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Drehwähler mit mehrfacher Einstellgeschwindigkeit für Fernmelde-,
insbesondere Fernsprechanlagen Die Erfindung bezieht sich auf einen Drehwähler mit
mehrfacher Einstellgeschwindigkeit in einer Drehrichtung durch umschaltbare Übersetzungsräder
zwischen Antrieb und Schaltarmwelle für Fernmelde-, insbesondere Fernsprechanlagen.
Es ist bekannt, von zwei Zahnrädern mit verschiedenen Zähnezahlen das eine oder
das andere Rad durch radiale Bewegung in das Getriebe einzuschalten, so daß der
Wähler mit zwei Einsteilgeschwin:digkeiten gedreht werden kann. Durch die radiale
Bewegung der Zwischenräder kann bei der Umschaltung von der einen auf die zweite
Geschwindigkeit die Wählerwelle in unzulässigerWeisebewegtundsomit auch die Stellung
der Schleifarme auf den Kontaktlamellen verändert werden.
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Die Erfindung bezweckt nun, eine unzulässige Bewegung der Wählerwelle
bei der Umschaltung eines Zahnradgetriebes von der großen auf die kleine Geschwindigkeit
zu vermeiden und erreicht dies dadurch, daß durch axiale Verschiebung der Kupplungsglieder
die Umschaltung von der einen auf die zweite Geschwindigkeit erfolgt und das Übersetzungsverhältnis
der Zahnräder so gewählt ist, daß nach Einstellung der Wählerschaltarme auf bestimmte
Raststellungen des Wählers (Nullstellung-Dekadenstellung) mit großer Geschwindigkeit
ein Zahn-des treibenden Kupplungsgliedes für die kleine Geschwindigkeit genau einer
Zahnlücke der getriebenen Kupplungseinrichtung gegenübersteht.
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Dadurch, daß bei -der Umschaltung des Getriebes von der großen auf
die kleine Geschwindigkeit ein: Zahn des treibenden Kupplun:gsgliedeis einer Zahnlücke
der getriebenen Kupplungseinrichtung
gegenübersteht, kann bei der
axialen Bewegung der Kupplungsglieder keine ungewollte Bewegung des Schaltarmträgers
verursacht werden. Besondere Vorteile werden bei einem durch Schrittmotor angetriebenen
Wähler erzielt, indem bei der Umschaltung von -der großen auf -die kleine Geschwindigkeit
nicht nur eine ungewollte Bewegung des Schaltarmträgers., sondern auch eine unzulässige
Drehbewegung des Motorankers verhindert wird, denn der Motoranker muß zwecks einwandfreier
Einstellung des Wählers bei Beginn eines Schaltschrittes eine ganz bestimmte, Stellung
zu den feststehenden Magnetpolen des Motors. einnehmen.
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In: den Zeichnungen sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt.
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Fig. i zeigt einen Drehwähler mit einer Zahnkupplung auf einem Zwischenradgetriebe;
in Fig:2 werden die Zahnräder des Zwischenradgetriebes für die Umschaltung von der
großen auf die kleine Geschwindigkeit axial verschoben; Fig.3 zeigt die Stellung
der Zahnräder des Wählers nach Fig. 2: in der Umschaltstellung; in Fig. 4 ist ein
Wähler ohne Zwischenrad'getriebe dargestellt, bei -dem die Wählerachse zwecks Umschaltung
von der großen auf die kleine Geschwindigkeit in axialer Richtung verschoben wird.
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Der Wähler nach Fig. i trägt auf der Motorachse i einen Motoranker
z. Mit A ist das treibende Rad für die große Geschwindigkeit bezeichnet. C ist das
treibende Rad für die kleine Schrittgeschwindigkeit des Wählers. Das treibende Rad
A greift in das Zahnrad B ein, das mit dem Kupplungsteil G i fest verbunden und
drehbar auf der Achse 3 des Zwischengetriebes gelagert ist. Das treibende Rad C
greift in das Zahnrad D' ein.. Dieses Zahnrad D ist mit dem Kupplungsteil H i fest
verbunden und auf der Achse 3 drehbar gelagert. Das zusammenhängende Kupplungsteil
G2-H2 ist auf der Achse 3 des Zwischengetriebes in axialer Richtung beweglich und
durch Nuten und Keilanordnungen derart ausgebildet, daß die Drehbewegungen dieses
Kupplungsteiles auf das Zahnrad E übertragen werden. Das Zahnrad E muß daher fest
auf der Achse 3 des Zwischengetriebes gelagert sein. Das vom Zahnrad E getriebene
Rad F ist auf der Wählerachse 4 gelagert.
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Das Kupplungsteil G2-H:2 wird durch den Anker 5 eines Magneten 6 gesteuert.
Durch eine Feder 7 wird der Anker 5 nach unten gezogen; so daß das Kupplungsteil
G 2 bei nicht erregtem Magneten 6 in das Kupplungsteil G i des Zahnrades B eingreift.
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An Hand eines Zahlenbeispiels wird die Einstellung des Wählers nach
Fig. i beschrieben. Es wird vorausgesetzt, daß der Schrittmotor mit seinem Anker
:2 bei jedem Stromstoß eine Viertelumndrehung ausführt. Die Wählerwelle 4 führt
bei einer vollen Umdrehung roo Einzelschritte aus. Erhält der Schrittmotor vier
Stromstöße, so muß das Zahnrad A über die Zahnräder B und E das Zahnrad F um zehn
Einzelschritte bewegen, so daß jeder zehnte Schritt als Dekadenstellung benutzt
werden kann. Erhält der Motor einen Stromstoß, so muß das Zahnrad C über die Räder
D und E das Zahnrad F der Wählerwelle um einen Schaltschritt bewegen. Unter,den
vorstehenden Voraussetzungen wird die Einstellung des Wählers von Dekade zu Dekade
gegenüber der Einstellung des Wählers von Einzelschritt zu Einzelschritt mit einer
zweieinhalbfachen Einstellgeschwindigkeit durchgeführt.
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Für die Zahnräder A bis F und für die Kupplungsteile
G i,
G 2, H i und H:2 werden folgende Zähnezahlen angenommen:
| Zahnrad A .................. 32 Zähne |
| - B .................. 64 - |
| - C .................. 16 - |
| - D ... ............... 8o- - |
| - E .................. 2o - |
| - F ...... . ........... roo - |
| Kupplungsteil G i . . . . . . . . . . 32 - |
| - G2 .......... 32 - |
| - H i ... .. .. ... 4o - |
| - H2 ... .. .. ... 40 - |
Führt der Motor durch vier Stromstöße eine volle Umdrehung aus, so wird das Zahnrad
A ebenfalls eine volleUmdrehung ausführen. Das rnit32Zähnen versehene Zahnrad
A schaltet das Zahnrad
B um 321 Zähme weiter. Bei der Bewegung des
Zahnrades B um 32 Zähne führt dieses und somit auch das Kupplungsteil G i eine halbe
Umdrehung aus. Eine halbe Umdrehung macht auch das Zahnrad E mit. Die hierbei weitergedrehten
ro Zähne, werden auf das Zahnrad F (roo Zähne) übertragen, so. daß dieses Zahnrad
F auf der Wählerwelle 4 um ein Zehntel, gedreht, also, auf den zehnten Schaltschritt
eingestellt wird.
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Die von dem Kupplungsteil G i ausgeführte halbe Umdrehung wird auch
von dem Kupplungsteil G2-H2 ausgeführt. Das mit 40 Zähnen versehene Kupplungsteil
H 2, wird bei einer halben Umdrehung um 2o volle Zähnte weitergeschaltet.
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Während der vorbeschriebenen Einstellung der Wählerwelle 4 in Abhängigkeit
vom Antriebsrad A führt auch das Zahnrad C eine volle Umdrehung aus. Das Zahnrad
C wird: hierbei um 16 Zähne fortgeschaltet. Um die gleiche Zähnezahl von 16 wird
auch das Zahnrad: Dbewegt. Bei einer Bewegung von 16, Zähnen macht das mit 8o Zähnen
versehene Rad D eine Fünftelumd;rehung. Diese Fünftelumdrehung macht aber auch das
mit Zahnrad D fest verbundene Kupplungsteil H i. Das Kupplungsteil H i wird bei
einer Fünftelumdrehung um 8 volle Zähne weitergeschaltet.
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Da das Kupplungsteil H2 um 2o volle Zähne, das Kupplungsteil H i um
8 volle Zähne fortgeschaltet worden ist, wird jedem Zahn .des Kupplungsteiles H
2 eine Zahnlücke des Kupplungsteiles Hl gegenüberstehen. Wird nun der Magnet 6 eingeschaltet
und durch den Anker 5 das Kupplungsteil G2-H2 nach oben bewegt, so, erfolgt der
Eingriff des Kupplungsteiles H 2 in das Kupplungsteil H i ohne jede Drehbewegung.
Es behält das Kupplungsteil G2JH2 seine Drehstellung inne, so daß auch das Zahnrad
E keine Drehbewegung auf
das Zahnrad F der Wählerwelle übertragen
kann. Auch das Kupplungsteil H i bleibt in seiner Lage stehen, so daß während der
Umschaltung keine Drehung der Zahnräder D und C und somit des Motorankers 2 verursacht
wird.
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Für die Einzelschrittsteuerung der Wählerwelle erhält nunmehr der
Motor einzelne Stromstöße. Auch hierbei wird durch jeden Stromstoß der Anker 2 eine
Viertelumdrehung ausführen: und somit auch das Zahnrad C um ein Viertel gedreht.
Das mit i6 Zähnen ausgerüstete Zahnrad C wird hierbei um q. Zähne fortgeschaltet
und um diesen Betrag :dreht auch das Zahnrad D. Bei der Fortschaltung des Zahnrades
D um 4 Zähne macht das Rad D eine Z.wanzigstelumdrehung.Die Drehbewegung um ein
Zwanzigstel wird über die Kupplungsteile H i-H2 auf das Zahnrad E übertragen. Das
mit 20 Zähnen versehene Zahnrad E wird um ein Zahn fortgeschaltet. Um diesen Betrag
dreht auch das mit ioo Zähnen versehene Rad F. Es wird somit der Schaltarmträger
um einen Schaltschritt bewegt.
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Auch der Rücklauf des Wählers kann teilweise mit der großen Geschwindigkeit
durchgeführt werden. Zu diesem Zweck muß der Wähler zuerst von einem Einzelschrittkontakt
der Reihe in eine Dekadenstellung gedreht werden, d. h. der Wähler muß zuerst mit
Einzelschritten und so mit kleiner Einstellgeschwindigkeit so lange gedreht werden,
bis er den zehnten Kontakt erreicht hat. Nach dem zehnten Drehschritt hat das Zahnrad
C zweieinhalb Umdrehungen ausgeführt und ist hiermit um .4o Zähne weitergeschaltet
worden. Das Zahnrad D ist ebenfalls um 40 Zähne gedreht worden und hat hierbei eine
halbe Umdrehung ausgeführt. Bei der halben Umdrehung .des Zahnrades. D ist das Kupplungsteil
G2 um 16 volle Zähne gedreht worden. Das Zahnrad A wird bei einer zweieinhalbfachen
Umdrehung um 8o Zähne und somit auch das Zahnrad B um 8o Zähne gedreht. Das
Zahnrad B wird hierbei: eine Fünftelum:drehung ausführen, um die auch das
Kupplungsteil G i gedreht wird, so daß G i um 40 volle Zähne gedreht wird. Das mit
16 Zähnen gedrehte Kupplungsteil G2 wird daher mit seinen Zähnen den Zahnlücken
des Kupplungsteiles G i, das mit 40 Zähnen gedreht worden ist, gegenüberstehen,
und es kann daher ohne jede zusätzliche Drehbewegung die Umschaltung von der kleinen
auf die große Geschwindigkeit :des Wählers stattfinden.
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Bei dem gewählten Ausführungsbeispiel besteht auch die Möglichkeit,
daß,die Umschaltung von der kleinen auf die große Geschwindigkeit für die Zurückführung
des Wählers in eine bestimmte Aus-9 angsstellung bereits nach jedem fünften
Schalt-2, t' schritt:,der Wählerachse :durchgeführt werden kann, denn nach fünf
Einzelschritten hat das Schaltrad C eine Fünfviertelumndrehung .ausgeführt, und
e@s isst somit um 2o Zähne gedreht worden. Um 2o Zähne ist auch :das Zahnrad D gedreht
worden. Bei einer Viertelumdrehung des Zahnrades D hat das Kupplungsteil
G.2 auch eine Viertelumdrehung ausgeführt und ist somit um 8 volle Zähne
gedreht worden. Das Zahnrad A wird bei einer Fünfviertelumdrehung um 4e Zähne und
somit auch das Zahnrad B um :die gleiche Zähnezahl gedreht. Zahnrad
B
macht hierbei eine Fünfachtelumdrehung, !die auch vom Kupplungsteil G i
zurückgelegt wird. G a macht hierbei eine Drehbewegung um 2o volle Zähne. Es kann
daher auch bereits nach fünf Schaltschritten eine Umschaltung von der kleinen auf
die große Geschwindigkeit stattfinden, ohne daß hierbei eine unerwünschte Drehbewegung
der Wählerachse oder der Achse des Motors stattfindet.
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Der Wähler nach Fig. 2 trägt auf seiner Achse 8 den Anker g. Mit I
ist hier das Zahnrad auf der Wählerwelle 8 bezeichnet, :das als Antriebsrad für
die große Schrittgeschwindigkeit dient. Das Zahnrad I greift in ein Zahnrad K ein,
das auf der Welle io :des Zwischengetriebes fest gelagert ist. Das Zahnrad L auf
der Achse 8: des Motors ist das treibende Rad für die kleine Einstellgeschwindigkeit.
Das Zahnrad L greift mit -den Zähnen in. das Zahnrad M auf der Achse io des Zwischengetriebes
ein. Auch dieses Rad sitzt fest auf der Welle i o. Mit N ist das treibende Raid
auf der Achse: io des Zwischenbetriebes bezeichnet, rd;as in-das Zahnrad 0 der Wählerachse
ii eingreift. Die Achse io des Zwischengetriebes kann in seinen Lagerstellen eine
Bewegung in axialer Richtung ausführen. Diese Bewegung wird durch einen Anker 12"
des Magneten 13 gesteuert. Eine Feder 14 drückt bei stromlosen Magneten 13 die Achse
io nach oben, so daß bei stromlosen Magneten 13 die beiden Räder L und M
miteinander im Eingriff stehen.
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Die Einstellung des Wählers nach Fig. 2 sei auch an Hand eines Zahlenbeispiels
erläutert. Es wird auch hier vorausgesetzt, daß der Schrittmotor mit seinem Anker
g bei jedem Stromstoß eine Viertelumdrehung ausführt. Die Wählerachse ii führt bei
einer vollen Umdrehung ioo Einizelschritte aus. Erhält der Schrittmotor vier Stromstöße,
so muß -das Zahnrad I über die Zahnräder K und N, ,das Zahnrad F der Wählerachse
i i um zehn Einzelschritte drehen. Es ist daher jeder zehnte Schritt als Dekadenstellung
benutzbar. Ist der Wähler auf die kleine Schrittgeschwindigkeit umgeschaltet und
erhält der Motor einen Stromstoß, so: muß :das Zahnrad L über .die Räder
M und N, das Zahnrad 0 der Wählerwelle i i um einen Einzelschritt drehen.
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Es werden folgende Zähnezahlen angenommen:
| Zahnrad J .................. 16 Zähne |
| - K .................. 32 - |
| - L .......... . ....... 8 - |
| - M .................. 40 |
| - |
| _ N ... .. ............. 20 _ |
| - 0 .................. IOo - |
Für die Drehung mit großer Geschwindigkeit ist der Magnet
13 unter Strom.
Der Anker 12 hat somit die Welle io nach unten gedrückt. Es stehen somit -die Zahnräder
I und K als auch N und 0 miteinander im Eingriff. Erhält der Motor vier Stromstöße,
so führt die Wählerwelle 8 mit den Zahnrädern
I und
L eine volle Umdrehung
aus. Das Zahnrad 1 wird um 16 Zähne gedreht und somit um
die gleiche
Zähnezahl das Zahnrad K. Das Zahnrad K mit seinen
32 Zähnen führt hierbei
eine halbe Umdrehung aus. Bei einer halben Umdrehung des Zahnrades K wird auch das
Zahnrad N eine halbe Umdrehung machen. Es wird daher um io Zähne gedreht. Um die
gleiche Zähnezahl wird das hundertteilige Rad 0 bewegt, und es wird somit die Wählerwelle
i i auf den zehnten Schaltschritt eingestellt.
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Bei einer vollen Umdrehung der Motorwelle 8 macht das Zahnrad L auch
eine Umdrehung und wird damit um volle 8 Zähne gedreht. Das Zahnrad K hat bei seiner
Fortschaltung eine halbe Umdrehung ausgeführt und somit auch das Zahnrad M, das
im Augenblick nicht mit dem Zahnrad L im Eingriff steht. Das Zahnrad Mist bei einer
halben Umdrehung der Welle um 2o volle Zähne gedreht. In diesem Augenblick haben
die Zahnräder J, K, L und M die in Fig. 3 gezeigte Stellung der Zähne. Die miteinander
im Eingriff stehenden Räder J und K haben die Räder L und M in eine solche Stellung
gebracht, daß z. B. der Zahnlücke .des Rades L"d'as bei einer Umdrehung ,der Motorachse
8 um 8 volle Zähne weitergeschaltet ist, genau einem Zahn des Rades M, das um volle
2o Zähne gedreht worden ist, gegenübersteht. Es kann daher durch Anschalten des
Magneten 13 und somit Abfall des Ankers 12 durch die Kraft der Feder 14 die Achse
ro des Zwischengetriebes nach oben gedrückt werden, und es gleitet dabei der Zahn
des Rades M ohne jede Hemmung in,die Zahnlücke des Rades L. Das Rad M wird bei der
Umschaltung in keiner Weise zu einer zusätzlichen Drehbewegung veranlaßt. Es bleiben
somit die Räder N und O und damit auch die auf der Wählerachse i i gelagerten Schaltarme
in der eingenommenen Stellung. Durch die hemmungslose Einführung des Zahnrades M
in das Zahnrad L wird das Zahnrad L und somit die Motorachse 8 mit dem Anker 9 in
der D:reh,stellung stchenbleiben.
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Der Wähler kann nunmehr durch Einzelschritte auf einen Kontakt der
nachgeordneten Kontaktgruppe eingestellt werden. Durch jeden einzelnen Strom"stGß
macht die Motorachse 8 eine Viertelumdrehung. Das Rad L wird um zwei Zähne fortgeschaltet.
Um die gleiche Zähnezahl wird das Rad 111 gedreht. ES macht hierbei eine Zwanzigstelumdrehung.
Das Zahnrad N wird hierbei um einen Zahn: gedreht und -überträgt die Drehbewegung
um den gleichen Betrag, nämlich um einen. Zahn auf das hundertteilige Rad 0. Bei
einer Drehung des Zahns 0 um einen Zahn wird die Wählerwelle um einen Schaltschritt
gedreht.
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Auch bei dem Wähler nach Fig. 2 kann die Zurückführung des Wählers
in eine bestimmte Ausgangsstellung durch Einschalten der großen Geschwindigkeit
nach jedem fünften Einzelschritt vorgenommen werden. Nach fünf Einzelschritten ist
die Achse 8 des Motors um eine Fünfviertelumdrehung gedreht und somit das Rad L
um ro Zähne verstellt worden. Um die gleiche Zähnezahl ist das Rad M gedreht worden
und hat hierbei .eine Viertelumdrehung ausgeführt. Bei einer Viertelumdrehung des
Zahnrades !V ist das Zahnrad K um volle 8 Zähne verstellt worden. Nach einer F'ünfviertelumdrehung
der Motorach!s@e 8 ist das Zahni ad J um 2o volle Zähne gedreht worden. Es wird
somit entsprechend Fig. 3 einem Zahn des Rades K eine Zahnlücke des Rades J gegenüberstehen.
Wird nunmehr durch Einschalten des Magneten 13 und Anzug des Ankers 12 die Achse
io des Zwischengetriebes nach unten gedrückt, so gleitet der Zahn des Rades K hemmungslos
in die Zahnlücke des Rades J, und es ist somit der Wähler auf die große Schrittgeschwindigkeit
umgeschaltet und kann mit ;dieser Geschwindigkeit in ,die Ausgangsstellung zurückgeführt
werden.
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Der Wähler nach Fig.4 ist ohne Zwischenradgetriebe ausgerüstet. Auf
<der Motorwelle 15 mit dem Anker 16 sind die treibenden Räder P und Q aufgesetzt.
Die Wählerachse 17 dreht die beiden getriebenen: Räder R und S. Die Wählerwelle
17 mit den. Schaltarmen 18 ist axial verschiebbar. Diese axiale Bewegung wird durch
den Anker i9 eines Magneten: 2o gesteuert. Die Kontaktlamellen der Kontaktbank sind
mit 21 bezeichnet. 22, z3 sind Teile einer Stromzuführung für die Wählerarme. Für
die Fortschaltung des Wählers mit der großen Schaltgeschwindigkeit wird der Magnet
2o eingeschaltet. Der Anker 19 drückt die Wählerwelle 17 nach unten. Hierbei
werden die Schaltarme i8 von -den Kontaktlamellen 21 abgehoben. Das Zahnrad R verläßt
die Zähne des Rades P. Das Rad S steht mit Zahnrad Q der Motorwelle 15 im Eingriff.
Erhält der Motor Stromstöße, so wird durch das Rad Q das Rad S und somit die Wählerwelle
17 mit großer Einstellgeschwindigkeit gedreht. Nach Einstellung des Wählers auf
einen der Rastkontakte steht z. B. einem Zahn des Rades R genau eine Zahnlücke des
Rades P gegenüber. Wird der Magnet 2o eingeschaltet, so wird der Anker i9 durch
die Kraft der Feder 24 nach oben gezogen. Es wird somit auch die Wählerwelle 17
eine Bewegung in axialer Richtung mach oben ausführen. Bei dieser Bewegung werden
dieArme 18 an die Kontaktlamellen 21 angedrückt und weiterhin das Zahnrad S außer
Eingriff mit Zahnrad Q gebracht und ein Zahn des Rades R in die Zahnlücke des Rades
P geschoben. Der Wähler kann nunmehr mit kleiner Einstellgeschwindigkeit von Kontakt
zu Kontakt gedreht werden.
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Die Zurückführung -des Wählers in die Ruhelage kann in ähnlicher Weise
geschehen wie bei einem Wähler nach Fig. 2 und 3.