Selbsttätiges Zeitschaltwerk. Die Erfindung betrifft ein selbsttätiges Zeitschaltwerk, das zur Auslösung von Ar beitsvorgängen nach Erreichen einer be stimmten Summe von Zeiteinheiten verwen det werden kann. Das Merkmal der Erfin dung ist darin zu erblicken, dass zur Summie- rung der Zeiteinheiten ein mechanisches Zählwerk mit einzeln einstellbaren Zahlen rollen vorgesehen ist, das durch einen zeit geregelten Antrieb angetrieben wird, und dass nach Erreichen einer an den Zahlenrollen ein gestellten Summe eine gewünschte Schalt funktion ausgelöst wird.
Söllen diese Auslösungen sich periodisch wiederholen, so kann ein Zählwerk Verwen dung finden, bei dem jeweils in unmittel barem Anschluss an die Auslösung der Schalt funktion selbsttätig durch Rückstellung des Zählwerkes auf den ursprünglich eingestell ten Wert. die Addition der Zeiteinheiten von neuem beginnt. Als zeitgeregeltes Antriebs mittel kann beispielsweise ein Uhrwerk oder ein Synchronmotor dienen, dessen Welle in i einer bestimmten Zeit einen Umlauf macht oder bei jeder Umdrehung einen Kontakt schliesst, wodurch etwa mittels eines Hub magnetes die Fortschaltung des Zählwerkes bewirkt wird.
Dieses Antriebsmittel zählt also nicht, wie bei den früheren Anlagen, die Zeiteinheiten, sondern erzeugt nur die Zeit einheiten, die dann von dem Zählwerk addiert werden.
In der Zeichnung ist die Erfindung in einem Ausführungsbeispiel dargestellt, und zwar zeigt: Fig. 1 eine schematische Darstellung eines Zeitschalters in Rückansicht, Fig. 2 denselben in Seitenansicht.
Die Hauptbestandteile des Zeitschalters sind das zeitregulierte Antriebsmittel 1 (z. B. Synchronmotor), das Zählwerk 2 _ und der Rückstellmagnet d. Bei jeder Umdrehung des Antriebwerkes 1 wird das Zählwerk 2 schrittweise um je eine Zahl weitergerückt, und zwar über den Sperrzahn 4, das Sperr- rad 5, das mit diesem starr verbundene Zahn- rad 6 über das Ritzel 7 auf die erste Zahlen rolle 11,
die ihrerseits nach jeder zehnten Schaltung die nächste Rolle 12 und diese die folgenden Rollen 13 bis 15 weiterschaltet. Die Folge dieses dekadischen Aufbaues ist also bei den im Beispiel dargestellten fünf Zahlenrollen, dass jede Summe zwischen 0 und 99999 gezählt wird.
Mit den einzelnen Zahlenrollen dieses Systems (System I) sind wieder je eine Rolle 21 bis 25 eines zweiten Systems (System II) gekuppelt. Diese Rollen sitzen lose auf der Achse 8 und werden nur jeweils durch die Bewegung der ihr zugehörigen Rolle des Systems I weitergeschaltet.
Mit jeder der fünf Rollen 21 bis ?5 des Systems II ist je eine zylindrische Scheibe 31 bis 35 verbunden, die an einer Stelle ihres Umfanges eine rastenartige Vertiefung 41 bis 45 trägt. Auf diesen fünf Scheiben liegt ein fünffingriger Tasthebel 9 unter dem Druck der Feder 10 auf. Nur dann, wenn sämtliche fünf Vertiefungen 41 bis 45 in einer Richtung stehen, kann der Hebel 9 einfallen und schliesst dabei sowohl den Kon takt für die gewünschte Schaltfunktion, als auch den Stromkreis für den Rüekstellmag- neten 3, dessen Funktion weiter unten be schrieben wird.
Die Vertiefungen 41 bis 45 sind so gelegt, dass beim Einfallen des Tasthebels 9 sämt liche Rollen des Systems II in diesem Au genblick in dem vordern Gehäusefenster 16 den Wert "0" anzeigen. Solange noch eine Rolle des Systems anders steht, stützt sich der entsprechende Finger des Hebels hierauf, bis auch diese Rolle sich in die Nullage ge dreht hat.
Da die beiden Zahlenrollensysteme I und II gegenläufig gekuppelt, die Zahlen aber gleichsinnig angeordnet sind, subtrahiert (las System II, während das System I addiert.
Stellt man also vor Beginn des eigentlichen Zählvorganges die Rollen des Systems I auf "0" und die des Systems Il. die man mittels des Ausschwenkhebels 17 von den Rollen des Systems I entkuppeln kann, auf die Zahlen summe, bei deren Erreichen die Schaltfunk- tion ausgelöst werden soll, dann wird bei einer Kupplung der Systeme mit dem zeit regulierten Antriebs-,ve rk ? das System I an fangen, von "0" beginnend zu addieren, wäh rend das System II anfängt, von der ein gestellten Summe an zii subtrahieren.
In dem Augenblick. wo das System I die gewünschte Summe erreicht, haben die fünf Rollen des Systems 1I den Wert: ,.0" erreicht. Der fünf- fingrige Tasthebel kann einfallen und die Schaltfunktion wird ausgelöst.
Soll das Zeitschaltwerk diesen Vorgang periodisch wiederholen, so soll durch eine Rückstellvorrichtung dafür gesorgt werden, dass im unmittelbaren Anschluss an die Aus lösung die Rückstellung des Ziihl-,verkes auf den urspriinglicli eingestellten -N#@'ert erfolgt, so dass mit einer neuen Addition bezw. Sub traktion begonnen -%-,-erden kann.
Damit keine Fälschung der Schaltzeitdauer entsteht, muss diese Rückstellung natürlich so schnell be endet sein, dass das Zählwerk zui einer neuen Zählung bereitsteht - (las heisst System I wieder auf "0", System 1I auf der gewünsch ten Summe - ehe der exzentrisch bewegte Sperrzahn 4 den nächsten Zahn des Sperr- rades 5 greift. Da die Auslösung etwa gegen Ende einer Vorwärtsbewegung des Sperr zahnes erfolgt, steht für die Rückstellung die Zeit der Rücklaufbewegung des Sperr zahnes zur Verfügung.
Ist als Grundzeitein- heit der Antriebsachse eine Umdrehung pro Sekunde festgelegt. so darf also die Rück stellzeit 1;.'> Sekunden nicht überschreiten.
Der Rückstellvorgang sei ebenfalls an Hand der Fig. 1 und ? an einem Beispiel dargestellt.
Mit jeder Zahlenrolle des Systems I ist je ein herzförmiges Kurvenstiick 51 bis 55 verbunden, dem je ein Arm des fünfteiligen Hebels 19 gegenübersteht. Diese Arme tra gen an dem den Kurvenstücken gegenüber stehenden Ende entsprechende Gegenkurven, die so ausgestaltet sind, dass bei einem Druck gegen die Herzstücke diese unabhängig von ihrer vorherigen Stellung immer in eine be stimmte Lage gedreht werden, wie es zum Beispiel bei der Rückstellung von Zähl- werken allgemein bekannt ist.
Diese Lage entspricht der Stellung "0" des obern Zahlen- rollensy stems I, die ihrerseits im Fenster 18 abzulesen ist.
Während der Rückstellung müssen die einzelnen Zahlenrollen 11 bis 15 gegenseitig entkuppelt werden, daher sitzen die Zehner schalträder 61 bis 64 und das Antriebsritzel 7 auf einer Achse 20, die bei der Bewe gung des Rückstellhebels 19 entgegen dem Druck der Feder 26 mit herausgeschwenkt wird und die dadurch die Zahlenrollen für die Dauer der Rückstellung gegenseitig ent- kuppelt= Die Bewegung des Rückstellhebels erfolgt durch den Rückstellmagneten 3, dessen Stromkreis, wie schon erwähnt, ebenfalls im Augenblick der Auslösung durch das Ein fallen des Tasthebels 9 geschlossen wird.
Hierdurch ist die Gewähr gegeben, dass die Rückstellung tatsächlich im unmittelbaren Anschluss an die Auslösung erfolgt. Da die Rollen des Systems II mit denen des Systems I während der Rückstellung gekuppelt blei ben, so werden auch diese wieder in die ur- sprünglich eingestellte Stellung gebracht.
Dabei wird der Tasthebel 9 wieder heraus gehoben und sowohl der Auslösekontakt, als auch der Stromkreis des Rückstellmagnetes wieder geöffnet, so dass der Rückstellhebel wieder zurückfällt, die Zahlenrollen wieder gekuppelt werden und damit der ursprüng liche Ausgangszustand wieder hergestellt ist. Sind - wie oben dargestellt - alle mit der Auslösung und Rückstellung zusammenhän genden Vorgänge innerhalb 1/2 Achsumdre hung des Antriebwerkes erfolgt, so beginnt das Zählwerk wieder mit einer neuen Zäh lung der Zeiteinheiten, wobei nach Erreichen der gewünschten Summe wieder die Aus lösung und Rückstellung erfolgt usw.
Der Vorgang wiederholt sich beliebig lang in zwangsläufig immer gleichbleibenden Zeit abständen, wenn der Synchronmotor in Be trieb gehalten wird.
Um den Rückstellmagneten zu sparen und dadurch den Aufbau des Gerätes noch einfacher zu halten, kann auch ein Zählwerk, ebenfalls bekannter Bauart, Verwendung fin den, bei dem zum Beispiel zwei vollständige Zahlenrollensysteme derart miteinander ge kuppelt sind, dass das eine addiert, während das andere subtrahiert. Vor Inbetriebnahme wird das eine System auf Null und das andere auf die gewünschte Summe gestellt. Während der Zählung läuft also das eine auf die ge wünschte Summe auf, während das andere auf Null läuft.
Ist dieser Augenblick er reicht, dann wird die Schaltfunktion aus gelöst, wobei gleichzeitig mechanisch ein Wechselgetriebe so umgelegt wird, dass die Antriebsrichtung der Systeme umgekehrt wird. Bei einer Weiterbetätigung beginnt also jetzt das erste System zu subtrahieren, während das zweite addiert. Auch dieser Pendelvorgang kann bei dauerndem Lauf des zeitgeregelten Antriebes beliebig oft wieder holt werden.
Es ist auch ohne weiteres mög lich, die Zahlenrollen des Zählwerksystems nicht wie üblich in Zehnereinteilung zu lie fern, sondern mit einer Einteilung, die un serem Zeitmasssystem entspricht. Also zum Beispiel für eine Aufteilung in Sekunden, Minuten und Stunden mit je einer Zehner rolle und Sechserrolle für die Sekunden, einer Zehnerrolle und Sechserrolle für die Minuten und einer Vierundzwanzigerrolle für die Stunden. Diese Anordnung vermeidet die lästige Umrechnung von Stunden und Mi nuten und ergibt dadurch wesentliche Vor teile bei der Einstellung.
Der besondere Vorteil des in der Zeich nung dargestellten Schaltwerkes liegt vor allem in dem grossen Bereich, innerhalb des sen die Schaltzeiten einfach und schnell ein gestellt werden können. Dabei können die möglichen Schaltzeitfehler zwangsläufig immer nur ein Bruchteil der kleinsten ein stellbaren Schaltzeit sein, vorausgesetzt, dass der Gang des Antriebswerkes und die Über- tragungsvorrichtung 4, 5 genau arbeiten.
Während es bisher - wenigstens im Rahmen einfacher technischer Mittel - nur möglich war, Schaltzeiten von einem Zeitverhältnis von zirka 1<B>:60</B> oder höchstens 1 :3600 mit genügend kleinen Schaltzeitfeblern zu bauen, gestattet. das dargestellte Gerät ohne: weiteres. je nach Stufenzahl des Zahlenrollsystems, die Überbrückung eines Zeitverhältnisses von 1 : 100 000, 1 :<B>1000</B> 000 oder mehr, wobei sämtliche Zwischenwerte mit einer Stufung um je eine Einheit erreichbar sind. Der Schaltzeitfehler bleibt dabei unter den be sagten Voraussetzungen, wie schon erwähnt, immer kleiner als 1.
Wird, um ein Beispiel anzuführen, als Schaltzeiteinheit eine Minute gewählt, das heisst wird die Achse des Zähl-,verkes mit -genau einer Umdrehung pro Minute angetrie ben, dann ist bei einem fünfstelligen Zahlen rollensvstem jede Schaltzeit zwischen 1 und 100 000 Min. (das sind zirka 21/:; Monate) einstellbar.
Wird zum Beispiel die Aus lösung der beabsichtigten Schaltung genau 24 Stunden nach Einseha.ltung des Zeitschal ters gewünscht, dann ist das Zahlenrollen system auf 60 X 24 - 1440 Min. zu stellen, und die Auslösung -wird - zeitgenauer Gang des Antriebswerkes und exakte Übertragung durch die Organe 4, 5 vorausgesetzt - zwangsläufig auf den Bruchteil von einer Minute genau nach 24 Stunden erfolgen.
In erster Hinsicht ist das Zeitseha.ltwerk nach der Erfindung für die Herstellung von Zeitraffer-Aufnahmen entwickelt worden. Mit besonderem Vorteil lässt sieh das Schalt gerät aber auch dort verwenden, wo die so genannten Verzögerungsrelais oder Zeitschal ter in der bisherigen Bauart entweder zu un genau arbeiteten oder bei denen die leichte Einstellbarkeit auf beliebig verschiedene Zeit abschnitte zu umständlich war, z.
B. zur Be tätigung von Registrierapparaten, Fallbiigel- instrumenten, Fernzündungen, zur Steuerung von Schaltschützen, für Dauerversuche in Laboratorien und auf Verstiehsfeldern, für verzögerte Ein- und Ausschaltung von irgendwelchen Stromkreisen usw.