EP0051262B1 - Mehrbereichs-Programmschaltwerk - Google Patents
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Definitions
- the invention relates to a multi-range program switching mechanism with a mechanical drive unit, driven by a motor, with at least two different rotational speeds of a releasably mounted mechanical program carrier for controlling mechanical and / or electrical or electronic switching devices, in particular for radio or time measuring devices.
- the invention has for its object to eliminate the disadvantages of the known program switching mechanisms and to create a single program carrier for at least two switching program areas, in which a confusion of the areas with each other or a loss of a program carrier area is excluded.
- each side or surface of the program carrier is assigned a special program area with its own scale by corresponding arrangement of switching cams, switching tabs or other control means, and that on the program carrier a separate coupling half for each program area for engagement with a corresponding coupling half of the drive is provided.
- a program carrier To change a program area, a program carrier must therefore only be turned over, brought into engagement with the drive and secured axially.
- An advantage of such a program switching mechanism is not only the absolute unmistakability of individual program areas relating to a scale for the drive in question, but also in particular the one-piece design of such a multi-area program carrier.
- Another advantage is the ease of use and economical production of such a program carrier according to the invention, which can be disc-shaped, or plate-shaped, or roller-shaped, or band-shaped. and which is provided for triggering a control signal with stationary or changeable switching cams or other control signal-triggering switching means which are freely programmable in the latter case and are arranged on the program carrier so as to be captive or detachable therefrom.
- the disk-shaped, in particular one-piece, program carrier 1 consisting of a plastic is provided with a scale 3 and 4 on each of the two plan sides 2 and 2a.
- Each of the pages 2 and 2a corresponds to a program area and for each of the two program areas a coupling half 5 or 6 is provided on the program carrier 1 for engagement with corresponding drive shafts.
- the coupling halves 5 and 6 are in particular designed as so-called claw couplings, the spatial distances between the claws of one half 5 and the claws of half 6 being different, as can be clearly seen in FIG. 1.
- FIG. 3 shows in more detail, there the coupling half 5 to side 2 with the scale 3 and the coupling half 6 to side 2a with the scale 4 of the program carrier 1, which is axially limited there on a bearing pin 8 by means of a fastening nut 7.
- the coupling half 5 of the program carrier 1 is engaged there with a coupling half of the same size or congruent with one of two drive tubes 10a and 10b, which are mounted coaxially with the bearing bolt 8, but rotate at different speeds, both of which can engage with one another via a gear stage 11 , wherein the drive tube 10a can be driven directly by a pinion 12 of a central drive with any motor.
- the program carrier 1 is first removed from the bearing pin 8, turned 180 ° and put back on the bearing pin 8, the coupling halves are brought into engagement with one another and again axially limited by the nut 7.
- the program carrier 1 is provided, if necessary, for each program area with its own switching cam track 15a and 15b, which can be programmed individually for each program area.
- the switching cam tracks 15a and 15b can be arranged spatially one above the other and connected in one piece to the program carrier.
- the switching cam tracks 15a and 15b can be segmented over the circumference into individual cams which are broken out to form a switching program.
- switching tabs 28 which are shown in more detail in FIG. 4, on the program carrier 1 instead of switching cams.
- Such freely programmable switching tabs 28 cannot be designed to be removable or removable from the program carrier 1.
- the program carrier 1 is provided on the side 2 with an internal ring gear 16 and the adjacent side 2 a with an external ring gear 17.
- the internal ring gear 16 is in engagement with the pinion 12 of the central drive. If the program area is now to be changed, then by loosening the axially limiting fastening nut 7, the program carrier 1 is removed from the bearing pin 8 and turned over, i. H. turned and put back on the bearing pin, the outer ring gear 17 now coming into engagement with the pinion 12. The direction of rotation remains the same due to the change of range.
- FIG. 6 shows a multi-range program switchgear with an annular multi-range program carrier 1, with a gear coupling between the individual program carrier sides 2 or 2a and a pinion 12 of the central drive.
- the relevant scales can be arranged in the area of pages 2 and 2a.
- Switch nocks or other switch riders can be arranged on the end face of the ring.
- the ring-shaped program carrier 1 is simply removed from the bearing flange 24 by 180 ° turns and put back on the bearing flange and axially, by a position lock, not shown, attached.
- Other functional parts can be arranged and stored in the cavity 25 of the bearing flange, the program carrier 1 rotating around these functional parts.
- FIG. 7 shows an arrangement of a plurality of multi-range program carriers stacked one above the other according to the present invention, which, as already described in FIG. 1, are provided with corresponding scales and with coupling halves on their respective plan pages 2 and 2a, for which respective engagement with the corresponding coupling halves on the drive side, which are arranged there on coaxially mounted drive tubes 26.
- the drive tubes 26 have different rotational speeds from one another.
- the devices according to the invention described above for creating a multi-range program switching mechanism can also be transferred to tape-shaped program carriers 1.
- 8 shows, for example, a band-shaped program carrier 1, in the region of the outer edges with a perforation 27 for the engagement of a switching or other drive mechanism, with a pinion 12. Instead of the perforation 27, spur toothing can of course also occur.
- Scales 3 and 4 can be provided on pages 2 and 2a.
- Switch cams 15 or other signal-triggering elements or markings can also be provided.
- the program carrier 1 is lifted out of the drive and turned through 180 ° and brought into engagement with the second drive pinion, which has a different rotation time than the pinion 12.
- a further expedient embodiment of a program carrier 1 can be in a cube-shaped form, in which all six sides of the cube have an area with their own scale, corresponding control means in the form of switching cams or switching tabs or other control means and corresponding coupling halves for the optional engagement with corresponding coupling halves Central drive can be provided.
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Description
- Die Erfindung bezieht sich auf ein Mehrbereichs-Programmschaltwerk mit einer, von einem Motor angetriebenen, mechanischen Antriebseinheit mit mindestens zwei voneinander verschiedenen Umlaufgeschwindigkeiten eines lösbar gelagerten mechanischen Programmträgers zur Steuerung mechanischer und/oder elektrischer bzw. elektronischer Schalteinrichtungen, insbesondere für Funk- oder Zeitmeßgeräte.
- Für derartige Programmschaltwerke, insbesondere von Notrufsendern der Luft- und Seefahrt, von Verkehrssignalanlagen, von Industrierobotern, oder von Zeitschaltuhren für die Heizungs-, Klima- und Lüftungssteuerung, um nur einige Anwendungsfälle solcher Werke zu nennen, sind vielfach häufig wiederkehrende Schaltprogramme, jedoch mit zueinander verschiedenen Umlaufgeschwindigkeiten bzw. -zeiten erforderlich, die teils erst mit der Inbetriebnahme einer, mit einem derartigen Schaltwerk ausgestatteten Anlage festgelegt werden können. Es soll deshalb sichergestellt sein, daß derartige Mehrbereichs-Programmschaltwerke einfach und ohne Hilfsmittel, auch von einem Nichtfachmann, auf den erforderlichen Schaltbereich sicher und verwechselungsfrei umgestellt werden können.
- Bei bekannten elektrischen Zeitrelais (GB-A-2 027 998) und einer elektrischen Schaltuhr mit einem Wochen- und einem Tagesprogrammbereich ist ein und derselbe Programmträger fest mit dem Schaltuhrwerk verbunden und ein und demselben Kontaktsystem zugeordnet und mit einem Umschaltgetriebe versehen, durch welches seine Drehzahl von z. B. einer Umdrehung pro Woche auf z. B. eine Umdrehung pro Tag und umgekehrt umschaltbar ist. Für die skalenmäßige Kennzeichnung des Programmträgers für die jeweilige Drehzahl sind dort sowohl zwei Skalen, als auch auswechselbare Einzelskalen vorgesehen.
- Derartige Programmschaltwerke sind mit dem erheblichen Nachteil belastet, daß sowohl bei Ausführungen mit zwei benachbarten Skalen auf dem Programmträger für die Kennzeichnung der beiden Bereiche, als auch Ausführungen mit Einzelskalen, die gegeneinander austauschbar sind, Verwechslungen von jeweils vorgewählter Drehzahl zur betreffenden Skala nicht ausgeschlossen werden können.
- Bei bekannten Programmschaltwerken, gemäß FR-A-2 384 343, einer elektrischen Schaltuhr mit Tages- und Wochenprogrammbereich, sind spezielle Antriebswellen vorgesehen, die es ermöglichen, spezielle Einzelprogrammträger auf die Schaltuhr aufzustecken.
- Bei dieser Ausführung eines Programmschaltwerkes ist zu bedenken, daß immer zwei einzelne Programmträger, einen für das Tagesprogramm und einen für das Wochenprogramm, bevorratet werden müssen, was nicht nur unwirtschaftlich, sondern auch ein Verlieren des gerade nicht gebrauchten Programmträgers begünstigt.
- Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die geschilderten Nachteile der bekannten Programmschaltwerke zu beseitigen und einen einzelnen Programmträger für mindestens zwei Schaltprogrammbereiche zu schaffen, bei dem eine Verwechslung der Bereiche miteinander oder ein Verlieren eines Programmträgerbereichs ausgeschlossen ist.
- Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß jeder Seite oder Fläche des Programmträgers durch entsprechende Anordnung von Schaltnocken, Schaltreitern oder sonstigen Steuermitteln ein spezieller Programmbereich mit einer eigenen Skala zugeordnet ist, und daß am Programmträger für jeden Programmbereich eine eigene Kupplungshäfte, für den Eingriff mit einer entsprechenden Kupplungshälfte des Antriebs, vorgesehen ist.
- Zum Wechseln eines Programmbereichs ist somit ein Programmträger nur umzuwenden, mit dem Antrieb in Eingriff zu bringen und axial zu sichern.
- Vorteilhaft bei einem derartigen Programmschaltwerk ist nicht nur die absolute Unverwechselbarkeit einzelner auf eine Skala bezogener Programmbereiche zum betreffenden Antrieb, sondern auch insbesondere die Einstückigkeit eines solchen Mehrbereichs-Programmträgers. Vorteilhaft ist ferner die einfache Bedienbarkeit und wirtschaftliche Herstellung eines derartigen Programmträgers nach der Erfindung, der scheibenförmig, oder plattenförmig, oder walzenförmig, oder bandförmig ausgebildet sein kann. und der zur Auslösung eines Steuersignals mit ortsfesten oder ortsveränderlichen Schaltnocken oder sonstigen steuersignalauslösenden Schaltmittel versehen ist, die im letzteren Falle frei programmierbar sind und auf dem Programmträger unverlierbar oder abnehmbar von diesem angeordnet sind.
- Wie die Erfindung im einzelnen gedacht ist, wird anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigt
- Fig. 1 einen scheibenförmigen Programmträger im Schnitt und die Ansichten der beiden, einander gegenüberliegenden Planflächen,
- Fig. 2 eine Teilschnittansicht durch einen Programmträger mit zwei übereinanderliegenden Schaltnockenbahnen,
- Fig. 3 eine Querschnittansicht durch ein Mehrbereichs-Programmschaltwerk nach der Erfindung, mit einer Klauenkupplung zwischen Programmträger und Antriebs-Werk,
- Fig.4 eine Querschnittsansicht durch ein Mehrbereichs-Programmschaltwerk nach der Erfindung, mit einer Zahnradkupplung zwischen Programmträger und Antriebs-Werk,
- Fig. 5 eine Ansicht auf die Vorderseite eines Antriebs-Werkes mit radialräumlich veränderlicher Zahnradkupplungshälfte,
- Fig. 6 eine Querschnittsansicht durch einen ringförmigen Mehrbereichs-Programmträger mit einer Zahnradkupplung zwischen Programmträger und Antriebs-Werk,
- Fig. 7 eine Schnittansicht einer Programmträgeranordnung auf einem Antrieb, mit mehreren übereinander geschichteter Mehrbereichs-Programmträger und
- Fig. 8 eine Querschnittsansicht und einen Vorderansichtsausschnitt eines bandförmigen Mehrbereichs-Programmträgers.
- Der scheibenförmige, insbesondere einstückige, aus einem Kunststoff bestehende Programmträger 1, ist auf jeder, der beiden Planseiten 2 und 2a mit einer Skala 3, bzw. 4 versehen. Jede der Seiten 2, bzw. 2a entspricht einem Programm-Bereich und für jeden der beiden Programm-Bereiche ist auf dem Programmträger 1 eine Kupplungshälfte 5, bzw. 6 vorgesehen, für den Eingriff mit entsprechenden Antriebswellen. Die Kupplungshälften 5 bzw. 6 sind insbesondere als sogenannte Klauenkupplungen ausgebildet, wobei die räumlichen Abstände der Klauen der einen Hälfte 5 zu den Klauen der Hälfte 6 verschieden sind, wie die Fig. 1 deutlich erkennen läßt.
- Wie die Fig. 3 näher zeigt, gehört dort die Kupplungshälfte 5 zur Seite 2 mit der Skala 3 und die Kupplungshälfte 6 zur Seite 2a mit der Skala 4 des Programmträgers 1, der dort mittels einer Befestigungsmutter 7 axial auf einem Lagerbolzen 8 lagenbegrenzt ist. Die Kupplungshälfte 5 des Programmträgers 1 steht dort im Eingriff mit einer gleich großen oder deckungsgleichen Kupplungshälfte eines, von zwei, zum Lagerbolzen 8 koaxial gelagerten, jedoch mit zueinander verschiedener Drehzahl umlaufender Antriebsrohre 10a und 10b, die beide über eine Getriebestufe 11 miteinander in Eingriff stehen können, wobei das Antriebsrohr 10a unmittelbar von einem Ritzel 12 eines Zentralantriebs mit beliebigem Motor, angetrieben sein kann.
- Zum Wechseln des Programm-Bereichs wird der Programmträger 1 zunächst vom Lagerbolzen 8 abgenommen, um 180° lagengewendet und wieder auf den Lagerbolzen 8 aufgesetzt, die Kupplungshälften miteinander in Eingriff gebracht und wieder axial durch die Mutter 7 lagenbegrenzt.
- 13 bezeichnet dort eine Steuerwelle mit einem Schaltstern 14, der von den Schaltnocken 15, nach Fig. 1 und 3 schaltprogrammkonform beaufschlagt wird, zur Auslösung von Steuersignalen an entsprechenden Einrichtungen.
- Wie die Fig. 2 zeigt, kann es vorgesehen sein, daß der Programmträger 1 erforderlichenfalls pro Programm-Bereich mit jeweils einer eigenen Schaltnockenbahn 15a und 15b, die unabhängig voneinander für jeden Programm-Bereich einzeln programmierbar sind, versehen ist. Die Schaltnockenbahnen 15a und 15b können räumlich übereinander angeordnet sein und einstükkig mit dem Programmträger verbunden sein. Die Schaltnockenbahnen 15a und 15b können sektorartig über den Umfang in Einzelnocken aufgeteilt sein, die zur Bildung eines Schaltprogramms ausgebrochen werden. Es ist auch daran gedacht sogenannte Schaltreiter 28, die in der Fig. 4 näher gezeigt sind, an Stelle von Schaltnocken auf dem Programmträger 1 vorzusehen. Derartige freiprogrammierbare Schaltreiter 28 können nicht abnehmbar oder abnehmbar vom Programmträger 1 ausgebildet sein.
- Wie die Fig. 4 zeigt, erfolgt dort die Kupplung zwischen dem Antrieb und dem Programmträger 1 über eine sogenannte Zahnradkupplung. Zu diesem Zwecke ist der Programmträger 1 auf der Seite 2 mit einem Innenzahnkranz 16 und die benachbarte Seite 2a mit einem Außenzahnkranz 17 versehen. In der Figur steht der Innenzahnkranz 16 mit dem Ritzel 12 des Zentralantriebs in Eingriff. Soll nun der Programm-Bereich gewechselt werden, dann wird, durch Lösen der axialbegrenzenden Befestigungsmutter 7 der Programmträger 1 vom Lagerbolzen 8 abgenommen und umgedreht, d. h. gewendet und wieder auf den Lagerbolzen gesteckt, wobei nun der Außenzahnkranz 17 mit dem Ritzel 12 in Eingriff kommt. Die Drehrichtung bleibt durch den Bereichswechsel dieselbe. Zwischen dem Innenzahnkranz 16 und dem Ritzel 12, bzw. dem Außenzahnkranz 17 und dem Ritzel 12 besteht ein bestimmtes Übersetzungsverhältnis, das dem Drehzahl- oder Umlaufzeitunterschied zwischen den beiden Programm-Bereichen entspricht, und das in bestimmten Grenzen geändert werden kann. Für größere Übersetzungsunterschiede zwischen den einzelnen Programm-Bereichen können bei der vorliegenden Kupplungsart zwischen Programmträger 1 und Antrieb erforderlichenfalls auch zwei, räumlich zueinander versetzte Ritzel 12 eines Zentralantriebes vorgesehen sein.
- Für Mehrbereichs-Programmschaltwerke bei denen, in bestimmten Grenzen, jede beliebige Übersetzung, linear oder nach einer bestimmten mathem. Funktion verlaufend, von einem Zentralantrieb über einen vorliegenden Programmträger nach der Erfindung, zur Entsteuerung gelangen soll, kann es, wie die Fig. 5 zeigt, vorgesehen sein, daß das Ritzel 12 auf einem schwenkbaren Lagerarm 18, um ein Antriebsrad 19 herum, unter der Wirkung einer Rückstellfederkraft 20, gelagert ist und über einen Einstellhebel 21 mit jedem Außenzahnkranz eines Programmträgers 1 antriebskonform in Eingriff gebracht werden. 22 bedeutet ein Gehäuserahmen eines Mehrbereichs-Programmschaltwerkes und 23 eine Werksvorderplatine.
- Die Fig. 6 zeigt ein Mehrbereichs-Programmschaltwerk mit einem ringförmigen Mehrbereichs-Programmträger 1, mit einer Zahnradkupplung zwischen den einzelnen Programmträger-Seiten 2, bzw. 2a und einem Ritzel 12 des Zentralantriebs. Im Bereich der Seiten 2 bzw. 2a können die betreffenden Skalen angeordnet sein. Auf der Ringstirnseite können Schaltnokken oder sonstige Schaltreiter angeordnet sein. Zum Wechseln des Programm-Bereichs wird der ringförmige Programmträger 1 einfach vom Lagerflansch 24 abgenommen, um 180° lagengewendet und wieder auf den Lagerflansch aufgesteckt und axial, durch eine nicht näher gezeigte Lagensicherung, befestigt. Im Hohlraum 25 des Lagerflansches können anderweitige Funktionsteile angeordnet und gelagert sein, wobei der Programmträger 1 um diese Funktionsteile herum dreht.
- Die Fig.7 zeigt eine Anordnung mehrerer übereinander gestapelter Mehrbereichs-Programmträger nach der vorliegenden Erfindung, die, wie bereits in der Fig. 1 beschrieben auf ihren jeweiligen Plan-Seiten 2 und 2a sowohl mit entsprechenden Skalen als auch mit Kupplungshälften versehen sind, für den jeweiligen Eingriff mit den entsprechenden Kupplungshälften auf der Antriebsseite, die dort an koaxial zueinander gelagerter Antriebsrohren 26 angeordnet sind. Die Antriebsrohre 26 haben zueinander verschiedene Umlaufgeschwindigkeiten.
- Die zuvor geschilderten erfindungsgemäßen Einrichtungen zur Schaffung eines Mehrbereichs-Programmschaltwerkes können auch auf bandförmige Programmträger 1 übertragen werden. In der Fig. 8 ist beispielsweise ein bandförmiger Programmträger 1, im Bereich der äußeren Kanten mit einer Lochung 27 für den Eingriff eines Schalt- oder sonstigen Antriebswerkes, mit einem Ritzel 12, versehen. An Stelle der Lochung 27 kann natürlich auch eine Stirnverzahnung treten. Auf den Seiten 2 bzw. 2a können Skalen 3 bzw. 4 vorgesehen werden. Außerdem können Schaltnocken 15 oder sonstige signalauslösende Elemente oder Markierungen vorgesehen werden. Zum Programm-Bereichswechsel wird der Programmträger 1 aus dem Antrieb gehoben und um 180° gewendet und mit dem zweiten Antriebsritzel, das eine andere Umlaufzeit als das Ritzel 12 besitzt, in Eingriff gebracht.
- Eine weitere zweckmäßige Ausführung eines Programmträgers 1 kann in einer würfelförmigen Form liegen, bei dem alle sechs Seiten des Würfels einen Bereich mit einer eigenen Skala, entsprechenden Steuermitteln in Form von Schaltnocken oder Schaltreitern oder sonstigen Steuermitteln und entsprechenden Kupplungshälften für den wahlweisen Eingriff mit entsprechenden Kupplungshälften eines Zentral-Antriebs versehen sein können.
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