DE2813069C2 - Elektrische Schaltuhr - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine elektrische Schaltuhr mit einer motorgetriebenen Trommel, welche mehrere, zwischen einer wirksamen und einer unwirksamen Position verstellbare Schaltelemente aufweist, die in ihrer wirksamen Position mit einem Abtaster zur Steuerung eines Schalters zusammenwirken.

Bei einer bekannten elektrischen Schaltuhr dieser Art (DE-OS 24 05 044) hat die Trommel auch die Funktion einer sich drehenden Zifferblattscheibe, deren Achse zum Betrachter weist Die an der Peripherie der Trommel angeordneten Schaiieiemente haben die Form kleiner Scheiben mit einem angeformten, in der Scheibenebene liegenden Schaltfinger und ebenfalls an die Scheibe angeformten, nach beiden Seiten von der Scheibe abstehenden Lagerzapfen, mit denen die Schaltelemente einzeln in eine Ringnin eines scheibenförmigen Trommefteils eingesetzt und mit einem weiteren, die Ringnut verschließenden scheibenförmigen Trommelteil gesichert sind. Die Schaltfinger der Schaltelemente v/erden durch Verschwenken der letzteren um eine von den beiden Lagerzapfen definierte, in einer Ebene senkrecht zur Trommelachse liegende und in Richtung einer Tangente an die Trommel verlaufende Achse zwischen einer wirksamen und einer unwirksamen Position verstellt. Dort müssen sowohl die beiden scheibenförmigen Trommelteile, als auch jedes der Schaltelemente für sich hergestellt und zusammengebaut werden. Die an die Schaltelemente beidseitig angeformten Lugerzav/fen bedingen bei Schalttihren mit der üblicherweise angestrebten hohen Zahl von Schaltmöglichkeiten einen relativ großen Trommeldurchmesser, da die Schaltelemente einen erheblichen Mindestabstand (doppelte Länge der Lagerzapfen) voneinander aufweisen müssen. Bei den modernen Schaltuhren ist es erwünscht, eine 24-Stunden-Tromme! zu haben, die jede halbe Stunde eine Schaltmöglichkeit besitzt, so daß sich 48 Schaltstellenpositionen und damit 48 Schaltelemente ergeben. Bei der bekannten Schaltuhr ist die Trommel auf einer sie antreibenden Achse neben einem Zahnrad befestigt, welches von der eigentlichen Uhr angetrieben werden sjII. Die bekannte Schaltuhr muß also sowohl in Richtung der Trommelachse als auch senkrecht hierzu erhebliche Abmessungen besitzen.

Nun wird seit einiger Zeit — allerdings bisher vergeblich — angestrebt, so kleine elektrische Schaltuhren zu bauen, daß sie sich für den sogenannten Verteilungseinbau eignen und ebenso wie Sicherungs automaten und Zeitschalter auf Tragschienen aufgerastet werden können. Dies erfordert nicht nur eine insgesamt kleine Schaltuhr, sondern besonders die Breite der dem Betrachter zugekehrten Gehäuseseite stellt eine kritische Demension dar. Es liegt auf der Hand, daß die vorstehend geschilderte Schaltuhr nach der DE-OS 24 05 044 mit auf den Betrachter gerichteter Trommeiachse weit davon entfernt ist, den bestehenden Wunsch zu erfüllen.

Dies gilt auch für die Schaltuhr nach der DE-OS 25 10 486, bei der gleichfalls zwei scheibenförmige Trommelteile erforderlich sind, 2wischen denen die als schieberförmige Einzelteile ausgebildeten Schaltelemente gehalten und geführt sind. Außerdem weist auch bei dieser bekannten Schaltuhr die Trommelachse auf den Betrachter, da die eine Trommelseite als Zifferblatt ausgebildet ist.

Eine weitere bekannte Schaltuhr (DE-PS 9 00 846) ist ähnlich wie die an erster Stelle diskutierte bekannte Konstruktion aufgebaut und weist an der Peripherie der wiederum als Ziffernscheibe ausgebildeten Trommel drehbar angebrachte Schaltelemente auf, die um eine zur jeweiligen Tangente an die Trommel parallele Achse schwenkbar und als Einzelteile ausgebildet sind. t5 Eine gleichfalls als separates Teil gestaltete Feder dient der Verrastung der Schaltelemente in ihrer wirksamen bzw. unwirksamen Position. Abgesehen von der ganz erheblichen Breite dieser bekannten Schaltuhr ist sie wegen ihrer vielen, getrennt herzustellenden und dann zusammenzubauenden Einzelteile wi-; Trommel, Schaltelemente, Lagerzapfen und Federn nachteilig

Schließlich sind noch Schaltuhren bekanntgeworden (DE-OS 23 02 257 und DE-OS 14 65 951), bei denen die Schaltelemente die Form einzelner, steckbarer Reiter 2^rj besitzen. Diese benötigen nicht nur entsprechende Aufnahmen und Halterungen, die bei einer vorgegebenen Zahl von Schaltmöglichkeiten zu einer relativ großen Trommel führen, sondern im Hinblick auf die beim Umprogrammieren einer Schaltuhr erforderliche so Vermehrung oder Verminderung der Schaltstellen benötigt man auch eine Aufbewahrungsmöglichkeit für zusätzliche oder überflüssige Schaltreiter.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine vor allem in der Breite möglichst klein bauende elektrische J5 Schaltuhr zu schaffen, in der auch die bei einer bestimmten Programmierung nicht erforderlichen Schaltelemente unverlierbar gehalten sind, und die sich dennoch billiger und raumsparender herstellen läßt als die bekannten Konstruktionen. Ausgehend von einer Schaltuhr uer eingangs erwähnten Art wird diese Aufgabe erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Schaltelemente über ungefähr radial verlaufende, bewegliche Arme miteinander zu einer einstückigen Schallscheibe verbunden sind.

Dadurch werden vorteilhafterweise die Schaltelemente in einfachster Weise unverlierbar gehalten und es bedarf lediglich der Herstellung und Montage eines einzigen Bauteils, nämlich der Schaltscheibe. Der die Schaltelemente umfassende Schaltmechanismus ist zudem in Richtung der Trommelachse außerordentlich flach, und es lassen sich bei einer Trommel mit vorgegebenem Durchmesser relativ viele Schaltmöglichkeiten unterbringen, da wegen der Ausbildung der Schaltelemente al-, Teilbereiche der einfach gestalteten Schaltscheibe der in Trommelumfangsrichtung gemessene Abstand von Schaltstelle zu Schaltstelle klein sein kann.

Unter wirksamer beziehungsweise unwirksamer Position soll hier verstanden werden, daß in der einen Position eines Schaltelements eine bestimmte, vom Abtaster hervorgerufene Wirkung eintritt, während diese in der anderen Position des Schaltelements nicht eintritt! dies schließt aber nicht aus, daß in der unwirksamen Position eine andere Wirkung eintritt, wie dies zum Beispiel bei der Ansteuerung eines elektrischen Wechselschalters der Fall ist.

Ein besonderer Vorteil der beschriebenen elektrischen Schaltuhr ist darin zu sehen, daß sich die Schaltscheibe als Kunststoff-Spritzgußteil herstellen läßt, denn dann ist man in der Gestaltung der Schaltscheibe beziehungsweise ihrer verschiedenen Bereiche nahezu frei und die Schaltscheibe kann dennoch außerordentlich billig produziert werden.

Wenn man die Arme der Schaltscheibe aus elastischem Material anfertigt und ihnen zum Beispiel eine S-förmige Gestalt gibt, so lassen sie sich in radialer Richtung elastisch verlängern, was es ermöglicht, die eigentlichen Schaltelemente in radialer Richtung zwischen einer wirksamen und einer unwirksamen Position, die durch entsprechende Rastungen gesichert werden, zu verstellen. Als einfacher und deshalb zweckmäßiger hat es sich jedoch erwiesen, die Konstruktion so auszubilden, daß jedes Schaltelement zusammen mit seinem Arm um eine zur Trommelachse senkrechte Achse verschwenkbar und dadurch ungeführ in Richtung der Trommelachse verstellbar ist Die Arme der Schal ischeibe können dann eine gestreckte Form erhalten, da sie sich ja lediglich ab . egen udci um ihre Wurzein herumschwenken lassen müsse n.

Bei einer günstigen Ausführungsform der beschriebenen elektrischen Schaltuhr sind bistabile Schaltelemente vorgesehen, die zwischen ihren beiden Endpositionen eine ir:tabile Zwischenstellung aufweisen. Dies läßt sich zum Beispiel dadurch erreichen, daß die die eigentlichen Schaltelemente haltenden Arme beim Verstellen eine Schnappfunktion aufweisen, wobei man dann auf eine Rastsicherung der Schaltelemente in ihren Endpositionen verzichten könnte, einfacher wird die Schaltscheibe jedoch dann, wenn an der Trommel für jeden von einem Schaltelement mit zugehörigen Arm gebildeten Schaltfinger ein die instabile Zwischenstellung bewirkender Vorsprung vorgesehen ist und die Schaltfinger zum Passieren der Vorsprünge elastisch deformierbar sind. Es ist also eine V errastung in Gestalt eines zwischen den Endpositionen der Schaltelemente angeordneten Nokkens oder dergleichen vorgesehen, wobei die eigentlichen Schaltelemente beim Verstellen über diesen Nocken hinweggedrückt werden müssen, worauf sie in die jeweils andere Endposition hinüberschnappen.

Die Schaltelemente könnten seitlich der Trommel angeordnet werden; eine besonders einfache und zuverlässige Halterung und Führung der Schaltelemente ergibt sich jedoch dann, wenn die Trommel einen Mantel mit sich ungefähr in Richtung der Trommelachse erstreckenden und von den Armen durchgriffenen, vorzugsweise einseitig offenen Führungsschlitzen aufweist. Die Schaltscheibe wird dann einfach in die Trommel derart eingesteckt, daß die Arme die Führungsschlitze durchgreifen, wodurch gleichzeitig auf billigste Weise sichergestellt wird, daß sich die Sch ltdemente mit der Trommel drehen.

Ordnet man die Schaltelemente im Bereich der einen Stirnseite der Trommel an, so ergib, sich die Möglichkeit, daß die Trommel in Richtung dtr Trommelachse neben den Schaltelementen einen wenigstens eine Zeitskala tragenden Mantelbereicn aufweist, welcher den Motor und ein Untersetzungsgetriebe umschließt. Man nutzt also den ohnehin erforderlichen Raum, der von der Zeitskala umschlossen wird, für die Unterbringung des Motors und des Untersetzungsgetriebes, so daß für diese Bauteile außerhalb der Trommel kein Raum benötigt wird. Durch diese Gestaltung der Schaltuhr läßt sich die letztere ganz besonders schma! ausbilden, so daß eine bevorzuEte Ausführunesform sich dadurch auszeichnet.

daß das Gehäuse eine Breite von 35 mm aufweist, das heißt, die doppelte Breite der Sicherungsautomaten für den Verlcilungseinbau.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform der beschriebenen elektrischen Schaltuhr, die ein Gehäuse mit einem Ablesefensler aufweist, trägt die Trommel eine Zeit- und eine Einstellskala, und die Abtaststelle des Abtasters ist gegenüber dem Ablesefenster ebenso winkelmäßig versetzt wie die Einstellskala relativ zur Zcitskala. Auf diese Weise können Abtaster und Schaller an einer beliebigen Stelle im hiiiteren Bereich der Schaltuhr angeordnet werden, ohne daß man auf den Vorteil verzichten muß. die Schaltelemente von vorn, das heißt, im Bereich des Ablesefensters, setzen beziehungsweise einstellen zu können.

Die Erfindung ist in der nachfolgenden Beschreibung und der beigefügten zeichnerischen Darstellung anhand eines Ausführungsbeispiels erläutert; es zeigt

Fig.

Schaltuhr ir: der Vorderansicht

teilweise im Schnitt (Schnitt nach der Linie I
F ig. 2);

Fig. 2 einen Schnitt durch die Schaltuhr senkrecht zur Trommclachse (Schnitt nach der Linie 2-2 in F i g. 1);

Fig. 3 einen Teilschnitt durch die Schaltuhr nach der Linie3-3in Fig. !,und

F i g. 4 eine Vorderansicht der teilweise aufgebrochenen Trommel (Ansicht in Richtung des Pfeils A in Fig. 2).

Bei der dargestellten Schaltuhr handelt es sich um ein Gerät, welches für den Verteilungseinbau vorgesehen ist und für eine sogenannte Schnappbefestigung auf einer Tragschiene nach DIN 46 277 ausgebildet ist, worauf im Zuge der folgenden Beschreibung noch näher eingegangen werden wird.

Die Fig. 1 und 2 zeigen ein Gehäuse 10 mit Anschlußklemmen 12 und einer Rückwand 14. die in der von Sicherungsautomaten her bekannten Weise so ausgebildet ist. daß das Gehäuse auf eine senkrecht zur Ebene der F i g. 2 verlaufende Montageschiene aufgerastet werden kann — die Montageschiene verläuft dann in der Ausnehmung 14a der Rückwand.

Vorn besitzt das Gehäuse einen Ausschnitt, welcher ein Ablesefenster 16 bildet und durch eine Klappe 18 aus durchsichtigem Kunststoff abgedeckt wird, die bei 20 am Gehäuse 10 angelenkt ist. Diese Klappe weist pfeilförmige Ablesemarkierungen 22 und 24 auf, die der F i g. 4 entnommen werden können.

Wie die Fig. 1 erkennen läßt, sind an die eine Seitenwand des Gehäuses Pfeiler 26 angeformt, auf denen eine erste Platine 28 befestigt ist. Diese trägt über Distanzpfeiler 30 line zweite Platine 32. An der ersten Platine ist ein Synchronmotor 34 befestigt, der über ein zwischen den Platinen angeordnetes und im einzelnen nicht beschriebenes Untersetzungsgetriebe 36 eine Welle antreibt, die die Trommelachse (40) darstellt und auf der ein als Kunststoff-Spritzgußteil ausgebildeter Mitnehmer 42 befestigt ist

Auf einem ringförmigen Ansatz 44 der gemäß F i g. 1 rechten Seitenwand des Gehäuses sowie einem weiteren kreisringförmigen Ansatz 46 der anderen Gehäuseseitenwand ist eine Trommel drehbar gelagert die aus einem Trommelkörper 48 und einer Stirnscheibe 50 besteht. Der Trommelkörper 48 trägt auf seinem Mantel 4Sa zwei Zeitskalen, nämlich eine eine 24-Stunden-Teilung aufweisende Tageszeitskala 54 und eine ebenfalls eine 24-Stunden-Teilung aufweisende, gegenüber der Skala 54 jedoch versetzte Schaltzeitoder Einstellskala 56. Dazwischen ist ein Rändelring 60 an den Trommelmantel angeformt, mit dessen Hilfe sich die Trommel von Hand verdrehen läßt.

Der Trommelkörper 48 besitzt einen abgestuften Durchmesser und bildet so neben dem Mantel 48a einen Tragbereich 486, an den ein Achsstummc! 48c angeformt ist, welcher den auch der Lagerung der Troniriielachse 40 dienenden Lageransatz 46 übergreift. Der Tragbereich 486 besitzt eine Innenverzahnung 64, in die elastische Arme 42a des Mitnehmers 42

ίο eingreifen. Diese Verzahnung ist so ausgebildet und die Arme 42a sind so angeordnet, daß die gemäß F i g. 3 im Gegenuhrzeigersinn angetriebene Welle 40 die Trommel 48, 50 in der in den F i g. 2 bis 4 durch Pfeile markierten Richtung antreibt, während es gleichzeitig möglich ist. die Trommel von Hand einzustellen, indem sie mit Hilfe des Rändelrings 60 gleichfalls in Pfeilnchtung gegenüber der Trommelachse 40 verdreht wird. Die Drehzahl des Motors 34 ist so ausgewählt und ^cJ dss Getriebe 36 so dimensioniert, dsß ^cich di<? Trommel in 20 48,50 in 24 Stunden einmal dreht.

Auf den Tragbereich 486 der Trommel ist eine als Ganzes mit 70 bezeichnete Schaltscheibe aufgesteckt, welche durch die mit dem Trommelkörper 48 z. B. verklebte Stirnscheibe 50 in axialer Richtung gesichert wird. Diese als Kunststoff-Spritzgußteil hergestellte Schaltscheibe besitzt 48 Arme 72. die über einen auf dem Tragbereich 486 sitzenden Tragring 74 miteinander verbunden sind und an ihren äußeren Enden nockenför· mige Schaltelemente 76 tragen, durch die ein später

ίο hoch zu beschreibender Schalter betätigt werden kann. Bei dem gezeichneten Ausführungsbeispiel ist an den Trommelkörper 48 ein Ring 71 angeformt, welcher 48 randoffene Schlitze 78 aufweist, die sich in axialer Richtung erstrecken und von den Armen 72 sowie den Schallelementen 76 der Schaltscheibe 70 durchgriffen werden. Ebensogut könnte der Ring 71 natürlich an die Stirnscheibe 50 angeformt oder an dieser befestigt sein. Außen weisen die zwischen den Schlitzen 78 stehengebliebenen Stege 73 Vorsprünge 75 auf. die mit Kanten 77 der Schaltelemente 76 derart zusammenwirken, daß diese Schaltelemente zwei gesicherte Stellungen einnehmen können, zwischen denen sie durch Überdrücken der Vorsprünge 75 hin- und hergestellt werden können: die F i g. I zeigt das obere Schaltelement in einer unwirksamen, das untere Schaltelement aber in einer wirksamen Position.

Wie die Fig. 2 erkennen läßt, ist im Gehäuse 10 ein elektrischer Schalter 80 angeordnet, dem ein im Gehäuse bei 82 schwenkbar gelagerter, doppelarmiger Abtasthebel 84 zugeordnet ist, welcher durch eine Feder 86 gegen einen Schaltstößel 88 des Schalters 80 ge'.alten wird. Eine nicht dargestellte und den Schaltstößel 88 nach links drückende Feder des Schalters 80. die stärker ist als die Feder 86, bewirkt daß der obere Arm des Abtasthebels 84 den gemäß F i g. 1 linken Bereich des Rings 71 der Trommel abtastet und infolgedessen durch alle diejenigen Schaltelemente 76 gemäß F i g. 2 im Gegenuhrzeigersinn verschwenkt wird, die ihre wirksame, gemäß F i g. 1 linke Stellung einnehmen. Wie die Fig.2 deutlich erkennen läßt sind die zwischen den Schaltelementen vorhandenen Schlitze so schmal, daß eine Reihe aufeinanderfolgender und jeweils ihre wirksame Stellung einnehmender Schaltelemente 76 ein dauerndes Drücken des Schaltstößels 88 bewirken, bis der obere Arm des Abtasthebels 84 wieder auf die Umtangsifäche des Rings 71 der Trommel zurückfallen kann, weil an der betreffenden Steile ein oder mehrere Schaltelemente 76 ihre unwirksame Stellung einneh-

Damit die Schaltelemente von vorn durch das Ablesefensler 16 hindurch eingestellt werden können, ist die Schaltzeitskala 56 gegenüber der Tageszeitskala 54 um denjenigen Drehwinkel versetzt, um den das obere Ende des Abtasthebel 84 gegenüber den Ablesemarkierungen 22 und 24 versetzt ist. Dies ergibt ein Vergleich der F Ϊ g. 2 und 4.

Daj, dargestellte Alisführungsbeispiel läßt deutlich erkennen, wie vorteilhaft sich die Anordnung des Motors 34 und des Untersetzungsgetriebes 36 im Innern des Tforriftielköf pefs 48 auswirkt, da auf dL*je Weise die

Breite der erfindungsgemäßen Schaltuhr auf ein Minimum reduziert weiden kann, obwohl sie eine verhältnismäßig große Zahl von Schaltmöglichkeiten aufweist. Des weiteren sieht man deutlich, wie einfach die erfindungsgemäße Schaltuhr dank der Zusammenfassung der Schaltelemente zu einem Bauteil ausgebildet und montiert werden kann, da es lediglich eines Aufsteckens eines einzigen Bauteils, nämlich der Schaltscheibe 70, auf die Trommel bedarf, um sämtliche Schaltelemente unverlierbar an der Trommel zu halten. Auch erfordert die Verrastung der Schaltelemente in ihren beiden Positionen keinerlei zusätzlichen Aufwand.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

D216/456

Claims (12)

Patentansprüche:

1. Elektrische Schaltuhr mit einer motorgetriebenen Trommel, weiche mehrere, zwischen einer wirksamen und einer unwirksamen Position verstellbare Schaltelemente aufweist, die in ihrer wirksamen Position mit einem Abtaster zur Steuerung eines Schalters zusammenwirken, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltelemente (76) über ungefähr radial verlaufende, bewegliche Arme (72) miteinander zu einer einstückigen Schaltscheibe (70) verbunden sind.

2. Elektrische Schaltuhr nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltscheibe (70) als Kunststoff-Spritzgußteil ausgebildet ist 1 >

3. Elektrische Schaltuhr nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Schaltelement (76) zusammen mit seinem Arm (72) um eine zur Trommelachse (40) senkrechte Achse verschwenkbar und dadurch ungefähr in Richtung der Trommelachse verstellbar ist.

4. Elektrische Schaltuhr nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß in an sich bekannter Weise zwischen den beiden Positionen der bistabilen Schaltelemente (76) diese eine instabile Zwischenstellung aufweisen.

5. Elektrische Schaltuhr ne:h einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Trommel (48, 50) einen Mantel (48a) mit sich ungefähr in Richtung der Trommeiachse (40) erstreckenden und von den Armen (72) durchgriffenen, Vorzug weise einseitig offenen Führungsschlitzen (78) aufweist

6. Elektrische Schaltuhr nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß an der T-ommel (48, 50) für jeden von einem Schaltelement (76) mit dem zugehörigen Arm (72) gebildeten Schaltfinger ein die instabile Zwischenstellung bewirkender Vorsprung (75) vorgesehen ist, und daß die Schaltfinger (72, 76) zum Passieren der Vorsprünge elastisch -to deformierbarsind.

7. Elektrische Schaltuhr nach Anspruch 6. dadurch gekennzeichnet, daß sich die Vorsprünge (75) η radialer Richtung erstrecken.

8. Elektrische Schaltuhr nach einem der Ansprüehe 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Trommel (48, 50) in Richtung der Trommelachse (40) neben den Schaltelementen (7ft) einen wenigstens eine Zeitskala (54, 56) tragenden Mantelbereich (48a,J aufweist, welcher den Motor (34) und ein M Untersetzungsgetriebe (36) umschließt.

9. Elektrische Schaltuhr nach einem der Ansprüche I bis 8, mit einem Ablesefenster aufweisenden Gehäuse, dadurch gekennzeichnet, daß die Trommel (48, 50) eine Zeit- und eine Einstellskala (54 bzw. 56) trapi. daß die Abtaststelle des Abtasters (84) gegenüber dem Ablcefenster (16) winkelmäßig ♦ersetzt ist und daß die Einstellskala (56) relativ zur Zeitskala (54) entsprechend winkelmäßig versetzt ist. bo

10. Elektrische Schaltuhr nach einem der Ansprüche 1 bis 9, mit einem auf eine Halteschiene aüfsefzbarert Gehäuse, dadurch gekennzeichnet, daß die Schallscheibenachse (40) parallel zur Halteschiene verläuft.

11. Elektrische Schaltuhr nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltelemente (76) als nockenförmige Verdickungen der Arme (72) ausgebildet sind, in der Draufsicht in radialer Richtung eine ungefähr rechteckige Form aufweisen und schmale Spalte zwischen sich einschließen.

12. Elektrische Schaltuhr nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltscheibe (70) auf die Trommel aufgesteckt ist.