Schaltuhr Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltuhr zur Betätigung eines elektrischen Schalters mit einem sich in einer Richtung drehenden Antriebsritzel, das mit einem angetriebenen Organ verbunden ist.
Zusätzlich zu konventionellen handbetätigten Ein- Aus schaltern, ist es manchmal wünschenswert einen Schalter zur Verfügung zu haben, welcher nach Ablauf einer vorbestimmten Zeit einen Schalter selbsttätig in die andere Schaltlage bringt. Ein Einschalten ist im Allgemeinen dann erforderlich, wenn sich der Schalter vorerst in ausgeschaltetem Zustand befindet and in dieser während einet bestimmten Zeit bleibt und nach Ablauf derselben geschlossen wird wobei el in dieser geschlossenen Lage verbleilgt l)is eine Rückstellung von Hand erfolgt.
Ein Ausschalten erfolgt sinngemäss umgekehrt.
Es sind bereits Schaltuhren zur zeitabhängigell Ein- oder Ausschaltung bekannt, die jedoch keine Ein-Knopf-Bedienung erlauber und zur automatischen Betätigung nicht auch zusätzlich noch eine IIandbetätigung erlauben.
Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass das angetriebene Organ in beiden Richtungen drehbar ist und ein erstes und zweites Zahnkranz segment aufweist, wobei bei einem Eingriff des Ritzels das erste Zahn kranzsegment das angetriei)ene Organ in der einen Richtung und bei einem Eingriff in das zweite Zahnkranzsegment in der andern Richtung verdreht, und Mittel vorhanden sind, welche zur Betätigung des Schalters mit dem angetriebenen Organ zusammenwirken.
In der Zeichnung ist ein Ausftihrungsl)eispiel des Erfindungsgegenstandes dargestellt. Es zeigen: Fig. 1 eine Ansicht der Schaltuhr bei entfernter Grundplatte, wobei sich der Mechanismus in der Hand-Einschaltposition befindet, Fig. 2 ist eine zu Fig. 1 entsprechende Ansicht, wobei sich jedoch der
Mechanismus in der Ausschalt; age befindet, Fig. 3 ist eine den Fig. 1 und 2 analoge Ansicht, wobei sich der
Mechanismus in der Einschaltlage befindet.
Fig. 4 ist eine Seitenansicht der Schaltuhr Fig. 5 ist eine perspektivische Ansicht der Schaltwelle, des
Schaltnockens und der Antriebsorgane.
Die Schaltuhr (Timer) gemäss den Fig. 1 und 2 enthält einen Schalter 1 welcher zwischen zwei Platten 2a und 2b montiert ist. Der Schalter 1 enthält ein Paar voneinander distanzierter Kontaktplättchen 3a und 3b, die sich auf einem Kontaktträger 4 befinden. Zwischen den Kontaktplättchen 3a, 3b befindet sich ein bewegliches Kontaktstück 5, das an einem federnden Arm 6 befestigt ist. Wenn dieses Kontaktstück 5, den einen oder andern der Kontakte schliesst, wird ein Stromkreis gebildet, in welchem sich ein ein- oder auszuschaltendes Gerät befindet. Das bewegliche Kontaktstück 5 wird von einem Arm 7 betätigt, welcher mit einer drehbaren Nockenscheibe 8 in Berührung steht. Der Arm 7 wird durch eine Feder oder andere geeignete Mittel in stetem Kontakt mit der Nockenscheibe 8 gehalten.
Die Nockenscheibe 8 sitzt auf einer Welle 9, und wird von einer Antriebsscheibe 11 durch eine Zunge 22 (Fig. 5) mitgenommen, welche in einen Schlitz in der Nockenscheibe eingreift. Eine Drehbewegung der Welle 9 und damit der Nockenscheibe 8 bewirkt somit ein Oeffnen und Schliessen des Schalters bzw. des Stromkreises je nach der Lage der Nockenfläche.
Um die gewünschtelSchaltoperationen ausführen zu können, ist es er wünscht, den Schalter sowohl automatisch einzustellen als auch von Hand in beiden Drehriclltungen zu verdrehen. Auf der Welle 9 sitzt zu diesem Zweck ein Betätigungsgriff 23, um den ScIaitei' 1 in eine geöffnete oder ge schlossen Lage zu bringeEi. Die Welle 9 ist so ausgebildet, dass sie durch eine kontinuierliche Drehung des Antriebsritzels 10 im Gegenuhrzeigersinn verdreht wird und somit zur autolnatischen l3etätigung des Schalters in eine geöffnete oder geschlossene Lage nach Ablauf eines vorbestimmten Zeitintervalles dient.
Die zeitlich vorbestimmte Drehbewegung der Welle 9 und der Nockenscheibe 8 wird dadurch erreicht, dass das Antriebsritzel 10 wahlweise mit der Antriebsscheibe 11 verbunden werden kann, welche ihrerseits drehfest mit der Welle 9 in Verbindung steht.
Die Antriebsscheibe 11 enthält einen sektorfiirmigen Zahnkranz 12 mit Aussenverzahnung, welcher bei einem Eingriff mit dem Antriebsritzel 10 die Antriebsscheibe 11 im Uhrzeigersinn verdreht. Ein radial angeordneter Arm 13 ragt von der Antriebsscheibe 11 ab und geht in ein Ringsegment 14 über. Auf diesem befindet sich ein Innenzahnkranzsegment 15 mit einer Mehrzahl von Zähnen. Dieses Innenzahnkranzsegment 15 kann wahlweise in das Antriebsritzel 10 eingreifen und dreht dann die Antriebsscheibe 11 im Gegenuhrzeigersinn.
Da das Antriebsritzel 10 stets in der gleichen Drehrichtung rotiert, und zwar im Gegenuhrzeigersinn (Fig. 1¯3) und vom Motor 20 über ein Getriebe 21 angetrieben ist, wie dies aus Fig. 4 hervorgeht, sind im Getriebe 21 Kupplungsmittel (nicht dargestellt) vorgesehen, um den Eingriff des Getriebeteiles von hand zu ermöglichen, während welcher Zeit das Antriebsritzel gezwungen ist, sich entgegengesetzt zur normalen Drehrichtung zu drehen. Der Zahnkranz 12 und der Innenzahnkranz 15 liegen sich etwa diametral gegenüber, wobei sich zwischen ihren Enden ein sektorförmiger X,Wischenraum 24 befindet , in welchem das Ritzel ausser Eingriff mit den beiden Zahnkränzen liegt.
Das Antriebsritzel 10 dreht die Antriebsscheibe 11, indem dieses wahlweise in den Zahnkranz 12 oder in den Innenzahnkranz 15 eingreift. Das Antriebsritzel 10 ist bestrebt, die Zahnsektoren so zu bewegen, dass diese ausser Eingriff d. h.
dass der Zwischenraum 24 in den Bereich des Antriebsritzels 10 zu liegen kommt. Durch Anwendung eines solchen angetriebenen Organes, welches sowohl einen aussen- als auch einen innenverzahnten Teil aufweist, der wahlweise in ein sich in gleicher Richtung drehendes Ritzel eingreifen kann, ist es möglich, eine Drehbewegung in der einen als auch in der andern Richtung auszuführen. Dadurch kann der Schalter dazu verwendet werden, eine Vielzahl von zeitlich vorbestimmten Operationen auszulösen.
Diese Schaltoperationen umfassen eine automatische zeitlich vorbestimmte Einschaltoperation, eine automatische zeitlich vorbestimmte Ausschaltoperation, eine handbetätigte Einschaltung und eine handbetätigte Ausschaltung. Um den Schalter 1 während diesen vier Operationen richtig zu betätigen, wird die Nockenscheibe 8 entsprechend ausgebildet. Die Antriebsscheibe 11 wird zusammen mit der Nockenscheibe 8
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Die Nockenscheibe 8 weist eine Mehrzahl von Nockenteilen oder Nockenflächen auf, nämlich einen solchen für eine zeitlich vorbestimmte Oeffnung eines Stromkreises, einen Nockenteil 8a für die Schliessung eines Stromkreises, einen Nockenteil 8b für die zeitlich vorbestimmte Schliessung eines Stromkreises, einen Nockenteil 8c und einen Nockenteil 8d für eine ge öffnete Lage eines Stromkreises. Zwischen diesen Nockenteilen befinden sich jeweils Uebergangsstellen 25. Die Betätigung des Schalters erfolgt jeweils dann, wenn die Uebergangsstelle 25 mit denl Arm 7 zusammenwirkt.
Wenn sich die Nockenscheibe mit ihrer normalerweise geringen Drehgeschwindigkeit bewegt, während der Arm in den Bereich der Uebergangs stelle 25 gelangt, würde der Schalter nur langsam betätigt und als Folge davon könnte Funkenbildung auftreten. Um die Betätigung des Schalters zu beschleunigen und eine schnappartige Schaltung zu erreichen, ist die Nockenscheibe 8 nicht starr mit der Welle 9 verbunden, so dass eine Relativverdrehung zwischen Nockenscheibe und Welle erfolgen kann. Eine Zunge und ein Schlitz 22 zwischen Nockenscheibe 8 und Antriebsscheibe 11 ergeben ein geringes Spiel und dadurch die Möglichkeit einer geringen Relativverdrehung zwischen den beiden Teilen. Dies ermöglicht der Nockenscheibe 8, dass sie sich bezüglich der Antriebsscheibe 11 relativ schnell dreht, wenn der Arm 7 auf die Uebergangsstelle 25 auf- oder abläuft.
Der Arm 7 drückt dann gegen die Nockenscheibe 8 und bewirkt dadurch eine schnelle Schaltoperation.
Die Welle kann von Hand eingestellt werden, um den Schalter entweder in der offenen oder in der geschlossenen Lage zu halten. Ein Rastermechanismus dient zum Festhalten der Welle in der gewählten Handeinstellage. Dieser Mechanismus umfasst einen zahnartigen Ansatz 17, welcher von der Antriebsscheibe 11 abragt und eine erste Zahnlücke 18 aufweist, welche der geöffneten Schalterlage und eine zweite Zahnlücke 19, welche der geschlossenen Schalterlage zugeordnet ist. Eine Feder 16 liegt zwischen den Platten 2a und 2b und ragt mit einer Ausbuchtung in den Bewegungsweg des Ansatzes 17 hinein. Die Feder 16 und der Ansatz 17 sind so ausgebildet, dass ein Einrasten der Feder stattfinden kann, wenn die Welle gegen Drehung zu sichern ist.
Zur näheren Erläuterung der Funktion der erwähnten vier Schaltfäile sollen die einzelnen Operationen nachfolgend erläutert werden.
Zeitlich vorbestimmte Einschaltung eines Stromkreises Zum Ausschalten eines Stromkreises nach Ablauf einer vorbestimmten Zeit wird vorerst die Antriebsscheibe 11 von Hand im Uhrzeigersinn mit Hilfe des Betätigungsgriffes 23 gedreht, so dass der Zahnkranz 15 mit der Innenverzahnung in Eingriff mit dem Antriebsritzel 10 gelangt (s. Fig. 2). Nach dieser Einstelloperation beginnt der automatische zeitbestimmte Ablauf, wobei das Antriebsritzel 10 die Antriebsscheibe 11 im Gegenuhrzeigersinn dreht.
Die Zeit,während welcher die Antriebsscheibe 11 vom Ritzel gedreht wird, hängt ab vom Anteil des Innenzahnkranzsegmentes, über welchen das Antriebsritzel 10 diesen vorrücken muss, bevor es in den Zwischenraum 24 gelangt und dadurch der Eingriff beendigt wird. Der Nockenteil 8a der Nockenscheibe 8 ist relativ zur Antriebsscheibe 11 winkelmässig so angeordnet, dass der Arm 7 auf diesem Nockenteil 8a aufliegt, solange sich das Antriebsritzel 10 im Eingriff mit dem Innenzahnkranz 15 befindet, wie dies aus Fig. 2 ersichtlich ist. Während der Arm 7 gegen den Nockenteil 8a anliegt, liegt das bewegliche Kontaktstück 5 nicht gegen die Kontaktteile 3a oder 3b an und der Schalter befindet sich somit in seiner geöffneten Mittellage.
Der Nockenteil 8b, welcher sich an den Nockenteil 8a anschliesst, bewirkt nach der Drehung, dass sich der Arm 7 verschiebt und dadurch den Schalter 1 in seine Schliesslage bringt. Diese Bewegung des Armes 7 tritt dann ein, wenn dieser bei der Uebergangsstelle 25 zwischen den Nockenteilen 8a und 8b abläuft. Die dabei auf den Arm 7 ausgeübte Kraft bewirkt eine rasche Drehung der Nockenscheibe 8 als Folge des Spiels zwischen Zunge und Schlitz 22. Diese rasche Drehung ermöglicht eine schnelle Schalterbetätigung, wodurch die Verwendung eines Schnappschalters vermieden werden kann. Am Ende dieses Vorganges hat das Antriebsritzel 10 die Antriebsscheibe 11 so weit gedreht, dass diese in den Zwischenraum 24 zwischen den Zahnkranz 12 und den Zahnkranz 15 gelangt ist. Dies bewirkt, dass die Antriebsscheibe 11 und die Nockenscheibe 8 ihre Drehbewegung unterbrechen.
Als Folge hiervon verbleibt der Schalter in seiner Schliesslage stehen bis wieder eine Handrückstellung erfolgt.
Zeitlich vorbestimmte Unterbrechung eines Stromkreis es Zur zeitlich vorbestimmten Unterbrechung eines Stromkreises wird die Antriebsscheibe 11 vorerst von Hand mit Hilfe des Betätigungsgriffes 23 im Gegenuhrzeigersinn verstellt, bis der Zahnkranz 12 in Eingriff mit dem Antriebsritzel 10 gelangt (s. Fig. 3). Nach dieser Einstellbewegung beginnt der Rücklauf für die zeitlich vorbestimmte Unterbrechung eines Stromkreises. Das Antriebsritzel 10 dreht nun die Antriebsscheibe 11 im Uhrzeigersinn. Die Zeit, während der die Antriebsscheibe 11 gedreht wird, hängt ab vom Winkel, über welchen der Zahnkranz 12 mit dem Antriebsritzel 10 im Eingriff bleibt bevor es in den Zwischenraum 24 gelangt und dann der Eingriff mit dem Zahnkranz unterbrochen wird.
Der dieser Operation zugeordnete Nockenteil 8c der Nockenscheibe 8 ist winkelmässig so angeordnet, dass der Arm 7 mit dem Nockenteil 8c dann im Eingriff ist, wenn das Antriebsritzel 10 mit dem Zahnkranz 12 kämmt, wie dies in Fig. 3 dargestellt ist.
Der dem geöffneten Stromkreis entsprechende Nockenteil 8b der Nockenscheibe 8 ist auf der Antriebsscheibe 11 so angeordnet, dass dieser Nockenteil 8b mit dem Arm 7 am Ende der Rückstellbewegung in Berührung kommt, wobei der Nockenteil 8b den Schalter so betätigt, dass er in seine geöffnete Lage gelangt. Die Schalterbetätigung wird auch hier in gleicher Weise beschleunigt, wie dies bereits beschrieben wurde.
Nach Ablauf der vorgesehenen Zeit liegt der Zwischenraum 24 zwischen den Zahnkränzen 12 und 14 im Bereich des Antriebsritzels 10 und die Antriebsscheibe 11 unterbricht ihre Drehbewegung. Da das Antriebsritzel 10 sich nicht mehr länger in Antriebsverbindung mit der Antriebsscheibe 11 befindet, bleibt der Schalter in seiner geöffneten Lage stehen, bis er von Hand wieder zurückgestellt wird.
Handbetätigte Schlies slage des Schalters Wenn nach Ablauf einer vorbestimmten Zeit der Kontakt geschlossen wird, befindet sich der Nockenteil 8b im Eingriff mit dem Arm 7 und die Drehbewegung des Mechanismus ist unterbrochen. Der Schalter ist in seiner Schliesslage und der Zwischenraum 24 zwischen den Zahnkränzen 12 und 15 befindet sich in der Nähe des Antriebsritzels 10. Der Nockenteil 8b ist lang genug, um eine zusätzliche Handverdrehung der Betätigungsmechanik ohne Aenderung der Kontaktlage zu erlauben. Der Zwischenraum 24 ist winkelmässig und relativ zum Antriebsritzel 10 und zu den benachbarten Nockenteilen 8b und 8d so angeordnet, dass eine Handverstellung über die Nockenteile 8b oder 8d möglich ist, ohne dass der eine oder andere der Zahnkränze mit dem Antriebsritzel 10 in Eingriff gelangen.
Ein von Hand bewirktes Schliessen gemäss Fig. 1 wird dadurch eingeleitet, dass die Welle von Hand im Gegenuhrzeigersinn etwas gedreht wird, ausgehend von der Endlage beim automatischen Zyklus, bei welchem der Schalter über eine vorbestimmte Zeit geöffnet und am Ende desselben der Kontakt geschlossen wird. Diese zusätzliche Drehung bewirkt, dass die Feder 16 mit der Zahnlücke 19 in Eingriff kommt.
Während dieser zusätzlichen Winkelbewegung bleibt der Arm 7 im Eingriff mit dem Nockenteil 8b. Diese Bewegung ist notwendig, um die Feder 16 in die Handschliesslage zu bringen. Die Kraft der Feder 16 in der Zahnlücke 19 sichert den Betätigungsmechanismus gegen weitere Drehung, ausgenommen bei einer Handverdrehung mit Hilfe des Betätigungsknopfes, während welcher die Feder aus der Zahnlücke 19 herausgedrückt wird.
Handbetätigte Oeffnungslage des Schalters Am Ende der zeitlich vorbestimmten Schliesslage öffnet sich der Schalter und der Nockenteil 8b befindet sich im Eingriff mit dem Arm 7. Der Schalter ist nun in seiner Oeffnungslage und der Zwischenraum 24 zwischen den Zahnkränzen 12 und 14 liegt in der Nähe des Antriebsritzels 10. Eine zusätzliche Drehung im Uhrzeigersinn bewirkt, dass der Ansatz 17 auf der Antriebsscheibe 11 mit der Feder in Eingriff kommt und in die Zahnlücke 18 einrastet. Der Arm 7 liegt dabei während dieser zusätzlichen Drehung gegen den Nockenteil 8d an, welche notwendig ist, um die Feder in Eingriff mit der Zahnlücke 18 zu bringen und dadurch den Schalter in die Hand öffnungslage zu bringen. Die Kraft der Feder 16 in der Zahnlücke 18 hält die Welle gegen weitere Drehung fest, ausgenommen bei einer nachfolgenden Handverdrehung.
Hieraus ist ersichtlich, dass der Schaltermechanismus eine einfache Einknopfbedienung erlaubt, um automatische oder handbediente Schaltoperationen auszuführen.