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Vorrichtung zur Umwandlung elektrisch gegebener Signale in mechanische Verschiebungen
Die vorliegende Erfindung hat eine Vorrichtung zum Gegenstand, die unter Leistungsvergrösserung elektrisch gegebene Signale in mechanische Verschiebungen nebeneinanderliegender Elemente'umwan- delt, die einen Keil von einer Stärke bilden, welche sich nach einem Digitalprogramm ändert, nach welchem diese Signale geliefert werden.
Wie man weiss, benützt man oft zur selbsttätigen Steuerung von Maschinen, u. zw. zur Vereinfa- chung, Digitalprogramme, d. h. Programme, die eine Folge zu Gruppen geordneter Informationen dar- stellen, die untereinander gleich sind und zu elektrischen Digitalsignalen Anlass geben, welche dann in mechanische Verschiebungender d1Uch eine elektromechanische Vorrichtung gesteuerten Organe umgewandelt werden. Jede der Verschiebungen wird durch die Zahl der gleichzeitig gelesenen Informationen einer Gruppe und die Stellung, die jede von ihnen innerhalb dieser Gruppe einnimmt, bestimmt.
Die der Erfindung entsprechende Vorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass sie aus einer in fortdauernde Umdrehung versetzten Welle, zum mindestens einem von dieser Welle mitgenommenen Exzenter undeinerPleuelstange für jedes Element, die mitdemExzentergelenkigverbunden ist und durch ein Paar kleiner Schubstangen mit zwei Hebeln verbunden ist, die beiderseits der Welle angeordnet sind und jeder in einerzu dieser senkrechten Ebene schwingen können, besteht, wobei Vorrichtungen vorgesehen sind, mit denen sich durch Wirkung eines der genannten elektrischen Signale einer der beiden Hebel blockieren lässt, so dass in einem bestimmten Augenblick nur ein einziger Hebel eines jeden Paares schwingen und nur eine einzige Verschiebung des entsprechenden Elementes hervorrufen kann.
Die Zeichnungen stellen schematisch und als Beispiel eine Ausführungsform der Vorrichtung nach der Erfindung dar. Es zeigen Fig. l eine teilweise im Schnitt längs der Linie I-I der Fig. 2 wiedergegebene Seitenansicht derselben und Fig. 2 einen Schnitt längs der Linie II-II nach Fig. 1. Die Fig. 3 und 4 ähneln der Fig. 1 und lassen eine Vorrichtungseinheit in ihren beiden Arbeitsstellungen erkennen. Fig. 5 ist ein Schnitt längs der Linie V-V der Fig. 1.
Die Vorrichtung besteht aus einer Welle 1, die einen Exzenter 2 trägt, auf dem in Reihe fünf Pleuelstangen 3a bis 3e angelenkt sind. Die Welle 1 wird durch einen nicht dargestellten Antrieb in den in Gestell 4 angeordneten Lagern in fortgesetzter Drehung erhalten. Das andere Ende einer jeden der Pleuelstangen 3a bis 3e ist durch ein Paar kleiner Schubstangen 5a bis 5e und 6a bis 6e mit zwei beiderseits der Welle 1 angeordneten Hebeln 7a bis 7e und 8a bis 8e verbunden, die an einer mit dem Gestell 4 fest verbundenen Achse 9 angelenkt sind und die jeder in einer zur Welle 1 senkrechten Ebene schwingen können. Die kleinen Schubstangen 5 und 6 bzw. die Hebel 7 und 8 sind mit den Zapfen 10, 11 und 12 an der Pleuelstange 3 angelenkt.
Wie man sieht, liegen nach Fig. 5 eine Pleuelstange 3, ein Paar kleine Schubstangen 5 und 6 und ein Paar Hebel 7 und 8, ein eine der fünf Einheiten der Vorrichtung darstellendes Ganzes, in einer verlängerten Öffnung 13, die ein Keil 14e enthält. Die fünf Keile 14a bis 14b liegen nebeneinander und stützen sich an dem Gestell 4 und den im Innern desselben angeordneten Auflagen 15 (Fig. 1) ab. Ein mit verlängerten Öffnungen 16a ausgestattetes Blech 16 erhält die Keile 14a bis 14e in ihrer gegen das Gestell 4 und die Auflagen 15 abgestützten Lage.
Die Vorrichtung besteht ausserdem aus fünf Paaren von Elektromagneten 17a und 18a bis 17e und 18e, u. zw. einem für jede der Einheiten. Jedes der Paare von Elektromagneten 17 und 18 hat einen ge-
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Magnetkreise herstellen kann. Die fünf Elektromagnete werden von einer Grundplatte 20 getragen, die mit Schrauben 21 an dem Gestell 4 befestigt ist. Ihre Anordnung ist derart, dass die Hebel 7 und 8 in ihrer unteren Totpunktstellung auf den Schenkeln 191 bzw. 19III des Ankers 19 aufliegen. Der Schenkel 19ici ist länger als die beiden andern 191 und 19III und besitzt eine V-förmige Einkerbung 22 mit abgerundeten Flanken, die mit einem Riegel 23 zusammenarbeiten, den jede der kleinen Schubstangen 5 und 6 trägt.
Eine der Wirkung einer Feder 25 unterworfene Andrückvorrichtung 24 liegt gegen den ersten Keil
14a an, was infolge des Aufliegens des letzten Keils 14e auf der Fläche 4a des Gestells 4 die Keile 14a bis 14e ununterbrochen aneinanderliegen lässt (Fig. 5).
Die oben beschriebene Vorrichtung arbeitet auf folgende Weise :
Die Drehung der Welle 1 ruft durch den Exzenter 2, die Pleuelstange 3 und die kleinen Schubstangen 5 und 6 eine schwingende Bewegung der Hebel 7 und 8 hervor. Wenn keiner der Elektromagnete 17 und 18 erregt ist, werden die Hebel 7 und 8 bei ihrer schwingenden Bewegung den zugehörigen Keil 14 abwechselnd von rechts nach links und von links nach rechts verschieben, d. h. in die eine oder andere seiner Ehdstellungen. Wenn dagegen der eine der beiden Elektromagnete, z. B. der Elektromagnet 17, erregt wird, so wird der Hebel 7 in seiner unteren Totpunktstellung blockiert sein (Fig. 3), und nur der Hebel 8 wird schwingen und die Verschiebung des Keils 14 in seine äusserste rechte Stellung bewirken können, wo er so lange verbleiben wird, wie der Hebel 7 blockiert ist (s. Keil 14a in Fig. 5).
Nun kann dank der Verriegelung des Hebels 7, die man von dem Augenblick an erhält, wo der Riegel 23 in der Kerbe 22 liegt, eine Erregung des Elektromagneten 17 bis zur nächsten Umdrehung der Welle 1 unterbleiben, ohne dadurch die Entriegelung des Hebels 7 hervorzurufen.
Die Erregung des Elektromagneten 18 wird die Blockierung des Hebels 8 in seiner unteren Totpunktlage zur Folge haben, und es wird Hebel 7 sein, der in schwingende Bewegung gerät (Fig. 4) und Keil 14 in seine linke Endstellung verschiebt (s. Keil 14b in Fig. 5), wo er so lange verbleiben wird, wie Hebel 8 blockiert ist. Somit erzielt man durch diese abwechselnden Erregungen der Elektromagnete 17 und 18, dass die Keile 14 in die eine oder andere ihrer Endstellungen verschoben werden.
Es ist leicht einzusehen, dass die Breite des von den gesamten Keilen 14a bis 14e zwischen der Andrückvorrichtung24 und der Fläche 4a des Gestells gebildeten Ganzen von der Lage jeden Keils abhängt und durch Verschieben derselben in die eine oder andere ihrer beiden Endlagen variiert werden kann. Nun genügt es hiefür, wie dies im obigen auseinandergesetzt worden ist, einen Augenblick lang den einen oder andern der beiden Elektromagnete 17 und 18 eines jeden der fünf Paare zu erregen. Diese Erregung kann mittels elektrischer Zeichen erfolgen, die einem Digitalprogramm gemäss übermittelt werden, so dass die Breitenänderung des Keils, der durch die gesamten fünf Einzelkeile gebildet wird, im Rhythmus des genannten Programms erzielt wird.
Von den fünf Keilen 14a bis 14e der in Fig. 5 dargestellten Vorrichtung nehmen die Keile 14a, 14c und 14e ihre rechte Endstellung ein, während die Keile 14b und 14d ihre linke Endstellung einnehmen.
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die Einzelkeile gebildeten Gesamtkei1s in Änderungen der Axiallage der Andrückvorrichtung, u. zw. nach einem Digitalprogramm, kundgeben. Es ist klar, dass die Verschiebungen der Andrückvorrichtung zur automatischen Steuerung der Organe einer Maschine benutzt werden können.
Die Keile, deren Zahl eine beliebige sein kann, können so vorgesehen sein, dass sich die Änderung der Stärke des von ihnen gebildeten Keils durch Addition nach einer bestimmten Arithmetik, z. B. der binären Arithmetik, der auf die Verschiebung eines jeden Keils zurückzuführenden Änderungen ergibt.
Es ist zu bemerken, dassdie Umsetzung der elektrischenZeicheninmechanische Verschiebungen unter Leistungsvergrösserung erfolgt. Tatsächlich wird die zur Hervorbringung dieser Verschiebungen erforderliche Leistung von der Welle l geliefert, d. h. von einer unabhängigen und fortgesetzt wirkenden Energiequelle, so dass die Leistung, mit der die elektrischen Signale gesandt werden, sehr gering sein kann. Die Elektromagnete 17 und 18 haben nur die Wirkung, dass sie die Hebel 7 und 8 stillsetzen, wenn diese ihren Anker bei Nullgeschwindigkeit oberflächlich berühren ; sie liefern daher keine mechanische Arbeit.
Es versteht sich, dass man an der nur als Beispiel beschriebenen Vorrichtung zahlreiche Änderungen vornehmen könnte, ohne wesentliche Merkmale daran zu ändern. So könnte man statt eines einzigen Exzenters 2 deren mehrere vorsehen, z. B. eines für jede Pleuelstange. An Stelle eines gemeinsamen
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Ankers für jedes Magnetpaar könnte man einen besonderen Anker für jeden Elektromagneten eines einzigenPaares vorsehen. Anderseits könnte der mittlere Schenkel des Ankers von der gleichen Länge wie die beiden andern sein, indem die mit dem Riegel 23 zusammenarbeitende Einkerbung 22 in einem festen Teil der Vorrichtung angeordnet werden könnte.
PATENTANSPRÜCHE : 1, Vorrichtung, die unter Leistungsvergrösserung elektrisch gegebene Signale in mechanische VerSchiebungen nebeneinanderliegender Elemente umwandelt, die einen Keil von einer Stärke bilden, wel- che sich nach einem Digitalprogramm ändert, nach welchem diese Signale geliefert werden, gekenn- zeichnet dadurch, dass sie aus einer in fortdauernde Umdrehung versetzten Welle, zum mindesten einem von dieser Welle angetriebenen Exzenter, einer Pleuelstange für jedes Element, die mit dem Exzenter gelenkig verbunden ist und durch ein Paar kleiner Schubstangen mit zwei Hebeln verbunden ist, die bei- derseits der Welle angeordnet sind und jeder in einer zu dieser senkrechten Ebene schwingen kann, be- steht, wobei Vorrichtungen vorgesehen sind,
mit denen sich durch Wirkung eines der genannten elek- trischen Signale einer der beiden Hebel blockieren lässt, so dass in einem bestimmten Augenblick nur ein einziger Hebel eines jeden Paares schwingen und eine einzige Verschiebungdes entsprechenden Elements hervorrufen kann.