Zeitabhängig gesteuertes, elektrisches Programmschaltwerk
Gegenstand vorliegender Erfindung ist ein zeitabhängig gesteuertes, elektrisches Programmschaltwerk mit einem motorisch zum gleichförmigen Umdrehen während je eines 24 Stünden-Tages angetriebenem und eine Zifferblattscheibe mit 24-Stunden-Teilung tragenden Rotors, auf welchem axial hintereinander mehrere Schaltrad-Betätigungsfinger je in wählbarer Zuordnung zu bestimmten Tageszeiten einstellbar befestigt sind, um mit je daneben auf einer parallel zur Rotorwelle gelagerten Schaltwelle festsitzenden Wellenschalträdern zum schrittweisen Drehen der Schaltwelle zusammenzuwirken, wobei ferner diese Schaltwelle, die ausserdem mindestens ein mitdrehendes Kontaktbetätigungsrad für je eine zugeordnete elektrische Kontaktanordnung trägt, derart ausgebildet ist,
dass während jeder vollständigen Rotordrehung die genannte Kontaktanordnung nach einem vorbestimmten Tagesprogramm in Abhängigkeit von der jeweiligen Tageszeit betätigt wird. Schaltwerke nach der vorstehenden Definition gehören zu den sogenannten Tagesschaltuhren, die beispielsweise zur Steuerung von Heizungs- und Klima-Anlagen oder von anderen Geräten und Einrichtungen vielfach verwendet werden.
Es sind schon Schaltuhren so ausgebildet worden, dass sie nicht nur ein sich täglich wiederholendes Tagesprogramm enthalten, sondern an bestimmten Wochentagen, z.B. am Wochenende, die zugeordneten Kontaktorgane nach einem abgeänderten, aber ebenfalls voreingestellten Tagesprogramm zu betätigen vermögen.
Gegenüber bekannten Ausbildungen von Wochenschaltuhren dieser Art ist nach der vorliegenden Erfindung das vorstehend definierte Programm-Schaltwerk dadurch gekennzeichnet, dass am Rotor in einer wählbaren Winkelorientierung, entsprechend einer wählbaren Tageszeit, ein Zusatz Betätigungsfinger befestigt ist, der dazu bestimmt und aus gebildet ist, im Verlauf einer vollen Rotordrehung ein zugeordnetes Programmwechselschaltrad um einen vorbestimmten Bruchteil einer vollen Drehung weiter zu schalten, wobei dieses Programmwechsel-Schaltrad axial gerichtete Nocken trägt, die derart ausgebildet sind, dass das Programmwechsel Schaltrad im Zusammenwirken mit einem federnd gegen dessen Axialnocken gedrückten Gegenorgan beim Erreichen mindestens einer vorbestimmten Drehstellung, entsprechend einem bestimmten Tag in einer Periode von mehreren Tagen,
eine relative Axialverstellung des Rotors bezüglich der auf der Schaltwelle sitzenden Wellenschalträdern bewirkt, derart, dass diese Wellenschalträder statt mit der ersten genannten Gruppe von Betätigungsfingern am Rotor mindestens mit einer zweiten axial dagegen versetzten Gruppe von ebenfalls in wählbaren Winkelstellungen am Rotor befestigten Betätigungsfingern zusammenwirken, so dass mit den auf der Schaltwelle angeordneten Kontaktbetätigungsrädern, deren zugeordnete elektrischen Kontaktorgane nach einem andern Programm in Abhängigkeit von der jeweiligen Tageszeit betätigbar sind.
Ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes ist in der Zeichnung dargestellt. Dabei zeigen:
Fig. 1 einen vereinfachten Grundriss,
Fig. 2 eine Ansicht auf das Programmwechsel-Schaltrnd, gesehen in Richtung des Pfeiles A von Fig. 1,
Fig. 3 eine Ansicht auf ein Wellen-Schaltrad, gesehen in Richtung der Pfeile B von Fig. 1,
Fig. 4 eine Ansicht auf die Kontaktanordnung und das Kontaktbetätigungsorgan, gesehen in Richtung der Pfeile C von Fig. 1.
Unter hauptsächlicher Bezugnahme auf Fig. 1 wird vorerst der grundsätzliche Aufbau des dargestellten Schaltwerkes erläutert.
Mit 11, 12, 13 sind drei parallel zueinander feststehend an einer nicht dargestellten Plattform montierte Platinen bezeichnet. Drei ebenfalls auf einer feststehenden Plattform angeordnete Kontaktfedern 140, 141, 142 bilden zusammen die programmatisch zu betätigende Kontaktanordnung. An der Platine 12 ist ein Uhrwerkmotor 15 oder irgend ein mit konstanter Drehzahl kontinuierlich arbeitender Motor angebaut.
Zwischen den Platinen 12 und 13 ist ein Untersetzungsgetriebe 16 feststehend angeordnet, das dazu bestimmt und ausgebildet ist, die Drehzahl der Abtriebswelle 150 des Motors 15 so zu transformieren, dass sich die Abtriebswelle 160 dieses Getriebes jeweils in einer Zeit von 24 Stunden einmal vollständig dreht.
Mit dieser Welle 160 ist ein Rotor 17 drehfest gekuppelt, der ein Zifferblatt 170 trägt, an welchem mindestens Viertelstunden ablesbar sind. In an sich bekannter Weise sind koaxial mit dem Rotor 17 und relativ zu diesem je mindestens in stufenweise wählbaren Drehstellungen feststellbare Fingerscheiben 171, 172, 171', 172' mit je einem radial über den Rotorumfang vorstehenden Schaltrad-Betätigungsfinger verbunden. Eine aus den einstückig verbundenen Abschnitten 21, 22 und 23 bestehende Schaltwelle 20 ist in den drei Pla tinen 11, 12, 13 parallel zu den Wellen 150 des Uhrwerkmotors und 160 des Untersetzungsgetriebes 16 bzw. des Rotors 17 drehbar und axial hin und her verschiebbar gelagert.
Sie trägt auf ihrem Mittelabschnitt 22 eine sie umgebende, vorgespannte Schraubenfeder 30, deren eines Ende an der Platine 12 abgestützt ist, während das andere Federende bestrebt ist, die ganze Schaltwelle 20 aus der in Fig. 1 dargestellten Lage in Richtung des Pfeiles D zu verschieben.
Eine zwischen den Platinen 12 und 13 axial unverschiebbar gehaltene, mit dem sie durchsetzenden, axial darin verschiebbaren Schaltwellenabschnitt 23 drehfest verbundene Nabenhülse 40 trägt in drehfester Verbindung eine Rasterscheibe 41, die mit einem feststehend montierten Gegenrastorgan 42 so zusammenwirkt, dass die Schaltwelle nur diskrete Drehstellungen gemäss der Teilung der Rasterscheibe 41 stabil einnehmen kann. Die Rasterscheibe 41 entspricht dabei in ihrer Form dem nachstehend beschriebenen und in Fig. 3 dargestellten Wellenschaltrad 51. Dieses Wellenschaltrad 51 ist drehfest und axialfest mit dem Schaltwellenabschnitt 23 verbunden. In gleicher Weise ist auch das gleich ausgebildete, axial vom Wellenschaltrad 51 distanzierte zweite Wellenschaltrad 52 mit dem Schaltwellenabschnitt 23 verbunden.
Am äusseren Ende des Schaltwellenabschnittes 23 ist ein Programmwechselschaltrad 53, das in Fig. 2 in Ansicht gezeichnet ist, frei drehbar, aber axial fest mit dem Wellenabschnitt 23 verbunden, gelagert.
Es trägt auf seiner den Wellenschalträdern 51, 52 zugekehrten Stirnseite eine axialwirkende Nockenprofilierung 530, die unter Wirkung der Vorspannung der Feder 30 dauernd an eine über die Bolzen 131, 132 an der Platine 13 abgestützte Platte 133 angedrückt wird. Wenn die Platte 133 bei der nachstehend zu beschreibenden Drehbewegung des Programmwechsel-Schaltrades 53 aus der dargestellten Normallage auf einen axial vorstehenden Nockenabschnitt der Nockenprofilierung 530 aufläuft, werden das Programmwechsel Schaltrad 53 und mit diesem die ganze Schaltwelle 20 und alle damit fest verbundenen Teile gegen die Vorspannkraft der Feder 30 um eine der axialen Nockenhöhe entsprechende Distanz entgegen der Pfeilrichtung D axialverstellt.
Dabei werden die Wellenschalträder 51, 52 die vorher gemäss Fig. 1 neben den Fingerscheiben 171 bzw. 172 stehen, neben die Betätigungsfinger der Fingerscheiben 171' bzw. 172' des Rotors verstellt.
Am äusseren Ende des Schaltwellenabschnittes 21 sind, darauf festsitzend, zwei Kontakt-Betätigungsräder 60 bzw.
60' angeordnet, die gemäss Fig. 4 dazu bestimmt und ausgebildet sind, die Umschaltkontaktfeder 140 der Schaltfederanordnung 14 abwechslungsweise an die Kontaktfeder 141 und an die Kontaktfeder 142 anzudrücken.
Gemäss Fig. 3 wird das Wellenschaltrad 51 durch den pro Tag einmal eingreifenden Betätigungsfinger der Scheibe 171 jeweils um 1/6-Drehung weitergeschaltet, wobei die gleichgeteilte Rasterscheibe 41 auf der Nabenhülse 40 das Festhalter der Schaltwelle 20 in der entsprechend erreichten Drehstellung sichert. Es wird hier angenommen, dass der Finger der Scheibe 171 jeweils das Wellenschaltrad 51 und damit die Schaltwelle 20 und die Kontaktbetätigungsräder 60, 60' in eine Drehstellung schalten, in welcher die Kontaktfedern 140 und 141 elektrisch verbunden sind, während der Finger an der Tragscheibe 172 das zugeordnete Wellenschaltrad 52 und die Kontaktbetätigungsräder 60, 60' in eine Stellung schalten, in welcher die Kontaktfeder 140 und 142 miteinander elektrisch verbunden sind.
Mit diesen zwei Finger-Tragscheiben 171, 172 und den zugeordneten zwei Wellenschalträdern 51, 52 kann also pro Tag je einmal zu je vorwählbaren Tageszeiten ein von den Kontaktfedern 140, 141, 142 beherrschter Stromkreis eingeschaltet und ausgeschaltet werden.
Sofern dieselbe Schaltfunktion pro Tag mehrmals ausgeführt werden soll, können entsprechend mehr Paare von Wellen-Schalträdern 51, 52 auf den Schaltwellenabschnitt 23 und entsprechend mehr Paare von zugeordneten Fingerscheiben 171, 172 mit Betätigungsfingern am Rotor 17 angeordnet werden.
Gemäss Fig. 2 weist das Programmwechsel-Schaltrad 53 eine 7er-Teilung auf und wird also durch den Betätigungsfinger der Scheibe 173 am Rotor 17 jeden Tag einmal um einen Schritt und in einer Wochen einmal ganz, je zu vorbestimmter Tageszeit, gedreht. Dementsprechend werden jeweils an bestimmten Wochentagen entsprechend der Anordnung der Axialnocken der Nockenprofilierung 530 des Programmwechsel-Schaltrades 53 die Schaltwelle 20 und die darauf festsitzenden Wellen-Schalträder 51, 52 um eine vorbestimmte Strecke in Gegenrichtung zum Pfeil D in Fig. 1 axial verschoben, so dass dann neben den Wellenschalträdern nicht mehr die Betätigungsfinger der Scheiben 171, 172 am Rotor 17, sondern eine zweite Gruppe von axial dazu entsprechend versetzten B etätigungsfingern neben den Scheiben 171', 172' am Rotor 17 stehen.
An dieser zweiten Gruppe von Betätigungsfingern lässt sich also ein anderes Tages Schaltprogramm für die Kontaktfedergruppen frei einstellen.
Übrigens ist es selbstverständlich auch möglich, auf der Schaltwelle 20 mehrere Paare von Kontaktbetätigungsrädern 60, 60' und mehrere zugeordnete Kontaktfedergruppen 14 vorzusehen, um abwechslungsweise andere Stromkreis programmatisch ein- und auszuschalten.
Es ist leicht einzusehen, dass mit der beschriebenen Einrichtung in einfacher Weise verschieden programmierte Schaltungsfolgen in elektrischen Stromkreisen an vorbestimmten Wochentagen voreinstellbar sind. Anderungen der einzelnen Tages-Programme bedürfen einer Neu-Einstellung der Fingerscheiben 171, 172, 171', 172' am Rotor 17.
Änderungen des Wochenprogrammes sind möglich durch Veränderung der Nockenverteilung am Programmwechsel Schaltrad 53 oder durch Auswechslung desselben gegen ein anderes mit anderer Nockenverteilung. In Sonderfällen kann auch durch Veränderung der Einstellung des Schaltrades 53 auf der Schaltwelle 20 ein Wochentag mit Sonderprogramm verschoben werden.
Ein Hauptvorteil des dargestellten und beschriebenen Ausführungsbeispieles ist darin zu erblicken, dass die Tageszeit, bei welcher jeweils die Weiterschaltung des Programmwechsel-Schaltrades 53 durch die Fingerscheibe 173 am Rotor 17 erfolgt, derart frei wählbar ist, dass damit keine Störung der vom Schaltwerk beherrschten Stromkreise verbunden ist. Dies wäre beispielsweise der Fall, wenn zur Umschaltzeit des Programmwechsel-Schaltrades nach dem vorherigen Programm ein Stromkreis eingeschaltet wäre, der nach dem Programmwechsel noch einmal eingeschaltet werden müsste.
Time-controlled, electrical program switch
The subject of the present invention is a time-controlled, electrical program switch mechanism with a motor-driven rotor for uniform rotation during a 24-hour day and a dial disk with 24-hour division on which several indexing wheel actuating fingers axially one behind the other to be determined in a selectable assignment The times of the day are adjustable in order to interact with each shaft gearwheels, which are fixedly mounted parallel to the rotor shaft, to rotate the gearshift shaft step-by-step, this gearshift shaft, which also carries at least one co-rotating contact actuation wheel for each associated electrical contact arrangement, is designed in such a way
that during each complete rotor rotation, said contact arrangement is actuated according to a predetermined daily program as a function of the respective time of day. Switching mechanisms according to the above definition belong to the so-called day time switches, which are widely used, for example, to control heating and air conditioning systems or other devices and facilities.
Time switches have already been designed in such a way that they not only contain a daily repeating program, but also on certain days of the week, e.g. at the weekend to be able to operate the assigned contact organs according to a modified but also preset daily program.
Compared to known designs of weekly time switches of this type, according to the present invention, the program switchgear defined above is characterized in that an additional operating finger is attached to the rotor in a selectable angular orientation, corresponding to a selectable time of day, which is intended and formed from, in the course a full rotor rotation to switch an associated program change indexing wheel by a predetermined fraction of a full rotation, this program change indexing wheel carrying axially directed cams which are designed in such a way that the program change indexing wheel interacts with a counter-element that is resiliently pressed against its axial cam when it reaches at least one predetermined rotation position, corresponding to a specific day in a period of several days,
causes a relative axial adjustment of the rotor with respect to the shaft ratchet wheels seated on the shift shaft such that these shaft ratchet wheels interact with at least a second group of actuating fingers, which are also axially offset on the rotor, instead of with the first group of actuating fingers mentioned on the rotor, so that with the contact actuation wheels arranged on the selector shaft, the associated electrical contact elements of which can be actuated according to a different program depending on the time of day.
An embodiment of the subject matter of the invention is shown in the drawing. Show:
1 shows a simplified floor plan,
FIG. 2 is a view of the program change switching end, seen in the direction of arrow A of FIG.
Fig. 3 is a view of a shaft ratchet, seen in the direction of the arrows B of Fig. 1,
FIG. 4 shows a view of the contact arrangement and the contact actuating element, seen in the direction of the arrows C in FIG. 1.
With reference mainly to Fig. 1, the basic structure of the switching mechanism shown is explained first.
11, 12, 13 denote three boards fixedly mounted parallel to one another on a platform (not shown). Three contact springs 140, 141, 142, likewise arranged on a stationary platform, together form the contact arrangement to be operated programmatically. A clockwork motor 15 or any motor which operates continuously at a constant speed is attached to the circuit board 12.
Between the plates 12 and 13, a reduction gear 16 is fixedly arranged, which is designed and designed to transform the speed of the output shaft 150 of the motor 15 so that the output shaft 160 of this gear unit rotates completely once every 24 hours.
A rotor 17, which carries a dial 170, on which at least quarter hours can be read, is coupled to this shaft 160 in a rotationally fixed manner. In a manner known per se, finger washers 171, 172, 171 ', 172' which can be locked at least in incrementally selectable rotational positions are connected coaxially with rotor 17 and relative to it, each with a ratchet actuating finger protruding radially over the rotor circumference. One of the integrally connected sections 21, 22 and 23 existing shift shaft 20 is mounted in the three Pla tines 11, 12, 13 parallel to the shafts 150 of the clockwork motor and 160 of the reduction gear 16 and the rotor 17 rotatably and axially back and forth .
On its middle section 22 it carries a prestressed helical spring 30 surrounding it, one end of which is supported on the plate 12, while the other end of the spring strives to move the entire control shaft 20 from the position shown in FIG. 1 in the direction of arrow D. .
A hub sleeve 40, which is held axially immovable between the plates 12 and 13 and is rotatably connected to the shift shaft section 23 which passes through it and is axially displaceable therein, carries a locking disk 41 in a rotationally fixed connection, which cooperates with a fixedly mounted counter-locking element 42 in such a way that the shift shaft only has discrete rotational positions according to the division of the raster disk 41 can take stable. The shape of the ratchet disk 41 corresponds to the shaft switching wheel 51 described below and shown in FIG. 3. This shaft switching wheel 51 is connected to the switching shaft section 23 in a rotationally fixed and axially fixed manner. In the same way, the identically designed second shaft shift wheel 52, which is axially spaced from the shaft shift wheel 51, is connected to the shift shaft section 23.
At the outer end of the selector shaft section 23, a program change selector wheel 53, which is shown in a view in FIG. 2, is mounted so that it can rotate freely but is axially fixed to the shaft section 23.
On its end face facing the shaft ratchet wheels 51, 52, it has an axially acting cam profile 530 which, under the action of the pretension of the spring 30, is permanently pressed against a plate 133 supported on the plate 13 via the bolts 131, 132. When the plate 133 comes up against an axially protruding cam section of the cam profile 530 during the rotational movement of the program change indexing wheel 53 to be described below from the normal position shown, the program change indexing wheel 53 and with it the entire selector shaft 20 and all parts firmly connected to it counter the biasing force the spring 30 is axially adjusted against the arrow direction D by a distance corresponding to the axial cam height.
The shaft switching wheels 51, 52, which previously stood next to finger washers 171 and 172 according to FIG. 1, are adjusted next to the actuating fingers of finger washers 171 'and 172' of the rotor.
At the outer end of the selector shaft section 21, two contact actuating wheels 60 or
60 ′, which according to FIG. 4 are intended and designed to press the changeover contact spring 140 of the switching spring arrangement 14 alternately against the contact spring 141 and against the contact spring 142.
According to Fig. 3, the shaft switching wheel 51 is indexed by the actuating finger of the disk 171 once a day by 1/6 of a turn, the equally divided ratchet disk 41 on the hub sleeve 40 securing the retainer of the switching shaft 20 in the correspondingly reached rotational position. It is assumed here that the finger of the disk 171 each switch the shaft switching wheel 51 and thus the switching shaft 20 and the contact actuation wheels 60, 60 'into a rotational position in which the contact springs 140 and 141 are electrically connected, while the finger is on the support disk 172 the associated shaft switching wheel 52 and the contact actuation wheels 60, 60 'switch into a position in which the contact springs 140 and 142 are electrically connected to one another.
With these two finger support disks 171, 172 and the associated two shaft switching wheels 51, 52, a circuit controlled by the contact springs 140, 141, 142 can be switched on and off once per day at each preselectable times of the day.
If the same switching function is to be performed several times per day, correspondingly more pairs of shaft switching wheels 51, 52 can be arranged on the switching shaft section 23 and correspondingly more pairs of associated finger washers 171, 172 with actuating fingers on the rotor 17.
According to FIG. 2, the program change indexing wheel 53 has a 7 division and is therefore rotated once a day by one step every day by the actuating finger of the disk 173 on the rotor 17 and once completely in a week, each at a predetermined time of day. Accordingly, on certain days of the week according to the arrangement of the axial cams of the cam profiling 530 of the program change indexing wheel 53, the indexing shaft 20 and the shaft indexing wheels 51, 52 fixed on it are axially displaced by a predetermined distance in the opposite direction to arrow D in FIG. 1, so that Then, next to the shaft ratchet wheels, the actuating fingers of the disks 171, 172 on the rotor 17 are no longer, but a second group of actuating fingers that are axially offset accordingly next to the disks 171 ', 172' on the rotor 17.
A different daily switching program for the contact spring groups can therefore be freely set on this second group of actuating fingers.
Incidentally, it is of course also possible to provide several pairs of contact actuation wheels 60, 60 'and several associated contact spring groups 14 on the switching shaft 20 in order to programmatically switch other circuits on and off alternately.
It is easy to see that, with the device described, differently programmed circuit sequences can be preset in electrical circuits on predetermined days of the week in a simple manner. Changes to the individual daily programs require the finger washers 171, 172, 171 ', 172' on the rotor 17 to be reset.
Changes to the weekly program are possible by changing the cam distribution on the program change switching wheel 53 or by replacing it with another one with a different cam distribution. In special cases, a weekday with a special program can also be postponed by changing the setting of the switching wheel 53 on the switching shaft 20.
A main advantage of the illustrated and described embodiment is that the time of day at which the program change indexing wheel 53 is switched on by the finger washer 173 on the rotor 17 can be freely selected so that it does not interfere with the circuits controlled by the switching mechanism is. This would be the case, for example, if at the time of switching the program change indexing wheel after the previous program, a circuit were switched on that would have to be switched on again after the program change.