the little axles 25 and the drive shaft 19 will preferably also be selected in such a way that the axles 25 come to rest against the left inner circumference of the roller 24. The axle 25 then strives to always press the roller 24 against the drive pulley 22.
A special basic setting of the gear members 22, 23, 24 is not necessary, since the roller 24 automatically adjusts itself to the required position due to the weight-loaded sector disk 26 and the large axial play. Even if the roller 24 wears out during operation, which is hardly an option due to the rolling movements of the roller 24 on the drive pulley 22 and on the drive tongue 23 - the roller 24 will adjust itself again in such a way that a malfunction does not occur. So there are len by such a resonance spring drive Fehlerquel, which result from inaccurate location and from use of the drive organs, completely eliminated men. Another big advantage is the extremely low wear and tear on the driving organs.
The roller 24 could possibly also be replaced by a wedge; however, a favorable degree of efficiency is achieved with the roller. The drive tongue 23 does not necessarily need the oblique position ersicht from FIG. 1, but it can also assume a vertical position or any other position relative to the resonance spring 3.
When the coil 4 of the magnet system is excited by a control frequency superimposed on the mains frequency, the resonance spring 3 will execute strong natural vibrations. The first throw up the sling lever 18 resting on the resonance spring 3. The pin 16 of Schleu derhebels 18 wind then lifted out of the groove 20 of the locking disc 21 and thereby the drive disc 22 released. The drive tongue of the resonance spring 3 then displaces the drive disk 22 in rotations via the roller 24.
The process during an oscillating movement of the resonance spring 3 is here that when the drive tongue 23 moves upwards, it moves away from the roller 24, while it engages with the roller 24 during the downward movement, and this moves it into the position shown in FIG and 3 twisted direction indicated by arrow. This rotation of the Röll chens 24 in turn causes a rotation of the drive pulley 22 in the direction of the arrow. Due to the fast vibrations of the resonance spring 3, the drive pulley 22 is now in rapid revolutions ver that can be used to control any gear before. The drive system of FIG. 4 has in turn a drive pulley 22 and a drive tongue 23 connected to the resonance spring 3.
Instead of the roller assembly, a spring assembly occurs here, which is composed of a spring 28 and a lever 29 standing under the train, the water spring 28. The spring-loaded lever 29 rests against the axis 19 of the drive pulley 22, which can be displaced in a setting 30. The drive pulley 22 is thus pressed by the spring arrangement against the drive tongue 23, which here, as in the known Re sonanzfederantriebe with its end face the circumference of the drive pulley 22 comes to rest.
Due to the resonance spring 3, which is set to vibrate by the control frequency when the coil 4 of the magnet system is excited, the sling lever 18 is pivoted upwards about the pivot point 17, so that the drive wheel 22 freed as a result of the drive tongue 23 of the resonance spring 3 rotates in the direction of the arrow can be brought.
The drive process that takes place here is based on a dynamic effect. With a downward movement of the drive tongue 23, the drive pulley 22 is displaced to the left with a certain acceleration against the pull of the spring 28 and the torque-generating friction between drive tongue 23 and drive pulley 22 rotates the latter somewhat. An upward movement of the resonance spring 3 causes a loose coupling of the drive tongue 23 from the drive disk 22 when the vibrations are sufficiently rapid, so that a torque is not exerted on the drive disk 22 in this direction of movement.
A start-up of the resonance spring drive by mains frequencies and vibrations is not possible, since these cannot pivot the sling lever 18 in such a way that the pin 16 comes out of the groove 20 of the locking disk 21. The lever 18 can only be thrown upwards and thus the drive pulley 22 can only be released by impulses originating from overvoltage waves, switch-on or similar processes. In AC consumer systems, the resonance tongue 3 vibrated by the mains frequency will then act until the pin 16 of the sling lever 18 falls into a groove 20 of the locking disk 21 to rotate the drive disk 22.
In order to keep this rotation of the drive pulley 22 quite small, the locking disk 21 is expediently provided with several grooves 20. In the two exemplary embodiments, the locking disc 21 is provided with three grooves, so that when a disturbance pulse occurs, the drive disc 22 can be rotated by a third of a revolution. For the purpose of further reducing the rotation of the drive pulley caused by the interference pulses, more than three grooves can of course also be provided.
The revolutions of the drive pulley 22 caused by the disturbance pulses are now completely ineffective, since the gear ratio between the drive wheel and the device effecting the execution of a shifting process is selected so that the shifting process can only be initiated after several revolutions of the drive pulley 22. If, for example, the gear ratio is made in such a way that the gearshift is terminated after 20 revolutions, the disruption impulses would require approximately 18 revolutions of the drive pulley to initiate a false shifting process. In practice, however, it does not happen that interference pulses can cause the drive pulley 22 to rotate at such a high speed.
In Fig. 5, a special design of a drive magnet for illustration is brought ge. Here the overlapping pole legs 31, 32 are made very long, whereby the arrangement of several drive springs 3 in the air gap 33 formed by the pole legs 31, 32 and a convenient arrangement of the coil 4 on the crosspiece 35 is achieved in a simple manner.