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Schaltungseinrichtung für Mehrfachschaltung von Regelorganen mit einem
mittels Universalgelenkes angelenkten Stellhebel, der zum Verstellen von mehreren
ihm zugeordneten Regelorganen dient Die vorliegende Erfindung betrifft eine Schalteinrichtung
für Mehrfachschaltung von Regelorganen. Solche Einrichtungen sind an sich bereits
bekannt. Bei diesen bekannten Ausführungen handelt es sich aber durchweg um Schlaufenführungen
des Schalt- oder Stellhebels, welche jedoch den augenblicklichen Stand der Schaltstellung
nicht erkennen läßt. Beim Erfindungsgegenstand ist dagegen der Stellhebel frei beweglich
angeordnet und wird nur von einem feststehenden Rahmen aus kreisförmigen Bögen in
seiner Bewegung begrenzt. Hierdurch sind ganz bestimmte, mit einem Blick sofort
faßbare Schaltstellungen möglich.
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Die Einrichtung kann für jeden beliebigen Zweck Anwendung finden,
wo eine solche Mehrfachschaltung erwünscht ist, beispielsweise für verschiedenfarbige
Lichter, für weißes Licht in verschiedener Bemessung, wie dies für photographische
Ateliers erforderlich ist, für die Schaltung von Maschinen für Luftfahrzeuge und
für Radioapparate.
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Die Erfindung bezieht sich insbesondere auf eine Schalteinrichtung
für Mehrfachschaltung mit einem mittels Universalgelenkes angelenkten Stellhebel,
der zum Verstellen von mehreren ihm zugeordneten Regelorganen dient, welche erfindungsgemäß
so angeordnet sind, daß drei Regelorgane in drei radialen Richtungen zu dem in seiner
Mittellage stehenden Stellhebel derart angeordnet sind, daß sie an den Ecken eines
gleichseitigen Dreiecks liegen, während der Stellhebel im Mittelpunkt der Dreiecksfläche
liegt, so daß die mit dem Stellhebel durch Übertragungsorgane verbundenen Regelorgane
über ihren ganzen Schaltbereich in bestimmtem Verhältnis zueinander durch Verschwenken
des Stellhebels nach verschiedenen Richtungen verstellt werden. Gemäß der Erfindung
ist der schwenkbare Stellhebel von einem feststehenden Rahmen umschlossen, der die
Schwenkbewegungen räumlich und sinnfällig begrenzt.
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Eine solche Schaltanordnung gemäß der Erfindung mit drei Regelorganen
hat gegenüber den bisher bekannten Anordnungen mit nur zwei Regelorganen den Vorteil,
daß gleichzeitig drei verschiedene Schaltungen statt nur zwei ausgeführt werden
können. Hierdurch ist einem dringenden Bedürfnis der Praxis abgeholfen worden, da
es vielfach erwünscht ist, beispielsweise bei Theaterbeleuchtungen, Steuerungen
von
Luftfahrzeugen usw., mit einem einzigen Griff drei Schaltungen auszuführen, die
alle in abhängiger Beziehung zueinander stehen.
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Der Erfindungsgegenstand ist in mehreren Ausführungsbeispielen in
der Zeichnung dargestellt.
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Die Abb. i zeigt ein Ausführungsbeispiel einer Schalteinrichtung gemäß
der Erfindung in Seitenansicht, Abb. 2 eine Einzelheit einer Einrichtung zum stufenweisen
Schalten, Abb. 3 eine Ansicht von oben zu Abb. 1. Die Abb. q. und 5 stellen Einzelheiten
der Rollenführung für die Regelorgane dar, Abb. 6 und 7 sind andere Ausführungsarten
der Erfindung, bei welchen die Regelorgane mit starren Zwischengliedern ausgerüstet
sind. Die Abb.8 stellt ein weiteres Ausführungsbeispiel dar mit kniehebelartigen
Lenkerverbindungen. Abb. 9 zeigt im Achsenschnitt die mit einem Bremsorgan ausgestattete
Schalteinrichtung. Abb. 1o zeigt eine Einrichtung am Stellhebel für eine zusätzliche
vierte Schaltung. Abb. 11 schließlich ist die schematische Darstellung der Einrichtung
für eine stufenweise Schaltung, die mit der Kegelräderübersetzung nach Abb. 2 zusammenwirkt.
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In den Abb. 1 und 3 ist nun ein Fall von drei radialgestellten Regelorganen
dargestellt. Die veranschaulichte Vorrichtung enthält einen Hebel 1, der mit einem
Handgriff 15 versehen ist und an einem Universalgelenk 2 sitzt. An diesem Hebel
greifen drei radiale Schaltorgane an, die hier aus biegsamen Schnüren 13 bestehen,
welche durch Augen 14. hindurch als Fixpunkte geführt sind. Diese Fixpunkte sind
mit R, B und G bezeichnet, welche die zu verändernden Schaltungen darstellen mögen,
die durch die Regeleinrichtung zu betätigen sind. Wenn der Hebel s zwischen zweien
der festen Punkte 14 durch einen der Bogen 3 gegenüber dem dritten Punkte verschwenkt
wird, so wird an den beiden ersten Schaltungen zugeschaltet bzw. abgeschaltet in
der Weise, daß die Summe ihrer Schaltstellungen praktisch konstant ist, während
die dritte Schaltung unbeeinflußt bleibt. In gleicher Weise gilt dies für irgendeine
der anderen beiden Schaltungen, indem verschiedene Schaltkombinationen erreicht
werden können, wenn der Hebel im Innern der von den drei Bögen 3 umschlossenen Figur
des Rahmens in entsprechende Stellungen gebracht wird.
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Um eine gleiche Verstellung eines jeden radialen Organs zu erhalten,
sind die drei festen Punkte 14. an den Scheiteln eines gleichseitigen Dreiecks angeordnet,
während das Hebelgelenk 2 senkrecht unter dem Mittelpunkte der Dreiecksfläche sitzt.
Die Schaltmöglichkeiten dieser Anordnung können außerordentlich verändert werden.
Mehr als drei derartige Regelorgane können aber nicht angewendet werden, ohne das
Verhältnis der Kombination zu beeinträchtigen.
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Wenn jede Schaltstellung sich von Null bis 100°/a bei einer ganzen
Bewegung des Hebels über die festen Punkte hinweg ändert, so wird beim Durchgang
des Hebels rund um die Rahmenführung jede Stellung nacheinander eine Einschaltung
von ioo0/, einnehmen, während die Summe aus der Stellung der beiden anderen Organe
gleich ioo ist. So wird beim Bewegen des Hebels von R nach B für das Schaltorgan
G eine Stellung gleich ioo°/o dauernd beibehalten, während die Summe der Stellungen
der Regelorgane Rund B gleich iooo/o sein wird, ausgehend von R = o und B = ioo
bis zu R = ioo und B = o. Steht der Hebel in der mittleren Lage, also im Mittelpunkt,
so ist jedes Regelorgan auf 50°/o gestellt. Es ergibt sich daher, daß ioo0/, der
Stellung aller drei Regelorgane gleichzeitig nicht erreicht werden kann, sondern
daß nur in einem Verhältnis zueinander stehende Schaltstellungen möglich sind.
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Die Schaltungen können - auch derart angeordnet werden, daß der entgegengesetzte
Weg erzielt wird, so daß jede Schaltung sich von ioo0/, zu Null bei einer ganzen
Schwenkung des Hebels ändert, wenn derselbe von einem festen Punkte wegbewegt wird.
Hier wird die Bewegung rund um die Rahmenführung eine Schaltstellung von Null ergeben
und bei den anderen beiden Stellungen, deren Summe gleich ioo0/, ist. Wenn jetzt
der Hebel s von R nach B bewegt wird, wird G dauernd auf einem Stellungswerte gleich
Null bleiben, während die Summe von R und B iooo/o beträgt, ausgehend von R = ioo
und B = o bis zu R = o und B = ioo. Bei der Einstellung des Hebels auf den Mittelpunkt
des Rahmens wird jede einzige Schaltung eine Stellung vom Werte gleich 50°/o haben.
Wie vorhin kann auch jetzt der Wert von ioo0/, für alle Schaltorgane gleichzeitig
nicht erreicht werden, sondern nur im Verhältnis zueinander stehende Schaltstellungen.
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Um den Wert von ioo0/, bei allen drei veränderlichen Regelorganen
zu ermöglichen, muß die Schalteinrichtung derart angeordnet sein, daß bei Stellung
des Hebels im Mittelpunkt alle drei veränderlichen Schaltorgane auf dem Wert von
ioo°/o stehen und daß jeder Wert auf ioo0/, bleibt, wenn sich der Hebel zu dem festen
Punkt des betreffenden Schaltorgans bewegt. Dagegen vermindert sich der Wert auf
Null, wenn sich der Hebel von dem Mittelpunkt nach derjenigen Seite des Rahmens
hin bewegt, die dem Festpunkte gegenüber liegt. Diese Anordnung ergibt irgendeine
Kombination von zwei veränderlichen Schaltungen plus iooo/o der dritten.
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Die umgekehrte Anordnung, nämlich der Wert von Null im Festpunkt und
von ioo0/,
von dem Mittelpunkt weg zu der gegenüberliegenden Seite,
ermöglicht zwei Schaltstallungen im Werte zu ioo% plus irgendeiner Einstellung des
dritten Schaltorgans bis zum Werte von ioo°!o. Bei einer weiteren Anordnung der
drei veränderlichen Schaltungen kann der Wert von Null im Mittelpunkt sein und während
der Bewegung zu dem zugehörigen Fixpunkt hin bleiben, während der Wert auf ioo0/,
von der Mitte zu der Rahmenseite hin anwächst, welche dem betreffenden Fixpunkte
gegenüberliegt. Diese Anordnung ergibt irgendeine Kombination von zwei veränderlichen
Schaltungen vom Werte Null bis ioo°/o. Die umgekehrte Anordnung ergibt Werte von
ioo0/, in den Fixpunkten und Null von dem Mittelpunkt zur gegenüberliegenden Seite
hin bei irgendeinem Schaltungsverhältnis jeder Stellung.
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Selbstverständlich können auch verschiedene Anordnungen für die Schaltstellungen
getroffen werden für jedes Schaltorgan, und die Werte müssen sich nicht von Null
bis ioo0/, erstrecken.
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Wie vorher kann auch hier eine Drehung oder Verschiebung zu weiteren
Schaltzwecken angeordnet werden, welche unabhängig eine vierte Schaltung betätigen
kann, oder es können alle drei Regelorgane gleichzeitig geschaltet werden, und zwar
entweder arithmetisch, d. h. indem ein gleicher Betrag bei jedem Regelorgan addiert
oder subtrahiert wird ohne Rücksicht auf die Stellung des Hebels, oder auch geometrisch,
d. h. indem dasselbe Verhältnis der Veränderung auf jedes Regelorgan ohne Rücksicht
auf die Hebelstellung übertragen wird. Eine solche zusätzliche Schaltung kann auch
bewirken, daß die Einrichtung alle drei Schaltungen beeinflußt, so daß irgendeine
Kombination jeder derselben von Null bis ioo0/, möglich ist.
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Da die Schnüre 13 eine geringe Bewegung in lotrechter Richtung während
der Stellungsänderungen des Hebels = ausführen, können die Augen 14 zweckmäßig durch
ein Paar zylindrischer Rollen 4o auf Achsen 41 ersetzt sein, die parallel zur Mittelstellung
des Hebels stehen. Von diesen Rollen laufen die Schnüre 13 über Schnurscheiben 42,
die sich auf Achsen 43 drehen. Sie können derart wirken, daß die Regelorgane entweder
direkt oder unter Vermittlung von Vorgelegen geschaltet werden, welche eine Übersetzung
oder Untersetzung herbeiführen. Zweckmäßig sitzen die Achsen 41 direkt am Rahmen
3, während die Achsen 43 an gabelförmigen Trägern 44 sitzen, die gleichfalls am
Rahmen befestigt sind.
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Statt mit biegsamen Schnüren können die radialen Regelorgane auch
mit starren Zwischengliedern ausgerüstet sein, z. B. mit Zahnstangen, welche auf
Zahnräder wirken, wie in Abb. 6 und 7 angedeutet ist, oder mit kniehebelartigen
Lenkerverbindungen, wie Abb.8 zeigt.
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Bei der Ausführungsform gemäß Abb. 6 besitzt jedes radiale Regelorgan
eine Zahnstange 56, die mittels Universalgelenk 57 an dem Hebel i angelenkt ist
und in ein Zahnrad 58 eingreift, welches an dem betreffenden Fixpunkt des Führungsrahmens
sitzt. Um eine geringe Neigung zu ermöglichen, welche beim Verschwenken des Hebels
i stattfindet, sitzt jedes Zahnrad 58 auf einer Welle 59, welche den Regelvorgang
mittels eines Universalgelenks 6o im Körper des Zahnrades durchführt. Die Zahnstangen
werden mit den Zahnrädern durch Führungsbügel 61 in Eingriff gehalten, die auf Spindeln
62 sitzen, auf denen die Zahnräder befestigt sind.
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Bei der Ausführungsform nach Abb. 8 wirkt der Hebel i auf drei gelenkige,
kniehebelartige Gebilde 63 ein. Jedes derselben besteht aus vier miteinander gelenkig
verbundenen Stäben 64, 65, 66, 67, wobei die mittleren Gelenkpunkte 68 an dem Hebel
i sitzen und die anderen gegenüberliegenden Gelenkpunkte 69 an den Fixpunkten des
Rahmens befestigt sind. Die anderen beiden dazwischenliegenden Gelenkpunkte der
Kniehebelverbindungen bilden die Verankerung des inneren Zuggliedes 7o bzw. des
äußeren Zuggliedes 71 eines Bowdenmechanismus, durch welchen die verschiedenen Regelvorgänge
durchgeführt werden. Der Schalthebel ist erfindungsgemäß wieder mit einem starren
Rahmen 3 umgeben, da die Sichtbarkeit dieses Rahmens die verschiedenen Einstellungen
des Hebels i erleichtert. Die radialen Glieder können außerdem auf Zeiger einwirken
oder solche tragen, um die Einstellung der von ihnen bewegten Regelorgane erkennbar
zu machen.
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Zweckmäßig können auch noch Vorrichtungen angewendet werden, um den
Hebel i in jeder beliebigen Einstellung festzulegen. Beispielsweise ist in Abb.9
im Achsenschnitt durch die Schalteinrichtung ein Bremsorgan 45 vorgesehen, welches
für gewöhnlich durch eine im Hebelrohr sitzende Feder 46 axial nach außen gepreßt
wird und auf einer kugelförmigen Hohlfläche 47 reibend aufruht, deren Mittelpunkt
in dem Universalgelenk 2 liegt. Die Bremswirkung des Bremsklotzes 45 kann beispielsweise
durch einen Bowdenzug mittels des Daumens oder eines Handhebels am Handgriff 15
aufgehoben werden, der so angeordnet ist, daß der Bremsklotz 45 während der Verstellung
des Hebels i angehoben wird. Statt dieser Anordnung kann eine in gleicher Weise
betätigte, in einer Pfanne sitzende Kugel als Universalgelenk mit einer auf dieselbe
pressenden Bremspfanne vorgesehen sein, welche eine Sperrung der Hebelstellung herbeiführt.
Soll
noch eine durch axiale Bewegung des Handhebels i wirkende zusätzliche Schaltung
möglich sein, so kann der Hebel in der Achse teleskopisch verschiebbar sein, wobei
durch die Verschiebung ein weiteres biegsames oder starres Glied in Bewegung gesetzt
wird. Wie Abb. io zeigt, ist der Handgriff 72 des Hebels i verschiebbar und wirkt
auf eine starre Stange oder ein biegsames Glied 73 im Innern des Hebels i, welches
die zusätzliche Schaltung bewirkt. Wenn es wünschenswert oder nötig erscheint, kann
auch noch eine Druckfeder 74 zur Anwendung gelangen, welche den Handgriff 72 in
die ursprüngliche Stellung, -welche in der Zeichnung die höchste ist, zurückführt.
Um zu verhindern, daß der Handgriff 72 von dem Hebel i herunterrutscht, ist an den
Hebel i ein Zapfen 75 angeordnet, welcher in einen begrenzten Schlitz 76 des Handgriffes
eingreift.
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Zweckmäßig aber wird, wie die Abb. i, 2 und 3 erkennen lassen, eine
durch Drehbewegung wirkende Schaltung angewendet. Der Handgriff 15 ist um eine Achse
senkrecht zum Hebel i drehbar. Die Drehung wird durch ein Kegelgetriebe 16 auf eine
Stange 17 übertragen, die in dem Hebelrohr i liegt und unten an derselben Stelle,
wo das Universalgelenk :2 des Hebels i sich befindet, ein Universalgelenk ig aufweist.
Die Welle 17 trägt ein Zahnrad 2o, welches auf eine Zahnstange oder Kette 21 einwirkt.
Die volle Schaltung der vom Drehgriff 15 bewegten Organe soll durch eine geringe
Drehung des Handgriffes i5 ermöglicht werden; um die Handhabung zu erleichtern.
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Obwohl der Mechanismus Einstellungen von unendlicher Einteilung ergibt,
so können doch Fälle vorkommen, wo eine Schaltung auf kleine Stufen erwünscht ist.
Wo nun solche Stufen absatzweise geschaltet werden sollen, wie es oft beim Schließen
und Öffnen von elektrischen Kontakten nötig ist, können die radialen Glieder derart
eingerichtet werden, daß sie durch einen Stufenschaltmechanismus betätigt werden.
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Wie z. B. Abb. ii zeigt, kann jedes der Schaltungsorgane eine Welle
48 drehen, welche ein Rad 49 trägt, das mit der Welle durch eine Einrichtung gekuppelt
ist, die eine Verbindung mit Spiel ergibt, z. B. mittels einer Feder 50 und
einer etwas breiteren Nut 51 (Abb. ii). In das außen gezahnte Rad 49 wird eine Rolle
52 an einem Hebel'53 durch eine Feder 54 eingepreßt, so daß beim Gleiten der Rolle
über die Schlitze eines Zahnes das Rad 49 jedesmal so weit gedreht wird, bis die
Rolle 52 zwischen zwei Zähnen eingreifen kann. Ebenso kann auch eine Sperrklinke
zur Anwendung gelangen. Das Rad 49 führt den eigentlichen Schaltvorgang, beispielsweise
über ein Zahnrad 55, aus.
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Als Beispiel einer praktisch in Betracht kommenden Schaltung zeigen
die Abb. i und 3 die Schaltung von elektrischen Widerständen, welche für elektrische
Lichtquellen Verwendung findet. Solche Lichtquellen können beispielsweise an verschiedenen
Stellen in photographischen Ateliers aufgestellt sein, so daß durch die verschiedene
Schaltung der Widerstände eine rasche und bestimmte Bemessung der gesamten Beleuchtung
erreicht wird. Die Lichtquellen können auch drei verschiedene Primärfarben bilden,
so daß diese durch die beschriebene Regeleinrichtung nach Belieben variiert werden
können.
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Die Widerstände io bestehen aus zwölf oder einer anderen beliebigen
Zahl von Wicklungen von der Maximalstromstärke bis zur Offenstellung. Der Widerstand
ist zweckmäßig von der Art, bei welcher ein Gleitkontakt ix auf Führungen i2 verschoben
wird, um über die verschiedenen Kontakte der Widerstandwicklungen zu gleiten. Die
Kontakte der letzteren können gegenüber der Gleitführung zweckmäßig derart eingestellt
sein, daß der Gleitkontakt einen gewissen Leerlauf aufweist, bevor der erste Kontakt
für die Verdunkelung der Lichtquelle von dem Gleitkontakt erreicht wird.
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Die biegsamen Organe 13 sind an je einem Gleitkontakt ii befestigt,
und die Anordnung kann so gestaltet sein, daß bei Bewegung des Hebels gegen eine
Ecke des Rahmens hin der unter Gewichtsbelastung, Federwirkung o. dgl. stehende
Kontakt die Maximalstromstärke einschaltet. Die Verstellung des Hebels von der Ecke
zieht durch die biegsame Verbindung 13 den Kontakt über den Widerstand hinweg in
seine Endstellung unter Führung durch den Rahmen 3, wobei der Kontakt in einem solchen
Maße gehoben wird, daß er die Offenstellung des Stromkreises schaltet. Durch eine
derartige Anordnung sind praktisch unendlich viel Möglichkeiten der Veränderung
der Verhältnisse dieser drei Stromkreise geboten.
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Selbstverständlich können gemäß der Erfindung die Bewegungen auch
dem Hebel und dem Handgriff desselben durch selbsttätige mechanische Mittel in einem
vorbestimmten Kreislauf oder einer Reihenfolge mitgeteilt werden. Eine solche Schalteinrichtung
kann u. a. für Reklameapparate in Betracht kommen.