DE2449820A1 - Automatische zeitschaltuhr - Google Patents

Description

• Automatische Zeitschaltuhr Die Erfindung betrifft eine automatische Zeitschaltuhr mit einer von einem Uhrwerk angetriebenen Schaltscheibe, auf deren Umfang Schaltreiter aufsetzbar sind, die zur Betätigung eines elektrischen Schalters in Schalt sterne eingreifen.
• Automatische Zeitschaltuhren dieser Art sind in verschiedensten Ausführungsformen bekannt. Sie dienen zum automatischen Ein-und Ausschalten elektrischer Geräte zu bestimmten durch die Stellung der Schaitreiter wählbaren Zeitpunkten. Die bisher bekannten Schaltuhren dieser Art werden direkt an das Wechselstromnetz angeschlossen und mittels eines Synchronmotors angetrieben und gesteuert. Der Nachteil dieser bekannten Schaltuhren besteht darin, dass bei einem Ausfall der Stromversorgung das Uhrwerk stehenbleibt, so dass die beabsichtigten Schaltvorgänge um die Stromausfallszeit verzögert erfolgen. In Fällen, in denen eine solche Verzögerung durch einen Stromausfall nicht tragbar ist, werden Schaltuhren dieser Art eingesetzt, die mit einer zusätzlichen mechanischen Gangreserve ausgestattet sind. Diese mechanische Gangreserve tritt bei einem Stromausfall in Funktion und treibt das Uhrwerk während der stromlosen Zeit an. Der Nachteil dieser mit einer mechanischen Gangreserve ausgestatteten Schaltuhren besteht in den erheblich höheren Eerstellungskosten und der durch die liche aufwendige Mechanik bedingten höheren Störungsanfälligkeit.
• Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die genannten Nachteile der bekannten Schaltuhren zu überwinden, und eine Schaltuhr zu schaffen, die unabhängig von dem Netzstrom läuft und keinen aufwendigen mechanischen Antrieb benötigt.
• Diese Aufgabe wird bei einer automatischen Zeitschaltuhr der eingangs genannten Art erfindungsgemäss dadurch glöst, dass das Uhrwerk ein batteriebetriebenes Uhrwerk ist, dass auf der Welle der Schaltsterne eine Schaltkurve vorgesehen ist, mit der der Schalthebel des Schalters in Berührung steht, und dass eine Feder vorgesehen ist, die den Schaltkontakt des Schalters in Betätigungsrichtung vorbelastet.
• Bei der erfindungsgemässen Zeitschaltuhr kann ein herkömmliches elektronisch gesteuertes Batterieuhrwerk verwendet werden, das ebenso einfach aufgebaut ist wie ein von einem Synchronmotor angetriebenes Netzuhrwerk. Im Gegensatz zu diesen von dem Wechselstromnetz abhängigen Uhrwerken ist das erfindungsgemäss verwendete Batterieuhrwerk jedoch von Störungen des Stromnetzes unabhängig und daher im Betrieb zuverlässiger. Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemässen batteriebetriebenen Schaltuhr besteht darin, dass kein Netzanschluss für das Uhrwerk erforderlich ist. Dadurch erscbiiessen sich der automatischen Schaltuhr zahlreiche zusätzliche Anwendungsmöglichkeiten, für die sich ein stromnetzbetriebenes Uhrwerk nicht eignet.
• Die automatische Schaltuhr kann beispielsweise anstelle eines üblichen Xandschalters in die Lichtleitung eingesetzt werden, ohne dass eine zusätzliche stromführende Phase bzw. ein zusätzlicher Stromleiter für die Speisung des Uhrwerks erforderlich ist. Auf diese Weise kann z.B. die Beleuchtung eines Raumes selbsttätig zu vorgesehenen Zeitpunkten ein- und ausgeschaltet werden. Ein anderes Anwendungsbeispiel ist die Verwendung der automatischen Schaltuhr als dekorative Wanduhr, wobei durch den Schalter beispielsweise ein Summer als Wecker betätigt werden kann. Mit dem erfindungsgemäss verwendbaren Batterieuhrwerk kann eine solche Wanduhr unabhängig von einem Netzanschluss oder unschönen Zuleitungen aufgehängt werden.
• Nach dem Stand der Technik war es nicht möglich, ein solches Battereuhrwerk für Schaltuhren zu verwenden, da bei einem solchen batteriebetriebenen Uhrwerk nur ein begrenztes Drehmoment zur Verfügung steht, das zur Betätigung von Wechselstromschaltern mit ihrem erforderlichen Kontaktdruck nicht ausreicht. Die Verwendung eines batteriebetriebenen Uhrwerks wird dadurch ermöglicht, dass das Drehmoment des Uhrwerks nicht unmittelbar auf den Schalthebel des gesteuerten Schalters einwirkt, wie dies bei den herkömmlichen Zeitschaltuhren der Fall ist, bei denen radial auf der Welle der Schaltsterne sitzende Schaltnocken den SchätIkonit betätigen. Vielmehr wird gemäss der Erfindung vorgeschlagen, auf der Welle eine Kurve vorzusehen, mit der der Schalthebel in Berührung steht.
• Diese Kurve bewirkt, dass die für die Betätigung eines Schalthebels erforderliche Kraft und damit das von dem Uhrwerk aufzubringende Drehmoment erheblich verringert werden, da durch den die Betätigung des Schalthebels bewirkenden Anstieg der Schaltkurve eine die erforderliche Kraft Verringernde Keilwirkung erzielt wird.
• Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung wird die erforderliche Schaltkraft dadurch herabgesetzt, dass eine zusätzliche Feder vorgesehen ist, die den Schaltkontakt des Schalters in Betätigungsrichtung vorbelastet. Die Federkraft dieser Feder wirkt in der gleichen Richtung wie die von dem Uhrwerk über die Schaltkurve auf den Schalthebel übertragene Kraft. Durch das Drehmoment des Uhrwerks muss daher zur Betätigung des Schalters nur noch die Differenz zwischen der Federkraft des Schalthebels und der Federkraft dieser zusätzlichen Feder aufgebracht werden.
• Als Kontaktdruck des Schalters im betätigten Zustand wirkt aber die volle elastische Kraft des Schalthebels und/oder der im Schalt er eingebauten Schaltfeder.
• Diese zusätzliche Feder kann entweder zwischen dem Schalthebel eines üblichen Mikroschalters und einem Gehäuseteil der Zeitschaltuhr oder aber innerhalb des Schaltergehäuses angeordnet sein.
• Mittels dieser zusätzlichen Feder können also erfindungsgemäss auch Schalter für hohe BeiOungen und Stromstärken mit den dafür erforderlichen hohen Kontaktfrücken durch das schwache,batteriebetriebene Uhrwerk geschaltet werden. Auch kann die Druckfeder austauschbar auf einem am Gehäuse angebrachten Stift sitzen, was den Vorteil hat, dass in grossen Stückzahlen hergestellte Schaltuhren jeweils durch Einsetzen einer speziellen Druckfeder an den vorgesehenen Schalter angepasst werden können.
• Besonder s günstige Schalteigenschaften werden dadurch erhalten, dass der Schalter ein bekannter Mikroschalter ist. Diese bekannten Mikroschalter eignen sich besonders für die erfindungsgemässe Schaltuhr wegen ihrer kleinen Abmessungen und der geringen für das Schalten erforderlichen Kraft.
• Konstruktiv besonders zweckmässig ist eine Anordnung, bei welcher die auf der Schaltwelle erfindungsgemäss angeordnete Schaltkurve in axialer Richtung verlaufende Schaltnocken aufweist.
• Ein wesentlicher Vorteil dieser neuen Betätigungsart des Schalters durch die erfindungsgemässe Schaltkurve besteht darin, dass der Schaltweg der Schaltuhr erheblich verkürzt werden kann.
• Bei den bisher üblichen Schaltuhren, bei welchen der Schaltkontakt unmittelbar durch radiale Nocken bäit wurde, mussten die Nocken und damit die Schaltsterne um einen Schaltweg gedreht werden, der den Schaltweg des Schaltkontaktes entsprach, um den Schaltvorgang durchzuführen. Da erfindungsgemäss dagegen der Schaltweg des Schathebels in axialer Richtung der Schaltwelle verläuft, kann der-volle Schaltweg des Schalthebels durch eine entsprechende Wahl des Anstiegs der Schaltkurve mit einer wesentlich geringeren Drehung der Schaltwelle bzw. der Schaltsterne erreicht werden.
• D.h, der Schaltweg der erfindungsgemässen Schaltuhr kann wesentlich verkürzt werden, so dass die einzelnen Ein- und Ausschaltzugänge dichter aufeinander folgen können.
• Die Schaltkurve weist in einer vorteilhaften Ausführungsform entlang ihrer Umfangslinie tiefe Einschnitte zur Freigabe des Schalters und flache Einschnitte für die betätigte Stellung des Schalters auf, steigt jeweils von den tiefen Einschnitten flach zu den flachen Einschnitten an und fällt von diesen wieder steil zu den tiefen Einschnitten ab. Durch den flachen Anstieg -von den tiefen Einschnitten wird die zur Betätigung des Schalthebels erforderliche Arbeit auf einen längeren Weg verteilt, so dass eine geringere Kraft und damit ein geringeres Drehmoment erforderlich ist. Aus der betätigten Stellung geht der Schalthebel durch seine eigene Federkraft selbsttätig wieder in die Freigabestellung, weswegen ein steiler Abfall der Steuerkurve von den flachen Einschnitten zu den tiefen Einschnitten möglich ist. Hierbei ist die Tiefe der Einschnitte so bemessen, dass sie dem kleinstmöglichen Schaltweg des Schalters entspricht. Hierdurch wird der tote Gang des Schalters eliminiert, so dass ein extrem kurzer Schaltweg erreicht wird.
• An der die Schaltsterne tragenden Schallwelle kann ausserdem ein Handschaltknopf vorgesehen sein, der eine Betätigung des Schalters unabhängig von der Steuerung durch die Schaltuhr ermöglicht.
• Wird die gesamte Schaltmechanik hinter einer Frontplatte angeordnet, so dass sie unsichtbar ist, so kann die erfindungsgemässe Schaltuhr gleichzeitig auch als optisch ansprechende Wohnraumuhr ausgebildet sein.
• Im folgenden wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung näher erläutert.
• Es zeigen Fig. 1 eine Frontansicht einer Schaltuhr gemäss der Erfindung; Fig. 2 eine Seitenansicht dieser Schaltuhr und Fig. 3 ene Draufsicht auf diese Schaltuhr von oben.
• In dem dargestellten Ausführungsbeispiel wird zum Antrieb der Schaltuhr ein herkömmliches elektronisches Uhrwerk 2 verwendet, das von einer 1,5 Volt Batterie 1 gespeist wird. Die Sinzelheiten des Uhrwerks 2 sind nicht dargestellt und ihre Beschreibung ist hrr weggelassen, da diese Teile bekannt sind und nicht zur Erfindung gehören.
• Von dem Uhrwerk 2 wird ein vorstehendes Ritzel 3 angetrieben, das in ein Zahnrad 4 eingreift, welches mit einer 24-Stunden-Schaltscheibe 5 fest verbunden ist. Am Umfang dieser Schaltscheibe 5 sind Bohrungen vorgesehen, die zur Befestigung von Scha-lreitern 6 und 7 dienen. Diese Schaltreiter 6 und 7 sitzen auf dem Umfang der Schaltscheibe 5 und ragen radial von diesem nach aussen. Die Schaltreiter 6 bzw. 7 besitzen jeweils einen radialen Vorsprung, der sich bei dem Schaltreiter 6 an der Vorderseite und bei dem Schaltreiter 7 an der hinteren Seite befindet. Auf diese Weise können die Schaltreiter 6 bzw. 7 bei Drehung der Schaltscheibe 5 in 4-zahnige Schaltsterne 9 bzw. 8 eingreifen, die hintereinander auf einer Welle 10 befestigt sind, die parallel zur Achse der Schaltscheibe 5 in einer Frontplatte 12 drehbar gelagert ist. Die Schaltsterne 8 und 9 sind in ihrer Winkelstellung gegeneinander versetzt, so dass sie bei der Brehung durch die eingreifenden Schaltreiter jeweils abwechselnd in die Eingriffsstellung gebracht werden.
• Am vorderen von der Frontplatte 12 vorstehenden Ende der Welle 10 ist ein Handschaltknopf 11 fest angebracht, der eine Drehung der Welle unabhängig von den Schaltreitern 6 und 7 und den Schaltsternen 8 und 9 ermöglicht.
• Auf der Rückseite der Gehäusefrontplatte 12 sitzt auf der Welle 10 drehfest eine Schätkurve 13. Diese besteht aus einer auf der Welle 10 befestigten Scheibe, an deren Umfang in axialer Richtung die Schaltkurve 13 koaxial zu der Welle 10 vorsteht.
• Ein Mikroschalter 16 mit Anschlüssen 16a, 16b, 16c ist am Gehäuse so befestigt, dass sein Schalthebel 15 mit seinem vorderen Ende, an dem eine Rolle angebracht ist, in Berührung mit der Schaltkurve 13 steht. Die Schaltkurve 13 weist tiefe Einschnitte 13a auf, steigt von diesen tiefen Einschnitten 13a flach an, besitzt an den erhöhten Stellen flache Einschnitte 13b und fällt dann wieder steil in den nächsten tieen Einschnitt 13a ab. Fällt der Schalthebel 15 bei der Drehung der Welle 10 und damit der Schaltkurve 13 in einen der vertieften Einschnitte 13a, so wird er durch seine eigene Federkraft in diesen vertieften Einschnitt gedrückt und der Schalter 16 gerät in seine freigegebene oder nicht betätigte Stellung. Wird die Welle 10 durch das Eingreifen des vorderen Schaltreiters 7 in den zugehörigen Schalt stern 8 im Gegenuhrzeigersinn verdreht, so läuft der Schalthebel 15 die flache Steigung der Schaltkurve 13 hinauf und rastet in den flachen Einschnitt 13b ein. Bei diesem Hinauflaufen wird der Schalthebel 15 gegen seine Federkraft verschwenkt, wobei der Schalter 16 betätigt wird. Nach der Überwindung des Druckpunktes des Schalters 16 schnappt dieser in die betätigte Stellung, wobei seine eigene Federkraft den erforderlichen Kontaktdruck erzeugt. Kommt bei der weiteren Drehung der Schaltscheibe 5 der zweite Schaltreiter 6 mit dem zugehörigen Schaltstern 9 in Eingriff, so wird die Welle 10 und damit die Schaltkurve 13 weiter im Gegenuhrzeigersinn gedreht. Bei dieser Drehung rastet das mit der Rolle versehene vordere Ende des Schalthebels 15 ausdem flachen Einschnitt 13b und fällt durch die Federkraft des Schalters über den steilen Abfall der Schaltkurve in den nächsten tiefen Einschnitt 13a. Dabei gelangt der Schalter 16 wieder von semem betätigten in den freigegebenen Zustand.
• Um das von dem Uhrwerk 2 aufzubringende Drehmoment zu verkleinem, wenn der Schalthebel 15 über den flachen Anstieg der Schaltkurve 13 von dem tiefen Einschnitt 13a zu dem flachen Einschnitt 13b hinaufbewegt wird, ist zusätzlich eine Druckfeder 17 zwischen dem Schalthebel 15 und der Gehäusefrontplatte 12 angebracht. Diese Druckfeder 17 sitzt verschiebbar auf dem Stift 18, der in der Frontplatte befestigt ist.
• Durch die Druckfeder 17 wird der Schalthebel 15 so vorbelastet, dass nur noch eine sehr geringe Kraft erforderlich ist, um ihn durch die Schaltkurve 13 in seine betätigte Stellung zu bewegen.
• Auf diese Weise kann das von dem Uhrwerk 2 zusätzlich zu der Federkraft 17 zur Betätigung des Schalters noch auf zubringende Drehmoment so klein gemacht werden, dass eine Rückwirkung des Schaltvorgangs auf das Uhrwerk so gering ist, dass die Laufgenauigkeit einer guten Gebrauchsuhr gegeben ist.
• Die Stärke der Druckfeder 17 ist auf den verwendeten Mikroschalter 16 abgestimmt. Durch die Wahl der Druckfeder 17 ist es möglich, auch Schalter für höhere Stromstärken zu schalten.
• Die für die Erzeugung des erforderlichen Kontaktdrucks bei solchen Schaltern notwendige Federkraft muss nämlich bei der Betätigung nicht von dem Uhrwerk allein überwunden werden, sondern wird überwiegend von der Druckfeder 17 aufgebracht.
• Auf der zentralen Zeigerachse 19 des Uhrwerks 2 sitzen die für die Zeitanzeige notwendige Stundenscheibe 19a und die Minutenscheibe 19b. An letzterer kann von Hand die Uhrzeit eingestellt werden.
• Da sich der gesamte Schaltmechanismus hinter der Frontplatte 12 befindet, wird das formschöne Aussehen der Uhr durch diesen Mechanismus nicht beeinträchtigt. Erforderlichenfalls könne auch die Schaltscheibe 5 mit den Schaltreitern und die Schaltsterne 8 und 9 hinter dieser Frontplatte angeordnet sein, so dass sich die Uhr von der Frontseite im Aussehen nicht von einer Wohnraumuhr ohne Schaltfunktion unterscheidet.

Claims (8)

Patentansprüche

1. Automatische Zeft'schaltuhr mit einer von einem Uhrwerk angetriebenen Schaltscheibe, auf deren Umfang Schaltreiter aufsetzbar sind, die zur Betätigung eines elektrischen Schalters in Schaltsterne eingreifen, dadurch kennzeichnet, dass das Uhrwerk ein batteriebetriebenes Uhrwerk (2) ist, dass auf der Welle (10) der Schaltsterne (8,9) eine Schaltkurve (13) vorgesehen ist, mit der der Schalthebel (15) des Schalters (16) in Berührung steht, und dass eine Feder (17) vorgesehen ist, die den Schaltkontakt des Schalters (16) in Betätigungsrichtung vorbelastet.

2. Zeitschaltuhr nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet1as - -die Feder (17) eine zwischen dem Schalthebel (15) und dem Gehäuse eingesetzte Druckfeder ist.

3. Zeitschaltuhr nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckfeder (17) austauschbar auf einem am Gehäuse angebrachten Stift (18) sitzt.

4. Zeitschaltuhr nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Schalter (16) ein bekannter Mikroschalter ist.

5. Zeitschaltuhr nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die auf der Welle (10) angeordnete Schaltkurve (13) in axialer Richtung verlaufende Schaltnocken (13a,13b) aufweist.

6. Zeitschaltuhr nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltkurve (13) als Schaltnocken entlang ihrer Umfangslinie tiefe Einschnitte (1 3a) zur Freigabe des Schalters (16) und flache Einschnitte (13b) für die betätigte Stellung des Schalters aufweist, jeweils von den tiefen Einschnitten flach zu den flachen Einschnitten ansteigt und von diesen wieder steil zu den tiefen Einschnitten abfällt, wobei die Tiefe der CEinschnitte (13a) dem kleinstmöglichen Schaltweg des Schalters (16) entspricht.

7 Zeitschaltuhr nach einem der vorhergeehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an der Schaltwelle (10) ein Handschaltknopf (11) vorgesehen ist.

8. Zeitschaltuhr nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die gesamte Schaltmechanik hinter einer Frontplatte (12) des Gehäuses angeordnet ist.

L e e r s e i t e