DE2143144C3 - Gelriebe für Schaltwerke zur Betätigung von Schaltelementen - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Getriebe für Schaltwerke zur Betätigung von Schaltelementen, das eine elastische, gegebenenfalls in sich geschlossene Schraubenwendel aufweist, die Schaltimpulse auslösende Elemente trägt und an der ein Antrieb angreift. Durch die österreichische Patentschrift 249 783 wurde ein Schaltwerk bekannt, das von einem Getriebe der obengenannten Art Gebrauch macht, wobei der Antrieb der Schraubenwende.! (am Umfang) an der Außenfläche der Schraubenwendel erfolgt.

Die Berührung zwischen den Antriebselementen und der Wendel erfolgt hierbei nur über einen kleinen Bereich des Umfanges. Für die Unterbringung der die Impulse auslösenden Elemente wird in der genannten Druckschrift vorgeschlagen, die Flanken der Schraubenwendel zu verwenden oder die Schraubenwendel mehrgängig auszuführen und die die Impulse auslösenden Elemente dann auf den zusätzlichen Wendelgängen umfangsseitig und/oder flankenseitig anzuordnen.

Durch die DT-OS 1 425 178 und die Unterlagen des DT-Gbm 1 998 805 wurde es bekannt, starre Schnecken von der Achse der Schnecke her anzutreiben und hierbei eine Umwandlung einer Drehbewegung in eine Translationsbewegung zu erzielen. Im Falle der aus der DT-OS 1425178 bekannten Vorrichtung soll eine S Schubbewegung eines die Lager der Schnecke tragenden Schlittens in Richtung der Schneckenachse erreicht werden, wozu in bestimmten Abständen ortsfeste, mit Rollen versehene Vorsprünge vorgesehen sind, mit welchen die Schnecke im Zuge der Schubbewegung in

ίο Eingriff kommt Zweck der bekannten Anordnung ist es hierbei. Spiele zwischen der Schnecke und den Vorsprüngen in Richtung der Schubbewegung zu vermeiden und mit einer kurzen Schnecke Vorschübe, die über die Länge der Schnecke hinausgehen, bewältigen zu

is können. Der Drehantrieb der Schnecke erfolgt hierbei von der Schneckenachse her und die Schnecke ist in .sich starr, im Gegensatz zum Erfindungsgegenstand also nicht elastisch. Die Lehre der DT-OS 1 425 178 erscheint auf elastische Schraubenwendel nicht anwendbar, weil diese auf Grund ihrer mangelnden Starrheit nicht imstande wären, Schubkräfte in Richtung der Schneckenachse zu übertragen. Eine Kombination der Lehre der vorerwähnten OE-PS 249 783 mit einer im Sinne eines Flankeneingriffs modifizierten Lehre gemaß der DT-OS 1 425 178 würde dazu führen, den Antrieb der aus der OE-PS 249 783 bekannten elastischen Scliraubenwendel in einer Richtung tangential zur Wellenachse durch eine Schubbewegung zu bewerkstelligen, unter Verwendung von Zapfen, die an der Wendelflanke anliegen. Ein solcher Antrieb wäre jedoch für ein Schaltwerksgetriebe unbrauchbar; dies schon im Hinblick auf die großen Verschiebewege, die für einen langandauernden Lauf der Schraubenwendel erforderlich wären. Gleiches gilt auch für das Getriebe, das durch die Unterlagen des DT-Gbm 1 998 805 bekannt wurde. Dieses Getriebe unterscheidet sich von jenem gemäß der DT-OS 1 425 178 lediglich dadurch, daß die Schnecke ortsfest drehbar gelagert ist und ein Mitnehmer in den Schneckengang eingreift, so daß bei Drehung der ortsfest gelagerten Schnecke, der Mitnehmer parallel zur Schneckenachse verschoben wird und hierbei ein Gehäuse translatorisch mitnimmt Eine kinematische Umkehrung des Bekannten würde ebenfalls nur zu einer durch eine Schubbewegung verursachten Drehbewegung der Schnecke führen, was für ein Schaltgetriebe aus den bereits angeführten Gründen nicht in Frage kommt.

Der Erfindung liegt nunmehr die Aufgabe zugrunde, bei Verwendung einer elastischen Schraubenwendel als Tragelement für die die Schaltimpulse auslösenden Elemente in einem Schaltwerksgetriebe, die Außenfläche der Wendel für die Unterbringung der die Impulse auslösenden Elemente freizuhalten und auch den Bereich, in dem die Antriebselemente die Schraubenwendel berühren, gegenüber einer Ausführung gemäß der OE-PS 249 783 zu vergrößern. Die Lösung diese.* Aufgabe erfolgt bei dem eingangs erwähnten Getriebe erfindungsgemäß dadurch, daß der Antrieb an der Innenseite oder an einer, bevorzugt jedoch an beiden Flanken der beispielsweise aus Kunststoff bestehenden Schraubenwendel angreift und durch ein oder mehrere Zahn- oder Friktionsräder erfolgt, oder daß zum Antrieb Klinken oder Greifer vorgesehen sind, die an einer, bevorzugt jedoch an beiden Flanken der Schraubenwendel angreifen. Durch die erfindungsgemäße Ausbildung des Getriebss werden zumindest zwei vorteilhafte Effekte gleichzeitig erreicht, nämlich vergrößerter Eingriffsbereich und verbesserte Unterbrineunesmöplichkeit für

die Elemente, welche die Schaltimpulse auslösen. Hinzu kommt, daß bei einer Ausführungsform mit Antrieb an der Innenseite der Schraubenwende] mittels Zahnoder Friktionsrädern Auflager für die Sihraubenwendel im Gehäuse eingespart werden können, weil die Schraubenwendel unter der Wirkung ihres Eigengewichtes, frei auf dem Antriebsrad sitzt. Da die Wendel elastisch und damit genügend schmiegsam einerseits, aber auch genügend fest für den Vorschub andere "seits ist, kommt rs zu keinem Abheben der Schraubenwen- <o del, die also selbsttätig in Eingriff mit dem Antrebsritzel bleibt Eine Gegenlagerung ist daher nicht notwendig. Weiters kommt .liinzu, daß durch den Antrieb die Schraubenwendel auf das Antriebsritzel gezogen wird. Das gezogene Teil der Schraubenwendel wird hierbei — bedingt durch die Elastizität — im Umschlingungswinkel kleiner und sitzt damit während des Antriebes fester auf dem Antriebsritzel als z. B. im Zustand der Ruhe. Die Schraubenwendel windet sich auf das Antriebsritzel und sitzt im Bereich des Umschlingungswinkels satt auf ihm.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist jener Gang der Schraubenwendel, an dem der Antrieb angreift, am Umfang mit den die Schaltimpulse auslösenden Elementen versehen. Um Auslöseimpulse an die *S Schaltelemente ohne zusätzliche Beanspruchung der Schraubenwendel abgeben zu können, sind in Weiterbildung des Erfindungsgegenstandes die die Schaltimpulse auslösenden Elemente von auf der Schrai'benwendel angeordneten reflektierenden, farbigen oder lichtdurchlässigen Bereichen zur lichtelektrischen Impulsgabe an die Schaltelemente gebildet Eine weitere Ausführungsform sieht vor, daß die Schraubenwendel mit Perforationen versehen ist. In die so geschaffenen Löcher können dann Stifte, Schräubchen, Nocken od. dgl. eingesetzt werden, die als Elemente zur Auslösung der Schaitimpulse dienen können. Durch diese Ausgestaltung des Erfindungsgegenstandes können die Impulszeitpunkte durch Umstecken der Auslöseelemente rasch und ohne Schwierigkeiten verändert werden.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung kann zur Führung der Schraubenwendel eine Gabel vorgesehen sein, zwischen deren Wangen jene Wendel liegt, an der das Antriebsrad angreift Durch diese \usgestaltung wird auf konstruktiv einfache Weise eine wirksame Führung der Schraubenwendel erreicht. Eine weitere Ausgestaltung sieht vor, daß die Schraubenwendel nur im Bereich ihres Antriebes geführt ist, beispielsweise durch Anschläge, Rollen oder bogenförmige Auflageflächen. Die Elastizität der Schraubenwendel kanu auch dadurch erreicht werden, daß die Schrauber.wendel aus schwenkbar aneinandergereihnen Ketten- oder Kardangliedern besteht

Die Erfindung wird nachstehend an Hand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbdspielen näher erläutert. Es zeigt

F i g. i in schaubildlicher Darstellung einen Teil einer in sich geschlossenen, kreisringförmig angeordneten Schraubenwendel mit an der Innenseite der Schraubenwendel angreifendem Antrieb,

F i g. 2 in vergrößertem Maßstab ein Detail aus

F i g. 3 eine Darstellung einer Wendel analog F i g. 1, jedoch mit an den Flanken angreifendem Antrieb, und

F i g. 4 ein Detail aus F i g. 3 in vergrößertem Maßstab.

In der Zeichnung ist mit 1 eine selbsttragende Schraubenwendel bezeichnet Mit 2 ist jene Windung der Schraubenwendel 1 bezeichnet, an der in dem betreffenden Augenblick der Bewegung der Antrieb angreift Gemäß den F i g. 1 und 2 greift der Antrieb an der Innenseite 6 der Schraubenwendel 1 an. Die Innenseite 6 kann glatt, gerillt oder gezahnt sein, je nachdem, ob das Antriebselement 4 als Zahnrad oder in nicht dargestellter Weise als Reibrad ausgebildet ist Die Antriebswelle 3 des Antriebselementes 4 ist zwischen den Windungen der Schraubenwendel 1 herausgeführt Dies ist möglich, weil die Schraubenwendel 1 elastisch ist und die Antriebswelle 3 samt Antriebselement 4 somit durch eine der Lücken zwischen aen Gängen der Schraubenwendel 1 hindurchgesteckt werden kann. In den F i g. 3 und 4 ist eine Variante für den Antrieb der Schraubenwendel 1 dargestellt, bei der die Antriebselemente 5,5' an den Flanken 2,2' der Schraubenwendel 1 angreifen. Je nachdem ob die radartigen Antriebselemente 5, 5' als Zahn- oder Reibräder ausgebildet sind, können die Flanken 2, 2' gezahnt gerillt rauh oder auch glatt sein. Am Umfang 7 der Schraubenwendel 1 können Schaltimpulse auslösende Elemente 8, auch in mehreren Reihen nebeneinander auf den Wendelgängen, angeordnet werden, die im Zuge der Bewegung der Schraubenwendel 1 unter einem oder auch mehreren Abnehmern 9 (in F i g. 3 nicht eingezeichnet) vorbeiwandern und dort die Impulse, z. B. für ein Zeitschaltwerk, auslösen. Da auch in einem beschränkten Raum eine lange Schraubenwendel 1 untergebracht werden kann, ist es möglich, eine große Zahl von Schaltimpulse auslösende Elemente auf beschränktem Raum unterzubringen, wodurch auch komplizierte und umfangreiche Programme bewältigt werden können. Es können mehrere Abnehmer 9 auch nebeneinanderliegend oder am Umfang einer Schraubenwendel angeordnet werden. Wesentlich ist hierbei, daß sie die Schaitimpulse auslösenden Elemente 8 an derjenigen Windung der Schraubenwendel erfassen, die gerade angetrieben wird. Der Abnehmer 9 kann beispielsweise einen Mikroschalter betätigen, doch können auch andere Schaltelemente elektrischer, mechanischer oder akustischer Art zur Betätigung durch den Abnehmer 9 vorgesehen sein.

Die Schaltimpulse auslösenden Elemente 8, die in der Zeichnung als Kreise angedeutet sind, können beliebige Form besitzen, sich beispielsweise über eine gewisse Strecke in Umfangsrichtung der Schraubenwendel 1 erstrecken. Hierdurch ist es möglich, beliebig lange Schaltimpulse bzw. Schaltpausen zu bilden. Die Schraubenwendel 1 kann auch mit Perforationen versehen sein. Die Schaltimpulse auslösenden Elemente 8 können sowohl mit in Umfangsrichtung der Schraubenwendel gleicher als auch mit unterschiedlicher Teilung angeordnet sein. Die Schaltimpulse auslösenden Elemente 8 können als Nocken, Stifte. Schräubchen, Markierungen, Metallauflagen, Vertiefungen ausgebildet oder zur iichtelektrischen Impulsgabe an die Schaltelemente in Form von reflektierenden oder farbigen oder lichtdurchlässigen Bereichen auf der Schraubenwendel 1 vorhanden sein. Sind die Schaltimpulse auslösenden Elemente als Stifte, Schräubchen od. dgl. ausgebildet, können sie in die Perforierungen am Außenumfang der Schraubenwendel 1 eingesetzt werden. Es ist auch möglich, die Schaltimpulse auslösenden Elemente an der Innenseite der Schraubenwendel 1 anzuordnen.

Die Schraubenwendel 1 kann sowohl in sich geschlossen als auch an beiden Enden offen ausgeführt werden. Unabhängig davon, ob die Schraubenwendel

offen oder in sich geschlossen ist, vollführt die Schraubenwendel 1 immer eine Drehung um ihre Achse, wobei der Drehung eine in Richtung der Achse der Schraubenwendel fortschreitende Bewegung überlagert ist Sofern die Schraubenwendel in sich geschlossen ist, wird sie im Betrieb verformt und muß daher aus entsprechend elastischem Material bestehen. Kunststoff ist hierfür geeignet, weil er eine Herstellung im Strangpreß- oder Spritzverfahren erlaubt. Zusätzlich ermöglicht die Verwendung von Kunststoff einen lautlosen Betrieb. Eine Schmierung zwischen der aus Kunststoff bestehenden Schraubenwendel und den aus Metall bestehenden Antriebselementen 4,5,5' ist nicht erforderlich. Die Schraubenwendel 1 kann lose auf einer starren Grundplatte (nicht dargestellt) aufliegen, welche auch die Lagerung für die Antriebselemente 4, 5,5' und den oder die Abnehmer 9 trägt

Zur Halterung der lose auf der Grundplatte liegenden Schraubenwendel und zum Verhindern des Abgleitens von den Antriebselementen kann mindestens eine bogenförmige Auflagefläche 10, mindestens ein ortsfester Anschlag oder eine Anpreßrolle vorgesehen sein. Dies ermöglicht einen raschen Austausch der Schraubenwendel 1. Zur Verhinderung des Abgleitens kann jedoch in nicht gesondert dargestellter Weise auch eine Gabel vorgesehen sein, zwischen deren Wangen jeweils jene Wendel liegt, an der das Antriebselement angreift Auch bei der Ausführungsform gemäß den F i g. 3 und 4 können zur Verhinderung des Herausgleitens der Wendel aus dem Spalt zwischen den beiden Ritzeln 5 und 5' feststehende Anschläge verwendet werden. Es kann jedoch auch eine innerhalb der Wendel 1 angeordnete Auflagefläche, ähnlich jener in F i g. 1 mit 10 bezeichneten, vorgesehen werden.

Bei dem erfindungsgemäß ausgestalteten Getriebe

können als Antriebselemente 4, 5,5' Räder von geringem Durchmesser eingesetzt werden, was große Übersetzungsverhältnisse zu erreichen erlaubt So ist es beispielsweise möglich, als Zeit für einen Umlauf einer in sich geschlossenen Schraubenwendel mehrere Stunden, Tage, ja sogar Jahre vorzusehen. Die Eingangsdrehzahl, mit der die Welle 3 bzw. die Antriebselemente S, 5' angetrieben werden, kann mittels Schneckengetrieben gegenüber der Drehzahl des Antriebsmotors hin- reichend herabgesetzt werden. An Stelle von Rädern kann für den Antrieb der Schraubenwendel auch ein Klinkenantrieb vorgesehen werden, der an der Innenseite oder an den Flanken 2' der Schraubenwendel 1 angreift Um auch bei Verwendung von Rädern als An-

is triebselemente einen intermittierenden Antrieb zu erreichen, kann diesen Rädern ein Klinkenantrieb vorgeschaltet werden oder auch ein Antrieb, der durch Impulsgabe, etwa auf elektromagnetischem Weg, erfolgt In Abänderung der dargestellten Ausführungsbei spiele ist es auch möglich, nur eine Flanke der Schrau benwendel mit Rillen oder Zähnen zu versehen und die andere Flanke glatt zu lassen. Es wird dann nur ein Ritzel verwendet und eine glatte Gegenrolle oder nui ein glatter Stift als Gegerthalter. Auch die Anzahl dei Zähne eines Ritzels kann ebenso wie bei den innenseitigen Zahnrädern bis auf einen Zahn herabgesetzt werden. Schließlich können ein oder mehrere Zahn- odei Friktionsräder bzw. -ritzel verwendet werden, vor allem, wenn es sich um sehr lange Schraubenwendelr handelt, bei welchen die Gefahr besteht, daß, bedingt durch die Behinderung der Verformung bei großei Wendellänge, die Schraubenwendel etwa Zähne de! Antriebsrades überspringt, wenn nur an einer Stelle de: Antrieb erfolgt Das Querschnittsprofil der Wende kann auch kreisförmig oder oval sein.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (7)

Patentansprüche:

1. Getriebe für Schaltwerke zur Betätigung von Schaltelementen, das eine elastische, gegebenenfalls in sich geschlossene Schraubenwendel aufweist, die Schaltimpulse auslösende Elemente trägt und an der ein Antrieb angreift, dadurch gekennzeichnet, daß der Antrieb an der Innenseite (6) oder an einer, bevorzugt jedoch an beiden Flanken (2,2') der beispielsweise aus Kunststoff bestehenden Schraubenwendel (1) angreift und durch ein oder mehrere Zahn- oder Friktionsräder erfolgt, oder daß zum Antrieb Klinken oder Greifer vorgesehen «ind, die an einer, bevorzugt jedoch an beiden Flanken (2,2') der Schraubenwendel (1) angreifen.

2. Getriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jener Gang der Schraubenwendel (1), an dem der Antrieb angreift, am Umfang (7) mit den die Schaltimpulse auslösenden Elementen (8) versehen ist

3. Getriebe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die die Schaltimpulse auslösenden Elemente (8) von auf der Schraubenwendel angeordneten reflektierenden, farbigen oder lichtdurchlässigen Bereichen zur lichtelektrischen Impulsgabe an die Schaltelemente gebildet sind.

4. Getriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Schraubenwendel (1) mit Perforationen versehen ist.

5. Getriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Führung der Schraubenwendel eine Gabel vorgesehen ist, zwischen deren Wangen jene Wendel liegt, an der das Antriebsrad angreift.

6. Getriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet daß die Schraubenwendel (1) nur im Bereich ihres Antriebes geführt ist, beispielsweise durch Anschläge, Rollen oder bogenförmige Auflageflächen (10).

7. Getriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Schraubenwendel aus schwenkbar aneinander gereihten Ketten- oder Kardangliedern besteht