DE1465664B1

DE1465664B1 - Stepper drive for electrical switching devices

Info

Publication number: DE1465664B1
Application number: DE19641465664D
Authority: DE
Inventors: Walter Holzer
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1964-04-24
Filing date: 1964-04-24
Publication date: 1970-02-12
Also published as: US3326052A; GB1106521A

Description

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Die Erfindung betrifft einen Schrittantrieb für elek- der der Erfindung zugrunde liegenden Aufgabe nicht trische Schaltvorrichtungen mit einem kontinuierlich eignet.The invention does not relate to a stepper drive for the task on which the invention is based tric switching devices with a continuously suitable.

drehbaren Antriebsteil, einem konzentrisch zu diesem In weiterer Ausbildung der Erfindung ist vorge-Antriebsteil angeordneten, schrittweise drehbaren sehen, daß in der Aussparung symmetrisch zur Abtriebsteil, einer konzentrisch zu diesen angeordne- 5 Nockenachse derart Nasen angeordnet sind, daß ten Drehfeder, deren eines Ende mit dem Antriebsteil deren Berührung mit dem Nocken an einer Stelle er- und deren anderes Ende mit dem Abtriebsteil gekop- folgt, deren Verbindungslinie mit dem Mittelpunkt pelt ist, und zwei auf gegenüberliegenden Seiten der der Achse einen Winkel, vorzugsweise von 90°, mit Achse des Schrittantriebes angeordneten verschieb- der Bewegungsrichtung des Schlittens bildet,
baren Sperrorganen, die in das Abtriebsteil und in io Durch diese Maßnahme kann die geradlinige Beeine kreisförmige Steuerkulisse eingreifen, welche aus wegung des Schlittens, die von der kreisförmigen Beeiner geraden Zahl von Führungsbahnen zusammen- wegung des Nockens erzeugt wird, präziser gesteuert gesetzt ist, die aus Kreisbögen von gleichem Winkel werden, so daß auch dadurch eine weitere Erhöhung bestehen und an ihren Stoßstellen um die Abmessun- der Schaltgenauigkeit erzielt wird. Man erreicht nämgen der Sperrorgane radial versetzt und in Drehrich- 15 lieh, daß die Auslösung bzw. Freigabe des Antriebstung überlappend so angeordnet sind, daß die unter teils zeitig sehr exakt erfolgt.rotatable drive part, a concentric to this In a further embodiment of the invention is pre-drive part arranged, stepwise rotatable see that in the recess symmetrically to the driven part, a concentric to this arranged 5 cam axis are arranged such lugs that th torsion spring, one end with the drive part whose contact with the cam at one point and whose other end is coupled to the driven part, whose connecting line is pelt with the center point, and two on opposite sides of the axis at an angle, preferably 90 °, with the axis of the stepper drive forms the sliding direction of movement of the slide,
Through this measure, the linear control link can intervene, which is set more precisely controlled from the movement of the slide that is generated by the circular impeller even number of guideways are made of arcs of the same angle, so that this also results in a further increase and at their joints around the dimensional and switching accuracy is achieved. Namely, the locking elements are radially offset and rotated in such a way that the triggering or releasing of the drive mechanism is arranged so that it overlaps so that it takes place very precisely at times.

der Wirkung der Drehfeder an den Enden zweier Vorteilhaft ist es auch, daß die Sperrorgane als Führungsbahnen anliegenden Sperrorgane in Abhän- kreisbogenförmige Vorsprünge an dem Schlitten angigkeit von der Drehung des Antriebsteiles jeweils geformt sind. Auf diese Weise lassen sich die Sperrradial in die anschließenden Führungsbahnen ver- ao organe und der Schlitten aus einem einzigen Teil herschiebbar sind und dabei das Abtriebsteil für eine stellen, und es bedarf keiner besonderen Justierdurch die bei dieser Drehung des Antriebsteiles ge- arbeiten, um die Sperrorgane in bezug auf die Steuerspannte Drehfeder bewirkte schlagartige Verdrehung kulissen in die richtige Lage zueinander zu bringen,
bis zur Anlage der Sperrorgane an den Enden dieser In weiterer Ausbildung der Erfindung ist vorge-Führungsbahnen freigeben. »5 sehen, daß das Abtriebsteil eine Scheibe ist und Stiftethe action of the torsion spring at the ends of two, it is also advantageous that the locking elements as locking elements resting on guideways are each shaped in dependent circular arc-shaped projections on the slide depending on the rotation of the drive part. In this way, the ratchet radially in the adjoining guideways verao organs and the slide can be pushed out of a single part and thereby set the output part for one, and no special adjustment is required to work around the during this rotation of the drive part To bring locking elements into the correct position to each other in relation to the control tensioned torsion spring caused abrupt twisting
up to the plant of the locking organs at the ends of this In a further embodiment of the invention is pre-release guideways. “5 see that the output part is a disk and pins

Bei einer bekannten Einrichtung dieser Art trägt, welche ein Antriebsritzel bilden,
(deutsche Patentschrift 197 224) sind die Sperrorgane Auf diese Weise läßt sich der erfindungsgemäße als Kugeln ausgebildet und in der Steuerkulisse einer Schrittantrieb und Antreiben eines Schaltwerkes oder mit dem Antriebsteil starr verbundenen Steuer- Programmwerkes verwenden,
scheibe sowie zwischen zwei feststehenden Führungs- 30 Ein besonders raumsparender und konstruktiv einplatten radial beweglich geführt. Die als Kugeln aus- fächer Aufbau läßt sich damit erzielen, daß das Abgebildeten Sperrorgane liegen nicht mit dem vollen triebsteil eine Welle besitzt, die gleichzeitig das Lager Querschnitt an den Enden der Führungsbahnen an für das Antriebsteil ist und eine Hinterschneidung für und ermöglichen deshalb keine ausreichende Schalt- das eine Ende der als Spiralfeder ausgebildeten Drehgenauigkeit. Außerdem kann dort schon nach weni- 35 feder besitzt, deren anderes Ende mit dem innen diese gen Schaltvorgängen eine die Betriebssicherheit und Feder aufnehmenden, als Antriebszahnrad ausgebil-Lebensdauer beeinträchtigende Verformung der An- deten Antriebsteil verbunden ist.
schlage der Führungsbahnen auftreten. Außerdem In den Zeichnungen sind Ausführungsbeispiele der muß dort das Abtriebsteil die am Ende jedes Schalt- Erfindung dargestellt, die nun im folgenden näher ersprunges auftretenden Schläge aufnehmen, d. h., daß 40 läutert werden.In a known device of this type, which form a drive pinion,
(German Patent 197 224) are the locking elements. In this way, the invention can be designed as balls and used in the control link of a step drive and driving a switching mechanism or control program unit rigidly connected to the drive part.
disk as well as between two fixed guide 30 A particularly space-saving and constructively single-plate guided radially movable. The structure, fanned out as balls, can be achieved by the fact that the depicted locking elements do not lie with the full drive part Switching - one end of the rotational accuracy, which is designed as a spiral spring. In addition, there can already be a spring, the other end of which is connected to the inside of these switching operations, a deformation of the drive part which adversely affects the operational safety and spring and which is designed as a drive gear and has a detrimental service life.
the guideways occur. In addition, in the drawings there are exemplary embodiments of the output part that must be shown at the end of each switching invention, which will now absorb the blows occurring in the following in greater detail, ie that 40 will be purged.

die entsprechenden Lager auch einer entsprechend F i g. 1 zeigt schematisch im Schnitt einen Angroßen, Betriebsstörungen verursachenden Belastung triebsmotor mit Getriebe, Energiespeicher, Hemmausgesetzt sind. werk und Antriebsritzel;the corresponding bearings also a corresponding to FIG. 1 shows schematically in section a cast-on, Operational disturbance causing load drive motor with gear, energy storage, inhibition exposed are. mechanism and drive pinion;

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, bei F i g. 2 zeigt schematisch das Hemmwerk mit einemThe object of the present invention is to provide in FIG. 2 shows schematically the escapement with one

einem solchen Schrittantrieb die Betriebssicherheit 45 Schlitten mit Vorsprüngen und einem Exzenter-such a stepper drive the operational reliability 45 slides with projections and an eccentric

sowie die Schaltgenauigkeit mit einfachen Mitteln zu nocken, der den Schlitten hin- und herbewegt;and to cam the switching accuracy with simple means, which moves the carriage back and forth;

erhöhen. F i g. 3 entspricht der F i g. 2, nur ist hier die Aus-raise. F i g. 3 corresponds to FIG. 2, only here is the

Die erfindungsgemäße Lösung besteht darin, daß sparung im Schlitten so gewählt, daß zu einem gün-The solution according to the invention is that savings in the carriage are chosen so that a favorable

die Sperrorgane an einem zwischen gehäusefesten stigeren Zeitpunkt die Auslösung erfolgt;the locking devices are triggered at a point in time that is fixed to the housing;

Führungsstücken angeordneten Schlitten angebracht 50 Fig. 4 zeigt eine andere Ausführungsform desGuide pieces arranged carriage attached 50 Fig. 4 shows another embodiment of the

sind, welcher durch einen am Antriebsteil befestigten, Schlittens.are, which by a attached to the drive part, carriage.

in einer Aussparung Schlitten an diesem angreifenden In der F i g. 1 ist ein Antriebsmotor 1 gezeichnet,in a recess carriage on this attacking In the F i g. 1 a drive motor 1 is drawn,

Nocken verschiebbar ist, und daß die Steuerkulisse in der in einer Platine bzw. einem Gehäuseteil 2 unter-Cam is displaceable, and that the control link in the in a board or a housing part 2 under-

dem Abtriebsteil vorgesehen ist und aus zwei kon- gebracht bzw. angeflanscht ist. Zwischen diesem undthe stripping part is provided and is brought together or flanged from two. Between this and

zentrischen Führungsbahnen besteht. 55 dem anderen Gehäuseteil 3 liegt ein Hemmwerk mitcentric guideways. 55 the other housing part 3 is provided with an escapement

Durch diese Ausbildung ergibt sich die Möglich- Antriebsteil und Antriebsritzel. Das Ritzel 4 des An-This training results in the possible drive part and drive pinion. The pinion 4 of the

keit, die Sperrorgane so auszubilden, daß sie mit triebsmotors 1 greift dabei in das Zahnrad 5, dessenability to train the locking members so that it engages with the drive motor 1 in the gear 5, whose

ihrem vollen Querschnitt wirksam sind, so daß eine Ritzel 6 wiederum in das Zahnrad 7, weiter dessentheir full cross-section are effective, so that a pinion 6 in turn in the gear 7, further its

höhere Schaltgenauigkeit und Betriebssicherheit so- Ritzel 8 in das Zahnrad 9 und letzten Endes dashigher switching accuracy and operational reliability so pinion 8 in gear 9 and ultimately that

wie Lebensdauer erreicht wird. 60 Ritzel 10 dieses Zahnrades in das näher erläutertehow service life is achieved. 60 pinion 10 of this gear explained in more detail

Im Prinzip ist zwar die Verwendung von verschieb- Antriebszahnrad 11. Dieses Antriebszahnrad 11 ist baren Sperrplatten mit stiftförmigen Sperrorganen innen hohl. Dieser Hohlraum dient zur Aufnahme der schrittweise betätigbaren Abtriebsteile im Zusam- einer Flachbandzugfeder 12. Das innere Ende 13 menhang mit einem elektrischen Drehschalter be- dieser Flachbandzugfeder ist mit der Welle 14 verkannt. Bei diesem bekannten Drehschalter wird aber 65 bunden, das äußere Ende 15 mit dem Antriebszahndie Sperrplatte mit den Sperrorganen durch einen rad 11. Mit der Welle 14 fest verbunden ist der ExExzenter kreisend parallel verschoben, so daß sich zenter 16. Der Exzenter 16 dient dazu, den Schlitten diese bekannte Sperrplattenanordnung für die Lösung 17' mit seinen Vorsprüngen 18 wie später beschriebenIn principle, the use of shifting drive gear 11. This drive gear 11 is Baren locking plates with pin-shaped locking members hollow inside. This cavity is used to accommodate of the output parts, which can be actuated step-by-step, together with a flat ribbon tension spring 12. The inner end 13 In connection with an electrical rotary switch, this ribbon tension spring is misunderstood with the shaft 14. In this known rotary switch, however, 65 is bound, the outer end 15 with the drive tooth Locking plate with the locking organs by a wheel 11. Fixed to the shaft 14, the eccentric is shifted in a circling parallel, so that the center 16. The eccentric 16 is used to move the slide this known locking plate arrangement for the solution 17 'with its projections 18 as described later

hin- und herzubewegen. Schließlich endet diese Welle 14 im Ausführungsbeispiel in einem Antriebsteil 19, wobei auf der dem Antriebszahnrad 11 zugewandten Seite des Antriebsteiles 19 Ausnehmungen 20 vorhanden sind, die im folgenden als Führungsbahnen bezeichnet werden. Auf der anderen Seite bildet dieser Antriebsteil das Antriebsritzel 21, wobei beim Ausführungsbeispiel dieses Antriebsritzel von zwei Stiften 22 gebildet wird, die in eine Verzahnung am Umfang einer Steuerscheibe eingreifen, die z, B. an sich bekannte konzentrische Nockenbahnen besitzt, um z. B. in Gruppen angeordnete Kontakt- bzw. Abtasthebel zu schalten bzw. zu bewegen.to move back and forth. Finally, in the exemplary embodiment, this shaft 14 ends in a drive part 19, wherein on the side of the drive part 19 facing the drive gear 11 recesses 20 are present which are referred to below as guideways. On the other hand forms this drive part the drive pinion 21, wherein in the embodiment of this drive pinion of two Pins 22 is formed, which engage in a toothing on the circumference of a control disk, for example on has known concentric cam tracks to z. B. in groups arranged contact resp. To switch or move the scanning lever.

Die Wirkungsweise des Hemmwerks ist aus den F i g. 2 und 3 zu ersehen. Der Schlitten 17' wird zwischen gehäusefesten Anschlägen 25 und 26 in Pfeilrichtung 27 hin- und herbewegt, wenn der dauernd drehende Antriebsmotor 1 die Welle 14 und damit den Exzenternocken 28 in Pfeilrichtung 29 dreht. Die Aussparung 30 im Schlitten 17' bewirkt dabei, ao daß der Schlitten hin- und herbewegt wird. Auf dem Schlitten sind die Vorsprünge 17,18 z. B. als herausgebogene Lappen angebracht.The mode of operation of the inhibitor is shown in FIGS. 2 and 3 can be seen. The carriage 17 'becomes between housing-fixed stops 25 and 26 in the direction of arrow 27 back and forth when the permanent The rotating drive motor 1 rotates the shaft 14 and thus the eccentric cam 28 in the direction of the arrow 29. The recess 30 in the carriage 17 'causes ao that the carriage is moved back and forth. On the Slide are the projections 17,18 z. B. as bent out Flaps attached.

Man erkennt, daß, wenn diese Vorsprünge die Höhe 31 und die Breite 32 besitzen, in der F i g. 2 dargestellten Stellung die sogenannte Sperrstellung vorhanden ist. Der Abstand der Vorsprünge 17,18 sei, wie in der F i g. 2 dargestellt, mit der Bezugszahl 33 angegeben. Werden diese Vorsprünge jetzt gemeinsam in Pfeilrichtung 34 bewegt, dann gelangen sie beide in die Führungsbahnen 35,36. Diese Führungsbahnen sind in der F i g. 1 als Ausnehmungen 20 dargestellt. Sie können aber auch beliebig anders ausgebildet sein, z. B. direkt als Durchbrüche oder nur einseitig begrenzende Flächen oder Kanäle. Bewegt jetzt der Exzenternocken 28 die Vorsprünge 17, 18 so weit, daß sie in den freien Querschnitt der Führungsbahnen 35,36 eintreten, dann bewegt sich das Antriebsteil 19 schlagartig in Pfeilrichtung 37 um 180°. Aus der Fi g. 2 erkennt man, daß die in Pfeilrichtung 34 bewegten Auslösenocken 17,18 jetzt wieder so stehen, daß einmal die Absätze 39,40 am Ende der Führungsbahnen 35,36 auf den Vorsprüngen 17,18 aufliegen und zum anderen die Absätze 41,42 durch Aufprallen auf die Vorsprünge 17,18 die Weiterbewegung des Antriebsteiles 19 sperren, je nachdem, ob die im festen Abstand 33 voneinander auf dem Schlitten 17' fest angebrachten Vorsprünge 17,18 entweder in Pfeilrichtung 34 oder in Pfeilrichtung 38 bewegt werden.It can be seen that when these projections have the height 31 and the width 32, in FIG. 2 The position shown is the so-called locked position. The distance between the projections 17,18 be, as in FIG. 2, indicated by the reference number 33. Now these protrusions become common moved in the direction of arrow 34, then they both get into the guideways 35,36. These guideways are in FIG. 1 shown as recesses 20. But you can also do anything else be designed, e.g. B. directly as breakthroughs or surfaces or channels that limit only one side. Emotional Now the eccentric cam 28 the projections 17, 18 so far that they are in the free cross-section of the Enter guide tracks 35,36, then the drive part 19 moves suddenly in the direction of arrow 37 180 °. From Fi g. 2 you can see that in the direction of the arrow 34 moving release cams 17,18 are now again so that once the paragraphs 39,40 am The end of the guideways 35,36 rest on the projections 17,18 and on the other hand the paragraphs 41, 42 by hitting the projections 17, 18 block the further movement of the drive part 19, each after whether the fixed spacing 33 from one another on the carriage 17 'firmly attached projections 17, 18 are moved either in the direction of arrow 34 or in the direction of arrow 38.

In der F i g. 3 bezeichnen die gleichen Zahlen die gleichen Teile. Man erkennt hierbei wieder, daß die Überlappung der Führungsbahnen 35, 36 mindestens so groß sein muß, wie die Höhe 31 der Vorsprünge ist, und ferner die seitliche Versetzung dieser Führungsbahnen so groß sein muß, wie die Breite 32 der Vorsprünge ist. Bei der Ausführung in der F i g. 3 sind in der Aussparung 30 Nasen 43,44 vorgesehen. Die Welle 14 treibt hier einen anders ausgebildeten Exzenternocken 45. Der Exzenternocken ist so ausgebildet, daß z. B. die Nase 44 schon an der Stelle 46 berührt wird. Die Verbindungslinie 47, welche diese Stelle mit dem Mittelpunkt der Welle 14 verbindet, schließt den Winkel 48 ein mit der in Pfeilrichtung 49 liegenden Bewegungsrichtung des Schiittens 17'. In dieser Stellung wird bei dem gleichen Verstellwinkel des Exzenternockens 45 dem Schlitten 17 ein viel größerer Weg zugeordnet, als wenn der Exzenternocken 45 erst den Schlitten 17' bewegt, wenn er sich annähernd in der Bewegungsrichtung bzw. Pfeilrichtung 49 des Schlittens 17' befindet. Man erreicht hierdurch also ein viel exakteres und genaueres Arbeiten.In FIG. 3, the same numbers denote the same parts. One recognizes here again that the The overlap of the guideways 35, 36 must be at least as large as the height 31 of the projections is, and also the lateral offset of these guideways must be as large as the width 32 of the Is protrusions. In the embodiment in FIG. 3 noses 43, 44 are provided in the recess 30. The shaft 14 here drives a differently designed eccentric cam 45. The eccentric cam is designed so that z. B. the nose 44 is already touched at the point 46. The connecting line 47, which this point connects to the center of the shaft 14, includes the angle 48 with that in the direction of the arrow 49 lying direction of movement of the slide 17 '. In this position, the same Adjustment angle of the eccentric cam 45 assigned to the carriage 17 a much greater distance than when the Eccentric cam 45 only moves carriage 17 'when it is approximately in the direction of movement or arrow direction 49 of the carriage 17 'is located. In this way you can achieve a much more exact and precise one Work.

Eine weitere Verbesserung wird noch durch eine entsprechende Ausbildung des Schuttes 17' erreicht. In der Fig.4 bezeichnen wiederum die gleichen Zahlen die gleichen Teile. In dieser Figur ist noch einmal gezeigt, daß dem gleichen Verstellwinkel 48 einmal im Bereich der Nase 43 bzw. 44 ein Weg 50 des Schlittens entspricht und im Bereich der Bewegungsrichtung des Schlittens ein Weg 51. Die Bewegungsrichtung des Schlittens wird durch die aus der Platine herausgebogenen Führungen 52,53 erzwungen. Der Weg 51 beträgt, wie die maßstäbliche Zeichnung hierin zeigt, nur einen Bruchteil des Weges 50. Die Vorsprünge 17,18 sind kreisbogenförmig ausgebildet.A further improvement is achieved by a corresponding design of the debris 17 '. In Figure 4 again denote the same Pay the same parts. This figure shows once again that the same adjustment angle 48 once in the area of the nose 43 or 44, a path 50 of the slide corresponds to and in the area of the direction of movement of the carriage one way 51. The direction of movement of the carriage is determined by the from the Plate bent out guides 52,53 forced. The way 51 is, like the scale drawing shows here only a fraction of the path 50. The projections 17, 18 are formed in the shape of an arc of a circle.

Als Anwendungsgebiet der Erfindung sind alle Möglichkeiten zu bezeichnen, bei denen ein Hemmwerk zwischen einen Energiespeicher und ein Antriebsglied geschaltet ist und in genau exakten zeitlichen Abständen jetzt ein ständig nachgespannter Energiespeicher vom Hemmwerk freigegeben das Antriebsritzel antreibt, ohne daß die dadurch auftretenden Schläge einen raschen Verschleiß der aufeinanderprallenden Teile verursachen würden.The field of application of the invention includes all possibilities in which an escapement is connected between an energy store and a drive element and at precisely the exact time At intervals, a constantly re-tensioned energy storage device released by the inhibitor Drive pinion drives without the resulting impacts causing rapid wear of the colliding Parts would cause.

Claims

Patent claims:

1. Step drive for electrical switching devices with a continuously rotating drive part, a step-by-step rotatable output part arranged concentrically to this drive part, a torsion spring arranged concentrically to these, one end of which with the drive part and the other end with the Output part is coupled, and two on opposite sides of the axis of the stepper drive arranged displaceable locking elements, which are in the output part and in a circular Intervene control link, which is composed of an even number of guideways is, which consist of arcs of the same angle and at their joints around the Dimensions of the locking elements are radially offset and overlapping in the direction of rotation so that they that the locking members resting under the action of the torsion spring at the ends of two guideways depending on the rotation of the drive part, each radially into the subsequent Guideways are displaceable and thereby the driven part for one through the at this Rotation of the drive part of the tensioned torsion spring caused sudden rotation up to the contact point release the locking devices at the ends of these guideways, characterized in that that the locking members (17, 18) on a guide pieces (25, 26) fixed to the housing arranged carriage (17 ') are attached, which is attached to the drive part (11) by a, slidable in a recess (30) of the slide on this engaging cam (28) is, and that the control link is provided in the driven part (19) and consists of two concentric There are guideways (35, 36).

2. Step drive according to claim 1, characterized in that symmetrically in the recess to the cam axis such lugs (43, 44)

are arranged that their contact with the 'cam takes place at a point whose connecting line with the center of the axis Angle, preferably of 90 °, forms with the direction of movement of the carriage.

3. Step drive according to claim 1 and 2, characterized in that the locking members (17, 18) are formed as circular arc-shaped projections on the carriage (17 ').

4. Step drive according to claim 1 to 3, characterized in that the driven part (19) is a disc and carries pins (22) which form a drive pinion (21).

5. Step drive according to claim 1 to 4, characterized in that the driven part (19) has a shaft that is also the bearing for the drive part (11) and an undercut for one end of the torsion spring (12) designed as a spiral band spring, whose the other end with the inside this spring receiving, designed as a drive gear Drive part (11) is connected.

1 sheet of drawings