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Elektrisches Zeitschaltwerk Zeitschaltwerke finden in der Industrie
vielfache Verwendung, wenn es gilt, elektrische Maschinen, Apparate u. dgl. automatisch
zu steuern. Man braucht sie zur selbsttätigen Kontrolle industrieller Verfahren,
wo durch die genaue Erfassung zeitlich aufeinanderfolgender Vorgänge die Qualität
des Produkts wesentlich beeinflußt werden kann, die erforderliche Beaufsichtigung
vermindert und erleichtert, oder dem Verfahren bzw. der Betriebseinrichtung selbst
ein wesentlicher, ja vielfach lebenswichtiger Schutz gewährt wird. Diese elektrischen
Zeitschaltwerke zeichnen sich dabei durch geringen Raumbedarf, Übersichtlichkeit
und leichte Handhabung aus und bilden so einen wertvollen Bestandteil jeder neuzeitlichen
technischen Ausrüstung.
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Den vielfältigenAnwendungsgebieten wird durch eine Reihe verschiedener
Ausführungsformen Rechnung getragen. Die einfachste Form ist das Verzögerungsrelais,
das nach einer fest eingestellten oder auch veränderlichen Zeit einen Schaltvorgang
betätigt. Eine Weiterentwicklung dieses Werkes stellt das Verzögerungszeitschaltwerk
mit automatischem Rücklauf dar. Diese Werke gehen nach Ablauf der gewählten Zeit
und nach Betätigung der Schaltelemente sofort wieder in ihre Ausgangsstellung zurück
und sind zu neuem Anlauf bereit. Aus diesem Gerät geht das Zykluszeitschaltwerk
hervor, welches automatisch in einemveränderlichenZyklus fortlaufend bestimmte Schaltvorgänge
auslöst. Es gibt auch Werke mit festeingestelltem Zyklus und veränderlicher Kontaktdauer.
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Bei den meisten bekannten Zeitschaltwerken muß der Zeitbereich (maximale
Einstellmöglichkeit) jeweils sorgfältig ausgewählt werden. NTaturgemäß ist die Skalenteilung
abhängig vom jeweiligen Zeitbereich, indem bei großen Zeitbereichen verhältnismäßig
große
Teilungen in Kauf genommen werden müssen.
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Es sind aber auch schon Zeitschaltwerke bekanntgeworden, bei denen
dieEinschaltung verschiedener Geschwindigkeiten möglich ist mit dem Zweck, verschiedene
Zeitbereiche einschalten zu können. Eine dieser Ausführungsformen schlägt vor, im
Innern des Werkes ein Getriebezahnrad durch Lösen einer in eine Nut eingreifenden
Schraube jeweils in den gewünschten Zahneingriff zu verschieben. Die dabei erzielbare
maximale Übersetzung beträgt aber höchstens 1 ::2. Kommt man damit nicht aus, dann
ist es erforderlich, dieses Zahnrad auszubauen und durch ein anderes zu ersetzen.
Naturgemäß können solche Arbeiten nur durch gelernte Fachkräfte vorgenommen werden.
Die Industrie benötigt aber Zeitschaltwerke mit möglichst breitem Bereich bei feiner
Skalenteilung (also mit großer Übersetzung), die von jedermann bedient werden können.
Die Verstellmöglichkeit muß also so beschaffen sein, daß beispielsweise an der Frontplatte
des Gerätes Skalen mit Drehknöpfen vorgesehen sind, die jede gewünschte Einstellung
der Laufzeit und des Zeitbereiches zulassen.
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Eine andere Ausführungsform löst die Aufgabe der Einschaltung-verschiedener
Geschwindigkeiten durch die Anordnung eines mit konstanter Tourenzahl angetriebenen
und aus mehreren -Planeten-und Sonnenrädern bestehenden Planetenzahnradgetriebes;
dessen einzelne Sonnenräder durch eine Sperrvorrichtung festgehalten werden können
und das in einer bestimmten Stellung der Planetenräder Schaltungen auslöst. Die
Sperrvorrichtung wird dabei elektromagnetisch gesteuert, sie kehrt nach Ausführung
der Schaltung selbsttätig in ihre Ruhestellung zurück. Die Einstellvorrichtung entspricht
jedoch auch hier nicht den Anforderungen der Industrie, außerdem ist durch den komplizierten
Aufbau und die Anordnung eines Plantenzahnradgetriebes die Herstellung teuer und
störungsanfällig.
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Gegenüber den bekannten Zeitschaltwerkenbringt die Erfindung einen
wesentlichen Fortschritt dadurch, daß ein elektrisches Zeitschaltwerk geschaffen
wird, das auf kleinstem Raum als Schalttafeleinbaugerät mit übersichtlichen Einstellmöglichkeiten
auf der Frontplatte konstruiert ist, so daß das Gerät im Betrieb ohne Ausbau auch
von ungelernten Arbeitskräften auf den jeweils gewünschten Zeitbereich und eine
stufenlos einstellbare Laufzeit eingestellt werden kann. Zu diesem Zweck ist auf
der Frontplatte ein Drehknopf (Multiplikator) vorgesehen, der die Einschaltung dreier
verschiedener Zeitbereiche gestattet. Über diesen Drehknopf -werden mit Hilfe eines
Multiplikatorgetriebes die Skalenwerte jeweils mit i, io oder ioo multipliziert.
Die Wahl des Übersetzungsverhältnisses erfolgt durch Drehen des Knopfes. Man erreicht
dadurch neben einem außerordentlich großen Zeitbereich (i : ioo) eine ungewöhnlich
feine Teilung. Durch geschickte Anordnung der Getriebe und sonstigen Bauteile ist
das Gerät keineswegs größer als ein normales Verzögerungszeitschaltwerk mit nur
einem Zeitbereich. Die konstruktive Ausführung der automatischen Rückkehr in dieAusgangsstellung
nach Beendigung des Schaltvorganges bedingt in an sich bekannter Weise die Anordnung
einer elektrisch gesteuerten Kupplung. Diese Kupplung wird beim Anlauf eingerückt
und im Augenblick der Schaltung, nach Ablauf der eingestellten Zeit, wieder geöffnet.
Erfindungsgemäß wird diese Kupplung durch einen an der Stirnseite des Gerätes angeordneten
Einstellknopf (den sog. Multiplikatorknopf) zwecks Auswahl einer von verschiedenen
(z. B. drei) Geschwindigkeiten für das Schaltwerk auf einen dem gewünschten Zeitbereich
entsprechenden Antrieb eingestellt. Die besondere Ausführung des Kupplungsgliedes
gestattet außer diesen beiden Funktionen auch noch die Anbringung eines mit dem
Stehzeiger koaxialen Rücklaufzeigers, der sich vor dem nAnlauf mit dem Stellzeiger
deckt und sich beim Ablauf nach Null hin bewegt, wo die Schaltung erfolgt. Hierdurch
kann in jedem Augenblick sowohl die abgelaufene, als auch die noch bevorstehende
Verzögerungszeit abgelesen werden.
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Die Zeichnungen zeigen ein Ausführungsbeispiel der Erfindung. An Hand
der beiden Abbildungen wird das Gerät wie folgt näher beschrieben: Abb. I zeigt
die Frontansicht eines zum Einbau in eine Schalttafel geeigneten Zeitschaltwerkes
mit Multiplikatorknopf
d, Feineinstellung
b, Stellzeiger c, Rücklaufzeiger
a. Das Gerät ist in vorliegendem @F all ausgelegt für folgende Zeitbereiche:
| Multiplikator Bereich Skaleneinteilung |
| i o bis 3 sec ', -o sec |
| io o bis 3o sec i sec |
| ioo o bis 300 sec 1o sec |
Dargestellt ist in Abb. I die Einstellung 15 sec (Stellzeiger c auf 15 und Multiplikator
d auf Stellung io). Das Gerät ist angelaufen, so daß der Rücklaufzeiger a sich gegen
Null hin dreht. Es sind bereits 8 sec der gesamten Laufzeit abgelaufen und noch
7 sec zu durchlaufen.
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Abb. Il zeigt eine beispielsweise Ausführung des Getriebes eines Zeitschaltwerkes
nach dieser Ausführung: Vom Synchronmotor i wird ein Getriebe 2 angetrieben, an
dessen Abtriebsseite drei koaxiale Ritze- 3, 4, 5 mit den Drehzahlen i, io, ioo
sitzen. In eins dieser Ritze- greift je nach Stellung des Multiplikatorknopfes 17
das Kupplungsrad 22 ein. Die beiden Kupplungsräder 21 und 22 sitzen auf der Wippe
24, die sich in zwei verschiedenen Ebenen bewegen kann. Durch Drehen des Multiplikatorknopfes
17 erfolgt über einen Schneckenantrieb iy eine Längsverschiebung der Wippe 24 und
damit der Kupplungsräder 21 und 22 derart, daß das Kupplungsrad 22 je nach Wahl
des Übersetzungsverhältnisses über einem der drei Ritze- 3, 4, 5 steht, während
ein elektrischer Magnetanker 25 eine .Drehbewegung der Wippe 24 um ihre Achse 23
herbeiführt und so das
über dem Ritzel stehende Kupplungsrad 22
mit diesem in Eingriff bringt. Das zweite Kupplungsrad 21 steht dabei ständig über
dem besonders breiten Ritzel 6 und wird beim Schwenken der Wippe 2q. mit diesem
Ritzel 6 in Eingriff gebracht. Die Achse des Ritzels 6 erhält durch eine Schrauben-
oder Spiralfeder 7 ein rechtsdrehendes Moment und legt unter diesem Einfluß den
auf derselben Achse sitzenden Nocken 8 mit seinem Stift 9 ständig an den Mitnehmer
io an. Die Achse des Ritzels 6 geht durch die Frontplatte 16 hindurch und trägt
an ihrem Ende den Rücklaufzeiger 14.. Auf einer Hohlwelle 15 sitzt der Mitnehmer
io. der Feineinstelltrieb i i und der Stellzeiger 13.
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Die Wirkungsweise des Gerätes ist folgende: Durch Drehen des Feineinstellknopfes
12 wird der Stellzeiger 13 auf die gewählte Zeit eingestellt. nachdem vorher der
Multiplikatorknopf 17 auf den gewünschten Bereich gedreht wurde. Durch Drücken eines
außerhalb des Gerätes liegenden Druckknopfes erhalten der 'Motor i und der Magnetanker
25 gleichzeitig Strom. Der Motor i läuft an und treibt über das Getriebe -2 die
Ritzel 3, 4, 5 mit den Drehzahlen i, io. loo. Gleichzeitig wird durch den Magnetanker
25 die Wippe 24 so geschwenkt, daß die beiden Kupplungsräder 21 und 22 mit den Ritzeln
6 bzw. 3, 4, 5 in Eingriff kommen. Das Werk läuft nunmehr ab, wobei der Nocken 8
sich von dem stehenbleibenden Mitnehmer io weg nach links hin dreht. Dieselbe Bewegung
macht der Rücklaufzeiger 14 mit und zeigt so die abgelaufene Verzögerungszeit an.
Sobald der Rücklaufzeiger 14 bei Null angekommen ist, öffnet der Nocken 8 einen
Kontakt 18, der den Magnetanker 25 und den Motor i stromlos macht. Der abfallende
Magnetanker 25 betätigt Schaltelemente 26. Außerdem wird beim Abfall des Magnetankers
25 die Wippe 24 wieder ausgeschwenkt, wodurch die beiden Kupplungsräder 21 und 2a
außer Eingriff kommen. Gleichzeitig geht der --#\Tocken 8 mit seinem Stift g unter
dem Zug der Feder 7 wieder zum Mitnehmer io zurück. Dieselbe Bewegung macht der
Rücklaufzeiger, so daß er sich wieder mit dem Stellzeiger i3 deckt. Das Gerät ist
damit in seine Ausgangsstellung zurückgekehrt.