DE586458C

DE586458C - Federantrieb fuer Nummernschalter in Selbstanschluss-Fernsprechanlagen

Info

Publication number: DE586458C
Application number: DER84220D
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1931-12-28
Filing date: 1932-02-27
Publication date: 1933-10-21

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Federantrieb für die. Nummernschalter von selbsttätigen Fernsprechanlagen u. dgl.

Bei Nummernschaltern benutzte man bisher gewöhnlich zur selbsttätigen Regelung der Drehzahl eine Reibungsbremse in Verbindung mit einem Zentrifugalregler; aber hierdurch erzielt man keine ganz befriedigende Annäherung an eine konstante Geschwindigkeit der

Fingerscheibe während des Ablaufes, da der Regler infolge der Abnahme der Federspannung nicht völlig das abnehmende Drehmoment an der Welle des Nummernschalters ausgleichen kann.

Gemäß der Erfindung wird der angegebene Nachteil dadurch vermieden, daß die Feder oder das Federsystem des Nummernschalters mittels eines kontinuierlich veränderlichen Übersetzungsgetriebes antreibt, durch welches

das Übersetzungsverhältnis abhängig von der Federspannung fortlaufend derart geändert wird, daß das auf die Fingerscheibe einwirkende Drehmoment annähernd konstant bleibt.

Man hat bereits für Uhren ähnliche Federantriebsanordnungen mit kontinuierlich veränderlicher Übersetzung unter Anwendung einer sogenannten Schnecke benutzt, aber bei Uhren wird eine solche -Vorrichtung recht verwickelt, weil die angetriebene Welle mehrmals drehbar sein soll.

Im vorliegenden Falle braucht die Welle de Fingerscheibe aber nur ungefähr eine Umdrehung zu machen, und es wird dadurch möglich, ein sehr einfaches veränderliches Übersetzungsgetriebe zu benutzen, indem man die Welle des Nummernschalters durch ein Räderwerk, worin mindestens ein Rad' ein Spiralrad ist, mittels der Feder oder des Federsystems treiben läßt.

Auf der Zeichnung zeigen:

Abb. ι eine Ausführungsform "eines Nummernschalters mit zugehörigem Antrieb gemäß der Erfindung von oben bei abgenommener Fingerscheibe gesehen,

Abb. 2 dieselbe Anordnung von unten gesehen, unter Fortlassung des Reibungsreglers,

Abb. 3 dieselbe Anordnung von der Seite gesehen, teilweise im Schnitt nach der Linie III-III der Abb. 2,

Abb. 4 ein die Wirkungsweise veranschau-Hellendes Diagramm,

Abb. 5 bis ,^ verschiedene andere Ausführungsformen der Antriebsanordnung.

Bei der in Abb. 1 bis 3 gezeigten Anordnung ist in einer Tragplatte α eine Welle δ gelagert, auf welcher über der Platte eine Fingerscheibe c und unmittelbar darunter ein Anschlagarm d befestigt sind, der mit einem Anschlag e auf der Platte α zur Begrenzung der Drehung der Scheibe c -zusammenwirkt. Unter der Platte a

ist auf der Welle δ ein Spiralstirnzahnrad f befestigt, dessen Teilungskurve zweckmäßig eine Archimedes-Spirale sein kann. Dieses Spiralrad f wirkt mit einem zweiten, ähnlichen Spiralrad g zusammen, das auf einem an der Unterseite der Platte α befestigten Zapfen h frei drehbar ist. Das Zahnrad g wird durch eine Schraubenfeder / getrieben, deren eines Ende am genannten Zahnrad befestigt ist, ίο während das andere Ende der Feder an einer als Führung für· die Feder dienenden Büchse k angreift. Die Büchse k ist verstellbar an dem Zapfen h befestigt, damit die Federspannung sich ändern läßt. Die Welle δ wird an ihrem unteren Ende mittels einer in Abb. 2 teilweise weggelassenen Konsole m gestützt.

Wenn die Fingerscheibe c nach Einstellung auf eine Nummer sich auf dem Rückweg zur Ruhelage befindet, werden die Zahnräder f und g und die übrigen beweglichen Teile kurz vor der Erreichung der Ruhelage die in Abb. 2 dargestellte Lage einnehmen. Da die Zahnräder f und g gleich sind, ist der Radius zum Berührungspunkt geringer für das Zahnrad g als für das Zahnrad f. Umgekehrt ist der Radius zum Berührungspunkt, wenn die Zahn räder in der Pfeilrichtung etwa eine Umdrehung gedreht sind, geringer für das Zahnrad f als für das Zahnrad g. In der letztgenannten Lage, in welcher die Fingerscheibe am weitesten von der Ruhelage fortgedreht ist, ist die Feder / völlig gespannt, während die Feder in der ersteren Lage, also annähernd wie in Abb. 2 gezeigt, etwas von ihrer Spannkraft eingebüßt hat. Bei der unter dem Einfluß der Federspannung erfolgenden Drehbewegung der Zahnräder in Richtung auf die Ruhelage zu, d. h. entgegengesetzt der Pfeilrichtung, wächst der Radius zum Berührungspunkt in bezug auf das Rad f, während er für das Rad g abnimmt. Wenn das Verhältnis zwischen den Radien zum Berührungspunkte während der Drehung der Räder sich entsprechend der Federspannung ändert, was sich, wie später nachgewiesen werden soll, mit guter Annäherung erzielen läßt, so bleibt das an der Welle δ wirksame Drehmoment konstant.

Wenn die Fingerscheibe c von einer Einstelllage durch die Feder / in die Ruhelage zurüekgeführt wird, betätigt sie einen Stromstoßkontakt η in folgender Weise:

Unter dem Arm d ist auf der Welle δ ein Sperrad 0 befestigt, das durch eine federbeeinflußte Sperrklinke p ein Zahnrad q antreibt. In das Rad g greift eine auf der Welle eines Zentrifugalreglers angeordnete Schnecke r ein. Der Regler wirkt als Reibungsbremse, indem seine Schwunggewichte bei einem gewissen Ausschlag an der Innenfläche einer ortsfesten Kappe t gleiten. Mit dem Zahnrad q ist ein unter ihm unmittelbar über der Platte α angeordnetes Zahnrad u mit viereckigen Zähnen fest verbunden; in die Bahn der Zähne ragt eine Verlängerung der einen den Kontaktη bildenden Feder, so daß der Kontakt geöffnet wird, jedesmal wenn ein Zahn vorbeipassiert. Wenn die Fingerscheibe c zur Ruhelage zurückkehrt, werden die Zahnräder q und u dadurch festgestellt, daß ein an der Nabe des Zahnrades /"befestigter Stift υ den einen Arm x¹ eines auf der Platte α gelagerten Winkelhebels χ berührt, dessen zweiter Arm %~ dadurch vor einen Zahn des Zahnrades u gebracht wird, wie in Abb. 2 angedeutet. Gleichzeitig preßt der Arm x¹ die Kontaktfedern so gegeneinander, daß der Kontakt η geschlossen gehalten wird, bis man die Fingerscheibe wieder aus der Ruhelage herausdreht.

Aus der Polargleichung

r — c ■

einer archimedischen Spirale ergibt sich, daß zwei gleiche Spiralen, d. h. Spiralen mit gleicher Konstante c, aufeinanderrollen können, wenn der Polabstand konstant gehalten wird.

Wird der kleinste und größte Fahrstrahl einer Spirale einer Windung mit r₀ und R₀ bezeichnet, so wird die Gleichung der Spirale, auf deren Ableitung in diesem Zusammenhang nicht weiter eingegangen werden soll,

(R₀-T₀)

2 π— ι 2 π

(ι)

wobei mit φ der Winkel zwischen dem veränderlichen Fahrstrahl r und i?₀ bezeichnet wird.

Für die weitere Betrachtung sind folgende Größen von Bedeutung: F₀, d. h. das an der treibenden Scheibe g in der Ausgangsstellung am Hebelarm der Antriebskraft r₀ wirkende Moment der Antriebskraft; D, d.h. das an der angetriebenen Scheibe f am Hebelarm R₀ wirksame Drehmoment.

Während der Abwälzung der Spiralen aufeinander verändern sich die wirksamen Hebelarme der Antriebskraft und der angetriebenen Scheibe dauernd, und zwar in der Weise, daß der momentane Hebelarm des in einem bestimmten Augenblick an der treibenden Welle wirksamen Moments F_r = R₀ -f- r₀ ■— r ist, während der Hebelarm des auf die angetriebene Welle wirksamen Moments gleich r ist.

Da die Umfangskraft für beide Scheiben gleich ist, ist

oder

-ft

In einer beliebigen Stellung, in welcher der Hebelarm der angetriebenen Welle r und somit der Hebelarm des an der treibenden Welle wirkenden Moments R + r₀ — r ist, muß, da das auf die angetriebene Welle wirkende

Moment konstant sein soll, folgende Beziehung gelten:

F_r

= — oder D =

Fr-r

η Τ f

:■ (3)

Werden die in den Gleichungen (2) und (3) erhaltenen Werte einander gleichgesetzt, so ergibt sich

F · R F ■ r

und weiterhin

r_o-r

F_r R₀{R₀ + r₀ — r) '

Nach Einsetzung der unter (1) gefundenen Beziehung für r erhält man

2 π

Rl-R₀(R₀-T₀)

2π

■φ

(4)

2 π

Für zwei radii vectores von R₀ = 8,8 mm und r₀ = 6,0 mm erhält man durch Einsetzung in die Gleichung (4) die in der Kurve B in Abb. 4

ρ dargestellte Abhängigkeit zwischen ~ und φ.

Bestimmt man andererseits -^- als Funktion von φ durch praktische Versuche für die ge-■ zeigte Feder /, so erhält man die Kurve A in Abb. 4. Wie ersichtlich, fallen die beiden Kurven A und B nahezu zusammen, so daß die aufgestellte Bedingung, daß das auf die Welle b einwirkende Drehmoment konstant sein soll, mit guter Annäherung erfüllt ist.

In Abb. 5 ist das Spiralrad g durch einen Spiralsektor g_x ersetzt, dessen verzahnter Teil die gleiche Länge hat wie der Umfang des Rades f. Statt der Drehungsfeder / wird eine Zugfeder J₁ angewandt, was in gewissen Fällen zweckmäßig sein kann.

Bei der Ausführungsform der Antriebsanordnung nach Abb. 6 ist das auf der Welle b angebrachte Spiralrad f₂ mit Zähnen an seiner einen Seitenfläche versehen und wirkt mit einem zylindrischen Zahnrad g₂ zusammen, dessen Welle A₂ in Konsolen m₂ rechtwinklig zur Welle b gelagert ist.

Wird in diesem Falle das Spiralrad f₂ als eine Archimedes-Spirale mit R₀ = 15 mm und

' T₀ = 6 mm ausgeführt, während der Radius des Rades g₂ so angepaßt wird, daß der Umfang dieses Rades gleich der Länge der Spirale wird, F

ergibt sich für -ψ- als Funktion von der 93-Kurve C in Abb. 4.

Wenn umgekehrt das Spiralrad auf der Trieb welle und das zylindrische Rad auf der angetriebenen Welle angebracht werden, ergibt sich die Kurve D (Abb. 4), welche geradlinig ist. Man wird finden, daß die Kurven C und D keine so gute Annäherung bezüglich der erwünschten Funktion A ergeben wie die Kurve B bei der Anwendung von zwei Spiralrädern.

Abb. 7 zeigt eine Ausführung mit einem zylindrischen Rad f_s auf der angetriebenen Welle b und einem Spiralrad g₃ auf der zur Welle b parallelen Triebwelle A₃. Die Welle A₃ ist auf einem Hebel y befestigt,⁵ der um einen Zapfen y₀ schwingen kann und unter der Einwirkung einer Feder ζ steht, so daß die Räder f₃ und g_s stets miteinander in Eingriff gehalten werden. Zur Sicherung des richtigen Eingreifens der Zähne der Räder können die Wellen 5 und A₃ mit passenden Kurvenscheiben versehen sein, die aufeinandergleiten oder -rollen und welche bei jeder Lage der Räder die Einhaltung des richtigen Achsenabstandes bewirken.

Bei den Ausführungsformen nach Abb. 6 und 7 braucht das Spiralrad nicht die Form einer Archimedes-Spirale zu haben, sondern man kann die Form der Spirale beliebig wählen, vorwiegend so, daß ein- Zusammenfallen der

Funktion -~- = f (φ) mit der experimentiell

aufgenommenen Kurve A eines vorher festgelegten Federsystems erzielt wird.

Die gezeigten und beschriebenen Ausführungsformen lassen sich verschiedentlich ändern. Beispielsweise lassen sich zwischen das Triebrad und das angetriebene Rad ein oder mehrere Zwischenräder einschalten. Von dem so erhaltenen Rädersatz muß mindestens das eine Rad ein Spiralrad sein.

Claims

Patentansprüche:

1. Federantrieb für- Nummernschalter in Selbstanschluß-Fernsprechanlagen u. dgl., dadurch gekennzeichnet, daß die Feder oder das Federsystem die Welle des Nummernschalters mittels eines kontinuierlich veränderlichen Übersetzungsgetriebes antreibt, welches das Übersetzungsverhältnis fortlaufend der Federspannung derart anpaßt, daß das auf die Welle einwirkende Drehmoment annähernd konstant bleibt.

2. Federantrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Feder oder das Federsystem die Welle des Nummernschalters mittels eines Rädergetriebes antreibt, von dem mindestens das eine Rad ein Spiralrad ist.

Hierzu ι Blatt Zeichnungen