Schaltwerk
Die Erfindung betrifft ein Schaltwerk mit einer gespannten, durch Schaltreiter freigebbaren Feder, die bei ihrer durch die Freigabe erfolgenden Entspannung einen Schaltvorgang bewirkt und bei der ein Schaltstern durch einen vorbeibewegten Schaltreiter um einen bestimmten Winkel gedreht wird.
Solche Schaltwerke dienen z. B. dazu, Elektrizitätszäh ler auf die wechselnden Tarife umzustellen oder elektrische Geräte ein- oder auszuschalten. Es sind Schaltwerke bekannt, bei denen eine den Schaltvorgang auslösende Feder durch einen Antrieb, der die Programmscheiben treibt, aufgezogen wird. Die Feder wird bei der Drehung eines durch Reiter auf den Programmscheiben betätigten Schaltsternes freigegeben und entspannt sich um einen bestimmten Betrag, wobei gleichzeitig der Schaltvorgang bewirkt wird. Damit die Belastung des Antriebs durch die Feder nicht zu gross ist, wird diese nur bis zu einem bestimmten Grad aufgezogen; hierzu dient eine Reibungskupplung zwischen dem Antrieb und der Feder. Ausserdem erfolgt der Aufzug der Feder sehr langsam, so dass während einer bestimmten Zeit nur eine bestimmte Anzahl von Schaltvorgängen ausgeführt werden können.
Wird diese Anzahl überschritten, dann entspannt sich die Feder so weit, dass sie nicht mehr in der Lage ist, die Schaltungen einwandfrei zu bewerkstelligen. Bei diesen Schaltwerken ist weiterhin nachteilig, dass die Feder ständig den Antrieb belastet und somit dessen Lebensdauer herabsetzt.
Die genannten Mängel werden bei dem Schaltwerk nach der Erfindung dadurch vermieden, dass der Schaltstern über eine Welle mit einer Federaufzugsvorrichtung, die bei der Drehung des Schaltsterns die Feder aufzieht, und mit einer Freigabevorrichtung, die nach einer bestimmten Drehung des Schaltsterns die Feder freigibt, verbunden ist.
Die Erfindung wird im folgenden anhand eines in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert.
Es zeigen: Fig. 1 einen senkrechten Schnitt durch die Aufzugs- und Freigabevorrichtung;
Fig. 2 einen waagrechten Schnitt durch die Aufzugsund Freigabevorrichtung und
Fig. 3 das die Freigabe bewirkende Teil.
Die Vorrichtung in der Fig. 1 wird durch eine obere Platine 1 und durch eine untere Platine 2 gehalten. Eine Schaltwelle 3, deren unteres Ende in der oberen Platine 1 gelagert ist, ist mit dem nicht dargestellten Schaltstern verbunden und dreht sich um diesen. Der Schaltstern wird in bekannter Weise durch auf einer Programmscheibe des Schaltwerkes befestigte Schaltreiter fortbewegt. Werden Schaltreiter in verschiedenen Ausführungsformen verwendet, so können durch diese mehrere, vorzugsweise zwei übereinander angeordnete Schaltsterne bewegt werden.
Die Drehbewegung der Schaltwelle 3 wird über Zahnräder 4 und 5 auf eine Welle 6 übertragen, die in der oberen und der unteren Platine gelagert ist. Die Welle 6 ist von einer Schaltscheibe 7 umgeben, die nicht fest mit der Welle 6 verbunden ist, sondern gegenüber dieser verdreht werden kann. Der Verdrehung entgegen wirkt jedoch eine innerhalb einer Aussparung 8 der Schaltscheibe 7 angeordnete Feder 9, die mit ihrem einen Ende an einer auf der Welle 6 angebrachten Nase 10 und mit ihrem anderen Ende an der Wand der Aussparung 8 befestigt ist. Eine Deckplatte 11 verhindert ein seitliches Ausweichen der Feder 9. Die Feder 9 ist so gespannt, dass ein Vorsprung 12 der Schaltscheibe 7 gegen einen Anschlag 13 drückt.
Dieser Anschlag befindet sich auf einer beweglichen Platte 14. Die Platte 14 ist in der Zeichenebene in Pfeilrichtung hin- und herschiebbar. Die Verschiebung erfolgt durch die Drehung der Welle 6 mit Hilfe einer Nockenscheibe 15 und zweier kreisförmiger Scheiben 16 und 17.
Dieser Vorgang wird später anhand der Fig. 3 näher erläutert. Die Platte 14 wird durch die Welle 6 und einen Führungsstift 18 gehalten. An den Stellen, wo die Welle 6 und der Führungsstift 18 durch die Platte 14 hindurchgeführt sind, besitzt diese in ihrer Längsrichtung verlaufende Schlitze, so dass hierdurch eine Längsverschiebung möglich ist.
Befindet sich der Anschlag 13 in der in Fig. 1 gezeigten Stellung, dann verhindert er eine durch die Feder 9 bewirkte Drehung der Schaltscheibe 7. Eine durch einen Schaltreiter verursachte, auf die Welle 6 übertragene Drehbewegung kann daher die Feder 9 um einen der Grösse der Drehbewegung entsprechenden Betrag weiter aufziehen. Durch die Drehung der Welle wird jedoch auch die Platte 14 verschoben, und zwar in der Weise, dass der Anschlag 13 zur Welle 6 hin wandert. Nach einer bestimmten Verschiebung gibt er die Schaltscheibe 7 für eine Drehung frei. Unter der Kraft der Feder 9 dreht sich diese so weit, bis sie mit einem weiteren Vorsprung gegen den Anschlag 13 stösst. Während dieser Drehung löst sie über eine Kontaktfeder 19 einen Schaltvorgang aus.
Die Drehung der Schaltscheibe 7 nach der Freigabe durch den Anschlag 13 ist ebenso gross wie die durch einen Schaltreiter verursachte Drehung der Welle 6. Die Feder 9 wird daher bei jedem Schaltvorgang gespannt und um den gleichen Betrag wieder entspannt. Damit besitzt die Feder 9 zwischen den einzelnen Schaltvorgängen eine Vorspannung von konstantem Wert.
Die durch die Vorbeibewegung eines Schaltreiters bewirkte Drehung des Schaltsterns und damit auch der Welle 6 ist für jeden Schaltvorgang gleich. Die Freigabe der Schaltscheibe 7 erfolgt immer dann, wenn die Drehung nahezu beendet ist.
Die Fig. 2 stellt einen waagrechten Schnitt durch die Anordnung nach Fig. 1 in Höhe des oberen Teils des Anschlags 13 dar. Sie zeigt zwei konzentrische ringförmige Teile der Schaltscheibe 7, wobei das äussere Teil an seiner Innenseite die Vorsprünge 12 und das innere Teil an seiner Aussenseite weitere Vorsprünge 20 besitzt. Unterhalb dieser Teile befindet sich die Platte 14, deren Anschlag 13 in den Raum zwischen den beiden Teilen der Schaltscheibe 7 ragt. Die Schaltscheibe versucht sich unter der Kraft der Feder 9 in Uhrzeigerrichtung zu drehen. Der Anschlag 13 bewegt sich zwischen den ringförmigen Teilen der Schaltscheibe 7 mit der Platte 14 in Richtung der Verbindungslinie zwischen der Welle 6 und dem Führungsstift 18.
Diese Bewegung wird durch die Drehung der Welle 6 hervorgerufen und ändert trotz gleichbleibender Drehrichtung der Welle 6 nach jeweils 60 Drehung ihre Richtung. Die Welle 6 dreht sich jeweils um ebenfalls 60 ", wenn sich ein Schaltreiter am Schaltstern vorbeibewegt.
In der ausgezogen gezeichneten Stellung des Anschlages 13 befindet sich die Anordnung zwischen zwei Schaltvorgängen. Wird durch den folgenden Schaltreiter die Welle 6 gedreht, dann geht der Anschlag 13 langsam in die gestrichelt gezeichnete Lage über, die er nach einer Drehung von 60 erreichen würde. Gleichzeitig wird die Feder 9 um einen der Drehung entsprechenden Betrag gespannt.
Kurz bevor der Drehschritt von 60 beendet ist, hat sich der Anschlag 13 über den Vorsprung 20 hinausbewegt und gibt somit die Schaltscheibe 7 für eine Drehung bzw. die Feder 9 zur Entspannung frei. Der Anschlag 13 befindet sich jetzt innerhalb der Bahn des folgenden Vorsprungs 12, so dass die Schaltscheibe 7 sich nur so weit drehen kann, bis der Vorsprung 12 gegen den Anschlag 13 stösst. Da die Vorsprünge 12 und 20 in tangentialer Richtung um jeweils 60 voneinander entfernt sind, kann sich die Schaltscheibe auch nur jeweils um diesen Betrag drehen. Die Drehbewegungen von Welle 6 und Schaltscheibe 7 und damit das Spannen und Entspannen der Feder 9 sind also bei jedem Schaltvorgang gleich.
Beim folgenden Schaltvorgang bewegt sich der Anschlag auf den inneren Ring der Schaltscheibe zu. Kurz bevor die Welle 6 eine Drehung von 60 vollführt hat, hat er sich über den Vorsprung 12 hinausbewegt und gibt die Schaltscheibe für eine Drehung von wiederum 60 frei.
Oberhalb des in der Fig. 2 gezeigten Schnittbildes, an der Stelle, wo nach der Fig. 1 die Kontaktfeder 19 die Schaltscheibe 7 berührt, besitzt deren äusserer Ring die in der Fig. 2 gestrichelt gezeichnete äussere Kontur. Der in radialer Richtung verlaufende Abstand zwischen dieser Kontur und der Achse der Welle 6 wechselt ständig zwischen einem grössten und einem kleinsten Wert, wobei der tangentiale Abstand zwischen diesen beiden Werten jeweils 60 beträgt. Dabei ist die Kontaktfeder 19 so angeordnet, dass sie sich bei jeder Drehung der Schaltscheibe 7 um 60 auf deren Umfang von der Stelle mit dem grössten Abstand von der Achse der Welle 6 zu der Stelle mit dem kleinsten Abstand, bzw. umgekehrt von der Stelle mit dem kleinsten zu der mit dem grössten Abstand bewegt.
Sie liegt fest an der Schaltscheibe an und vollführt somit eine Bewegung in radialer Richtung, die der Differenz der beiden Abstände entspricht und die den gewünschten Schaltvorgang bewirkt. Durch die besondere Form der äusseren Kontur der Schaltscheibe, in der sprunghafte und schnelle Änderungen vermieden werden, erreicht man, dass sich der Schaltvorgang relativ langsam vollzieht, so dass die Kontaktprellzeit vermindert wird und bei einer Wechselstromabschaltung der Lichtbogen im Nulldurchgang erlischt.
Die Fig. 3 stellt einen waagerechten Schnitt durch die Anordnung nach Fig. 1 direkt unterhalb der Platte 14 dar.
Der einfacheren Erläuterung wegen ist jedoch die Platte 14 strichpunktiert eingezeichnet, während die untere Platine 2 fortgelassen wurde.
Fest mit der Platte 14 verbunden sind die Achsen der beiden drehbaren kreisförmigen Scheiben 16 und 17. Die in ihrer Lage nicht veränderbare Welle 6 trägt die Nokkenscheibe 15, die sich bei jedem Schaltvorgang mit der Welle 6 um 60 dreht. Dies bewirkt, dass die Scheiben 16 und 17 sowie die mit diesen verbundene Platte 14 bei jeder dieser Drehungen in Richtung der Verbindungslinie zwischen der Welle 6 und dem Führungsstift 18, die die Platte 14 tragen, verschoben werden; und zwar findet diese Verschiebung jeweils in entgegengesetzter Richtung zu der bei der vorhergehenden Drehung erfolgten Verschiebung statt. Durch jede dieser Verschiebungen gibt der auf der Platte 14 befestigte Anschlag 13 die Schaltscheibe für eine Drehung von 60 frei.
Rear derailleur
The invention relates to a switching mechanism with a tensioned spring, which can be released by a switch tab, which causes a switching process when it is released by releasing it and in which a switch star is rotated by a certain angle by a switch tab moving past.
Such switching mechanisms are used for. B. to switch electricity meter to the changing tariffs or to switch electrical devices on or off. Switching mechanisms are known in which a spring which triggers the switching process is pulled open by a drive which drives the program disks. The spring is released when a switch star operated by riders on the program disks is turned and relaxes by a certain amount, with the switching process being effected at the same time. So that the load on the drive by the spring is not too great, it is only pulled up to a certain degree; a friction clutch between the drive and the spring is used for this. In addition, the spring is wound very slowly, so that only a certain number of switching operations can be carried out during a certain time.
If this number is exceeded, the spring relaxes so much that it is no longer able to carry out the switching properly. Another disadvantage of these switching mechanisms is that the spring constantly loads the drive and thus reduces its service life.
The shortcomings mentioned are avoided in the switching mechanism according to the invention in that the star switch is connected via a shaft to a spring winding device that pulls the spring when the star switch rotates, and to a release device that releases the spring after a certain rotation of the star switch is.
The invention is explained in more detail below with reference to an exemplary embodiment shown in the figures.
1 shows a vertical section through the elevator and release device;
Fig. 2 shows a horizontal section through the elevator and release device and
3 shows the part causing the release.
The device in FIG. 1 is held by an upper plate 1 and by a lower plate 2. A shift shaft 3, the lower end of which is mounted in the upper plate 1, is connected to the star switch, not shown, and rotates around it. The star switch is moved in a known manner by switch tabs attached to a program disc of the switching mechanism. If switch tabs are used in different embodiments, then several, preferably two switch stars arranged one above the other can be moved through them.
The rotary movement of the shift shaft 3 is transmitted via gears 4 and 5 to a shaft 6, which is mounted in the upper and lower plate. The shaft 6 is surrounded by a switching disk 7, which is not firmly connected to the shaft 6, but can be rotated relative to it. The rotation is counteracted, however, by a spring 9 arranged within a recess 8 of the switching disk 7, one end of which is fastened to a nose 10 mounted on the shaft 6 and the other end to the wall of the recess 8. A cover plate 11 prevents the spring 9 from yielding to the side. The spring 9 is so tensioned that a projection 12 of the switching disk 7 presses against a stop 13.
This stop is located on a movable plate 14. The plate 14 can be moved back and forth in the plane of the drawing in the direction of the arrow. The displacement takes place by rotating the shaft 6 with the aid of a cam disk 15 and two circular disks 16 and 17.
This process is explained in more detail later with reference to FIG. The plate 14 is held by the shaft 6 and a guide pin 18. At the points where the shaft 6 and the guide pin 18 pass through the plate 14, the latter has slots running in its longitudinal direction, so that a longitudinal displacement is possible as a result.
If the stop 13 is in the position shown in FIG. 1, it prevents a rotation of the switching disk 7 caused by the spring 9. A rotary movement caused by a switching tab and transmitted to the shaft 6 can therefore shift the spring 9 by one of the size of the Turn the corresponding amount further. However, the rotation of the shaft also displaces the plate 14, in such a way that the stop 13 moves towards the shaft 6. After a certain shift, he releases the switching disk 7 for rotation. Under the force of the spring 9, this rotates until it hits the stop 13 with a further projection. During this rotation it triggers a switching process via a contact spring 19.
The rotation of the switching disk 7 after it has been released by the stop 13 is just as great as the rotation of the shaft 6 caused by a switching tab. The spring 9 is therefore tensioned with each switching operation and relaxed again by the same amount. The spring 9 thus has a preload of constant value between the individual switching operations.
The rotation of the star switch and thus also of the shaft 6 caused by the movement of a switch tab is the same for each switching process. The switching disk 7 is released whenever the rotation is almost complete.
2 shows a horizontal section through the arrangement according to FIG. 1 at the level of the upper part of the stop 13. It shows two concentric ring-shaped parts of the switching disk 7, the outer part on its inside showing the projections 12 and the inner part its outside has further projections 20. Below these parts is the plate 14, the stop 13 of which protrudes into the space between the two parts of the switching disk 7. The switching disk tries to turn clockwise under the force of the spring 9. The stop 13 moves between the ring-shaped parts of the switching disk 7 with the plate 14 in the direction of the connecting line between the shaft 6 and the guide pin 18.
This movement is caused by the rotation of the shaft 6 and, despite the constant direction of rotation of the shaft 6, changes its direction after every 60 turns. The shaft 6 also rotates by 60 "each time a switch tab moves past the switch star.
In the solid position of the stop 13, the arrangement is between two switching operations. If the shaft 6 is rotated by the following index tab, then the stop 13 slowly changes into the position shown in dashed lines, which it would reach after a rotation of 60. At the same time, the spring 9 is tensioned by an amount corresponding to the rotation.
Shortly before the rotation step of 60 is ended, the stop 13 has moved beyond the projection 20 and thus releases the switching disk 7 for rotation or the spring 9 for relaxation. The stop 13 is now located within the path of the following projection 12, so that the switching disk 7 can only rotate until the projection 12 hits the stop 13. Since the projections 12 and 20 are each 60 apart in the tangential direction, the switching disk can only rotate by this amount. The rotary movements of the shaft 6 and switching disk 7 and thus the tensioning and releasing of the spring 9 are therefore the same for each switching process.
During the following switching process, the stop moves towards the inner ring of the switching disk. Shortly before the shaft 6 has completed a rotation of 60, it has moved beyond the projection 12 and releases the switching disk for a rotation of 60 again.
Above the sectional view shown in FIG. 2, at the point where, according to FIG. 1, the contact spring 19 touches the switching disk 7, the outer ring thereof has the outer contour shown in broken lines in FIG. The distance running in the radial direction between this contour and the axis of the shaft 6 changes constantly between a largest and a smallest value, the tangential distance between these two values being 60 each. The contact spring 19 is arranged in such a way that with every rotation of the switching disk 7 by 60 on its circumference, it moves from the point with the greatest distance from the axis of the shaft 6 to the point with the smallest distance, or vice versa from the point the smallest to the one with the greatest distance.
It rests firmly on the switching disk and thus performs a movement in the radial direction which corresponds to the difference between the two distances and which causes the desired switching process. The special shape of the outer contour of the switching disk, in which sudden and rapid changes are avoided, ensures that the switching process takes place relatively slowly, so that the contact bounce time is reduced and the arc is extinguished in the zero crossing when an alternating current is switched off.
FIG. 3 shows a horizontal section through the arrangement according to FIG. 1 directly below the plate 14.
For the sake of simpler explanation, however, the plate 14 is drawn in dash-dotted lines, while the lower plate 2 has been omitted.
The axes of the two rotatable circular disks 16 and 17 are firmly connected to the plate 14. The position of the shaft 6, which cannot be changed, carries the cam disk 15, which rotates by 60 with each switching operation with the shaft 6. This causes the disks 16 and 17 and the plate 14 connected to them to be displaced with each of these rotations in the direction of the connecting line between the shaft 6 and the guide pin 18 which support the plate 14; this shift takes place in the opposite direction to the shift that took place during the previous rotation. With each of these shifts, the stop 13 fastened on the plate 14 releases the switching disk for a rotation of 60.