DE1152471B

DE1152471B - Electrically controllable step switch for controlling electrical contacts

Info

Publication number: DE1152471B
Application number: DEN11383A
Authority: DE
Inventors: George Winston Cox
Original assignee: Northrop Grumman Corp
Current assignee: Northrop Grumman Corp
Priority date: 1955-02-21
Filing date: 1955-10-28
Publication date: 1963-08-08
Also published as: GB809512A

Description

Die Erfindung betrifft einen elektrisch steuerbaren Schrittschalter für das Steuern elektrischer Kontakte mittels eines Sperrzahnrades, in dessen Zähne elektromagnetisch steuerbare Schaltklauen eingreifen. Derartige Schalter sind an sich bekannt. Man verwendet sie unter anderem als impulsgesteuerte Schalter in Rechenmaschinen und vielen anderen elektrisch gesteuerten Einrichtungen.The invention relates to an electrically controllable step switch for controlling electrical contacts by means of a ratchet wheel, in whose teeth engage electromagnetically controllable switching claws. Such switches are known per se. They are used, among other things, as pulse-controlled switches in calculating machines and many other electrically controlled devices.

Das Hauptproblem beim Bau derartiger Schutzschalter besteht darin, Impulsfolgen in exakte Stellungsänderungen der Schleifer von Kontakteinrichtungen zu verwandeln.The main problem with the construction of such circuit breakers is to convert pulse trains into exact position changes to transform the wiper of contact devices.

Es ist bereits eine ganze Reihe von Lösungen bekannt, bei denen Sperrzahnräder verwendet werden, in deren Zähne elektromagnetisch steuerbare Klinken oder Schaltklauen eingreifen; die Klinken greifen in die Zähne des Sperrzahnrades ein und verdrehen dieses wahlweise nach der einen oder anderen Richtung. A number of solutions are already known in which ratchet wheels are used, In the teeth of which electromagnetically controllable pawls or claws engage; the latches grip into the teeth of the ratchet wheel and rotate it either in one direction or the other.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Genauigkeit und Zuverlässigkeit derartiger Schalter so zu verbessern, daß sie auch bei extrem hohen Schaltgeschwindigkeiten exakt arbeiten.The invention is based on the problem of the accuracy and reliability of such switches to be improved so that they work exactly even at extremely high switching speeds.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß jeder Zahn des Sperrzahnrades, der auf den von der Schaltklaue erfaßten Zahn folgt, die Schaltklaue gegen den Rahmen drückt.This object is achieved in that each tooth of the ratchet wheel on the Followed by the shift pawl grasped tooth, the shift pawl presses against the frame.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes besitzt der Schutzschalter ein Paar Schaltklauen, von denen jede das Sperrzahnrad in einer anderen Richtung drehen kann.In a preferred embodiment of the subject matter of the invention, the circuit breaker has a Pair of shift dogs, each of which can turn the ratchet wheel in a different direction.

Bei einer anderen Ausführungsform ist die Anordnung so getroffen, daß an dem Rahmen eine Führung angebracht ist, die den Hin- und Herweg der Schaltklaue bestimmt.In another embodiment, the arrangement is made so that a guide on the frame is attached, which determines the back and forth travel of the shift pawl.

Bei besonders hohen Anforderungen an die Schaltgeschwindigkeit und Genauigkeit des Schrittschalters gelangt ein unter der Einwirkung einer Feder stehender Bauteil zur Anwendung, der als Raste dient.With particularly high demands on the switching speed and accuracy of the step switch a component under the action of a spring is used, which serves as a detent.

Der besondere Vorteil des neuen Schrittschalters ist darin zu sehen, daß seine Schaltrasten die exakte gewünschte Stellung des Sperrzahnrades während statischer Bedingungen, aber auch während Schwingungen oder Vibrationen u. dgl. sowie während des Rückkehrhubes der Schaltklaue festhalten, während die zwangläufige Sperrstellung der Schaltklaue zwischen dem Rahmen und dem nachfolgenden Zahn eindeutig dazu dient, eine Fortschaltung des Sperrzahnrades zu verhindern, die sich aus der ungewöhnlich großen Antriebskraft während der Einschaltperiode des Impulses ergeben könnte.The particular advantage of the new step switch is to be seen in the fact that its switch notches are the exact ones Desired position of the ratchet wheel during static conditions, but also during vibrations or vibrations and the like, as well as during the return stroke of the shift pawl while the inevitable locking position of the switching pawl between the frame and the following tooth clearly serves to prevent the ratchet wheel from advancing, resulting from the unusual large driving force during the on-period of the pulse.

In der nun folgenden Beschreibung soll die in den Elektrisch steuerbarer Schrittschalter
für das Steuern elektrischer KontakteIn the description that follows, the electrically controllable step switch
for controlling electrical contacts

Anmelder:Applicant:

Northrop Corporation,
Hawthorne, Calif. (V. St. A.)Northrop Corporation,
Hawthorne, Calif. (V. St. A.)

Vertreter: Dr.-Ing. H. Ruschke, Patentanwalt,
Berlin 33, Auguste-Viktoria-Str. 65Representative: Dr.-Ing. H. Ruschke, patent attorney,
Berlin 33, Auguste-Viktoria-Str. 65

Beanspruchte Priorität:
V. St. ν. Amerika vom 21. Februar 1955 (Nr. 489 443)Claimed priority:
V. St. ν. America of February 21, 1955 (No. 489 443)

George Winston Cox, Los Angeles, Calif. (V. St. Α.), ist als Erfinder genannt wordenGeorge Winston Cox, Los Angeles, Calif. (V. St. Α.), Has been named as the inventor

Ansprüchen gekennzeichnete Anordnung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert werden. In der Zeichnung istClaims characterized arrangement with reference to the drawings are explained in more detail. In the drawing is

Fig. 1 eine schaubildliche Darstellung, in welcher einzelne Bauteile auseinandergezogen und andere Bauteile zur Verdeutlichung der Zeichnung aufgebrochen wiedergegeben sind, undFig. 1 is a diagrammatic representation in which individual components are pulled apart and others Components are shown broken to clarify the drawing, and

Fig. 2 die Ansicht eines Querschnitts nach Linie 2-2 der Fig. 1, in Richtung der Pfeile gesehen. In den Zeichnungen sind mit 10 zwei Betätigungsvorrichtungen bezeichnet, die aus je einem Elektromagneten 12 bestehen, die von einem U-förmigen Bügel 14 getragen werden und an diesem durch eine Schraube 16 od. dgl. befestigt sind. Die Betätigungsvorrichtungen 10 sind identisch, so daß im folgenden nur eine von ihnen beschrieben werden soll. Der Bügel 14 ist einerseits an den Platten 18 und 20 abnehmbar durch Schrauben 22 befestigt, die durch längliche Öffnungen 23 in den Platten hindurchgehen. Die länglichen Öffnungen 23 gestatten eine senkrechte Justierung der Betätigungsvorrichtung 10. Durch die Arme 24 und 26 gehen längliche Öffnungen 28 hindurch, mittels deren die Vorrichtungen 10 in horizontaler Richtung justiert werden können. In die Platten 30 greifen die Schrauben 22 ein, durch welche durch Klainmerung die Stabilität und Steifheit derFIG. 2 is a view of a cross section along line 2-2 of FIG. 1, seen in the direction of the arrows. In the drawings, 10 denotes two actuating devices, each consisting of an electromagnet 12 exist, which are carried by a U-shaped bracket 14 and attached to this by a Screw 16 or the like. Are attached. The actuating devices 10 are identical, so that in the following only one of them should be described. On the one hand, the bracket 14 can be removed from the plates 18 and 20 fastened by screws 22 which pass through elongated openings 23 in the panels. The elongated openings 23 allow the actuating device 10 to be adjusted vertically. Elongated openings 28 pass through the arms 24 and 26, by means of which the devices 10 in FIG can be adjusted in the horizontal direction. In the plates 30 engage the screws 22 through which by clarifying the stability and rigidity of the

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Betätigungsvorrichtungen 10 gesichert werden. Die Platte 18 wird durch Abstandsstücke 32 von einer weiteren Platte 34 in einem bestimmten Abstand gehalten und ist daran durch Schrauben 36 befestigt. An dem Bügel 14 ist durch Schrauben 16 ein L-förmiges Glied 38 befestigt, an dessen einem Arm 40 durch Schrauben 42 eine Mehrzahl von Kontakten oder eine Kontaktanordnung 44 mit den entsprechenden Fahnen 46 befestigt ist.Actuators 10 are secured. The plate 18 is by spacers 32 of a another plate 34 is held at a certain distance and is fastened to it by screws 36. An L-shaped member 38 is fastened to the bracket 14 by screws 16, on one arm 40 of which by screws 42 a plurality of contacts or a contact arrangement 44 with the corresponding Flags 46 is attached.

An dem freien- Ende des Armes 40 ist ein Anker 48 schwenkbar angebracht, der durch den Elektromagneten 12 betätigt wird. Der Anker 48 besitzt zwei herabhängende Arme 50, die in die Federn 52 mittels der Nasen 54 auf deren freiem Ende eingreifen, wenn die Magnetspule erregt wird und den Anker anzieht. Jede der Federn 52 besitzt einen Kontakt 56, der in die Kontakte 44 eingreift, wobei ein Stromkreis geschlossen oder unterbrochen wird. Die Federn 52 sind innerhalb der Kontaktanordnung 44 befestigt, wie in Fig. 1 der Zeichnung dargestellt ist.At the free end of the arm 40, an armature 48 is pivotally attached to the electromagnet 12 is actuated. The armature 48 has two depending arms 50, which in the springs 52 by means of the lugs 54 engage on their free end when the solenoid is energized and the armature attracts. Each of the springs 52 has a contact 56 which engages the contacts 44, forming a circuit is closed or interrupted. The springs 52 are secured within the contact assembly 44, as shown in Fig. 1 of the drawing.

Innerhalb der Kontaktanordnung 44 sind ferner Federn 58 befestigt, die auf die Arme 50 drücken und deren Zweck darin besteht, den Anker 48 in seine Ruhelage zu bringen, wenn die Magnetspule 12 entregt wird.Springs 58, which press on the arms 50, are also fastened within the contact arrangement 44 and its purpose is to bring the armature 48 into its rest position when the solenoid 12 is de-excited.

An dem Anker 48 ist durch Schrauben 60 eine Schaltklaue 62 abnehmbar befestigt, deren kurzer Arm an dem Anker 48 angebracht ist und deren langer federnder Arm 66 durch den Anker 48 über eine hin- und hergehende Bewegungsstrecke betätigt wird.A shifting claw 62 is detachably attached to the armature 48 by screws 60, the shorter of which Arm is attached to the armature 48 and the long resilient arm 66 through the armature 48 via a reciprocating movement is operated.

Jeder Schenkel 66 wird in seiner Bewegung durch die L-förmigen Führungen 68 und 70 geführt. Die Führung 68 ist an der Platte 20 und die Führung 70 an der Platte 18 befestigt.Each leg 66 is guided in its movement by the L-shaped guides 68 and 70. the Guide 68 is attached to plate 20 and guide 70 is attached to plate 18.

Zwischen den beiden Betätigungsanordnungen 10 ist eine Welle 74 gelagert, an der ein Sperrzahnrad 76 befestigt ist.A shaft 74 is mounted between the two actuation arrangements 10, on which a ratchet wheel 76 is attached.

An den Platten 18 und 20 ist ein länglicher Arretierungshalter 78 angebracht, an dessen beiden Seiten durch Schrauben 80 eine langgestreckte Feder 82 befestigt ist, deren freie Enden sich gabeln und eine Rolle 84 aufnehmen, die als Raste in das Sperrzahnrad 76 eingreift. Das Sperrzahnrad 76 kann durch die eine Klaue 62 betätigt werden, ohne daß die andere eine derartige Bewegung stört. Auf der vom Sperrzahnrad getriebenen Welle 74 sitzen die beweglichen Schleifkontaktstücke 96. An elongated locking holder 78 is attached to the plates 18 and 20, on both sides of which an elongated spring 82 is fastened by screws 80, the free ends of which fork and receive a roller 84 which engages the ratchet wheel 76 as a detent. The ratchet wheel 76 can be operated by the one pawl 62 without the other interfering with such a movement. The movable sliding contact pieces 96 are seated on the shaft 74 driven by the ratchet wheel.

Die Arbeitsweise der Vorrichtung ist folgende: Dem Elektromagneten 12 wird ein elektrischer Impuls zugeführt, wodurch ein magnetisches Feld erzeugt wird, das den Anker gegen die Spule zieht. Gleichzeitig wird die Schaltklaue 62, die unter Verwendung der langgestreckten Schlitze 23 und 28 in die geeignete Einstellung gebracht wurde, nach unten gezogen, wie es in der Zeichnung dargestellt ist, und berührt einen Zahn des Sperrzahnrades 76, wobei dieses gedreht wird. Bei der Drehung des Sperrzahnrades 76 drückt der nächstfolgende Zahn den Arm 66 gegen den Bügel 14 und sperrt so das Sperrzahnrad 76 für die weitere Bewegung. Zum Verrasten der Drehung greifen die Rollen oder Schaltrasten 84 in die Lücken zwischen den Zähnen des Sperrzahnrades ein.The operation of the device is as follows: The electromagnet 12 is given an electrical impulse supplied, creating a magnetic field that pulls the armature against the coil. At the same time, the shift pawl 62, which is made using the elongated slots 23 and 28 in the appropriate setting has been made, pulled down as shown in the drawing, and contacts a tooth of the ratchet gear 76, rotating it. When the ratchet wheel rotates 76 the next tooth presses the arm 66 against the bracket 14 and thus locks the ratchet wheel 76 for further movement. To lock the rotation, the rollers or switch latches 84 engage the gaps between the teeth of the ratchet wheel.

Unmittelbar nach Beendigung des Impulses und nach Rückführung der Schaltklaue 66 unter dem Einfluß einer Feder in die obere Stellung ist der Schalter wieder für eine nachfolgende Weiterschaltung bereit. Das Sperrzahnrad 76 hat sich nun um eine Zahnteilung weitergedreht, und der Zyklus von Ein- und Ausschaltung ist vollendet.Immediately after termination of the pulse and after the return of the switching claw 66 under the influence With a spring in the upper position, the switch is again ready for subsequent switching. The ratchet wheel 76 has now rotated by one tooth pitch, and the cycle of one and Deactivation is complete.

Der Schlag der Schaltklaue 66 nach unten erfolgt bei einem Schalter für höchste Schaltgeschwindigkeiten in außerordentlich kurzer Zeit und wird so plötz-' lieh auf das Sperrzahnrad ausgeübt, daß er sich auch auf die Antriebsteile des Sperrzahnrades überträgt und in diesen eine gewisse potentielle Energie aufspeichert. Wird nun die Antriebskraft für die Schaltklaue 66 lediglich durch die Rasten 84 angehalten, ohne daß gleichzeitig das Sperrzahnrad durch die Schaltklaue 66 und den nachfolgenden Zahn des Sperrades 76 blockiert wird, kann natürlich das Trägheitsvermögen des Sperrzahnrades eine Weiterdrehung über die gewünschte einzige Zahnteilung hinaus bewirken.The downward impact of the switching claw 66 occurs with a switch for the highest switching speeds in an extraordinarily short time and is so suddenly carried out on the ratchet wheel that it also turns transmits to the drive parts of the ratchet wheel and stores a certain potential energy in them. If the driving force for the switching claw 66 is now only stopped by the notches 84, without the ratchet wheel by the switching pawl 66 and the subsequent tooth of the Ratchet 76 is blocked, of course, the inertia of the ratchet wheel can continue to rotate effect beyond the desired single tooth pitch.

Wird der Anker 48 angezogen, dann berühren dessen Arme 50 die Nasen auf den Federn 62, um zu bewirken, daß die Kontakte 56 auf den letztgenannten in die Kontakte 44 eingreifen, wobei ein Stromkreis geschlossen oder geöffnet wird.When the armature 48 is tightened, its arms 50 contact the lugs on the springs 62 to to cause the contacts 56 on the latter to engage the contacts 44, a Circuit is closed or opened.

Wird der Elektromagnet 12 entregt, dann drückt die auf den Arm 50 einwirkende Feder 58 den Anker von der Magnetspule 12 weg.If the electromagnet 12 is de-energized, the spring 58 acting on the arm 50 presses the armature away from the solenoid coil 12.

Claims

PATENT CLAIMS:

1. Electrically controllable step switch for controlling electrical contacts by means of a ratchet wheel, in the teeth of which electromagnetically controllable switching claws engage, characterized in that each tooth of the ratchet wheel (76) which follows the tooth detected by the switching claw, the switching claw against the frame ( 14) presses.

2. Step switch according to claim 1, characterized by a pair of switching claws (66), the the ratchet wheel (76) can rotate in different directions.

3. Step switch according to claim 1 or 2, characterized by at least one guide (68 or 70) on the frame (14), which determines the back and forth travel of the shift dog (66).

4. Step switch according to claim 1, 2 or 3, characterized by at least one component (82) under the action of a spring, which cooperates with the ratchet wheel (76) as a detent.

Documents considered: German Patent No. 318 667; British Patent Nos. 649143, 606156; U.S. Patent No. 2,359,494.

1 sheet of drawings