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Zeitsteuergerät, insbesondere zur Steuerung von Heiz-, Licht-und Kochstromkreisen
Zusatz zur Patentanmeldung B 51356 VIII b / 21 c (Auslegeschrift
1130 041) Die Hauptpatentanmeldung betrifft ein Zeitsteuergerät, insbesondere
zur Steuerung von Licht-, Heiz-und Kochstromkreisen zu beliebigen, im voraus bestimmbaren
Aus-, Ein- und Umschaltzeitpunkten, mit wenigstens einer Steuernocken, Aussparungen
od. dgl. aufweisenden, von Hand verdrehbar, jedoch von den Drehbewegungen einer
Steuerwelle unbeeinflußbar in einem Gehäuse gelagerten, ein- oder mehrteiligen Steuerscheibe
und mit einer drehungsschlüssig mit der Steuerwelle verbundenen, an den Steuerbahnen
der Steuerwelle entlanggleitenden Abtastvorrichtung, bei dem weiterhin zwischen
einem vorschwenk- oder verschiebbar gelagerten, umlaufenden Abtasthebel und einem
exzentrisch zur Steuerwelle ortsfest angeordneten zu schaltenden oder zu sperrenden
Organ wie Schalter, Thermostat usw., zur Übertragung der Steuerbewegungen Mittel
in Form von einer die Steuerwelle umgebenden, verschiebbaren Büchse (Scheibe, Ring)
und/oder einem ortsfest angeordneten, verschwenk- oder verschiebbaren Hebel vorgesehen
sind.
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Dieses Zeitsteuergerät hat insbesondere den Vorteil, daß die Steuerscheiben
und somit die Aus-, Ein-und Umschaltzeitpunkte von außen her einstellbar oder korrigierbar
sind, ohne daß dasselbe und damit das zu steuernde Haushaltsgerät oder die Maschine
stillgesetzt werden müssen, und daß an Stelle von sehr empfindlichen Schleifkontakten
Druckkontakte verwandt worden. Außerdem verändern sich die eingestellten Zeiten
während des Ablaufs des Geräts nicht, da die Steuerscheiben von den Drehbewegungen
der Steuerwelle nicht beeinflußt werden.
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Nach einer zweckmäßigen Weiterbildung des Gegenstandes der Hauptpatentanmeldung
besitzen die ein-oder mehrteilig ausgebildeten Steuerscheiben auf ihren äußeren
Zylindermantelfiächen Winkelgradeinteilungen und das Steuergerät ist über entsprechende
Kupplungsmittel von einer Arbeitsmaschine (z. B. Transportband, Werkzeugmaschine,
Walzenstraße u. dgl.) angetrieben.
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Zur vorteilhafteren und genaueren Einstellung der Steuerscheiben sind
an deren Seitenflächen Zahnkränze angeformt und an den Durchtrittsstellen der Steuerscheiben
durch das Gehäuse befinden sich Einstecklöcher zum Einsetzen eines Zahnradeinstellschlüssels.
Es ist vorteilhaft, besondere Mittel wie Sperrhaken, Schrauben od. dgl. vorzusehen,
mit denen die Steuerscheiben in jeder Stellung sicherbar sind.
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Eine spezielle Ausführung nach der Hauptpatentanmeldung besteht darin,
daß die Steuerscheibe aus zwei gegeneinander verdrehbaren Ringen besteht, von denen
ein Ring mit niederer Höhe (in Radialrichtung gemessen) ausgebildet ist und in einer
dem Hauptring im Bereich seines Umfanges seitlich angeformten kreisringförmigen
Ausnehmung derart lagert, daß wenigstens eine kreisringförmige Fläche des Ringes
mit einer angrenzenden Fläche des Hauptringes in einer Ebene liegt und jede dieser
Flächen mit einer Steuerbahn (Steueraussparung oder Steuernocken) von 180,° versehen
ist, an der die mit der Steuerwelle verbundene Abtastyorrichtung entlanggleitet.
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Zur zweckmäßigen Weiterbildung dieser Ausführung wird vorgeschlagen,
daß als Abtastvorrichtung sogleich die zu steuernden Kontaktsätze 8 (Mikroschalter)
drehungsschlüssig auf der Steuerwelle 7 befestigt sind und direkt die Steuerbahnen
2 c, 2 d abtasten.
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In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel dargestellt. Es zeigt
Fig. 1 eine Draufsicht auf eine Steuerscheibe mit einem drehungsschlüssig auf der
Steuerwelle angeordneten Mikroschalter (Ring und Hauptring zeigen die Grundstellung),
Fig. 2 die Vorderansicht einer Steuerscheibe nach Fig. 1, bei der sich der Mikroschalter
jedoch in einer senkrechten Stellung befindet (die obere Hälfte der Steuerscheibe
ist geschnitten),
Fig.3 eine Draufsicht auf eine wie folgt eingestellte
Steuerscheibe; Ausschaltstellung 195°, Einschaltstellung 165'°, Fig.4 die Vorderansicht
der Steuerscheibe nach Fig.3, wobei ein unteres Scheibenviertel weggeschnitten ist,
Fig.5 eine Draufsicht auf ein scheibenförmiges Gehäuseteil, Fig. 6 das -Gesamtgerät
im Schnitt (der Teilschnitt B-C [vgl. Fig. 5] ist in die Schnittebene A-B geschwenkt),
Fig. 7 eine Draufsicht auf das vorderseitig durch eine Frontplatte abgedeckte Gesamtgerät,
Fig. 8 einen Teilschnitt in Richtung D-E nach Fig. 7 und Fig. 9 in perspektivischer
Darstellung einen Einstellschlüssel.
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Wie bei dem in der Hauptpatentanmeldung dargestellten Zeitsteuergerät
besitzt auch hier jede der inneren Gehäusescheiben 1 auf der einen Seite Lagerpfosten
1 a und gegenüberliegend auf der anderen Seite Lagerpfosten 1 b. Bei dem aus mehreren
Einzelgehäusescheiben 1 zusammengesetzten Gesamtgehäuse sind die Lagerpfosten l
a der einen Scheibe auf die Lagerpfosten 1 b der angrenzenden Scheibe gepreßt. Die
das Gerät stirnseitig abschließenden Gehäusescheiben 3, 4 besitzen nur einseitig
die Pfosten 3 a und 4a. Zwischen den einzelnen Scheiben 1, 3 und 4 befinden sich
zur Unterbringung der Steuerscheiben 2 die erforderlichen Räume 1c. Die Gehäusescheiben
1 werden durch Schrauben 5 zusammengehalten, und ihre Lagesicherung gegeneinander
ist durch das Zusammenwirken von Nocken und Aussparungen 1 d gewährleistet. Jede
Steuerscheibe 2 besteht aus einem Hauptring 2 a und dem Ring 2 b,
die
gegeneinander verdrehbar sind. Sie sind an ihrem äußeren Umfang in kreisförmigen
Nuten 1 e, 1 f der Lagerpfosten 1 a, 1 b derart, vorzugsweise federnd, geführt,
daß sie zwar fest zwischen zwei Gehäusescheiben 1 bzw. zwischen einer Gehäusescheibe
1 und einer der beiden äußeren Scheiben 3, 4 lagern, jedoch ein manuelles Verdrehen
derselben noch möglich ist. Um unabhängig von den Toleranzen der Gehäusescheiben
1 stets einen genügend festen federnden Sitz der Steuerscheiben 2 zu erhalten, sind
in Vertiefungen 1 g der Nuten 1 e gewölbte Blattfedern 1h gelagert, die sich gegen
die äußere Wandung der Steuerscheiben 2 anpressen. Die Steuerscheiben 2 werden von
der über eine Kupplungsscheibe 6 angetriebenen Steuerwelle 7 lose, also nicht drehungsschlüssig,
durchdrungen. Dadurch ist erreicht, däß das manuelle Einstellen, also Verdrehen,
der Steuerscheiben 2 keinen Einfluß auf die stillstehende oder sich drehende Steuerwelle
7 hat, während umgekehrt die sich drehende Steuerwelle 7 keinen Einfluß auf die
eingestellten Steuerscheiben 2 ausübt.
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In zweckmäßiger Weiterbildung des Zeitsteuergeräts nach der Hauptpatentanmeldung
ist pro Steuerscheibe 2 an Stelle von mechanischen übertragungshebeln ein Mikroschalter
8 drehungsschlüssig auf der Steuerwelle 7 gelagert und gleitet mit einer Abtastrolle
8 a an angrenzenden kreisringförmigen Flächen 2 e, 2 d der Steuerscheibe 2 entlang.
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Wie beim Gegenstand nach der Hauptpatentanmeldung sind an den ebengenannten
kreisringförmigen Flächen 2c, 2 d Steueraussparungen 2e, 2 f vorhanden
(vgl. insbesondere Fig. 1 bis 4) und so angeordnet, daß der äußere Durchmesser der
Steueraussparung 2 f gleich ist dem inneren Durchmesser der Steueraussparung 2e.
Jede Steueraussparung schließt einen Winkel von 180° ein.
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Sowohl auf der äußeren Zylindermantelfläche des Ringes 2 b wie auch
auf der äußeren Zylindermantelfläche des Hauptringes 2 a sind an Stelle von Zeitskalen
Winkelgradskalen 2 g, 2 h angebracht und derart auf die Steueraussparungen 2 e,
2 f abgestimmt, daß sich bei einer Verdrehung zwischen Hauptring 2 a und Ringt b
von 0°, d. h., wenn sich diebeiden je 180° betragenden Steueraussparungen zu 360°
ergänzen, gleiche Zahlen der Winkelgradskalen gegenüberstehen.
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Der in den Fig. 1 und 3 eingezeichnete äußere Zahlenkreis 9 gibt die
normale, festliegende Winkelgradeinteilung des Kreises wieder, dessen Ursprung auf
der Mittelsenkrechten liegt. Insbesondere aus Fig. 1 geht hervor, daß bei einer
Verdrehung zwischen Hauptring 2 a und Ring 2 b von 0° (die beiden
radial übereinanderliegenden Steueraussparungen 2e, 2 f ergänzen sich zu 360°) die
Abtastrolle 8a des Mikroschalters 8 keine Steuerbewegungen ausführen kann, da sie
beide Steueraussparungen überdeckt und somit nur dann einfallen kann, wenn sich
die beiden Steueraussparungen 2 e, 2 f an irgendeiner Stelle überschneiden. Der
innere Zahlenkreis 11 (Fig. 1) stimmt mit den beiden Winkelgradskalen 2g, 2 h nach
Fig. 2 überein. Mit den in Fig. 2 angedeuteten Einstellmarken 10, die in Wirklichkeit
auf dem Gehäuse an entsprechender Stelle angebracht sind, deckt sich die Zahl 360
bzw. 0, d. h. der radial von der Steuerwelle verlaufende Strahl, auf dem der Endpunkt
21 der Nut 2 f und der Anfangspunkt 2 j der Nut 2 e liegen, deckt
sich genau mit dem Ausgangspunkt der Winkelgradeinteilung; dort also befindet sich
die Abtastrolle 8 a, wenn das Gerät in die Nullstellung gefahren ist.
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Die Einstellung der Schaltpunkte und die Arbeitsweise der Vorrichtung
geht aus den zusammengehörenden Fig. 3 und 4 hervor.
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Die beiden Figuren zeigen folgende Winkelgradeinstellungen: Ausschaltpunkt
195'° Einschaltpunkt 1.65°.
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Die Einstellungen wurden wie folgt getätigt: Zunächst wird zur Festlegung
des Ausschaltpunktes der Hauptring 2a so lange verdreht, bis die Zahl 195 der Winkelgradskala
2 h mit der in den Fig. 2 und 4 angedeuteten, aber in Wirklichkeit auf dem von den
Scheiben durchtretenden Gehäuse angebrachten Einstellmarke 10 übereinstimmt. Dadurch
ist das Ende 21 der Steueraussparung 2 f in eine Stellung verschoben, die
von der Abtastrolle nach einem Weg von 195° durchlaufen wird. Der Ring 2 b wird
daraufhin so lange verdreht, bis die Zahl 165 der Winkelgradskala 2g ebenfalls mit
der entsprechenden Einstellmarke 10' übereinstimmt, d. h., nachdem die Abtastrolle
8 a eine Winkelstrecke von 165°' zurückgelegt hat, fällt sie ein und schaltet somit
den Mikroschalter 8 ein. Es überschneiden sich also die beiden Steueraussparungen
um einen Winkel von 30°.
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Bei größeren Steuergeräten, insbesondere für die industrielle Steuerung,
sind die eingestellten Steuerscheiben 2 sehr fest zu klemmen, damit eine unerwünschte
Verdrehung ausgeschlossen ist. Um derartig gesicherte Scheiben von Hand einstellen
zu
können, besitzen sie an ihren Seitenflächen Zahnkränze 13, 14.
Die Verstellung geschieht sodann mit einem Zahnradeinstellschlüsse115, der mit einem
angedrehten Zapfen 15a in Löcher 16 der Geräteabdeckung einsetzbar ist. Gegegebenenfalls
können die Scheiben 2 in ihrer eingestellten Lage noch durch besondere Mittel, wie
Sperrhaken, Schrauben oder entsprechende Mittel (nicht dargestellt) gesichert werden.
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Die Mikroschalter 8 werden von selbstfedernden U-förmigen Bügeln 8
c gehalten, welche mit zwei federnden Armen 8 b die Steuerwelle 7 umklammern. Die
Steuerwelle ist zum Zweck der Leitungsführung an die Mikroschalter als Hohlwelle
ausgebildet und hat nahezu U-förmiges Profil, damit die Drähte 8 d in die Welle
eingeführt werden können. Zur Spannungszuführung an das Gerät dient ein auf den
Wellenstumpf aufgesetzter Schleifringkopf 17, dem die Spannung durch Kohlebürsten
17 b zugeführt wird (bzw. abgenommen wird).