DE2347581A1

DE2347581A1 - Elektrischer impulsgeber fuer rotierende antriebe

Info

Publication number: DE2347581A1
Application number: DE19732347581
Authority: DE
Inventors: Freimut Lock
Original assignee: Johannes Lock Windenfabrik U M
Current assignee: Johannes Lock Windenfabrik U M
Priority date: 1973-09-21
Filing date: 1973-09-21
Publication date: 1975-07-03
Also published as: FR2257991B1; AT356747B; ATA760074A; NL7412486A; GB1493603A; FR2257991A1; DK144199B; DK144199C; IT1022191B; DK492174A; DE2347581B2

Description

Johannes Lock
Windenfabrik u. Maschinenbau

7943 Ertingen /Württ.

Elektrischer Impulsgeber für rotierende Antriebe

Die Erfindung betrifft einen elektrischen Impulsgeber fUr rotierende Antriebe, dessen im Winkelmaß der Antriebswelle ausgedrückte Impulsperiode größer als 360° ist. Im einfachsten Fall gleicher Impulsabstände ist die Impulsperiode mit dem Impulsabstand identisch. Folgen jedoch mehrere Impulse mit unterschiedlichen Abständen als Impulsgruppen periodisch aufeinander, so ist die Impulsperiode gl.ic, dem Abstand der einander entsprechenden Impulse der einzelnen Gruppen. Bei einem Doppelendschalter, der einen bevorzugten Anwendungsfall eines Impulsgebers darstellt, entspricht die Impulsperiode dem Laufbereich, also dem Umdrehungswinkel des Antriebs von einem zum anderen Schaltpunkt·

Bei bekannten Impulsgebern dieser Art wird die Antriebsbewegung beispielsweise auf ein Nockenrad ins Langsame Übersetzt, dessen Nocken beim Vorbeilaufen einen Schalter betätigen. Dabei ist der

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Schaltwinkel der Antriebswelle, das ist der Winkel, der durchlaufen werden muß, um den Schalter vom ausgeschalteten in den eingeschalteten Zustand zu Überfuhren, nachteiligerweise sehr groß. Dieser Schaltwinkel ist ferner umso größer, je größer die Impulsperiode sein soll und je größer deshalb die Übersetzung gewählt werden muß. Soll der Impulsgeber genau arbeiten, so sind demzufolge sehr empfindliche Schaltgeräte mit sehr kurzen Schaltwegen erforderlich und das Justieren der Nocken wird immer schwieriger. Die Schaltwege liegen erfahrungsgemäß in der Größenordnung des Getriebespieles, so daß durch Abnutzungserscheinungen bei lang dauerndem Betrieb die Impulsgebereinstellung sich merklich verändern kann.

Zum anderen erfordern große Übersetzungsverhältnisse große Raddurchmesser und damit viel Einbauraum, da mehrstufige Getriebe wegen des erhöhten Getriebespieles aus dem genannten Grund nicht verwendbar sind.

Bekannte einstellbare Doppelendschalter sind meist in Form sogenannter Spindelendschalter ausgebildet, da diese ein verhältnismäßig kleines Spiel haben. Bei großem Laufbereich ergeben sich jedoch auch bei Verwendung feiner Gewinde große Spindellängen, und auch hier tritt der Nachteil der schwierigen Justierbarkeit ausgeprägt in Erscheinung. Die gleichen Nachteile, nämlich schwierige Justierung und ein Verstellen des Schaltpunktes infolge Abnutzung ergeben sich auch bei der vorbekannten Schalterbetätigung durch Schneckenantriebe·

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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen hochgenauen Impulsgeber mit besonders großer Impulsperiode vorzuschlagen, der leichter einstellbar ist, dessen genaue Einstellung sich durch Verschleißerscheinungen im Betrieb nicht ändert, der einen geringen Bauraun einnimmt und schließlich auch leicht herstellbar ist.

Diese Aufgabe wird ausgehend von einen Impulsgeber der einleitend genannten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß mindestens ein Schaltradpaar vorgesehen ist, dessen Schalträder mit der Antriebswelle in unterschiedlich übersetzter getrieblicher Verbindung stehen und daß an den Schalträdern Ausformungen angebracht sind, die zur Betätigung einer elektrischen Schaltvorrichtung in der Weise dienen, daß ein Impuls entsteht, wenn zwei Ausfomungen, die verschiedenen Schalträdern zugehören, in Schaltkonstellation sind, d. h. gleichzeitig je eine bestimmte Stellung ihrer Umlaufbahn einnehmen*

Der Vorteil der Erfindung besteht insbesondere darin, daß bezogen auf eine bestimmte Drehgeschwindigkeit des Antriebs die Schalträder und ihre Ausformungen mit verhältnismäßig großer Geschwindigkeit an der zu betätigenden Schaltvorrichtung vorbeilaufen, so daß der Schaltwinkel des Antriebs wesentlich kleiner als bei den bekannten Impulsgebern ist. Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung kann eine Ausformung am Schaltrad wiederholt an der Schaltvorrichtung vorbeilaufen, ohne daß es zu einem Schaltvorgang kommt. Der Schaltvorgang tritt erst dann ein, wenn - um ein Beispiel für eine spezielle Schaltkonstellation zu geben - zwei Ausformungen gemeinsam an der

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Schaltvorrichtung vorbeilaufen. Maßgebend fUr die Schaltvorgänge ist somit letzten Endes die Relativgeschwindigkeit zwischen den beiden Schalträdern eines Schaltradpaares, oder anders ausgedruckt: der Unterschied der getrieblichen Übersetzungen.

Die Bemessung des Übersetzungsunterschiedes bestimmt die im Winkelmaß der Antriebswelle ausgedruckte Impulsperiode, sie hat jedoch keinen Einfluß auf den eingangs definierten Schaltwinkel der Antriebswelle. Ein Beispiel soll dies verdeutlichen· Wenn man den Übersetzungsunterschied verringert, die Übersetzungsverhältnisse der beiden Schalträder bezüglich der Antriebswelle also einander annähert, dann vergrößert sich die Impulsperiode, der Schaltwinkel der Antriebswelle bleibt aber unverändert.

Man ist also frei in der Bemessung des Schaltwinkels der Antriebswelle. Er kann, auch bei Verwendung von Schaltgeräten mit großem Schaltweg, im Verhältnis zu bekannten Impulsgebern klein gehalten werden, obwohl die Impulsperiode, bzw. bei Doppelendschaltern der Laufbereich, viele Umdrehungen der Antriebswelle, beispielsweise 500 Umdrehungen oder mehr beträgt.

Daraus resultiert eine ganze Reihe einzelner betrieblicher und herstellungsmäßiger Vorteile· Der erfindungsgemäße Impulsgeber hat eine höhere Genauigkeit, die außerdem Über die ganze Betriebszeit erhalten bleibt, da Abnutzungserscheinungen sich Überhaupt nicht auswirken. Er ist besonders leicht einstellbar, da verhältnismäßig grob arbeitende Schaltgeräte verwendet werden können,

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sofern man nicht auf einen ganz extrem großen Laufbereich Wert legt. Ferner lassen sich die erfindungsgemäßen Impulsgeber kompakt bauen und aus marktgängigen und somit preiswerten Einzelkomponenten zusammensetzen, und zwar sowohl hinsichtlich der getrieblichen Verbindung als auch der verwendeten Schaltvorrichtung.

Vielerlei Möglichkeiten bestehen fUr die konstruktive Weiterbildung. Einzelne sollen im folgenden angedeutet werden. Die getriebliche Verbindung kann z. B. ein Ketten- oder Zahnriemenantrieb sein, ebenso auch ein Zahnradantrieb. Im Falle von Stirnrädern kann ein etwas breiter gehaltenes gemeinsames Antriebsrad verwendet werden. Dabei liegen zwar normalerweise (auf den Sonderfall wird noch eingegangen) die einzelnen Schalträder des Schaltradpaares nicht auf einer Achse. Dies ist aber auch nicht unbedingt erforderlich. Man kann die drei beteiligten, untereinander parallelen Achsen beispielsweise so legen, daß sich in Achsrichtung gesehen die Umfangslinien der beiden verschieden großen Schalträder zweimal schneiden. Man kann in diesem Fall an den einen Schnittpunkt den Eingriff mit dem Antriebsrad und an den anderen Schnittpunkt die Schaltstelle legen, an der sich zwei Ausformungen befinden mUssen, wenn die Schaltvorrichtung betätigt werden soll.

Nach einer besonders bevorzugten Weiterbildung der Erfindung wird jedoch die Gleichachsigkeit der beiden Schalträder eines Schaltradpaares trotz gemeinsamem Antriebsrad dadurch erreicht, daß die Schalträder infolge radialer Zahnprofilverschiebung eine unterschiedliche Zähnezahl, jedoch gleiche Kopf- und Fußkreisdurchmesser haben.

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Die Erfindung erfordert gewissermaßen eine additive Funktion der Schaltradausforraungen. Nicht eine Ausformung allein, sondern vielmehr das Zusammenwirken von zweien darf erst den Schaltvorgang zuwege bringen. Man erreicht dies praktisch beispielsweise dadurch, daß der Bettitigungshebel eines Schalters vorzugsweise unter Federkraft auf an den Schalträdern ausgebildeten zylindrischen Mantelflächen aufliegt, wobei diese Mantelflächen Aussparungen aufweisen, und die Anordnung so getroffen ist, daß der Betätigungshebel in die Aussparungen einfällt und dabei seine Schaltbewegung ausfuhrt, wenn sich eine Aussparung an jeder Auflagestelle oder bei nur einer Auflagestelle des Hebels zwei Aussparungen an derselben befinden· Die Aussparungen in Fora von Einschnitten oder Vertiefungen müssen nur in Umfangsrichtung so lang und in radialer Richtung so tief sein, daß das Ende des Betätigungshebels sich soweit zur Schaltradachse hin bewegen kann, daß es zum Schaltvorgang kommt.

Außer einem normalen Kontaktschalter kommt praktisch jede denkbare andere Schaltvorrichtung fUr die Erfindung ebenfalls in Betracht· Die Schaltvorrichtung kann beispielsweise ein Reed-Kontakt sein, der im Einflußbereich eines Magneten liegt· Man kann dabei die Anordnung so treffen, daß er durch die Schalträder gegenüber dem Magneten abgeschirmt wird, wobei die Abschirmwirkung auch eines einzigen Schaltrades ausreicht. Nur in der Schaltkonstellation, in der gar keine Abschirmung erfolgt, wird dann der Reed-Kontakt von dem Magnetfeld beaufschlagt. Die Ausformungen wären in diesem Fall ausreichend groß bemessene Ausschnitte oder Fenster der zur

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Magnetischen Abschirmung dienenden Teile des Schaltrades. Andererseits könnten auch kleine Magnete an den Schalträdern angeordnet werden, die mit diesen umlaufen· Hierbei darf nur das Feld beider vereinigter Magnete den Schaltvorgang bewirken· Ebenso könnte die Schaltvorrichtung aus einer Lichtquelle und einem Lichtempfänger bestehen, wobei der Lichtstrahl durch beide Schalträder unterbrochen und nur in der Schaltkonstellation freigegeben wUrde. Auch ein induktiver Näherungsschalter könnte in diesem Zusammenhang als Schaltvorrichtung verwendet werden· Die notwendige additive Wirkung von Ausformungen läßt sich dadurch herbeiführen, daß letztere als verhältnismäßig dünne FlUgel ausgebildet sind, von denen einer allein die notwendige Änderung des Verhaltens des maßgebenden elektrischen Schwingkreises nicht herbeizufuhren vermag, sondern nur zwei zusammen.

Nach einer anderen Weiterbildung der Erfindung wird die additive Funktion auf rein elektrische Weise dadurch herbeigeführt, daß jedem Schaltrad seine eigene Schaltvorrichtung zugeordnet ist, die nur durch die Ausformungen dieses betreffenden Schaltrades betätigbar ist, und daß beide Schaltvorrichtungen eines Schaltradpaares an einem elektrischen UND-Glied angeschlossen sind· Auch diese Lösung kann je nach dem beabsichtigen Anwendungszweck technologisch durchaus vorteilhaft sein.

Bei vielen Anwendungen von Impulsgebern müssen die Schaltpunkte auf beliebige Winkelstellungen des Antriebs einstellbar sein. Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß an jedem Schaltrad ein drehbarer und in beliebiger Winkelstellung arretierbarer koaxialer Einstellring angeordnet ist, der die schaltwirksamen

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Ausformungen trugt. Der Vorteil dieser zweiteiligen Bauweise der Schalträder liegt auch darin, daß für bestimmte Anwendungsfälle verschiedene Einstellringe bereitgehalten werden, deren Ausformungen unterschiedlich Über den Umfang verteilt sind und somit unterschiedliche Impulsfolgen ergeben.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform sind die Schalträder flache Stirnräder, die an der Seite einen zylindrischen Ansatz haben, auf dem der betreffende Einstellring gelagert ist. Die Schalträder werden »it einander zugekehrten Ansätzen auf eine Welle montiert, so daß die Einstellringe unmittelbar nebeneinander liegen und durch die Schalträder in axialer Richtung gefuhrt sind. Die äußere Mantelfläche der Einstellringe bildet eine nur durch die Stoßfuge in der Mitte geteilte gemeinsame Mantelfläche. Auf dieser Fläche liegt nach einer bevorzugten Ausfuhrungsform der Betätigungshebel eines Schalters auf, und zwar mittels einer am Hebelende gelagerten Laufrolle, Sie steht mittig zur Stoßfuge der beiden Einstellringe und kann auf der gemeinsamen Mantelfläche abrollen. Trifft die Rolle auf eine Aussparung in nur einem Einstellring, so wird sie von dem anderen Einstellring dennoch getragen. Erst wenn zwei Aussparungen nebeneinander liegen, fällt die Rolle in diese ein und der Schalter gibt Kontakt.

Eine besonders vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung ergibt sich, wenn zwei Schaltradpaare, denen je ein Endschalter zugeordnet ist, zu einer Doppelendschalter-Anordnung vereinigt sind. Dabei können die beiden Endschalter an einem zwischen den beiden Schaltradpaaren an deren Lagerachse angebrachten und radial abstehenden Tragarm befestigt sein. Solche Doppelendschalter-Anordnungen werden bei

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Antrieben benötigt, die ein Arbeitsgerät regelmäßig von einer bestimmten Stellung in eine andere zu bewegen haben und nach Erreichen der Endstellung regelmäßig stillgesetzt werden müssen. 1st aufgrund der bei dem Antrieb beteiligten trägen Hassen mit einem Nachlauf nach dem Abschalten des Elektromotors zu rechnen, so wird zweckmäßig die Winkelerstreckung der Ausformungen, also der Winkel, um den sich nach dem Ausschalten das Schaltrad bis zum Einschalten weiterdrehen kann, gleich oder größer als der auf die Schaltradachse bezogene Nachlaufwinkel des Antriebs gewählt.

Eine zweckmäßige AusfUhrungsform einer Doppelendschalter-Anordnung ähnlich der vorstehend erwähnten kann man erfindungsgemäß aber auch mit nur einem Schaltradpaar verwirklichen. Nach diesem Vorschlag het das eine Schaltrad an einer Seite einen hülsenförmigen Ansatz, auf dem zwei Einstellringe und zwischen diesen das andere Schaltrad des Schaltradpaares gelagert sind. Dieses zuletzt erwähnte Schaltrad hat eine axial nach beiden Seiten vorstehende Nabe oder beidseitige zylindrische Ansätze, auf denen ebenfalls je ein Einstellring gelagert ist. Jeder Einstellring ist gegenüber den ihn tragenden Schaltrad in beliebiger Winkelstellung arretierbar und die einander benachbarten Einstellringe bilden paarweise gemeinsame Mantelflächen.

Schließlich bliebe eine für besonders große Laufbereiche in Frage kommende Weiterbildung der Erfindung zu erwähnen, wonach eine Schaltradgruppe aus drei oder mehr mit unterschiedlicher übersetzung angetriebenen einzelnen Schalträdern vorgesehen ist, die alle mit einem Schaltgerät in der Weise zusammenwirken, daß die Schaltkonstellation vorliegt, wenn je eine Ausformung jedes Schältrades eine bestimmte Stellung ihrer Umlaufbahn einnimmt. Akte 2809 Ca) 509827/00Q8 . __Ta.

Ein Beispiel hierfür wöre eine Zusammenstellung von drei Schalträdern mit je einen Einstellring und beispielsweise je einer Aussparung. Ein dreifach gegabelter Schalthebel könnte mit seinen drei freien Enden auf den drei Mantelflächen der Einstellringe aufliegen und würde seine Schaltbewegung nur ausführen können, wenn die drei Aussparungen gleichzeitig an den drei Aufliegestellen erscheinen.

Eine andere Weiterbildung in dieser Richtung erlaubt es jedoch auch, drei oder mehr Einstellringe, die mit unterschiedlicher Übersetzung laufen, unmittelbar nebeneinander zu legen, so daß sie eine gemeinsame Mantelfläche bilden und ein entsprechend breiter gemeinsamer Taster auf dieser Mantelfläche gleitet oder rollt. Der weiterbildende Vorschlag besteht darin, daß scheibenförmige Schalträder an einer Seite LagerhUlsen unterschiedlicher Länge aufweisen, ».-»lche konzentrisch ineinandergefügt und somit aneinander gelagert sind. Die radial weiter außen liegenden Lagerhülsen sind jeweils kürzer als die weiter innen liegenden, so daß auf dem Überstehenden Ende jeder Lagerhülse ein gegenüber der betreffenden Lagerhülse arretierbarer Einstellring gelagert werden kann· Die Einstellringe haben unterschiedliche Innendurchmesser, aber gleiche Außendurchmesser· Die Anordnung kann auch für ihre Anwendung als Doppelendschalter verdoppelt werden.

Auf diese Weise lassen sich die Laufbereiche der eben beschriebenen Impulsgeber und Endschalter beliebig vervielfachen, ohne daß sich dies auf den Bauraum, auf die Einstellbarkeit, die Genauigkeit oder die Betriebssicherheit nachteilig auswirkt.

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Schließlich ist noch zu erwähnen, daß die beschriebenen Anordnungen sich nicht nur zur Betätigung von elektrischen Schaltgeräten, sondern auch von pneumatischen Schaltgeräten eignen, wie sie heute schon häufig bei pneunatischen Steueranordnungen verwendet sind· Die Gehäuse solcher pneumatischen Schaltgeräte unterscheiden sich äußerlich nur wenig von elektrischen Schaltgeräten. Sie haben ebenfalls einen Hebel oder einen Stößel als Betätigungsorgan.

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Nachfolgend werden einige Ausfuhrungsbeispiele der Erfindung näher erläutert. Im einzelnen zeigt:

Fig. 1 eine erfindungsgemäße Doppelendschalter-Anordnung nach der Schnittlinie I-I in Fig. 2,

Fig. 2 eine Draufsicht auf die Enschalter-Anordnung nach Fig. 1 und das geöffnete Getriebegehäuse, in dem sie eingebaut ist,

Fig. 3 eine Teildarstellung der Einstellringe nach Fig. 1 in der Stellung, die sie nach einer Umdrehung einnehmen,

Fig. 4- eine schematische Teildarstellung eines Einstellrings und einer Rolle eines Schalterhebels in verschiedenen Stellungen,

Fig. 5 und

Fig. 6 ein weiteres Ausfuhrungsbeispiel zweier zusammenwirkender Einstellringe eines durchlaufenden Impulsgebers,

Fig. 7 eine Ansicht eines weiteren Impulsgebers in Achsrichtung, Fig. 8 eine Draufsicht auf den Impulsgeber nach Fig. 7,

Fig. 9 eine schematische Darstellung eines Impulsgebers mit elektrischem UND-Glied,

Fig. 10 einen Axialschnitt der Schaltradanordnung eines Doppelendschalters als weiteres Konstruktionsbeispiel und

Fig. 11 einen Axialschnitt einer abermals weiterentwickelten Schaltradanordnung mit drei Schalträdern, die sich sinngemäß auf beliebig viele Schalträder erweitern und durch Verdoppelung auch als Doppelendschalter verwenden läßt.

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Die Doppelendschalter-Anordnung nach den Figuren 1 und 2 ist in eine eigene Kammer 1 eines gegossenen Getriebegehäuses 2 eingebaut, das einen insbesondere zur Betätigung der Fenster von Gewächshäusern geeigneten Antrieb enthält. Die Antriebswelle 3 durchsetzt die Kammer 1 und ist an den Eintrittsstellen jeweils abgedichtet, so daß weder Feuchtigkeit noch Schmiermittel aus der benachbarten Getriebekammer in die Kammer 1 eindringen können. Ein mit Schrauben zu befestigender Deckel, der normalerweise die Kammer 1 abschließt, ist in der Darstellung nach Fig. 2 abgenommen. In Fig. 1 ist das Getriebegehäuse ganz weggelassen.

Die mehrfach abgesetzte Antriebswelle 3 weist eine Stirnverzahnung auf, die sich in axialer Richtung über mehr als die Hälfte der Kammerbreite erstreckt. Mit dieser Verzahnung stehen vier Schalträder bis 8 in Eingriff, die auf einer mittels einer Schraube 9 senkrecht auf die Kammerwand aufgeschraubten Achse 10 gelagert sind. Die Schalträder sind paarweise angeordnet. Eines der beiden Schalträdsrpaare ist im Schnitt dargestellt. Die Schalträder sind jeweils mit einem seitlichen Ansatz, z. B. 8a, versehen und mit diesen einander zugekehrt. Auf den Ansätzen sind untereinander identische Einstellringe 11 bis 14 gelagert, wobei je zwei Einstellringe mit ihren Seitenflächen unmittelbar aneinanderliegen und durch die betreffenden Schalträder zusammengehalten werden. Die äußeren Mantelflächen der Einstellringe bilden eine gemeinsame zylindrische Lauffläche. An der Achse ist in der Mitte ein abgestufter Ringansatz 15 angeformt, auf den vor der Montage der Schalträder ein streifenförmiges Halteblech 16 durch Aufpressen befestigt ist. Es steht nach rechts oben

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radial ab. An dem Ringansatz liegen zu beiden Seiten die Schalträder 6 und 7 an, während die Schalträder 5 und 8 durch Seeger-Ringe 17 und 18 gesichert sind. Diese Lageranordnung ermöglicht somit voneinander unabhängige Drehbewegungen sowohl der Schalträder als auch der Einstellringe.

Zwei Schalter 19 und 20 sind zu beiden Seiten des Halteblechs 16 mit Hilfe durchgehender Schrauben 21 angeschraubt. Diese Schalter sind untereinander gleich und weisen je einen Betätigungshebel 22 auf, an dessen vorderem freien Ende eine Laufrolle 23 gelagert ist. Diese Betätigungshebel liegen unter Federkraft an den Einstellringen an, so daß die Laufrollen bei der Drehung der Schalträder und Einstellringe sich auf deren Lauffläche abwälzen. Die Betätigungshebel sind so eingestellt, daß die Laufrollen je zur Hälfte auf den betreffenden Einstellringen aufliegen. Jeder Einstellring hat an seinem Umfang einen Ausschnitt 11a, 12a und in der Nähe des Ausschnitts eine radial verlaufende Stellschraube 24, die auf den Lageransaz des betreffenden Schaltrades drUckt und den Einstellring bezüglich dieses Schaltrades in jeder beliebigen Winkelstellung festzulegen gestattet. Im Beispiel sind sowohl die Schalträder als auch die Einstellringe aus Kunststoff gefertigt. Aus diesem Grunde wirken die verhältnismäßig dünnen Stellschrauben mit je einer viereckigen Mutterplatte 25 zusammen, die in ein passendes Querfenster des Einstellrings eingelegt ist. Die Stellschrauben sind als Wurmschrauben ausgeführt und ragen nicht Über die äußere Lauffläche der Einstellringe heraus. Sie sind in der Justierstellung gemäß Fig. 1 von oben leicht zugänglich.

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Die beiden Schaltradpaare mit ihren Einstellringen und ihrem zugehörigen Schalter sind im Beispiel untereinander identisch. Die Verzahnungen der Schalträder der Schaltradpaare sind jedoch voneinander abweichend ausgebildet. Zwar sind die Kopf- und Fußkreise gleich, infolge einer radialen Zahnprofilverschiebung wurde jedoch erreicht, daß das eine Schaltrad ein paar Zähne «ehr als das andere hat. Im Beispiel betragen.die Zähnezahlen 84 und 88, so daß also bei jeder Umdrehung des einen Schältrades das andere um

4 Zähne weiter vorankommt.

Die Anordnung arbeitet wie folgt: Man läßt den Antrieb zunächst mit Handsteuerung in eine Endstellung laufen, in der beispielsweise die Querfenster geschlossen sind. Jetzt werden die Stellschrauben 24 gelöst und beispielsweise di· Einstellringe 11 und 12 wie in Fig. 1 und 2 dargestellt, verdreht, so daß die Laufrolle 23 des Betätigungshebels des Schalters 19 in die genau nebeneinander liegenden Ausschnitte 11a und 12a einfällt, wodurch der Schalter in seine andere Schaltstellung umschaltet. In dieser Lage werden die beiden Einstellringe gegenüber ihren Schalträdern

5 und 6 fixiert. Jetzt läßt man den Antrieb durch Handsteuerung

in die andere Endstellung, bei der die Fenster geöffnet sind, laufen und wiederholt den zuvor beschriebenen Einstellvorgang mit den Einstellringen 13 und 14 des anderen Schaltradpaares. Damit ist die Einstellarbeit insgesamt erledigt. Läßt man nun den Antrieb in der entgegengesetzten Richtung wieder anlaufen, so läuft er solange, bis die beiden Ausschnitte 11a und 12a gleichzeitig unter die Laufrolle des Schalters 19 zu liegen kommen. Dies ist genau

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die Stellung des Antriebes, die zuvor ausgesucht worden war und in der die Fenster geschlossen sind. Bei erneuter Inbetriebsetzung in der anderen Richtung läuft der Antrieb wiederum nur solange, bis in gleicher Weise der Schalter 20 umschaltet. Es werden Übliche Steuerschaltungen fUr Drehstrommotoren verwendet, so daß es im einzelnen nicht z» interessieren braucht, ob die Schalter öffnen, schließen, als Umschalter arbeiten oder eventuell auch mehrere Kontakte besitzen.

Zum besseren Verständnis wird zunächst noch auf die Fig. 3 Bezug genommen. Hier sind in größerem Maßstab die interessierenden Teile zweier Einstellringe 11 und 12 und die Laufrolle 23 des zugehörigen Betätigungshebels 22 dargestellt. Der Zähnezahlunterschied der beiden Schalträder 5 und 6, der, wie erwähnt, vier Zähne beträgt, bewirkt, daß ausgehend von der Stellung nach Fig. bei Linksdrehung der beiden Schalträder nach einer vollen Umdrehung des Einstellringes 11 der Ausschnitt 12a des Einstellringes 12 gegenüber den Ausschnitt 11a um einen Differenzwinkel 26 versetzt ist. Dieser Differenzwinkel entspricht der Bogenlänge von vier Zähnen. Der Differenzwinkel darf nicht beliebig klein sein. Das Minimum ist, wie aus Fig. 3 ersichtlich, dadurch gegeben, daß verhütet werden muß, daß nach dem ersten Umlauf die Aussparungen 11a und 12a sich noch inner so weit Überschneiden, daß die Rolle 23 noch einmal einfällt. Im Beispiel ist dies gerade noch erreicht. Zwar überschneiden sich die Aussparungen noch ein wenig. Der Zwickel 27 ist aber so klein, daß die Rolle nur etwas einsinkt, es dabei jedoch nicht zu einem Schaltvorgang kommt. Nach der nächsten und

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allen weiteren Umdrehungen Überschneiden sich die Aussparungen nicht mehr. Erst nach vielen Umdrehungen nähert sich die Aussparung 12a der Aussparung 11a wieder von der anderen Seite und nach zweiundzwanzig Umdrehungen liegen die Aussparungen wieder nebeneinander. Hier würde also wieder ein Impuls erfolgen, wenn ■an die Anordnung als Impulsgeber fUr einen fortlaufenden Antrieb verwenden wUrde. Wenn man die 2:1 Untersetzung von der Antriebswelle 3 her noch in Betracht zieht, ergibt sich somit bei der Verwendung als Ooppelendschalter, wie im vorliegenden Beispiel, ein maximaler Laufbereich von etwa vierundvierzig Umdrehungen der Antriebswelle.

Die Umfangsausschnitte der Einstellringe sind länger, als fUr eine kurzzeitige Kontaktgabe der Schalter erforderlich. Damit wird dem stets vorhandenen Nachlauf der Antriebssysteme Rechnung getragen. Es wird also erreicht, daß nach dera Abschalten des Antriebes der Schalter, der dieses Abschalten bewirkt hat, in seiner Stellung verbleibt. Der auf das Schaltrad bezogene maximale Nachlaufwinkel ist in Fig· 4 mit 28 bezeichnet.

In Fig. 4 ist der Schaltwinkel des Schaltrades mit 29 bezeichnet» Es ist der Winkel, den das Schaltrad im ungünstigsten Fall zurücklegen muß, um den Schalter von der einen in die andere Schaltstellung zu bringen. Die Untersetzung von der Antriebswelle zu den Schalträdern beträgt, wie schon erwähnt, 2:1. Somit entspricht in Beispiel dem Schaltwinkel 29 ein Schaltwinkel der Antriebswelle von etwa 15°. Praktisch schnappt der Schalter aber schon um, bevor die Laufrolle 23 ganz auf den Grund der Aussparung einfällt, so daß der Schaltwinkel der Antriebswelle in Wirklichkeit noch kleiner ist.
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In den Figuren 5 und 6 sind zwei Einstellringe dargestellt, wie sie bei einem Schaltradpaar verwendet werden können, das für sich allein bei einem ständig in einer Richtung laufenden. Antrieb als Impulsgeber dienen soll. Die Umfangsausschnitte können hier so bemessen werden, daß sie gerade groß genug sind, um ein kurzzeitiges Umschalten und dementsprechend einen elektrischen Impuls zu bewirken. Der Einstellring nach Fig. 5 hat nur einen Ausschnitt und der Einstellring nach Fig. 6 vier Ausschnitte, deren Winkelabstände ungleich groß sind. Ausgehend von den Bemessungsverhältnissen bei dem Ausfuhrungsbeispiel nach den Figuren und 2 wlirde ein mit diesen Ringen ausgestatteter Impulsgeber beispielsweise nach 6, 15, 26 und 44 Umdrehungen einen Impuls abgeben. Danach würde sich diese Impulsperiode wiederholen. Solche Impulsgeber werden bei Verpackungsmaschinen oder Fertigungsvorrichtungen jeder Art häufig benötigt.

Das in den Figuren 7 und 8 gezeigte Ausfuhrungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Impulsgebers unterscheidet sich von den vorhergehenden durch die getriebliche Verbindung zwischen Antriebswelle und Schaltrad, durch die Schaltvorrichtung und durch die Anzahl der ihr zugeordneten Schalträder· Es sind drei Schalträder vorgesehen, die sich jeweils in ein Kettenrad 30 und eine Schlitzscheibe 31 gliedern, die gegeneinander auf nicht näher dargestellte Weise in ihrer Winkelstellung justierbar sind. Auf einer Antriebswelle 32 sitzen drei kleine Kettenräder 33 nebeneinander, die Über Antriebsketten 34 mit den drei Kettenrädern 30 verbunden sind. Die

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drei Kettenräder 30 und die mit ihnen verbundenen Schlitzscheiben sind eng nebeneinander auf einer feststehenden Achse 35 gelagert. Alle drei Schlitzscheiben werden von den beiden Schenkeln einer U-förmigen optischen Schaltvorrichtung 36 teilweise umfaßt. In dem einen Schenkel ist eine nur schematisch angedeutete Lichtquelle 37 un in dem anderen ein fotoelektrischer Empfänger 38 angeordnet· Jede der Schlitzscheiben 31 weist einen radialen Schlitz 39 auf. Die optische Schaltvorrichtung gibt in an sich bekannter Weise dann ein Signal ab, wenn der Lichtstrahl 40 von der Lichtquelle zum fotoelektrischen Empfänger durchkommt, und dies ist nur dann der Fall, wenn die Schlitze der drei Scheiben gleichzeitig an der Strahldurchtrittsstelle liegen.

Die Kettengetriebe sind entweder durch Ketten mit unterschiedlicher Gliederweite oder durch unterschiedliche Zähnezahl so ausgebildet, daß die zweite und dritte Schlitzscheibe bei einer ganzen Umdrehung der ersten Schlitzscheibe einen Winkel von 10° bzw. 2,5° zusätzlich zurücklegen. Diese Zusatzwinkel sind in Fig. 7 mit 41 und 42 bezeichnet.

Es ergibt sich somit, daß nach 36 Umdrehungen der Antriebswelle die Schlitze der ersten und zweiten Scheibe zwar Ubereinanderstehen, der Schlitz der dritten Scheibe hat sich zu diesem Zeitpunkt jedoch nur um 90° weiterbewegt. Es sind somit vier mal sechsunddreißig Umdrehungen erforderlich, bis alle drei Schlitze wieder in einer Reihe stehen und ein Impuls entsteht.

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Bei dem nur schematised) dargestellten Impulsgeber nach Fig. 9 sind mit einer Antriebswelle 43 zwei Schalträder 44 und 45 in Verzahnungseingriff. Jedem Schaltrad ist eine Nockenscheibe mit je einem Nocken 46 und 47 zugeordnet. Die Nocken arbeiten mit Betätigungshebeln 48 und 49 von zwei Kontaktschaltern 50 und zusammen, die Über elektrische Leitungen 52 mit einem UND-Glied 53 verbunden sind. Dieses ist mit dem in der Elektronik Üblichen Schaltsymbol dargestellt. Die Besonderheit dieses AusfUhrungsbeispiels liegt darin, daß die Ausformungen der Schalträder, die in diesem Fall Nocken sind, nicht auf einen geraeinsamen Schalter wirken, sondern daß jeder Nocke ihr eigener Schalter zugeordnet ist. Hier wird jedoch nicht das Signal des einzelnen Schalters ausgewertet, sondern nur das Ausgangssignal des UND-Gliedes 53, das nur dann erscheint, wenn beide Schalter 50 und 51 gleichzeitig ein Signal abgeben. Dies ist aber wiederum nur dann der Fall, wenn beide Nocken gleichzeitig eine bestimmte Stellung ihrer Umlaufbahn einnehmen.

Die Schaltradanordnung nach Fig. 10 bringt verglichen mit der Anordnung nach Fig. 2 eine Verringerung um zwei Bauteile. Anstelle von vier Schalträdern sind hier nur deren zwei vorgesehen, die mitsamt ihren Einstellringen auf einem feststehenden Achszapfen 54 gelagert sind. Das eine Schaltrad 55 besteht aus der eigentlichen Radscheibe und einem daran angeformten hülsenförmigen Ansatz 55 a, der auf dem Achszapfen 54 gelagert

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ist. Auf dem hülsenförmigen Ansatz sind ein Einstellring 56,. das zweite Schaltrad 57 und ein weiterer Einstellring 58 gelagert. Das zweite Schaltrad gliedert sich ebenfalls in eine Hülse 57a und die eigentliche Radscheibe, welche jedoch in der Mitte der Hülse sitzt. Dadurch können zu beiden Seiten der Scheibe weitere Einstellringe 59 und 60 auf der Hülse gelagert werden. Die Einstellringe haben alle den gleichen Außendurchmesser. Auf jedem Einstellringpaar 58 und 59 bzw. 56 und 60 gleitet, ähnlich wie bei dem Ausfuhrungsbeispiel nach den Figuren 1 und 2, das nicht dargestellte Betätigungsorgan einer Schalteinrichtung. Die Einstellringe haben ähnliche Aussparungen wie in dem erwähnten Beispiel. Ferner haben die Schalträder 55 und 57 ähnlich wie dort unterschiedliche Zähnezahlen aber gleiche Kopf- und Fußkreisdurchmesser und stehen mit einem gemeinsamen Antriebszahnrad 61 in Eingriff.

Fig. 11 gibt ein konstruktives Beispiel für eine sehr kompakte Anordnung von drei Schalträdern 62 bis 64 mit drei zugehörigen Einstellringen 65 bis 67, die eine gemeinsame Mantelfläche bilden. Hier liegen die scheibenförmigen Teile der Schalträder beieinander, und einseitige Lagerhülsen 62a, 63a, 64a, welche an den Scheiben ansitzen, sind ineinander gesteckt und dadurch aneinander gelagert. Die innerste LagerhUlse 62a ist am längsten und die weiter außen liegenden sind jeweils um ein Stück kurzer· Auf den Überstehenden Enden der Lagerhülsen sind die Einstellringe 65 bis 67 gelagert, so daß sie wie bei dem Beispiel nach

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den Figuren 1 und 2 mit radialen Stellschrauben arretiert werden können, was Übrigens auch fUr Fig. 10 gilt. Die Anzahl der verwendeten Schalträder kann sinngemäß beliebig vergrößert werden. Das nicht dargestellte Tastorgan könnte man hier beispielsweise mit einer Laufrolle versehen, die im Gegensatz zu der Rolle 23 nach Fig. 2 schon eher eine Walzenform haben müßte. Die drei Schaltregler, deren Zähnezahlen sich jeweils um wenige Zähne unterscheiden stehen mit einem gemeinsamen Antriebszahnrad 68 in Eingriff.

FUr eine Doppelendschalter-Anordnung mit außergewöhnlich hohem Laufbereich könnte man die gleiche Schaltradanordnung 69, die strichpunktiert angedeutet ist, spiegelbildlich hinzufügen. Auch bei dieser Gesamtanordnung liegen dann sämtliche Schalträder beieinander und können von den gemeinsamen Antriebszahnrad 68 angetrieben werden.

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Claims

Ansprüche

Elektrischer Impulsgeber für rotierende Antriebe, dessen im Winkelmaß der Antriebswelle ausgedruckte Impulsperiode größer als 360° ist, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Schaltradpaar (5, 6; 44, 45; 55, 57) vorgesehen ist, dessen Schalträder mit der Antriebswelle (3, 43, 61) in unterschiedlich Übersetzter getrieblicher Verbindung stehen und daß an den Schalträdern Ausformungen (11a, 12a; 46, 47) angebracht sind, die zur Betätigung einer elektrischen Schaltvorrichtung (19; 50, 51) in der Weise dienen, daß ein Impuls entsteht, wenn zwei Ausformungen, die verschiedenen Schalträdern zugehören, in Schaltkonstellation sind, d. h. gleichzeitig je eine bestimmte Stellung ihrer Umlaufbahn einnehmen.
2. Impulsgeber nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die getriebliche Verbindung ein Ketten- (34) oder Zahnriemenantrieb ist.
3. Impulsgeber nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die getriebliche Verbindung ein Zahnradantrieb ist.

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4. Impulsgeber nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein breites Stirnrad als geraeinsames Antriebsrad (3, 4) verwendet ist.
5« Impulsgeber nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Schalträder (5 bis 8) gleiche Kopf- und Fußkreisdurchmesser, jedoch infolge radialer Zahnprofilverschiebung unterschiedliche Zähnezahlen haben und koaxial angeordnet sind.
6. Impulsgeber nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Betätigungshebel (22) eines Schalters (19) vorzugsweise unter Federkraft auf an den Schalträdern ausgebildeten zylindrischen Mantelflächen aufliegt, wobei diese Mantelflächen Aussparungen (11a) aufweisen und die Anordnung so getroffen ist, daß der Betätigungshebel in die Aussparungen einfällt und dabei eine Schaltbewegung ausfuhrt, wenn sich eine Aussparung an jeder Auflagestelle, oder bei nur einer Auflagestelle zwei Aussparungen (11a, 12a) an derselben befinden.
7. Impulsgeber nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das eine Schaltrad (55) eines Schaltradpaares an einer Seite einen hülsenförmigen Ansatz (55a) aufweist, auf dem zwei Einstellringe (56, 58) und zwischen diesen das andere Schaltrad (57) des Paares gelagert ist, welches zu beiden Seiten

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zylindrische Ansätze (57a) aufweist, auf denen ebenfalls je ein Einstellring (59, 60) gelagert ist, und daß die Einstellringe jeweils gegenüber dem sie tragenden Schaltrad in beliebiger Winkelstellung arretierbar sind und paarweise gemeinsame Hantelflächen bilden.
8. Impulsgeber nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltvorrichtung ein Reed-Kontakt ist, der entweder im Einflußbereich eines Magneten liegt, durch mindestens ein Schaltrad jedoch abgeschirmt ist, oder an dem, mit den Schalträdern umlaufende, Magnete vorbeiwandern, so daß er nur in einer Schaltkonstellation von einem zu einer Schaltbewegung ausreichenden Magnetfeld beaufschlagt wird.
9. Impulsgeber nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltvorrichtung aus einer Lichtquelle (37) und einem Lichtempfänger (38) besteht, wobei der Lichtstrahl (40) durch beide Schalträder (31) unterbrochen und nur in der Schaltkonstellation freigegeben wird.
10. Impulsgeber nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltvorrichtung ein induktiver Näherungsschalter ist, der bei der Schaltkonstellation anspricht.
11. Impulsgeber nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß jedem Schaltrad (44, 45) eine eigene Schaltvorrichtung (50, 51) zugeordnet ist, die nur durch die Aus-

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formungen (46 bzw. 47) dieses betreffenden Schaltrades betätigbar ist, und daß beide Schaltvorrichtungen eines Schaltradpaares an einem elektrischen UM)-Glied (53) angeschlossen sind.
12» Impulsgeber nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß an jedem Schaltrad ein drehbarer und gegenüber dem Schaltrad in beliebiger Winkelstellung arretierbarer Einstellring (11, 12) angeordnet ist, der die schaltwirksamen Ausformungen trägt.
13. Impulsgeber nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Schalträder an einer Seite einen zylindrischen Ansatz (8a) haben, auf dem der betreffende Einstellring (14) gelagert isto
14. Impulsgeber nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Schalträder (7, 8) eines Schaltradpaares mit den Lageransätzen einander zugekehrt sind, so daß die Einstellringe (13, 14) unmittelbar nebeneinander liegen, durch die Schalträder in axialer Richtung gehalten sind und eine gemeinsame Mantelfläche bilden₀
15. Impulsgeber nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Schaltradpaare (5, 6 und 7, 8), denen je ein Endschalter (19, 20) zugeordnet ist, zu einer Doppelendschalter-Anordnung vereint sind.

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16. Impulsgeber nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Winkelerstreckung (28) der Ausformungen, innerhalb derer der Antrieb ausgeschaltet ist, gleich oder größer als der auf die Schaltradachse bezogene Nachlaufwinkel des Antriebs ist.
17. Impulsgeber nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Endschalter an einem zwischen den beiden Schaltradpaaren an deren Lagerachse (10) angebrachten und radial abstehenden Tragarm (16) befestigt sind.
18. Impulsgeber nach den Ansprüchen 6 und 14, dadurch gekennzeichnet, daß am freien Ende des Betätigungsheois eine Laufrolle (23) gelagert ist, die mittig zur Stoßfuge der beiden Einstellringe auf deren gemeinsamer Mantelfläche abrollbar aufliegt.
19. Elektrischer Impulsgeber für rotierende Antriebe, dessen im Winkelnaß der Antriebswelle ausgedruckte Impulsperiode größer als 360° ist, dadurch gekennzeichnet, daß eine Schaltradgruppe aus drei oder mehr, mit unterschiedlicher Übersetzung angetriebenen, einzelnen Schalträdern (30, 31; 62, 63, 64) vorgesehen ist, die alle mit einer Schaltvorrichtung (36) zusammenwirken, in der Weise, daß die Schaltkonstellation vorliegt, wenn je eine Ausformung (39)jedes Schaltrades eine bestimmte Stellung ihrer Umlaufbahn einnimmt.

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20. Impulsgeber nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß scheibenförmige Zahnräder (62, 63, 64) mit gleichen Kopf- und Fußkreisdurchmessern und unterschiedlichen Zähnezahlen an einer Seite LagerhUlsen (62a, 63a, 64a) unterschiedlicher Länge aufweisen, welche konzentrisch ineinandergefügt und somit aneinander gelagert sind, daß die radial weiter außen liegenden LagerhUlsen jeweils kurzer als die weiter innen liegenden sind, und daß auf den Überstehenden Enden jeder LagerhUlse ein gegenüber der betreffenden LagerhUlse arretierbarer Einstellring (65, 66, 67) gelagert ist, wobei die Einstellringe je eine Aussparung aufweisen und eine gemeinsame äußere Mantelfläche bilden.
21. Impulsgeber nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß ein dreifach oder mehrfach gegabelter Schalthebel mit seinen Enden auf den Mantelflächen von drei oder mehr Schalträdern aufliegt.
22. Impulsgeber mit konstruktiven Merkmalen nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch die Verwendung eines pneumatischen anstelle eines elektrischen Schaltgerätes·

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