DE2128859B2 - Schaltuhrmodul - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen synchronmotorisch angetriebenen Schaltuhrmodul mit einer Anzeige- und Schaltprogrammscheibe mit vorwählbaren Schaltreitern, die eine elektrische Kontakteinrichtung programmvorwahlkonform beaufschlagen.

Bei derartigen Schaltuhren zur elektrischen, zeithaltenden Steuerung von z. B. Heizanlagen, Abtaueinrichtungen von Kühlanlagen, Wasseraufbereitungsanlagen, Schaufensterbeleuchtungsanlagen, Radios, Lichtwecker ist es erforderlich, daß diese einerseits ökonomisch in ihrem Gesamtaufbau und wirtschaftlich in der Herstellung und im Verkauf sind und andererseits bei einer räumlich größtmöglichen Anzeige- und Schaltprogrammscheibe in sich kompakt geschlossen sind und relativ kleine Abmessungen in Länge, Breite und Höhe als auch ein kleines Massengewicht aufweisen sollen.

Außerdem soll sichergestellt sein, daß dort die mechanischen Montage- und Befestigungsglieder, als auch die elektrischen Anschlußeinrichtungen hinreichend übersichtlich und zweckmäßig ausgebildet und angeordnet sind, um hiermit einen universellen,

*> ökonomisch wirtschaftlichen Einsatz in Geräten, Anlagen und sonstigen Steuereinrichtungen, z. B. der oben genannten Art zu gewährleisten.

Die bekannten Schaltuhren sind in ihrem technischen Aufbau auf bestimmte Einsatzfälle, z. B. für eine Ein- oder Aufbaumontage an Schalttafeln oder sonstigen Einrichtungen ausgerichtet und weisen dementsprechend nicht nur ein spezielles, das System umschließendes, Gehäuse auf, sondern auch ihre räumlichen Abmessungen und Massengewichte sowie ihre mechanisehen Montage- und Befestigungsglieder als auch ihre elektrischen Anschlußeinrichtungen entsprechen vielfach nicht den ökonomischen, wirtschaftlichen und anwendungstechnischen Anforderungen, die häufig an Schaltuhren gestellt v/erden, obwohl es auch dort bereits bekanntgeworden ist, Lagerplatinen für derartige Schaltuhren im Spritzgußverfahren aus einem Kunststoff in einem Arbeitsgang herzustellen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zu gründe, eine Schaltuhr nach Art eines Moduls zu schaffen, bei dem alle technischen Erfordernisse an ein derartiges aktives zeithaltendes Schaltelement kompakt, auf kleinstem Raum und mit einer räumlich dazu größtmöglichen Anzeige- und Schaltprogrammscheibe angeordnet sind, und bei dem die funktionellen Eigenschaften vereinfacht und verbessert und die Herstellung mit zeitgemäßen Fertigungsmitteln und -methoden in großen Serien möglich ist.

Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst, daß das Modulgehäuse mit den Montage- und Befestigungseinrichtungen und die Elemente zur Lagerung der mechanischen und der elektrischen Antriebs und Schalteinrichtungen einstückig aus zwei, einandei gegenüberliegend stoßschlüssig angeordneten, schalen artigen Platinen bestehen, daß zur räumlichen unc elektrischen Trennung der elektrischen Antriebs- unc Schalteinrichtungen von den mechanischen Antriebs und Schalteinrichtungen im Bereich des Stoßes de Platinen eine, von den Platinen axial und lagerkonzen trisch fixierte Zwischenplatine angeordnet ist, daß di< Platinen und die Zwischenplatine spanlos spritztech nisch aus einem Kunststoff hergestellt sind, und dal konzentrisch auf einer der Platinen die Anzeige- um Schaltprogrammscheibe angeordnet ist.

Vorteilhaft bei einer Einrichtung nach der Erfindun

⁶S ist nicht nur, daß durch die Schaffung zweie schalenartiger Platinen, die spiegelbildlich einande gegenüberliegend angeordnet, sowohl als Träger für di aktiven und passiven mechanischen und elektrische

Antriebs- und Schalteinrichtungen dienen, sondern gleichzeitig ein hermetisch abgeschlossenes Gehäuse bei kleinstem Raumbedarf und Weritstoffaufwand bilden, sondern auch daß durch die zwischen den beiden Platinen angeordnete Zwischenplatine die elektrischen Antriebs- und Schalteinrichtungen von den mechanischen Antriebs- und Schalteinrichtuügen getrennt sind. Vorteilhaft ist ferner der einfache, ubersichüiche, statisch und dynamisch sinnvolle Aufbau des Schaltuhrmoduls, der mittelbar oder unmittelbar in entsprechend zu steuernden Geräten oder Anlagen voll integriert werden kann.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigt ts

Fig. 1 eine Seitenschnittansic*.. durch einen Schaltuhrmodul in leicht vergrößertem Maßstab,

Fig.2 eine Vorderansicht auf den SchahubrmoduJ nach F i g. 1 mit einer Anzeige- und Schaltprogrammscheibe,

F i g. 3 eine Ansicht der mechanischen Antriebseinrichtung der Anlage nach F i g. 1 bei Abnahme der vorderseitigen schalenartigen Platine,

Fig.4 eine Ansicht der elektrischen Antriebs- und Schalteinrichtung nach Fig. 1 bei Abnahme der rückseitigen, schalenartigen Platine und

F i g. 5 eine Seitenansicht auf einen Schaltuhrmodul nach F i g. 1 mit einer elektrischen Anschlußvorrich'ung, bei abgenommener Anzeige- und Schaltprograminscheibe.

In der Einrichtung nach F i g. 1 bezeichnet 1 eine vorderseitige schalenartige Platine und 2 eine rückseitige schalenartige Platine, die, in spanloser Technik insbesondere aus einem thermoplastischen Kunststoff hergestellt, mit den Hohlräumen einander gegenüber liegend angeordnet, kraftschlüssig zueinander befestigt sein können. Die, derart zueinander angeordneten, Platinen 1 und 2 umschließen die dort funktionskonform angeordneten und gelagerten mechanischen und elektrischen Antriebs-, Schalt- und Anschlußeinrichtungen gehäuseförmig und schützen diese hinreichend gegen Berührung und Staub einflösse. Außerdem sind die Platinen 1 und 2 insbesondere die Platine 2, mit Mitteln zur Fixierung, Montage und Befestigung des erfindungsgemäßen Schaltuhrmoduls in vorwählbar ztithaltend zu steuernden Anlagen, Geräten oder sonstigen Einrichtungen versehen.

Im Einzelnen sind in den gehäuseförmig zueinander angeordneten Platinen 1 und 2 der F i g. 1 folgende mechanische und elektrische Antriebs-, Schalt- und Anschlußeinrichtungen funktionskonform gelagert: 3 bezeichnet dort einen Synchronkleinstmotor mit einem Außenläufer als Zeitbasis des Moduls, der über einen Lagerflansch 4 in einer Zwischenplatine 5 fixiert, dort mit mindestens einer Schraube 6 kraftschlüssig befestigt ist. Auf der Abtriebswelle des Motors 3 ist eine Schnecke 7 angeordnet, die durch Aufpressen eines schraubenartig gewickelten Stahldrahtes auf die Abtriebswelle des Motors hergestellt ist. Die Schnecke 7 steht mit einem, in der gezeichneten Ansicht verdeckten Schneckenrad in Eingriff, das auf einer Welle 8 angeordnet ist, die senkrecht zur Abtriebswelle des Motors 3 verläuft, und die den zeithaltenden Antriebskraftfluß über eine weitere Schnecke und ein, dahinter verdecktes, Schneckenrad auf eine Stirnrädergetriebeanordnung 10 und 11 überträgt. Von dort wird über einen Trieb 12 des Getriebestirnrades 11 ein sogenanntes Minutenrad 13 beaufschlagt, mit einer Drehgeschwindigkeit von 1 U/h. Die entsprechende Minutenwelle 14 ist vorderseitig extern anflanschbar mit einem Minutenzeiger 15 versehen. Über einen, stoffschlüssig mit dem Minutenrad 13 verbundenen Minutentrieb 16 wird der Kraftfluß über ein Wechselrad 17 und ein, mit diesem verbundenes. Wechseltrieb 18 auf ein Stundenrad 19 geführt, dessen stoffschlüssig vorgesehenes Flanschrohr 20 konzentrisch zur Minutenwelle 14 extern mit einem Stundenzeiger 21 versehen ist Auf dem Wechselrad 17 konzentrisch zum Wechseltrieb 18 ist ein weiterer Trieb 22 stoffschlüssig vorgesehen, der mit einem Stirnradansatz einer vorderseitig extern angeordneten und auf einem Lagerflansch 23 der Riatine 1 gelagerten Anzeige- und Schaltprogrammscheibe 24 in Eingriff steht Eine Sicherungsscheibe 25 begrenzt axial die Lage der Anzeige- und Schaltprogrammscheibe 24 auf dem Lagerflansch 23.

Vorteilhaft ist die Anzeige- und Schaltprogrammscheibe 24 in spanloser Technik aus einem thermoplastischen Kunststoff hei gestellt. Vorderseitig ist dort ein Zifferblatt 26 angeordnet das mittels eines Bolzens 27 zur Scheibe 24 lagefixiert ist. 28 und 29 zeigen Schaltreiter, die lösbar rastend mittels einer, dort stoffschlüssig angeordneten, Federklinke 30 am konisch ausgebildeten Umfang der Scheibe 24 befestigt sind, und die schaltzeitkonform mit einem, in einer anderen Figur noch näher beschriebenen, Schaltstern 31 in Eingriff kommen, der eine, mit dem anschlußseitigen Kontaktfahnen 32 bezeichnete elektrische Kontakteinrichtung schaltet Die zylindrischen Schaltbolzen der Schaltreiter 28 und 29 weisen dabei eine, im Vergleich zueinander unterschiedliche. Länge auf, entsprechend der ihnen zugemessenen Ein- oder Ausschaltfunktion in der Beaufschlagung des Schaltsternes 31. 33 kennzeichnet eine Leiterplatte, die für die elektrischen Anschlüsse sowohl der Kontakteinrichtung als auch des Motors 3 für den weiteren externen Anschluß dienen soll.

Die manuelle Zeiteinstellung erfolgt an einem Drehkopf 34, der vorteilhafterweise mit dem Minutenzeiger 15 stoffschlüssig verbunden ist. Zu diesem Zweck ist auch zwischen dem Stirnrad 11 und dem dazu konzentrischen Trieb 12 eine, nicht näher bezeichnete. Friktion vorgesehen, die den Kraftfluß Motor 3-Minutenzeiger 15 trennt

Die Zwischenplatine 5 ist je hälftig in den schalenartigen Platinen 1 und 2 formschlüssig gelagert und durch am inneren Umfang stoffschlüssig vorgesehenen Begrenzungsstegen 42 axial lagegesichert. Die Stirnrädergetriebeanordnung 10,11 und 12 als auch die Minutenwelle 14 sind insbesondere in stoffschlüssigen, in den Lagerplatinen 1 und 2 sowie der Zwischenplatine 5 vorgesehenen Spurlagern 35 gelagert.

Die, senkrecht zur Minutenwelle 14 angeordnete, Welle 8 ist in sogenannten Schiebespurlagern 36 gelagert, die lösbar in entsprechenden Bolzen 37 an der Zwischenplatine 5 platinenaxial eingeschoben werden. 18 bezeichnet einen externen Montage- und Befestigungsbolzen an der Platine 2 und 39 kennzeichnet eine öffnung in der Platine 2 zum externen Abführen der Wärme des Motors 3.

Die F i g. 1 veranschaulicht im Besonderen die ökonomische und technisch sowie auch wirtschaftliche Bauform des erfindungsgemäßen Schaltuhrmoduls, der in seiner geometrischen Größenordnung universell einsetzbar ist.

In der Ansicht der F i g. 2 bedeutet 1 die vorderseitige, schalenartige Platine und 24 die Anzeige- und Schaltprogrammscheibe mit den Schaltreitern 28 und 29

für eine entsprechende Ein- und Ausschaltfunktion über den Schaltstern 31, der die nicht sichtbare elektrische Kontakteinrichtung betätigt. Die Schaltreiter 28 und 29 sind in einer, entsprechend unterschiedlichen, Farbgebung, z. B. rot, blau, ausgelegt, die den jeweiligen Schaltzeitprogrammzustand (Ein-rot, Aus-blau) eindeutig und übersichtlich kennzeichnet. Die Schaltreiter 28 und 29 sind in entsprechenden koaxialen Löchern 40 am Umfang der Anzeige- und Schaltprogrammscheibe 24 fixiert, die in ihrem Abstand zueinander, bezogen auf die Zeiteinteilung auf dem Zifferblatt 26, einen, in dieser Ausführung kürzesten, Schaltzeitabstand von einer halben Stunde ergeben. Es ist in jedem Falle möglich, einen anderen, z. B. relativ kleineren, Schaltzeitabstand zu realisieren, bei entsprechender geometrischer Auslegung der Breite der Schaltreiter 28 und 29. Das Zifferblatt 26 kann durch eine Verklebung oder eine thermoplastische Verschweißung des Umfangs 41 der Anzeige- und Schaltprogrammscheibe 24 kraftschlüssig zur Scheibe 24 befestigt sein. 15 bezeichnet den Minutenzeiger, 34 den, mit dem Minutenzeiger kraftschlüssig verbundenen, Drehknopf und 21 den Stundenzeiger. 43 zeigt einen Pfeil, der die Drehrichtung der Anzeige- und Schaltprogrammscheibe 24 vorzeigt.

Der Schaltstern 31 weist Schaltnocken 44 und 45 auf, die geometrisch in axialer Höhe zueinander abgesetzt sind, wobei dem erhabenen Nockentrio 44 die Einschaltfunktion und dem, zu 44 zurückgesetzten, Nockentrio 45 die Ausschaltfunktion der nicht sichtbaren elektrischen Kontakteinrichtung zugemessen ist. 46 kennzeichnet koaxial angeordnete Werkbefestigungsschrauben, die die beiden, konzentrisch zueinander angeordneten, schalenartigen Platinen 1 und 2 nach F i g. 1 kraftschlüssig lösbar zueinander befestigen. Es liegt dort im Rahmen der Erfindung, daß an die Stelle einer Schraubbefestigung der beiden Platinen 1 und 2 zueinander auch eine rastend wirkende kraftschlüssige Verbindung, die stoffschlüssig mit den Platinen 1 und/oder 2 verbunden ist, treten kann.

47 bezeichnet zwei, diagonal zueinander auf der Platine 1 stoffschlüssig angeordnete, sogenannte Reservebänke für Ersatzschaltreiter 28 und 29, die dort rastend gelagert sind 48 bedeutet eine, auf der Platine 1 angeordnete, Zeiteinstellmarke, die gegebenenfalls auch in anderer Form und/oder in einer anderen geometrischen Anordnung zum Zifferblatt 26 der Scheibe 24 fixiert sein kann.

In der F i g. 3 bedeutet 2 die rückseitige, schalenartige Platine in der Ansicht des koaxialen Platinenflansches und mit der dort inseitig gelagerten und fixierten Zwischenplatine 5. Die Ansicht der Fig.3 zeigt im Weiteren die Anordnung der mechanischen Untersetzungsgetriebeeinrichtung, im Einzelnen mit der Schnekke 7, auf der AbtriebsweOe des dort nur durch den Lagerflansch 4 und die Befestigungs-Schrauben fixiert angedeuteten Synchronkleinstmotor. Die Schnecke 7 steht in Eingriff mit einem Schneckenrad 49 auf der Welle 8, die in platinenaxial montierten Schiebelagern 36 in entsprechenden, mit der Platine 5 stoffschlüssig verbundenen, Bolzen 37 formschlüssig mittels einer T-Nut-Führung beidendig spurlagerartig gelagert sind Die Schnecke 9 auf der WeDe 8 steht in Eingriff mit einem Schneckenrad 50, dessen nicht gezeichnetes konzentrisches Trieb mit dem Stirnrad 11 in Eingriff steht 13 zeigt das Minutenrad das in einem konzentrischen Ausschnitt 51 der Platine 5 angeordnet ist und 19 bedeutet das Stundenrad mit dem Flanschrohr 20. 17 kennzeichnet das Wechselrad mit dem Wechseltrieb 18, der mit dem Stundenrad 19 in Eingriff steht. 22 zeigt eir weiteres Trieb für den Antrieb der, hier nichi gezeichneten, Anzeige- und Schaltprogrammscheibe 24 nach F i g. 1 und F i g. 2.46 bedeutet die Werkfestigungsschrauben im Schnitt, die von zylindrischen Führungsbolzen 52 auf der Platine 5 geführt sind.

Im Bereich des Wechselrades 17 ist auf der Platine S ein radialer, erhabener Segmetnbogen 53 vorgesehen der die elektrische Anschlußleitung 54 des Synchronmotors führt und eine mechanische Beeinträchtigung des Wechselrades 17 verhindert.

31 zeigt den Schaltstern mit dem jeweiligen, axial zueinander versetzten Nockentrio 44 und 45. Der Schaltstern 31 weist konzentrisch, in der gezeigten Ansicht verdeckt ein Schaltrad auf, auf das eine Schaltfeder 55 schaltlagefixierend einwirkt, die im Bereich der koaxialen Bolzen 56 kraftschlüssig befestigt ist.

In der Fig.4 zeigt 1 die vorderseitige, schalenartige Platine in der Ansicht des koaxialen Platinenflansches und mit der dort inseitig gelagerten Zwischenplatine 5.3 bezeichnet den, auf der Zwischenplatine 5 gelagerten und befestigten Synchronkleinstmotor. Die, zwischen der vorderseitigen Platine 1 und der Zwischenplatine 5 angeordneten, mechanischen Getriebeeinrichtungen sind in der Ansicht im Bereich des Ausschnittes 51 der Platine 5 bis auf die Welle 8 der Übersicht halber weggelassen worden. 57 kennzeichnet die elektrische Kontakteinrichtung in der Ausführung eines Umschalters, die auf der Zwischenplatine 5 befestigt sein kann.

32 bedeuten die rückseitig ausgeführten Kontaktfahnen der Kontakteinrichtung 57, die anschlußkonform auf Leiterbahnen 58 einer gedruckten Leiterplatte 33 geführt sind und von der die Anschlüsse extern abgenommen werden können. Zu diesem Zweck sind in der einen Seitenwand der Platine 1 im Bereich der Leiterplatte 33 Ausschnitte 59 vorgesehen zur Einführung und Leitungsabnahme insbesondere durch einen nicht gezeichneten Flachstecker, der auch die Anschlußleiterbahnen 60 für die Stromzuführung des Synchronmotors abnehmen kann. 61 zeigt Lager- und Fixierbolzen für die Leiterplatte 33. Es liegt im Rahmen der Erfindung, daß die Leiterplatte 33 beliebig über den Umfang der schalenartigen Platine 1 hinaus verlängert sein kann, sofern dies anwendungstechnisch erforderlich sein sollte.

Ein Abtastbolzen 62 der Kontakteinrichtung 57 wird programmschaltgemäß von einem dreizähnigen Nokkenstern 63 beaufschlagt, der konzentrisch auf der Welle des Schaltsternes 31 angeordnet ist, und der über den Mitnehmerbolzen eine momentschaltkonforme Steuerung der Kontakteinrichtung 57 gewährleistet

In der Seitenansicht der Fig.5 ist noch einmal die kompakte, gehäuseförmige Anordnung der schalenartigen Platinen 1 und 2 des erfindungsgemäßen Schaltuhr moduls vorteilhaft sichtbar. Die Ansicht zeigt dort im weiteren die Zwischenplatine 5, sowie die Leiterplatte

33 mit den Leiterbahnen 58 und 60, die über die Ausschnitte 59 in der Seitenwandung der Platine 2 für einen Steckeranschluß zugänglich sind 38 zeigt einen Montage- und Befestigungsbolzen an der Rückseite der Platine 2. Auf der Vorderseite sind die Seitenansichten der Minutenwelle 14 und das Flanschrohr 20' des Stundenrades sichtbar. 22 bezeichnet den Trieb der, mit der in dieser Anordnung abgenommenen. Anzeige- und Schaltprogrammscheibe in Eingriff kommen kann.

Eine Ausführung des SchaJtuhrmoduls nach der Fig.5 ohne eine dort angeordnete Anzeige und

Schaltprogrammscheibe, jedoch mit dem dort gezeigten Zeigerwerk ermöglicht einen wirtschaftlichen Einsatz als Synchronuhr in entsprechenden Anlagen, Geräten oder sonstigen Zeitmeßeinrichtungen, v/obei darüber hinaus auch die Kontaktschalteinrichtung fehlen kann

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (7)

Patentansprüche:

1. Synchronmotorisch angetriebener Schaltuhrmodul mit einer Anzeige- und Schaltprogrammscheibe mit vorwählbaren Schaltreitern, die eine elektrische Kontakteinrichtung programmvorwahlkonform beaufschlagen, dadurch gekennzeichnet, daß das Modulgehäuse mit den Montage- und Befestigungseinrichtungen (38) und die Elemente zur Lagerung der mechanischen und der elektrischen Antriebs- und Schalteinrichtungen einstücktig aus zwei, einander gegenüberliegend, stoßschlüssig angeordneten, schalenartigen Platinen (1 und 2) bestehen, daß zur räumiichec und elektrischen Trennung der elektrischen Antriebsund Schallleinrichtungen von den mechanischen Antriebs- und Schaheinrichtungen im Bereich des Stoßes der Platinen (1 und 2) eine, von den Platinen (1 und 2) axial und lagerkonzentrisch Fixierte Zwischenplatine (5) angeordnet ist, daß die Platinen (1 und 2) und die Zwischenplatine (5) spanlos spritztechnisch aus einem Kunststoff hergestellt sind, und daß konzentrisch auf einer der Platinen (1 und 2) die Anzeige- und Schaltprogrammscheibe (24) angeordnet ist.

2. Schaltuhrmodul nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich der Zwischenplatine (5) und axial formschlüssig von dieser fixiert eine Leiterplatte (33) für die Anordnung und installation des Synchronkleinstmotors (3) und der elektrischen Kontakteinrichtung (57) angeordnet ist.

3. Schaltuhrmodul nach Anspruch 1 und 2. dadurch gekennzeichnet, daß die Anschlüsse (54 und 32) für den Synchronkleinstmotor (3) und die elektrische Kontakteinrichtung (57) über gedruckte Leiterbahnen (60 und 58) ausgeführt sind.

4. Schalluhrmodul nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß zur Lagerung eines Schneckengetriebes (7, 49 und 9, 50) im Bereich der mechanischen Antriebs- und Schalteinrichtungen die Zwischenplatine (5) einstückig und stoffschlüssig mit platinenaxialen Einschubspurlagern (37) versehen ist.

5. Schaltuhrmodul nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß auf einer Platine (1 und 2) im Bereich der Anzeige- und Schaltprogrammscheibe (24) einstückig und stoffschlüssig eine Reservebank (47) für die rastend lösbare Anordnung von Ersatzschaltreitern (28,29) angeordnet ist.

6. Schaltuhrmodul nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzeige- und Schaltprogrammscheibe (24) am Umfang mit einem, zum Zifferblatt (26) konzentrisch angeordneten, räumlich zurückgestuften, kreiszylindrischen Rand mit koaxialen Löchern (40) für die Anordnung von Schaltreitern (28 und 29) versehen ist.

7. Schaltuhrmodul nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der kreiszylindrische Rand auf der Anzeige- und Schaltprogrammscheibe (24) um die Höhe des Kopfes der Schaltreiter (28 und 29) zum Zifferblatt (26) zurückgestuft ist.