EP0359070A2 - Richtgesperre für eine Schaltuhr - Google Patents
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- H01H2043/107—Bidirectional selecting means, e.g. the program selecting knob being turnable in both directions
Definitions
- the invention relates to a directional lock for a time switch, by means of which a drive part drives a time switch part, which can be manually adjusted in relation to the drive part in one direction of rotation against a greater section modulus than in the other direction of rotation,
- the directional lock consisting in particular of two plastic parts, namely from an internal gear provided with the drive part and a pawl body which is coaxial with the internal gear and which is provided with at least two arms lying in the plane of the gear, which are provided with pawls which are at different angles in the radial direction which on the tooth flanks of the pawls engage in the internal toothing of the gear wheel in a spring-elastic manner and which are pressed out of the internal toothing during adjustment in one or the other direction of rotation.
- a directional lock for a time switch is known in which the latch arms are each provided with two elastic bending sections formed by radial cross-sectional thinnings, which are at different distances from the respective latch tip.
- This directional lock is provided with the considerable disadvantage that, in the event of a rotation in one or the other direction of rotation, initially no adjustment of the time switch part to the drive part takes place, but that only a deflection of the clin low arm in the area of the front cross-section thinning and only after exceeding a certain angular path the pawl tips jump out of the internal toothing into another tooth base. It is also disadvantageous here that the cross-sectional thinnings in the material thickness must be kept very precise, because otherwise a simultaneous jump from one tooth gap to the other is not guaranteed. With this directional lock, it is not possible to make a dial-related setting of a switching disc without first having to accept a blind path.
- the two tooth flanks of the pawls are extremely acute-angled, the tooth flank facing the pawl arm being smaller in angle than the other tooth flank with respect to the radius R in relation to the radius of the internal toothing symmetrical tooth flank course of the internal toothing.
- This toothing has the disadvantage that the hysteresis-free adjustment in one and in the other direction of rotation due to the relatively acute-angled design of the pawls for the flank angle-symmetrical internal toothing can only be adjusted jerkily, which can cause several teeth to be skipped when adjusting. A sensitive dial-related setting is difficult here.
- the invention has for its object to provide a directional lock of the type mentioned for time switches that can be adjusted easily and sensitively, based on a scale division of a dial on the time switch part.
- the directional lock shown in FIG. 1 consists essentially of the pawl body 4 and the toothed wheel 7 provided with an internal toothing 6.
- the pawl body 4 is there expediently provided with two resilient, oppositely arranged arms 10 arranged at 180 °, which taper conically from the root 11 towards their free end and are each end-end equipped with pawls 2, which are resilient with the internal teeth 6 of the Gear 7 are engaged.
- the directional lock shown in FIG. 2 consists in detail of the pawl body 4 with the pawl 2, which is fastened to the pawl body 4 with two resilient arms 10 running diametrically to one another.
- the arms 10 are arranged coaxially and circularly to the pawl body 4. These arms 10 are on a common web 16, which there at an angle of 180 o is arranged offset to the pawl 2, attached to the pawl body 4. 17 denotes the bearing of the pawl body 4 and 7 shows the gearwheel coaxially arranged with the pawl body 4 and having an internal toothing 6.
- the tooth flanks 1 and 8 of the pawl 2, as well as the tooth flanks 5 and 9 of the gear 7 are each of different sizes, based on the radius R. This diversity of the gradients ensures that in the one direction of rotation has a greater section modulus than in the other direction of rotation.
- the gear 7 can be connected to a drive part and the pawl body 4 to the time switch part of a timer.
- FIG. 3 shows an embodiment of a directional lock with a pawl body 4 with two pawls 2 lying opposite one another, each of which is fastened to the pawl body 4 via two diametrically extending arms 10.
- 6 denotes the internal toothing of the gear 7 with which the pawls 2 are in resilient engagement.
- the arms 10 are angled radially in the area of their attachment to the pawl body 4 and are each individually attached to the pawl body 4.
- the arms 10 run in a circle around the bearing point 14 of the directional lock.
- 15 denotes flat designs in the area of the bends of the arms 10 and in the area of the pawls 2. These designs 15 serve as support points for ejecting the part made of plastic from an appropriate injection molding tool.
- 1 and 8 denote the tooth flanks of the pawls 2 which differ in the pitch from one another.
- 5 and 9 show the tooth flanks of the internal toothing 6 of the toothed wheel 7 which are different from one another at an angle.
- FIG. 4 A further embodiment, in particular of a pawl body 4, is shown in FIG. 4.
- the diametrically extending arms 10 are positioned relative to one another in such a way that the respective angles of attack correspond to the outer sides 18 of the arms 10, based on the radius R. take each other, the tooth flanks 1 and 8 of a pawl form directly.
- the other ends of the arms 10 are, in particular, attached to the latch body 4 in a radially extending manner.
- 6 shows the inner teeth of the gear 7.
- the lamella thickness of the arms 10 can be approximately 0.5 mm in this embodiment as well as in the previously described directional locking designs.
- Fig. 5 shows a directional lock with a gear 7, which is provided with an external toothing 12 in a modification of the previously mentioned internal toothing 6.
- 4 designates the pawl body with three pawls 2 arranged angularly symmetrically to one another, which are each connected to the pawl body 4 via two spring arms 10 running diametrically to one another.
- the angles of the tooth flanks 1 and 8 of the pawls 2, as well as of the tooth flanks 5 and 9 of the external toothing 12 of the toothed wheel 7, with respect to the radius R, are different in size from one another.
- angularly symmetrical tooth flanks can be provided both for the pawl 2 and for the gear 7 with an internal or external toothing.
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- Measurement Of Predetermined Time Intervals (AREA)
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Abstract
Description
- Die Erfindung betrifft ein Richtgesperre für eine Schaltuhr, über das ein Antriebsteil ein Zeitschaltteil antreibt, welches gegenüber dem Antriebsteil in der einen Drehrichtung gegen ein größeres Widerstandsmoment, als in der anderen Drehrichtung manuell verstellbar ist, wobei das Richtgesperre insbesondere aus zwei Kunststoffteilen besteht, nämlich aus einem mit einer Innenverzahnung versehenen Zahnrad, das mit dem Antriebsteil verbunden ist und mit einem, zur Innenverzahnung koaxialen Klinkenkörper, der mit wenigstens zwei in der Ebene des Zahnrades liegenden Armen versehen ist, die mit Klinken versehen sind, die in radialer Richtung mit zueinander unterschiedlichen Winkeln der bei den Zahnflanken der Klinken, federelastisch in die Innenverzahnung des Zahnrades greifen und welche bei einer Verstellung in der einen oder anderen Drehrichtung aus der Innenverzahnung gedrückt werden.
- Bei einem derartigen Richtgesperre ist es erforderlich, daß die in beiden Drehrichtungen mit unterschiedlichem Drehmoment mögliche Verstellung manuell relativ gefühlvoll Zahn um Zahn möglich ist, um so eine präzise, auf die Teilung der Innenverzahnung bezogene Verstellung zu gewährleisten.
- Aus der DE-PS 29 15 526 ist ein Richtgesperre für eine Schaltuhr bekannt bei dem die Klinkenarme jeweils mit zwei verschieden weit von der jeweiligen Klinkenspitze entfernten, durch radiale Querschnittsverdünnungen gebildeten elastischen Biegeabschnitten versehen sind.
- Dieses Richtgesperre ist mit dem erheblichen Nachteil versehen, daß bei einer Verdrehung in der einen oder der anderen Drehrichtung zunächst keine Verstellung des Zeitschaltteiles zum Antriebsteil erfolgt, sondern daß nur eine Auslenkung der Klin kenarme im Bereich der vorderen Querschnittsverdünnung erfolgt und erst nach dem Überschreiten eines bestimmten Winkelweges die Klinkenspitzen aus der Innenverzahnung in einen anderen Zahngrund springen. Außerdem ist hier von Nachteil, daß die Querschnittsverdünnungen in der Materialdicke sehr genau gehalten werden müssen, weil sonst ein zueinander gleichzeitiger Sprung von einer Zahnlücke in die andere nicht gewährleistet ist. Mit diesem Richtgesperre ist es nicht möglich, eine zifferblattbezogene Einstellung einer Schaltscheibe vorzunehmen, ohne zunächst einen Blindweg in Kauf zu nehmen.
- Bei dem aus der DE-PS 33 20 242 bekanntgewordenen Richtgesperre für eine Schaltuhr sind die beiden Zahnflanken der Klinken äusserst spitzwinkelig, wobei die dem Klinkenarm zugewandte Zahnflanke bezogen auf den Radius der Innenverzahnung im Winkel kleiner ist, als die andere Zahnflanke bei einem zum Radius R symmetrischen Zahnflankenverlauf der Innenverzahnung.
- Diese Verzahnung besitzt den Nachteil, daß die zwar hysteresefreie Verstellung in der einen als auch in der anderen Drehrichtung aufgrund der relativ spitzwinkeligen Ausbildung der Klinken zur flankenwinkelsymmetrischen Innenverzahnung nur ruckartig verstellbar ist, was bewirken kann, daß beim Verstellen mehrere Zähne übersprungen werden. Eine gefühlvolle zifferblattbezogene Einstellung ist hier nur schwer möglich.
- Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde ein Richtgesperre der eingangsgenannten Art für Schaltuhren zu schaffen, das einfach in der Herstellung und gefühlvoll, auf eine Skaleneinteilung eines Zifferblattes auf dem Schaltuhrteil bezogen, verstellt werden kann.
- Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 gelöst und in den Unteransprüchen sind weitere spezifische Bemessungen der miteinander in Eingriff kommenden Teile des Richtgesperres beansprucht.
- Vorteilhaft bei diesem Richtgesperre ist nicht nur die präzise in beiden Drehrichtungen feinfühlige und hysteresefreie Verstellbarkeit, sondern auch die einfache, in der Federelastizität hochgenau reproduzierbare Herstellung des Klinkenkörpers insbesondere in der Ausführung mit den diametral angeordneten Federarmen an der gemeinsamen Klinke. Vorteilhaft bei einer solchen Ausführung mit diametral zueinander und zu einer Klinke angeordneten Federarmen ist außerdem dessen Anwendbarkeit sowohl bei innen- als auch bei außenverzahnten Zahnrädern.
- Ausführungsbeispiele einiger Richtgesperre sind in den Zeichnungen dargestellt und werden im folgenden näher erläutert. Es zeigen:
- Fig. 1 eine Vorderansicht auf ein Richtgesperre mit einem symmetrischen Klinkenkörper mit einseitig angeordneten federelastischen Armen,
- Fig. 2 eine Vorderansicht auf ein Richtgesperre mit einem Klinkenkörper mit nur einer Klinke und diametral daran angeordneten federelastischen Armen,
- Fig. 3 eine Vorderansicht auf ein Richtgesperre in einer Ausführung nach Fig. 2 mit um 18° zueinander versetzten Klinken für den Einsatz in einem innenverzahnten Zahnrad,
- Fig. 4 eine Vorderansicht auf einen Klinkenkörper in einer Ausführung nach Fig. 2 mit einem mit drei Klinken besetzten Klinkenkörper im Eingriff mit einem innenverzahnten Zahnrad und
- Fig. 5 eine Ansicht auf ein Richtgesperre mit einem Klinkenkörper mit drei Klinken im Eingriff mit einem außenverzahnten Zahnrad.
- Das, in der Fig. 1 dargestellte, Richtgesperre besteht im wesentlichen aus dem Klinkenkörper 4 und dem mit einer Innenverzahnung 6 versehenen Zahnrad 7.
- Der Klinkenkörper 4 ist dort zweckmäßigerweide mit zwei um 180° einander gegenüberliegenden federelastischen, einseitig angeordneten Armen 10 versehen, welche sich von der Wurzel 11 konisch zu ihrem freien Ende hin verjüngen und endseitig jeweils mit Klinken 2 ausgestattet sind, die federelastisch mit der Innenverzahnung 6 des Zahnrades 7 in Eingriff stehen.
- Die Winkel Z und I der Zahnflanken 1 der Klinken 2 des Klinkenkörpers 4 als auch der Zahnflanken 5 der Innenverzahnung 6 des Zahnrades 7, die beide in Antriebsrichtung A weisen, bezogen auf des Radius R sind dort größer als die Winkel Z′ und I′ der Zahnflanken 9 der innenverzahnung 6, die in die Gegendrehrichtung G verlaufen und ebenfalls auf den Radius R bezogen sind.
- Insbesondere können der Winkel Z der Zahnflanken 1 der Klinken 2 58o+/-30′ und der dazu benachbarte Winkel I der Zahnflanke 5 der Innenverzahnung 6 63o+/-10′ betragen, sowie der Winkel Z′ der Zahnflanke 8 44o+/-10′ und der dazu benachbarte Winkel I′ der Zahnflanke 9 49o+/-10′ betragen. Mit dieser spezifischen Bemessung wird eine feinfühlige und hysteresefreie Verstellung des Zahnrades 7, das insbesondere auf der Seite des Zeitschaltteils angeordnet ist, zum Klinkenkörper 4 auf der Seite des Antriebsteiles, erzielt.
- Das, in der Fig. 2 dargestellte, Richtgesperre besteht im einzelnen aus dem Klinkenkörper 4 mit der Klinke 2, die mit zwei diametral zueinander verlaufenden federelastischen Armen 10 am Klinkenkörper 4 befestigt ist.
- In der gezeigten Ausführung sind die Arme 10 koaxial und kreisförmig verlaufend zum Klinkenkörper 4 angeordnet. Diese Arme 10 sind über einen gemeinsamen Steg 16, der dort in einem Winkel von 180o zur Klinke 2 versetzt angeordnet ist, am Klinkenkörper 4 befestigt. 17 bezeichnet das Lager des Klinkenkörpers 4 und 7 zeigt das zum Klinkenkörper 4 koaxial angeordnete Zahnrad mit einer Innenverzahnung 6.
- Wie die Fig. 2 weiter zeigt, sind die Zahnflanken 1 und 8 der Klinke 2, als auch die Zahnflanken 5 und 9 des Zahnrades 7 jeweils verschieden groß bemessen, bezogen auf den Radius R. Durch diese Verschiedenheit der Steigungen wird gewährleistet, daß in der einen Drehrichtung ein größeres Widerstandsmoment als in der anderen Drehrichtung wirksam ist. Dabei kann das Zahnrad 7 mit einem Antriebsteil und der Klinkenkörper 4 mit dem Zeitschaltteil einer Schaltuhr verbunden sein.
- Die Fig. 3 zeigt eine Ausführung eines Richtgesperres mit einem Klinkenkörper 4 mit zwei, einander gegenüberliegenden Klinken 2, die jeweils über zwei diametral zueinander verlaufenden Armen 10 am Klinkenkörper 4 befestigt sind. 6 bezeichnet die Innenverzahnung des Zahnrades 7 mit der die Klinken 2 in federelastischem Eingriff stehen. Die Arme 10 sind bei dieser Ausführung im Bereich ihrer Befestigung am Klinkenkörper 4 radialverlaufend abgewinkelt und jeweils einzeln am Klinkenkörper 4 befestigt. Die Arme 10 verlaufen kreisförmig um den Lagerpunkt 14 des Richtgesperres. 15 bezeichnet flächige Ausbildungen im Bereich der Abwinkelungen der Arme 10 und im Bereich der Klinken 2. Diese Ausbildungen 15 dienen als Stützpunkte zum Auswerfen des, aus Kunststoff hergestellten Teil, aus einem entsprechenden Spritzgußwerkzeug. 1 und 8 bezeichnet die, in der Steigung zueinander unterschiedlichen Zahnflanken der Klinken 2. 5 und 9 zeigt die im Winkel zueinander verschiedenen Zahnflanken der Innenverzahnung 6 des Zahnrades 7.
- Eine weitere Ausführung insbesondere eines Klinkenkörpers 4 zeigt die Fig. 4. Dort sind die diametral zueinander verlaufenden Arme 10 derart zueinander angestellt, daß die jeweiligen Anstellwinkel den die Außenseiten 18 der Arme 10, bezogen auf den Radius R zu einander einnehmen, die Zahnflanken 1 und 8 einer Klinke unmittelbar bilden. Die anderen Enden der Arme 10 sind insbesondere radial verlaufend am Klinkenkörper 4 stoffschlüssig befestigt. 6 zeigt die Innenverzahnung des Zahnrades 7. Zweckmäßigerweise sind bei dieser Richtgesperrausführung drei federelastische Armpaare 10 jeweils in einem Winkel von 120o zueinander am Klinkenkörper 4 angeordnet. Die Lamellendicke der Arme 10 kann bei dieser Ausführung wie auch bei den bereits zuvor geschilderten Richtgesperreausführungen ca. 0,5 mm betragen.
- Die Fig. 5 zeigt ein Richtgesperre mit einem Zahnrad 7, das in Abänderung der bisher erwähnten Innenverzahnung 6 mit einer Aussenverzahnung 12 versehen ist. 4 bezeichnet den Klinkenkörper mit drei winkelsymmetrisch zueinander angeordneten Klinken 2, die jeweils über zwei diametral zueinander verlaufenden federelastischen Armen 10 mit dem Klinkenkörper 4 verbunden sind. Auch hier sind die Winkel der Zahnflanken 1 und 8 der Klinken 2, als auch der Zahnflanken 5 und 9 der Außenverzahnung 12 des Zahnrades 7, bezogen auf den Radius R, zueinander verschieden groß.
- Es liegt im Rahmen der Erfindung, daß für bestimmte Anwendungszwecke auch auf den Radius R bezogene, winkelsymmetrische Zahnflanken sowohl für die Klinke 2, als auch für das Zahnrad 7 mit einer Innen- oder einer Außenverzahnung vorgesehen sein können.
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