DE2302257B2 - Schaltvorrichtung für die elektrischen Kontakte einer Schaltuhr - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Schaltvorrichtung für die elektrischen Kontakte einer Schaltuhr, bei der eine oder mehrere Kontaktfedern von einer Nockenscheibe betätigt werden, welche schrittweise in springenden Drehbewegungen mittels einstellbaren Schaltreitern, die paarweise am Umfang einer kriechend angetriebenen Schaltscheibe angeordnet sind, antreibbar ist und sich abwechselnd aufhebende Schaltfunktionen ausführt, wobei in der Ebene der Schaltreiterbahn wenigstens ein sich tangential zur Schaltscheibe erstreckender Schaltschieber angeordnet ist, der in einer schräg zu einer Längsachse verlaufenden Parallelbewegung nach außen gegen die Wirkung einer Rückstellfeder beweglich ist und welcher wenigstens eine in die Bewegungsbahn eines oder mehrerer Schaltreiter ragende, spitze Schaltnase sowie eine Schaltklinke besitzt, wobei die Schaltklinke mit einem Schrittschaltrad in Eingriff steht, welches mit der Schaltnockenscheibe verbunden ist, nach Hauptanrneldung P 22 25 668.4-34.

Bei einer solchen Schaltvorrichtung besteht der Vorteil, daß sich auf einfache Weise die zu wählenden Schaltzeitpunkte ablesbar genau einstellen und einhalten sowie relativ kurze Schaltabstände erreichen lassen.

Außerdem ist es dabei möglich, die minimalen Abstände der einzelnen Schaltreiter in Umfangsrichtung der Schaltscheibe gesehen sehr klein zu halten. Die im wesentlichen von der Umfangsgeschwindigkeit der Schaltscheibe selbst abhängende Genauigkeit, mit der der Zeitpunkt des jeweiligen Schaltvorganges eingehalten werden kann, ist dabei jedoch noch verbesserungswürdig. Bei einer bekannten Schaltuhr (DE-OS 16 90 108). bei

ίο der zur Betätigung eines Kontaktschalters eine von einem Schrittschaltmechanismus in springenden Bewegungen schrittweise angetriebenen Nockenscheibe vorgesehen ist, wird zwar zur Verminderung einer Lichtbogenbildung und damit eines Kontaktabbrandes eine Erhöhung der Schaltgeschwindigkeit am Kontaktschalter selbst erzielt. Da jedoch das den Schrittschaltmechanismus betätigende Zeitglied, das aus einem Hubrad besteht, in 24 Stunden lediglich eine Umdrehung ausführt und zudem noch einen verhältnismäßig kleinen Durchmesser aufweist, ist es praktisch nicht möglich, den jeweiligen Zeitpunkt einer Schrittschaltbewegung der Nockenscheibe innerhalb einer Zeitgrenze zu halten, die etwa 1 bis 2 Minuten umfaßt oder gar noch darunterliegt. Im übrigen sind bei dieser bekannten Schaltuhr Schaltabstände von 8 Stunden vorgesehen, bei der es auf eine minuten- oder gar sekundengenaue Einhaltung der Schaltzeit gar nicht ankommt.

Bei ein;r anderen bekannten Schaltuhr (DE-PS 3 36 007) wird mit Hilfe eines Schaltsterns und einer

jo Rastfeder in springenden Schrittbewegungen über einen Zahneingriff eine Nockenscheibe angetrieben, welche einen Kontaktschalter direkt betätigt. Dabei hängt es sehr stark von der Gleichmäßigkeit der Winkelabstände und der Kopfform der einzelnen Zähne des Schaltsterns sowie von der Form der Feder und von den sicher ungleichen Reibungsverhältnissen zwischen den Zähnen und der Rastfeder ab, wann jeweils der

Schaltsprung erfolgt. Es ist auch bereits eine Schaltuhr bekannt, bei der am

Umfang einer 24-Stunden-Skaia in Winkelabständen, die einer Viertelstunde entsprechen, % Schaltreiter angeordnet sind, die jeweils einzeln aus einer unwirksamen Ruhelage in eine Arbeitslage verschwenkt werden können, in welcher sie zum entsprechenden Zeitpunkt die Betätigung eines Kontaktschaltwerkes bewirken. Dabei ist an einem in 24 Stunden einmal umlaufenden Hebelarm schwenkbar eine Klinkenvorrichtung angeordnet, die beim Auftreffen auf einen Schaltreiter eine konzentrisch zum Uhrwerkszifferblatt angeordnete, mit einer Aufzugsfeder versehene Scheibe in Spannlage bringt, die dann, wenn die Klinkenvorrichtung den betreffenden Schaltreiter wieder verlassen hat, in ihre Ruhelage zurückspringt und dabei die Schalterbetätigung bewirkt. Mit dieser Einrichtung läßt sich zwar auch eine verhältnismäßig hohe Schaltgenauigkeit erzielen, die Einrichtung selbst ist jedoch zu aufwendig, zu kompliziert und deshalb zu teuer und auch zu störanfällig. Außerdem ist es bei dieser bekannten Schaltuhr aufgrund der geringen Winkelabstände der immer sämtlich vorhandenen 96 Schaltreiter schwierig zu erkennen, welche der Schaltreiter sich gerade in Arbeitsposition befinden, so daß leicht Einstellfehler vorkommen können.

Bei einer weiteren bekannten Schaltuhr (DE-PS

4 36 007) sind zwei in Reihe geschaltete elektrische

Schalter vorhanden, von denen der eine über eine Kippvorrichtung betitigt wird, die von zwei auf einer Tagesscheibe angeordneten Reitern abwechselnd aus

der einen in die andere Schalttage gebracht wird. Der andere Schalter wird von einer kreisrunden Scheibe betätigt, die am Umfang einen Einschnitt hat, in welchen ein Taststift des Schalters einfallen kann, um den Schalter zu öffnen. Die Schaltscheibe ist dort über ein Zahnrad und ein Zahnritzel mit einem Schaltstern verbunden, welcher schrittweise von zwei weiteren auf der Tagesscheibe befestigten Schaltfingern angetrieben wird. Dabei steht der Schaltstern unter der Wirkung einer Rastfeder, die in die Lücken der Schaltsternzähne eingreift und den Schaltstern etwa ab der Hälfte jedes durchzuführenden Schaltschrittes springend in die nächste Schrittposition befördert.

Mit solchen Kontaktschaltvorrichtungen lassen sich weder die Schaltzeitpunkte genau ablesbar voreinstellen, noch ist es möglich, sehr kleine Schaltabstände zu erreichen, da der Mindestabstand der Schaltreiter dem Mindestabstand zweier Schaltsternzähne bzw. dem Kippwinkel der Kippvorrichtung entsprechen muß. Hinzu kommt, daß die Schalterbetätigung durch die Kippvorrichtung beim öffnen des Schalters eine allmähliche Verringerung des Kontaktdruckes bewirkt, bis der Kippunkt erreicht ist. Beim Antrieb der Nockenscheibe steht für die jeweilige Sprungbewegung höchstens der halbe Schrittdrehwinkel zur Verfugung, so daß nicht nur verhältnismäßig große zeitliche Schaltabstände, sondern auch eine erhebliche Ungenauigkeit bezüglich des jeweiligen Schaltpunktes in Kauf genommen werden müssen.

Bei einer anderen bekannten Vorrichtung (DE-AS 11 00 580) handelt es sich um ein Schrittschaltwerk, zum schrittweisen Schalten einer Steuereinrichtung an Wasch- und Spülautomaten, bei der die Schaltbewegung eines eine Nockenwalze antreibenden Schaltrades von einer Schaltklinke bewirkt wird, die ihrerseits von einer kontinuierlich angetriebenen Scheibe angetrieben wird, auf welcher die Schaltklinke exzentrisch gelagert ist. Die Erzeugung einer springenden Schaltbewegung des Schaltrades ist dort weder beabsichtigt noch möglich. Es gibt auch keine veränderbaren Schaltzeitpunkte, die von der Nockenwalze bewirkt werden, und auf deren genaue Einstellbarkeit es ankommen würde. Durch die feste Anordnung der Nockenwalze sind bezüglich der Schaltabstände, die diese Nocken bewirken, feste Verhältnisse gegeben. Außerdem ist dort jede Nocke einem bestimmten Schalter zugeordnet.

Bekannt ist auch bereits ein motorisch angetriebenes Zeitschaltwerk mit Rückstelleinrichtung, bei dem die Schaltstücke über Nockenscheiben betätigt werden. Damit dort das Schaltwerk aus jeder Stellung unter Umkehr der Drehrichtung der Nocken in die Anfangsstellung zurückkehren kann, ist eine Vorrichtung vorgesehen, bei der die Nockenscheibe nur eine einzige Schaltnocke besitzt, die dem von ihr betätigten, schwenkbar auf einem Zapfen gelagerten Winkelhebel fest zugeordnet ist, und bei der dieser Winkelhebel den ihm zugeordneten elektrischen Schalter direkt betätigt. Mit diesem Winkelhebel und der Nockenscheibe ist es möglich, eine springende Schließbewegung des elektrischen Kontaktschalters zu erzeugen. Eine springende Öffnungsbewegung des elektrischen Schalters ist dort jedoch nicht t öglich, weil bei der Rückwärtsbewegung der Nockenscheibe nur eine verzögert langsamere Schwenkbewegung des Winkelhebels in die Ausgangsposition erfolgt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einer Schaltvorrichtung für die elektrischen Kontakte einer Schaltuhr der eingangs genannten Art mit einfacheren Mitteln eine höhere zeitliche Schaltgenauigkeit zu erzielen. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Zeitantrieb der Schaltscheibe mittels eines Malteserkreuzgetriebes in periodische, mit wesentlirh höherer Geschwindigkeit ablaufende Einzelschritte unterteilt ist, wobei die Schaltrolle des Malteserkreuzgetriebes in einem dem Minimalabstand zweier benachbarter Schaltreiter auf der Schaltscheibe entsprechend dem Zeitabschnitt jeweils eine Umdrehung ausführt und die Schaltscheibe am Ende jedes Zeitabschnittes um den diesem Zeitabschnitt entsprechenden Winkel weiterschaltet.

Dadurch wird die Schaltscheibe vorteilhafterweise in zeitlich präzise ablaufenden Schaltschritten mit einer in

π bezug auf die Gesamtumlaufgeschwindigkeit um ein Vielfaches höheren Winkelgeschwindigkeit fortbewegt, wobei eine Schaltgenauigkeit mit wesentlich unter einer Minute liegenden Schalttoleranzen erzielt werden kann. Durch die Verwendung eines Malteserkreuzgetriebes ist nicht nur ein geringer Aufwand, sondern auch eine hohe Funktionssicherheit gewährleistet. Weitere Vorteile ergeben sich, wenn bei Verwendung einer 24-Stunden-Schaltscheibe mit einem Viertelstunden-Minimalabstand zwischen zwei Schaltreitern das Malteser-

2> kreuzgetriebe ein mindestens 6-teiliges Malteserkreuz besitzt. Es läßt sich dadurch die jeweilige Schrittbewegung der Schaltscheibe auf mindestens ein Sechstel der dem Minimalabstand zweier benachbarter Schaltreiter entsprechenden Zeitperiode reduzieren.

W Anhand der Zeichnung wird nun im folgenden ein Ausführungsbeispiel der Erfindung näher erläutert.

Die in der Zeichnung schematisch dargestellte Schaltuhr besitzt eine drehbar gelagerte Schaltscheibe 1, die in 24 Stunden eine volle Umdrehung ausführt und

j) auf ihrem vollen Umfang mit Axial-Nuten 2 sowie auf der Stirnseite mit Stecklöchern 3 versehen ist, deren Winkelabstand jeweils einem Zeitintervall von 15 Minuten entspricht. Die Axialnuten 2 und Stecklöcher 3 dienen zur rastenden Aufnahme von Schaltreitern 4 und

to 5. Die Schaltreiter 4 und 5 haben an axial versetzten Stellen aus dem Umfang der Schaltscheibe 1 vorspringende Schaltzungen 4' bzw. 5', in deren Bewegungsbahn Anschlagnasen 6 zweier Schalthebel 7 und 8 ragen. Die Schalthebel 7 und 8 sind beweglich auf einem feststehenden Bolzen 9 und einem weiteren nicht dargestellten Bolzen gelagert und mit federnden Schaltzungen 10 und 11 versehen, die mit zwei Schalträdern 12 und 13 in Eingriff stehen. An jedem der Schalthebel 7 und 8 ist eine Zugfeder 14 eingehängt, die jeweils nach dem Spannen des Schalthebels 7 oder 8 durch die Schaltzunge 4' oder 5' eines der Schaltreiter 4 oder 5 das Fortschalten der Schalträder 12 und 13 bewirkt. Die Schalträder 12 und 13 sind starr miteinander verbunden und sitzen auf einer Welle 15 eines Sternrades 16, dessen sternförmige Zähne eine Kontaktfeder 17 des zu schaltenden Schaltkontaktes 18 betätigt.

Beide Schalträder 12 und 13 haben die gleiche Anzahl von Zähnen wie das Sternrad 16. Dabei sind aber die Zähne des Schaltrades 12 gegenüber den Zähnen des Schaltrades 13 um den halben Teilungswinkel versetzt und die Schaltwege der Schalthebel 7 und 8 bzw. deren Schätzungen 10 und 11 so ausgelegt, daß bei jeder Schaltbewegung eines der beiden Schalthebel in abwechselnder Reihenfolge das Sternrad 16 jeweils nur um eine halbe Teilung weitergeschaltet wird.

Diese Ausbildung des Schaltwerkes hat den Vorteil, daß jedem der beiden Schalthebel 7 und 8 eine

bestimmte Schaltfunktion zugeordnet ist, nämlich dem einen Schalthebel 7 das öffnen des Schaltkontaktes 18 und dem anderen Schalthebel 8 das Schließen des Schaltkontaktes 18. Dadurch ist es möglich, beispielsweise durch unterschiedliche Farbgebung leicht unicrscheidbare Schaltreiter 4 und 5 vorzusehen, von denen der eine, dessen Schaltzunge 4' den Schalthebel 7 betätigt, das öffnen des Schaltkontaktes 18 und der andere, dessen Schaltzunge 5' mit dem Schalthebel 8 zusammenwirkt, das Schließen des Schaltkontaktes 18 bewirkt. Man erreicht dadurch eine wesentliche Erleichterung beim Programmieren der Schaltscheibe 1, indem die einzelnen Schaltfunktionen der gesetzten oder zu setzenden Schaltreiter 4 und 5 leicht optisch erkennbar sind.

Beim Spannen der Schalthebel 7 und 8 durch die Schaltzungen 4' bzw. 5' der Schaltreiter 4 und 5 werden durch entsprechende Führungsschlitze 19, die in entsprechenden Ringnuten des Bolzens 9 liegen, die Schalthebel 7 und 8 unter gleichzeitiger Spannung der Schaltfedern 14 schräg nach außen bewegt, bis die Nasen 6 die betreffende Schaltzunge 4' bzw. 5' verlassen und danach die Schalthebel 7 bzw. 8 unter Wirkung der Federn J4 in ihre Ausgangslage zurückspringen und dabei eine Fortschaltung der Schalträder 12 und 13 und des Sternrades 16 bewirken.

Um den jeweiligen Schaltzeitpunkt der Schalträder 12 und 13 und des Sternrades 16 möglichst genau bestimmen zu können und von möglichen Fertigungsungenauigkeiten weitgehendst unabhängig zu machen, ist erfindungsgemäß vorgesehen, die an sich sehr geringe Umlaufgeschwindigkeit der Schaltscheibe jeweils am Ende der Zeitintervalle, zwischen denen gegebenenfalls Schaltvorgänge am Kontaktschalter 18 stattfinden sollen, dadurch zu erhöhen, daß der an sich zumindest annähernd kontinuierlich gleichmäßige zeitabhängige Antrieb der Schaltscheibe 1 mittels eines Schrittschaltwerkes in periodische, mit wesentlich höherer Geschwindigkeit ablaufende Einzelschritte unterteilt wird.

Zur Durchführung dieser Maßnahme ist beim Ausfüh rungsbeispiel ein Malteserkreuzgetriebe 20 mit einen sechsteiligen Malteserkreuz 21 und einer Schaltrolle 2'. vorgesehen. Ein mit dem Malteserkreuz 21 verbundene ■-, Zahnritzel 23 steht über eine aus einem Ritzel 24 unc einem Zahnrad 25 bestehende Zwischenübersetzung mit dem auf der Hohlwelle 27 der Schaltscheibe 1 sitzenden Zahnrad 28 in getrieblicher Verbindung. Das Ritzel 29 der Schaltrolle 22 steht mit einem Zahnrad 3(

in in Eingriff, dessen Ritzel 31 mit einem Zahnrad 32 ir Eingriff steht. Das Zahnrad 30 und das Ritzel 31 sine lose auf der Minutenradwelle 33 des Uhrwerkantriebe! gelagert, während das mit dem Ritzel 34 des Zahnrade: 32 in Eingriff stehende Zahnrad 35 durch einen Stift 3(

ι ^γ> drehfest auf der Minutenradwelle 33 angeordnet ist.

Die Übersetzung zwischen der Minutenradwelle 33 und dem Ritzel 29 ist so gewählt, daß die Schaltrolle 22 in dem dem Winkelabstand zweier benachbarter Axialnuten 2 der Schaltscheibe 1 entsprechender Zeitintervall eine volle Umdrehung ausführt und dabe innerhalb eines Drehwinkels von 60°, der einen-Zeitintervall von 2,5 Minuten entspricht, über das Malteserkreuz 21 die Getriebeteile 23, 25, 24, 28, dit Schaltscheibe 1 um einen Winkel weiterschaltet, der einem Zeitintervall von 15 Minuten entspricht.

Die üblicherweise geforderte zeitliche Schaltgenauig keil läßt sich mit dieser Zeitrafferschaltung ohne weiteres erreichen. Sie liegt etwa bei einer halben bis einer viertel Minute. Falls höhere Schaltgenauigkeiten

in gefordert sind, lassen sich diese bis zu einem gewissen Grad mit einer Malleserkreuzscheibe 21 erreichen, die eine höhere Teilung aufweist, d. h. sieben-, acht-, neun oder zehnteilig ist.

Es ist aus der schematischen Zeichnung leicht

j-, erkennbar, daß die beschriebene Schaltvorrichtung mit einem verhältnismäßig geringen Aufwand an Teilen unc einem geringen Platzbedarf auskommt und daß ihr konstruktiver Aufbau sehr einfach ist und eine hohe Funktionssicherheit gewährleistet.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

! Patentansprüche:

1. Schaltvorrichtung für die elektrischen Kentakte einer Schaltuhr, bei der eine oder mehrere Kontaktfedern von einer Nockenscheibe betätigt werden, welche schrittweise in springenden Drehbewegungen mittels einstellbaren Schaltreitern, die paarweise am Umfang einer kriechend angetriebenen Schaltscheibe angeordnet sind, antreibbar ist und sich abwechselnd aufhebende Schaltfunktionen ausführt, wobei in der Ebene der Schaltreiterbahn wenigstens ein sich tangential zur Schaltscheibe erstreckender Schaltschieber angeordnet ist, der in einer schräg zu seiner Längsachse verlaufenden Parallelbewegung nach außen gegen die Wirkung einer Rückstellfeder beweglich ist und welcher wenigstens eine in die Bewegungsbahn eines oder mehrerer Schaltreiter ragende, spitze Schaltnase sowie eine Schaltklinke besitzt, wobei die Schaltklinke mit einem Schrittschaltrad in Eingriff steht, welches mit der Schaltnockenscheibe verbunden ist, nach Hauptanmeldung P 22 25 668.4-34, dadurch gekennzeichnet, daß der Zeitantrieb der Schaltscheibe (1) mittels eines Malteserkreuzgetriebes (20) in periodische, mit wesentlich höherer Geschwindigkeit ablaufende Einzelschritte unterteilt ist, wobei die Schaltrolle (22) des Malteserkreuzgetriebes (20) in einem dem Minimalabstand zweier benachbarter Schaltreiter (4 und 5) auf der Schaltscheibe (1) entsprechenden Zeitabschnitt jeweils eine Umdrehung ausführt und die Schaltscheibe (1) am Ende jedes Zeitabschnittes um den diesem Zeitabschnitt entsprechenden Winkel weiterschaltet.

2. Schaltvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei Verwendung einer 24-Stunden-Schaltscheibe (1) mit einem Viertelstunden-Minimalabstand zwischen zwei Schaltreitern (4 und 5) das Malteserkreuzgetriebe (20) ein mindestens 6-teiliges Malteserkreuz (21) besitzt.