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Elektromagnetisches Schrittschaltwerk für Fernmeldeanlagen mit einem
oder mehreren Kontakte steuernden Nocken Die Erfindung betrifft ein elektromagnetisches
Schrittschaltwerk für Fernmeldeanlagen zur Steuerung einer Mehrzahl von Kontakten
durch schrittweise Drehung eines oder mehrerer auf die Kontakte einwirkender Nocken.
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Bei den bekannten Nockenschaltern mit elektromagnetischem Antrieb
erfolgt die Verstellung der an einer Walze oder Welle befestigten Nocken durch schrittweise
Drehung ihres Trägers vermittels. eines Klinkenantriebes. Die Nockenscha.ltwalze
und der Antrieb bilden hierbei zwei getrennte Teile, deren Platzbedarf von ihrer
Anordnung zueinander abhängig ist und bei gedrängtem Aufbau die L'bersichtlichkeit
der Schalteinrichtung beeinträchtigt.
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Die Erfindung bezweckt die Schaffung eines Nockenschalters möglichst
gedrängter Konstruktion sowie günstiger, übersichtlicher Anordnung seiner wirksamen
Teile bei geringem Platzbedarf. Ferner bezweckt die Erfindung ein geräuschloses
Arbeiten und daher auch eine geringere Abnutzung der antreibenden Teile. Gemäß der
Erfindung wird dies dadurch erreicht, daß die auf die Kontakte einwirkenden 'Zocken
von einem eine Schraubenbewegung ausführenden Anker getragen werden. Infolge dieser
Ausbildung des Schaltwerkes wird bei der Betätigung des Schaltwerkes eine Verdrehung
des Ankers und der darauf gelagerten Nocken um einen Betrag bestimmter Größe erzielt,
so daß bei entsprechender Anordnung der Nocken und der diesen zugeordneten Kontakte
bei jedem Drehschritt oder erst nach Erreichen einer bestimmten Anzahl solcher Schritte
die verschiedensten Kontaktsteuerungen vorgenommen werden können. Die Schalteinrichtung
kann
mit Vorteil z. B. in Fernsprechanlagen als Rufschalter Verwendung finden, ferner
auch zur Steuerung von Stromkreisen für die verschiedensten Zwecke in anderen Fernmeldeanlagen.
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Der Anker des Schaltwerkes besteht nach den Ausführungsbeispielen
der Erfindung aus einer über den Kern des Antriebsmagneten geschobenen Hülse, an
der Vorrichtungen angebracht sind., welche im Zusammenwirken mit einem feststehenden
Teil des Schaltwerkes der Hülse während ihrer Längsbewegung zusätzlich eine Drehbewegung
aufzwingen. Infolge der hülsenförmigen Ausbildung des Ankers und seiner Führung
auf dem Kern des Antriebsmagneten wird ein besonders sicheres Arbeiten des Schaltwerkes
erzielt.
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Bei der einen Ausbildungsform der Erfindung bestehen die Mittel zur
Erzielung der Drehbewegung des Ankers aus einer auf dem Anker befestigten Scheibe
mit zahnartigen Erhebungen, deren eine Flanke bei der Anzugsbewegung des Ankers
an den schräg hierzu gerichteten Kanten eines fest angeordneten und vorzugsweise
aus einer Blattfeder bestehenden Teiles entlang gleiten und dadurch dein Anker während
seiner Längsbewegung eine Drehbewegung verleihen. Bei einer anderen Ausführungsform
der Erfindung wird der Anker durch den feststehenden Teil in beiden Bewegungsrichtungen
um je einen Teilbetrag verdreht, so daß er erst bei Wiedererreichen seiner Ausgangsstellung
einen vollen Drehschritt gemacht hat.
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Auf der Zeichnung sind zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung in
vergrößertem Maßsta:oe veranschaulicht.
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Fig. i und 2 zeigen das eine Ausführungsbeispiel in Seitenansicht
und teilweisem Schnitt in der Ruhelage und Arbeitslage.
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Fig. 3 ist eine Ansicht von vorn auf das Schaltwerk gesehen in gleichem
Maßstabe. Fig. d. zeigt die Blattfeder und einen Teil der damit zusa.minenwirkenden
Zahnscheibe des Ankers des Ausführungsbeispieles der Pig. i und 2 von der Seite
gesehen für sich allein.
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Fig. 5 und 6 veranschaulichen in gleicher Darstellung der Fig. i und
2 das andere Ausführungsbeispiel der Erfindung.
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Der Antriebsmagnet besteht aus dem die Wicklung i tragenden Hohlkörper
2, der den Kern 3 aufnimmt. Dieser ist etwa doppelt so lang bemessen wie der Wicklungskörper
2 und ragt an beiden Seiten aus der Wicklung Heraus, wobei der eine, auf der Zeichnung
nicht dargestellte, kürzere Teil zur Befestigung des Schaltwerkes an einem Gestell
dient, während der andere, wesentlich länger bemessene Teil die Führung für den
Anker d. sowie den Träger anderer Apparateteile bildet. Der Anker besteht aus einer
dünnwandigen Hülse, die über den runden Kern 3 geschoben ist und etwa in der Mitte
eine N ockenscheibe 5 trägt, welche mit der Hülse fest verbunden ist. Die _:Anzahl
der locken 6 an der Scheibe 5 kann eine beliebige sein, entsprechend der Anordnung
und Anzahl der zu beeinflussenden, zugeordneten Kontaktfedersätze 7. In dem dargestellten
Ausführungsbeispiel ist nur ein Nocken ( an der Scheibe 5 vorgesehen, so daß bei
entsprechender Anzahl von Kontaktfeder-' sätzen bei jedem Schaltschritt einer betätigt
wird. Der Anker 4 trägt ferner an seinem nach vorn herausragenden Ende in Fig. i
eine Zahnscheibe 8, die im Zusammenwirken mit einer am Kern 3 fest angeordneten
Blattfeder 9 zur Erzeugung der Drehbewegung dient. Diese Blattfeder 9 besteht aus
einem zum Kern parallel verlaufenden Teil, mit dem sie daran befestigt ist, und
aus einem schräg hierzu gerichteten Teil zur Bildung der Führungsflächen für die
Zähne 13 der Scheibe 8 des Ankers d während seiner Anzugsbewegung. Die schräge
Oberkante 9' dieses Teiles ist mit einer Abbiegung 9" (Fig. .I ) versehen, die ebenfalls
eine schräg verlaufende Kante 9"' bildet. 'Der vordere Teil der Feder 9 ist ferner
mit einer villenförmigen, parallel zum Kern 3 angeordneten Ausprägung 9"" versehen,
die sich von dem freien Ende der Feder bis zur schrägen Oberkante 9' hinter der
Abbiegung g" erstreckt. Die schräg verlaufende Kante 9"' der Abbiegung g" sowie
der sich anschließende Teil der schrägen Oberkante g' der Feder 9 dient zur Führung
des Ankers a bei seiner Anzugsbewegung, um seine geradlinige Bewegung vermittels
eines der Zähne 13 der Zahnscheibe 8 in eine schraubenförmige Bewegung umzuformen,
während durch die Ausprägung 9"" der Feder 9 der Anker .I ohne Ablenkung seiner
geradlinigen Bewegung aus seiner Arbeitsstellung in die Ausgangsstellung zurückgeführt
wird, in der durch die erfolgte Drehung der nachfolgende Zahn 13 der Zahnscheibe
8 in eine Stellung zur Blattfeder 9 gelangt, in der sich diese unter der Wirkung
ihrer Vorspannung mit ihrer Führungskante 9' in eine wirksame Lage zti der einen
Flanke des .Zahnes legt für die nachfolgende Betätigung des Ankers.
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Die Wirkungsweise der Feder 9 und der Zähne 13 der Zahnscheibe
8 des Ankers d. ist hierbei folgende: Bei stromdurchflossener Spule i wird der Anker
.4 in Richtung der Spule angezogen, wobei der an der schrägen Oberkante 9' der Blattfeder
g mit seiner einen Flanke anliegende Zahn 13 der Zahnscheibe 8 an dieser Kanteentlanggleitetundalsdami
an der schräg verlaufenden Stirnkante q"` der Abbiegung 9" weitergeführt wird, so
daß er, von seiner
Längsbewegung abgelenkt, um einen bestimmten
Betrag gedreht wird. Kurz vor Beendigung dieser Bewegung nimmt die Zahnscheibe 8
eine solche Lage zu dem freien Ende der Blattfeder 9 ein, daß der nächste Zahn 13
mit dem vorspringenden Teil 12 seiner Kuppe in die Ausprägung g"' der Blattfeder
g gelangt und bei der nun unter der Wirkung der beim Anzug des Ankers gespannten
Feder io erfolgten Rückbewegung des Ankers mit diesem Zahn in der Ausprägung der
Blattfeder 9 entlang gleitet. Bevor die Rückbewegung des Ankers q. beendet ist,
tritt der Zahn 13 aus dieser Führung heraus, während die! Blattfeder 9 unter der
Einwirkung ihrer Vorspannung hinter die Lücke des Zahnes einfällt, so daß dieser
Zahn bei der folgenden Anzugsbewegung des Ankers an den Schrägkanten g' und 9""
der Blattfeder entlang gleiten kann und dadurch den Anker von seiner Längsbewegung
ablenkt. Die Nockenscheibe 5 ist durch den beschriebenen Vorgang mit dem Anker d.
um einen bestimmten Betrag gedreht worden, der je nach seiner Größe oder dem Abstand
der Kontakte zueinander den Nocken 6 auf einen der Federsätze 7 zur Einwirkung bringt.
Bei wiederholter Betätigung führt dadurch die Nockenscheibe 5 während ihrer schrittweisen
Fortschaltung einevollständigeDrehbewegung aus.
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Das in den Fig. 5 und 6 dargestellte -Ausführungsbeispiel unterscheidet
sich in seiner Wirkungsweise von dem vorstehend beschriebenen insbesondere dadurch,
daß der Anker .4 sowohl bei seiner Anzugsbewegung als auch bei seiner. Rückbewegung
um j e einen Teilbetrag verstellt wird, so da.ß beide Bewegungen zusammen erst einen
vollen Drehschritt ergeben.
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An Stelle der Zahnscheibe 8 ist zu diesem Zwecke auf dem Anker ,4
des Schaltwerkes eine Trommel 2o fest angeordnet mit schräg zur Längsrichtung der
Trommelverlaufenden V-förmigen Rillen 2i, die sich in gleichmäßiger Anordnung über
den ganzen Umfang der Trommel von ihrem einen Ende -bis zum anderen erstrecken.
Der Boden der Rillen 21 ist nach ihrem einen Ende hin geneigt in abwechselnder Richtung
zu ihren Schnittpunkten, so daß an jedem der Schnittpunkte eine Stufe entsteht für
einem in den Rillen geführten Stift 22. Dieser ist an einer Blattfeder 23 gelagert,
welche wie die Feder 9 des Ausführungsbeispieles der Fig. i an dem Kern 3 befestigt
ist. Wenn der Stift 22 bei der Verstellung der Trommel in den Rillen einen Schnittpunkt
erreicht, so fällt er unter dem Druck seiner Feder 23 in die hier abzweigende nächste
Rille-, i ein und sichert dadurch die Weiterbewegung des Ankers d. , in gleichem
Drehsinn bei seiner nächsten Betätigung.
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In der Ruhelage des Schaltwerkes liegt die Trommel 2o mit ihrer hinteren
Endscheibe 24 an dem festen Anschlag i i des Kernes 3, wie dies in Fig. 5 dargestellt
ist. Der Stift 22 der Feder 23 befindet sich in dieser Stellung des Ankers an dem
einen Schnittpunkt zweier Rillen, in deren eine er bereits bei Beendigung seiner
letzten Verstellung eingefallen ist, so daß er beim Anzug des Ankers d. in dieser
Rille entlang gleitet und dadurch den Anker von seiner geradlinigen Bewegung ablenkt.
Am Ende dieser Bewegung, wenn der Anker q: seine äußerste Arbeitsstellung erreicht
hat, fällt der Stift 22 am anderen Schnittpunkt der Rille zur abzweigenden nächsten
Rille in letztere unter dem Druck seiner F edler ein, da der Boden der Rille an-
dieser Stelle tiefer liegt als an der anderen Rille, in der sich der Stift vorher
befand. Da die Rillen so auf dem Umfang der Trommel 20 verteilt sind, daß der Anker
d. während seiner Verstellungen durch den Stift 22 in jeder der Rillen um einen
Betrag gedreht wird, der einem halben Drehschritt entspricht, so gelangt die Nocke
6 der Scheibe 5 daher erst in eine wirksame Schaltstellung zu einem der Kontaktfedersätze
7, wenn der Anker unter der Einwirkung der' Schraubfeder io nach Aberregung des
Magneten wieder seine Ruhelage erreicht hat.
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Um das Schaltwerk über einen Selbstunterbrecher zu steuern, ist an
einem fest angeordnetein Winkel i7 des Kernes 3 eindreiarmiger drehbarer Hebel 14
gelagert, dessen einer Arm 14' dein hierfür vorgesehenen Kontakt 15
betätigt,
während die beiden anderen Arme r-." und id."' die Lage des Kontaktbetätigungsarmes
i-' zu der oberen Kontaktfeder dieses Kontaktes 15 bestimmen, um ihn in die geöffnete
oder geschlossene Stellung zu bringen. Je nach der Stellung des Ankers .a. legt
sich dieser mit seiner Zahnscheibe 8 bzw: Endscheibe 24 der Trommel 2o in den beiden
Endlagen des Ankers gegen den einen oder den anderen der Hebelarme i.' und 1d."',
wodurch der Kontakt 15 über den Arm 1q.' in eine geschlossene oder geöffnete
Stellung gelangt. Infolge dieser . Anordnung erfolgt daher das Öffnen und Schließen
des Kontaktes 15 stets in den Endphasen der Ankerbewegung, wodurch die sichere Arbeitsweise
der Schalteinrichtung gewährleistet wird. Bei anderer Betriebsart des Schaltwerkes
kann dieser Kontakt 15 aber auch für beliebige Zwecke benutzt werden, oder er wird
gar nicht vorgesehen.
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Es sei noch bemerkt, daß zur Erzielung einer bequemen Lagerung der
Kontaktfedersätze 7 am Magneten ein Mantel 16 zweck= mäßig in Form eines Vieleckes
daran angeordnet ist, welches allen Kontaktfedersätzen ihre richtige Lage zu den
Nocken 6 der Scheibe 5 verleiht, bei richtigem Abstand zueinander
und
zu dem Schaltweg, den der oder die Nocken 6 bei jedem Drehschritt ausführen. i\Tatürlich
können an Stelle einer einzigen N ockenscheibe 5 auch mehrere auf dem Anker gelagert
sein, die dann zu verschiedenen oder gleichen Zeiten auf die zugeordneten Kontakte
je nach deren Anordnung in der Arbeitslage des Ankers oder bei Erreichung seiner
Ruhelage einwirken.