DE2754212C2 - Sprungschaltwerk für elektrische Federkontakte - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Sprungschaitwerk für elektrische Federkontakte, insbesondere von elektri- ίϊ sehen Schaltuhren oder dgl., mit einem in einer Drehrichtung antreibbaren Doppelschaltstern, der zwei koaxiale, jedoch um eine halbe Zahnteilung zueinander versetzte Schaltzahnkränze aus Sperrzähnen aufweist, die je für sich eine oder mehrere flachbandförmige (Λ Kontaktfedem eines mehrere zueinander, zumindest annähernd, parallel verlaufende, ortsfest gehaltene Kontaktfedern aufweisenden Kontaktfedersatzes in springenden Schaltbewegungen betätigt.

Bei einem bekannten Sprungschaitwerk dieser Art h> (DE-PS 11 76 737) sind auf einem gemeinsamen Lagerzapfen zwei an sich gleichgeformte, jeweils vier sägezahnförmige Schaltzähne aufweisende Schaitsterne oder Schaltnocken vorgesehen, deren Zähne jeweils um eine halbe Teilung zueinander versetzt sind. Mit jedem der beiden Schaltnocken steht, eine Kontaktfeder in Eingriff- Die Kontaktfedern sind so angeordnet, daß sie zumindest annähernd tangential zum Teilkreis oder zum Zahnkopfkreis der beiden Nockenscheiben verlaufen. Um die beiden Federn jeweils separat mit einer der beiden Schaltnocken in Eingriff zu bringen, ist es erforderuch, die Enden der Kontaktfedem nicht nur radial in Bezug auf die Drehachse des Doppelschaltsternes abzubiegen, sondern auch axial versetzt anzuordnen, was bedeutet, daß zwei mit verschieden geformten freien Endabschnitten versehene Kontaktfedem verwendet werden müssen.-Außerdem ist dabei nach der Montage eine manuelle Justierung der beiden Kontakt-Tederendabschnitte erforderlich, um den jeweils gewünschten Schaltzeitpunkt zu gewährleisten. Hinzu kommt, daß eine besondere Sperrklinke vorgesehen sein muß, die eine Drehbewegung des Doppelschaltsterns bzw. des Doppelschaltnockens entgegen der normalen Arbeitsdrehrichtung verhindert, damit die beiden Koniakifedern niehi verbögen bzw. beschädigt bzw. ganz funktionsuntüchtig gemacht werden können. Diese Sperrklinke ist allerdings nur dann erforderlich, wenn auch Mittel für eine manuelle Betätigung des Doppelschaltsterns vorgesehen sind, was jedoch insbesondere bei elektrischen Schaltuhren in der Regel der Fall ist

Mit derartigen Doppelschaltsternen oder Doppelschaltnocken ist es auch möglich, sog. Umschaltkontaktsätze zu steuern, bei denen drei, zumindest annähernd, parallele Kontaktfedem vorgesehen sind, von denen die mittlere abwechselnd mit einer der beiden äußeren in Kontakt zu bringen ist. Bei allen bisher bekannten Geräten dieser Art besitzt der Umschaltkontaktsatz drei verschieden geformte Kontaktfedem, von denen zwei, nämlich die mittlere und die eine äußere, mit ihren verlängerten, in verschiedenen axialen Ebenen liegenden Enden mit jeweils einem der Zahnkränze des Doppelschaltsterns in Eingriff steh.cn und die dritte Kontaktfeder, die kein verlängertes Ende aufweist, durch einen die mittlere Kontaktfeder frei durchdringenden Stößel mit der gegenüberliegenden äußeren Kontaktfeder verbunden ist. Auch hierbei ist ein exaktes Schalten nur durch Nachjustierung der Kontaktfederenden erreichbar, wobei in Kauf genommen werden muß, daß das mit dem einen Zahnkranz des Doppelschaltsterns in Eingriff stehende Kontaktfederende durch eine Doppelabbiegung in die Ebene des Kontaktfederendes der mittleren Kontaktfeder gelegt sein muß, wenn die einzelnen Schaltvorgänge jeweils in derselben Winkelstellung der einzelnen Schaltzähne erfolgen soll.

Es ist auch bereits eine elektromechanische Kontaktschalteinrichtung bekannt (DE-OS 25 56 346), bei der der Schaltstern nur einen Zahnkranz aufweist, mit dem die 'Kontaktfederenden eines Kontaktfedersatzes in Eingriff stehen. Dort ist vorgesehen, daß jeweils nur eine der beiden Kontaktfedem mit einem der Schaltzähne des Schaltsterns in Eingriff kommt und von diesem beaufschlagt wird. Dabei soll erreicht werden, daß eine aufwendige justierung der Kontaktfederendcn in Bezug auf die einzelnen Schaltzähne des Schaltsternes entfällt. In der Praxis hat sich jedoch gezeigt, daß auch dort eine besondere Formgebung der Kontaktfederenden, d. h. eine manuelle justierung erforderlich ist und daß dort auch unterschiedliche Kontaktfedem mit verschieden langen Federenden zu verwenden sind, weil sonst beim Schließen, d. h. beim Aufeinanderprallen

der Federkontakte Prellerscheinüngen nicht auszuschließen sind and auch die einzelnen Schaltvorgänge nicht in den exakt gleichen Winkelstellungen der einzelnen Schaltzähne erreichbar sind. Außerdem ist es dort erforderlich, für wenigstens eine der Kontaktfe- s dem noch einen festen Anschlag vorzusehen, um das Kontaktprellen beim Schließen auszuschalten. Zudem muß auch bei dieser bekannten Kontaktschaltvorrichtung der Schaltstern mit einer Sperrverzahnung versehen werden, in die eine Sperrklinke eingreift, damit ein Drehen des Schaltsterns in der falschen Richtung vermieden wird. In Verbindung mit einem Umschaltkontaktsatz besteht dort auch die Möglichkeit, daß in einer bestimmten Drehphase des Schaltsternes alle drei elektrischen Kontakte gleichzeitig miteinander in Berührung kommen, wenn nicht auch dort die beiden äußeren Kontaktfedem durch einen die mittlere Kontaktfeder durchdringenden Distanzbolzen miteinander verbunden sind. Überdies sind dort noch manuelle Justierarbeiten erforderlich.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Sprungschaitwerk der eingangs genannten Art so zu verbessern, daß sich ohne jegliche Justierarbek sowohl bei einfachen, nur aus zwei Kontaktfedem bestehenden Ein-Aus-Schaltern als auch bei mit drei Kontaktfedem versehenen Umschaltern in ihrer Form jeweils völlig gleiche Kontaktfedem verwenden lassen. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß zwischen dem Doppelschaltstern und den zu betätigenden Kontaktfedem wenigstens zwei mindestens zweiarmige, schwenkbar gelagerte Schalthebel angeordnet sind, die je für sich durch eine jeweils am einen Hebelarm angeformte Richtsperrnase in einen der Schaltzahnkränze des Doppelschaltsterns eingreifen und von diesen abwechselnd bzw. nacheinander auslenkbar sind und die jeweils durch ihren zweiten und/oder dritten Hebelarm mit jeweils einer der Kontaktfedem in Verbindung stehen.

Dadurch ergeben sich eine Reihe von Vorteilen. Da sich die zweiarmigen oder ggf. dreiarmigen Schalthebel, die ohnehin aus einem Isolierstoff bestehen müssen, im Spritzgußverfahren sehr billig herstellen lassen und keinerlei manuelle Nacharbeit erfordern, wird der durch den Wegfall jeglicher Justierarbeit und die Möglichkeit, in ihrer Form lauter gleiche Kontaktfedem zu verwenden, einerseits eine erhebliche Kosteneinsparung und andererseits eine Verbesserung der Funktionssicherheit und Erhöhung der Schaltgenauigkeit, insbesondere bezüglich der zeitlichen Festlegung der Schaltpunkte erzielt Von besonderer wirtschaftlicher Bedeutung ist dabei auch der Vorteil, daß sowohl bei einfachen Ein-Aus-Schaltern als auch bei Umschaltern die gleichen Kontaktfedem Anwendung finden können. Außerdem bringt die Verwendung der zweiarmigen Schalthebel noch den Vorteil mit sich, daß der y, Lagerpunkt des Doppelschaltsterns in bezug auf den Lagerpunkt der Schaltfedern bzw. in bezug auf die Schaltfederenden örtlich sehr variabel ist, da sich die Form der Schalthebel ohne weiteres funktionsgerecht an die jeweils gegebenen Lagerpunkte des Schaltsterns &o anpassen läßt. Hinzu kommt, daß weder eine zusätzliche Sperrverzahnung am Schaltstern noch eine zusätzliche Sperrklinke erforderlich sind und daß sich das vom Schaltstern aufzubringende Schaltdrehmoment durch entsprechende Ausbildung der wirksamen Hebelarme der Schalthebel sehr klein halten läßt, und zwar auch dann, wenn zur Erzielung großer Schaltleistungen große Kontaktdrücke in der Ichließstellung der einzelnen Kontakte gewährleistet sein müssen. Daraus ergibt sich eine große Unempfindlichkeit des Sprungschaltwerkes gegenüber Form- und Kontaktdrucktoleranzen der Kontaktfedem. Durch das formschlüssige Eingreifen der mit Richtsperrnasen versehenen Hebelarme der einzelnen Schalthebel in die beiden Zahnkränze des Doppelschaltsterns ist zugleich auch eine jeweils exakte Fixierung des Schaltsterns in seinen einzelnen Schaltpositionen gewährleistet, ohne daß dafür eine zusätzliche Rast- oder Sperrklinke erforderlich ist Es lassen sich hier auch relativ kleine Zahnteilungen am Doppelschaltstern verwenden; statt mit vier Schaltzähnen pro Zahnkranz können z. B. acht oder zehn Schaltzähne pro Zahnkranz bei gleichem Teilkreisdurchmesser vorgesehen sein, was wiederum den Vorteil hat, daß die einzelnen Schaltschritte des Schaltsterns auf den halben oder noch kleineren Drehwinkel reduziert werden können. Dies eröffnet auch die Möglichkeit, die Zahnkränze des Doppelschaltsternes mit unterschiedlichen Zähnezahlen zu versehen, um teispielsweise bei einem Umschalterzwischen dem Ausschalten des einen Stromkreises und dem Einschalten des anderen Stromkreises einen programmierten zeitlichen Abstand zu erreichen.

Statt den einen Schalthebel dreiarmig auszubilden, ist es auch möglich, einen dritten zweiarmigen Hebel zu verwenden, der die Funktion des dritten Hebelarmes des dreiarmigen Schalthebels übernimmt

Während es im allgemeinen vorteilhaft ist, die beiden Schalthebel auf einem gemeinsamen Lagerzapfen zu lagern, kann es in bestimmten Anwendungsfällen auch vorteilhaft sein, die beiden Schalthebel auf verschiedenen, d. h. räumlich voneinander getrennten Lagerzapfen zu lagern, um ggf. von der Norm abweichende Schaltfunktionen zu erzielen.

Dadurch, daß die einzelnen Kontaktfedem jeweils unter Vorspannung am zweiten bzw. dritten Hebelarm der beiden Schalthebel anliegen, ist auch die Montage des gesamten Sprungschaltwerkes sehr einfach ifurchführbar und die Gewähr dafür gegeben, daß Fertigungstoleranzen sich nicht nachteilig auf die Funktionssicherheit vjswirken können.

Anhand der Zeichnung werden nun im folgenden mehrere Ausführungsbeispiele der Erfindung näher erläutert Es zeigt

Fig. I ein Sprungschaltwerk mit einem Umschaltkontaktfedersatz der beschriebenen Art in perspektivischer Darstellung,

F i g. 2 und 3 das Sprungschaltwerk der F i g. 1 in zwei verschiedenen Funktionsstellungen,

Fig.4 eine andere Ausführungsform des Sprungschaltwerkes,

Fig.5 und 6 verschiedene Ausführungsformen des zweiten Schalthebels,

F i g. 7 einen dritten Schalthebel.

Der in den F i g. 1,2 und 3 dargestellte Kontaktfedersatz 1 besteht aus drei gleich langen, gleich breiten und gleich dicken bandförmigen Kontaktfedem 2, 3 und 4, die mit ihren Flachseiten zueinander parallel verlaufend in einer gemeinsamen Kunststoffleiste 5 eingespritzt oder eingelegt sind und auf der einen Seite der Kunststoffleiste mit kurzen Lot- oder Steckanschlüssen 6,7 und 8 versehen sind.

Während die beiden äußeren Kontaktfedem 2 und 4 jeweils auf den einander zugekehrten Flachseiten mit Einfachkontakten 9 u;-,d 10 cusgerüstet sind, besitzt die mittlere Kontaktfeder 3, die als Umschaltelement dient, einen Doppelkontakt 11, der abwechselnd mit den

beiden Einfachkontakten 9 und IO zusammenwirkt. Zum Auslenken der Kontaktfedern 2, 3 und 4 im Sinne eines elektrischen Schaltvorganges sind zwei auf einem gemeinsamen Zapfen 12 schwenkbar gelagerte Schalthebel 13 und 14 vorgesehen, die von einem Doppelschaltstern 15 betätigt werden. Der Doppelschaltstern 15 besitzt zwei jeweils vier Schaltzähne 16/1,16/2,16/3 und 16/4 bzw. 17/1, 17/2, 17/3 und 17/4 aufweisende Zahnkränze 16 bzw. 17, die zwar koaxial zueinander angeordnet, jedoch um eine halbe Zahnteilung gegeneinander in Umfangsrichtung versetzt sind. Der Doppelschaltstern 15 ist auf einer drehbar gelagerten Welle 18 befestigt und wird von einem nicht dargestellten Antriebsmechanismus oder von Hand in Richtung des Pfeiles 19 angetrieben. Beide Schalthebel 13 und 14 besitzen jeweils einen mit einer Richtgesperrnase 20 bzw. 21 versehenen Hebelarm 22 bzw. 23, durch welche sie mit den beiden Zahnkränzen 15 bzw. 17 in Eingriff stehen und abwechselnd mit ihren Richtgesperrnasen 20 bzw. 21 den Doppelschaltstern 15 gegen Drehung in Uhrzeigerdrehrichtung, d.h. entgegen der Drehrichtung des Pfeiles 19 sperren. Während der Schalthebel 13 nur noch einen zweiten Hebelarm 22' aufweist, mit welchem er auf die mittlere Kontaktfeder einwirkt, die einseitig mit einer gewissen Vorspannung an ihm anliegt.

Der Schalthebel 14 besitzt außer einem zweiten Hebelarm 23'. der auf die Kontaktfeder 2 einwirkt, einen dritten Hebelarm 23", der einstückig an den zweiten Hebelarm 23' angeformt ist und unter den Kontaktfedern 2 und 3 hindurch verläuft und mittels eines aufgesetzten, in derselben Ebene wie der zweite Schalthebel 23 liegenden Schaltnockens 24 die Kontaktfeder 4 betätigt, die mit ihrer Innenseite unter einer gewissen Vorspannung an ihm anliegt.

Die Ausführungsform der F i g. 4 unterscheidet sich von der Ausführungsform der Fi g. 1, 2 und 3 dadurch, daß nur zwei cincti einfachen Ein-Aüä-SchäiicF darstellende Kontaktfedern 2' und 3' im Kunststoffbahn 5 befestigt sind und daß der Doppelschaltstern 15' an beiden Zahnkränzen doppelt soviele Schaltzähne aufweist, wie die Zahnkränze 16 und 17 des Doppelschaltsterns 15 der F i g. 1 bis 3. Der dritte Hebelarm 23" des Schalthebels 14. dem keine Kontaktfeder zugeordnet ist, ist in diesem Falle funktionslos.

Die Funktionsweise des beschriebenen Sprungschaltwerkes läßt sich leicht an den beiden unterschiedlichen Schaltstellungen der Fig.2 und 3 erkennen. Geht man von der Schaltsteilung der F i g. 2 aus. in denen die beiden Kontakte 10 und ti der Kontaktfeder 2 und 3 geschlossen sind, so erkennt man, daß in dieser Funktionsstellung der untere dreiarmige Schalthebel 14 vom Schaltzahn 17/4 halb ausgelenkt ist und somit einerseits durch den Hebelarm 23' und andererseits durch die Nocke 24 am Hebelarm 23" die beiden Kontaktfedern 2 und 4 aus ihrer Normallage nach rechts ausgelenkt hat. Der obere Schalthebel 13 ist mit seiner Richtgesperrnase 20 hinler dem Schaltzahn 16/3 des oberen Zahnkranzes 16 eingefallen una ein zweiter Hebelarm 22' übt dabei auf die mittlere Kontaktfeder 3 keinerlei Wirkung aus. Die einzige Funktion des Schalthebels 13 besteht in dieser Lage darin, eine Drehung des Doppelschaltsterns 15 in Uhrzeigerdrehrichtung zu verhindern.

ίο Wird nun der Schaltstern um 45° in Richtung des Pfeiles 19 weitergedreht, erfolgt zunächst eine weitere Auslenkung des unteren Schalthebels 14 durch den Schaltzahn 17/4 in Gcgenuhrzeigerdrehrichtung um den Lagerzapfen 12 und — etwas später — eine ebensolche Schwenkbewegung des Schalthebels 13 durch den Schaltzahn 16/4. Das Auseinanderspringen der beiden Kontakte 10 und 11 erfolgt in dem Augenblick, in dem die Richtgesperrnase 21 des Schalthebels 14 hinter den Schaltzahn 17/4 fällt. Im selben Augenblick wird auch die Kontaktfeder 4 vom dritten Hebelarm 23" des Schalthebels 14 freigegeben, so daß der Kontakt 9 auf den Doppelkontakt 11 springen kann, dessen Kontaktfeder 3 nunmehr durch den Schalthebel 13 nach rechts ausgelenkt ist. Die

2ϊ Auslenkung der Kontaktfedern 2, 3 und 4 ist jeweils so eingerichtet, daß im Augenblick des öffnens bzw. Trennens zweier geschlossener Kontakte ihr Schließdruck zumindest nahezu am größten ist.

An&iog hierzu funktioniert auch die Ausführungsform

ίο der F i g. 4 mit dem Unterschied, daß dort eine Drehung des Doppel-Schaltsterns 15' um 223° genügt, um eine neue Schaltsteilung herbeizuführen.

In Fig. 5. deren Schaltstellung derjenigen der Fig. 3 entspricht, ist der mit dem unteren Zahnkranz 17 des Doppelschaltsterns 15 in Eingriff stehende Schalthebel 14/1 lediglich mit zwei Hebelarmen 23 und 23' ausgerüstet, von denen der Hebelarm 23' lediglich die Kontaktfeder 2 betätigt. Für die Bciätigur.g der Kontaktfeder 4 ist in einem solchen Falle ein dritter.

ebenfalls zweiarmiger Schalthebel 14/2 notwendig, der den beim Schalthebel 14 vorhandenen dritten Hebelarm 23" funktionell ersetzt, und der ebenfalls mit einer Richtgesperrnase 21 in den Zahnkranz 17 des Doppelschaltsterns 15 eingreift und seine Bewegungen synchron mit dem Schalthebel 14/1 ausführt. Der zweite Hebelarm 25 des dritten doppelarmigen Schalthebels 14/2 liegt, wie aus F i g. 6 erkennbar ist, im Auslenkbereich der Kontaktfeder 4.
In Fig.7 ist eine andere Ausführungsform des

so dreiarmigen Schalthebels 14' dargestellt, bei dem der dritte Schaltarm 23/1 statt von unten, von vorn zwischen die Kontaktfedern 3 und 4 ragt Seine Funktionsweise unterscheidet sich nicht von derjenigen des Schalthebels 14.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Sprungschaltwerk für elektrische Federkontakte, insbesondere von elektrischen Schaltuhren oder dgl, mit einem in einer Drehrichtung antreibbaren Doppelschaltstern, der zwei koaxiale, jedoch um eine halbe Zahnteilung zueinander versetzte Schaltzahnkränze aus Sperrzähnen aufweist, die je für sich eine oder mehrere flachbandförmige Kontaktfedern eines mehrere zueinander, zumindest annähernd, parallel verlaufende, ortsfest gehaltene Kontaktfedern aufweisenden Kontaktfedersatzes in springenden Schaltbewegungen betätigt, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Doppelschaltstern (15), (15') und den zu betätigenden Kontaktfedem (2,3,4) wenigstens zwei mindestens zweiarmige, schwenkbar gelagerte Schalthebel (13,

14 bzw. 14', 14/1, 14/2) angeordnet sind, die je für sich durch eine jeweils am einen Hebelarm (22 bzw. 23) angeformte Richtgesperrnase (20 bzw. ~Z\) in einen der Schaltzahnkränze (16 bzw. 17) des Doppeischäiisterns (15) eingreifen und von diesen (16,17) abwechselnd bzw. nacheinander auslenkbar sind und die jeweils durch ihren zweiten (22* bzw. 23' bzw. 25) und/oder dritten Hebelarm (23") mit jeweils einer der Kontaktfeder^ (2 bzw. 3 bzw. 4) in Verbindung stehen.

2. Sprungschaltwerk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in den einen Zahnkranz (17) des Doppelschaltsterns (15) zwei zweiarmige Schalthe- bei (14/1 und 14/2) eingreifen, deren Schalthebelarme (23' brw. 25) mit jeweils einer anderen Kontaktfeder (2 bzw. 4) des Kontaktfedersatzes (1) zusammenwirken.

3. Sprungschaltwerk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die beiuen bzw. alle drei Schalthebel (13, 14 bzw. 13, 14/1 und 14/2) auf einem gemeinsamen Lagerzapfen (12) gelagert sind.

4. Sprungschaitwerk nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die einzelnen Kontaktfedern (2, 3, 4) jeweils unter Vorspannung am zweiten bzw. dritten Hebelarm (22', 23', 23/1, 23" bzw. 25) der beiden bzw. der drei Schalthebel (13, M bzw. 14/1,14/2 bzw. 14') anliegen.

5. Sprungschaitwerk nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Doppelschaltstern mit zwei verschiedenen Zahnteilungen und/oder Zähnezahlen aufweisenden Zahnkränzen versehen ist.

50