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Schaltwerk für gruppenweise wiederholte Schaltungen. Die Aufgabe,
Schaltungen gruppenweise zu wiederholen, tritt beispielsweise bei Mehrfachtarifzählern
für elektrische Energie auf. Wird etwa ein Dreifachtarif zwischen dem liefernden
Werk und dem Abnehmer vereinbart, in der Weise, daß von 4 Uhr bis 8 Uhr nachmittags
ein Tarif I, von 8 Uhr nachmittags bis 6 Uhr vormittags ein Tarif II, von 6 Uhr
bis 8 Uhr vormittags wieder der Tarif I, von 8 Uhr vormittags bis 4 Uhr nachmittags
ein Tarif III gelten soll, so muß der Zähler für jeden der drei Tarife ein besonderes
Zählwerk haben und jedes dieser Zählwerke muß zur Zeit seines Tarifes eingeschaltet,
d. h. mit dem Zähleranker gekuppelt sein, während die anderen beiden so lange ausgeschaltet,
d. h. vom Zähleranker abgekuppelt sein müssen. Im Laufe eines Tages sind also die
Schaltungen der Zählwerke auszuführen, die in folgender Tafel zusammengestellt sind:
| Stunde Zählwerk I Zählwerk II Zählwerk III |
| 4 N ein - aus |
| 8 N aus ein - |
| 6 V ein aus - |
| 8 V aus - ein |
| 4 N ein - aus |
Diese Schaltungen bilden eine Gruppe, die täglich wiederholt werden niuß. Diese
Wiederholung erfolgt also zeitlich regelmäßig. Die genannte Aufgabe kann bekanntermaßen
durch ein Schaltwerk mit einem von einem Mitnehmer schrittweise bewegten Schaltrad
gelöst werden, daß für jede Schaltung der Gruppe eine Schaltstellung hat und sich
aus der Schaltstellung für die letzte Schaltung der Gruppe in die Schaltstellung
für die erste Schaltung .der folgenden Gruppe weiterdreht, dabei unter Umständen
Leerstellungen durchlaufend, die bei Bedarf auch als Schaltstellungen ausgenutzt
werden können. Ein solches Schaltwerk hat aber den Nachteil, daß beim Ausbleiben
eines einzigen Schaltschrittes oder bei versehentlich falsch gewählter Anfangsstellung
alle folgenden Schaltungen fehlerhaft ausfallen.
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Das neue Schaltwerk vermeidet diesen :Nachteil. Es ist so eingerichtet,
daß das Schaltrad nach der letzt,-n Schaltung der Gruppe durch ein besonderes vom
Mitnehmer des Schaltrades unabhängig wirkendes Stellorgan in seine- Anfangslage
gestellt wird.
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Dies geschieht vornehmlich in der Weise, daß das Schaltrad nach dem
letzten Schaltschritt entgegen dem Bewegungssinn der Schaltschritte in seine Anfangslage
zurückgestellt wird. Das Schaltwerk läßt sich dabei einfacher ausführen, als wenn
man das Schaltrad im Sinne der Bewegungsschritte in seine Anfangslage stellt.
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Ein Ausführungsbeispiel des Schaltwerks
wird durch
die Zeichnung veranschaulicht. Abb. i ist ein Aufriß, Abb. 2 ein Grundriß, Abh.
3 ein Schema des Schaltwerkes.
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Das Schaltrad i ist in Abb. 3 als eine durch Abwicklung seines gezahnten
Umfanges gewonnene Zahnstange dargestellt. Sie ist in ihrer Längsrichtung von rechts
nach links verschiebbar zu denken. Dieser Verschiebung entgegen wirkt eine Feder
2. die mit dem einen Ende bei 3 an der Zahnstange i, mit dem anderen Ende bei d.
am Gestell des Werkes befestigt ist. Unter dem Zug dieser Feder legt sich die "Zahnstange
mit einem Stift 5 gegen einen am Gestell befestigten Anschlag 6. Dieser Anschlag
ist in Abb. 3 bei 6' zum zweitenmal gezeichnet. Die Zahnstange hat neun Zähne; acht
davon sind gleich lang, der neunte, mit 7 bezeichnet und bei 7' ein zweites 'Mal
erscheinend, ist etwa eineinhalbmal so lang wie jeder der anderen.
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Der Mitnehmer 8 trägt eine bei 9 gelenkig belagerte Klinke io, die
in die Zähne der "Zahnstange i eingreift. Sie setzt sich nach Art eines Winkelhebels
über das Gelenk 9 hinaus fort in einem Arm i i. An diesem Arm ist bei 12 das eine
Ende einer Feder 13 befestigt, deren zweites Ende bei rd. am Gestell befestigt ist.
Der Mitnehnier 8 wird in Richtting des Pfeiles P so weit bewegt, daß die Klinke
io aus der "Zahnlücke 16 heraus in die folgende Zahnlücke i7 hinübergleitet. Dabei
wird die Feder 13 gespannt. -,Nachdem der llitnehmer von seinem nichtgezeichneten
Antrieb freigegeben ist, zieht die Feder 13 den Mitnehiner samt der Klinke und der
"Zahnstange tun eine Zahnteilung nach links. Der Mitnehnrer und die Klinke kommen
dabei wieder in die gezeichnete Stellung. Eine am Gestell gelagerte Klinke 18 ist
gleichzeitig aus der "Zahnlücke 15 in die Zahnlücke 16 hinübergeglitten und sperrt
die "Zahnstange gegen Rücklauf unter dein Zug der Feder z. Bei wiederholten Hüben
des @litnehmers 8 ver-,echiebt sich die Zahnstange "Zahn um Zahn «-eiter nach links,
bis die Klinke io in die Zahnlücke 2o und die Klinke 18 in die Zahnliicke i9 gekommen
ist. Dabei findet die Bewegung der Zahnstange nach links ihr Ende, weil der Hub
des Mitnehniers nicht ausreicht, um die Klinke io über den langen Zahn hinweggleiten
zu lassen.
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Soll die Zahnstange, nachdem sie so tilri ein beliebiges Stück atis
der gezeichneten Stellung nach links verschoben worden ist, wieder ü1 ihre gezeichnete
Anfangslage zurückgestellt werden, so wird ein Teilei für Sinne (Ies Pfeiles 0 gegen
den Arm ii der Klinke to gedrückt. Die Klinke tritt aus ihrer Zahnlücke heraus und
hebt dann auch die Klinke 18 aus. Hierdurch wird die Sperrung der Zahnstange aufgehoben
und die Feder 2 zieht die Zahnstange in die gezeichnete Anfangslage zurück.
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In die Zahnstange sind in Abständen, die der "Zahnteilung gleich sind,
Stifte eingesetzt oder es sind wenigstens Löcher für das Einsetzen solcher Stifte
vorhanden. Auf diese Stifte können Schaltnocken aufgesetzt werden, beispielsweise
in Gestalt von Scheiben 23, die durch Hülsen 24 in gehörigem Abstand voneinander
und von der Zahnstange gehalten werden.
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Durch den einen längeren Zahn 7 der Schaltscheibe wird ein Festklemmen
der Schaltscheibe verhindert, das andernfalls eintreten kann, wenn die Schaltscheibe
aus einer bei Inbetriebnahme des Schaltwerkes versehentlich falsch gewählten Anfangsstellung
bis zum Auftreffen des Stiftes 5 auf den Anschlag 6' weitergedreht ist und noch
ein weiterer Hub der Klinke io erfolgt.
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Bei der Ausführung des Schaltwerkes nach Abb. i und 2 ist das Schaltrad
i mit einer hülsenförmigen Nabe 25 auf eine Säule 26 gesteckt; diese Säule ist in
ein den Hauptteil des Gestells bildendes Blech 27 eingesetzt. Auf der Säule ist
über der Schaltscheibe der Mitnehiner 8 lose drehbar gelagert. Ein Splint 28 verhindert
sein Abgleiten. Der Mitnehmer besteht aus zwei fest miteinander verbundenen, in
verschiedenen Ebenen liegenden Armen 81 und 82. An dem Arm 82 ist die Klinke io
mit ihrem Fortsatz i i lose gelagert. Durch eine Scheibe 29 ist dafür gesorgt, daß
die Klinke parallel zur Ebene des Schaltrades schwingt. Diese Vorsichtsmaßregel
ist notwendig, da die Angriffsstelle 12 der Feder 13 in einer anderen Ebene liegt
wie das Gelenk zwischen Klinke und Mitnehiner. Die Befestigungsstelle rd. der Feder
13 liegt an einem Zapfen 30 in einem Lappen 31 eines mit dein Blech 27 zusammenhängenden
rechtwinklig aufgebogenen Blechstreifens 32. An diesem Blechstreifen ist auch die
Klinke 18 befestigt, die aus einem Stück Bandstahl gebogen und in Abb. i nicht vollständig
gezeichnet. ist.
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Das Schaltwerk soll mit einer Schaltohr betrieben werden. Es wird
von der Schaltuhr beeinflußt durch Schaltstifte, die an der Vierundzwanzigstundenscheibe
der Schaltuhr sitzen. Die kreisförmigen Bahnen dieser Stifte sind in Abb. 2 .durch
K1 und 1i, angedeutet. Der.in der Bahn Ki laufende Schaltstift greift den Teil 81
des Mitnehmers an und dreht ihn im Sinne des Pfeiles P um die Säule 26, bis er von
ihm abgleitet. Dabei wird die Klinke io mit ihrer von einem Stift 33 (Abb. 2) gebildeten
Spitze in die nächste Zahnlücke i7 hinübergehoben. Mach dem Abgleiten des Schaltstiftes
wird der Mitnehmer durch die Feder 13 in seine gezeichnete
Lage
zurückgezogen, die durch Anschlagen des Teiles 82 an das Blech 3 1 bestimmt
ist. Die Schaltscheibe wird dabei um eine Zahnteilung im ,(Uhrzeigersinn gedreht
unter Spannung der Feder 2. Der in der Bahn KZ laufende Schaltstift bewirkt die
Auslösung der Klinken io und 18. Er greift den Arm i i der Klinke io an und dreht
die Klinke um das Gelenk g. Dabei tritt der Stift 33 aus der Zahnlücke heraus und
hebt auch die Klinke 18 aus, so daß das Schaltrad unter dem Zug der Feder 2 in seine
gezeichnete Anfangslage springen kann, bei der der Stift 5 der Schaltscheibe an
dem. festen Anschlag 6 liegt.
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Mittels der Schaltnocken 23 beeinflußt das Schaltrad i zwei Schalter
34 und 35. Jeder besteht aus einem Paar Kontaktfedern, die isoliert an aufgebogenen
Lappen 36 des Bleches 27 gelagert und mit Anschlußklemmen 37 versehen sind. Die
Schaltnocken 23 schließen die Schalter durch Zusammendrücken der Kontaktfedern.
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Die Anordnung der Schaltnocken an der Schaltscheibe soll durch ein
Beispiel erläutert werden. Die eingangs beschriebene Umschaltung eines Dreifachtarifzählers
kann mit zwei Schaltmagneten bewirkt werden in folgender Weise: Sind beide Schaltmagnete
stromlos, so ist nur Zählwerk I eingeschaltet. Wird nur der erste Schaltmagnet erregt,
so ist nur Zählwerk II eingeschaltet und wird nur der zweite Schaltmagnet erregt,
so ist nur Zählwerk III eingeschaltet. Liegt der Sehalter 34 (Abb. i), auf den die
der Schaltscheibe zunächst liegenden Schaltnocken wirken, im Stromkreis des ersten
Schaltmagneten, der Schalter 35 im Stromkreis des zweiten Schaltmagneten, so müssen
die Schaltnocken angeordnet werden wie in Abb. 3, unter der Voraussetzung, daß die
in Abb.3 gezeichnete Stellung des Schaltwerkes von 8 Uhr vormittags bis 4 Uhr nachmittags
vorhanden ist. Denn dann ist nämlich von 8 Uhr vormittags bis .4 Uhr nachmittags
der Schalter 35 durch den Schaltnocken. auf dem Stift 22 geschlossen, also der zweite
Schaltmagnet erregt und nur das Zählwerk III eingeschaltet. Um 4 Uhr wird die Schaltscheibe
um einen Schritt weitergeschaltet. Dabei tritt der Stift 22' ohne Nocken unter die
Schalter; die Schalter öffnen sich beide, es schaltet sich das Zähliverk I ein.
Um 8 Uhr wird die Schaltscheibe wieder einen Schritt weitergeschaltet. Dabei kommt
der Stift 22" unter die Schalter. Er schließt mit seinem Nocken den Schalter 34,
mit der Folge, daß nun der erste Schaltmagnet erregt und das Zählwerk II eingeschaltet
wird. Um 6 Uhr vormittags wird das Schaltrad wieder einen Schritt weitergedreht,
dabei tritt der nockenlose Stift 22" unter die Schalter, die Schalter öffnen sich
beide und das Zählwerk I wird wieder `eingeschaltet. Um 8 Uhr vormittags werden
die Klinken io und 18 gelöst, so daß die Schaltscheibe in ihre Anfangslage zurückspringt
und den Schalter 35 für Wiedereinschaltung des Zählwerks III schließt.
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Als Rückstellorgan kann an Stelle der Feder 2 auch das bekannte Herzscheibengetriebe
benutzt werden, das beispielsweise bei Stoppuhren für die Rückstellung des Zeigers
auf Null Anwendung findet, oder ein Getriebe, das aus einem Zahnradsektor an der
Schaltscheibe und einem Triebstock an - der Vierundzwanzigstundenscheibe oder einem
mit der Vierundzwanzigstundenscheibe gekuppelten Rad besteht und so eingerichtet
ist, daß der Triebstock den Zahnradsektor unabhängig von der Stellung, die er beim
Angriff des Triebstockes hat, immer in eine bestimmte Endlage dreht.