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Von Stromstößen betätigte elektrische Schrittschaltregelvorrichtung
Die Erfindung betrifft eine von Stromstößen betätigte elektrische Schrittschaltregelvorrichtung.
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Es ist eine elektrische Schrittschaltregelvorrichtung dieser Art bekannt,
bei der durch eine Vorrichtung elektrische Stromstöße in eine magnetische Kraft
umgewandelt werden und bei der drehbare Teile vorhanden sind, die durch Eingang
der Stromstöße in Bewegung gesetzt werden, mit einer von einem Solenoid betätigten
Antriebsvorrichtung und einer hiervon angetriebenen drehbaren Vorrichtung.
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Die bekannten Vorrichtungen dieser Art arbeiten sehr unsicher, und
es mußte dabei immer in Betracht gezogen werden, daß der Impuls nicht rechtzeitig
eintrifft, so daß also Fehler entstehen.
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Mit der Erfindung soll nun eine Schrittschaltregelvorrichtung geschaffen
werden, bei der eine begrenzte Drehbewegung auf die verschiedenen Klinken und Nocken
zur Einwirkung gebracht wird, um auf diese Weise eine bei jedem Stromstoß ausgeführte
Schrittschaltung um jeweils einen Schritt zu erzielen, so daß also eine sichere
Schrittschaltung erfolgt. Es wird stets nur ein Schritt ausgeführt, und zwar erfolgt
dieser Schritt bei jedem Eingang eines Stromstoßes.
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Die erfindungsgemäße Schrittschaltregelvorrichtung kennzeichnet sich
durch eine federbetätigte Sperrklinke, die die Bewegung des getriebenen Teiles begrenzt,
wenn die Regelvorrichtung aberregt wird; durch von dem treibenden Teil getragene
Bauelemente, die die Begrenzung der federbetätigten Sperrklinke aufheben und den
getriebenen Teil drehen, und durch eine von dem treibenden Teil getragene Feder,
die den treibenden Teil in seine Ausgangsstellung zurückführt, wobei die Regelvorrichtung
so angeordnet ist, daß stets nur ein Schritt geschaltet wird und daß beim Eingang
eines Stromstoßes stets eine Schrittschaltung erfolgt. In der Zeichnung ist Fig.
1 ein Teilquerschnitt der Vorrichtung, wobei Teile weggebrochen und zur Verdeutlichung
in gestrichelten Linien dargestellt sind, Fig. 2 ein Querschnitt nach Linie 2-2
der Fig. 1 in Richtung der Pfeile, Fig. 3 eine schaubildliche Teilansicht der den
Treibaufbau zurückführenden Feder, gesehen in Richtung des Pfeiles 3 der Fig. 1,
und Fig.4 ist eine vergrößerte schaubildliche Ansicht einer Sperrklinke.
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Der Schrittschaltmotor 10 weist ein zylindrisches Gehäuse 12 auf,
in das Stirnkappen 13 eingeschraubt sind. Derjenige Teil des Schrittschaltmotors,
der in Fig. 1 links von der Mittellinie liegt, entspricht genau dem rechtsliegenden
Teil. Es wird daher nur die eine Seite beschrieben, sofern nicht die volle und ausführliche
Beschreibung des Gesamtaufbaues erforderlich ist, um das Gesamtarbeiten der Vorrichtung
zu verstehen. Die Darstellung oder Beschreibung der einen Seite gilt also gleichzeitig
auch für die andere Seite.
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Der Schrittschaltmotor besteht aus einem Solenoid 14 mit einer elektrischen
Zuleitung 14a, die an die elektromagnetische Solenoidspule 15 angeschlossen ist.
Die Spule wird teilweise von dem Gehäuse 16 geschützt. Das Solenoid 14 ist zum größten
Teil von üblicher Ausführung. An der rechtsliegenden Seite der Fig. 1 sind zwei
elektrische Zuleitungen 14a vorgesehen, von denen die eine für die auf der linken
Seite liegende Spule bestimmt ist.
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Dem Solenoid 14 ist ein Ankerblock 17 zugeordnet, der einen von einem
Solenoid betätigten Anker 18 aufweist, der auf eine hohle lange Welle 19 aufgepreßt
oder anderweitig befestigt ist. An der Welle 19 ist eine Ankerplatte 20 befestigt,
die mehrere geneigte bogenförmige Nuten 21 aufweist, von denen jede eine Kugel 22
aufnimmt. Die Kugeln 22 werden in den Nuten 21 dadurch gehalten, daß sie in ständiger
Berührung mit dem Aufbau 16a liegen. An dem Anker 18 ist zwischen Scheibe 20 und
Endkappe 13 eine Trommel 23 befestigt, die mehrere Einschnitte 24 hat und um die
eine flache Feder 25 gewickelt ist. Das eine Ende 26 der Feder 25 ist an dem Gehäuse
12 befestigt, und das andere Ende 27 greift in einen Einschnitt 24 ein.
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Beim Erregen der Spule 15 wird eine magnetische Kraft genügender Größe
erzeugt, die den Anker 18 nach innen zum magnetischen Feld und zur Spule 15 zieht.
Bei diesem Verschieben des Ankers nach innen
zur Spule 15 wird der
Ankerblock 17 einschließlich der Welle 19 und der Anker 18 gedreht, weil die Kugeln
22 in den Nuten 21 nach dem Prinzip einer Keilfläche arbeiten. Bei Aberregen der
Spule 15 werden Ankerblock 17, Welle 19 und Anker 18 wieder in ihre Ausgangsstellung
von der zusämmengefaßten Wirkung der Feder 25, Nut 21 und Kugeln 22 zurückgeschoben.
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Die Welle 19 erstreckt sich über das Gehäuse 16 hinaus, ist innerhalb
eines Lagers 28 drehbar gelagert und trägt an dem der Trommel 23 gegenüberliegenden
Ende einen treibenden Teil 29 (Fig. 2). Jeder Ankerblock ist auf jeder Seite der
Mittellinie mit einem im wesentlichen gleichen treibenden Teil verbunden. Es wird
daher nur ein einziger treibender Teil beschrieben. Alle treibenden Teile arbeiten
gleich, jedoch in entgegengesetzter Drehrichtung.
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Der treibende Teil trägt an dem einen Ende einen Nocken 31, der eine
noch näher zu beschreibende Sperrklinke treibt. Gegenüber dem Nocken 31 ist eine
Klinke 32 aufgestellt, die sich um einen Zapfen 33 dreht, der an dem treibenden
Teil 29 befestigt ist und sich mit dem treibenden Teil dreht. An dem Zapfen 33 ist
eine Unterlegscheibe 34 befestigt, gegen die die Klinke 32 von einer den Zapfenschaft
33 umgebenden Feder 35 gedrückt wird. Die Klinke 32 weist einen Nocken 36 und eine
Nut 37 auf, in die ein Zapfen 38 eingreift, der an dem Gehäuse 16 befestigt ist
und der den Abstand zwischen diesen Teilen überbrückt. Der Zapfen 38 dient nicht
nur als Klinkenverriegelung, sondern auch als Abstandsstück in Zusammenarbeit mit
dem Abstandsstück 39, um die Solenoide 14, die Anker 17 und die treibenden Teile
29 in gleichem Abstand voneinander zu halten.
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Innerhalb der beiden Wellen 19 ist eine aus jedem Ende des Gehäuses
12 vorstehende einzige Antriebswelle 40 drehbar gelagert, auf der zwischen ihren
Enden ein einziges mehrzahniges Kettenrad 41 befestigt ist. Das Kettenrad 41 und
die Welle 40 werden von der Klinke 32 gedreht, die in einen der Zähne des Kettenrades
eingreift, wenn einer der treibenden Teile in Drehung gesetzt wird.
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Welle 40 und Kettenrad 41 werden gegen eine Längsbewegung dadurch
gehalten, daß sich die Schulter 43 der Welle 40 an den inneren Laufring eines Kugellagers
44 anlegt.
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Welle 40 und Kettenrad 41 werden gegen Drehung von einer federbetätigten
Sperrklinke 45 gehalten, die auf einem Klinkenzapfen 46 drehbar gelagert ist. Der
eine Klinkenzapfen 46 ist an dem einen Gehäuse 16 und der andere Klinkenzapfen ist
an dem gegenüberliegenden Gehäuse befestigt, wie dies aus Fig.2 zu ersehen ist.
Die Klinke 45 wird dauernd vom Klinkenzapfen 46 weggedrängt und in Eingriff mit
dem Kettenrad 41 mittels einer Druckfeder 47 gebracht. Klinke 45 wird jedoch auf
dem Zapfen 46 dadurch gehalten, daß das Nockenende des treibenden Teiles 29 in ständiger
Anlage mit der Klinke 45 in der aus Fig.2 ersichtlichen Weise ist.
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Die Klinke 45 weist mehrere Schrägflächen 48, 49 und 50 auf, die von
dem Nocken 36 des treibenden Teils 29 erfaßt werden. Außerdem hat die Klinke 45
einen in das Kettenrad eingreifenden Arm 51.
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Nachstehend wird ein vollständiger Arbeitsvorgang des Schrittschaltmotors
10 beschrieben, der in den verschiedenen Figuren in aberregter Stellung dargestellt
worden ist.
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Bei Zuführung eines elektrischen Stromstoßes zur elektromagnetischen
Spule 15 über die elektrische Leitung 14a wird Anker 18 und der zugehörende Block
zur Spule 15 und zum Gehäuse 16 gezogen. Der Ankerblock 17 wird in Drehung gesetzt,
da sich die Kugeln 22 in den schräg liegenden Nuten 21 drehen. Diese Drehung und
die Längsbewegung werden auf den treibenden Teil 29 übertragen, so daß sich der
Nocken 31 an die auf der Klinke 45 befindliche Fläche 48 anlegt und den Arm 51 aus
dem Eingriff mit dem gezahnten Kettenrad 41 dreht. Bei der Drehung der Klinke 45
und der Axialbewegung, die der Klinke infolge der auf den treibenden Teil 29 übertragenen
Drehung und Axialbewegung erteilt werden, läuft der Nocken 31 auf die Fläche 49
auf. Wenn der Klinkenarm 51 aus dem Eingriff mit dem gezahnten Kettenrad 41 herausgedreht
wird, ist der treibende Teil 29 so weit bewegt worden, daß die Klinke 32 aus ihrer
verriegelten Stellung gegen den Zapfen 33 freigegeben wird. Die Feder 35 drängt
die Klinke 32 in Eingriff mit dem Kettenrad 41, und die weiter fortgesetzte Drehung
des treibenden Teils 29 wird auf das Kettenrad übertragen. Wenn der Nocken 31 über
die Klinke 45 weggeht und außer Eingriff mit den Flächen 48 und 49 kommt, wird die
Klinke45 freigegeben, und die Feder47 dreht die Klinke 45 in Eingriff mit dem Kettenrad
41. Es ist selbstverständlich, daß nur jeweils eine einzige Spule 15 erregt wird
und infolgedessen nur ein treibender Teil arbeitet. Infolgedessen greift immer eine
Klinke 45 in das Kettenrad 41 ein. Die nichtgedrehte Klinke 45 läuft über das Kettenrad
41 bei dessen Drehung weg.
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Wenn der treibende Teil 29 das Ende seiner Bewegungsbahn dadurch
erreicht hat, daß die Kugeln 22 an der einen Stirnwand der Nut 21 anstoßen, und
wenn die Spule 15 aberregt wird, führt die Feder 25 den Ankerblock 17 und den treibenden
Teil 29 in ihre Ausgangsstellungen zurück.
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Bei der Rückkehr in die Ausgangsstellung trifft der auf dem treibenden
Teil 29 befindliche Nocken 31 auf die Schrägfläche 50 der Klinke 45 und verschiebt
die Klinke gegen die Wirkung der Feder 47 in Längsrichtung. Diese Längsbewegung
hebt nicht den Arm 51 aus dem Kettenrad 41 heraus oder verklemmt den Arm, sondern
ermöglicht dem treibenden Teil 29, in seine Ausgangsstellung zurückzukehren.
Wenn der treibende Teil 29 in seine Ausgangsstellung zurückgekehrt ist, schleift
die Klinke 32 nach hinten über das Nockenrad 41 weg, bis der Nocken 36 den Stift
38 erfaßt, so daß die Klinke 32 außer Eingriff mit dem Kettenrad 41 gedreht und
in die Nut 37 eingreift, bis einzweiter elektrischer Impuls auf die Spule 15 übertragen
wird.
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Wie aus Fig. 1 und 2 ersichtlich, ist der eine vollständige Aufbau,
d. h. das Solenoid 14, der Anker 17, der treibende Teil 29 und der getriebene Teil
40 und 41, für eine Rechtsdrehung und der andere Aufbau für eine Linksdrehung vorgesehen.
Der Schrittschaltmotor 10 kann abwechselnd in Rechtsrichtung oder in Linksrichtung
gedreht werden.