DE2237033A1

DE2237033A1 - Schaltscheibe fuer zeitschaltgeraete

Info

Publication number: DE2237033A1
Application number: DE19722237033
Authority: DE
Inventors: Werner Herl
Original assignee: SCHWENK KG THEBEN WERK
Current assignee: SCHWENK KG THEBEN WERK
Priority date: 1972-07-28
Filing date: 1972-07-28
Publication date: 1974-02-07
Also published as: DE2237033B2

Description

Schaltscheibe für Zeitschaltgeräte Die Erfindung bezieht sich auf eine, durch ein elektromotorisches Zeitmeßglied angetriebene Schaltscheibe, die konzentrisch auf einer Antriebswelle angeordnet mit Schaltreiter versehen ist, und beim Umlauf eine Kontakteinrichtung betätigt.
Solche Schaltscheiben werden insbesondere in Schaltuhren verwendet.
Die Schaltscheibe ist dort eine Zeitscheibe, die innerhalb der Schaltperiode mit gleichförmiger Geschwindigkeit einmal umläuft und an ihrem Rand die derart verteilten Reiter trägt, daß sie zu den vorgesehenen Zeitpunkten der Kontakteinrichtung mit dem Schalter in Eingriff gelangen und die verlangten Schaltfunktionen auslösen.
In immer stärkerem Maße werden Schaltuhren für die Lösung automatischer Aufgaben, die durch eine Zeitbestimmung darstellbar sind, eingesetzt.
Derartige Schaltuhren können beispielsweise zu vorbestimmten, einstellbaren Tageszeiten oder nach Ablauf vorbestimmter einstellbarer Zeiträume Signale auslösen, die irgendwelche Vorgänge einleiten oder unterbrechen.
Einige Anwendungsmöglichkeiten bei Arbeitsprogrammen mit gleichartigen immer wiederkehrenden Vorgängen wären zum Beispiel ein Einsatz der Schaltuhr zur wirtschaftlichen Regelung einer Raumheizung, bei der im 24-stündigen Zyklus während der Nachtzeit die Temperatur in den nicht genutzten Räumen abgesenkt werden soll oder ein Einsatz in einer zeitabhängigen Steuerung für Beleuchtungsanlagen oder für zeithaltende Automatisierung von Wasseraufbereitungs- und Kühlanlagen, um nur einige Beispiele zu nennen.
Alle vorgenannten Applikationen machen es erforderlich, daß die Steuerung der Kontakteinrichtung rund um das Zifferblatt möglich ist, und daß die Zeitvorwahl für den Ein- und Ausschaltvorgang individuell und ohne Hilfswerkzeug einstellbar ist, um eine optimale zeitliche Anpassung für den jeweiligen Einsatz der Schaltuhr an den jeweiligen Anwendungsfall zu gewährleisten.
Es sind Schaltuhren bekannt geworden, bei denen die Schaltungen durch sogenannte Schaltreiter, die auf einer umlaufenden Schaltscheibe befestigt sind, eingeleitet werden.
Da meist für das Ein- und Ausschalten je ein Schaltreiter notwendig ist, wird die kürzeste Schaltzeit durch den kleinstmöglichen Schaltreiterabstand bestimmt. Die Schaltreiter werden auf der Schaltscheibe in der Regel mit Hilfe von Schrauben oder Spannfedern arretiert.
Die Schaltscheibe ist deshalb bei häufigem Versetzen der Schaltreiter meist nach kurzer Zeit durch die Körnerspitzen stark angegriffen.
Eine andere Lösung sieht auf der Schaltscheibe fest angeordnete Gewindelöcher vor, in die nach Bedarf Schaltstifte in Form von Gewindestiften eingeschraubt werden.
Diese Stifte nehmen zwar weniger Raum als Schaltreiter ein, der Aufwand für die Herstellung der Schaltscheibe ist aber sehr erheblich.
Die Zeitvorwahl oder Programmänderung ist auch bei dieser Ausführung schwierig und nur mit Hilfe von Werkzeugen möglich.
Außerdem ist eine derartige Schalteinrichtung ebenfalls mit dem Nachteil behaftet, daß aufgrund ihrer Konstruktion die Ansteuerung von zwei oder mehreren Schaltprogrammen in verschiedenen Schaltebenen sehr kompliziert ist.
Oberdies wird die kürzest mögliche Zeitspanne zwischen den Ein- und Ausschaltpunkten durch den fertigungstechnisch bedingten Minimalabstand der Gewindebohrungen begrenzt.
Die gleiche Problematik gilt aber auch für abgewandelte Ausführungen der Schaltstifte, die ohne Schraubfixierung entweder mit Hilfe konischer Paßformen oder konstruktiv angelegter thermoplastischer Spannsitze in der Schaltscheibe arretiert werden und damit die aufwendige Ausführung der Schaltscheibe reduzieren.
Bei einer anderen Konstruktion sind gabelförmige, federnde Schaltreiter vorgesehen, die auf eine gezahnte Schaltscheibe mit entsprechenden Rillen aufgesetzt werden.
Derartige Schalteinrichtungen erlauben es mit Hilfe von verschiedenartig geformten Schaltreitern, mehrere Schaltprogramme in verschiedene Schaltebenen zu legen und zeitlich gleich oder versetzt zu betätigen, allerdings ist die Einstellung und Auswechslung bei Programmänderungen für einen Nichtfachmann sehr schwierig, und extrem kurze Schaltzeiten lassen sich mit dieser Ausführung auch kaum einstellen.
Bei einer anderen Schaltscheibenausführung sind lateral (seitlich) am Umfang Schlitze vorgesehen, die zum Einstecken von Steckschaltreitern verwendet werden können. Die Schaltreiter werden radial zum Zentrum der Schaltscheibe in die Schaltscheibe gesteckt und erlauben aufgrund ihrer verschieden möglichen Ausführungsformenebenfalls mehrere Schaltprogramme zeitlich gleich zu legen.
Diese seitliche Anordnung der Schaltreiter hat den besonderen Nachteil, daß bei Einbau der Schaltuhr in Schaltanlagen, die nur von vorne zugänglich sind, eine Schlechte Bedienbarkeit der Schaltscheibe bei nachträglicher Programmierung oder Programmänderung in Kauf genommen werden muß.
Es sind auch Ausführungen bekannt geworden, bei denen statt der umlaufenden Schaltscheibe mit aufgesetzten Schaltreitern, Schaltscheiben benutzt werden, deren Umfang in eine größere Anzahl von Segmenten - meist 24 oder ein Vielfaches davon -aufgeteilt ist. Diese Segmente lassen sich in zwei bestimmte fixierte Stellungen bringen. Beim Umlauf der Schaltscheibe wirken die nach außen verstellbaren Segmente wie Schaltreiter auf einen Schaltmechanismus und lösen die eingestellten Schaltfunktionen aus.
Eine andere Lösung benutzt an Stelle der Schaltreiter sogenannte Schaltfinger, die konzentrisch auf der Abtriebswelie aufgereiht sind und reibschlüssig mit der Schaltscheibe verbunden mit dieser umlaufen und beim Durchlauf durch die Kontakteinrichtung die Schaltfunktionen auslösen.
Bei Schaltuhren der beschriebenen Bauarten ist der mechanische Aufbau der Betätigungselemente für die Ausloseeinrichtung- meist sehr aufwendig und mit hohen Herstellungskosten verbunden.
Da man heute aber allgemein bestrebt ist, die Abmessungen der Geräte und Bauteile zu verringern und leichter zu bauen, um den Kraftaufwand der Antriebssysteme zu reduzieren, muß eine aufwendige Schaltmechanik nach Möglichkeit vermieden werden.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Schalt- und Anzeigescheibe für zeithaltende Geräte zu schaffen, bei der alle beschriebenen Schwierigkeiten beseitigt sind. Dabei soll einerseits durch eine einfache Ausführungsform eine leichte Einstellung und Veränderung der Schaltzeiten gewährleistet sein und andererseits die Schaltscheibe für jedes moderne Antriebselement der Uhrentechnik geeignet sein.
Vorteilhaft wird die erfindgungsgemäße Schaltscheibe aus thermoplastischen Kunststoffen, aus einem Teil bestehend, hergestellt.
Es ist jedoch auch möglich, derartige Teile als sogenannte Stanzteile aus metallischen als auch thermoplastischen Materialien zu fertigen.
An Hand eines Ausfflhrungsbeispiels sei die Erfindung näher erläutert.
Fig. 1 eine Draufsicht der Schaltscheibe mit 2 Schaltreitern Fig. 2 eine Schnittansicht der Schaltscheibe mit einem Schaltreiter für Schaltebene 1 Fig. 3 eine Schnittansicht der Schaltscheibe mit einem Schaltreiter für Schaltebene 2.
Figur 1 zeigt die erfindungsgemäße Ausführung der Schalt- und/oder Anzeigescheibe 1, bei der zum besseren Verständnis mit Hilfe eines hervorgehobenen Teilausschnittes die kennzeichnenden, prismatischen Aussparungen am Umfang der Schaltscheibe gezeigt werden.
Jedes gezahnte Schaltsegment entspricht in der vorliegenden Ausführung mit der gewählten Teilung von 96 Aussparungen am Umfang der 24-Stundenscheibe (Tagesschaltscheibe) einem minimal möglichen Schaltreiterabstand von 15 Minuten.
Bei der nicht dargestellten, zusätzlich möglichen Wochenschaltscheibe kann die Anzahl der Aussparungen - meist 7 oder ein Vielfaches davon - ebenfalls beliebig gewählt werden, beispielsweise entsprechen in diesem Falle 84 Aussparungen einem Schaltreiterabstand von 2 Stunden.
Es liegt im Rahmen des Efindungsgedankens, die Anzahl der prismatischen Aussparungen zu erhöhen oder auch herabzusetzen, entsprechend den Forderungen der Praxis.
Am Umfang der Schaltscheibe 1 befinden sich in beliebigen Abständen die Schaltreiter 3 und 4. Die beiden Reiter bilden ein zusammengehöriges Paar, welches zwei KontaktbOätigungen mit einander sich aufhebenden Funktionen beim Durchlauf am Schaltstern 2 bewirkt. Falls erwünscht, können weitere Paare auf der Schaltscheibe angebracht werden, wodurch während jedes Umlaufes eine entsprechend größere Anzahl von Schalterbetätigungen auslösbar sind.
Die beiden, die Schaltpunkte bestimmenden Schaltreiter sind zu diesem Zweck derart ausgebildet, daß sie einerseits die Betätigung des Sclätsterns mit dem in die Schaltebene programmierten Schaltnocken am Außenradius der Schaltscheibe übernehmen und andererseits mit Hilfe der pfeilförmigen Reiterkontur am Innenradius der Schaltscheibe als Zeitmarken auf dem Zifferblatt zur Kontrolle der Schaltpunkte genutzt werden können.
Die Schaltreiter können ohne Zwischenräume lückenlos ber den ganzen Umfang der Schaltscheibe angeordnet werden, denn aufgrund der erfindungsgemäßen prismatischen Aussparungen werden die Schaltreiter während des Aufbaus der dynamischen Betätigungskraft nach dem Anlaufen des Schaltreiters an den Schaltstern durch den tangentialen Verlauf der Schalt-Kraftkomponente zum Zentrum der Schalt scheibe in die Verzahnung gedrückt und arretiert.
Figur 2 und Figur 3 zeigen die Möglichkeit durch Anordnung der Schaltreiter-Betätigungsnase in verschiedenen Schaltebenen, mehrere Programme zeitlich gleich oder zeitlich versetzt zu betätigen.
Die erfindungsgemäße Schalt scheibe ist vorstehend lediglich anhand eines Ausführungsbeispiels beschrieben, das zur Veranschaulichung der wesentlichen Merkmale dient.
Ohne vom Grundgedanken der Erfindung abzugehen, ist es möglich, weitere Ausführungsformen und Abänderungen sowie Verbesserungen vorzunehmen, die sich nach den jeweiligen Herstellungserfordernissen-und -bedingungen sowie nach dem Anwendungsfall richten, da die erfindungsgemäße Schaltscheibe in Schaltuhren für alle möglichen industriellen Zwecke eingesetzt werden kann.

Claims

Patentansprüche

1) Schalt- und/oder Anzeigescheibe, die konzentrisch auf einer Welle eines zeithaltenden Schaltgerätes angeordnet, mit Schaltreiter versehen ist, die einzeln oder paarweise als Schaltnocken am Umfang angeordnet, eine mechanische und/oder elektrische Kontakteinrichtung im Rhythmus des eingestellten Schaltprogramms betätigt, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltscheibe über den ganzen Umfang, entsprechend üblicher Stundenteilung, eine größere Anzahl von prismatischen Aussparungen besitzt, die einerseits bei der Einstellung des Schaltprogramms die jeweilige Stellung des Schaltreiters fixieren und andererseits durch formschlüssige Abstützung des Steckreiters während des Aufbaus der dynamischen Betätigungskraft nach dem Anlaufen bis zum Schaltaugenblick den Schaltreiter arretieren.

2) Schaltscheibe für Schaltuhren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erreichung einer Verdrehsicherung der Schaltreiter in belastetem Zustand, die Schaltscheibe mit einer durchgehenden Führungsrille (5) versehen ist, die so ausgeformt ist, daß beim Anlaufen des Reiters an die Schalteinrichtung durch Verkanten des gabelförmigen Schaltreiterfußes in Richtung der Betätigungskraftkomponente eine Klemmwirkung entsteht, die einen verdrehsicheren Spannsitz gewährleistet.

3) Schaltscheibe für Schaltuhren nach Anspruch 1-2, dadurchgekennzeichnet, daß die Haftsicherung der Schaltreiter in unbelastetem Zustand durch die Riickspannkraft der gabelförmig über der Steckfläche gespreizten Schaltreiterfüße erreicht wird.

(Steckfläche Abstand von Zahngrunddurchmesser der prismatischen Aussparungen zum Außenradius der Führungsrille).

4) Schaltscheibe für Schaltuhren nach Anspruch 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß die prismatischen Aussparungen am Umfang so ausgeformt sind, daß die Schaltreiter ohne Zwischenabstand aufgesetzt und fixiert werden können.

Der Mindestschaltabstand ist deshalb erfindungsgemäß nur abhängig von Begrenzungen durch die Mindestbreite der Schaltreiter.

5) Schaltscheibe für Schaltuhren nach Anspruch 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltscheibe aus einem Stück durch Pressen, Spritzen oder Gießen aus thermoplastischen oder metallischen Werkstoffen hergestellt ist.

6) Schaltscheibe für Schaltuhren nach Anspruch 1-5, dadurch -gekennzeichnet, daß die Aufteilung der prismatischen Aussparungen am Umfang der Schaltscheibe zum Zwecke einer größeren Schaltauflösung verschieden ist.

7) Schaltscheibe für Schaltuhren nach Anspruch 1-6, dadurch gekennzeichnet, daß Schaltreiter verwendet werden, deren Schaltnasen radial nach außen in der Schalt bahn geführt und zur Verwirklichung mehrerer Schaltprogramme in verschiedenen Schaltebenen angeordnet werden können.

8) Schaltscheibe für Schaltuhren nach Anspruch 1-7, dadurch gekennzeichnet, daß der einem Schaltschritt zugeordnete prismatische Ausschnitt mehrstufig unterteilt werden kann, um Schaltreiter mit gleicher mehrstufiger Innenverzahnung verwenden zu können, die einerseits eine optimale Einstellgenauigkeit des Schaltpunktes und andererseits eine maximal feinstufige Auflösung der Schaltzeiten ermöglichen.