DE1123736B

DE1123736B - Step switch controlled by a ratchet wheel

Info

Publication number: DE1123736B
Application number: DEO6541A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Fritz Ohle
Original assignee: FRITZ OHLE DIPL ING
Current assignee: FRITZ OHLE DIPL ING
Priority date: 1959-01-09
Filing date: 1959-01-09
Publication date: 1962-02-15

Description

Durch ein Schaltrad gesteuerter Schrittschalter Es gibt bereits Schrittschalter in den verschiedensten Ausführungen. Diese Schrittschalter sind deswegen verhältnismäßig teuere Schalter, weil sie zur Erfüllung ihrer Schaltfunktion einen erheblichen Aufwand an Schaltmitteln sowohl zur mechanischen als auch zur elektrischen Schaltung erfordern. Die hervorstechenden Einzelteile bei den bekannten Schaltern dieser Art sind Hebel, Schraubenfedem, Anschlagteile, Kontaktsätze mit besonderen Haltern dazu, Schleiffedern und eine Menge von Achsen und Lagern.Step switch controlled by a ratchet wheel Step switches are already available in a wide variety of designs. These step switches are relatively expensive switches because they require a considerable amount of switching means for both mechanical and electrical switching in order to fulfill their switching function. The salient items in the known switches of this type are levers, coil springs, stop parts, contact sets with special holders for them, slide springs and a lot of axles and bearings.

Für viele Gebiete der Technik, insbesondere da, wo es auf den Einsatz von Schrittschaltern in großer Stückzahl ankommt, wie z. B. in der Reklametechnik (bewegliche Lichteffekte an Industrie-Reklameapparaten) oder neuerdings bei Spezialtechniken (Automatisierung bei Maschinen und Fahrzeugen, Raketensteuerungen), braucht man Schrittschalter, die ein unter Umständen sehr umfangreiches Programm steuern, aber aus irgendwelchen Gründen einfach und auch klein und - wie z. B. bei Reklameapparaten - auch noch sehr billig und dabei doch vollkommen betriebssicher sein müssen.For many areas of technology, especially where the use of step switches in large numbers is important, such as B. in advertising technology (moving light effects on industrial advertising devices) or more recently in special technologies (automation of machines and vehicles, rocket controls), you need step switches that control a possibly very extensive program, but for some reasons simple and also small and - such as B. in advertising equipment - also have to be very cheap and yet completely reliable.

Nach der Erfindung löst diese umfangreiche Aufgabe ein durch ein Schaltrad gesteuerter Schrittschalter, bei dem Schaltrad und Schlitzscheibe ineinandersteckbar angeführt sind und die von den Schlitzscheiben cresteuerten Kontakte in einem Kontaktfedernpaket e angeordnet sind, dessen Achse parallel zur Drehachse des Schaltrades und der Schlitzscheiben liegt. Auf dieser Erfindung baut sich ein Schrittschalter auf, der sich baukastenmäßig für mehrere Stromverbraucherkreise erweitern läßt und in gegebenen Grenzen außerdem für verschiedene Schrittzahlen verwendbar ist. Die, Ausführung wird besonders einfach, wenn weiter der Fortschaltung dienende Schaltfedem im Kontaktfedernpaket gleich mit eingeschlossen sind.According to the invention, this extensive problem is solved by a ratchet wheel Controlled step switch, in which the ratchet wheel and slotted disc can be plugged into one another and the contacts controlled by the slotted washers in a contact spring package e are arranged, the axis of which is parallel to the axis of rotation of the ratchet wheel and the slotted disks lies. On this invention, a step switch is built, which is modular can be expanded for several power consumer groups and within given limits as well can be used for different numbers of steps. The, execution is particularly easy, if the switching springs in the contact spring package that serve further switching are the same are included.

Zum Schrittschalter des in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels gehören als Schaltrad eine Scheibe mit Löchern nach Fig. 1 zur Fortschaltung und für jeden Stromverbraucherkreis eine Scheibe mit Schlitzen nach Fig. 2.The step switch of the exemplary embodiment shown in the drawing includes a disk with holes as shown in FIG. 1 as a switching wheel and a disk with slots as shown in FIG. 2 for each power consumer circuit.

Erstere ist aus Metall oder aus Isolierstoff, letztere aus Isolierstoff. Grundsätzlich lassen sich beide Scheibenarten aus Isolierstoff herstellen, und sie können auch gleicher Art sein. Jedoch ist die Lochung für die Fortschaltung hier die zu bevorzugende Art. In der Mitte haben diese Scheiben einen Vierkant od. dgl., mit dem sie nach Fig. 4 ineinandergesteckt werden, und so gegeneinander nicht verdrehbar sind. Dagegen lassen sie sich mit ihrer Achse oder bei feststehender Achse um diese drehen. In Fig. 3 wird im Grundriß gezeigt, wie der Schrittschalter arbeitet. Man blickt von oben auf eine Grundplatte 1, auf der drehbar eine Lochplatte 2 gelagert ist. In eins der Löcher greift der nach unten abgebogene Haken 7 einer Zugstange 3, welche eine Einbiegung 4 od. dgl. hat, durch deren Verbiegung sie auf geeignete Länge eingestellt wird. Wird nun von der Gelenköse 5 aus mit der Zugstange gezogen, so zieht diese mit ihrem Haken die Scheibe ein Stück in Pfeilrichtung. üb#er der Scheibe liegen die erfindungsgemäß angeordneten Kontakt- und Schaltfedern. In der Zeichnung sind erstere abgebrochen, und man blickt auf eine Schaltfeder 6. Diese führt an ihrem Ende die Zugstange und deren Haken 7. The former is made of metal or insulating material, the latter is made of insulating material. Basically, both types of panes can be made from insulating material, and they can also be of the same type. However, the perforation for switching is the preferred type here. In the middle, these disks have a square or the like, with which they are plugged into one another as shown in FIG. 4 and thus cannot be rotated relative to one another. On the other hand, they can be rotated around their axis or with a fixed axis. In Fig. 3 it is shown in plan how the step switch works. One looks from above onto a base plate 1 on which a perforated plate 2 is rotatably mounted. The downwardly bent hook 7 of a pull rod 3, which has a bend 4 or the like, engages in one of the holes, the bending of which adjusts it to a suitable length. If the pull rod is now pulled from the hinge eye 5 , the hook pulls the disc a little in the direction of the arrow. The contact and switching springs arranged according to the invention lie above the disk. In the drawing, the former are broken off, and one looks at a switching spring 6. This guides the pull rod and its hook 7 at its end.

Genauer wird das Ganze nun in gedrungener Form und im Seitenriß in Fig. 5 vorgeführt. Man erkennt den Haken 7 der Zugstange 3, die in einem Loch 8 der am Ende zur Verstärkung umgebogenen Schaltfeder 6 geführt wird. Entsprechend dem Hub der Zugstange (entsprechend der Lochteilung der Scheibe 2) bewegt sich der Haken in einem Schlitz der Schaltfeder 6. Beim Einschieben der Stange läuft der Haken 7 unter die Schaltfeder 9 und wird von dieser in das nächste Loch 10 der Scheibe eingeführt. Zieht nun der Haken nach außen, so wird die Lochscheibe ein Stück gedreht, bis der Haken unter der Schaltfeder 9 wieder vorkommt und dann bzw. bei Beendigung seines Hubes infolge der Kraft der Schaltfeder 6 aus seinem Loch ausgehoben wird. Die Schaltfedern 6 und 9 haben verschiedene Kraft bzw. Vorspannung. Durch Hin- und Hergehen der Zugstange mit ab- und aufschwingenden Haken wird so die Lochplatte fortgeschaltet.More specifically, will now be demonstrated in the whole more compact form and in side elevation in Fig. 5. The hook 7 of the pull rod 3 can be seen, which is guided in a hole 8 of the switching spring 6 which is bent over at the end for reinforcement. According to the stroke of the pull rod (corresponding to the hole pitch of the disc 2) the hook moves in a slot of the switching spring 6. When the rod is pushed in, the hook 7 runs under the switching spring 9 and is inserted into the next hole 10 in the disc. If the hook now pulls outwards, the perforated disc is rotated a little until the hook appears again under the switching spring 9 and then or at the end of its stroke is lifted out of its hole as a result of the force of the switching spring 6. The switching springs 6 and 9 have different forces or biases. The perforated plate is advanced by moving the pull rod back and forth with the hooks swinging up and down.

Wie weiter aus der Zeichnung ersichtlich ist, befindet sich rechts ein Aufbau aus Isolierteilen, wie er an sich zur Schichtung von Kontaktfedem bekannt ist. Zwischen je zwei gleichen ineinandergreifenden Isolierteilen 11 werden die Schaltfedern 6 und 9 gebettet und somit gehalten, wenn hernach das ganze Paket zusammengepreßt und vernietet oder verschraubt od. dgl. wird.As can also be seen from the drawing, there is a structure of insulating parts on the right, as is known per se for the layering of contact springs. The switching springs 6 and 9 are embedded between each two identical interlocking insulating parts 11 and are thus held when the whole package is subsequently pressed together and riveted or screwed or the like.

über der Schaltscheibe 2 werden die Scheiben für die Stromverbraucherkreise angeordnet. Gezeichnet ist von einer solchen Scheibe 12 nur das Randstück, das über den betreffenden Löchern der Scheibe 2 liegt und mit dieser mitgedreht wird. Die Kontaktfedem 13 und 14 gehören zu einem programmäßig zu schaltenden Stromverbraucher, z. B. einer Glühlampe. Ist nun aus der radial geschlitzten Scheibe 12 ein Sektor ausgebrochen, so machen diese Kontaktfedern an der ausgebrochenen Stelle, Kontakt, wie gezeichnet, und schließen somit den Stromkreis für die Lampe. Mehrere Ausbruchstellen lassen nun auf diese Art die Lampe wiederholt oder mehr oder weniger lange aufleuchten, wenn sich die Scheibe dreht.Above the switching disk 2, the disks for the power consumer circuits are arranged. Of such a disk 12, only the edge piece is shown, which lies over the relevant holes of the disk 2 and is rotated with the latter. The contact springs 13 and 14 belong to a program to be switched power consumer, z. B. an incandescent lamp. If a sector has now broken out of the radially slotted disk 12, these contact springs make contact at the broken out point, as shown, and thus close the circuit for the lamp. In this way, several breakout points let the lamp light up repeatedly or for a longer or shorter period when the disk rotates.

Mit Hilfe der Vierkanteinrichtung od. dgl. werden so viele Scheiben übereinander und gleichzeitig im Paket so viele Kontaktfederpaare übereinander angeordnet, wie man Stromverbraucherkreise schalten will.With the help of the square device or the like, so many disks one above the other and at the same time in the package as many pairs of contact springs arranged one above the other, how to switch power consumer circuits.

Je nach den ausgebrochenen Sektoren läßt sich ein beliebiges Programm für diese Stromverbraucher schalten. Der Aufbau der Scheiben und das Federpaket lassen sich beliebig erhöhen. Bei gleichem Schaltschritt spielt auch grundsätzlich der Durchmesser der Scheiben und damit die Anzahl der Schritte für eine Umdrehung keine Rolle. Man muß lediglich dafür sorgen, daß die Federn lang genug sind und genügend weit die Scheiben überspannen, wobei auf den richtigen Abstand der Scheibenmittelpunkte von den Federn zu achten ist.Any program can be used depending on the sectors broken out switch for these electricity consumers. The structure of the washers and the spring package can be increased as required. With the same switching step also plays in principle the diameter of the discs and thus the number of steps for one revolution not matter. You just have to make sure that the springs are long enough and Spanning the panes sufficiently far, ensuring the correct distance between the center points of the panes care about the feathers.

Eskannnunvorkommen,daß alleStromverbraucherkreise bei bestimmten Stellungen der Scheiben geschlossen sein sollen. In einer solchen Stellung sind dann alle entsprechenden Sektoren aus den Scheiben ausgebrochen. Das drehende System hat dann keinen festen Halt für die bestimmte Stellung, weil nach Fortfall der Sektoren auch die von diesen mit den Kontaktfedern erzeugte Reibungskraft fortfällt. Um immer etwas Reibung zu haben, wird die Schaltscheibe 10 oder eine andere Scheibe abgebremst. Hierzu dienen z. B. die Bremsfedern 15, die ebenfalls mit im Paket eingeschichtet werden.It can now happen that all power consumer circuits should be closed at certain positions of the discs. In such a position, all the relevant sectors have broken out of the disks. The rotating system then has no firm hold for the specific position, because once the sectors have ceased to exist, the frictional force generated by them with the contact springs also ceases to exist. In order to always have some friction, the switching disk 10 or another disk is braked. For this purpose z. B. the brake springs 15, which are also layered in the package.

In einzelnen Fällen ist es nötig, in anderen Fällen zweckmäßig, daß die Schalt- und Kontaktfedern geschlitzt sind. Sofern es sich um Kontaktfedern handelt, ist bei mehrfingrigen Kontaktfedern immer ein sicherer Kontakt durch dadurch gegebene mehrere Berührungsstellen gewährleistet. Dies ist dann z. B. wichtig, wenn auf besondere Veredelung der Kontaktstellen verzichtet wird, wie das ja bei billiger Ausführung des Schrittschalters erforderlich ist. Dafür hat der Ruhekontakt der Kontaktfedern aber auch den Vorteil, daß er durch die Reibung laufend abgerieben und damit gesäubert wird. Schließlich sorgt die üblich hohe Lichtnetzspannung dafür, daß Oxydstellen von der Spannung durchschlagen werden. Man tut auch gut, dafür zu sorgen, daß Haltepunkte vorhanden sind, an denen Funkenlöschkondensatoren und andere Bauelemente der Elektrotechnik, vor allem auch Widerstände, befestigt werden. So ordnet man ebenfalls im Paket geeignete Haltebleche an, die je nach Zweck mit den Kontaktfedern leitend verbunden oder von diesen isoliert sind. Schließlich ist es auch von Vorteil, das Paket gleich mit den Halteteilen für die Achse der Scheiben zu vereinigen, indem z. B. ein Lagerblech oder die Grundplatte mit dem Paket verpreßt wird. Das Verpressen des Paketes wiederum geschieht auf billige Art dadurch, daß man durch die Löcher der Isolierteile 11 und der von diesen gehaltenen Federn Drähte steckt, die beiderseits unter Zusammenpressen der Paketteile an den Enden umgebogen werden.In individual cases it is necessary, in other cases expedient, that the switching and contact springs are slotted. If contact springs are involved, reliable contact is always guaranteed with multi-finger contact springs due to the multiple contact points. This is then e.g. B. important if special finishing of the contact points is dispensed with, as is necessary with cheaper design of the step switch. On the other hand, the normally closed contact of the contact springs also has the advantage that it is continuously rubbed off by the friction and thus cleaned. Finally, the usually high mains voltage ensures that oxide areas are broken down by the voltage. It is also good to make sure that there are holding points at which spark quenching capacitors and other electrical components, especially resistors, can be attached. In this way, suitable retaining plates are also arranged in the package, which, depending on the purpose, are conductively connected to the contact springs or isolated from them. Finally, it is also advantageous to unite the package with the holding parts for the axis of the discs by z. B. a bearing plate or the base plate is pressed with the package. The compression of the package, in turn, is done inexpensively by inserting wires through the holes in the insulating parts 11 and the springs held by them, the ends of which are bent over on both sides while compressing the package parts.

Die Zahl der Schaltschritte für die Umdrehung beträgt mit Vorteil ein ganzzahliges Vielfaches von mehreren Zahlen 1, 2, 3, 4 ... Für Reklame ist es insbesondere die Zahl 12. Man kann damit die Schaltungen mehrerer Stromverbraucherkreise leichter koordinieren, indem ihre Schaltzeiten in bestimmte Verhältnisse zueinander gebracht werden.The number of switching steps for the rotation is advantageously an integer multiple of several numbers 1, 2, 3, 4 ... For advertising, it is particularly the number 12. This makes it easier to coordinate the switching of several power consumer circuits by dividing their switching times into certain Relationships are brought to one another.

Da der Antrieb des Schrittschalters sehr leicht ist, läßt er sich gut mit einem Pendel kuppeln und von diesem antreiben. Das Pendel greift über die an ihr anzulenkende Gelenköse 5 (in Fig. 3) mit der Zugstange 3, wie beschrieben, am Schrittschalter an. Es gibt bereits Elektropendel, insbesondere für Reklameapparate, so daß solche Pendel nicht weiter beschrieben werden müssen. Auch mittels beweglicher Kerne in Solenoidspulen oder mittels bekannter Relaisanker läßt sich der Stufenschalter antreiben, schließlich auch von motorischen Antrieben oder von rotierenden Maschinenteilen aus, wobei die Kurbelstange zugleich die Zugstange ist.Since the drive of the step switch is very light, it can be easily coupled with a pendulum and driven by this. The pendulum engages with the pull rod 3, as described, on the step switch via the hinge eye 5 to be attached to it (in FIG. 3). There are already electric pendulums, especially for advertising equipment, so that such pendulums do not need to be described further. The tap changer can also be driven by means of movable cores in solenoid coils or by means of known relay armatures, and finally also from motor drives or from rotating machine parts, the connecting rod being the pull rod at the same time.

Claims

PATENT CLAIMS: 1. Step switch controlled by a ratchet wheel, characterized in that ratchet wheel and slotted disc (12) can be plugged into one another (Fig. 4) and that the contacts (13, 14) controlled by the slotted discs (12) are arranged in a contact spring package, whose axis is parallel to the axis of rotation, the ratchet wheel and the slotted disks.

2. Step switch according to claim 1, characterized in that the pull rod (3 ) engaging in holes of the ratchet wheel (2) during its free-running advance by means of an angle spring od. DgL (9) with a hole (10) of the switching disc (2) in engagement is brought. 3. Step switch according to claim 2, characterized in that the discs are layered while od with square pieces. 4. Step switch according to one of claims 2 or 3, characterized in that the disks have the same diameter and / or the same pitch circles for their slots and / or for their holes. 5. Step switch according to one of the preceding claims, characterized in that the contact springs and / or the switching springs are slotted or executed with multiple fingers. 6. Step switch according to one of the preceding claims, characterized in that essentially one of the switching springs leads the hook-shaped end of a pull rod and another switching spring introduces the hook into holes or slots of the switching disk. 7. Step switch according to claim 6, characterized in that the hook-guiding switching spring gets a special guide piece or od by bending. Like. Is reinforced. 8. Step switch according to one of the preceding claims, characterized by contact springs with normally closed contact, which is opened by segments of the insulating washers and closed when segments have broken out. 9. Step switch according to one of the preceding claims, characterized by a number of switching steps for one revolution - z. B. 12, 24, 60 -, which by several numbers - z. B. 1, 2, 3, 4 .. . - is completely divisible. 10. Step switch according to one of the preceding claims, characterized in that it or its disks are constructed so that the disks are all the same and can be used for both the electrical and the mechanical circuits. 11. Step switch according to one of the preceding claims, characterized in that its rotation is braked by means of one or more brake springs or the discs are thereby held in the assumed step position and the brake springs are layered with the other springs in the common package. 12. Step switch according to one of the preceding claims, characterized in that guide means for the disk axis are also arranged in the package and / or the package is arranged on a guide part for the disk axis. 13. Step switch according to one of the preceding claims, characterized in that the package also or retaining plates. B. spark extinguishing capacitors, resistors or the like. Contains. 14. Step switch according to one of the preceding claims, characterized in that the package is held together and / or fastened by means of bent pieces of wire. 15. Pull rod to a step switch according to one of the preceding claims, characterized by means for shortening it or for setting its correct length, for. B. by an eyelet, loop or some turns that can be bent. 16. Drive to a step switch according to one of claims 1 to 14, characterized by a pendulum with which the step switch is preferably coupled via a pull rod according to claim 8. 17. Step switch according to one of claims 1 to 14, characterized in that it forms a structural unit with its drive as a circuit component. Considered publications: German Patent Nos. 643 640, 393 937, 912 123, 843 267; U.S. Patent No. 2,715,703.