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Zeitsteuergerät zum schrittweisen Weiterdrehen eines Kontaktgebers
Die Erfindung bezieht sich auf ein Zeitsteuergerät zum schrittweisen Weiterdrehen
eines Kontaktgebers zwischen mehreren Schaltstellungen, bei dem der Kontaktgeber
mittels einer daran angreifenden Drehfeder von einer Schaltstellung zur nächsten
weitergedreht wird, wenn eine die Drehfeder spannende, von einem Uhrwerk angetriebenen
Platte nach Aufbau der Spannkraft der Drehfeder mit einem Nockenteil eine auf den
Kontaktgeber einwirkende Verriegelung außer Wirkung bringt.
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Bei einem bekannten Zeitsteuergerät dieser Art ist auf der Achse einer
Schaltwalze eine Sperrscheibe angebracht, deren Umfang mehrere Sperrzähne trägt,
in welche ein auf einem Schwenkhebel angeordneter Verriegelungsstift einfallen kann.
Parallel zu der Sperrscheibe ist eine an ihrem Umfang mit Hubnocken versehene Platte
angeordnet, die den Verriegelungsstift bei gegenseitiger Verdrehung zwischen Sperrscheibe
und Platte aus den Sperrzähnen ausheben kann, so daß eine Drehfeder wirksam werden
kann, um die Schaltwalze weiterzudrehen.
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Eine solche Anordnung gestattet nur ein absatzweises Weiterschalten
eines Kontaktgebers od. dgl., ermöglicht aber nicht das Vorwählen einer bestimmten
Betriebszeit innerhalb eines Ruhezeitabschnittes. Darüber hinaus birgt die Anordnung
des Verriegelungsstiftes auf einem besonderen Schwenkhebel eine Gefahr für die Betriebssicherheit
des Gerätes in sich.
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Bei anderen bekannten Zeitsteuergeräten finden sich auch schon zwei
auf parallelen Wellen gelagerte, mit verschiedener Geschwindigkeit umlaufende Kurvenscheiben,
die gemeinsam auf einen Kontakthebel einwirken und dessen Lage nur dann verändern
können, wenn in den Kurvenumfängen vorgesehene Ausnehmungen zur gleichen Zeit mit
an dem Kontakthebel angeordneten Nocken zusammentreffen. Bei dieser Anordnung kann
also ein Schaltvorgang nur bei einer bestimmten gegenseitigen Stellung einer schnell
laufenden und einer langsam laufenden Welle ausgelöst werden. Auch derartige Geräte
gestatten nicht das Vorwählen einer bestimmten Betriebszeit innerhalb eines Ruhezeitabschnittes.
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Diese Möglichkeit wird bei einem Zeitsteuergerät der eingangs genannten
Art erfindungsgemäß dadurch ermöglicht, daß in bei anderen Zeitsteuergeräten an
sich bekannter Weise der Schaltvorgang bei einer bestimmten gegenseitigen Stellung
einer schnell laufenden und einer langsam laufenden Welle ausgelöst wird, wobei
die Anordnung so getroffen ist, daß ein von der langsam laufenden Welle getragener
Nocken periodisch eine mit der schnell laufenden Welle umlaufende Scheibe mit der
die Drehfeder spannenden, frei drehbar gelagerten Platte kuppelt.
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Durch die erfindungsgemäße Anordnung wird es ermöglicht, daß das periodische
Weiterschalten des Kontaktgebers zwischen verschiedenen Schaltstellungen nur während
ganz bestimmter Zeitabschnitte erfolgt, wobei der Kontaktgeber während der übrigen
Zeit in einer Ruhestellung verharrt.
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Ein derartiges Gerät ist beispielsweise mit Vorteil bei Beregnungsanlagen
anwendbar, die nicht ununterbrochen, sondern nur in bestimmten Zeitabständen mit
größeren Ruhepausen arbeiten.
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Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird die Anordnung
so getroffen, daß die schnell laufende Welle und der Nocken relativ zueinander so
umlaufen, daß die Kupplung zwischen Scheibe und Platte für mehr als eine Umdrehung
der schnell laufenden Welle eingerückt bleibt. Bei dieser Anordnung werden alle
Kontakte, die in der Umlaufbahn des Kontaktgebers angeordnet sind, einmal während
jeder Betriebsperiode betätigt, und dann tritt wieder eine längere Ruhepause ein.
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Bei einer anderen zweckmäßigen Ausgestaltung laufen die schnell laufende
Welle und der Nocken relativ zueinander so um, daß die Kupplung zwischen Scheibe
und Platte für wenigstens zwei Umdrehungen der schnell laufenden Welle eingerückt
bleibt. Bei dieser Anordnung wird jeder Kontakt zweimal während jeder Betriebsperiode
betätigt, bevor wieder eine Ruhepause eintritt.
Die Erfindung wird
nachfolgend an Hand eines Ausführungsbeispieles näher beschrieben. Es zeigt Fig.
1 einen Aufriß eines erfindungsgemäßen Zeitsteuergerätes, Fig. 2 eine teilweise
durchbrochene Schnittdarstellung der in Fig.1 gezeigten Einrichtung in einer Ebene
hinter der Vorderseite der Fig. 1, Fig. 3 eine teilweise Schnittdarstellung in einer
Ebene hinter der Vorderseite der Fig. 2, Fig. 4 eine vergrößerte Schnittdarstellung
ungefähr entlang der Linie 4-4 der Fig. 2, Fig. 5 eine vergrößerte Schnittdarstellung
ungefähr entlang der Linie 5-5 der Fig. 3.
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Der vorliegende Zeitschalter enthält ein Uhrwerk 10 und eine Schaltvorrichtung
11, die ständig "von dem genannten Uhrwerk überwacht wird.
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Das Uhrwerk 10 ist allgemein herkömmlicher Art und im vorliegenden
Ausführungsbeispiel elektrisch angetrieben. Selbstverständlich können auch durch
Federkraft oder durch andere Kräfte angetriebene Uhrwerke benutzt werden. In jedem
Fall hat die genannte Uhr zwei konzentrische Abtriebswellen; eine schnell laufende
Welle 12 mit einer Umdrehung je Stunde und eine langsam laufende Hohlwelle 13 mit
einer Umdrehung je Tag oder in 24 Stunden. Dieses Drehzahlverhältnis gilt lediglich
beispielhaft und kann je nach Wunsch verändert werden. Die Hinterwand 14 der Uhr
wird zur Befestigung der Schaltvorrichtung 11 benutzt, wobei die Welle 12 und die
Hohlwelle 13 durch die genannte Platte (Fig. 4) hindurchragen. Die Schaltvorrichtung
11 wird durch die erwähnten schnell und langsam laufenden Wellen betätigt.
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Die Hohlwelle 13 trägt eine mit einem Rand 17 versehene Scheibe 15,
auf deren rückwärtiger Oberfläche ein Nocken 16 vorgesehen ist. Es versteht sich,
daß der besagte Nocken in je 24 Stunden eine Umdrehung um die Achse der Hohlwelle
13 macht. Auf seiner Rückseite trägt der Rand 17 der genannten Scheibe zur Anzeige
der Stunden Zeitmarken 18, welche durch ein Loch 19 in der nichtleitenden Rückplatte
20 der Schaltvorrichtung 11 abgelesen werden können. Die Stellung
des Nockens 16 kann durch Ablesen der Stunde durch das Loch 19 hindurch bestimmt
werden.
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Ein Auslegerarm 21, der an einem Ende 22 auf der Platte 14 befestigt
ist und dessen anderes Ende 23 für den Durchtritt der Welle 12 gelocht ist, trägt
eine Erhebung 24, die alle 24 Stunden einmal mit dem Nocken 16 in Eingriff kommt.
Durch den Nocken 16 wird der federnd gestaltete Auslegerarm nach rückwärts ausgelenkt.
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Auf der rückwärtigen Seite des Auslegerarmes 21 ist eine Kupplungsscheibe
25 mit einem nach hinten gerichteten Kupplungszahn 26 angebracht. Die Kupplungsscheibe
ist auf der Welle 12 so aufgekeilt, daß sie auf dieser gleiten kann und sich mit
ihr dreht. Durch eine Feder 27 wird die Kupplungsscheibe 25 nach vorn gedrückt,
wobei die Feder nachgibt, wenn der Nocken 16 die Kupplungsscheibe nach hinten drückt.
Eine mit einem Rand versehene Nabe 28 bildet eine Erweiterung der Welle 12, mit
der sie, verbunden durch ein Zwischenstück 29, auf einer Achse sitzt.
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Die Nabe 28 trägt drehbar eine Platte 30, die mit einem
nach vorn gerichteten Kupplungszahn 31 ausgestattet ist. Der Kupplungszahn 31 ist
nach hinten hin frei von dem Zahn 26, außer wenn der Nocken 16 dep_ Auslegerarm
21 nach hinten drückt. Wenn die Kupplungszähne miteinander im Eingriff sind, wie
in Fig. 2 gezeigt, dann wird die Drehbewegung der Kupplungsscheibe 25 auf die Platte
30 übertragen. Die Platte 30 trägt einen oder mehrere sich nach hinten erstreckende
Schenkel 32, durch welche die Platte unter Bildung eines Zwischenraumes von einer
Scheibe 33 in Abstand gehalten wird, die auf der Vorderseite der Rückplatte 20 angebracht
ist. Ein zusätzlicher Schenkel ist als Nocken 34 ausgebildet.
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In dem vorstehend genannten Zwischenraum ist ein mit der Platte 30
durch eine Drehfeder 36 federnd verbundener Kontaktarm 35 angeordnet. Dieser Arm
trägt einen federnden Verriegelungszahn37, der nacheinander mit verschiedenen Widerlagem38,
die durch Öffnungen in der Scheibe 33 gebildet werden, in Berührung tritt. Der Arm
35 besitzt ein Kontaktende 39, und innerhalb des Kontaktendes trägt der Arm eine
Kontaktbrücke 40, die vom Arm durch einen Klotz 41 isoliert ist.
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Es ist offenbar, daß die Feder 36 auf den Arm 35 auch in der Richtung
einwirkt, um den Zahn 37 mit den Widerlagern 38 in Eingriff zu bringen, so daß eine
Drehung der Platte 30 zunächst eine Verdrehspannung in der Feder 36 aufbaut
und dem Arm 35 bei genügender Höhe der Verdrehspannung eine plötzliche oder schnelle
Drehbewegung erteilt.
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In Verbindung mit dem Kontaktende39 des Armes 35 ist eine bogenförmige
Kontaktschiene 42 vorgesehen, welcher mehrere in gewissen Winkelabständen
angebrachte Kontakte 43 zugeordnet sind, die über der genannten Schiene liegen,
so daß das Armende 39 die Schiene und einen der Kontakte überbrücken kann wie in
Fig. 2 dargestellt.
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Zu der Kontaktbrücke40 gehört eine zweite bogenförmige Kontaktschiene
44, welcher auch mehrere in gewissen Winkelabständen liegende Kontakte 45 zugeordnet
sind. Diese Kontakte 45 sind so angeordnet, daß die Kontaktbrücke 40 die
Schiene 44 und einen Kontakt 45 überbrückt, wenn der Arm 39 in seiner die
Schiene 42 und einen Kontakt 43 verbindenden Stellung steht.
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In stündlichen Zwischenräumen - oder, wenn gewünscht, auch in anderen
Zwischenräumen - geht der Kupplungszahn 26 am Kupplungszahn 31 vorbei, und diese
kommen nur dann in Eingriff, um eine Verdrehspannung in der Feder 36 aufzubauen,
wenn der Nocken 16 die Erhebung 24 des Auslegearmes berührt und der Auslegerarm
ausgelenkt wird. Wenn die Verdrehspannung genügend groß ist, wird der Arm 35 von
einer Stellung in die nächste bewegt, wobei er einerseits die Schiene 42 und einen
Kontakt 43 und andererseits die Schiene 44 und einen Kontakt 45 überbrückt.
Die Feder 36 ist unwirksam, bis der Nocken 34 den federnden Verriegelungszahn
37 (Fig. 5) berührt, um ihn von der Berührung mit einem Widerlager 38 zu lösen.
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Nachdem der Nocken 16 die Erhebung 24 verlassen hat, wird die Kupplung
gelöst. Die zwischen der Schiene 42 und ihrem Kontakt 43 und der Schiene
44 und ihrem Kontakt 45 hergestellten elektrischen Verbindungen werden jedoch aufrechterhalten.
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Das Bogenmaß des Nockens 16 mit der wirksamen Breite der Erhebung
24 steuern das Schließen des Stromkreises durch die Kupplung. So kann dieses Maß
einer Stunde der Bogenbewegung des Nockens 16 entsprechen und dadurch die Kupplung
während
einer Umdrehung der Kupplungsscheibe 35 im Eingriff halten,
so daß durch das überbrückungskontaktende 39 aufeinanderfolgende Stromkreise geschlossen
werden können, während auch der Kontakt 40 aufeinanderfolgende Stromkreise herstellt.
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Der Arm 35 ist durch den in ein Widerlager 38 eingreifenden Verriegelungszahn
37 festgestellt, und der Arm bleibt in dieser Stellung, bis die Feder 36 gespannt
wird. Dann löst der Nocken 34 den genannten Zahn und gestattet der Feder, den Arm
35 in die nächste Stellung schnappen zu lassen, die wiederum durch den Zahn 37 verriegelt
wird. Die Schnelligkeit der Unterbrechung und des Aufbaues liegt auf der Hand.
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Die Ausdehnung des Nockens 16 in Umfangsrichtung kann vergrößert werden,
so daß der Eingriff der Kupplungszähne 26 und 31 für mehr als 1 Stunde, also für
zwei oder mehr Umdrehungen der schnell laufenden oder Stundenwelle, aufrechterhalten
wird.
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Ein Knopf 46 am Ende einer Erweiterung 47 der mit einem Rand versehenen
Nabe 26 kann als Handregler zum Verstellen der vom Uhrwerk angetriebenen Welle 12
benutzt werden. Auf diese Weise kann der Schalter nach Wunsch von Hand gesteuert
werden.