DE2705731C2 - Elektrische Schaltuhr - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine elektrische Schaltuhr zum Steuern elektrischer Schaltvorgänge, die ; um Betätigen elektrischer Schalter eine während einer Kurzzeitperiode von beispielsweise 24 Stunden einmal umlaufende Kurzzeitprogrammscheibe besitzt, auf der sich in programmierten Zeitabständen entsprechenden Winkelabständen mehrere Schaltorgane anordnen lassen, und die eine von der Kurzzeitprogrammscheibe gesteuerte schrittweise angetriebene Langzeitprogrammscheibe besitzt, weiche innerhalb einer der Summe mehrerer Kurzzeitperioden entsprechenden Langzeitperiode von beispielsweise 7 Tagen eine volle Umdrehung aufführt und auf welche sich Betätigungsorgane für wenigstens einen elektrischen Schalter anbringen lassen.

Bei einer bekannten Schaltuhr dieser Art (DE-PS 436007), die zum Steuern eines Doppelzählwerkes dient, sind zwei in Reihe geschaltete elektrische Schalter vorgesehen. Der eine dieser Schalter wird mittels einer Kippvorrichtung von einer sog. Tagesscheibe gesteuert, während der andere dieser Schalter von einer sog. Wochenscheibe betätigt wird. Die Tagesscheibe ist mit zwei auf bestimmte Schaltzeitpunkte einstellbaren Fingern versehen, weiche die den elektrischen Schalter betätigende Kippvorrichtung abwechselnd aus der einen in die andere Funktionslage bewegen. Zum Antrieb der sog. Wochenscheibe sind auf der die Tagesscheibe kontinuierlich antreibenden Welle zwei weitere je für sich einstellbare Schaltarme angeordnet, die einen teils kriechend, teils springend bewegbaren Schaltstern antreiben, welcher über ein Untersetzungsgetriebe mit der Wochenscheibe in getrieblicher Verbindung steht. Die Wochenscheibe selbst ist an ihrem Umfang mit einem radialen Ausschnitt versehen, dessen Umfanglänge drei Schaltschritten entspricht. Dieser Ausschnitt wird von einem Schalterbetätigungshebel des zweiten elektrischen Schalters abgetastet, in der Weise, daß dieser zweite Schalter immer dann geöffnet ist, wenn der Tasthebel sich in dem Umfangsausschnitt der Wochenscheibe befindet, so daß am betreffenden Tag die Schaltfunktion des ersten von der Tagesscheibe betätigten Schal-

se ters unwirksam bleibt. Je nach der Wahl der Umfangslänge der radialen Ausnehmung der Wochenscheibe oder durch das Vorsehen mehrerer radialer Einsciinitte ist es mit dieser bekannten Vorrichtung möglich, das Tagesprogramm an mehreren beliebigen Tagen auszuschalten. Nicht möglich dagegen ist es, aus einem Tagesprogramm mit mehreren Schaltvorgängen bestimmte Schaltvorgänge unwirksam zu machen. Ebenso ist es nicht möglich, ein Tagesprogramm mit mehr als zwei Schalrvorgängen, nämlich einem Einschaltvorgang und einem Ausschaltvorgang, bei dieser bekannten Schaltuhr vorzusehen.

Auch bei einer anderen bekannten Schaltuhr (DE-PS 926742), bei der ebenfalls eine Kurzzeitprogrammscheibe oder Tagesscheibe und eine Langzeitprogrammscheibe oder Wochenscheibe vorhanden sind, die an ihrem Umfang mit Schaltelementen versehen sind oder mit welchen versehen werden können, ist es nicht möglich, mit Hilfe der Langzeitprogramm-

scheibe unterschiedliche Kurzzeitprogramme wahlweise durchzuführen, weil für jeden Wochentag nur ein einziger Reiter in Form einer Stiftschraube auf der Langzeitprogrammscheibe anbringbar ist, der an dem betreffenden Tag das gesamte Kurzzeitprogramm unwirksam macht. Durch das dort vorgesehene Funktionsprinzip ist dort nur ein einziges Kurzzeitprogramm programmierbar, und es besteht nur die Möglichkeit, entweder dieses eine Kurzzeitprogramm an bestimmten Tagen ablaufen zu lassen oder völlig auszuschalten. Im übrigen wird dabei die Langzeitprogrammscheibe nicht schrittweise von der Kurzzeitprogrammscheibe angetrieben, sondern vom gleichen Uhrwerksantrieb, der p.uch die Kurzzeitprogrammscheibe antreibt.

Bei einer bekannten Schaltuhr (DE-OS 2 225 668), bei der die auf der Tagesprogrammscheibe wahlweise angeordneten Schaltreiter die SchaJtstange eines Schrittschaltwerkes betätigen, welches mittels eines Schaltsterns das öffnen und Schließen eines elektrischen Schalters bewirkt, dient die sog. Wochenscheibe, welche ebenfalls mit wahlweise setzbaren Schaltreitern versehen ist, zum Unterdrücken der Schaltvorgänge dieser Schaltstange an bestimmten Wochentagen. Hierbei ist zwar bereits vorgesehen, die Tagesprogrammscheibe mit mehr als zwei Schaltreitern auszurüsten, um ein Tagesprogramm mit mehreren Ein- und Ausschaltvorgängen zu erhalten, die Funktion der Wochenscheibe ist jedoch auch hier darauf beschränkt, das gesamte Tagesprogramm eines bestimmten Wochentages zu unterdrücken und das selbe Tagesprogramm an anderen Wochentagen zur Durchführung gelangen zu lassen. Eine Differenzierung bzw. Unterscheidung zwischen verschiedenen Tagesprogrammen ist auch bei dieser bekannten Vorrichtung mittels der sog. Wochenscheibe ohne zusätzliche Steuereinrichtungen nicht möglich. Es ist auch bereits vorgeschlagen worden (DE-OS 2541565), eine Schaltuhr der eingangs genannten Art so zu verbessern, daß unter Einhaltung einer' größtmöglichen Schaltgenauigkeit und mit geringstem Aufwand an Bauteilen und Montagearbeit auf bedienungsmäßig einfache Weise so viele unterschiedliche Kurzzeitprogramme geschaltet werden können, wie Kurzzeitperioden in der Langzeitperiode enthalten sind. Zu diesem Zweck ist vorgeschlagen worden, ' auf der Kurzzeitprogrammscheibe mindestens . so Viele Schaltorgane anzuordnen, wie für die Durchführung aller in einer Langzeitperiode enthaltenen, unterschiedlichen Kurzzeitprogramme nötwendig sind, und vorzusehen, daß jedes Schaltorgan der Kurzzeitprogrammscheibe jeweils zum programmierten Zeitpunkt eine Schrittschaltbewegung der Langzeitprogrammscheibe bewirkt. Dabei ist vorgesehen, daß die. Langzeitprogrammscheibe zur Betätigung eines elektrischen Schalters innerhalb bestimmter, lückenlos aneinander gereihter gleich großer Winkeläbschnitte, die jeweils dem Drehwinkel einer. Kurzzeitperiode' und zugleich der Summe der während einer Kurzzeitperiode ausgeführten Schaltschritte entsprechen, jeweils so viele Schalterbetätigungsorgane aufweist, wie zur Durchführung eines aus jeweils mehreren Schaltvorgängen bestehenden Kurzzeirprogramms erforderlich sind. Bei dieser vorgeschlagenen Schaltuhr ist jedoch Bedingung,daß die Langzeitprogrammscheibe während jeder Kürzzeitperiode' genau gleich viele Schaltschritte ausführt, wie auf der Kurzzeitprogrammscheibe Schaltorgane, d. h. Schaltreiter, vor

handensind. Anders ausgedrückt: Die Anzahl der auf der Kurzzeitprogrammscheibe vorhandenen Schaltorgane b<w. Schaltreiter muß mit der Anzahl von Schaltschritten übereinstimmen, die die Langzeitprogrammscheibe ausführen muß, um die einer Kurzzeitperiode entsprechende Winkelbewegung auszuführen. Das bedeutet auch, daß alle jeweils einer Kurzzeitperiode zugeordneten Winkelabschnitte bzw. Bewegungsabschnitte der Langzeitprogrammscheibe gleich groß sein müssen und durch die gleiche Anzahl vorj Schrittbewegungen innerhalb einer Kurzzeitperiode zu durchlaufen sind. Für die Praxis ergibt sich daraus, daß Langzeitprogrammscheibe und Kurzzeitprogrammscheibe unterschiedlich ausgestaltet sein müssen, genauer gesagt, daß die Kurzzeitprogrammscheibe eine andere Teilung für die Anordnung der Schaltorgane haben muß als die Langzeitprogrammscheibe haben kann. Während die Anzahl der Steckmöglichkeiten für die Schaltreiter auf der Kurzzeitprogrammscheibe mindestens durch 12, in den meisten Fällen aber durch 24, 48 ci-^r 96 teilbar sein muß, muß die Gesamtzahl der Steckmsjglichkeiteri für Schaltreiter auf der Langzeitprogrammscheibe, wenn es sich um eine Wochenscheibe mit sieben Kurzzeitperioden handelt, durch die Zahl 7 teilbar sein muß. Schon daraus ergibt sich, daß für die Kurzzeitprogrammscheibe und die Langzeitprogrammscheibe nicht die gleichen Teile verwendet werden können. Ausgehend von einer elektrischen Schaltuhr der eingangs genannten Art, mit der es unter Einhaltung einer größtmöglichen Schaltgenauigkeit und mit geringstem Aufwand an Bauteilen und Montagearbeiten und bedienungsmäßig einfache Weise möglich ist, so vie! unterschiedliche Kurzzeitprogramme zu schalten, wie Kurzzeitperioden in der Langzeitperiode enthalten sind, liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, die funk'tionellen Wechselbeziehungen zwischen der Kurzzeitprogrammscheibe und der Langzeitprogrammscheibe so zu gestalten, daß die den einzelnen Kurzzeitperioden zugeordneten Bewegungsabschnitte einerseits unter sich nicht genau gleich groß unu andererseits nicht exakt der Summe gleich großer und gleich vieler Teilschrittbewegungen entsprechen müssen, Wie auf der Kurzzeitprogrammscltsibe maximal Schaltreiter für die unterschiedlichen Kurzzeitprogramme vorhanden sind bzw. sein müssen.

Gelöst wird diese Aufgabe nach der Erfindung dadurch, daß die Langzeitprogrammscheibe für schnelle Schrittbewegungen einen eigenen Kraftantrieb besitzt, der von den Schaltorganen der Kurzzeitprogrammscheibe jeweils einschaltbar und durch Schalterbetätigungsorgane, die auf der Langzeitprogramnscheibe angeordnet uder mit dieser getrieblich vcrbijuäen sind, ausschaltbar ist.

Dadurch ergibt sich der bedeutende Vorteil, daß die Kurzzeitprogramnischeibe nicht jeweils in gleich großen und innerhalb einer Kurzzeitperiode gleich vielen Schaltschritten angetrieben werden muß» um die zeitliche Synchronisation zwischen Kurzzeitprogrammscheibe und Langzeitprogrammscheibe aufrechtzuerhalten, sondern daß es möglich ist, die Langzeitprogrammscheibe jeweils am Ende einr K.urzzeitpcriode mittels eines zusätzlichen, beliebig langen Bewegungsschrittes auf den Anfangspunkt des nachfolgcnden KurzzeitprograTims zu führen. Dadurch wird zugleich die Möglichkeit eröffnet, bei der Langzeitprogrammscheibe für die Schaltreiter bzw. die die Schaltreiter aufnehmenden Steck- oder Rastvorrich-

Hingen gleiche oder kleinere Teilungsabständt zu verwenden, wie bei der Kurzzeitprogrammscheibe und/ oder für die Langzeitprogrammscheibe die gleichen Bauteile zu verwenden wie für die Kurzzeitprogrammscheibe. Die Möglichkeit, für beide Programmscheiben gleiche Teile verwenden zu können, bedeutet in der Praxis, daß Werkzeugkosten, Lagerkosten und sonstige Fertigungskosten für die zweite Programmscheibe entfallen. Ein weiterer wichtiger Vorteil besteht darin, daß durch die Verwendung einer Kurzzeitprogrammscheibe als Langzeitprogrammschcibe aufgrund der in der Regel vorhandenen 96 Steckmöglichkeiten für Schaltreiter eine Fülle zusätzlicher Programmiermöglichkeiten gegeben ist.

Für den Antrieb der Langzeitprogrammscheibe kann ein elektrischer Motor vorgesehen sein oder aber eine elektrisch ein- und abschaltbare Kupplung, durch welche ein die Kurzzeitprogrammscheibe antreibender Motor mit der LariEzcitprogrärnrnschcibc gctncblich kuppelbar ist. Welche dieser beiden Möglichkeiten in der Praxis zu bevorzugen ist, hängt wesentlich vom jeweiligen Anwendungsfall bzw. von den konstruktiven Gegebenheiten ab. Wichtig ist jedoch bei beiden Fällen, daß die elektrische Steuermöglichkeit für das zeitexakte Ein- und Ausschalten des gewählten Antriebs für die Langzeitprogrammscheihe gewährleistet ist.

Eine andere vorteilhafte Weiterbildung der beschriebenen Schaltuhr besteht darin, daß zur Durchführung einer Nachlaufbewegung der Langzeitprogrammscheibe für den Kraftantrieb ein besonderer Stromkreis mit zwei in Serie geschalteten Schaltern vorgesehen ist, von denen der eine ein Schließschalter ist und von einem außerhalb des oder der Kurzzeitprogramme auf der Kurzzeitprogrammscheibe angeordneten Schaltreiter vorübergebend geschlossen wird, wobei der andere ein Öffnerschalter ist und jeweils von Schaltreitern der Langzeitprogrammscheibe geöffnet wird, die in Um'aufrichtung jeweils am beginn eines einer bestimmten Kurzzeitperiode zugeordneten Winkelabschnittes angeordnet sind.

Durch diese Nachlaufsteuerung wird sichergestellt, daß sich evtl. einstellende Schrittschaltfehler nicht addieren können und daß jedes Kurzzeitprogramm exakt an seinem Anfangszeitpunkt zu laufen beginnt.

Um sowohl hinsichtlich des Schaltzeitpunktes als auch hinsichtlich ihrer Dauer und Länge möglichst exakte Schaltvorgänge bzw. Schaltschritte zu erreichen, sind zur Durchführung der Schrittbewegungen der Langzeitprogrammscheibe in einem Einschaltstromkreis ihres Kraftanfnebes zwei in Reihe geschaltete elektrische Schalter und in einem Selbsthaltekreis ein dazu parallelgeschalteter weiterer Schalter vorgesehen, wobei der eine Schalter des Einschaltstromkreises von den programmierten Schaltorganen der Kurzzeitprogrammscheibe und die beiden anderen Schalter jeweils von schnell umlaufenden Nockenscheiben der Antriebsgetriebe der Kurzzeitprogrammscheibe bzw. der Langzeitprogrammscheibe betätigt werden.

Die zeitliche Schaltpräzision der von der Schaltuhr auszuführenden Schalrvorgänge wird dabei einerseits durch das Zusammenspiel der im Einschaltstromkreis und im Selbsthaltestromkreis des Kraftantriebes der Langzeitprogrammscheibe liegenden Schalter und andererseits durch die mechanische Einjustierung der von den programmierten Schaitorganen, d. h. den Schaltreitern der Langzeitprogrammscheibe betätigten Schaltmittel und Schalter erreicht. Dadurch ist es möglich, auf mechanische Sprungschaltwerke für den Antrieb sowohl der Kurzzeit- als auch der Langzeitprogrammscheibe zu verzichten.

Anhand der Zeichnung wird nun im folgenden ein "' Ausführungsbeispiel der Erfindung näher erläutert. Es zeigt

Fig. I eine Schaltuhr der beschriebenen Art in schematischer Darstellung,

Fig. 2 in vereinfachter Darstellung die beiden Proi( > grammscheiben der Schaltuhr in Draufsicht,

Fig. 3 ein schematisiertes Schaltbild mit den den Kraftantrieb der Langzeitprogrammscheibe steuernden Schaltern und den von der Langzeitprogrammscheibe betätigten Leistungsschaltern.
i'i Die in den Fig. 1 und 2 vereinfacht dargestellte Schaltuhr bestitzt eine Kurzzeitprogrammscheibe 1 und eine Langzeitprogrammscheibe 2. Diese beiden Programmscheiben 1 und 2 sind körperlich völlig

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-Ό tern versehen werden. Zur Aufnahme von Schaltreitern sind die beiden Programmscheiben 1 und 2 an ihrem Umfang jeweils mit 96 axial verlaufenden Nuten 3 und auf ihrer Oberseite mit der gleichen Anzahl von Stecklöchern 4 versehen, von denen aus Gründen

2^r> der vereinfachten Darstellung jeweils nur einige gezeichnetsind. Die Axialnuten 3 und die Stecklöcher 4 sind einander mit gleichen Winkelabständen zugeordnet. Bei dt? Kurzzeitprogrammscheibe 1, die als sog. Tagesscheibe in 24 Stunden einmal umläuft, entspre-

sn chen die Winkelabstände der Axialnuten 3 und Stecklöcher 4 jeweils einem Zeitabstand von 15 Minuten, was bedeutet, daß innerhalb einer Stunde maximal vier Schaltvorgänge in Zeitabständen von 15 Minuten durchgeführt werden können. In einem Kreisfeld 5 der Kurzzeitprogrammscheibe 1 ist eine Uhrzeitskala 6 feststehend angeordnet, über welcher sich zwei mit Zeigerstrichen 7 bzw. 8 versehene Scheiben uhrzeitgerecht drehen. Der Zeigerstrich 7 entspricht dem Minutenzeiger und der Zeigerstrich 8 dem Stundenzeiger einer Uhr. Um das Kreisfeld 5 herum ist auf der Stirnseite der Kurzzeitprogrammscheibe 1 eine die ZahIenl-24 umfassende Tageszeitskala 9 angeordnet, die jeweils die vollen Stunden eines Tages wiedergeben und die den Axialnuten 3 und Stecklöehern 4 zugeordnet sind. Der Antrieb der Kurzzeitprogrammscheibe 1 erfolgt kontinuierlich von einem Synchronmotor 10, der über ein Getriebe 11 auch die beiden Uhrzeitscheiben mit den Zeigerstrichen 7 und 8 zeitgerecht antreibt. Von dem Getriebe 11 wird überdies eine kreisförmige, mit einem radialen Einschnitt 12 versehene Nockenscheibe 13 angetrieben, die einen elektrischen Schalter K2 betätigt. Die Nokkenscheibe 13 wird dabei so angetrieben, daß sie in 15 Minuten eine volle Umdrehung ausführt. Ihr Einschnitt 12 ist dabei so bemessen, daß der Schalter Kl bei jeder Umdrehung während 40 Sekunden geschlossen ist. In dem in Fig. 2 dargestellten Programmieningsbeispiel ist die Kurzzeitprogrammscheibe 1 mit insgesamt sieben Programmschaltreitern 14, 15, 16,17,18,19 und 20 und zusätzlich mit einem anders gestalteten Nachlauf schaltreiter 21 ausgerüstet. Während die Programmschaltreiter 14 bis 20 alle gleich gestaltet sind- und eine radial vorspringende Schaltnase 22 aufweisen, die im Bereich der zylindrischen Mantelfläche der Kurzzeitprogrammscheibe 1 liegt, ist die Schaitnase 23 des Nachlauf schaitreiters 21 unterhalb der Ebene der Schaltnasen 22 angeordnet. Die Schaltnasen 22 der ProgrammschaltreiteT 14 bis 20

be tntigen jeweils einen in deren Bewegungsbahn ragenden Schaltfinger 24, der auf einer Welle 25 befestigt ist, die an ihrem unteren Ende einen Schaltarm 26 besitzt, der einen elektrischen Schalter Kl betätigt. In die Bewegungsbahn der Schaltnase 23 des Nachlaufschaltreiters 21 ragt ein Schaltfinger 27, der auf einer WdIe 28 befestigt ist, die einen Schaltarm 29 besitzt, (tor einen elektrischen Schalter Kl betätigt. Die beiden Schalterbetätigungsvorrichtungen 24 bis 26 und 27 bis 29 sind in der Zeichnung entfernt voneinander dargestellt, und zwar beträgt ihre Entfernung einen Winkclabstand von 90° - bezogen auf die Drehachse der Kurzzeitprogrammscheibc 1 - was einer zeitlichen Distanz von sechs Stunden entspricht. In Fig. 1 ist jedoch ingestrichelten Linien dargestellt, daß diese beiden Schalterbetätigungsvorrichtungen ortsgleich angeordnet sein können, was den Vorteil hat, dall beim Anbringen des Nachlaufschaltreiters 21 auf der Kurzzeitprogrammscheibe iiiie Zeitdifferenz, die sich aus dem Winkclabstand ergibt, nicht berücksichtigt zu werden braucht.

Dieser zeitliche bzw. winkelmäßige Versatz der beiden Schaltvorrichtungen 24, 25, 26 und 27, 28, 29 ist in der Fig.2 insofern berücksichtigt, als der Nachlaufschaltreiter 21, der den Schalter K7 beispielsweise um 24 Uhr bzw. 00 Uhr betätigen soll, bei der vollen Stunde 6 gesetzt ist.

Die Langzeitprogrammscheibe 2 ist, wie in Fig. 2 angegeben, in sieben Tagesabschnitte mit den Kurzbezeichnungen Mo, Di, Mi, Do, Fr, Sa, So unterteilt, wobei uie Tagesabschnitte Montag bis einschließlich Freitag jeweils 14 und die Tagesabschnitte Samstag und Sonntag jeweils 13 Axialnuten 3 und Stecklöcher 4 umfassen. Diese Tagesabschnitte Mo bis So sind jeweils durch Nachlaufschaltreiter 21/1 bis 21/7 voneinander getrennt. In Fig. 2 sind zur besseren Übersicht diese Nachlaufschaltreiter 21/1 bis 21/7 schwarz ausgefüllt dargestellt im Unterschied zu den Programmschaltreitern 14/1 bis 19/1, die in den Tagesabschnitten Montag und Dienstag gesetzt sind. Dabei sind- wie aus Fig. 1 ersichtlich - die Nachlaufschaltreiter 21/1 bis 21/7 genau gleich ausgebildet wie der Nachlaufschaltreiter 21 der Kurzzeitprogrammscheibe 1, und es sind die Programmschaltreiter 14/1 bis 19/1 bzw. 20/1 der Langzeitprogrammscheibe 2 genau gleich ausgebildet wie die Programmschaltreiter 14 bis 20 der Kurzzeitprogrammscheibe 1. Die Programmschalterreiter 14/1 bis 20/1, die entsprechend den an den einzelnen Tagen Montag bis Sonntag durchzuführenden Kurzzeitprogrammen innerhalb der entsprechenden Tagesabschnitte Mo bis So auf der Langzeitprogrammscheibe 2 gesteckt sind, dienen zur Betätigung eines elektrischen Programmschalters KS. Zu diesem Zweck sind auf einer Welle 30 ein in die Umlaufbahn der radial vorspringenden Schaltnasen 22' der Programmschaltreiter 14/1 bis 20/2 ragender Schaltfinger 31 und ein Schaltarm 32 befestigt. Dabei kann die Welle 30 ab Hohlwelle ausgebildet und in ihr eine weitere Welle 30' mit einem Schaltfinger 31' und einem Schaltarm 32' zur Betätigung eines weiteren Programmschalters K6 vorgesehen sein, um ein weiteres Schaltprogramm schalten zu können. Zur Betätigung des Programmschalters K6 sind allerdings andere Programmschaltreiter erforderlich, die eine Schaltnase in der Ebene des Schaitfingers 31 besitzen.

Die Nachlaufschaltreiter 21/1 bis 21/7 mit ihren tieferliegenden Schaltnasen 23' betätigen zu den jeweils gegebenen Zeitpunkten über einen Schaltfinger 33, eine Welle 34 und einen Schaltarm 35 einen elektrischen Schalter KS, der als Offner-Schalter ausgebildet ist.

Der Antrieb der Langzeitprogrammscheibe 2 in Richtung des Pfeiles 36 - also in Uhrzeigerdrehrichtung - erfolgt schrittweise durch einen Elektromotor 37, der ein Gleichstrommotor oder ein Synchronmotorsein kann und der von den bereits erwähnten elek- trischen Schaltern Kl, Kl, Kl, KS und einem weiteren Schalter K3 gesteuert wird. Dabei erfolgt der Antrieb über ein Untersetzungsgetriebe 38, durch welches über ein Zahnrad 39 auch eine mit einem radialen Einschnitt 40 versehene Nockenscheibe 41 an- getrieben wird, die den bereits erwähnten Schließer-Schalter K3 betätigt.

Wie aus Fig. 3 ersichtlich ist, sind für die Steuerung des Elekromotors 37 drei parallele Schaltkreise 1, II und 11ϊ vorgesehen, wobei die Schaltkreise i und ίίί jeweils zwei in Reihe geschaltete Schließer-Schalter, nämlich die Schalter Kl und Kl bzw. Kl und KS enthalten, während der Schaltkreis II lediglich den Schließer-Schalter /O enthält und als Selbsthaltekreis dient.

Die Funktionsweise der beschriebenen Schaltuhr ist folgende: Die Kurzzeitprogrammscheibe 1 wird in Richtung des Pfeiles 42, d. h. in Uhrzeigerdrehrichtung, kontinuierlich und zeitgerecht vom Synchronmotor 10 angetrieben derart, daß sie in genau 24 Stunden eine volle Umdrehung ausführt. Dabei dreht sich die Nockenscheibe 13 jeweils in 15 Minuten, die dem kleinstmöglichen Zeitabstand zweier aufeinanderfolgender Programmschalter 14 bis 20 entsprechen, um genau 360°. Der Einschnitt 12 der Pro- grammscheibe 13 ist dabei so bemessen und der Schalter Kl so angeordnet, daß dieser während jeder Umdrehung der Nockenscheibe 13 jeweils 40 Sekunden lang geschlossen ist. Der Schalter Kl ist also so konstruiert, daß beim Einfallen des Kontaktschalthe bels 12' in den Einschnitt 12 der Nockenscheibe 13 ein Schließen des Schalters stattfindet. Die Schalterbetätigungsvorrichtung 24, 25,26 für den Schalter Kl und dieser Schalter Kl selbst sind so angeordnet, daß der Schalter Kl jeweils beim Vorbeifahren der Schaltnase 22 eines Programmschaltreiters 14 bis 20 an dem Schaltfinger 24 der Schalter Kl etwa insgesamt für die Dauer von acht Minuten geschlossen wird, und zwar etwa vier Minuten vor dem gewünschten programmierten Schaltzeitpunkt bis etwa vier Minuten

so nach dem gewünschten programmierten Schaltzeitpunkt. Da die beiden Schalter Kl und Kl, wie aus Fig. 3 ersichtlich ist, in Reihe geschaltet sind, wird der Stromkreis I des Elektromotors 37 also immer nur 40 Sekunden lang geschlossen, wobei dafür ge sorgt ist, daß diese 40 Sekunden um eine bestimmte Zeitdauer vor dem eigentlichen gewünschten und programmierten Schaltzeitpunkt Hegen. Durch das gleichzeitige Schließen der beiden Schalter Kl und Kl wird der Elektromotor 37 so lange in Gang gesetzt, bis die Nockenscheibe 41 des Getriebes 38 der Langzeitprogrammscheibe 2 den Selbsthalteschalter ΑΓ3 geschlossen hat, indem sie durch Drehung in Gegenuhrzeigerrichrung (siehe Pfeil 43) den Kontaktschaltarm 40' des Schalters K3 aus dem Einschnitt 40 auf

es den Umfang der Nockenscheibe 41 drückt und dabei den Schalter Ki schließt. Die Winkelgeschwindigkeit der Nockenscheibe 41 ist dabei so ausgelegt, daß diese in genau einer Minute eine volle Umdrehung ausführt,

d. h. nach genau einer Minute den Schalter Ki wieder öffnet. Weil der Schalter Kl des Einschaltstromkreises I aber innerhalb dieser Minute nur die ersten 40 Sekunden geschlossen war, wird mit dem öffnen des Schalters Ki der Elektromotor 37 und damit der Antrieb für die Lrngzeitprogrammscheibe 2 wieder abgeschaltet. Die Langzeitprogrammscheibe hat während dieser einen Minute Laufzeit einen Schaltschritt ausgeführt, dessen Größe genau dem Winkelabstand zweier benachbarter Axialnuten 3 entspricht, der im vorliegenden Fall 3,75° beträgt. (3*0/96 = 3,75). Befindet sich nun beispielsweise in der Axialnut 3 der Langzeitprogrammscheibe 2, die nach Ausführung des Schaltschrittes dem Schaltfinger 31 gegenübersteht, ein Programmschaltreiter 14/1 bis 20/1, so wird während des Ablaufes dieses Schaltschrittes durch den betreffenden Programmschaltreiter über den Schaltfingern 31 die Welle 30 mit dem Schaltarm 32 der Programmschalter KS betätigt. Auf analoge Weise kann auch sogleich oder statt dessen über den Schaltfinger 31' die Welle 30' und den Schaltarm 22' der zweite Programmschalter K(t betätigt werden, wenn der betreffende Programmschaltreiter in der Ebene des Schaltfingers 31' eine Schaltnase aufweist. Die Anordnung der Schalterbetätigungsvorrichtung, d. h. der Welle 30 mit dem Schaltfinger 31 und dem Schaltarm 32, ist zusammen mit der Anordnung des Programmschalters K5 so getroffen, daß das Schließen des Schalters KS exakt in der Mitte des betreffenden Schaltschrittes, d. h. 30 Sekunden nach Ingangsetzung des Antriebs bzw. der Nockenscheibe 41, erfolgt. Aufgrund dessen muß also der Schalter Kl so angeordnet sein, daß dieser jeweils 30 Sekunden vor jeder vollen Viertelstunde geschlossen wird, wenn exakt zur vollen Viertelstunde das Einschalten der Programmschalter KS bzw. K6 erfolgen soll.

Im übrigen ist die zeitliche Schaltgenauigkeit im wesentlichen davon abhängig, wie groß der Durchmesser der Nockenscheibe 13 und deren Umlaufgeschwindigkeit ist. Je größer der Durchmesser und je größer die Umlaufgeschwindigkeit, desto geringer die Toleranz bzw. desto höher die Schaltgenauigkeit. Bei einer Laufgeschwindigkeit von einer Umdrehung pro fünf Minuten und einem Durchmesser von 30 mm legt ein Punkt der Nockenscheibe 13 in einer Sekunde 0,314 mm zurück, das bedeutet, es wäre bei diesen Konditionen ohne weiteres möglich, die Ein- und Ausschaltgenauigkeit des Schalter Kl auf die Sekunde genau festzulegen. Entsprechendes gilt in analoger Weise für die Schaltgenauigkeit des Schalter K3. In der beschriebenen Weise werden also durch die Programmschaltreiter 14 bis 20 während eines Umlaufes der Kurzzeitprogrammscheibe 1 jeweils insgesamt sieben gleich große Schaltschritte der Langzeitprogrammscheibe 2 um jeweils 3,75° bewirkt. Eine Betätigung des Programmschalters KS bzw. des Programmschalters K6 erfolgt aber immer nur bei den Schaltschritten, denen im betreffenden Tagesabschnitt Mo bis So ein Programmschaltreiter 14/1 bis 20/1 auf der Langzeitprogrammscheibe 2 zugeordnet ist. Bei der in Fig. 2 dargestellten Programmierung finden die Schaltschritte der Langzeitprogrammscheibe 2 an folgenden Tageszeiten statt:

durch den Programmschaitreiter 14 um S.00 Uhr durch den Programmschaltreiter 15 um 9.00 Uhr durch den Programmschaltreiter 16 um 9.15 Uhr durch den Programmschaltreiter 17 um 11.30 Uhr durch den Programmschaltreiter 18 um 13.00 Uhr durch den Programmschaltreiter 19 um 14.00 Uhr durch den Prcgrammschaltreiter 20 um 17.00 Uhr Da dann beispielsweise im Tagesfeld Mo der Langzeitprogrammscheibe 2 in der dem ersten Schaltschritt entsprechenden Axialnut 3 kein Programmschaitreiter vorhanden ist, bewirkt der erste Schaltschritt, der durch den Programmschaltreiter 14 der Kurzzeitprogrammscheibe 1 jeweils um 8.00 Uhr erfolgt, am Montag keine Programmschaltung des Programmschalters KS. Vielmehr erfolgt eine solche Programmschaltung erst beim zweiten, dritten, vierten, fünften und siebten Schaltschritt, weil dort die Schaltreiter 15/1,16/1,17/1,18/1 und 20/1 gesetzt sind. Da zwischen dem Programmschaltreiter 18/1 und 20/1 eine

i' Lücke besteht, d. h. der Schaltreiter 19/1 fehlt, bewirkt am Montag auch der Programmschalter 19 dei Kurzzeitprogrammscheibe 1 um 14.00 Uhr keine Schaltung bzw. Betätigungdes Programmschalters KS. Im Tagesabschnitt Di hingegen sind die Programmschaltreiter 14/1,16/1 und 18/1, die den Schaltschritten 1, 3 und 5 entsprechen, gesetzt, so daß jeweils dienstags um 8.00 Uhr, um 9.15 Uhr und um 13.00 Uhr eine Betätigung des Programmschalters KS erfolgt.

« Da nun, wie das Beispiel zeigt, den einzelnen Tagesabschnitten Mo bis So der Langzeitprogrammscheibe mehr Schaltschritte zugeordnet sind, als Programmschaitreiter 14 bis 20 auf der Kurzzeitprogrammscheibe 1 gesteckt sein können, ist es erforder-

JO lieh, dafür zu sorgen, daß nach Ablauf des jeweils programmierten Tagesprogramms eine Nachlaufbewegung der Langzeitprogrammscheibe 2 bis zum Anfang des jeweils nächsten Tagesabschnittes erfolgt. Dies wird, wie bereits angedeutet, durch den Nach-

J5 laufschaltreiter 21 der Kurzzeitprogrammscheibe 1 und durch die Nachlaufschaltreiter 21/1 bis 21/7 der Langzeitprogrammscheibe in folgender Weise bewerkstelligt:

Wie bereits erläutert, wird um 24.00 Uhr bzw. um 00.00 Uhr jeweils durch den Nachlaufscha.treiter 21 der Schalter Kl geschlossen und für eine Zeit von etwa zwei bis fünf Minuten geschlossen gehalten. Durch das Schließen des Schalters Kl, der im Stromkreis III (Fig. 3) mit dem Öffner-Schalter KS in Reihe

geschaltet ist, wird nun der Elektromotor 37 und damit der Antrieb der Langzeitprogrammscheibe 2 eingeschaltet, und zwar so lange, bis durch den jeweils nächstfolgenden der Nachlaufschaltreiter 21/1 bis 21/7 der Öffner-Schalter K8 geöffnet wird. Danach

so bleibt die Langzeiiprogrammscheibe 2 in dieser Stellung stehen bis am darauffolgenden Morgen um 8.00 Uhr durch den Schaltreiter 14 wieder eine Schrittschaltbewegung ausgelöst wird.

Aus der vorstehenden Beschreibung ergibt sich, daß bei einer Schaltuhr der beschriebenen Art nicht nur eine hohe Schaltgenauigkeit möglich ist, sondern daß Tagesprogramme mit bis zu 14 Schaltungen programmiert werden können, wobei es für den Programmierer sehr einfach ist, die gewünschten Schaltzeit-

punkte, die innerhalb des gesamten Lahgzeitprogrammes, das sich aus der Summe der einzelnen Kurzzeitprogramme zusammensetzt, liegen, auf der Kurzzeitprogrammscheibe 1 festzulegen und auf der Langzeitprograrnrflschcibe 2 den einzelnen Kurzprcgrammen entsprechend die erforderlichen Schaltzeitpunkte entsprechend der natürlichen Reihenfolge zu betimmen. Die Programmierung ist somit nicht nur_ sehr einfach gestaltet, sondern auch ,sehr variabel.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Elektrische Schaltuhr zum Steuern elektrischer Schaltvorgänge, die zum Betätigen elektrischer Schalter eine während einer Kurzzeitperiode von beispielsweise 24 Stunden einmal umlaufende Kurzzeitprogrammscheibe besitzt, auf der sich in programmierten Zeitabständen entsprechenden Winkelabständen mehrere Schaltorgane anordnen lassen, und die eine von der Kurzzeitprogrammscheibe gesteuerte schrittweise angetriebene Langzeitprogrammscheibe, besitzt, welche innerhalb einer der Summe mehrerer Kurzzeitperioden entsprechenden Langzeitperiode von beispielsweise 7 Tagen eine volle Umdrehung ausführt und auf welcher sich Betätigungsorgane für einen elektrischen Schalter anbringen lassen, dadurch gekennzeichnet, daß die Langzeitprograramscheibe (2) für schnelle Schrittbewegungen einen eigenen Kraftantrieb (37) besitzt, der von den Schaltorganen (14 bis 21, Kl, Kl, Kl) der Kurzzeitprogrammscheibe (1) jeweils einschaltbar und durch Schalterbetätigungsorgane (14/1 bis 20/1, 21/1 bis 21/7), die auf der Langzeitprogrammscheibe (2) angeordnet oder mit dieser getrieblich verbunden sind (40, 41, Ki), ausschaltbar ist.

2. Schaltuhr nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß für den Antrieb der Langzeitprogrammscheibe (2) ein elektrischer Motor (37) vorgesehen ist.

3. Schaltunr nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß für den A /trieb der Langzeitprogrammscheibe \2) eine elektrisch ein- und abschaltbare Kupplung vorgesehc τ ist, durch welche ein die Kurzzeitprogrammscheibe (1) antreibender Motor (10) mit der Langzeitprogrammscheibe (2) getrieblich kuppelbar ist.

4. Schaltuhr nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß zur Durchführung einer Nachlaufbewegung der Langzeitprogrammscheibe (2) für den Kraftantrieb (37) ein besonderer Stromkreis (HI) mit zwei in Serie geschalteten Schaltern (Kl, KS) vorgesehen ist, von denen der eine ( Kl) ein Schließer-Schalter ist und von einem außerhalb des oder der Kurzzeitprogramme auf der Kurzzeitprogrammscheibe (1) angeordneten Schaltreiter (21) vorübergehend geschlossen wird, wobei der andere (KS) ein Öffner-Schalter ist und jeweils von Schaltreitern (21/1 bis 21/7) der Langzeitprogrammscheibe (2) geöffnet wird, die in Umfangsrichtung jeweils am Beginn eines einer bestimmten Kurzzeitperiode (Mo bis So) zugeordneten Winkelabschnitts angeordnet sind.

5. Schaltuhr nach Anspruch 1, 2, 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß zur Durchführung der Schrittbewegungen der Langzeitprogrammscheibe (2) in einem Einschaltstromkreis (I) ihres Kraftantriebes (37) zwei in Reihe geschaltete elektrische Schalter {Kl, Kl) und in einem Selbsthaltekreis (II) ein dazu parallelgeschalteter weiterer Schalter (KIi) vorgesehen sind, wobei der eine Schalter {Kl) des Einschaltstromkreises (I) von den programmierten Schaltorganen (14 bis 20) der Kurzzeitprogrammscheibe (1) und die beiden anderen Schalter {Kl), Kl) jeweils von schnell umlaufenden Nockenscheiben (13 bzw. 41) der Antriebsgetriebe (11 bzw. 38) der Kurzzeitprogrammscheibe (1) bzw. der Langzeitprogrammscheibe (2) betätigt werden.