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Mechanischer Impulsschalter zur einmaligen Impulsgabe Die Erfindung
betrifft einen mechanischen Impulsschalter, der beispielsweise durch Druckknopfbetätigung
in Funktion gesetzt werden kann und der unabhängig von der Zeitdauer des Druckes
auf das beispielsweise als Druckknopf ausgebildete Betätigungsorgan immer die gleiche
Kontaktschaltzeit gewährleistet, wobei diese Kontaktschaltzeit in gewissen Grenzen
beliebig wählbar ist. Der Schalter liefert elektrische Impulse von genau definierter
Länge.
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Die bisher bekannten Mittel zur Erzeugung eines in seiner Länge genau
definierten Impulses bestanden aus elektrischen Schaltmitteln, von denen die einfachsten
RC-Glieder in Verbindung mit Relais oder sogenannten Trigger-Schaltungen darstellten.
Dabei war es aber immer mit erheblichem Aufwand verbunden, einen einmaligen Impuls
von bestimmter Länge zu erzeugen.
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Mit der vorliegenden Erfindung ist nun ein Mittel geschaffen, das
diese Aufgabe auf einfache Weise rein mechanisch löst. Es kann damit zu jeder beliebigen
Zeit durch einfache Druckknopf- oder Hebelbetätigung ein Impuls von genau definierter
Länge erzeugt werden. Die Erfindung besteht darin, daß ein mit einem Schaltnocken
versehenes, frei und synchron schwingungsfähiges System elektrische Kontakte betätigt.
Durch Regulieren der Schwingungsamplitude kann die Schwingungsdauer verändert werden
und damit auch die Kontaktdauer. In den Zeichnungen stellen F i g. 1 und 2 einen
Kontaktschalter dar, der auf dem Prinzip eines Federpendels beruht, während F i
g. 3 eine andere Ausführungsform darstellt.
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In einem Gehäuse 1, das die Form eines einseitig geschlossenen Rohres
hat und an seinem geschlossenen Ende eine Führungsbohrung 2 mit zwei Nuten 3 und
4 besitzt, ist eine Pendelmasse 5 durch Kegeln 6 an der Gehäusewandung 7 geführt.
Ein Druckknopf 8 ist auf einer Welle 9 befestigt. Die Welle ist axial verschiebbar
in der Bohrung 2 gelagert und trägt in einem Schlitz eine durch einen Bolzen
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drehbar befestigte Klinke 11, die durch eine Verdrehfeder 12 in Uhrzeigerrichtung
gedrückt wird. Eine Druckfeder 33, die lose auf der Welle 9 zwischen Gehäuse 1 und
Druckknopf 8 gespannt ist, dient zur Rückstellung des Druckknopfes 8, während ein
Sprengring 9" auf der Welle 9 als axialer Anschlag dient. Die Pendelmasse 5 besteht
aus einem runden Körper und besitzt an ihrer Stirnfläche 5' mehrere auf dem Umfang
gleichmäßig verteilte Führungsbohrungen 13 (nur eine sichtbar), in die Führungsstifte
14, die in dem Gehäuse 1 befestigt sind, hineinragen. Die Bohrungen 13 haben an
ihrem äußeren Ende einen erweiterten Teil 15, der zur Aufnahme der Rückstellfedern
16 dient. Am anderen Ende besitzt die Pendelmasse einen wellenförmigen Teil 17,
der zwei verschiedene Durchmesser 18 und 19 hat. Etwa von der Mitte gegen das offene
Ende zu besitzt das Gehäuse einen größeren Innendurchmesser 20. Der Übergang vom
kleineren Innendurchmesser 7 zum größeren Innendurchmesser 20 bildet einen Anschlag
21, an dem eine mit einem Bund 22 versehe Scheibe 23 anliegt. Die Scheibe 23 steht
unter der Wirkung einer verhältnismäßig starken Schraubenfeder 24, deren Gegenlagere
eine Scheibe 25 bildet. Die Scheibe 25 wird durch eine Distanzhülse 26, die am Verschlußdeckel
27 des Gehäuses 1 anliegt, in ihrer Lage gehaltem. Der Verschlußdecke127 ist aus
elektrischem Isoliermaterial hergestellt und trägt die beiden Arbeitskontaktfedern
28, 29 mit den Kontakten 28' und 29'. Die Kontaktfeder 29 besitzt eine hakenförmige
Nase 30, die mit der Welle 17 bzw. mit den unterschiedlichen Durchmessern
18 und 19 zusammenwirkt. Der Pendelkörper 5 besitzt eine Innenbohrung 5", in die
die Druckknopfwelle 9 hineinragt. Die Bohrung 5" ist in ihrer Länge so bemessen,
daß bei gedrücktem Druckknopf 8 das Wellenende 9' vom Boden der Bohrung noch so
viel Abstand hat wie die Stirnfläche 5' des Pendelkörpers 5 von der Stirnseite 1'
des Gehäuses 1. In dem Gehäusekopf 1" ist eine Stellschraube 31 vorgesehen, mit
Hilfe derer die Bewegungslänge des Pendelkörpers 5 reguliert werden kann. Während
die Nut 4 in der Bohrung 2 des Gehäusekopfes 1" so lang ist wie die Bohrung selbst,
erstreckt sich die Nut 3 nicht bis zum Ende der Bohrung 2, sondern endet in einem
pockenförmigen Teil 32. Die Klinke 11 besitzt eine Nase Il', die in der Nut 3 geführt
ist und mit dem Nocken 32 zusammenwirkt.
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In Ruhelage liegt die HIinke 11 an der Stirnfläche 5' des Pendelkörpers
5 an. Um nun die Kontaktgabe
auszulösen, wird der Druckknopf 8
gedrückt. Auf seinem Weg wird über die Welle 9 und die Klinke 11 der Pendelkörper
5 mit nach rechts verschoben und die Feder 24 durch die Federscheibe 23 gespannt.
Die Nase 30 der Kontaktfeder 29 gleitet dabei auf dem Durchmesser 18. Während die
Nase 11' der Klinke 11 in der Nut 3 ebenfalls nach rechts mitwandert. erreicht diese
nach einer bestimmten Strecke den Nocken 32 und wird dort angehalten. Bei der weiteren
Bewegung des Druckknopfes wird dadurch die Klinke 11 um ihren Lagerpunkt
10 in Uhrzeigerrichtung verschwenkt, bis sie schließlich von der Stirnfläche
5' des Pendelkörpers 5 heruntergleitet und den Pendelkörper 5 selbst freigibt. Dabei
wird der Pendelkörper durch die Feder 24 wieder in entgegengesetzter Richtung beschleunigt,
und zwar so stark, daß die Rückstellfedern 16 zusammengedrückt werden. Das Zusammendrücken
der Federn 16, d. h., die Bewegung des Pendelkörpers 5 erfolgt so weit, bis sich
die kinetische Energie des beschleunigten Pendelkörpers und die potentielle Energie
der Federn 16 gegenseitig aufheben bzw. bis der Pendelkörper 5 an der Stellschraube
31 anschlägt, wie es in F i g. 2 gezeigt ist.
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Während die Federscheibe 23 sich nur bis zu ihren Anschlag 21 zurückbewegt
hat, schwingt also der Pendelkörper 5 infolge seiner kinetischen Energie frei nach
links und bildet im Zusammenwirken mit den Federn 16 ein isochron schwingendes System.
Während der Schwingbewegung nach links gleitet die Nase 30 der Feder 29 auf dem
größeren Durchmesser 19 der Pendelkörperwelle 17 und schließt die beiden Kontakte
28' und 29'. Wenn der Pendelkörper durch die Federn 16 wieder in seine Ausgangsstellung
zurückgekehrt ist und dort verbleibt und der Druckknopf durch die Rückstellfeder
33 ebenfalls in seine Ausgangsposition zurückgekehrt ist, legt sich die Klinke 11
wieder an die Stirnfläche 5' des Pendelkörpers 5, so daß sämtliche Teile wieder
in Bereitschaftsstellung sind. Die Zeit, die der Pendelkörper 5 bei seiner axialen
Schwingungsbewegung nach links und wieder zurück in die Ausgangsposition benötigt,
ist bei gleichbleibender Lage der Stellschraube 31 konstant und somit auch die Kontaktdauer.
Wenn jedoch durch die Stellschraube 31 der Weg verlängert oder verkürzt wird, ändert
sich damit auch die Schwingungszeit, d. h., die Kontaktdauer ist eine andere.
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Ein anderes Ausführungsbeispiel ist in F i g. 3 gezeigt. In einem
Lagerbock 35, der aus einer Seitenwand 36, einer Brücke 37 und einem Lagerwinkel
38
besteht, ist eine Welle 39 drehbar gelagert. Auf der Welle 39 sitzt lose
eine Scheibe 40 mit einem Nocken 41, der mit einer Nase 42 einer Kontaktfeder
43 zusammenwirkt. Die Kontaktfeder 43 besitzt einen Kontakt 44, während eine parallel
angeordnete Kontaktfeder 45 mit einem Kontakt 46 ausgerüstet ist.
In der Scheibe 40 ist ein Pföstchen 47 befestigt, das mit einer Nase
48 einer Schubstange 49 zusammenwirkt. Die Schubstange 49 besitzt
ein Längsloch 50, in dem der Hebel 49 mittels eines in der Seitenwand 36 befestigten
Führungsbolzens 50' geführt ist, ein Pföstchen 51 und hinter der Nase
48 eine Anschlagfläche 52, eine Führungsfläche 53 und einen fingerförmigen
Teil 54. Der fingerförmige Teil 54 liegt an einem Pföstchen 55 an, das in der Seitenwand
36 sitzt. In der Seitenwand 36 sitzt noch ein Pföstchen 56. Zwischen dem Pföstchen
56 und dem Pföstchen 51 der Schubstange 49 ist eine Zugfeder 57 gespannt.
In der Welle 39 sitzt ein Bolzen 58, an dem eine Zugfeder 59 befestigt ist, deren
anderes Ende an einem in der Seitenwand 36 sitzenden Pföstchen 60 aufgehängt ist.
Ein Anschlagbolzen 61, gegen den der Bolzen 58 der Welle 39 gezogen wird, sitzt
ebenfalls in der Seitenwand 36. Ein in einem Schlitz 62 der Seitenwand 36 verstellbarer
Anschlag 63 dient zur Begrenzung der Schwingung der Scheibe 40 und wirkt
mit dem Pföstchen 47 zusammen. In der Scheibe 40 sitzt ein Stift 64, an dem eine
Verdrehfeder 65 aufgehängt ist, die den Stift 64 gegen einen in der Welle 39 sitzenden
Stift 66 zieht, an dem das andere Ende der Verdrehfeder 65 hängt.
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In der Ruhe- und Ausgangslage befinden sich die beweglichen Teile
in der in F i g. 3 dargestellten Lage. Soll nun ein Impuls ausgelöst werden, so
wird die Schubstange 49 in Richtung des Pfeiles A gedrückt. Dabei wird durch die
Nase 48 über das Pföstchen 47 die Scheibe 40 in Gegenuhrzeigerrichtung
verdreht und mit ihr über die Stifte 64 und 66
auch die Welle 39, so
daß durch den Federbolzen 58 die Feder 59 gespannt wird. Während der Bewegung des
Hebels 49 in Pfeilrichtung A gleitet die schräge Fläche 53 entlang dem Pföstchen
55, wodurch der Hebel eine Schwenkbewegung um den Führungsbolzen 50' ausführt, derart,
daß die Nase 48 die Bewegungsbahn des Pföstchens 47 verläßt. Sobald das Pföstchen
47 frei wird, zieht die gespannte Zugfeder 59 die Welle 39 wieder in ihre Ausgangslage,
d. h. bis zum Anschlag des Bolzens 58 an dem Pföstchen 61. Dabei wird der
Scheibe 40 eine Beschleunigung erteilt, so daß sie unter überwindung der
Verdrehfeder 65 auf der Welle 39 weiterdreht, bis ihre kinetische Energie von der
potentiellen Energie der Verdrehfeder 65 aufgehoben wird bzw. bis das Pföstchen
47 an dem Anschlag 63 anschlägt und die Scheibe dann wieder in ihre Ausgangslage
zurückkehrt. Der Nocken 41 der Scheibe 40 ist so breit, daß beim Spannen
der Feder 59 die Nase 42 der Kontaktfeder 43 noch nicht auf den kleineren
Scheibendurchmesser abgleitet. Erst bei der Drehbewegung, die der Scheibe 40 von
der Feder 59 in Uhrzeigerrichtung erteilt wird, gleitet die Nase 42 der Kontaktfeder
43 vom Nocken 41 auf den kleineren Durchmesser der Scheibe 40 und bewirkt
so die Schließung des Kontaktpaares 44, 46. Wenn die Scheibe 40 von
ihrer Schwingbewegung wieder in die Ruhelage zurückkehrt, wird das Kontaktpaar
44, 46 durch die Nase 42 und den Nocken 41 wieder getrennt.
Es dürfte wohl außer Frage stehen, daß die Bewegungszeit der Scheibe 40 bei
gleichbleibendem Anschlag 63 und damit auch die Kontaktdauer bzw. Impulsdauer konstant
ist.