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Die
Erfindung betrifft eine drehend antreibbare Programmscheibe für Segmentschaltuhren
mit mehreren in Umfangrichtung nebeneinander angeordneten Schaltelementen,
welche jeweils mit einem radial vorstehenden Schaltnocken versehen
sind, der an einem radial nachgiebigen, federelastischen Tragschenkel
des jeweiligen Schaltelementes angeordnet und durch Verstellen des
jeweiligen Schaltelementes in zwei in Richtung der Drehachse der
Programmscheibe axial hintereinander liegende Schaltpositionen bringbar
ist, wobei der Tragschenkel jedes Schaltelementes in einer Führungsnut
zwischen zwei benachbarten Führungsstegen der Programmscheibe
geführt ist und wobei die jeweilige Schaltposition eines
Schaltelementes durch wechselseitig miteinander rastend in Eingriff
stehende Formschlusselemente des Schaltelementes und der Programmscheibe
fixiert ist.
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All
diesen Programmscheiben ist gemeinsam, dass diese für sog.
Segmentschaltuhren einsetzbar sind. Die Programmscheiben sind dabei
mit Schaltelementen oder auch Programmierelementen bestückt.
Zur Aufnahme der Schaltelemente kann ein einteiliger oder mehrteiliger
Schaltelementeträger vorgesehen sein, an welchem die Schaltelemente zwischen
einer ersten Endstellung und einer zweiten Endstellung bewegbar
sind. Diese Schaltelemente weisen sog. Schaltnocken auf, welche
bei der Verstellung der Schaltelemente in eine von zwei axial hintereinander
liegende Schaltpositionen bewegt werden. Diese Schaltnocken stehen
dabei in radialer Richtung über die eigentliche Programmscheibe
hinaus, so dass durch diese Schaltnocken in Abhängigkeit
von ihrer Schaltposition Schaltfunktionen der Schaltuhr bewirkt
werden können. So können solche Schaltnocken beispielsweise
zum Antrieb eines Schaltsternes einer Segmentschaltuhr dienen.
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Aus
der
DE 88 09 490 U1 ist
beispielsweise eine als Programmträger bezeichnete Programmscheibe
mit u. a. axial verstellbaren Schaltelementen bekannt. Auch erwähnt
sind in dieser Gebrauchsmusterschrift Programmscheiben, bei welchen
die Schaltelemente zur Verstellung in ihre Schaltpositionen kippbar
ausgebildet sind. Als drehender Antrieb für Programmscheiben
sind hier als Motoreinheit bezeichnete Antriebe angeführt,
welche mit mehr oder weniger kompliziertem Getriebe oder elektrisch
umschaltbarer Drehzahl jeweils in Verbindung mit spezifischer Kupplung
ausgestaltet sein können. Beim Gegenstand der
DE 88 09 490 U1 soll bei
möglichst kleiner Bauform eine möglichst hohe
Schaltauflösung erreicht werden. Hierzu werden Schaltelemente
eingesetzt, welche rastend in einer entsprechend umlaufenden Aufnahmenut
der Programmscheibe eingesetzt sind. Die Schaltelemente sind etwa
U-förmig ausgebildet und weisen an ihrem jeweils radial
außen liegenden Tragschenkel einen radial vorstehenden Schaltnocken
auf. Der innere Teil des Schaltelementes bildet einen Halteschenkel,
welcher federelastisch mit dem Tragschenkel in Verbindung steht.
Dieser Halteschenkel ist mit einem Formschlusselement versehen,
das in Form einer radial nach innen vorstehenden Rastnase ausgebildet
ist. Diesem Formschlusselement ist ein radial nach außen
vorstehender, umlaufender Raststeg zugeordnet, welcher in der Aufnahmenut
der Programmscheibe angeordnet ist und ein Formschlusselement bildet,
welches in Zusammenwirken mit der Rastnase des Halteschenkels durch
wechselseitig rastenden Eingriff eine Fixierung der beiden axial
hintereinander liegenden Schaltpositionen des Schaltelementes bewirkt.
Zur Führung des Tragschenkels ist dieser mit einer radial
nach außen offenen Führungsnut versehen, in welche
ein Führungssteg der Aufnahmenut passend eingreift. Da
der Schaltnocken am Tragschenkel radial vorsteht, ist dieser Führungssteg
in seiner axialen Ausdehnung erheblich kürzer ausgebildet
als der Tragschenkel des Schaltelementes. Dies hat zur Folge, dass
der Schaltnocken in seiner einen Schaltposition, in welcher das
Schaltelement aus der Aufnahmenut axial nach außen verstellt
ist, nur unzureichend stabilisiert ist. Bei tangential beim Schaltvorgang
auf den Schaltnocken einwirkenden Umfangskräften wird somit
eine Auslenkung des Schaltnockens bewirkt. Bei äußerst
kleinen Bauformen einer derart ausgestalteten Programmscheibe führt
dies aufgrund der extrem kleinen Querschnitte des Tragschenkels zu
ungenauen Schaltzeiten einer mit einer derartigen Schaltscheibe
ausgestatteten Segmentschaltuhr. Insoweit sind Bauformen mit einem
Durchmesser der Programmscheibe von etwa 4,5 cm und kleiner auf Grund
des sehr filigranen Aufbaus mit einer Schaltauflösung von
15 Min. bei einer 24-Stunden-Schaltuhr und insgesamt 96 Schaltelementen
oder einer Schaltauflösung von 2 Stunden bei einer Wochenschaltuhr
mit 84 Schaltelementen kaum realisierbar.
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Beim
Gegenstand der Druckschrift
DE 199 57 506 A1 sind die Schaltelemente
an Tragarmen angeordnet und weisen zumindest gemäß des
Ausführungsbeispieles V-förmige Tragbügel
auf. Diese V-förmigen Tragbügel bilden jeweils
einen radial außen liegenden Tragschenkel, an welchem ein
radial vorstehender Schaltnocken angeordnet ist. Dem jeweiligen
Schaltnocken gegenüberliegend weist der äußere
Tragschenkel ein radial nach innen gerichtetes Formschlusselement
in Form einer stegartigen Rastnase auf. Diese Rastnase ist in ihrer
Umfangsbreite schmaler ausgebildet als der Schaltnocken und greift
in eine zwischen zwei benachbarten Führungsstegen gebildete
Führungsnut der Programmscheibe ein. Weiter sind beim Gegenstand
der
DE 199 57 506
A1 Schaltarme vorgesehen, welche zur Ausführung
der Schaltbewegung der Schaltnocken um eine im Wesentlichen tangential
zu einem gemeinsamen Tragring verlaufende Schwenkachse verstellbar
sind. Zur Kopplung des Schaltnockens mit dem jeweiligen Tragarm
dienen die oben erwähnten V-förmigen Tragbügel,
welche ausgehend vom Tragschenkel einen zum Tragarm hin geneigt
verlaufenden Halteschenkel bilden. Der Tragschenkel und der Halteschenkel
sind federelastisch nachgiebig miteinander verbunden, so dass der
rastende Eingriff beim "Umschalten" der Schaltelemente von ihrer
ersten Schaltposition in ihre zweite Schaltposition sicher gewährleistet
ist. Dabei sind bei dieser Schaltuhr bzw. bei dieser Programmscheibe
zwei axial hintereinanderliegende Schaltpositionen der Schaltelemente vorgesehen.
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Bezüglich
der Ausgestaltung der Schaltelemente mit ihren Tragbügeln
und Tragarmen sind jedoch auch Konstruktionen bekannt, bei welchen
die Tragarme entfallen. Bei solchen Konstruktionen sind anstatt
der Tragarme zapfenartige Lagerelemente am inneren Halteschenkels
des V-förmigen Tragbügels angeordnet. Diese Lagerelemente
definieren eine etwa tangential zur Programmscheibe verlaufende
Schwenkachse, um welche das jeweilige Schaltelement schwenkbar ist.
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Bei
dieser Art des rastenden Zusammenwirkens der Formschlusselemente
hat sich gezeigt, dass insbesondere bei äußerst
kleinen Bauformen, beispielsweise bei einem Durchmesser der Programmscheibe
von weniger als 4,5 cm, diese Rastnasen oder Eingriffsstege äußerst
dünn und damit instabil sind. D. h., dass auch bei derartigen
Konstruktionen, sofern hier ein Schaltstern mit hohem Drehmoment
angetrieben werden muss, eine gewisse Instabilität insbesondere
im Bereich der radial vorstehenden Schaltnocken aufgrund der Nachgiebigkeit dieser
Rastnasen erfolgt. Genaue Schaltzeiten sind demzufolge auch bei
dieser Ausgestaltung der Schaltelemente bzw. der Programmscheibe
nur schwer erreichbar.
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Der
Gegenstand der
DE
20 2007 011 593 U1 hat primär zum Ziel, Programmscheiben
mit Teilen auszustatten, die eine spritzgusstechnisch einfache und
damit vorteilhafte Form aufweisen, die eine hinreichend stabile
Lagerung der Schaltelemente bietet und die eine möglichst
einfache Herstellung erlaubt. Dazu ist vorgesehen, dass die Programmscheibe
einen oder mehrere Angussringe umfasst, wobei entweder alle oder
ein Teil der Schaltelemente von dem Angussring bzw. den Angussringen
abgeschert sind oder der Angussring bzw. die Angussringe und die Schaltelemente
zum Abscheren der Schaltelemente vom Angussring bzw. von den Angussringen
geeignet und eingerichtet sind. Des Weiteren soll entweder der Angussring
bzw. sollen die Angussringe im Schaltelemententräger angeordnet
sein. Durch diese angegebene Lösung soll es möglich
sein, eine Programmscheibe herzustellen, die spritzgusstechnisch einfach
und vorteilhaft geformte Einzelteile aufweist. Die Schaltscheibe
soll dabei einfach montierbar sein, wobei die Schaltelemente eine
für die Abtastung bzw. für das Bewirken eines
Schaltvorganges hinreichende Stabilität oder stabile Lagerung
aufweisen. Bei der konkreten Ausgestaltung des Ausführungsbeispiels ist
sind die Schaltelemente in einer ringartigen Axialnut aufgenommen
und in dieser in axialer Richtung der Drehachse der Programmscheibe
verstellbar. Des Weiteren werden die Schaltelemente zumindest in
einer ihrer Schaltpositionen zwischen Führungsstegen aufgenommen,
so dass zumindest in dieser Schaltposition eine Abstützung
der einzelnen Schaltelemente zumindest in einer Umfangsrichtung
erfolgt. In der zweiten Schaltstellung jedoch werden diese Schaltelemente
in ihrem radial äußeren Bereich nicht geführt,
so dass hierdurch eine gewisse Instabilität bezüglich
in Umfangsrichtung wirkender Kräfte vorliegt. Insbesondere
bei der Schaltung eines Schaltsternes, welcher axial hintereinander
mit radial nach außen stehenden Schaltstegen versehen ist, über
welche der Schaltstern schrittweise gedreht wird, ergibt sich somit
in dieser zweiten Schaltposition der Schaltelemente eine gewisse
Nachgiebigkeit, so dass die Schaltzeiten nur eine unzureichende
Genauigkeit aufweisen.
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Weiter
ist aus der
DE
10 2007 038 569 A1 eine als Schaltscheibe bezeichnete Programmscheibe
für eine Segmentschaltuhr bekannt, welche mit Schaltelementen
versehen ist. Diese Schaltelemente sind zwischen einer ersten und
einer zweiten Schaltposition verstellbar und zu diesem Zweck schwenkbar
in einem mehrteiligen Schaltelemententräger gelagert, wobei
der Schaltelemententräger die Programmscheibe bildet. Jedes
Schaltelement bildet einen radial nach außen vorstehenden
Schaltnocken, welcher durch die schwenkbare Verstellung des jeweiligen
Schaltelementes in zwei axial hintereinander liegende Schaltpositionen
bringbar ist. Die Programmscheibe weist des Weiteren mehrere gleichmäßig
am Umfang verteilte Führungsstege auf, wobei jedes Schaltelement
zwischen zwei benachbarten Führungsstegen verstellbar aufgenommen
ist. Dabei bildet das Schaltelement einen zwischen die Führungsstege
hineinragenden Lagersteg, welche eine kreisbogenförmige
Außenkontur aufweist, welcher sich bis zum Schaltnocken
hin erstreckt. In seiner ersten Schaltposition wird der Lagersteg
vollständig zwischen den Führungsstegen aufgenommen.
In seiner zweiten Schaltposition befindet sich der Lagersteg nur
noch zum Teil zwischen den Führungsstegen. Damit ergibt
sich auch hier eine gewisse Instabilität des Schaltnockens
in der zweiten Schaltposition des Schaltelementes, so dass auch
hier präzise Schaltzeiten, insbesondere bei kleinen Baugrößen,
nur schwerlich erreichbar sind.
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Demgemäß liegt
der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Programmscheibe der gattungsgemäßen
Art derart auszugestalten, dass eine Nachgiebigkeit in Umfangsrichtung
der an den Schaltelementen angeordneten Schaltnocken weitestgehend vermindert
ist.
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Die
Aufgabe wird erfindungsgemäß zusammen mit den
Merkmalen des Oberbegriffes des Anspruches 1 dadurch gelöst,
dass der Schaltnocken den zugehörige Tragschenkel seitlich überragt
und in diesem seitlich überstehenden Bereich das Formschlusselement
des Schaltelementes bildet und dass der im überstehenden
Bereich des Schaltnockens angeordnete Führungssteg das
zugehörige Formschlusselement der Programmscheibe bildet,
welches zur rastenden Aufnahme des Formschlusselementes des Schaltnockens
axial hintereinanderliegende Aufnahmebereiche bildet.
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Durch
die erfindungsgemäße Ausgestaltung wird eine stabile
Aufnahme der Schaltelemente mit ihren Schaltnocken in der Programmscheibe
erreicht. Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung
erstrecken sich die Führungsstege in den beiden möglichen
Schaltpositionen des jeweiligen Schaltelementes bis hin zum Schaltnocken
mit seinem radial innen liegenden Formschlusselement, so dass eine
optimale Führungswirkung bis direkt an den Schaltnocken
heran in beiden Schaltposition des Schaltelementes bzw. des Schaltnockens
erreicht wird. Damit wird die Nachgiebig keit des Schaltnockens – auch bei
größeren Umfangskräften – erheblich
vermindert, so dass äußerst präzise Schaltzeiten
auch bei kleinen Bauformen einer Programmscheibe erreichbar sind.
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Um
diese Ausgestaltung des Führungssteges erreichen zu können,
ist das Formschlusselement des Schaltelementes am Schaltnocken angeordnet
und das Formschlusselement der Schaltscheibe am jeweils zugeordneten
Führungssteg. Insbesondere durch die Anordnung des Formschlusselementes
am Führungssteg kann der Führungssteg relativ
weit radial nach außen geführt werden, so dass
insbesondere der radial außen liegende Tragschenkel des
Schaltelementes flächig bis in den Bereich seines Schaltnockens
am jeweiligen Führungssteg anliegt. Dadurch sind Umfangskräfte äusserst wirkungsvoll
abstützbar, so dass der Schaltnocken in Umfangsrichtung
allenfalls geringfügig während eines Schaltvorganges
einer Segmentschaltuhr nachgibt.
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Dadurch,
dass das Formschlusselement des Schaltelementes im seitlich über
den Tragschenkel überstehenden Bereich des Schaltnockens
angeordnet ist und in der jeweiligen Schaltposition mit einem der
Aufnahmebereiche des zugeordneten Führungssteges in Wirkverbindung
steht, wird weiter eine Art "Biegemomentabstützung" erreicht,
wodurch insbesondere der Schaltnocken weiter stabilisiert wird.
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Hierzu
kann gemäß Anspruch 2 vorgesehen sein, dass sich
das Formschlusselement des Schaltnockens bei einer in Umfangsrichtung
in Richtung des überstehenden Bereichs des Schaltnockens
einwirkenden Umfangskraft – je nach Schaltposition – in einem
der Aufnahmebereiche radial abstützt.
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Zur
Sicherung der jeweiligen axialen Schaltposition eines Schaltelementes
kann gemäß Anspruch 3 vorgesehen sein, dass axial
zwischen den Aufnahmebereichen des Formschlusselementes eine radial
vorstehende Kippweiche vorgesehen ist und dass der Führungssteg
zwischen der Kippweiche und dem jeweiligen Aufnahmebereich eine
Gleitrampe bildet. Durch die Kippweiche und die Gleitrampen wird
sichergestellt, dass das Formschlusselement des Schaltelementes
beim Verstellen von seiner einen Schaltposition in seine andere
Schaltposition nach Überschreiten der Kippweiche unter
federelastischer (radialer) Vorspannung sicher in Richtung des jeweiligen
Aufnahmebereiches "gleitet" und somit das Schaltelement sicher in
seine andere Schaltpositionen gelangt.
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Weiter
kann gemäß Anspruch 4 vorgesehen sein, dass der
Tragschenkel zwischen zwei Führungsstegen passend aufgenommen
ist und dass die Führungsstege mit ihren Aufnahmebereichen
und Gleitrampen derart geformt sind, dass sich die Führungsstege
in jeder Schaltposition des jeweiligen Schaltelementes und damit
des zugehörigen Tragschenkels radial nach außen
bis zum jeweiligen Formschlusselement des jeweils zugeordneten Schaltnockens
erstrecken. Durch diese Ausgestaltung wird insbesondere eine geringe
Flächenpressung zwischen dem Formschlusselement des Schaltnockens
und dem jeweiligen Aufnahmebereich des Formschlusselementes des
zugeordneten Führungssteges erreicht.
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Zum
Erreichen möglichst geringer Betätigungskräfte
zum Verstellen der Schaltelemente in eine ihrer Schaltpositionen
kann gemäß Anspruch 5 vorgesehen sein, dass der Tragschenkel
Bestandteil eines V-förmigen oder U-förmigen Tragbügels
ist.
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Weiter
kann hierzu gemäß Anspruch 6 vorgesehen sein,
dass der Tragbügel einen Halteschenkel bildet, welcher
mit dem Tragschenkel über einen Verbindungsabschnitt federelastisch
verbunden ist.
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Durch
die Ausgestaltung gemäß Anspruch 7 wird eine äusserst
hohe Stabilität des Tragbügels erreicht. Hierzu
weist der Halteschenkel des Tragbügels eine größere
Umfangsbreite als der Tragschenkel auf.
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Durch
die Ausgestaltungen gemäß der Ansprüche
8 und 9 wird eine äußerst einfache Lagerung der
Schaltelemente in der Programmscheibe erreicht.
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Hierzu
ist gemäß Anspruch 8 vorgesehen, dass der Halteschenkel
des Tragbügels in seinem dem Verbindungsabschnitt gegenüberliegenden Endbereich
einen Haltearm aufweist.
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Gemäß Anspruch
9 kann weiter vorgesehen sein, dass im radial inneren Endbereich
des Haltearms ein Lagerelement vorgesehen ist, über welches der
Haltearm und somit das gesamte Schaltelement in der Programmscheibe
um eine im Wesentlichen tangential verlaufende Schwenkachse schwenkbar aufgenommen
ist.
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Anstatt
einer solchen Aufnahme der Schaltelemente in der Programmscheibe über
einen Haltearm mit Lagerelement kann auch ein Tragarm, wie zur
DE 199 57 506 A1 beschrieben,
mit einem gemeinsamen Tragring vorgesehen sein.
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Für
eine möglichst einfache manuelle Verstellung des Schaltelementes
kann der Tragbügel des Schaltelementes gemäß Anspruch
10 im Bereich des Verbindungsabschnittes und in Verlängerung zum
Halteabschnitt einen im Wesentlichen in axialer Richtung vorstehenden
Betätigungsabschnitt aufweisen. Dieser Betätigungsabschnitt
ist aus einer radial innen liegenden Position in eine radial außen
liegende Position verstellbar, wodurch eine entsprechende Stellbewegung
des gesamten Schaltelementes bewirkt wird.
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Gemäß der
Ansprüche 11 und 12 kann die Programmscheibe mehrteilig
ausgebildet sein, wodurch insbesondere die Montage der Schaltelemente vereinfacht
wird.
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So
kann gemäß Anspruch 11 vorgesehen sein, dass eine
die Schaltelemente aufnehmende Lagerscheibe vorgesehen ist, welche
mit einer umlaufenden Aufnahmenut versehen ist, in welcher die Schaltelemente
insbesondere mit ihrem Haltearm aufgenommen sind.
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Dieser
Lagerscheibe ist gemäß Anspruch 12 zur schwenkbaren
Fixierung der Schaltelemente in der Lagerscheibe ein Montagering
zugeordnet, welcher rastend mit der Lagerscheibe in Eingriff bringbar ist.
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Durch
die Ausgestaltung gemäß Anspruch 13 wird einerseits
eine sichere Aufnahme der Schaltelemente in der Programmscheibe
und andererseits deren Schaltpositionen eindeutig definiert. Hierzu
ist vorgesehen, dass die Lagerscheibe eine umlaufende, axial einseitig
vorstehende Zylinderwand bildet, an deren Außenseite die
Führungsstege radial verlaufend angeordnet sind und dass
der Tragbügel die Zylin derwand "umgreift" und mit seinem
Halteschenkel radial innerhalb und mit seinem Tragschenkel radial
außerhalb der Zylinderwand angeordnet ist.
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Durch
die Ausgestaltungen der Ansprüche 14 und 15 werden die
beiden möglichen Schaltpositionen der Schaltelemente präzise
definiert.
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So
kann gemäß Anspruch 14 vorgesehen sein, dass die
Führungsstege die Zylinderwand axial in Richtung zu den
Betätigungsabschnitten hin überragen und mit diesem
Bereich einen ersten Stellanschlag für den Halteschenkel
eines benachbarten Schaltelementes bilden.
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Gemäß Anspruch
15 ist hierzu weiter vorgesehen, dass der Montagering oder ein auf
den Montagering aufgesetzter Skalenring einen zweiten Stellanschlag
für den Halteschenkel eines Schaltelementes bildet.
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Des
Weiteren kann gemäß Anspruch 16 vorgesehen sein,
dass die Schaltnocken zweier benachbarter Schaltelemente bei gleicher
Schaltposition zur gegenseitigen Abstützung einen minimalen
Abstand voneinander aufweisen oder sich im unbelasteten Zustand
gegenseitig berühren. Diese Ausgestaltung bewirkt eine
zusätzliche Stabilisierung des sich in seiner Wirkposition
befindenden Schaltelementes, da sich dieses bei Einwirkung einer
die Schaltung beispielsweise eines Schaltsterns bewirkenden Umfangskraft
am nachfolgenden, sich in der gleichen Schaltposition befindenden
Schaltnocken abstützt. Weisen die Schaltnocken einen minimalen
Abstand voneinander auf, so findet bei Einwirkung einer entsprechenden
Umfangskraft eine nur äusserst geringe Verformung des Schaltelementes
statt, so dass sich dieses mit seinem Schaltnocken am Schaltnocken des
entsprechend benachbarten Schaltelementes in Umfangsrichtung "zusätzlich"
abstützt.
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Eine
derartige gegenseitige Abstützung wird auch durch die Ausgestaltung
gemäß Anspruch 17 erreicht. Wobei bei dieser Ausgestaltung
eine gegenseitige Abstützung zweier benachbarter Schaltelemente
mit ihren Schaltnocken unabhängig von der jeweiligen Schaltposition
der Schaltelemente mit ihren Schaltnocken an der gemeinsamen Begrenzungsfläche
des Schaltnockens und des Tragschenkels erfolgt. Weiter wird durch
die asymmetrische Anordnung des Schaltnockens am Tragbügel
eine in Umfangsrichtung breitere Ausbildung des seitlich übersehenden
Teils des Schaltnockens mit seinem Formschlusselement erreicht,
wodurch der formschlüssige Eingriff mit dem Formschlusselement
des zugehörigen Führungssteges verbessert wird.
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Anhand
eines Ausführungsbeispiels wird nachfolgend die Erfindung
näher erläutert. Es zeigt:
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1 eine
perspektivische Darstellung eines Ausführungsbeispieles
eines erfindungsgemäßen Schaltelementes, welches
U-förmig bzw. V-förmig ausgebildet ist und einen
entsprechenden Tragbügel mit radial außen liegendem
Schaltnocken bildet;
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2 eine
perspektivische Teilansicht des äußeren Randbereiches
eines Schaltelemententrägers mit mehreren einander benachbarten
Führungsstegen;
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3 eine
perspektivische Explosionsdarstellung des vollständigen
Schaltelementeträgers sowie eines mit diesem rastend in
Eingriff bringbaren Montageringes;
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4 eine
perspektivische Teilansicht des Schaltelementeträgers mit
montiertem Montagering sowie teilweise eingesetzten Schaltelementen;
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5 einen
Schnitt des montierten Zustandes des Schaltelementeträgers,
Montageringes sowie mehrerer Schaltelemente;
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6 eine teilweise Draufsicht auf den Schaltelementeträger
zusammen mit dem Montagering aus 3 sowie
eingesetzten Schaltelementen.
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1 zeigt
eine perspektivische Darstellung eines Ausführungsbeispiels
eines Schaltelementes 1, welches einen U-förmigen
oder V-förmigen Tragbügel 2 bildet. Dieser
Tragbügel 2 besteht beim vorliegenden Ausführungsbeispiel
aus einem im montierten Zustand radial innen liegenden Halteschenkel 3 sowie
einem radial außen liegenden Tragschenkel 4. Dieser
Tragschenkel 4 ist in seiner Breite beim vorliegenden Ausführungsbeispiel
schmaler ausgebildet als der Halteschenkel 3.
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Des
Weiteren ist erkennbar, dass der Halteschenkel 3 und der
Tragschenkel 4 über einen in der Breite abgesetzt
ausgebildeten Verbindungsabschnitt 5 miteinander in Verbindung
stehen. Der Tragbügel 2 ist dabei aus einem federelastischen
Werkstoff, insbesondere Kunststoff, hergestellt, so dass der Tragschenkel 4 federelastisch
relativ zum Halteschenkel 3 in Richtung des Doppelpfeiles 6 verstellbar
ist.
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Des
Weiteren ist aus 1 ersichtlich, dass am unteren
Ende des Halteschenkels 3 ein "nach hinten" gerichteter
Haltearm 7 angeordnet ist, welcher in seinem freien Endbereich
mit einem teilzylindrisch ausgebildeten Lagerelement 8 versehen
ist. Durch dieses Lagerelement 8 wird eine Schwenkachse 9 definiert,
um welche das Schaltelement 1 im Betrieb schwenkbar ist.
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Des
Weiteren ist erkennbar, dass der Tragschenkel 4 etwa in
der Höhe des Haltearmes 7 einen (radial) nach
außen vorstehenden Schaltnocken 10 bildet. Dieser
Schaltnocken 10 ist beim vorliegenden Ausführungsbeispiel
asymmetrisch zum Tragschenkel 4 an diesem angeformt und
steht einseitig seitlich über den Tragschenkel 4 hinaus.
Zum Tragschenkel 4 hin bildet der Schaltnocken 10 ein
bereichsweise abgerundetes Formschlusselement 11, welches
im montierten Zustand des Schaltelementes 1 insbesondere
auch zur Fixierung von zwei möglichen Schaltpositionen
dient.
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Des
Weiteren ist aus 1 ersichtlich, dass der Tragschenkel 4 insbesondere
im Bereich des Schaltnockens 10 flächig ausgebildet
ist und sich vertikal nach unten mit einem Führungsabschnitt 12 über
den Schaltnocken 10 hinaus erstreckt. Durch diesen Führungsabschnitt 12 wird
im Betrieb eine zusätzliche Abstützung des Tragschenkels 4 in
Umfangsrichtung zwischen zwei Führungsstegen in einer der
Schaltpositionen des Schaltelementes 1 erreicht.
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Weiter
ist aus 1 erkennbar, dass der Halteschenkel 3 in
seinem dem Haltearm 7 gegenüberliegenden oberen
Endbereich axial verlängert ausgebildet ist und einen Betätigungsabschnitt 13 bildet.
Durch diesen Betätigungsabschnitt 13 ist das Schaltelement 1 und
damit der Schalt nocken 10 in Richtung des Doppelpfeiles 14 manuell
in seine beiden Schaltpositionen verstellbar.
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Weiter
ist aus 1 ersichtlich, dass der Schaltnocken 10 aufgrund
seiner asymmetrischen Anordnung zum Tragschenkel 4"rückseitig"
zusammen mit dem Tragschenkel 4 sowie dessen Führungsabschnitt 12 eine
gemeinsame ebene Begrenzungsfläche 15 bildet.
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2 zeigt
eine perspektivische Teilansicht einer Lagerscheibe 20,
welche Teil einer Programmscheibe ist. Wie aus 2 ersichtlich
ist, weist diese Lagerscheibe 20 mehrere radial vorstehende
Führungsstege 21 auf, welche in Umfangsrichtung
des Doppelpfeiles 22 voneinander beabstandet, einander benachbart
angeordnet sind. Zwischen diesen Führungsstegen 21 wird
jeweils eine Führungsnut 23 gebildet, in welche
der Tragschenkel 4 des Tragbügels 2 im
montierten Zustand passend eingreift. Die "Umfangsbreite" B der
Führungsstege 21 entspricht beim vorliegenden
Ausführungsbeispiel etwa der "Umfangbreite" b des seitlich
vorstehenden Formschlusselementes 11 des Schaltnockens 10 aus 1.
Diese "Umfangsbreite" B kann auch ein geringes Übermaß im
Vergleich zur "Umfangsbreite" b aufweisen.
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Des
Weiteren ist aus 2 ersichtlich, dass die Führungsstege 21 jeweils
ein Formschlusselement 24 aufweisen, welches radial vorstehend
eine "Kippweiche" 25 bildet. Oberhalb und unterhalb dieser
Kippweiche 25 bildet jedes der Formschlusselemente 24 einen
Aufnahmebereich 26 und 27, in welchem in Abhängigkeit
von der jeweiligen Schaltposition das Schaltelement 1 mit
seinem Schaltnocken 10 bzw. dessen Formschlusselement 11 formschlüssig aufgenommen
wird. Zwischen der jeweiligen Kippweiche 25 und dem jeweiligen
Aufnahmebereich 26 bzw. 27 ist jeweils eine Gleitrampe 36 bzw. 37 vorgesehen,
entlang welcher der Schaltnocken 10 mit seinem Formschlusselement 11 unter
Vorspannung in Abhängigkeit der Stellrichtung in den jeweils
zugehörigen Aufnahmebereich 26 bzw. 27 gleitet
und dort unter Vorspannung gehalten wird.
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Des
Weiteren ist aus 2 ersichtlich, dass sich die
Führungsstege 21 in axialer Richtung mit jeweils
einem Stellanschlag 38 über die Lagerscheibe 20 hinaus
erstrecken. Dieser Stellanschlag 38 dient im Betrieb für
eine der Schaltpositionen des Schaltelementes 1 als Anschlag
zur präzisen Fixierung dieser Schaltposition. In dieser
einen Schaltposition liegt das Schaltelement 1 mit seinem
Tragschenkel 4 an der Innenseite des Stellanschlages 38 unter
Vorspannung an. Diese Vorspannung wird durch das Zusammenwirken
des Formschlusselementes 11 des Schaltnockens 10 und
des Formschlusselementes 24 des zugeordneten Führungssteges 24 bewirkt.
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Für
die Fixierung des Schaltelementes in seiner zweiten Schaltposition
kann ein Montagering oder auch ein Skalenring als Anschlag dienen,
wie später noch näher erläutert wird.
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3 zeigt
eine perspektivische Darstellung der kompletten Lagerscheibe 20.
Es ist erkennbar, dass die Führungsstege 21 gleichmäßig
verteilt am Umfang dieser Lagerscheibe 20 angeordnet sind. Des
Weiteren bildet diese Lagerscheibe 20 radial innerhalb
der Führungsstege 21 eine innere umlaufende Zylinderwand 28.
Im Bodenbereich der Lagerscheibe 20 ist radial innerhalb
der Zylinderwand 28 eine umlaufende Aufnahmenut 29 vorgesehen,
welche in Abhängigkeit von der Schaltposition des jeweiligen
Schaltelementes zur Aufnahme des unteren Endbereiches des jeweiligen
Halteschenkels 3 mit seinem Haltearm 7 dient.
Weiter sind in 3 auch die axial über
die Lagerscheibe 20 bzw. die Zylinderwand 28 der
Lagerscheibe 20 vorstehenden Stellanschläge 38 der
Führungsstege 21 erkennbar.
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Weiter
zeigt 3 einen Montagering 30, mittels welchem
die in die Lagerscheibe 20 eingesetzten Schaltelemente 1 schwenkbar
fixiert sind. Hierzu weist die Lagerscheibe 20 mehrere
Rastöffnungen 31 auf, in welche der Montagering 30 mit
entsprechenden Rastelementen 32 feststehend in Eingriff
bringbar ist. Auf diesen Montagering kann noch eine in 3 nicht
dargestellte Skalenscheibe aufgesetzt sein. Je nach Ausgestaltung
kann dabei der Skalenring oder der Montagering als Anschlag zur Definition
einer der Schaltpositionen eines Schaltelementes 1 dienen.
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4 zeigt
eine perspektivische Teilansicht der Lagerscheibe 20 mit
ihren Führungsstegen 21 sowie teilweise eingesetzten
Schaltelementen 1 und dem aufgesetzten Montagering 30.
Es ist erkennbar, dass die Schaltelemente 1 jeweils mit
dem Tragschenkel 4 ihres Tragbügels 2 zwischen
zwei benachbarten Führungsstegen 21 passend aufgenommen
sind. Dabei liegt der jeweilige Tragschenkel 4 flächig
an den benachbarten Führungsstegen 21 an.
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In 4 sind
das mittlere Schaltelement 1 und die Gruppe 33 der
linken Schaltelemente 1 in Richtung der Drehachse 34 in
ihrer axial nach unten verstellten Schaltposition dargestellt. Die
weiter aus 4 erkennbare Gruppe 35 von
Schaltelementen 1 befindet sich hingegen in axialer Richtung
der Drehachse 34 in ihrer oberen Schaltposition.
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Es
ist aus 4 weiter erkennbar, dass in beiden
Schaltpositionen der Schaltelemente 1 sowohl der Gruppe 33 als
auch der Gruppe 35 die Schaltelemente 1 mit ihren
Tragschenkeln 4 insbesondere im Bereich ihrer Schaltnocken 10 flächig
an den jeweils benachbarten Führungsstegen 21 anliegen.
Durch diese flächige Anlage ergibt sich somit eine optimale
Abstützung auch des radial nach außen vorstehenden
Schaltnockens 10 über die entsprechend zugehörigen
Tragschenkel 4. Dadurch wird eine äußerst
hohe Stabilität und eine nur geringe Nachgiebigkeit des
jeweiligen Schaltnockens 10 bei Beaufschlagung mit einer
Umfangskraft in Richtung des Pfeiles 35 erreicht. Außerdem
weisen die Schaltnocken 10 mit gleicher Schaltposition
einen äußerst geringen Umfangsabstand voneinander
auf, so dass eine gegenseitige Abstützung erreicht wird.
Auf Grund der asymmetrischen Ausbildung des Schaltnockens 10 am
Tragschenkel 4 und der sich daraus ergebenden gemeinsamen
Begrenzungsfläche 15 ergibt sich im unbelasteten
Zustand ebenfalls ein äußerst geringer Umfangsabstand
des jeweiligen Schaltnockens 10 zur jeweils benachbarten
Begrenzungsfläche 15. Damit wird eine zusätzliche
Abstützung eines Schaltnockens 10 an der jeweils
benachbarten Begrenzungsfläche 15 je nach relativer Schaltposition
zweier benachbarter Schaltelemente 1 zueinander sowohl
im Bereich des Schaltnockens 10 als auch des Tragschenkels 4 des
benachbarten Schaltelementes 1 erreicht.
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5 zeigt
eine Schnittdarstellung einer montierten Programmscheibe 40.
Es ist erkennbar, dass sich die Tragschenkel 4 in jeder
Schaltposition flächig an den Führungsstegen 21 abstützen.
Es ist insbesondere ersichtlich, dass sowohl der obere Aufnahmebereich 26 als
auch der untere Aufnahmebereich 27 des jeweils zugehörigen
Führungssteges 21 bis an den jeweiligen Schaltnocken 10,
insbesondere bis an dessen die eigentliche Funktionsfläche
bildende Formschlusselement 11, heranreicht, so dass eine
optimale Abstützung gewährleistet ist. Die Schaltelemente 1 werden
beim vorliegenden Ausführungsbeispiel durch den Montagering 30 an
der Lagerscheibe 20 verstellbar fixiert.
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Auf
der rechten Seite der 5 befindet sich das Schaltelement 1 mit
seinem Schaltnocken 10 in Richtung der Drehachse 34 in
seiner axial oberen Schaltposition, so dass der Schaltnocken 10 mit
seinem Formschlusselement 11 direkt im Aufnahmebereich 26 am
Führungssteg 21 radial anliegt. Durch diese flächige
Anlage wird eine Abstützung auch in radialer Richtung des
jeweiligen Schaltnockens 10 bewirkt, so dass ein bei tangentialer
Krafteinleitung durch eine während eines Schaltvorganges
einer Schaltuhr einwirkende Umfangskraft auftretendes Biegemoment
zusätzlich "abgestützt" wird. Dadurch ergibt sich
eine äußerst geringe Nachgiebigkeit des jeweiligen
Schaltnockens 10 in Umfangsrichtung. Auch ist erkennbar,
dass der nach unten über den Schaltnocken 10 hinausstehende
Führungsabschnitt 12 des Tragschenkels in dieser
Schaltposition zwischen den Führungsstegen 21 aufgenommen
wird.
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Auf
den Montagering 30 ist beim dargestellten Ausführungsbeispiel
der 5 ein Skalenring 38 aufgesetzt, welcher
für den Halteschenkel 3 des Schaltelementes 1 einen
Anschlag zur Definition der dargestellten Schaltposition bildet.
Das Schaltelement 1 wird dabei durch die federelastische
Ausgestaltung des Tragbügels 2 unter Vorspannung
mit seinem Halteschenkel 3 gegen den Skalenring 38 gedrückt.
Je nach der Ausgestaltung des Skalenringes 38 kann auch
der Montagering 30 als Anschlag zur Definition dieser Schaltposition
dienen.
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Auf
der linken Seite ist das Schaltelement 1 in seiner in Richtung
der Drehachse 34 axial nach unten verstellten Schaltposition
dargestellt. Auch hier ist erkennbar, dass der Schaltnocken 10 im
Wesentlichen flächig im Aufnahmebereich 27 am
Führungssteg 21 radial anliegt. Durch diese flächige
Anlage wird eine Abstützung auch in radialer Richtung des jeweiligen
Schaltnockens 10 bewirkt, so dass ein bei tangentialer
Krafteinleitung durch eine während eines Schaltvorganges
einer Schaltuhr einwirkende Umfangskraft auftretendes Biegemoment
zusätzlich "abgestützt" wird. Dadurch ergibt sich
eine äußerst geringe Nachgiebigkeit des jeweiligen
Schaltnockens 10 in Umfangsrichtung.
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Des
Weiteren wird die auf der linken Seite dargestellte Schaltposition
des Schaltelementes 1 durch die Anlage des Halteschenkels 3 im
Bereich des axial nach oben über die Zylinderwand 28 hinausstehenden
Stellanschlages 38 präzise definiert. Das Schaltelement 1 wird
dabei durch die federelastische Ausgestaltung des Tragbügels 2 unter
Vorspannung mit seinem Halteschenkel 3 gegen den Stellan schlag 38 gedrückt.
Auch kann hier die Innenfläche der Zylinderwand 28 als
Anschlag für die präzise Positionierung des Schaltelementes 1 in
dieser Schaltposition dienen.
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Weiter
ist auf der linken Seite der Darstellung aus 5 erkennbar,
dass sich das Schaltelement 1, welches sich in seiner oberen
Schaltposition befindet und "hinter" dem sich in seiner unteren
Schaltposition befindenden vorderen Schaltelement 1 liegt,
mit einem Teil seines Schaltnockens 10 rückseitig
am Tragschenkel 4 des vorderen Schaltelement 1 in
Umfangsrichtung abstützt. Wie zu 4 beschrieben
ist hierzu die gemeinsame Begrenzungsfläche 15 des Schaltnockens 10 und
des Tragschenkels 4 vorgesehen.
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Diese
zusätzliche radiale Abstützung der Schaltnocken 10 und
der damit verbundenen Vorteile ist auch aus 6 ersichtlich.
Insbesondere ist in der teilweisen Draufsicht der 6 die
asymmetrische Ausgestaltung der Schaltnocken 10 bezüglich
des zugehörigen Tragschenkels 4 nochmals verdeutlicht. Es
ist erkennbar, dass die Schaltnocken 10 mit ihrem seitlich über
den Tragschenkel 4 hinausstehenden Teil in radialer Richtung
bzw. an der äußeren Mantelfläche 41 (Aufnahmebereich 26 bzw. 27 aus 5) des
jeweils zugeordneten Führungssteges 21 anliegen.
Aufgrund dieser Ausgestaltung findet eine zusätzliche Abstützung
des Schaltnockens 10 bei Beaufschlagung in Richtung des
Pfeiles 35 mit einer entsprechenden Umfangskraft statt.
Damit wird durch diese Anlage des Schaltnockens 10 im jeweils zugehörigen
Aufnahmebereich 26 oder 27, wie bereits zu 5 dargestellt,
eine "Biegemoment abstützung" erreicht, so dass die Nachgiebigkeit
des jeweiligen Schaltnockens 10 in Umfangsrichtung zusätzlich
erheblich verringert wird.
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Dabei
können die Schaltnocken 10 entgegen des dargestellten
Ausführungsbeispieles auch symmetrisch zum entsprechend
zugehörigen Tragschenkel 4 des Schaltelementes 1 angeordnet
sein. Allerdings ist dort diese Drehmoment-Abstützung etwas geringer.
Auch die Rastwirkung bzw. die Rastflächen insbesondere
der Aufnahmebereiche 27 und 26 sowie des Formschlusselementes 11 des
Rastnockens 10 sind dabei entsprechend kleiner, so dass
hier eine ungünstigere Abstützung erfolgt. Insoweit
ist vorzugsweise ein asymmetrischer Versatz des jeweiligen Schaltnockens 10 zum
zugehörigen Tragarm 4 vorzusehen.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - DE 8809490
U1 [0002, 0004, 0004]
- - DE 19957506 A1 [0002, 0005, 0005, 0024]
- - DE 202007011593 U1 [0002, 0008]
- - DE 102007038569 A1 [0002, 0009]