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Durch ein Uhrwerk angetriebene elektrische Programm-Steuerungseinrichtung
für Heizungs-, Beleuchtungs-, Signal-, Betriebs- und Fabrikationsanlagen Es sind
bereits elektrische Programm-Steuerungseinrichtungen, insbesondere solche für die
Steuerung eines Wochenprogrammes, bekannt, welche durch ein Uhrwerk angetrieben
werden. Eine bekannte Wochenprogramm-Steuerungseinrichtung dieser Art weist zwei
Zifferblätter auf, von welchen sich das eine jeden Tag, das andere in der Woche
nur einmal um 360° dreht. Dies hat den Nachteil, dass das Uhrwerk zwei Wellen mit
verschiedener Drehzahl antreiben muss, so dass es besonders hiefür gebaut sein muss,
und dass der Uebertragungsmechanismus erheblich kompliziert und störungsanfällig
wird. Es sind allerdings auch derartige gochenprogramm-Steuerungseinrichtungen bekannt,
welche nur ein Zifferblatt, nämlich ein Wochenzifferblatt aufweisen. Dabei muss
aber dieses Wochenzifferblatt sehr gross sein und trotzdem lä.st sich eine genügende
Iblese-und Einstellgenauigkeit nicht erreichen. Die Nachteile dieser bekannten Programm-Steuerungseinrichtungen
werden durch die Erfindung behoben.
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Die Erfindung betrifft eine durch ein Uhrwerk angetriebene elektrische
Programm-Steuerungseinrichtung für Heizungs-, Beleuchtungs-, Signa
@-,
Betriebs-, und Fabrikationsanlagen, welche dadurch gekennzeichnet ist, dass auf
dem aus dem Uhrengehtuse vorstehenden £nde der Uhrwelle ein Zifferblatt und ein
Malteserschaltrad befestigt sind, zwischen welchen ringe in gleichen Abständen voneinander
einstellbar, aber festgeklemmt oder verrastet angeordnet sind, von welchen Ringen
mindestens ein Teil je mit einem Schaltfinger versehen sind, dass as Uhrgestell
eine zur Uhrwelle parallele Hohlwelle gelagert ist, auf welcher ein mit dem Malteserschaltrad
zusammenwirkendes Maltesernutenrad drehbar, aber axial nicht verschiebbar gelagert
ist, Uber welchem Maltesernutenrad eine Bichse fest auf der Hohlwelle angeordnet
ist, auf welcher eine Sternwalze festsitzend gelagert ist, welche eine der Anzahl
der auf der Uhrwelle sitzenden ringe entsprechende Anzahl von ii gleichen Ebenen
wie diese liegenden Zackenkränze mit ausbrechbaren Zacken aufweist, in welche die
Schaltfinger eingreifen können, welche Büchse an ihzem dem Maltesernatenrad zugewendeten
Ende einen Flansch besitzt, in welchen ein einen kreisbogenförmigen Schlitz des
Maltesernutenrades durchsetzender, zur Hohlwelle paralleler Schaltstift fest eingesetzt
ist, an welchem das eine Ende einer auf der Nabe des Maltesernutenrades aufgerollten
Schraubenfeder angreift, deren anderes Ende an der Nabe des Maltesernutenrades befestigt
ist, md dass in der Hohlwelle eine aus dieser vorstehend Welle drehbar gelagert
ist, an deren dem Maltesernutenrad zugewendeten Ende eine pfannenartige büchse sitzt,
welche einen @nnensperrzahnkrans aufweist, in welche ein Flansch einer auf dem Ende
des Hohlwelle festsitzenden Büchse eingreift, an dessen der Büchse zugewendet@@
Seite eine unter Federwirkung stehende, mit dem innensperrzahnkranz zusammenwirkende
Schaltklinke gelagert ist, und auf welcher Welle eine Anzahl Nockenringe fest angeordnet
sind, deren Nocken Je auf einen Schalthebel eines der zu betätigenden elektrischen
Schalter wirken.
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Diese erfindungsgemässe Programm-Steuerungseinrichtung eignet sich
insbesondere fur die Steuerung eines Wochenprograes, aber sie kann auch für die
Steigerung eines sich Uber einen anderen, in gleiche, grdssere oder kleinere Teile
unterteilten Zeitabschnitt erstreckendes Pregramm ausgebildet sein. Die koaxiale
Anordnung der die Nockenringe zur Betätigung der Schalthebel der zu betätigenden
Schalter und der die Sternwalze zur Fortschaltung der Hohlwelle um jeweils einen
Teil des ganzen Programmes tragenden Hohlwelle, wie auch der über ein Maltesergetriebe
direkt von der Uhrweile erfolgende schrittweise Antrieb der genannten Hohlwelle
ermöglichen die Verwendung eines üblichen, federgetriebenen oder elektrischen Uhrwerkes
und einen sehr gedrungenen Bai der ganzen Programm-Steuerungseinrichtung. . Ein
weiterer Vorteil der ertint dungsgemässen Programm-Steuerungseinrichtung ist, dass
sie auf sehr einfache Weise jedem gewünschten Programm angepasst werden kann.
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In der Zeichnung ist eine beispielsrcise Ausführungsform des Ertindungsgegenstandes
schematisch dargestellt. Es zeigen: Figol einen axialen Schnitt durch eine durch
ein Uhrwerk angetriebene, Wochenprogramm-Steuerungseinrichtung für die elektrische
Heizungsanlage eines Wohnhauses, Fig.2 eine Seitenansicht dieser Wochenprogramm-Steuerungseinrichtung,
in Hichtung des rfeiles 1 in der Fig .1 gesehen, Fig .3 eine Draufsicht auf diese
Wochenprogramm-Steuerungseinr@ichtung, Fig.4 einen Schnitt nach der Linie IV-IV
in der Fig.1, und Fig.5 einen Schnitt nach der Linie V-V in der Fig.1.
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Die dargestellte Wochemprogramm-Steuerungseinrichtung SEr eine elsktrische
Heisungsanlage eines Wohnhauses wird durch eine beliebige federgetriebene oder elektrische
Uhr, von welcher in der Zeichnnng nur das Uhrengestell 1 strichpunktiert und die
Uhrwefle 2 dargestellt sind, angetrieben.
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Auf das über die Oberplatte la des Uhrengestefles 1 vorstehende Ende
der
Uhrwelle 2 ist eine Btichse 3 aufgenietet, welche an ihrem untersten
Ssil einen Flansch 3b aufweist. Auf diese Büchse 3 ist eine zweite Büchse 4 autgeschoben,
welche zwischen dem Flansch 3b der Büchse 3 und einem auf ein Gewinde ja am oberen
Ende dieser Büchse 3 aufgeschraubten Schraubkopf 5 festgeklemmt gehalten ist. Am
oberen Ende der Büchse 4 ist ein Zifferblatt 6 mit Vierundzwanzigstunden-Teilung
und an deren unterem Teil ein Tagesschaltrad q, dessen Funktion nachstehend beschrieben
wird, angeordnet. Zwischen dem Zifferblatt 6 und dem Tagesschaltrad 7 sind auf der
Büchse 4 eine Anzahl, im dargestellten Fall fünf Ringe 8 axial unverschiebbar, hinsichtlich
ihrer Winkelstellung zum Zifferblatt 6 einstellbar, aber in ihrer Einstellung verrastet
oder festgeklemmt, angeerdnet. Alle oder ein Teil dieser Ringe 8, im dargestellten
Fall deren drei, weisen einen radial abstehenden, in eine Spitze auslaufenden Schaltfinger
Sa auf, welche Schaltfinger über das Zifferblatt 6 vorstehen und zur Unterscheidung
verschieden gefärbt sind, so dass ihre Winkelstellung in Bezug auf das ZifferbLatt
6 jederzeit kontrolliert werden kant.
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Auf der Oberplatte la des Uhrengestelles 1 sind zwei abgekrüpfte
Lappen 9a einer mit der Oberplatte la fluchtenden Tragplatte 9 mittels Schrauben
10 befestigt. In dieser Tragplatte 9 ist eine Hohlwelle il gelagert, auf welche
eine BUchse 12 fest aufgesetzt ist, auf welche eine Sternwalze 13 fest aufgepresst
ist. Diese Sternwalze 13 weist eine der Anzahl der Ringe 8 entsprechende Anzahl
auf gleichen Ebenen wie diese liegende und mit dem Schaltfingern 8a zusammenwirkende
Zackenkränze 13a auf. Die Länge der Schaltfinger Sa und damit deren Eingrifftiefe
in die Zackenkränze 13r ist so bemessen, dass die Sternwalze 13 während jedes Eingriffes
eines Schaltfingers 8a in den entsprechenden Zackenkranz 13a um 60° gedreht wird.
Die Zacken der Zackenkränze 13a sind zum Zwecke der Formierung des Programmes ausbrechbar,
wie es nachstehend beschrieben ist. Auf dem oberen Ende der Sternwalze 13 ist eine
Skalenscheibe 14, welche den eingestellten Wochentag anzeigt,
fest
angeordnet. Die Büchse 12 weist an ihrem unteren Ende einen Flan@ch 12a auf, welcher
frei in einer zentrischen Ausnehmung eines Maltesernutenrades 15 liegt, welches
drehbar auf der Hohlwelle 11 gelagert ist. Das Maltesernutenrad 15 besitst in seinem
Randteil entsprechend den sieben Wochentagen sieben in gleichen Winkelabständen
voneinander liegende, radial worlaufende Nuten und greift mit seinem Randteil in
eine ringförmige Ausnehmung an der Unterseite des Randteiles des Tageschaltrades
7 ein.
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In dieser ringformigen Ausnehmung ist ein zur Achse paralleler Antriebsstift
7a in das Tagesschaltrad 7 eingesetzt, welcher bei deser Umdrehung des Tagesschaltrades
7 in eine der Nuten des Maltesernutenrades 15 eintritt und dieses um einen Schritt,
d.hv entsprechend einen Wochentag um eine siebentels Umdrehung dreht. An der Tragplatte
9 ist mittels zweier Schravben 16 eine Blattfeder 17 befestigt, deren freies, geknicktes
Ende jeweils in eine Nute des Maltesernutenrades 15 eingreifen kann und damit dieses
federnd verrastet. Auf der nach unten gerichteten Nabe 15a des Maltesernutenrades
15 ist eine Schraubenfeder 18 aufgerollt, deren eines Ende an einem zur Achse parallelen
Stift 19 angreift, welcher einen kreisbogenförmigen, sich Uber einen Zentriwinkel
von 60-65° erstreckenden Schlitz 15b im Maltesernutenrad 15 durchsetst und fest
in den Flansch 12a der Büchse 12 eingesetzt ist, und deren anderes Ende fest an
der Nabe 15a des Maltesernutenrades 15 befestigt ist. Auf dem unteren Ende der Hohlwelle
11 ist mittels einer Schraube 20 eine Büchse 21 festgeklemmt, welche einen Flansch
21a aufweist, an dessen Unterseite eine unter Federwirkung stehende Schaltklinke
22 gelagert ist. In der Hohlwelle 11 ist eine unten aus dieser vorstehende Welle
23 gelagert, deren unteres Ende in einer fest am Uhrosgestelle 1 angeordneten Platte
24 geführt ist. Auf der Welle 2) ist eine pfannenartige Büchse 25 fest angeordnet,
welche einen mit der in aie eingreifenden Schaltklinke 22 zusammenwirkenden Innensperrzahnkranz
25a besitzt. Die Büchse 21, 21a mit der Schaltklinke 22 einerseits und die Büchse
25
mit ihrem Innensperrzahnkranz 25a bilden ein einseitig wirkendes Gesperre, welches
sich bei der Vorwärtsdrehung der Hohlwelle 11 im Freilauf befindet, bei der Rückwärtsdrehung
dieser Hohlwelle aber diese mit der Welle 23 kuppelt. Unterhalb der Büchse 25 ist
auf der Welle 23 eine BUchse 26 fest angeordnet, welche an ihrem mittleren Teil
einen Zahnkranz 26a mit sechs Zähnen aufweist. Auf einer Säule 27 des Gehäuses der
Wochenprogramm-Steuerungseinrichtung ist ein Hebel 2u gelagert, an dessen freiem
Ende eine mit dem Zahnkranz 26a der Büchse 26 zusammenwirkende Sperrolle 2ua gelagert
ist. Eine auf der Säule 27 aufgewickelte Feder 29, deren abstehendes Ende auf einen
am Hebel 28 angeordneten Bolzen 28b wirkt, drUckt die am freien Ende des Hebels
28 gelagerte Sperrelle 28a gegen den Zahnkrans 26a der Büchse 26. Die Büchse 26
mit ihrem Zahnkranz 26a einerseits und der Hebel 28 mit der Sperrofle 28a und die
Feder 29 andererseits bilden ein federndes Gesperre, welches zur genauen Fositionierung
und Verkinderung der Rückwärtsdrehung der Welle 23 dient. Im Gehäuse der dargestellten
Wochenpregramm-Steuerungseinrichtung sind untereinander zwei elektrische Schalter
30 mit je einem Schalthebel 30a vorgesehen. Auf jeden Schalthebel 30a wirkt ein
am unteren Teil der Welle 23 fest angeordneter Nockenring 31, welche Nockenringe
Je zwei einander diametral gegenüberliegende Schaltnocken 31a aufweisen. Auf dem
oberen, über die Skalenscheibe 14 zur Anzeige der Wochentage vorstehenden Ende der
Welle 23 sitzt eine weitere Skalenscheibe 32, welche die Stellung der Schaltnocken
31a der Nockenringe 31 anzeigt.
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Beim Programm, welches die beschriebene Wochenprogramm-Steuerungseinrichtung
zu steuern hat, ist angenommen, dass die Heizungsanlage des Wohnhauses zur Vermeidung
der Unterkühlung von Räumen und zur Verhinderung des Einfrierens von Wasserleitungen
mit stark reduzierter Leistung eingeschaltet bleiben voll. Jeden Tag soll du um
05 Uhr eine Aufwärmung erfolgen, worauf am 07 Uhr die volle Leistung der Heizungsanlage
einsetzen sell, welche
u 19 Uhr wieder ausgeschaltet werden soll.
Um dieses Programm zu steuern, wird der erste SchaLtfinger 8a auf 05 Uhr, der zweite
Schaltfinger 8a auf 07 Uhr und der dritte Schaltfinger 8a auf 19 Uhr an der Vierundzwanzigstunden-Einteilung
des Zifferblattes 6 eineeatellt. Um Mitternacht, d.h. bei 00 Uhr-Stellung des Zifferblattes
6 liegt der eine Schaltnocken 31a des einen Nockenringes 31, welcher den die Aufheizung
der Heizungsanlage betätigende Schalter 30 betätigt, in eine Winkelabstand von t0
vorn Schalthebel 30a des betreffenden Schalters 30 und der eine Schaltnocken 31a
des anderen Nockenringes 31, welcher den Schalter 30 für die volle Leistung der
Heizungsanlage betätigt, in einem Winkelabstand von 1200 vom Schalthebel 30a des
anderen Schalters 30.
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Mit dem auf der Uhrwelle 2 sitzenden Zifferblatt 6 drehen sich auch
die Ringe ts und die drei Schaltfinger 8a. Etwas vor 05 Uhr kommt der erste Schaltfinger
8a in Eingriff mit dem ihm gegenüberliegenden Zackenkraiz 13a der Sternwalze 13,
was bewirkt, dass auch die Sternwalze 13, die Buchse 12, 12a und die hohlwelle il
gedreht werden. Das Maltesernutenrad 15 wird dabei durch das Tagesschaltrad 7 am
Mitdrehen verhindert. Bei der Drehung der Buchse 12, 12a bewegt sich der Stift 19
vom Ende des Schlitzes 15b, an welchem er unter der Wirkung der Schraubenfeder 18
angelegen hat, gegen das andere Ende dieses Schlitzes 15b, wobei er die Schraubenfeder
18, die an der Nabe 15a befestigt ist, spannt. Bei dieser Drehung der Sternwalze
13, der Buchse 12, 12a und der Hohlwelle 11 gleitet die am flansch 21 der fest auf
der Hohlwelle 11 sitzenden Büchse 21 gelagerte Schaltklinke 22 frei über die Zähne
des Innensperrzahnkranzes 25a der BUchse 22, so dass diese und damit auch die Welle
23, welche durch das durch den Zahnkranz 26a der Büchse 26 und die Sperrolle 2&
des unter der Wirkung der Feder 29 stehenden Hebels 28 gebildete Gesperre festgehalten
ist, nicht mitgedreht wird. Wenn das Zifferblatt 6 die Zeiz 05 Uhr anzeigt, kommt
der erste Schaltfinger da ausser Eingriff mit dem Zahnkranz
13a
der Sternwalze 13 und diese wird unter der Wirkung der Schraubenfeder 18 mitsamt
der Büchse 12, 12a und der Hohlwelle 11 in ihre Ausgangs-Stellung zurückgedreht.
Bei dieser Ruckdrebung der Hohlwelle 11 greift jedoch die Schaltklinke 22 in den
Innensperrzahnkranz 25a der Buchse 25 ein und dreht diese unter Ueberwindung des
Gesperres 26, 26a, 28, 28a, 29 mitsamt der Welle 23 mit. Bei dieser Drehung der
Welle 23, welche 60° beträgt, gelangt der eine Schaltmocken 31a des einen Nockenringes
31 unter den Schalthebel 30a des betreffenden Schalters 30 und schaltet diesen und
damit die Aufheizung der Heizungsanlage ein. Etwas vor 07 Uhr kost der zweite Schaltfinger
8a in eingriff mit dem ihm gegenüberliegenden Zackenkranz 13a der Sternwalze 13,
so dass diese mitsamt der Buchse 12, 12a und der Hohlwelle 11 gedreht wird. Wenn
dann das Zifferblatt 6 genau u7 Uhr anzeigt, kommt der Schaltfinger 8a ausser Eingriff
mit dem Zackemkranz 13a der Sternwalze 13, wobei in der gleichen Weise wie vorstehend
beschrieben y wieder eine Rückdrehung der Sternwalze 13 unter der Wirkung der Schraubenfeder
18 erfolgt, bei welcher die Welle 23 wieder um 60° gedreht wird. Diese Drehung der
Welle 23 bewirkt, das nun der Nocken 31a des ersten Nockenringes 31 den Schalthebel
30a des ersten Schalters 30 frei gibt, so dass dieser die Aufwärmung bewirkende
Schalter 30 ausgeschaltet wird. Gleichzeitig gelangt aber de; Schaltnocken 31a des
anderen Nockenringes 31 unter den Schalthebel 3Ua des anderen Schalters 30, welcher
dadurch geschlossen wird und die Heizungsanlage auf rolle Leistung schaltet. Erst
we@@ das Zifferblatt 6 genau 19 Uhr anzeigt, erfolgt, durch den dritten Schaltfinger
8a eingeleitet, in gleicher Weise eine weitere Schaltung, bei welcher der den Schalter
30 fUr die volle Leistung der Heizungsanlage betätigende Schaltiocken 31a des betreffenden
Nockenringes 31 den Schalthebel 30a des betreffenden Schalters 3o verlässt, so dass
dieser Schalter 30 die Vollheizung ausschaltet. Während dieser drei Schaltungen
ist die Welle 23 um 180° gedreht worden, so das sich nun die zweiten Schaltnocken
31a der Nokkenringe
30 in Ausgangsstellung befinden. Bei Vollendung
einer vollen Umdrehung des Zifferhlattes 6 wird Uber das Tagesschaltrad 7 und dessen
Antriebsstift 7a das Maltesernutenrad 15 um eine Siebentelsdrehung gedreht, wobei
dieses über den Stift lß die Sternwalze 13 mitnimmt und diese ebenfalls um eine
Siebentelsdrehung dreht, so dass nun die dem nächsten Tag zugeordneten Zacken der
Zackenkränze 13a in Wirkungsstellung gelangen. Da sich hierbei das Maltesernutenrad
15 und die Büchse 12, 12a mit der Sternalse 13 gemeinsam drehen, wird die Schraubenfeder
18 nicht gespannt und eine Rückdrehung der Sternwalze 13 erfolgt deshalb nicht.
Da während der drei bei einer vollen Umdrehung des Zifferblattes 6 vorangehend erfolgten
Schaltungen die Welle 23 nur um 180° gedreht worden ist, befinden sich die zweiten
Schaltnocken 31a der Nockenringe 31 in Ausgangsstellung, so dass sich die drei erforderlichen
Schaltungen an neuen Tage in genau gleicher Weise wiederholen.
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Ist die zu steuernde Heizungsanlage nicht, wie beim vorstehend beschriebenen
Anwendungsbeispiel, i1r ein Wohnhaus, sondern dur ein Büre-oder Geschäftshaus bestimmt,
ergibt sich ein etwas anderes Programm. Für Montag bis Freitag bleibt zwar du Programm
das gleiche. Am Samstag soll aber die Vollheizung nicht erst um 19 @hr, sondern
bereits um 12 Uhr ausgeschaltet werden und an Senntag soll weder die Aufwärmung
moch die Vollheizung eingeschaltet werden. Ein solches oder ähnliches Prograan kann
mit der beschriebenen Wochenprogramm-Steuerungseinrichtung ebenfalls gesteuert werden,
nur muss hiefür ein weiterer Ring 8 mit einen Schaltfinger Sa versehen sein, welcher
am Zifferblatt 6 auf l@ Uhr eingestellt ist.
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Die Zacken der mit dem zusätzlichen, auf 12 Uhr eingestellten Schaltfinger
8a zusammenwirkenden Zackenkranzes 13a der Sternwaltel@, welche den Wochentagen
Montag bis Freitag und Sonntag zugeordnet sind, werden ausgebrochen, so dass nur
die dem Samstag zugeordnete Zacke verbleibt. Ausserdem werden die dem Senntag zugeordneten
Zacken der Zackenkränze 13a, welche
mit dem ersten, auf 05 Uhr
eingestellten Schaltfinger 8a und mit dem dritten, auf 19 Uhr eingestellten Schalttiwger
ga zusammenwirken, ebenfalls ausgebrochen. Eine solchermassen ausgebildete Wochenprogramm-Steuerungseinrichtung
fUr eine Heizungsanlage, bei welcher die Tqes-.
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fortschaltung gleich wie beim vorbeschriebenen Anwendungsbeispiel
erfolgt, bewirkt folgende Schaltungen: Montag bis Samstag wird die Aufwärmung um
05 Uhr eingeschaltet, um 07 Uhr wieder ausgeschaltet und dafür die volle Leistung
eingeschaltet. Montag bis Freitag wird dann die volle Leistung ii 19 Uhr ausgeschaltet,
während dies am Samstag bereits um 12 Uhr erfolgt. Sonntags erfolgt keine Schaltung,
so dass die Welle 23 mit den Nockenringen 31 überhaupt nicht gedreht wird. Dies
wird durch das vorstehend erwähnte Ausbrechen von Zacken der Zackeikräne 13a erreichte
Die erfindungsgemässe Programm-Steuerungseinrichtung kann auch für die Steuerung
wesentlich kotplizierterer Progzamme ausgebildet sein, wen hiefür eine genügende
Anzahl von mit Schaltfingern 8a versehenen Ringen 8 und eine Sternwalze 13 mit einer
entsprechenden Anzahl von Zackenkränzen 13a vorgesehen werden. Die ganze Zeitdauer
eines Programmes kann, statt eine Weche zu betragen, auch grüsser eder kleiner sein
und sie kann in eine beliebige Anzahl von Zeitabschnitten unterteilt sein.