DE1166896B - Coupling with coupling members which can be moved by means of a pin guide between a stepping mechanism and its rotary magnet, which falls back by its starting angle after the drive step - Google Patents
Coupling with coupling members which can be moved by means of a pin guide between a stepping mechanism and its rotary magnet, which falls back by its starting angle after the drive stepInfo
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Description
DEUTSCHESGERMAN
PATENTAMTPATENT OFFICE
AUSLEGESCHRIFTEDITORIAL
Internat. Kl.: H 02 c Boarding school Class: H 02 c
Nummer: Aktenzeichen: Anmeldetag: Auslegetag:Number: File number: Registration date: Display day:
N 17349 VIIId/21 c
7. Oktober 1959 ■
2. April 1964N 17349 VIIId / 21 c
October 7, 1959 ■
April 2, 1964
Die vorliegende Erfindung schafft eine Drehungskupplung zur Verwendung zwischen einem elektrischen Schrittschaltwerk und dessen die absatzweise Drehung des Schaltwerks besorgenden Drehmagneten. Die Erfindung befaßt sich mit der Aufgabe, eine solche Kupplung so auszugestalten, daß der Schalter wahlweise entweder beliebig von Hand aus gedreht werden kann, wozu er an einem Ende seiner Drehachse einen Drehgriff trägt, oder aber elektrisch durch Betätigung der auf das andere Schalterende wirkenden Antriebseinrichtung ferngesteuert werden kann, wobei nach einer Bauweise gesucht wird, die eine Ausführung der Kupplung aus einem thermoplastischen Kunststoff bei weitestgehendem Entfall von Metallteilen erlaubt.The present invention provides a rotary coupling for use between an electrical Step-by-step mechanism and its rotary solenoids that cause the intermittent rotation of the switching mechanism. The invention is concerned with the task of designing such a coupling so that the switch can either be turned by hand as required, for which purpose it is at one end its axis of rotation carries a rotary handle, or electrically by actuating the on the other Switch-acting drive device can be remotely controlled, according to a design what is sought is a version of the coupling made of a thermoplastic material as far as possible Elimination of metal parts allowed.
Es ist nicht schwierig, diese Aufgabe zu lösen, wenn man zwischen Antriebseinrichtung und Schaltwerk eine nur in einer Richtung mitnehmende drehmomentübertragende Einrichtung vorsieht und sich alsdann damit begnügt, daß der Schalter von Hand aus nur in der Richtung gedreht werden kann, welche die nur in einer Richtung mitnehmende Einrichtung frei läßt. Eine solche Beschränkung, den Schalter nur in einer Drehrichtung betätigen zu können, ist aber für zahlreiche Anwendungsgebiete nicht zulässig oder doch sehr nachteilig und kann der Aufgabe nicht entheben, nach einer Kupplungseinrichtung zu suchen, welche frei von dieser Beschränkung ist.It is not difficult to accomplish this task if one stands between the drive mechanism and the rear derailleur provides a torque-transmitting device that is only entrained in one direction and itself then content with the fact that the switch can only be turned by hand in the direction which leaves the one-way device free. One such restriction the Being able to operate the switch in only one direction of rotation is not, however, for many areas of application permissible or at least very disadvantageous and can not relieve the task after a coupling device to look for one that is free from this restriction.
Die Erfindung will ferner eine Kupplung schaffen, die auch bei kleinen Schaltwinkeln genau arbeitet und die die Anbringung einer durchgehenden Mittelachse erlaubt, d. h. also frei von Kupplungsorganen ist, die die zentrale Durchgängigkeit der Kupplung verbauen.The invention also aims to create a clutch that works precisely even at small switching angles and which allows the attachment of a continuous central axis, d. H. so free of coupling organs that obstruct the central patency of the coupling.
Kupplungen, die zwischen einer motorischen Antriebseinrichtung und einem Schalter in der Weise wirksam sind, daß sie erst in Tätigkeit treten, wenn die Antriebsmaschine eine Anlaufperiode durcheilt hat und die demnach eine Speicherung von Antriebsenergie in der Antriebsmaschine ermöglichen, die groß genug ist, um den Schaltschritt auszuführen, sind in verschiedenen Bauweisen bekanntgeworden. Sie sind jedoch meist für die Verwendung an Drehmagneten zu kompliziert und eignen sich nicht zur Herstellung aus einem thermoplastischen Kunststoff, besonders wenn dabei lange Lebensdauer bei unveränderter Genauigkeit ihrer Wirkungsweise gefordert wird.Couplings between a motorized drive device and a switch in the manner are effective that they only come into action when the drive machine rushes through a start-up period has and therefore enable the storage of drive energy in the prime mover that is large enough to perform the switching step, have become known in various designs. However, they are usually too complicated for use on rotary solenoids and are not suitable for Manufactured from a thermoplastic material, especially if it has a long service life with unchanged Accuracy of their mode of action is required.
Ausgehend von einer Kupplung mit durch Zapfenführung verschiebbaren Kupplungsgliedern zwischen einem Schrittschaltwerk und dessen Drehmagnet, derStarting from a coupling with coupling members displaceable by a pin guide between a stepping mechanism and its rotary magnet, the
Kupplung mit durch Zapfenführung
verschiebbaren Kupplungsgliedern zwischen
einem Schrittschaltwerk und dessen Drehmagnet, der nach dem Antriebsschritt um seinen
Anlaufswinkel zurückfälltCoupling with through pin guide
sliding coupling links between
a stepping mechanism and its rotary magnet, which after the drive step around its
The approach angle falls back
Anmelder:Applicant:
Hubert Laurenz Naimer, WienHubert Laurenz Naimer, Vienna
Vertreter:Representative:
Dr.-Ing. R. K. Löbbecke, Patentanwalt,Dr.-Ing. R. K. Löbbecke, patent attorney,
Berlin 37, Neue Str. 6Berlin 37, Neue Str. 6
Als Erfinder benannt:
Karl Völker,'WienNamed as inventor:
Karl Völker, 'Vienna
Beanspruchte Priorität:Claimed priority:
Österreich vom 29. Oktober 1958 (A 7530/58)Austria from October 29, 1958 (A 7530/58)
as nach dem Antriebsschritt um seinen Anlaufswinkel zurückfällt, kennzeichnet sich die erfindungsgemäße Kupplung dadurch, daß die Antriebskupplungshälfte schräg zu ihren Radien verlaufende Nuten enthält, in die Zapfen von Kupplungsgliedern eingreifen, die selbst radial in Nuten eines Zwischengliedes geführt sind, das gegen ein ortsfestes Gehäuse unter Reibung drehbar ist, und daß den Kupplungsgliedern am Umfang einer Antriebskupplungsscheibe angebrachte Nuten gegenüberstehen.as after the drive step by its approach angle falls back, the coupling according to the invention is characterized in that the drive coupling half Contains obliquely to their radii extending grooves, engage in the pins of coupling members that themselves are guided radially in grooves of an intermediate member, which against a stationary housing under friction is rotatable, and that the coupling members mounted on the periphery of a drive clutch disc Facing grooves.
In der schematischen Zeichnung zeigt Fig. 1 die Gesamtanordnung von Schalter, Kupplung und Antriebseinrichtung, wogegen die F i g. 2, 3 ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Drehungskupplung, und zwar in Fig. 2 im Vertikalschnitt nach Linie H-II der F i g. 3 und in F i g. 3 im Querschnitt nach Linie III-III der F i g. 2 darstellen.In the schematic drawing, Fig. 1 shows the Overall arrangement of switch, clutch and drive device, whereas FIG. 2, 3 an embodiment of the present rotary coupling, namely in Fig. 2 in vertical section Line H-II of FIG. 3 and in FIG. 3 in cross section along line III-III of FIG. 2 represent.
Das Problem besteht, wie schon eingangs angedeutet, darin, einen aus mehreren Schaltfluchten 1 und Rastwerk 2 bestehenden Schalter, der auf irgendeine hier nicht interessierende Weise mittels einer Tragplatte 3 in einem Träger 4 montiert sei, durch den Drehmagneten 5 und die Kupplung 6, wahlweise aber auch mittels des Handgriffs 7 betätigen zu können, wobei die Bedingung gestellt ist, daß der Griff 7 nach jeder Richtung gedreht werden könne, wogegen der Drehmagnet 5 nur in einer Richtung fortschaltet. Dieser Drehmagnet könnte etwaAs already indicated, the problem is to select one of several switching lines 1 and Rastwerk 2 existing switch, which means in some way not of interest here a support plate 3 is mounted in a carrier 4 by the rotary magnet 5 and the coupling 6, but optionally also to be able to operate by means of the handle 7, whereby the condition is set, that the handle 7 can be rotated in any direction, whereas the rotary magnet 5 can only be rotated in one direction advances. This rotary magnet could be about
409 557/469409 557/469
wie in der deutschen Patentschrift 1 135 554 beschrieben, beschaffen sein.as described in German patent specification 1 135 554, be made.
Die Drehungskupplung besteht gemäß F i g. 2 aus einer ersten Kupplungshälfte 10, der Antriebskupplungshälfte, auf welche die absatzweise drehende und nach jeder Teildrehung in die Ausgangslage zurückschnellende Antriebseinrichtung z. B. über Verbindungsorgane 9 wirkt, und aus einer zweiten Kupplungshälfte 11, die man sich mit der Schälterachse 8 (Fig. 1) starr gekuppelt zu denken hat. Zwischen den beiden Kupplungshälften 10,11 sind Kupplungsglieder 12, im vorhegenden Falle deren zwei, vorgesehen, welche aus einer Platte 12 a und einem Führungsstift 12 b bestehen. Die Kupplungsglieder 12 sind so beschaffen, daß sie radial zu den beiden Kupplungshälften 10,11 auf eine noch zu beschreibende Weise verstellbar sind, und zwar so, daß sie in Ausnehmungen 13 der zweiten Kupplungshälfte 11 einfallen können und in dieser Stellung über die Zapfen 12 b die Kupplungsteile 10,11 kuppeln. In ao diesem Zustand wird somit ein auf den Teil 10 wirkendes Drehmoment auf den Teil 11 und damit auf den Schalter 1 übertragen.The rotary coupling consists according to FIG. 2 from a first coupling half 10, the drive coupling half, onto which the intermittently rotating drive device z. B. acts via connecting members 9, and from a second coupling half 11, which one has to think of rigidly coupled to the pusher axis 8 (Fig. 1). Between the two coupling halves 10, 11 coupling members 12, in the present case two of them, are provided, which consist of a plate 12 a and a guide pin 12 b . The coupling members 12 are designed so that they are adjustable radially to the two coupling halves 10,11 in a manner to be described, so that they can fall into recesses 13 of the second coupling half 11 and in this position via the pin 12 b couple the coupling parts 10, 11. In this state, a torque acting on part 10 is transmitted to part 11 and thus to switch 1.
Die Kupplungsglieder 12 sind in Schlitzen 14 a eines Zwischengliedes 14 geführt, welches mit Bezug auf den ersten Kupplungsteil 10 in einem Gehäuse 15 mit einiger Reibung drehbar ist. Die Führungsstifte 12 b der Kupplungsglieder 12 gleiten in exzentrischen Schlitzen 10 a der Kupplungshälfte 10. Die soweit beschriebene Kupplung arbeitet wie folgt:The coupling members 12 are guided in slots 14 a of an intermediate member 14 which is rotatable with respect to the first coupling part 10 in a housing 15 with some friction. The guide pins 12 b of the coupling members 12 slide in eccentric slots 10 a of the coupling half 10. The coupling described so far works as follows:
Die dargestellte Lage der Teile ist die Ruhelage. Wenn die Kupplungshälfte 10 im Sinne des Pfeiles A durch die Antriebseinrichtung gedreht wird, so werden vorerst die Kupplungsglieder 12 über ihre Stifte 12a, die in den exzentrischen Nuten 10a gleiten, radial nach außen verstellt, weil das Zwischenglied 14 gebremst ist und die Drehung der Hälfte 10 dadurch nicht mitmacht. Diese Bremsung kann auf jede beliebige Weise durch Reibung hervorgebracht werden, oder aber dadurch, daß man den Teil 14 durch Druckrollen 16, die am ortsfesten Gehäuse 15 untergebracht sind, bremst, wie dies später noch ausführlicher beschrieben wird. Nach einem bestimmten Drehungswinkel β der Kupplungshälfte 10 (im dargestellten Beispiel ist dieser Winkel/?—60°) erreichen die Kupplungsglieder die Nuten 13 und sind in diese eingefallen (vgl. Stellung 12'). Die einzelnen Teile sind nun so ausgelegt, daß die Länge der Nuten 10 α (Winkel ß) auf die Tiefe der Einschnitte 13 abgestimmt ist, insofern, als in der Stellung 12' auch die Führungsstifte 12 b das Ende der Nuten 10 a erreicht haben, d. h. die Kupplungsstifte die Stellung 12' erreicht haben und damit von der ersten Kupplungshälfte 10 nunmehr auch im Drehungssinn des Kupplungsteiles 10 mitgenommen werden, womit auch die Kupplungshälfte 11, d. h. der Schalter 1, Fig. 1, sowie das Zwischenglied 14, letzteres über die Wände der Nuten 14 a, mitgenommen werden. Dadurch wird einerseits erreicht, daß die Antriebseinrichtung eine gewisse Zeit (hier dem Winkel β entsprechend) leer läuft, was für drehmagnetische Einrichtungen mit Vorlauf und Energiespeicherung von entscheidender Wichtigkeit ist, andererseits auch eine ausreichend große Flächenberührung zwischen den Kupplungsgliedern 12 und den Einschnitten 13 herbeigeführt ist, bevor der Schalter gedreht wird, was die Abnutzung der Teile infolge der nunmehr kleinen Flächenpressung vermindert.The position of the parts shown is the rest position. When the coupling half 10 is rotated by the drive device in the direction of arrow A , the coupling members 12 are initially adjusted radially outward via their pins 12a, which slide in the eccentric grooves 10a, because the intermediate member 14 is braked and the rotation of the half 10 does not participate. This braking can be brought about in any arbitrary way by friction, or by braking the part 14 by pressure rollers 16 which are accommodated on the stationary housing 15, as will be described in more detail later. After a certain angle of rotation β of the coupling half 10 (in the example shown, this angle is /? - 60 °), the coupling members reach the grooves 13 and have sunk into them (see position 12 '). The individual parts are now designed so that the length of the grooves 10 α (angle β) is matched to the depth of the incisions 13, insofar as in the position 12 'the guide pins 12 b have also reached the end of the grooves 10 a, that is, the coupling pins have reached the position 12 'and are thus now also taken along by the first coupling half 10 in the direction of rotation of the coupling part 10, whereby the coupling half 11, ie the switch 1, FIG. 1, and the intermediate member 14, the latter via the walls the grooves 14 a, are taken. This achieves on the one hand that the drive device runs idle for a certain time (here corresponding to the angle β ), which is of crucial importance for rotating magnetic devices with advance and energy storage, on the other hand, a sufficiently large surface contact between the coupling members 12 and the incisions 13 is brought about before the switch is turned, which reduces the wear on the parts as a result of the now small surface pressure.
Sobald die drehmomentübertragende Verbindung zwischen den Kupplungshälften 10,11 hergestellt, d. h. der Vorlauf vollzogen ist, wird der Schalter um ein bestimmtes Maß weitergedreht, und es sei angenommen, daß diese Drehung z. B. 180° für eine Schaltstufe sei.. Da es sich um eine schrittweise weiterschaltende Antriebseinrichtung handelt, so nimmt die Kupplungshälfte 10 nach Fortfall des Antriebsdrehmomentes wieder ihre aus der Zeichnung ersichtliche Ausgangslage ein, weil Teil 10 durch die im Magneten vorgesehene Rückholfeder in diese zurückgestellt wird. Diese Rückstellbewegung bewirkt, wieder der Bremsung des Zwischengliedes 14 wegen, zuerst ein Zurückziehen der Kupplungsglieder 12 aus den Einschnitten 13, wobei die Zapfen 12 b aus der Stellung 12' in die gezeichnete Ausgangsstellung zurückgeführt werden und schließlich, weil die Zapfen 12 b die Enden der Nuten 10 a wieder wie in F i g. 3 dargestellt erreichen, auch ein Zurückstellen des Zwischengliedes 14, das sich mit dem weiterlaufenden Kupplungsteil 10 dreht, wogegen die weitergeschaltete zweite Kupplungshälfte 11 nicht mehr zurückgestellt wird, weil die Kupplungsverbindung zwischen den Kupplungsgliedern 12 und der Kupplungshälfte 11 nicht mehr besteht.As soon as the torque-transmitting connection between the coupling halves 10, 11 is established, ie the advance is completed, the switch is rotated a certain amount, and it is assumed that this rotation z. B. 180 ° for a switching stage .. Since it is a step-by-step drive device, the coupling half 10 resumes its starting position shown in the drawing after the drive torque has ceased, because part 10 is reset into this by the return spring provided in the magnet will. This restoring movement causes, again because of the braking of the intermediate member 14, first a retraction of the coupling members 12 from the incisions 13, the pins 12 b being returned from the position 12 'to the initial position shown and finally, because the pins 12 b are the ends of the Grooves 10 a again as in FIG. 3, also a reset of the intermediate member 14, which rotates with the continuing coupling part 10, whereas the switched second coupling half 11 is no longer reset because the coupling connection between the coupling members 12 and the coupling half 11 no longer exists.
Je nachdem, welchen Schaltwinkel die Antriebseinrichtung pro Schaltweg ausführt, müssen somit mehr oder weniger Einschnitte 13 in der Kupplungshälfte 11 vorgesehen sein, oder anders ausgedrückt, es muß der Teilungswinkel der Einschnitte 13, der im dargestellten Beispiel mit 180° angenommen ist, mit dem Schaltwinkel der Antriebseinrichtung übereinstimmen. In der Praxis wäre freilich ein Schaltwinkel von 180° ungewöhnlich groß, aber es ist ersichtlich, daß die vorliegende Kupplung mit jedem praktisch vorkommenden Schaltwinkel ausgeführt werden kann, weil dieser nur eine Frage der Einstellung der Antriebseinrichtung und der Aufteilung der Einschnitte 13, nicht aber des Vorlaufwinkels β ist, der sich nach den Maßverhältnissen der Antriebseinrichtung richtet, wie in der bereits genannten Patentschrift ausführlich dargelegt.Depending on which switching angle the drive device performs per switching path, more or fewer incisions 13 must be provided in the coupling half 11, or in other words, the pitch angle of the incisions 13, which is assumed to be 180 ° in the example shown, must be combined with the switching angle match the drive device. In practice, of course, a switching angle of 180 ° would be unusually large, but it can be seen that the present coupling can be carried out with any switching angle that occurs in practice, because this is only a question of setting the drive device and the division of the notches 13, but not the Lead angle β is, which depends on the dimensional relationships of the drive device, as set out in detail in the patent specification already mentioned.
Weil die Kupplungshälfte 11, die mit der Schalterachse verbunden ist, normalerweise, d. h. bei ruhender Antriebseinrichtung, nicht mit dem Zwischenglied 14 und somit auch nicht mit der ersten Kupplungshälfte 10 verbunden ist, besteht die Möglichkeit, den Schalter 1 mit einem auf ihm sitzenden Drehgriff 7 beliebig zu drehen, und zwar in beiden Richtungen. Because the coupling half 11, which is connected to the switch shaft, normally, i. H. at dormant Drive device, is not connected to the intermediate member 14 and therefore not connected to the first coupling half 10, there is the possibility of to rotate the switch 1 with a twist grip 7 sitting on it, in both directions.
Aus der Zeichnung ist ersichtlich, daß das Zwischenglied 14 mit einem Nocken 18 a versehen sein kann, der über eine Rolle 16 (oder ein anderes Hubwerk) auf einen (nicht im Einzelnen dargestellten) Schalter einwirkt. Dieser Schalter, dessen Pole in F i g. 1 bei 17 ersichtlich sind, liegt im Stromkreis des Drehmagneten (dessen Anschlußklemmen in F i g. 1 mit 18 bezeichnet sind) und ist so beschaffen, daß nach Beendigung der Rückdrehbewegung der Kupplungshälfte 10 der Schalter 17 geschlossen wird und dadurch der Drehmagnet wieder einen Stromimpuls ausreichender Dauer erhält, wodurch der Drehmagnet veranlaßt wird, einen weiteren Drehschritt in Vorwärtsrichtung durchzuführen; es wird demnach eine beliebige Folge von Schaltimpulsen ausgeführt, solange der in der Leitung 19 liegende Kommandoschalter geschlossen bleibt. Da es sich dabei annahmegemäß um eine Fernsteuerung hau-From the drawing it can be seen that the intermediate member 14 can be provided with a cam 18 a can, which via a roller 16 (or another hoist) on a (not shown in detail) Switch acts. This switch, the poles of which in FIG. 1 can be seen at 17 is in the circuit of the rotary solenoid (the terminals of which are denoted by 18 in FIG. 1) and is of such a nature that that after the end of the reverse rotation of the coupling half 10, the switch 17 is closed and thereby the rotary magnet again receives a current pulse of sufficient duration, whereby the Rotary magnet is caused to perform a further rotary step in the forward direction; it will therefore any sequence of switching pulses carried out as long as the one in line 19 Command switch remains closed. Since it is assumed to be a remote control
delt, wird man in bekannter Weise Rückmeldeeinrichtungen vorsehen, welche die erreichte Schalterstellung zum Kommandoort zurückmelden.delt, one becomes feedback devices in a known manner provide, which report the reached switch position back to the command location.
Ein Vorteil der vorliegenden Drehungskupplung besteht darin, daß das Ausmaß an Leerdrehung genau festgelegt ist, was für das einwandfreie Arbeiten eines Drehmagnetantriebs mit Speicherung der Schaltenergie von Bedeutung ist.One advantage of the present rotary clutch is that the amount of idle rotation is exactly what is required for the correct operation of a rotary magnet drive with storage of the Switching energy is important.
Die einzelnen Teile der vorliegenden Kupplung können selbst bis zu großen Abmessungen des anzutreibenden Schalters aus thermoplastischen Kunststoffen, zweckmäßig auf Polyamid- oder Superpolyamidgrundlage, hergestellt werden, weil durch den gesicherten Vorlauf die Übertragung des vollen Drehmomentes erst dann eintritt, wenn die Verbindungsglieder 12 ihre äußerste Stellung 12' erreicht haben. Um anschließend die Übertragung des vollen Schaltdrehmomentes nicht durch die baulich beschränkten Fortsätze 12 b übertragen zu müssen, können zwischen dem Teil 10 und dem Zwischenglied 14 noch zusätzlich Übertragungseinrichtungen, zweckmäßig in Form von Bolzen 10 b, die vom Teil 10 abstehen und in Nuten 14 b des Zwischengliedes 14 ragen (oder umgekehrt), vorgesehen sein, wobei die Bogenlänge der Nut 14Zj dem Winkel β gleich oder etwas kleiner als dieser ist, damit nach Drehung um den Winkel β — oder schon etwas früher — der Fortsatz 10 b das Ende der Ausnehmung 14 b erreicht und dadurch das Zwischenglied 14 vom ersten Kupplungsglied 10 mitgenommen wird, so daß nunmehr die Drehmomentsübertragung über die Teile 10,10 b, die Wand des Schlitzes 146, die Nuten 14 a, 12, die Wand der Einschnitte 13 und 11 erfolgt.The individual parts of the present coupling can be made of thermoplastic plastics, expediently based on polyamide or super polyamide, even up to large dimensions of the switch to be driven, because the secured advance does not transfer the full torque until the connecting links 12 are in their outermost position 12 'have reached. In order to then not have to transmit the transmission of the full switching torque through the structurally restricted extensions 12 b , additional transmission devices, expediently in the form of bolts 10 b, which protrude from part 10 and are in grooves 14 b, can also be used between part 10 and intermediate member 14 of the intermediate member 14 protrude (or vice versa) may be provided, wherein the arc length of the groove 14Zj the angle β equal to or slightly less than this is, therefore β after rotation by the angle - or a little earlier - the extension 10 b, the end of the recess 14 b reached and thereby the intermediate member 14 is taken along by the first coupling member 10, so that the torque is now transmitted via the parts 10, 10 b, the wall of the slot 146, the grooves 14 a, 12, the wall of the incisions 13 and 11.
Claims (3)
Deutsche Patentschriften Nr. 636 581, 677052.Considered publications:
German patent specifications No. 636 581, 677052.
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