DE1192476B - Zwischen eine Antriebswelle und eine getriebene Welle eingeschaltetes Schrittschaltwerk - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. Cl.:

F 06h

Deutsche Kl.: 47h-5

Nummer: 1192 476

Aktenzeichen: M 42087 XII/47 h

Anmeldetag: 9. Juli 1959

Auslegetag: 6. Mai 1965

Die Erfindung bezieht sich auf ein zwischen eine Antriebswelle und eine getriebene Welle eingeschaltetes Schrittschaltwerk mit einem mit der getriebenen Welle verbundenen Schaltrad, einer das Schaltrad absatzweise weiterdrehenden Schaltklinke, einer das Schaltrad beim Rückhub der Schaltklinke gegen Rückdrehung sichernden Sperrklinke und einer Betätigungseinrichtung für die Schaltklinke, die eine mit der Antriebswelle verbundene Nockenscheibe aufweist, welche die Schaltklinke bewegt, die eine an einem Ende festgehaltene Blattfeder ist, welche sich tangential zum Schaltrad erstreckt und mit ihrem anderen freien Ende am Umfang des Schaltrades anliegt und in dessen Zähne eingreift.

Schrittschaltwerke der vorstehenden Bauart sind bekannt. Bei ihnen wird die Schaltklinke zur Durchführung des Arbeitshubes direkt von der Nockenscheibe angetrieben.

Des weiteren ist es bekannt, Federsprungwerke, die aus einer mit der Antriebswelle umlaufenden Nockenscheibe und einer durch die Nockenscheibe periodisch zu spannenden und sprunghaft zu entspannenden Feder bestehen, zwischen die Antriebswelle und die getriebene Welle von Getrieben einzu- schalten.

In der Technik besteht häufig der Bedarf nach einem Schrittschaltwerk, das Mittel zur Speicherung von Energie während einer Spannperiode und zum

Zwischen eine Antriebswelle und eine getriebene Welle eingeschaltetes Schrittschaltwerk

Anmelder:

P. R. Mallory & Co., Inc.,

Indianapolis, Ind. (V. St. A.)

Vertreter:

Dipl.-Ing. E. Prinz und Dr. rer. nat. G. Hauser, Patentanwälte,

München-Pasing, Ernsbergerstr. 19

Als Erfinder benannt:

Lyman Jay Finehout,

Kenneth Louis Ebershoff,

James Howard Overman,

Shelbyville, JIl. (V. St. A.) ' -

Endes abgenommen, wenn die vertikale Abbiegung der Feder freigegeben wird und die Feder in ihre normale Lage zurückkehren kann. Dies ist gegen-

Diese Energie wird dann freigegeben und durch eine frontale Bewegung der Feder auf ein Klinkenrad übergeführt. Die Energie wird durch Anlegen einer Kraft in der Mitte der Feder und senkrecht zu der Ebene, in der diese liegt, in der Feder geplötzlichen Freigeben von Energie während einer 30 speichert. Die gespeicherte Energie wird von der Arbeitsperiode enthält. Feder durch Ausnutzung der Bewegung ihres freien

Diese Mittel bestehen gemäß der Erfindung aus
einem an sich bekannten Federsprungwerk mit einer
durch die Nockenscheibe periodisch zu spannenden
und sprunghaft zu entspannenden Blattfeder. 35 über früheren Einrichtungen verschieden, die

Bei dem erfindungsgemäßen Schrittschaltwerk Energie entweder durch Strecken oder Zusammenwird im Gegensatz zu den vorstehend erwähnten be- drücken oder durch Aufwickeln einer Feder speikannten Schrittschaltwerken die Schaltklinke zur ehern und bei denen die Freigabe dieser Energie Durchführung des Arbeitshubs nicht durch die in der gleichen Weise erfolgt, in welcher diese ge-Nockenscheibe direkt, sondern durch die vorher in 40 speichert wurde, mit dem einzigen Unterschied, daß der Feder des Federsprungwerkes mittels der die Richtung entgegengesetzt ist. Das vorliegende Nockenscheibe gespeicherte Energie betätigt. »Blattfeder«-Antriebsglied ist mit arbeitsmäßigen

Der Vorschubmechanismus des Schrittschaltwerks Vorteilen verbunden, die eine konstante Freigabe mit der nockenbetätigten Folgesteuerung enthält der gespeicherten Energie über eine bestimmte Zeiteine flache Feder von im wesentlichen dünnem 45 periode gestatten und die es ermöglichen, daß die Querschnitt, die in ihrer Längsabmessung in einem gespeicherte Energie vollständig in solcher Weise Führungsteil gehalten wird. Dieser Führungsteil ent- gegen das mit Zähnen versehene Rad wirkt, daß hält eine Rolle, welche der Fläche eines betätigen- dieses in konstanter Weise angetrieben wird,
den Nockens folgt. Auf die flache Blattfeder wird Ein besonderer Vorteil des erfindungsgemäßen

in vertikaler Richtung eine Kraft so ausgeübt, daß 50 Schrittschaltwerkes ergibt sich daraus, daß die die durch den Antriebsmotor gelieferte Energie ge- Schaltklinke bildende Blattfeder gleichzeitig die speichert wird. Feder des Federsprungwerkes darstellt, wodurch

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eine sehr einfache, betriebssichere, leicht und billig parallelen Schenkeln des U-förmigen Schwenkannes

herstellbare sowie genau arbeitende Konstruktion zwischen diesen seitlich geführt ist.

erzielt wird. Es empfiehlt sich, dem vorderen Stegteil eine

Vorzugsweise wirkt die Nockenscheibe auf die gewölbte Form zu geben, damit er sich der Feder-Blattfeder etwa in der Mitte zwischen deren freiem 5 durchbiegung besser anpaßt.
Ende und dem festgehaltenen Ende ein und biegt Die Nockenscheibe weist, wie an sich bekannt, die Blattfeder zum Spannen in Richtung senkrecht vorzugsweise am Umfang mehrere Kurvenstücke auf, zur Federebene durch. In diesem Falle wird die von die sich von Punkten, die auf einem kleineren Rader Feder zu speichernde Energie in Richtung senk- dius liegen, zu Punkten erstrecken, die auf einem recht zur Federebene auf die Feder übertragen, io maximalen Radius liegen, wobei diese Kurvenstücke während die Freigabe der Energie in der Feder- durch Abschnitte verbunden sind, die im wesentebene, und zwar in Längsrichtung der Feder statt- liehen radial verlaufen,
findet. Durch die vorstehende Ausbildung der Nocken-

Durch das letztgenannte Merkmal wird erreicht, scheibe wird erreicht, daß der Abstand zwischen den daß die in der Blattfeder gespeicherte Energie bei 15 Kontakten einer an das Schrittschaltwerk angeder Entspannung der Feder in der Weise konstant schlossenen Schaltereinrichtung in der »Aus«-Stelfreigegeben wird, daß auf das Schaltrad ein kon- lung weitgehend konstant ist und nicht davon abstantes Drehmoment ausgeübt wird. Ein Schritt- hängt, wann die Energiezufuhr zum Motor des schaltwerk, das an die daran angeschlossenen Ein- Schrittschaltwerkes unterbrochen wird. Bei vielen richtungen ein konstantes Drehmoment liefert, eignet ao Schaltern variiert der Abstand zwischen den Konsich insbesondere zur Betätigung von Programm- takten bei Abschaltung der Energiezufuhr gemäß der oder Steuerschaltern zur Inbetriebnahme einer Stellung der Kontakte zu dieser Zeit. Dies kann dazu Reihe von elektrischen Schaltungen in einer vorbe- führen, daß bei zu kleinem Abstand zwischen den stimmten zeitlichen Folge. Bei Verwendung des Kontakten Überschläge oder Lichtbogen auftreten, vorstehend ausgebildeten erfindungsgemäßen Schritt- 25 wenn der Motor wieder in Betrieb gesetzt wird, und Schaltwerkes kommt es nicht zu dem als »Kriechen« die Kontakte durch diese Überschläge oder Lichtdes Schalters bekannten gefürchteten Zustand, der bogen erheblich beschädigt werden. Bei Verwendie Ursache für mannigfaltige Fehler bei programm- dung des erfindungsgemäßen Schrittschaltwerkes ist gesteuerten elektrischen Schaltungen ist. diese Gefahr völlig beseitigt, da das Nockenfolge-

Vorzugsweise wird, wie an sich bekannt, die 30 glied, sobald es einmal über den der geschlossenen

Blattfeder von dem Nocken über ein Nockenfolge- Kontaktstellung entsprechenden Gipfelpunkt der

glied gespannt, das einen an einem Ende um einen Kurvenfläche der Nockenscheibe hinweggelaufen ist,

Drehzapfen senkrecht zur Nockenwelle schwenk- unter der Wirkung der in der Feder gespeicherten

baren Schwenkarm, einen am anderen Ende des Energie mit Sicherheit auf der im wesentlichen ra-

Schwenkarmes angebrachten, auf dem Umfang der 35 dial verlaufenden Strecke der Nockenscheibe in die

Nockenscheibe laufenden und zur Nockenwelle bezüglich der Nockenscheibenachse am weitesten

parallelen Nockenfolgestift und eine an diesem innen liegende Stellung gelangt, die der Offenstellung

anderen Ende des Schwenkarmes angebrachte der Kontakte entspricht.

Federauflagerfläche aufweist, die in der Bewegungs- Es kann also niemals zu einer durch zu kleinen

richtung des Schwenkarmes, in der die Blattfeder ge- 40 Kontaktabstand verursachten Lichtbogenbildung

spannt wird, im Abstand über dem Nockenfolgestift oder zu einem dadurch bedingten Überschlag kom-

angeordnet ist. men, wenn das Gerät und mit ihm das Schrittschalt-

Gemäß einer zweckmäßigen Ausgestaltung der werk erneut eingeschaltet wird.

Erfindung weist der Schwenkarm einen im wesent- In der Zeichnung ist eine beispielsweise Ausfüh-

liche U-förmigen Querschnitt auf, wobei zwischen 45 rungsform der Erfindung dargestellt, und zwar ist

den freien Enden des U-förmigen Schwenkarmes ein F i g. 1 eine perspektivische Ansicht einer Ausfüh-

Teil des Steges weggeschnitten ist, der Drehzapfen rungsform des erfindungsgemäßen Vorschubmecha-

an einem Ende des Schwenkarmes parallel zum Steg nismus, der bei einem Folgesteuerschalter verwendet

durch die Seitenschenkel hindurchgeht, der Nocken- wird, die dessen Konstruktions- und Arbeitsmerk-

folgestift sich am anderen Ende zwischen den 50 male darlegt,

Schenkeln erstreckt und in diesen drehbar gelagert F i g. 2 eine Querschnittsansicht der Folge- und

ist und die Blattfeder von dem Drehzapfen, an dem Führungsmittel des Mechanismus, einschließlich der

sie verankert ist, durch die ausgeschnittene Öffnung Anordnung mit konstantem Ausgangsdrehmoment

im Steg des U-förmigen Schwenkarmes hindurch des Vorschubmechanismus, wobei der Schnitt ent-

über den am anderen Ende befindlichen verhältnis- 55 lang der Linie 2-2 der F i g. 1 vorgenommen ist,

mäßig kurzen vorderen Stegteil geführt ist, der die F i g. 3 eine Teilansicht einer Art der Befestigung

Auflagefläche der Blattfeder bildet. der flachen Feder konstanten Drehmoments an

Die Blattfeder kann um den Drehzapfen für den einem Tragstift, durch welche eine minimale Ver-

Schwenkarm herumgeschlungen sein. Eine andere Schiebung der Feder erzielt wird, und

Möglichkeit der Verankerung des festgehaltenen 60 F i g. 4 eine auseinandergezogene, perspektivische

Blattfederendes besteht darin, daß das Verankerungs- Teilansicht der in Fig. 3 gezeigten Anordnung zur

ende der Blattfeder zwischen dem Drehzapfen und Darstellung, wie die Teile zusammengehören,

dem Steg des U-förmigen Schwenkarmes angeordnet In F i g. 1 ist ein Motor 10 gezeigt, der seine

ist und einen von dem Drehzapfen weggebogenen Kraft auf ein Antriebsritzel 11 überträgt. Das Ritzel

Teil aufweist, der in einen Querschlitz im Steg des 65 11 ist mit einem Zahnrad 12 gekuppelt, das seine

Schwenkarmes eingreift. Kraft über eine Nabe 25 auf einen mit mehreren

Vorzugsweise ist der Steg des U-förmigen Lappen versehenen Nocken 13 überträgt. Wenn sich

Schwenkarmes so breit, daß die Blattfeder von den der Nocken dreht, bewegt er das ganze Nockenfolge-

glied 14 in einer vertikalen Richtung A (Fig. 2) in solcher Weise, daß die Feder 15, die in der Führungseinrichtung 17 des Folgegliedes enthalten ist, durchgebogen wird. Da die Feder 15 mit einem Tragstift 17 gekuppelt oder an diesem angelenkt ist, wird das freie Ende der Feder 18 zurückgezogen, und es greift in einen Gesperrezahn 19 des Klinkenrades 20 ein. Das Klinkenrad wird durch eine Rücklaufsperrklinke 21 an einem Rücklauf gehindert. "Wenn sich der Nocken 13 bis zu einem Auslösepunkt 22, 23 gedreht hat, so wird die Feder 15 freigegeben, und sie kann in ihre freie Stellung zurückkehren. Die Freigabe der Feder überträgt einen in Längsrichtung verlaufenden Stoß in Richtung B auf das Klinkenrad 20. Dadurch wird das Klinkenrad um einen Zahn vorwärts bewegt, wobei eine Bewegung der Vorschubeinrichtung vollendet wird, die nunmehr für den Start der nächsten Bewegung eingestellt ist.

Beim Betrieb des Vorschubmechanismus wird die Kraft in einer Richtung A im wesentlichen in der Mitte der Feder 15 und senkrecht zu der Ebene, in der sie liegt, angelegt und auf diese Weise durch den Motor übertragene Energie in dieser gespeichert. Diese gespeicherte Energie wird an einem Auslösepunkt auf dem Nocken freigegeben und zu dem freien Ende der Feder in Richtung B dann übertragen, wenn die Feder in ihre Anfangslage zurückkehrt. Es hat sich gezeigt, daß auf diese Weise die Energie gleichmäßig freigegeben wird, so daß das Ausgangsdrehmoment am Ende dem Anfangs-Ausgangsdrehmoment äquivalent ist.

Das Nockenfolgeglied 14 enthält ein zylindrisches Rollenlager 30, dessen Enden einen kleineren Durchmesser aufweisen als der Hauptrumpf 31. Diese Enden passen drehbar in zwei Ausnehmungen 29, die an einem Ende 32 des U-förmigen rechtwinkeligen Nockenfolgegliedes 14 ausgebildet sind, der auch als Führungseinrichtung 33 für die Blattfeder 15 dient. Die Führungseinrichtung 33 weist ein Paar von parallelen Seitenwänden auf, die durch die Breite des Hauptrumpfes des Rollenlagers im Abstand gehalten werden. An diesem gleichen Ende 32 des Folgegliedes 14 befindet sich eine Plattform 40, die eine einstückig mit ihr verbundene Verlängerung 46 aufweist. Diese Plattform dient als Unterstützungspunkt, um welchen die Blattfeder gebogen wird. Am anderen Ende 41 des Folgegliedes 14 befinden sich zwei große Ausnehmungen, durch die ein Teil 42 eines Tragstiftes 17 hindurchgeht. Das Nockenfolgeglied 14 wird auf diese Weise auf diesem Stift drehbar gelagert. Der Stift wird auch zum Tragen der Blattfeder verwendet. Die Wand 50 des Nockenfolgegliedes 41 kann, falls erwünscht, und wie in F i g. 3 und 4 dargestellt, geschlitzt sein, um ein Ende der Feder 15 festzuhalten. Die Blattfeder 15 ist dünn und flach und weist einen freien Endteil auf, dessen Spitze 18 leicht von dem Hauptteil 51 der Feder weg abgewinkelt ist. Die Feder 15 liegt fest an jedem der Zähne eines zusammenwirkenden Klinkenrades, wenn sie sich in der Ruhelage befindet.

Ein aus der Ebene der Schaltermontageplatte 27 herausgebogener einstückiger Zungenteil 44 ist vorgesehen, um das Fluchten der Blattfeder 15 zu unterstützen.

Der zur Energieversorgung des vorliegenden Vor-Schubmechanismus verwendete Motor 10 hat die übliche Induktanzcharakteristik. Diese Charakteristik trägt zu dem vollständigen Durchlaufen des Nockenfolgegliedes bei, wenn das Nockenfolgeglied den Auslösepunkt des Nockens erreicht. Bei diesem Punkt läuft das Rollenlager 30 infolge des Umrisses der Nockenfläche, der Konstruktion des Folgegliedes 14 und der Charakteristik in der Feder bis zu einer vollständigen Abwärtsbewegung weiter. Dadurch ist stets ein sicherer Grad von Zwischenraum bei den Schalterkontakten vorhanden, wodurch der Möglichkeit des Zusammenschweißens der Kontakte oder einer Lichtbogenbildung zwischen den Kontakten vorgebeugt wird.

Claims (9)

Patentansprüche:

1. Zwischen eine Antriebswelle und eine getriebene Welle eingeschaltetes Schrittschaltwerk mit einem mit der getriebenen Welle verbundenen Schaltrad, einer das Schaltrad absatzweise weiterdrehenden Schaltklinke, einer das Schaltrad beim Rückhub der Schaltklinke gegen Rückdrehung sichernden Sperrklinke und einer Betätigungseinrichtung für die Schaltklinke, die eine mit der Antriebswelle verbundene Nockenscheibe aufweist, welche die Schaltklinke bewegt, die eine an einem Ende festgehaltene Blattfeder ist, welche sich tangential zum Schaltrad erstreckt und mit ihrem anderen freien Ende am Umfang des Schaltrades anliegt und in dessen Zähnen eingreift, dadurch gekennzeichnet, daß die Betätigungseinrichtung aus einem an sich bekannten Federsprungwerk mit einer durch die Nockenscheibe (13) periodisch zu spannenden und sprunghaft zu entspannenden Blattfeder (15) besteht.

2. Schrittschaltwerk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Nockenscheibe (13) auf die Blattfeder (15) etwa in der Mitte zwischen deren freiem Ende (18) und dem festgehaltenen Ende einwirkt und die Blattfeder zum Spannen in Richtung (A) senkrecht zur Federebene durchbiegt.

3. Schrittschaltwerk nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß in an sich bekannter Weise die Blattfeder (15) von dem Nocken (13) über ein Nockenfolgeglied (14) gespannt wird, da.s einen an einem Ende um einen Drehzapfen (17) senkrecht zur Nockenwelle schwenkbaren Schwenkarm, einen am anderen Ende des Schwenkarmes angebrachten, auf dem Umfang der Nockenscheibe laufenden und zur Nockenwelle parallelen Nockenfolgestift (30) und eine an diesem anderen Ende des Schwenkarmes angebrachte Federauflagefläche (46) aufweist, die in der Bewegungsrichtung des Schwenkarmes, in der die Blattfeder gespannt wird, im Abstand über dem Nockenfolgestift angeordnet ist.

4. Schrittschaltwerk nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Schwenkarm (14) einen im wesentlichen U-förmigen Querschnitt aufweist, wobei zwischen den freien Enden des U-förmigen Schwenkarmes ein Teil des Steges weggeschnitten ist, der Drehzapfen an einem Ende des Schwenkarmes parallel zum Steg durch die Seitenschenkel hindurchgeht, der Nockenfolgestift sich am anderen Ende zwischen den Schenkeln erstreckt und in diesen drehbar gelagert ist und die Blattfeder von dem Drehzapfen (17), an dem sie verankert ist, durch die ausgeschnittene Öffnung im Steg des U-förmigen

Schwenkarmes hindurch über den am anderen Ende befindlichen verhältnismäßig kurzen vorderen Stegteil (46) geführt ist, der die Auflagefläche der Blattfeder bildet.

5. Schrittschaltwerk nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Blattfeder um den Drehzapfen (17) für den Schwenkarm herumgeschlungen ist.

6. Schrittschaltwerk nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Verankerungsende der Blattfeder zwischen dem Drehzapfen (17) und dem Steg des U-förmigen Schwenkarmes angeordnet ist und einen von dem Drehzapfen weggebogenen Teil aufweist, der in einen Querschlitz (50) im Steg des Schwenkarmes eingreift.

7. Schrittschaltwerk nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Steg des U-förmigen Schwenkarmes so breit ist, daß die Blattfeder von den parallelen Schenkeln des U-förmigen Schwenkarmes zwischen diesen seitlieh geführt ist.

8. Schrittschaltwerk nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der vordere Stegteil gewölbt ist.

9. Schrittschaltwerk nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Nockenscheibe, wie an sich bekannt, am Umfang mehrere Kurvenstücke aufweist, die sich von Punkten, die auf einem kleineren Radius liegen, zu Punkten erstrecken, die auf einem maximalen Radius liegen, wobei diese Kurvenstücke durch Abschnitte verbunden sind, die im wesentlichen radial verlaufen.

In Betracht gezogene Druckschriften:

Deutsche Patentschriften Nr. 334133, 941167; schweizerische Patentschrift Nr. 321 642;

britische Patentschrift Nr. 580 046;

AWF-VDMA-VDJ Getriebeheft, Bestell-Nr.
AWF 6062, Beuth-Vertrieb, Berlin 1956, S. 12,
Bild 6.2112-2.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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