DE1300406B - Schrittschaltwerk mit einem Klinkenrad und mindestens einem zu seinem Antrieb dienenden Schwenkorgan - Google Patents

Description

• Die Erfindung bezieht sich auf ein Schrittschaltwerk mit einem Klinkenrad und mindestens einem zu seinem Antrieb dienenden Schwenkorgan, an welchem mindestens eine als Schaltklinke dienende rechteckige Lamelle starr befestigt ist, deren Schmalseite in ihrer Verschieberichtung wirkt und die senkrecht zur Verschieberichtung elastisch ausgebildet ist. Solche Schrittschaltwerke sind in der Feinwerktechnik bekannt. Es gibt solche, die eine Antriebsklinke und eine Sperrklinke aufweisen und solche, die zwei im Gegentakt arbeitende Antriebsklinken enthalten. Gemeinsam ist all diesen bekannten Schrittschaltwerken, bei denen das Klinkenrad ein Rad mit einer sägezahnartigen Verzahnung ist, daß die als Lamelle ausgebildete Klinke, die bei ihrer Hin- und Herbewegung dem Rad eine Drehbewegung erteilt, und allenfalls auch eine ruhende Sperrklinke, mit ihrer flachen Seite derart auf dem Klinkenrad aufliegt, daß ihre Längsrichtung in der Radebene liegt. Auch für tonfrequente Schrittschaltwerke sind solche Anordnungen bekannt. In solchen sind jedoch die Massenkräfte, die Eigenschwingungen sowie die bei Schlägen und Erschütterungen auftretenden Störungen zu berücksichtigen. Es können nämlich Störungen auftreten, wenn die Klinke seitlich neben den Zahnkranz abgleitet sowie Störungen infolge einer Knickung in der Stoßrichtung und eine Schwingung in dieser Knickebene, und zwar unabhängig davon, ob die Klinke als einseitig eingespannte Lamelle oder anderswie ausgebildet ist.
• Die Erfindung bezweckt nun die Behebung dieser Nachteile, was dadurch erreicht wird, daß als Schwenkorgan in an sich bekannter Weise ein Schwingorgan vorgesehen ist, daß die Eigenfrequenz der Schaltklinke mindestens gleich groß ist wie die Eigenfrequenz des Schwingorgans und daß die Schaltklinke in der Schwenkebene wirkt. Ein in dieser Weise ausgebildetes Schrittschaltwerk arbeitet auch bei hohen Frequenzen einwandfrei.
• Zweckmäßig ist es, die Schaltklinke senkrecht zur Schwenkebene anzuordnen. Die Eingriffszeit der Schaltklinke sollte nicht größer sein als die Dauer einer Viertelsperiode des Schwingorgans. Das Schrittschaltwerk kann auch zwei Schwingorgane aufweisen, die zur Ebene des Klinkenrades symmetrisch angeordnet und an den Enden eines in der Mitte eingespannten Torsionsstabes befestigt sind.
• Die erfindungsgemäße Anordnung hat gegenüber den bekannten Schrittschaltwerken, die eine Lamellenklinke enthalten, deren Längsrichtung in der Verschieberichtung der Lamelle liegt, den wesentlichen Vorteil, daß jede Längsbeanspruchung der Klinke entfällt, also insbesondere keine Knickschwingungen auftreten können, daß die Festigkeit in der zum Klinkenrad angenähert tangentialen Richtung unabhängig von der Leistungsübertragung und einer verlangten dynamischen Stabilität anpaßbar ist und daß die Nachgiebigkeit wesentlich in der Richtung angenähert radial zum Klinkenrad liegt, was einen sicheren Eingriff bei Tonfrequenzen ermöglicht, da ja in dieser Anordnung die Elastizität unabhängig von der Steifigkeit in der Antriebsrichtung wählbar ist. Die Nachgiebigkeit in dieser Richtung ist auch jene, welche das Verhalten bei Schlägen bestimmt; solche äußeren Störbewegungen können also den Antrieb nicht dadurch unterbrechen, daß die Klinke vom Zahnkranz abgleitet und Auslenkungen bei Schlägen keinen störenden Einfluß haben. An Hand der Zeichnung werden Ausführungsbeispiele der Erfindung beschrieben. Es zeigt F i g. 1 eine Anordnung mit einem Klinkenrad mit einer feststehenden und einer an einer Schwingzunge angeordneten Klinke in perspektivischer Darstellung, F i g. 2 eine Draufsicht auf das Klinkenrad und die beiden Klinken, F i g. 3 eine der F i g. 1 entsprechende Darstellung einer erfindungsgemäßen Anordnung mit zwei Schwingzungen, F i g. 4 eine der F i g. 1 entsprechende Darstellung einer erfindungsgemäßen Anordnung mit einem einzigen Schwingorgan, an welchem zwei Schaltklinken befestigt sind, und F i g. 5 eine der F i g. 1 entsprechende Darstellung eines weiteren Ausführungsbeispieles.
• In F i g. 1 ist mit 1 ein Klinkenrad bezeichnet, dessen Zahnform aus der F i g. 2 ersichtlich ist. Bei dieser rechteckigen Sägeverzahnung weist der Tangentenkreis 2 der Stoßflanken 3 a der einzelnen Zähne 3 einen Durchmesser auf, der etwa ein Fünftel des Raddurchmessers 2R beträgt. Der Radius `r des Tangentenkreises kann auch etwas größer oder kleiner sein, jedoch sollte er zwischen 0,1R und 0,6R liegen. Die hin- und hergehende Schaltklinke 4 ist am freien Ende eines Schwingorgans 5 starr befestigt, dessen Schwingungsebene nicht mit der Radebene zusammenfällt, sondern von ihr einen gewissen Abstand aufweist und zu ihr parallel liegt. Das Schwingorgan 5 ist an einem Träger 7 befestigt und läßt sich hier durch einen elektromechanischen Wandler 8 zu Schwingungen anregen. Die als Klinke dienende Lamelle 4 ist einerseits so angeordnet, daß ihre Schmalseite 4 b in ihrer Verschieberichtung 6 wirkt, und sie ist andererseits so ausgebildet, daß sie in dieser Verschieberichtung steif, in der Richtung senkrecht zur Verschiebeebene aber elastisch ist, so daß ihr freies Ende 4 a, das mit dem Klinkenrad 1 zusammenarbeitet, Eigenschwingungen nur senkrecht zur Lamellenebene aber nicht in der Lamellenebene ausführen kann. Die Lamellenebene bildet mit der Tangentialebene 11 am Eingriffspunkt des Klinkenrades 1 einen Winkel a von 6° bis 40°. Die Lamelle 4 selbst hat eine Eigenfrequenz, die mindestens gleich groß ist wie die Eigenfrequenz des Schwingorgans 5, an dem sie starr befestigt ist. Die Eigenfrequenz läßt sich durch passende Wahl der Länge und der Dicke der Lamelle ohne weiteres erreichen. Die Eingriffszeit an der Verzahnung des Klinkenrades soll nicht größer als die Dauer einer Viertelsperiode des Schwingorgans sein. Am Träger 7 ist eine der Klinke 4 entsprechende Sperrklinke 9 starr befestigt, die in bezug auf die Anordnung und die elastische Ausgestaltung der Klinke 4 genau gleicht.
• Wenn das Schwingorgan 5 schwingt, dreht die an ihm starr befestigte Klinke 4 das an der Welle 10 befestigte Klinkenrad 1 in der Richtung des Pfeiles 12, während die Sperrklinke 9 ein Zurückdrehen des Rades 1 verhindert.
• Das in der F i g. 3 dargestellte Ausführungsbeispiel weist zwei Schwingorgane 13 a und 13 b auf, die Zinken einer Stimmgabel 13 sind, deren Befestigungsorgan mit 13 c bezeichnet ist. Ein elektromechanischer Wandler 15 dient dazu, die Schwingungen der Stimmgabel zu unterhalten. Senkrecht zur Ebene der Stimmgabel, deren Zinken in der Gabelebene schwingen, ist eine Welle 17 in zwei Lagern 18 gelagert. Auf dieser Welle 17 sitzt ein Klinkenrad 14, das dem Klinkenrad 1 genau entsprechen kann. Am freien Ende jeder der beiden Gabelzinken 13 a und 13 b ist eine Schaltklinke 21 bzw. 22 starr befestigt, die beide genau gleich ausgebildet sind wie die Schaltklinke 4. Der Abstand der beiden Stoßkanten bei ruhenden Stimmgabelzinken beträgt das (n +'/2)-fache der Zahnteilung. Da bei schwingender Stimmgabel die beiden Gabelzinken 13 a und 13 b aufeinander zu und voneinander weg schwingen, arbeitet abwechslungsweise je eine der beiden Klinken 21 und 22 als Stoßklinke, während sich die andere in bezug auf die Drehrichtung des Rades zurückbewegt.
• F i g. 4 zeigt als drittes Ausführungsbeispiel eine Anordnung mit einem einzigen Schwingorgan 23, bei dem es sich um eine elastische Schwingzunge handeln kann. Dieses Schwingorgan, das sich durch nicht dargestellte Mittel in Schwingungen versetzen läßt, trägt an seinem freien Ende zwei als Schaltklinken ausgebildete Lamellen 24 und 25, deren Schmalseiten 24a bzw. 25a in ihrer Verschieberichtung 26 wirken. Parallel zu den Lamellenebenen ist in Lagern 27 eine Welle 28 gelagert, auf welcher das Klinkenrad 29 befestigt ist. Bei dieser Anordnung greifen die Schaltklinken an einander diametral gegenüberliegenden Stellen des Klinkenrades an. Gemäß F i g. 5 sind die beiden Schwingorgane 31 und 32 an den Enden eines Torsionsstabes 30 angeordnet, so daß sie zusammen mit ihm ein H-förmiges Gebilde bilden, das sich mittels einer Halteöse 34 auf einer Unterlage befestigen läßt. Zwischen den beiden Schwingorganen 31 und 32 befindet sich ein Klinkenrad 35, das an einer Welle 36 befestigt ist, die durch Lager 37 parallel zum Torsionsschwinger 30 gehalten wird. Am einen Ende des Schwingorgans 31 und am einen Ende des Schwingorgans 32 ist je eine als Klinke ausgebildete, im wesentlichen rechteckige Lamelle 38 bzw. 39 befestigt, die beide in gleicher Weise mit dem Klinkenrad 35 kämmen wie die Klinken 21 und 22 des in F i g. 3 dargestellten Ausführungsbeispieles. Auch hier wirken die Schmalseiten 38 b und 39 b der Klinken in der Verschieberichtung, und die Klinken sind so ausgebildet, daß sie in der Verschieberichtung steif, in der Richtung senkrecht zur Verschiebeebene aber elastisch sind, und auch hier gelten die vorstehend über die Eigenfrequenz der Klinken und den gegenseitigen Abstand der Stoßkanten angegebenen Bedingungen.

Claims (4)

1. Patentansprüche: 1. Schrittschaltwerk mit einem Klinkenrad und mindestens einem zu seinem Antrieb dienenden Schwenkorgan, an welchem mindestens eine als Schaltklinke dienende rechteckige Lamelle starr befestigt ist, deren Schmalseite in ihrer Verschieberichtung wirkt und die senkrecht zur Verschieberichtung elastisch ausgebildet ist, d a -durch gekennzeichnet, daß als Schwenkorgan in an sich bekannter Weise ein Schwingorgan (5) vorgesehen ist, daß die Eigenfrequenz der Schaltklinke (4) mindestens gleich groß ist wie die Eigenfrequenz des Schwingorgans und daß die Schaltklinke in der Schwenkebene (6) wirkt.
2. 2. Schrittschaltwerk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltklinke (4) senkrecht zur Schwenkebene (6) angeordnet ist.
3. 3. Schrittschaltwerk nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Eingriffszeit der Schaltklinke nicht größer ist als die Dauer einer Viertelsperiode des Schwingorgans.
4. 4. Schrittschaltwerk nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß es zwei Schwingorgane (31, 32) aufweist, die zur Ebene des Klinkenrades (35) symmetrisch angeordnet und an den Enden eines in der Mitte eingespannten Torsionsstabes (30) befestigt sind.