Zeitschalter. Zeitschalter stellen eine Verbindung eines Verzögerungsmechanismus mit einem von die sem gesteuerten Schaltwerk dar, das die Ein- und Ausschaltung einer mechanischen oder elektrischen Vorrichtung, z. B. eines Kon taktes, bewirkt. Als Verzögerungsmechanis- mus werden uhrwerksähnliche Rädergetriebe, Luftdämpfungen, Verdrängungskolben oder ähnliche Mittel angewendet.
Für vielseitige Verwendungszwecke müssen die Verzöge rungszeiten in gegebenen Grenzen veränder- lieh und nach einer Skala einstellbar sein.
Die Exdindung hat einen Zeitschalter mit einem durch einen Kraftspeicher angetriebe nen Schaltwerk, einem Verzögerungsmecha- nisnLvs und einem Einstellorgan zum Verän dern der Verzögerungszeit zum Gegenstand und zeichnet sich dadurch aus, dass zwischen dem Einstellorgan, dem Schaltwerk und dem Verzögerungsmechanismus ein Umlaufräder- Betriebe angeordnet ist,
dessen eines Wälzrad mit dem Einstellorgan und dessen anderes Wälzrad mit dem Schaltwerk verbunden ist und dessen Umlaufradträger mit dem Verzö- gerungsmechanismus in Wirkungsverbindung steht.
In beiliegender Zeichnung ist ein Ausfüh rungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes dargestellt. Es zeigt: Fig. 1 eine Ansicht in Richtung auf die Bedienungsseite eines elektrischen Zeitschal ters mit teilweise entfernter Vorderplatine, Fig. 2 zum Teil eine Ansicht, zum Teil einen Schnitt nach der Linie A-A in Fig.1. Fig. 3 eine Rückansicht, mit dem Schalt werk in Ruhestellung, Fig. 4 dieselbe Ansicht bei nieder gedrückter Schalttaste, mit Teilen des Schalt werkes in einer Zwischenstellung, Fig. 5 einen Teil.
derselben Ansicht, mit dem Schaltwerk in Einschaltlage und Fig. 6 eine Umschaltvorrichtung für den willkürlichen Wechsel der Ablaufgeschwin digkeit, mit geschnittenen Platinen.
In den Figuren sind Einzelheiten und Bauteile, die für das Verständnis der Erfin dung nicht wesentlich sind, fortgelassen worden.
Ein als Einstellorgan dienender Drehgriff 1 trägt eine Skala 2 und ist durch eine Nabe 3 mit einem äussern Wälzrad 4 fest verbunden. Die Skala 2 bewegt sich beim Verstellen des Drehgriffes 1 an einem ortsfesten Index 5 vorbei. Eine Druckfeder 6 presst den Dreh griff 1 fest gegen eine vordere Platine 7, wo durch der Drehgriff 1 und das Wälzrad 4 mittels Reibung in der jeweiligen Stellung festgehalten werden.
Gleichachsig zum Wälzrad 4 ist ein Um laufradträger 8 angeordnet, der mit einer exzentrischen, auf beiden Seiten hervortre tenden Nabe 9 versehen ist. In dieser Nabe ist eine Welle 10 drehbar gelagert, auf deren einem Ende ein mit dem äussern Wälzrad 4 kämmendes Umlaufrad 11 und auf deren anderem Ende ein kleineres Umlaufrad 12 be festigt ist, Dieses kleinere Umlaufrad kämmt wieder mit einem zweiten, äussern Wälzrad 13, das _durch eine Nabe 14 mit einem weiteren Stirnrad<B>15'</B> fest verbunden ist. Die Räder 4; 13 und 15 sind drehbar.
auf einer Hauptachse 16 angeordnet, die auch als Drehachse für den Umlaufradträger 8 und als Träger für den Einstelldrehgriff 1 dient. In das Rad 15 greift ein Zahnsektor 17 ein, der auf seinem in einer hintern Platine 34 befestigten Zapfen 18 drehbar ist.
Der auf einem Teil seines Umfanges mit einem Zahnkranz versehene Umlaufradträger 8 steht bei arbeitendem Zeitschalter im Ein griff mit einem Zahnrad 19, das mit einer Welle 20 fest verbunden ist. Eine an diesem Rad 19 vorgesehene Klinke 21 sorgt dafür, dass eine Drehbewegung des Rades 19 nur in einer Richtung auf eine Sperrwalze 22 über tragen wird, während in entgegengesetzter Drehrichtung keine Mitnahme dieser Walze erfolgt.
Die Sperrwalze 22 ist mit einem Stirn zahnrad 23 versehen und ist auf der Welle 20 drehbar gelagert. Über die Ritzelwellen 24, 25 bzw. 26 mit den darauf befestigten Rädern 27, 28 bzw. 29 wird eine Drehung des Rades 19 ins Schnelle übersetzt und als letzter Teil das Steigrad 29 angetrieben, das auf der Ritzelwelle 26 befestigt ist. Das Stei#ad 29 treibt einen Pendelanker 30 auf seiner Achse 31 oszillierend an, dessen hemmende Wirkung in bekannter Weise durch eine Gewichts stange 32 mit einstellbaren Gewichten 33 ver stärkt wird.
Die Hauptachse 16 und die Wel len 20, 24, 25 und 26 sowie die Pen,delanker- achse 31 sind in der üblichen Weise in der vordern und der hintern Platine 7, 34 gelagert.
Auf der Vorderseite des Umlaufradträ- gers 8 ist in seinem unverzahnten Winkel bereich eine kreisbogenförmige Leitkurven- scheibe 35 und auf der Rückseite eine weitere Leitkurvenscheibe 37 befestigt.
An dem Zahn rad 19, das in Wirkungsverbindung mit dem Zahnkranz des Umlaufradträgers $ steht, be finden sich gegeneinanderversetzt zwei Rollen, eine vordere, 40, in der Ebene der vordern Leitkurve (35) und eine hintere, 41, in der Ebene der hintern Leitkurve (37). Beide Rol len halten das Rad 19 im Zusammenwirken mit den kreisbogenförmigen Leitkurven in der Ruhelage.
Die vordere Leitkurvenscheibe 35 trägt am Ende ihrer kreisbogenförmigen Bahn 39 einen Nocken 36, der so bemessen ist, dass er bei einer Drehung des Umlaufradträgers 8 in Pfeilrichtung P1 der Fig. 1 durch die Ver- dräng < ing der Rolle 40 das Rad 19 mit allmäh lich ansteigender Beschleunigung aus der Ruhelage -treibt. Die hintere Leitkurven- scheibe 37 lässt hierbei auf ihrer zurückwei chenden Kontur 38 die Rolle 41 formschlüssig nachfolgen und Nocken 36 und Kurvenform 38 sind so bemessen,
dass bei Erreichen der Umfangsgeschwindigkeit der Verzahnung am Umlaufradträger 8 der erste Zahn 42 dieser Verzahnung genau in die ihm entsprechende Zahnlücke des Rades. 19 eintritt und damit den weiteren Antrieb des Rades 19 durch die Verzahnung einleitet.
Der Zahnsektor 1.7 ist. durch einen Zapfen 45 mit einem eine Taste 43 besitzenden Ta stenschaft. 44 -verbunden. Die Zugfeder 46 greift an einem Arm 47 des Sektors 1.7 an und hält diesen und damit die Teile 43, 44 in der Ruhestellung (Fug. 3). Ein mit dem Sektor 17 durch dessen Nabe 48 fest verbundener He belarm 49 trägt an seinem Ende 50 ein Loch, in welches eine Feder 51 eingehängt ist.. Das andere Federende 52 ist an einem Stift 53 be festigt, der in einem Schwinghebel 54 ange bracht ist. Der Schwinghebel 54 ist drehbar auf der Hauptwelle 16 gelagert und trägt an seinem Arm 55 einen Kontaktstift 56.
Eine Winkelklinke 57, auf einem in der hintern Platine 34 vorgesehenen ortsfesten Zapfen 58 drehbar gelagert, wird von einer Feder 59 so gehalten, dass in der Ruhelage (Fug. 3) ein Arm 60 der Klinke 57 gegen einen Stift 61 am Zahnsektor 17 anliegt (Fug. 3). In dieser Lage ist ein Haken 62 der Klinke 57 ausser Eingriff mit einem Nocken 63 am Schwing hebel 54. Der Kopf des am Segment 17 be findlichen Zapfens 45 ist. so hoch, dass er in die Ebene der Klinke 57 hineinreicht.
Die Winkelklinke 57 läuft hinter dem. Haken 62 in eine Nase 65 aus, die mit einem gleich achsig zii dem Federstift. 53 am Schwing hebel 54 auf dessen Rückseite angebrachten Stift 66 (Fug. 2, 3) zusammenarbeitet.
Im Weg des Kontaktstiftes 56 sind zwei an der hintern Platine 34 befestigte Kontakt federn 64 so angeordnet, dass in der Arbeits stellung des Schwinghebels 54 (Fug. 5) eine leitende Verbindung der beiden Federn 64 durch den Kontaktstift 56 hergestellt wird.
In einem Schlitz der Platine 7 (Fug. 6) ist ein kleiner Stellhebel 67 im Bereich eines Stiftes 68 vorgesehen. Der Stift 68 ist in der Ankerwelle 31 befestigt und hat einen gerin gen Abstand vom Hebel 67 in dessen Stel lung .1. Wird der Hebel in die Stellung B gelegt, so bewegt er über den Stift 68 die Ankerwelle in der Längsrichtung unter Span nen einer Blattfeder 69 so weit, dass der An ker 30 ausser Eingriff mit dem Steigrad 29 kommt. Die Feder 69 treibt. die Ankerwelle wieder in die Ausgangslage, wenn der Hebel 67 wieder in die Stellung A geschwenkt wird.
Durch die hintere Platine 34 ist ein Zapfen der Ritzelwelle 26 hindurchgeführt, auf wel chem ein weiteres Hemmorgan in (restalt eines bekannten Windflügels 70 befestigt ist.
Die Wirkungsweise der beschriebenen Ein richtung ist nun folgende: Mittels des Dreh griffes 1 wird unter Überwindung der durch die Feder 6 erzeugten Reibung die gewünschte Verzögerungszeit nach Skala 2 am ortsfesten Index 5 eingestellt. Hierbei wird das äussere Wälzrad 4 gedreht und dieses verdreht seiner seits über das Umlaufrad 1.1 das mit diesem fest verbundene Umlaufrad 12. Das Umlauf rad 1.2 wälzt sich hierbei auf dem zianäclist Feststehenden, äussern Wälzrad 13 ab und schwenkt hierbei selbst iun die Achse 16, hierbei den Umlaufradträger 8 mitnehmend.
Die Zähnezahlen der beteiligten Räder sind so gewählt, dass einer Drehung des Dreh griffes 1 um 180 eine im Gegensinn erfol gende Drehung des Umlaufradträgen 8 von ebenfalls 180 entspricht. Hierzu muss das ('bersetzungsverhältnis von Rad 4 zu Rad 1:1=1:2 und von Rad 12 zu Rad 13=1:0,25 genommen werden.
Die Skala am Drehgriff 1 erstreckt sich über 180 und steigt bei Rechts drehung des Griffes 1 von Null zum Höchst wert an. Aus vorstehendem ist erkennbar, dass mit dem Drehgriff 1 dem Umlaufrad- träger 8 innerhalb eines Bereiches von 180 jede gewünschte Zwischenstellung gegeben werden kann. Es wurde bereits beschrieben, dass der Umlaufradträger 8 ein auf 180 sei nes Umfanges verzahntes Stirnrad ist.
Die Anordnung wird nun so getroffen, dass bei der maximalen Verdrehung von 180 des Um laufradträgers 8, die durch den Drehgriff 1 bei Verstellung vom Nullwert bis zum Höchstwert der Skala 2 vorgenommen wer den kann, ein , Antrieb des Rades 19 nicht erfolgt, weil in diesem am Rade 19 vorbei drehenden Bereich der Umlaufradträger nicht verzahnt ist. Durch die Leitkurvenscheiben 35 und 37 wird hierbei mit ihrem kreisförmigen Bereich 39 bewirkt, dass das Rad 19 vermit tels seiner beiden Rollen 40 und 41 form schlüssig in Ruhe gehalten wird.
Bei der Fig. 1 ist der Drehgriff 1 und die Skala 2 bereits um die Hälfte des vollen Skalenbereiches im -Uhrzeigersinn verstellt abgebildet; folglich wurde auch der Umlauf radträger 8 mit den daran befestigten Kur venscheiben 35 bzw. 37 in der dieser Skalen einstellung entsprechenden Lage dargestellt, in welcher der Träger 8 bereits 90 seiner durch den Drehgriff 1 bewirkbaren 180 -Dreh- bewegamg zurückgelegt hat.
Zur Vorbereitung des eigentlichen Schalt vorganges wird die Taste 43-44 nieder gedrückt. Hierbei wird die Feder 46 ge spannt und der Zahnsektor 17 in die Arbeits stellung (Fug. 4) geschwenkt (Pfeil P3). Der Sektor 17 dreht hierbei über das Rad 15 das mit diesem verbundene Wälzrad 13 (Pfeil P1 in Fig. 1) und treibt dadurch in der gleichen Drehrichtung über die Umlaufräder 12 und 11 den Umlaufradträger 8, wobei jetzt das durch die Reibung der Feder 6 gehaltene, äussere Wälzrad 4 als feststehend zu betrach ten ist.
Die Übersetzungsverhältnisse sind so gewählt, dass einem vollen Niederdrücken der Taste und der entsprechenden Verdrehung (Pfeil Ps) des Zahnsektors 17 eine Drehung des Umlaufradträgers 8 um weitere 180 in Pfeilrichtung P1 der Fig. 1 entspricht.
Maximal kann also der Träger 8 um 180 von der Einstellvorrichtung 1 und weitere 180 von der Taste in gleichem Drehsinne (Pfeil P1 in Fig. 1) verstellt werden (in Fig.2-5 wurde davon abweichend das Rad 15 aus zeichnerischen Gründen etwas zu klein dar gestellt).
Ist vom Drehgriff 1 nur eine klei nere Vorverstellung des Umlaufradträgers 8 vorgenommen worden, beispielsweise nur 60 , so beträgt die Gesamtverstellung des Teils 8 beim Niederdrücken der Taste 60-h180=240 . Steht beispielsweise der Einstelldrehgriff 1 auf dem Nullwert der Skala 2, so ist der Um laufradträger 8 nicht aus seiner Grundstel lung verdreht worden. Der Drehweg von 180 , den der Träger beim niul nachfolgenden Nie derdrücken der Taste 43-44 erfährt, bildet in diesem Falle seine Gesamtverstellung, wo bei, wie schon gezeigt wurde, eine Mitnahme des Rades 19 nicht erfolgt.
War im andern Grenzfall der Träger 8 durch Verdrehen des Handgriffes 1 bis zum höchsten Wert 60 der Skala bereits Z,un l80 vorverstellt, so wird beim Niederdrücken der Taste der Träger um weitere 180 gedreht und hierbei, da jetzt der verzahnte Teil des Trägers 8 mit Rad 19 in Eingriff kommt, das Rad 19 mutgedreht (Pfeil P,1)
. Der Kurven nocken 36 und die zurückweichende Kurve 38 sorgen hierbei für einen allmählichen Über gang bei der Beschleunigung des Rades 19 von Null bis zur vollen Umfangsgeschwindigkeit der Verzahnung am Träger B.
Durch das Klinkengesperre 21-22 wird erreicht, däss beim Hingang des Trägers 8 (Pfeil P1 in Fig. 1), der durch das Nieder drücken der Taste bewirkt wird, das nachfol gende Räderwerk 23-24-27-25-28-26-29 nicht mitgenommen wird.
Erst der Rückgang der Taste, der von der Zugfeder 46 durch ein fache Umkehrung der Antriebsdrehrichtung über die Teile 17-15-13-12-8-19 (Pfeile P2 bzw. P5 in Fig. 1) erfolgt, nimmt das nach folgende Räderwerk 23-24-27 usw.
über die Sperrwalze 22 und die Klinke 21 mit und hierbei wirkt jetzt der Anker 30 mit seinen Schwinggewichten 33 verzögernd, so dass der Rücklauf in der gewünschten, durch die C'ber- setzimg des Hemmwerkgetriebes und die Hemmwirkung des Ankers 30 bedingten Zeit erfolgt.
Aus dem Vorstehenden wird ersicht lich, dass die 180 -Bewegung des Umlaufrad trägers 8, die von der Taste aus bewirkt wird, je nach der Grösse der Voreinstellung durch den Drehgriff 1 einen mehr oder we niger grossen Zahnbogen des Umlaufradträ- gers 8 am Rad 19 vorbeiführt. Dieses ver zahnte Bogenteil ist aber ein Mass für die Drehmitnahme des Rades 19 und damit auch für die gewünschte Verzögerungszeit des gan zen Getriebes.
Es ist noch hinzuzufügen, dass bei diesem Rücklauf (Pfeile P2 bzw. P5) an dem Punkte, an welchem der Zahnbogen des Umlaufrad trägers 8 endet, der Eingriff zum Rad 19 in gleicher Weise, nur umgekehrt, unterbrochen wird wie beim Hingang. Die Kurvenscheiben 35 und 37 verringern jetzt von dem Punkte ab, an dem der letzte Zahn 42 vom Träger 8 die Zahnlücke im Rad 19 verlässt, die Dreh geschwindigkeit des Rades 19 von der Um fangsgeschwindigkeit der Verzahnung am Umlaufradträger 8 bis zum Stillstand, wobei jetzt der Kurventeil 38 treibend und der Nocken 36 auffangend wirkt, bis beide Rollen 40 und 41 wieder auf den Kreisbögen 39 der Scheiben 35 und 37 aufliegen.
Von dem Sektor 17 wird beim Nieder drücken der Taste 43, 44 das eigentliche Schaltorgan, der Schwinghebel 54, angetrie ben, indem die Feder 51, deren eines Ende am Auge 50 des mit dem Sektor 17 verbundenen Iiebelarmes 49 eingehängt ist., aus der in Fig. 3 gezeigten Ruhelage in die Einschalt stellung nach Fig. 4 bewegt wird.
Hierbei überschreitet die Zugrichtung der Feder wirkung den Totpunkt und versucht, den Schwinghebel 54 entgegen dein Uhrzeiger (Fug. 4) in die entgegengesetzte Endlage zu schwenken. Um diese Umschaltung aber erst tatsächlich in der jeweiligen Endlage des Sektors 17 zu bewirken, ist die Winkelklinke 57 vorgesehen, die- zu Beginn des Drückens der Taste 43-44 infolge Verschiebung des Stiftes 61 nach rechts und Verdrehung der Klinke 57 unter Wirkung der Feder 59 bis zum Anschlag an den Nocken 63 den Schwinghebel 54 mittels des Hakens 62 an der Nocke 63 so lange festhält,
bis der Kopf des Zapfens 45 auf die Winkelklinke 57 stösst und deren Haken 62 in der tiefsten Tastenstellung aushebt. Nunmehr schwingt der Schwinghebel 54 ein kurzes Stück unter dem Zug der Feder 51 in Richtung auf die Kontaktfedern 64 zu, wird aber durch die r@nsehlagnase 65 an der Winkelklinke 57, gegen die der Stift 66 stösst, nochmals so lange aufgehalten (Zwischenstellung Fig.4), bis der Sektor 17 unter Wirkung der Zug 1'eder 46 nach Loslassen der Taste 43--44 seine Rückbewegung beginnt und hierdurch die am. Stift. 45 anliegende Winkelklinke 57 ebenfalls zurückweichen. kann.
Jetzt. erst ge stattet der Anschlag 65 an der Winkelklinke 57 den Vorbeigang des Schwinghebels .54 zur Vollendung der Einschaltbewegung, an deren Ende sehliesslieh der Stift 56 zwischen die Kontaktfedern 64 schlägt, hierdurch den ge wünschten Kontaktsehlnss bewirkend.
Der Anschlag des Schwinghebels 54 an der Nase 65 ist erforderlich, um die Kontaktgabe erst dann erfolgen zu lassen, wenn das Betä tigungselement, im vorliegenden Falle die Taste 43, von dem Bedienenden: losgelassen wurde. Hierdurch wird ein genau festlie gender l#,inselraltzeitpurrkt erzielt., der unab hängig davon ist, wie lange der Bedienende die Taste niedergedrückt hält.
Bewegt sieh jetzt nach Loslassen der Taste der Sektor 17, gehemmt durch das mitlaufende Räderwerk und den Anker, langsam von der Feder 46 gezogen zurück, so legt sich die 'Winkelklinke 57 wieder mit ihrem<B>,</B> Haken 62 vor die an dere Seite der N oeke 63 (Fig. 5). I-Iierdureh wird ein vorzeitiges Riiekschwingen des He bels 54 verhindert, und erst. in der Endlage des Sektors 17, die der Fig. 3 entspricht, hebt der Stift 61.
die Winkelklinke 5 7 an ihrem Arm 60 erneut aus, wodurch der Hebel 54 freigegeben wird und nun unter Wirkung der inzwischen wieder in die Anfangsstel- hing zurückgekehrten Feder 51 zurück schnellt, wobei mit der erforderlichen Ge schwindigkeit, der Kontakt der beiden Fe dern 64 unterbrochen wird.
Die Verzögerungszeit der vorstehend be- sehriebenen Anordnung ist. gegeben durch die Übersetzung des Hemmräderwerkes und die hemmende Wirkung des Pendelankers 30. Es ist bei gewissen Zeitschaltern erwünscht, die Verzögerungszeit, abgesehen von der Ein stellmöglichkeit durch den Drehgriff 1, auch dadurch zu verändern, dass das Hemmwerk mit. verschiedenen einstellbaren Geschwin digkeiten abläuft. Beispielsweise kann die Hemmwirkung des Pendelankers 30 so be messen werden, dass die grösste Ablaufzeit. 60 Sekunden beträgt. Dann entspricht ein Teil strich der Skala 2 einer Sekunde ein gestellter Verzögerungszeit.
Will man nun mit, dem gleichen Zeitschalter beispielsweise auch Zehntelsekunden einstellen können, so ist es nur erforderlich, bei sonst unver änderter Anordnung die Ablaufgeschwindig keit des Räderwerkes zu verzehnfachen. Auf der Skala \? würde dann ein Teilstrich eine Zehntelsekunde bedeuten und die grösste Ge samtlaufzeit nur 6 Sekunden betragen. Diese zusätzliche Einrichtung ist bei dem beschrie benen Zeitschalter wie folgt ausgebildet: Auf der Ritzelwelle 26 (Fig. 6) ist, eine weitere Hemmeinrichtung befestigt., beispiels weise der Windflügel 70; es kann aber auch eine leichte Fliehkraftbremse oder derglei chen vorgesehen werden.
Da die hemmende Wirkung dieser weiteren Hemmeinrichtung erst bei wesentlich höheren Geschwindigkeiten beginnt, hat sie auf den Ablauf des Räder werkes bei der niedrigen Geschwindigkeit, die durch den Pendelanker 30 eingehalten wird, keinen Einfluss. Wird aber durch den klei nen Hebel 67 bei seiner Verstellung aus der gezeichneten Lage A in die gestrichelte Lage B der Hemmanker 30 über den Stift<B>68</B> mit seiner Welle 31 willkürlich ausser Wirksam keit gebracht, so kann jetzt das Räderwerk, nur noch gehemmt durch den Luftflügel 70, mit der dieser bedeutend leichteren Hem mung entsprechenden, hohen Geschwindigkeit ablaufen, womit sich,
die Vorgänge beim Rücklauf des Sektors 17 zwangläufig eben falls in einer der vervielfachten Ablauf- geschwindigkeit entsprechenden, kürzeren Zeit abspielen.
Die Erfindung ist nicht auf das beschrie bene Ausführungsbeispiel beschränkt. Insbe sondere könnte der zum Antrieb des Schalt werkes dienende Kraftspeicher 46 auch in anderer Weise als beschrieben ausgebildet und, anstatt von Hand, beispielsweise durch einen elektromagnetischen oder motorischen Antrieb gespannt werden.