DE1036983B - Vorrichtung zur Winkelverstellung von Wellen - Google Patents

Description

DEUTSCHES

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Winkelverstallung von Wellen, die in bestimmten, wählbaren Winkeleinstellungen schaltungstechnische oder mechanische Vorgänge auslösen, z. B. Wellen optischer und feinmechanischer Geräte oder drahtloser Empfänger und Sender, unter Verwendung von zwei in entgegengesetzten Richtungen arbeitenden:, von einem in zwei Drehrichtungen umlaufbaren Elektromotor antreibbaren Freilaufkupplungen, deren eine über Überlastungskupplungen mit einer oder mehreren einzustellenden Wellen verwendbar ist und von denen eine weitere mit einer die Wählglieder antreibenden Welle verwendbar ist, weiter unter Verwendung von die Lage der Wellen bestimmenden Sperrklinken und Sperringen, einem den Drehsinn des Motors steuernden elektromagnetisch betätigten Relais, einem Wählschalter und einem auf der die WählgHeder antreibenden Welle sitzenden, mit dem Wählschalter elektrisch verbundenen Kollektor. Erst nach sehr genauer Wiukelverstellung der Wellen sollen gewisse schaltungstechnische oder mechanische Vorgänge ausgelöst werden. Dies ist an sich mit den zuvor erwähnten Vorrichtungen, die in »Communication News«, X, Nr. I₁ Januar 1949, S. 20 bis 29, beschrieben sind, möglich. Der Aufwand dieser bekannten Vorrichtungen ist jedoch sehr groß und entsprechend kostspielig.

Es ist weiter bekannt, den Motor zwei in entgegengesetzten Richtungen arbeitende Freilaufkupplungen antreiben zu lassen, wobei die die Wählglieder antreibende Welle durch eine Freilaufkupplung mit dem Elektromotor gekuppelt ist und die andere Freilaufkupplung die Eingangsteile der Überlastungskupplungen mit dem Elektromotor kuppelt. Bei diesen bekannten Welleneinstellmechanismen ist es notwendig, sämtliche Überlastungskupplungen mit sich parallel im Motorspeisekreis befindenden Schaltern zu versehen, um den Motor in der endgültig erreichten gewünschten Stellung ausschalten zu können. Ferner muß der elektromagnetische Teil des Relais so schwer ausgebildet sein, daß dieser Teil neben dem von Relais gebildeten Schalter auch die Sperrklinke betätigt, und schließlich ist dieses Relais, gerade im Zusammenhang mit der Betätigung der Sperrklinke, an einer festen Stelle gebunden. Durch diese Anforderungen wird die Anlage größer, kostspieliger und verwickelter als erwünscht.

Auch ist es bekannt, derartige Winkel Verstellungen von Wellen unter Verwendung mehrerer Motoren zu erreichen. Bei diesen bekannten Anordnungen fehlen Wählräder und Wählglieder wie auch Sperringe und Sperrklinken. Die einzustellende Welle ist aus diesem Grunde mit den bekannten Mitteln nur ungenau auf den gewünschten Stand zu bringen.

Nach der Erfindung wird eine viel größere Ge-

Vorrichtung zur Winkelverstellung
von Wellen

Anmelder:

N. V. Philips' Gloeilampenfabrieken,
Eindhoven (Niederlande)

Vertreter: Dipl.-Ing. H. Zoepke, Patentanwalt,
München 5, Erhardtstr. 11

Beanspruchte Priorität:
Niederlande vom 9. Juli 1954

Wilhelmus Lambertus Vervest

und Gozewijn van Gelder, Hilversum (Niederlande),
sind als Erfinder genannt worden

nauigkeit der Welleneinstellung angestrebt, die innerhalb einiger hundertstel Grade durchführbar sein soll, und für derartige Genauigkeiten sind die bekannten Vorrichtungen in keiner Weise geeignet. Überdies sind alle bisher bekanntgewordenen Vorrichtungen verhältnismäßig schwer, aufwandig und kostspielig, und auch in dieser Hinsicht wird eine Vereinfachung angestrebt.

Um dies zu erreichen, zeigt die erfindungsgemäße Lösung die Besonderheit, daß zwischen der die Wählglieder antreibenden Welle und der die Eingänge der Überlastungskupplungen antreibenden Welle eine Schaltvorrichtung vorgesehen ist, die aus zwei zueinander axial bewegbaren, je mit einer der Wellen verbundenen Teile besteht, und daß mit einem dieser Teile ein durch dessen Axialbewegung steuerbarer Schalter vorgesehen ist, der parallel zu einem von der Einstellung des Wählschalters beeinflußten Relaisschalter im Speisekreis des Antriebsmotors liegt.
Bei dieser Lösung braucht das elektromagnetische Relais in erster Linie jetzt nur den Drehsinn des Motors zu ändern, da die Sperrklinke für die Wählgliederwelle entfällt, so daß dieses Relais billiger und leichter ist und außerdem an einer beliebigen Stelle der Anlage angeordnet werden kann. Weiter erübrigen sich die von den Überlastungskupplungen betätigten Schalter.

Die beiden axial zueinander bewegbaren Teile der Schaltvorrichtung können, aus einer mit mehrgängigem Außengewinde versehenen Spindel und einer

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axial unverschiebbar angeordneten Mutter bestehen. bare Freilaufkupplung 6 treibt eine Welle 8 an, die Der Antrieb der Spindel von der antreibenden Welle Wählglieder 9,10,11 antreibt. Auf der Welle 8 sitzt kann über eine Untersetzung und der Antrieb der außerdem der Kollektor 2, so daß dieser sich zusam-Mutter von der antreibenden Welle über eine,Über- men mit der Freilaufkupplung 6 dreht. Die Freilaufsetzung erfolgen. 5 kupplung 7 treibt durch die Welle 12 die Eingangs-"t)re Übersetzung auf die Mutter ist zweckmäßig teile von Überlastungskupplungen 13, 14, 15 an; die derart gewählt, daß letztere bei einer von den Wähl- Ausgangskupplungen dieser Überlastungskupplungen rädern durchlaufenen maximalen Winkelverdrehung sind mit den einzustellenden Gliedern 16, 17 und 18 von 360°, dividiert durch die Anzahl der vorhandenen verbunden. Weiter ist ein elektromagnetisches Relais Sperrklinken, von der Spindel frei steht und dann in io vorgesehen, das aus einer Spule 19 und einem Schalter bezug auf die Spindel frei drehbar ist, ohne daß eine 20 besteht. Die Welle 8 treibt, wie in Fig. 2 dargeaxiale Verstellung der Spindel erfolgt. Die Spindel stellt ist, über ein Zahnrad 21 einen Zahnkranz 22 auf kann, nachdem sie von der Mutter getrennt worden einer Mutter 23; diese Mutter 23 wirkt mit Schraubst, ständig gegen das Ende der Mutter angedrückt .... bengewinde 24a einer Spindel 24 zusammen. Diese bleiben, wodurch ein schnelles Eingreifen der Spindel 15 Spindel 24, die ein Zahnrad 25 trägt, wird über dieses in die Mutter verbürgt ist. Zahnrad und ein Zahnrad 12 ce von der Welle 12 an-

Nach einer besonderen Ausbildung der Erfindung getrieben. Die Mutter 23, deren Verlängerung in einer wird bei Drehung der Mutter die Spindel von der Gestellplatte 26 und in einer zweiten Platte 27 geMutter in axialer Richtung mitgenommen, ohne daß lagert ist, besitzt weiter einen Kragen 23 a, so daß dann Drehung der Spindel stattfindet, wobei dann die 20 axiale Verstellung der Mutter nicht möglich ist. Die über die Getrieberäder bewirkte Umlaufbewegung der Spindel 24 weist weiter eine Nut 28 auf, in welche Spindel entsprechend der Steigung des Schrauben- eine Blattfeder 29 greift, die am anderen Ende an gewindes mindestens einen.Winkel von 400° zu durch- einer Platte 30 befestigt ist. In dieser Platte 30 sowie laufen hat, bevor die dadurch axial verschobene in der Mutter 23 ist die Spindel 24 außerdem geSpindel die Schaltvorrichtung auslöst. Diese Ausbil- 25 lagert. Die Spindel 24 besitzt weiter einen in einem dung bewirkt, daß die einzustellenden Wellen, die ja Stift 32 endenden konischen Teil'31. Schließlich sind von der auch die Spindel antreibenden Welle ange- zwei Schalter 33, 34 schematisch dargestellt, von trieben werden, ihre Lage erreichen, bevor die Schalt- denen einer gestrichelt ist und die diametral in bezug vorrichtung tätig wird. . aufeinander zur Spindel 24 liegen; ihre Bedienungs-

Die Spindel kann auf verschiedene Weise mit der 30 teile ruhen gegen die Außenfläche des konischen Tei-

S ehalt vor richtung zusammenarbeiten. Zweckmäßig Ies31.

besitzt die Spindel an der Außenseite einen konischen Die Wirkungsweise des geschilderten Wellenein-Teil, der sich koaxial zum Mutterkörper erstreckt Stellmechanismus ist wie folgt: Wenn der Mechanis- und dessen Oberfläche mit wenigstens einem Bedie- mus in Ruhe ist, ist das Schraubengewinde 24a ganz nungsglied des Schalters zusammenarbeitet. Diese 35 in die Mutter 23 eingeschraubt. Sobald der Wähl-Ausführungsform hat den Vorteil, daß eine verhält- schalter 1 in eine bestimmte Stellung geführt wird, nismäßig große axiale Verstellung der Spindel eine wird die Spule 19 erregt, wodurch der Schalter 20 geringe Verstellung des Bedienungsgliedes des Schal- angezogen wird. Infolgedessen wird der Motor 4 mit ters zur Folge hat, so da& sogenannte Mikroschalter Strom versorgt, der in dem Sinne umläuft, daß die verwendet werden können. 40 Freilaufkupplung 6 in Pfeilrichtung mitgenommen

Es können nach einer weiteren Ausgestaltung der wird. Diese Freilaufkupplung nimmt dann den KoI-

Erfindung auch mehrere Schalter vorgesehen sein, lektor 2 und die Welle 8 mit, wodurch die Wähl-

deren Bedienungsglieder in der gleichen, sich senk- räder 9,10,11 auch in Drehung versetzt werden. Wei-

rccht zur Mittellinie der Spindel erstreckenden Ebene ter wird die Mutter 23 von der Welle 8 über die

liegen und deren Berührungspunkte mit zum konischen 45 beschleunigende Übersetzung 21-22 mitgenommen.

Teil der Spindel zweckmäßig den gleichen Abstand Diese beschleunigende Übersetzung ist, auch ent-

r.ufweisen. Hierdurch gleichen sich die radialen sprechend der Steigung des Schraubengewindes 24a,

Drücke der Bedienungsglieder auf dem konischen derart bestimmt, daß die Spindel 24, die sich axial in

Teil aus, so daß kein resultierender Radialdruck sich bezug auf die Mutter 23 bewegen kann und von der

auf die Spindel auswirkt. ' 5° Blattfeder 29 ständig gegen die Mutter angedrückt

Schließlich kann der konische Teil der Spindel mit wird, mit dem Gewinde 24α aus der Mutter 23 her-

r'nem zentrisch angeordneten Stift versehen sein, der ausgeschraubt ist, wenn die Wählräder einen Winkel

eine Signalisiereinrichtung bedient oder selbst mit durchlaufen haben, der von dem Abstand zwischen

einer Anzeigemarke ausgestattet ist, so daß die Lage zwei aufeinanderfolgenden Sperrhebeln bestimmt

Her Spindel in bezug auf die Mutter sichtbar gemacht 55 wird. Gibt es also, wie üblich, zwölf Klinken und

werden kann. Sperrhebel, so ist die Übersetzung derart, daß, nach-

Die Erfindung wird an Hand der Zeichnung näher dem die Wählräder einen Winkel von 30° durchlaufen

erläutert, in der haben, die Spindel 24 aus der Mutter herausge-

Fig. 1 schematisch einen Welleneinstellmechanis- schraubt worden ist. Das Mitdrehen der Schraub-

müs und 60 spindel mit der Mutter 23 wird dadurch verhütet, daß

Fig. 2 die Konstruktion des Mechanismus darstellt, das Zahnrad 25 von der Welle 12 angetrieben wird der zwischen der die Wählglieder antreibenden Welle und eine Drehung dieser Welle durch die Freilaufund der die Überlastungskupplungen antreibenden kupplung 7 verhütet wird. Durch die axiale Bewegung \VelIe angeordnet ist. der Spindel 24 wird der Konus 31 ebenfalls axial

In Fig. 1 ist 1 ein Wählschalter mit zwölf Stellun- 65 verstellt, und dieser bewegt dann das Bedienungsglied

gen, der elektrisch mit einem Kollektor 2 verbunden des Schalters 33 derart, daß der Schalter geschlossen

ist. Bei 3 wird eine Stromquelle angeschlossen. Ein wird. Der Schalter 33 ist in den Motorspeisekreis,

umschaltbarer Motor 4 treibt über eine Übersetzung 5 und zwar parallel zum Schalter 20, aufgenommen, der

zwei Freilaufkupplungen 6 nnd 7 an. Die ausschließ- in diesem Augenblick auch noch geschlossen ist. Ha-

lich in der mit dem Pfeil angedeuteten Richtung dreh- 70 ben nun die Wählräder 9,10,11 die gewünschte Lage

erreicht, so nimmt der Kollektor 2 eine solche Lage ein, daß die Spule 19 stromlos wird; der Schalter 20 kehrt in die dargestellte Lage zurück, und der Drehsinn des Motors ändert sich, da jetzt der Motor über den geschlossenen Schalter 33 Strom empfängt. In diesem Augenblick ist die Welle 8 durch die Freilaufkupplung 6 gesperrt; Drehung der Mutter23 ist also ebenfalls verhindert. Jetzt dreht sich die Welle 12, da sich die Freilaufkupplung 7 in Pfeilrichtung dreht. Die Welle 12 nimmt die Eingangsteile der Überlastungskupplungen 13,14,15 mit, und die Ausgangsteile dieser Kupplungen bewegen die einzustellenden Glieder 16,17,18. Außerdem wird das Zahnrad 25 und infolgedessen die Gewindespindel 24 mitgenommen, so daß diese sich dreht, "sich axial verstellt und in die Mutter eingeschraubt wird. Axiale Verstellung der Mutter selbst ist nicht möglich, da der Kragen 23 a diese axiale Verstellung verhindert. Die vefzö¹ gernde Übersetzung 12 a· bis 25 zwischen der Welle 12 und der Spindel 24 ist nun derart, daß diese Welle mindestens einen Winkel von 400° zu durchlaufen hat, bevor die Spindel 24 vollkommen in die Mutter 23 eingeschraubt ist. Dies verbürgt, daß die einzustellenden Glieder 16, 17, 18 die gewünschte Lage eingenommen haben und die Überlastungskupplungen 13, 14, 15 ausgeschaltet worden sind. Ist schließlich die Spindel 24 in bezug auf die Mutter 23 weitmöglichst axial verstellt worden und ist sie also ganz in diese Mutter eingeschraubt, so wird der Schalter 33 wieder ausgerückt, da der Konus 31 das Bedienungsglied dieses Schalters wieder eindrückt; da dieser Schalter

33 in den Motorstromkreis aufgenommen ist, wird dem Motor jetzt kein Strom zugeführt, so daß er abstoppt und die ganze Anlage zum Stillstand kommt.

Es sind also beim ganzen Welleneinstellmechanismus nur zwei Schalter erforderlich, d. h. der Schalter 20, der von der Spule 19 gesteuert wird, und der von der axialen Bewegung der Spindel 24 bediente Schalter 33. Selbstverständlich können mehr Schalter als mit

34 angedeutet verwendet werden. Diese können dann z. B. zu Signalisierzwecken benutzt werden. Wird dieser Schalter 34 verwendet, so werden sämtliche Schalter zweckmäßig derart angeordnet, daß kein resultierender Druck auf die Welle 24 entsteht.

Zum Unterschied von den bisher üblichen Anordnungen bewegt die Spule 19 ausschließlich den Schalter 20. Diese Spule kann also viel leichter als bisher ausgebildet sein, und außerdem können die Spule 19 und der Schalter 20 beliebig in der Anlage angeordnet sein, wo zufällig Platz vorhanden ist, da sie nicht an eine feste Stelle gebunden sind. Da der Motor meist mit Wechselstrom betrieben wird, wird die Spule mit Gleichstrom erregt. Die Spule kann in der dargestellten Ausbildung leichter als früher ausgebildet werden, da sie nur einen Schalter betätigt. Infolgedessen ist der Gleichstromverbrauch viel geringer, was bei Akkumulatorspeisung, die meist diesen Gleichstrom liefert, vorteilhaft ist.

Die Welle 32 kann zur Bedienung einer Signalisiervorrichtung verwendet werden, die z. B. anzeigt, daß die Mutter 23 frei von der Spindel 24 steht. Es kann aber diese Welle 32 auch an ihrem Ende mit einem Zeichen, z. B. mit einem roten Fleck, versehen sein. Die Lage dieses Zeichens ist eine Anzeige der Stellung der Wählräder und kann also zur richtigen Einstellung des Mechanismus und zur Einstellung der gewünschten Lagen der einzustellenden Glieder benutzt werden.

Selbstverständlich können die Überlastungskupplungen 13, 14, 15 in bekannter Weise mit Schaltern versehen sein, die beim Unterbrechen und Wiederherstellen der Kupplung bedient werden. Diese Schalter können dann zu Signalisierzwecken, zum Zu- oder Abschalten von Widerständen, Kondensatoren oder ähnlichen Schaltteilen und zu weiteren Zwecken benutzt werden; für die Wirkungsweise des Welleneinstellmechanismus an sich sind diese Schalter aber nicht erforderlich.

Claims (9)

Patentansprüche-.

1. Vorrichtung zur Winkelverstellung von Wellen, die in bestimmten, wählbaren Winkeleinstellungen schaltungstechnische oder mechanische Vorgänge auslösen, z. B. Wellen optischer und feinmechanischer Geräte oder drahtloser Empfänger und Sender, unter Verwendung von zwei in entgegengesetzten Richtungen arbeitenden, von einem in zwei Drehrichtungen umlaufbaren Elektromotor antreibbaren Freilaufkupplungen, deren eine über Überlastungskupplungen mit einer oder mehreren einzustellenden Wellen verwendbar ist und von denen eine weitere mit einer die Wählglieder antreibenden Welle verwendbar ist, weiter unter Verwendung von die Lage der Wellen bestimmenden Sperrklinken und Sperringen, einem den Drehsinn des Motors steuernden elektromagnetisch betätigten Relais, einem Wählschalter und einem auf der die Wählglieder antreibenden Welle sitzenden, mit dem Wählschalter elektrisch verbundenen Kollektor, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der die Wählglieder (9,10,11) antreibenden Welle (8) und der die Eingänge der Überlastungskupplungen (13,14,15) antreibenden Welle (12) eine Schaltvorrichtung vorgesehen ist, die aus zwei zueinander axial bewegbaren, je mit einer der Wellen (8,12) verbundenen Teilen (23,

24) besteht, und daß mit einem dieser Teile (24) ein durch dessen Axialbewegung steuerbarer Schalter (33) vorgesehen ist, der parallel zu einem von der Einstellung des Wählschalters (1) beeinflußten Relaisschalter (19, 20) im Speisekreis des Antriebsmotors (4) liegt.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden axial zueinander bewegbaren Teile der Schaltvorrichtung aus einer mit mehrgängigem Außengewinde (24a) versehenen Spindel (24) und einer axial unverschiebbar angeordneten Mutter (23) bestehen.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Antrieb der Spindel (24) von der Welle (12) über eine Untersetzung (12 a,

25) und der Antrieb der Mutter (23) von der Welle (8) über eine Übersetzung (21,22) erfolgt.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Übersetzung auf die Mutter

(23) derart gewählt ist, daß letztere bei einer von den Wählrädern durchlaufenen maximalen Winkelverdrehung von 360°, dividiert durch die Anzahl der vorhandenen Sperrklinken, von der Spindel frei steht und dann in bezug auf die Spindel

(24) frei drehbar ist, ohne daß eine axiale Verstellung der Spindel erfolgt.

5. Vorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Spindel (24), nachdem sie von der Mutter (23) getrennt worden ist, ständig gegen das Ende der Mutter angedrückt bleibt.

6. Vorrichtung nach den Ansprüchen 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß bei Drehung der Mutter (23) die Spindel (24) von der Mutter in axialer Richtung mitgenommen wird, ohne daß

dann eine Drehung der Spindel stattfindet, und daß die über die Getrieberäder (12a, 25) bewirkte Umlaufbewegung der Spindel (24) entsprechend der Steigung des Schraubengewindes (24 a) mindestens einen Winkel von 400° zu durchlaufen hat, bevor die dadurch axial verschobene Spindel (24) die Schaltvorrichtung auslöst.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Spindel (24) an der Außenseite einen konischen Teil (31) besitzt, der sich koaxial zum Mutterkörper erstreckt und dessen Oberfläche mit wenigstens einem Bedienungsglied (33) des Schalters zusammenarbeitet.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Schalter vorgesehen

sind, deren Bedienttngsglieder (33, 34) in der gleichen, sich senkrecht zur Mittellinie der Spindel erstreckenden Ebene liegen und deren Berührungspunkte mit zum konischen Teil (31) zweckmäßig den gleichen Abstand aufweisen. '

9. Vorrichtung nach den Ansprüchen 7 und 8, dadurch gekennzeichnet, daß der konische Teil (31) der Spindel (24) mit einem zentrisch angeordneten Stift (32) versehen ist, der eine Signalisiervorrichtung bedient oder selbst mit einer Anzeigemarke ausgestattet ist.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschriften Nr. 631 665, 631 113;
USA.-Patentschrift Nr. 2 588 213.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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