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Elektromechanische Lochkarten-Steuerung
Die Erfindung betrifft elektromechanische Lochkarten-Steuerungen mit schrittweiser Fortschaltung von kreisförmigen, auf einem Kontaktteller aufliegenden und von einer Abtasteinrichtung abgetasteten Lochkarten aus Isoliermaterial.
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auch bezüglich der Dauer der einzelnen Schritte variabel sind ; von an sich zahlreichen Fällen sei hier als typisches Beispiel die Steuerung von Kunststoffpressen angeführt, bei denen die wenigen verlangten Kommandos sowohl bezüglich der Dauer der einzelnen Schritte als auch des gesamten Herstellungsprozesses stark variieren.
Die bisher bekannten, für derartige Zwecke verwendeten Lochkarten-Steuerungen arbeiten meist mit rechteckigen Lochkarten und sind demgemäss in ihrem mechanischen Teil sehr kompliziert aufgebaut ; ausserdem hängt aber diesen Steuerungssystemen insbesondere der erhebliche Nachteil an, dass zwei verschiedene Informationen immer nur in einem zeitlichen Abstand gegeben werden können, der einem ganzzahligen Vielfachen k.
T der elementaren Schrittdauer T zwischen zwei Informationsgruppen der Lochkarte entspricht-der Arbeitsprozess ist also durch die auf der Lochkarte maximal zu registrierende Schrittzahl begrenzt, wobei die Steuerung natürlich mit einer Verkleinerung der Schrittdauer r-deren mindeste Ausdehnung durch die Lochgrösse gegeben ist-entsprechend anpassungsfähiger wird ; in einem normalen Lochkartensystem ist die noch zulässige Grösse dieses Schrittfaktors k ein quantitatives Mass für seine Nützlichkeit. Viele Arbeitsprozesse-wie z.
B. bei den erwähnten Kunststoffpressen - bestehen jedoch aus relativ nur wenigen Arbeitsgängen, etwa in der Grössenordnung von 10 Stufen, die dann auch keineswegs eine besonders kleine Schrittdauer T erfordern, bei denen aber dafür der Unterschied zwischen
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; daSchrittdauer T durch die kürzeste Arbeitsstufe bestimmt wird, müssen auf der Lochkarte für längere Arbeitsstufen die ihrem Zeitfaktor k entsprechende Schrittzahl leer durchlaufen-d. h. ohne Steuerkommando-wodurch natürlich nicht nur die Lochkarten selbst, sondern insbesondere der ganze konstruktive Aufbau des Steuerungssystems umfangreich und kostspielig wird und dann vor allem auch an den Arbeitsmaschinen entsprechend schwer montierbar ist.
Weiters sind-wie z. B. aus der franz. Patentschrift Nr. 951. 444 - Lochkarten-Steuerungen mit Lochbändern bekannt, von denen in Rechtecken angeordnete Lochgruppen nach schrittweiser Fortschaltung des Bandes gemeinsam abgetastet werden. Ferner können bei Lochkarten-Steuerungen-wie z. B. gemäss der deutschen Patentschrift Nr. 533479 - auch kreisförmige Lochkarten mit den einzelnen Schaltschritten zugeordneten Löchern verwendet werden, wobei dann die Art der Abtastung in diesem System konstruktiv entsprechend angepasst ist.
Demgegenüber schafft nun die Erfindung elektromechanische Lochkarten-Steuerungen für kreisförmi- ge Lochkarten mit besonders einfachem Aufbau des Schrittschaltmechanismus für die aufeinanderfolgenden Informationsgruppen, bei dem Leerschritte vermieden oder zumindest wesentlich eingeschränkt werden, während welcher in die Arbeitsmaschine keine Steuerkommandos gegeben werden.
Nach der Erfindung wird dies bei elektromechanischen Lochkarten-Steuerungen der eingangs be- ichriebenen Art dadurch verwirklicht, dass der Transportmechanismus der nach jedem Schaltschritt von : ; egenkontakten abgetasteten Lochkarte als Haspelradantrieb ausgebildet und mit der synchronmotorisch angetriebenen Antriebswelle über eine elektromagnetisch gesteuerte Schrittschaltkupplung verbunden ist
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und dass die Abtasteinrichtung einen gesonderten,
einer eigenen Abtastbahn der Lochkarte zugeordneten Taster enthält sowie die Lochkarte gegebenenfalls entsprechend dem gewünschten Arbeitsprogramm in den
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Programmstufenbei in dem durch diesen zusätzlichen Taster gesteuerten Stromkreis ein Elektromagnet zur fallweisen Ent- kUnknng der Schrittschaltkupplung des Haspelradantriebes liegt und ferner die Antriebswelle mit einem
Organ gekuppelt ist, das bei gelöster Schrittschaltkupplung nach einer vorbestimmten, wählbaren Um- drehungszahl n der Antriebswelle den Stromkreis des Kupplungsmagneten unterbricht und die Schrittschalt- kupplung wieder in den Haspelradantrieb einrastet, so dass der eben eingestellte elementare Schaltschritt durch diese elektromechanische Steuerung automatisch auf die (n+l)-fache Dauer gedehnt wird.
Auf diesen kreisförmigen Lochkarten sind zweckmässig in gleichen Sektoren die den einzelnen Pro- grammstufen entsprechenden Lochgruppen eingestanzt und dabei vorzugsweise in jeder Gruppe die Löcher - und ebenso die in derAbtasteinrichtung befindlichen Abtaststifte - in mindestens zwei radialen, gegen- einander um den halben Lochabstand versetzten Reihen angeordnet.
Die Abtasteinrichtung der Lochkarten-Steuerung besteht aus mindestens einem Kontaktteller sowie einer zu diesem im wesentlichen parallelen verschwenkbaren Tastplatte mit federnd eingesetzten Abtast- stiften, deren Anzahl der maximalen Lochanordnung einer Programmstufe entspricht und die mit den Pro- grammschaltrelais verbunden sind, wobei diese Abtastplatte über einen auf ihrer Schwenkachse sitzenden, federbelasteten Hebel sowie einen an diesem angelenkten Schwengel mit einem Tastarm verbunden ist. welcher Mährend Weiterdrehung der Lochkarte mittels einer Feder an einen Anschlag gehalten und nach jedem Schaltschritt von der das Haspelrad antreibenden Kurbel angezogen wird, bis die Tastplatte ihre Abtaststifte durch die Löcher der jeweils eingestellten Informationsgruppe gegen den Kontaktteller drückt.
Der die Lochkarte tragende Kontaktteller ist. erfindungsgemäss auf einer gegen die Wirkung einer Rückholfeder um den vollen Winkel verschwenkbarenHauptwelle zusammen mit dem Haspelrad befestigt, dessen Teilung derjenigen der Lochgruppen auf der Lochkarte entspricht und welches von einer als Un- rundscheibe ausgebildeten Kurbel mittels deren Stift weitergeschaltet wird.
Der Kontaktteller trägt dabei zweckmässig einen radialen Finger, der in Ausgangsstellung der Lochkarte an einem Nullanschlag anliegt und gleichzeitig einen Nullkontakt schliesst und ferner unter dem Kontaktteller ein Sperrad mit dem Haspelrad entsprechender Teilung befestigt ist, in welches bei Still- stand - d. h ;
in Arbeitsstellung - des Systems eine von einer Feder gehaltene Sperrklinke derart eingreift, dass die eingestellte Lochgruppe genau unter den Abtaststiften der Tastplatte steht, wobei diese Sperrklinke mit dem Anker eines Sperrklinkenhaltemagneten starr verbunden und am Ende des Programms der ganzen Lochkarte - welches durch Kontaktgabe eines zugeordneten, abgetasteten Loches definiert istdurch Erregung dieses Haltemagneren aus dem Bereich des Sperrades herausschwenkbar ist, wodurch die Hauptwelle mit denKontakttellern samt den Lochkarten unter Wirkung der Rückholfeder zur raschen Rückdrehung in die Ausgangsstellung-Anliegen des Fingers am Nullanschlag sowie am Nullkontakt - freige- geben wird.
Bei einer andern Ausgestaltung der Lochkarten-Steuerung können auf der Hauptwelle über dem gemeinsamen Haspelrad und Sperrad zwei oder mehrere Kontaktteller zur Aufnahme je einer Lochkarte angebracht sein, über deren jeder eine zugehörige Tastplatte mit federnd eingesetzten Abtaststiften sowie einem federbelasteten Betätigungshebel angeordnet ist, welche Hebel an dem gemeinsamen Schwengel angelenkt sind, wodurch bei Anziehen desselben durch die Schrittschaltkurbel die Lochkarten gleichzeitig abgetastet werden.
Bei einer vorteilhaften Ausbildung der Lochkarten-Steuerung besteht die Schrittschaltkupplung des Haspelradantriebes aus einem auf der Antriebswelle radial zu dieser gelagerten, zweiarmigen Mitnehmerhebel, der in eingekuppeltem Zustand - durch eine Feder gegen einen Anschlag gedrückt-mit seinem gekröpften Kupplungsarm die Schrittschaltkurbel mitnimmt sowie am andern, freien Arm achsenparallel abgewinkelt ist, und dass mit diesem freien Arm des Mitnehmerhebels eine die Antriebswelle umfassende, mit dem Anker eines Entkupplungsmagneten verbundene Schaltbrille zusammenwirkt, die bei Erregung dieses Magneten - durch den erwähnten Dehnungskontakt-den Mitnehmerhebel gegen die Wirkung seiner Haltefeder von der Schrittschaltkurbel ausklinkt.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes besteht das mit der Antriebswelle gekuppelte Organ zur Steuerung des Kupplungsmagneten aus einer zur Antriebswelle parallelen Hilfswelle sowie einem auf dieser im Bereich der Schrittschaltkupplung sitzenden n-armigen Multiplizierstern, in welchen der Mitnehmerhebel - nachdem er mittels der durch den erwähnten Dehnbefehlkontakt betätigten Schaltbrille aus der Schrittschaltkurbel ausgekuppelt wurde-mit dem achsenparallel abgewinkelten Ende seines gekröpften Kupplungsarmes eingreift und diesen Stern somit je voller Umdrehung derAntrieLs-
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je Normaltchritt des Systems-tun je einen Arm weiterschaltet-also um 11n der Umdrehung der Hilfswelle- und dies so lange, bis nach ihrer vollen Umdrehung mittels eines Schaltdaumens dieser Hilfswelle ein Kopfkontakt betätigt wird, welcher durch Abschaltung des Entkupplungsmagneten die den Mitnehmerhebel haltende Schaltbrille von diesem löst, welcher somit unter Wirkung seiner Zugfeder wieder die Schrittschaltkurbel ergreift, wodurch also eine insgesamt (n+l)-fache Dehnung des durch den Dehnbefehlkontakt ausgelösten Schaltschrittes erreicht wurde.
An diesem Multiplizierstern ist der in seiner Schaltfolge letzte Sternarm auf der Hilfswelle axial
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schaltkurbel gegeben.
Auf der denMultip1izierstern tragenden Hilfswelle sind zwei Schaltdaumen um etwa die halbe Sternteilung (1/2n) versetzt angeordnet, deren in Drehrichtung vorderer vor dem letzten (n-ten) Schritt des Mnltlplizierstemes den zugehörigen Kopfkontakt öffnet, wodurch ein erstes Multiplizierrelais stromlos wird und nach Beendigung des letzten Sternschrittes - der vom axial versetzten Sternarm durch Zusammenwirken mit der auf der Antriebswelle befindlichen Schaltnocke geschaltet wurde-der zweite Schaltdaumen seinen Kopfkontakt schliesst und damit den Entkupplungsmagneten entregt.
Der elektrische Teil der Normalschrittschaltung der Lochscheibe bzw. der Lochscheiben über das gemeinsame Haspelrad sowie der Schrittdehnung über den Multiplizierstern besteht nach einem besonderen Merkmal der Erfindung aus vier Kopfkontakten-welche von der Nockenscheibe der Schrittschaltkurbel bzw. der Reihe nach von der Schaltnocke der Motorwelle und den Schaltdaumen der Sternwelle betätigt werden-sowie ferner aus einem Einschaltrelais, zwei Multiplizierrelais und zwei Ausschaltrela1s. welche Relais vorzugsweise mit je drei Umschaltekontakten versehen sind und zusammen mit der Starttaste sowie dem Nullkontakt des Kontakttellers den Antriebsmotor, den Sperrklinkenhaltemagneten sowie den das Schrittdehnungssystem auslösenden Entkupplungsmagneten steuern ;
sowohl die Programmschaltrelais als auch die der gesamten Steuerung des Schrittschaltsystems dienenden Relais können dabei vorzugsweise als Steckrelais ausgebildet und unmittelbar neben der Lochkarten-Steuerung auf einer gemeinsamen Steck- fassungsplatte angebracht sein.
Weitere Erfindungsmerkmale sowie der konstruktive Aufbau der elektromechanischen LochkartenSteuerung werden an Hand des in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles näher beschrieben.
Es zeigen : Fig. l den mechanischen Teil des Schrittschaltsystems in einem schematischen Schaubild ; Fig. 2 einen Ausschnitt aus der Lochscheibe - vergrössert ; Fig. 3 das Schaltschema des elektrischen Teiles ; und schliesslich Fig. 4 ein vollständiges Steuergerät in einerAusführungsform mit zwei auf der Hauptwelle übereinander angeordneten Kontakttellern zur Aufnahme je einer Lochscheibe.
Aus dem schaubildlichen Schema der Fig. 1 ist der grundsätzliche Aufbau des mechanischen Teiles der Lochkarten-Steuerung ersichtlich : Auf der Hauptwelle 1, die von der Rückholfeder 2 gehalten wird, sitzen Ubereinander ein Haspelrad 15, ein Sperrad 16-dessen Zahnteilung 16'mit derjenigen des Haspelrades Ubereinstimmt - sowie ein metallener Kontaktteller 3, auf den die kreisförmige Lochscheibe L aufgelegt Ist ; auf dieser Lochscheibe L sind nun-wie aus Fig. 2 ersichtlich-die Löcher 4 in den einzelnen Programmschritten entsprechenden Sektoren L1'LI'La.... usw. angebracht.
Horizontal über dem Kontaktteller ist die Schwenkachse 5 mit der seitlich angesetzten Tastplatte 6 angeordnet, in der die Abtaststifte 7 entsprechend der maximal vorgesehenen Lochanzahl eines Programmschrittsektors der Lochscheibe und korrespondierend zu ihrer Anordnung federnd eingesetzt sind ; diese Abtaststifte 7 sind mit flexiblen Leitungen mit den Programmsch1iltrelais P verbunden und bilden bei Durchgriff durch die Löcher 4 der Lochscheibe L die Gegenkontakte zu dem an Masse liegenden Kontaktteller 3 ;
an der Schwenkachse 5 ist weiters der Betätigungshebel 8 befestigt, der in Ruhestellung durch die an einem Ende angebrachte Haltefeder 9 bis zur Abhebung der Abtaststifte 7 von der Lochscheibe L angehoben ist, und dessen anderes Ende über den daran angelenkten Schwengel 10 mit dem die Abtastung der Lochscheibe L durch die Stifte 7 auslösenden Tastarm 11 verbunden ist, der in Ruhelage - bei angehobener Tastplatte 6 - mittels einer Feder 12 gegen einen Anschlag 13 gehalten und, wie noch näher beschrieben wird, nach jedem Schaltschritt des die Lochscheibe L tragenden Systems von der das Haspelrad 15 antreibenden Schaltkurbel 22 angezogen wird, bis die mit dem Betätigungshebel 8 verschwenkbaren Abtaststifte 7 durch die Löcher 4 der jeweils eingestellten Informationsgruppe Li auf dem Kontaktteller 3 aufliegen.
Selbst wenn die in der Lochscheibe L angebrachten Löcher 4 verhältnismässig gross sind-vorteilhafterweise z. B. zwischen 3 und 5 mm - müssen vor jeder Abtastung diese Löcher der betreffenden Informationsgruppe L, verlässlich genau
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unter die Abtaststifte 7 ausgerichtet werden, d. h. die Lochscheibe muss sich in Ruhelage in einer genau definierten Stellung befinden und darf dann immer nur genau um die Schritteilung weitergedreht werden ;
dies wird nun durch das auf der Hauptwelle 1 sitzende Sperrad 16 sichergestellt - das, wie bereits erwähnt, die gleiche Teilung 16'hat wie das Haspelrad mit seinen Stiften 15'-und in welches bei Stillstand des die Lochscheibe L tragenden Systems eine von einer Feder 18 gehaltene Sperrklinke 17 derart eingreift, dass die eingestellte Lochgruppe Li genau mit den Abtaststiften 7 korrespondiert. Der Kontaktteller 3 ist ferner mit einem radialen Finger 3'versehen, der in Ausgangsstellung des Systems an einem ortsfesten Nullanschlag 14 anliegt, wobei diese Nullage gleichzeitig elektrisch durch einen geschlossenen - gleich- falls am Finger 3'angebrachten-Nullkontakt 14K definiert ist.
Die Sperrklinke 17 des Sperrades 16 ist nun mit dem Anker 19a eines Sperrklinkenhaltemagneten 19 starr verbunden und wird am Ende des Programms der ganzen Lochscheibe L durch Erregung dieses Haltemagneten aus dem Bereich des Sperrades ausgeschwenkt, wonach dann die Hauptwelle 1 mit dem Kontaktteller 3 von der Rückholfeder 2 rasch in die oben beschriebene Ausgangsstellung zurückgedreht wird und das durch die Lochscheibe L gesteuerte Programm wieder von vorne beginnen kann ; der Endbefehl am Schluss des gesamten Programms einer Loch- scheibe L wird dabei durch ein bestimmtes, in ihrem letzten Sektor enthaltenes Loch 4'mit dem zugehörigen Abtaststift 7'getastet (s. Fig. 3).
Der Antrieb der Schrittschaltung des Kontakttellers mit der Lochscheibe L erfolgt durch den ständig umlaufenden Antriebsmotor 20, dessen Welle 21 eine zu dieser parallele Schrittschaltkurbel 22 antreibt, die ihrerseits an einer in Flucht zur Motorwelle 21 gelagerten Nockenscheibe 22'befestigt ist und je Umdrehung nacheinander das Haspelrad 15 sowie den mit den Abtaststiften 7 verbundenen Tastarm 11 sowie durch die Nockenscheibe 22'auch einen Kopfkontakt 22K betätigt ;
Motorwelle 21 und Schrittschaltkurbel sind nun durch eine elektromagnetisch gesteuerte Kupplung 23 verbunden, die aus einem an einem T-Stück 24 der Welle 21 schwenkbaren zweiarmigen Mitnehmerhebel 25 besteht, der in normaler Betriebsstellung durch eine Feder 26 gegen einen Anschlag 24'gehalten wird und mit seinem gekröpften Kupplungsarm 25'die Schrittschaltkurbel 22 erfasst und mitnimmt ;
der Kupplungshebel 25 ist ferner am andern - der Kurbel 22 abgewendeten-freien Arm achsenparallel abgewinkelt, mit welchem Teil nun eine die Antriebswelle 21 umfassende Schaltbrille 27 zusammenwirkt, die mit dem Anker 28a eines Entkupplungsmagneten 28 verbunden ist und bei Erregung dieses Magneten - die von der Lochscheibe L aus durch eine bestimmte Befehlsgabe ausgelöst werden kann-den Kupplungshebel 25 gegen die Wirkung seiner Haltefeder 26 verschwenkt und dabei aus dem Eingriff in die Schrittschaltkurbel 22 ausklinkt.
Weiters sitzt auf einer zur Antriebswelle 21 parallelen Hilfswelle 29 im Eingriffsbereich des Kupplungsarmes 25'der Schrittschaltkupplung 23 ein im dargestellten Beispiel 6-armiger Stern 30, der sogenannte"Multiplizierstern"-der im allgemeinen selbstverständlich beliebig n-armig sein kann-. und durch dessen Wirkung die bereits erwähnte zeitliche Dehnung des Elementarschrittes T der LochkartenSteuerung erreicht wird.
In diesen Multiplizierstern 30 greift der Kupplungshebel 25 nach etwaiger Auskupplung aus der Schrittschaltkurbel 22 mit dem achsenparallel abgewinkelten Ende seiner Kröpfung 25' ein ; die Kupplung 23 schaltet dann bei jeder vollen Umdrehung der Antriebswelle 21-d. i. also je Normalscbritt des Systems-während ihrer durch den Entkupplungsmagneten 28 bewirkten Ausschwenkung diesen Multiplizierstern 30 um eine Zahnteilung-also um l/n, hier um 1/6, der Umdrehung der Hilfswelle 29 - weiter ; auf der Hilfswelle 29 sitzt ferner ein Schaltdaumen 32, der nach einer vollen Umdrehung des Multipliziersternes 30 einen Kopfkontakt 32K betätigt, welcher nun den Entkupplungsmagneten 28 ausschaltet, wodurch die Schaltbrille 27 den Kupplungshebel 25 wieder freigibt, welcher somit unter Wirkung seiner Zugfeder 26 wiederum in die Schrittschaltkurbel 22 eingreift.
Der in Schaltfolge des Multipliziersternes letzte Sternarm 30n ist auf der Hilfswelle 29 axial versetzt und wird an dieser Stelle von einer Schaltnocke 21'der Antriebswelle 21 weitergedreht, wodurch die Ausgangsposition der Sterm1elle 29 sowie der beiden auf ihr sitzenden Schaltdaumen 31 und 32 zur Steuerung des Entkupplungsmagneten 28 mit grösster Präzision wieder erreicht und ausserdem dem während dieses letzten (des n-ten) Multiplizierschrittes freien Kupplungshebel 25 Zeit und Raum für seine Einkupplung in die Schrittschaltkurbel gegeben wird ; die Schaltnocke 21'steuert ausserdem noch einen zur Wicklung des Antriebsmotors 20 in Serie liegenden Kopfkontakt 2lK,'dessen Bedeutung später noch erklärt wird.
Die beiden auf der Sternwelle 29 angebrachten Schaltdaumen 31 und 32 sind erfindungsgemäss um etwa die halbe Stemtelll1 ! 1g 1/2ngegeneinander versetzt, wobei der in Drehrichtung vordere Schaltdaumen 31 vor dem letzten Schritt des Multipliziersternes 30 seinen zugehörigen Kopfkontakt 31K öffnet und dadurch
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dehnt werden, so wird dies dadurch eingeleitet, dass auf der Lochkarte L in der betreffenden Informations- gruppe Lt an einer bestimmten Stelle ein oder auch mehrere dieser Aufgabe zugewiesene, sogenannte Dehnbefehllocher-in Fig.
3 mit 4"bezeichnet-vorgesehen sind, bei deren Abtastung mit den zugeord- neten Stiften 7"der Entkupplungsmagnet 28 erregt und dadurch mittels der Schaltbrille 27 derMitneh- merhebel 25 der Kupplung 23 von der Schrittschaltkurbel 22 gelöst und in denMultLpl1zLerstern 30 einge- klinkt und dann erst-wie oben beschrieben-nach einer vollen Umdrehung der Stemwelle 29 wieder in die Schrittschaltkurbel 22 eingerückt wird ;
durch diesen Stillstand der Schrittschaltkurbel 22 während eines vollen Umlaufes des Multiplizierstemes 30 wird das Haspelrad 15 erst nach den diesem Umlauf entsprechenden n Umdrehungen derAntriebswelle 21 das nächste Mal weitergeschaltet und damit die nächste Informationsgruppe Lu+, der Lochscheibe L in Wirkstellung gebracht ; die Informatlonsgruppe LI - zu deren Beginn der erwähnte Dehnbefehl über die Kontakte 7"gegeben wurde-bleibt also anstatt während des einer Umdrehung der Antriebswelle 21 entsprechenden Normalschrittes T sinngemäss während der (n+1)-fachen Zeit, nämlich (n +1). T eingestellt, so dass in dem durch die Lochkarte gesteuerten Arbeitprogramm an dieser Stelle entsprechend längere Arbeitsprozesse durchgeführt werden können.
Der aus dem Multtplizierstern 30 axial versetzte letzte Arm 30n dient infolge dieser Massnahme zur exakten Wiedererreichung der Ausgangsstellung der Sternwelle 29 für den nächstfolgenden Dehnungsschritt ; ausserdem wird dadurch auch der Kupplungsarm 25'von der letztenDrehphase des Multipliziersternes entlastet und kann sich dadurch unbehindert vom Stern 30 auf die Schrittschaltkurbel 22 umschalten.
Schliesslich kann der Multiplizierstern 30 erfindungsgemäss auf seiner Welle 29 gegen einen solchen mit anderem Teilungsfaktor n ausgetauscht werden, so dass von Fall zu Fall ein anderer Dehnungsfaktor des Normalschrittes eingestellt werden kann, wobei lediglich der Schaltdaumen 31 bezüglich seiner Winkelstellung entsprechend nachjustiert werden muss.
In Fig. 2 ist ein Ausschnitt aus der Lochscheibe L vergrössert dargestellt : Danach sind in jedem einer Informationsgruppe zugehörigen Sektor L., L, L, usw. die Löcher 4 - und korrespondierend dazu auch die in der Tastplatte 6 eingesetzten Abtaststifte 7 - in zwei gegen den Scheibenrand entsprechend gestaffelten Reihen angeordnet und dabei um den halben Radialabstand gegeneinander versetzt : diese Anordnung bietet eine besonders vorteilhafte Raumausnutzung der den einzelnen Informationsgruppen zugewiesenen Sektoren, deren geringster Öffnungswinkel, wie ersichtlich, durch den Lochdurchmesser der achsnahen Löcher bestimmt ist ; je nach Grösse der Sektoren bzw. der Löcher selbst können diese auch in mehreren Reihen angeordnet sein. Bei der in Fig. 2 dargestellten Lochscheibe von z.
B. 130 mm Durchmesser nimmt jede Lochgruppe einen Winkel von 150 ein, so dass auf der ganzen Scheibe 24 InformatLonsgruppen mit maximal je 12 Löchern untergebracht werden können, wenn diese mit 5 mm Durchmessei in Achsabstän- den von 6mm angeordnet sind ; ist hievon je ein Loch für den Dehnbefehl und eines für das Endkommando reserviert, so bleiben je Programmschritt maximal 10 Löcher für Befehle an die äusseren Programmschaltrelais P verfügbar ; zum Problem der erfindungsgemässen Schrittdehnung sei nun darauf hingewiesen, dass
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B. bei1 x 5 = 5 sec bis 24 x 35 = 840 sec beherrscht werden und somit ein Anpassungsverhältnis von 1 : 168 geboten wird.
Schliesslich kann auf der Lochkarte L innerhalb jeder Informationsgruppe Li ausser den Löchern 4'und 4" für das Ausschaltkommando am Ende des Programms sowie für einen etwaigen Dehnbefehl auch noch eine bestimmte Stelle für ein Loch vorgesehen sein, das innerhalb des Programmablaufes einen Stillstand des Kontakttellers 3 über ein beliebiges-also vom Normalschritt r bzw. vom Dehnungsfaktor (n+ 1) un- abhängiges-Intervall veranlasst, was durch rein schaltungstechnische Massnahmen erfolgt-wie etwa unter Einbeziehung zusätzlicher Zeitwerke.
Die Anpassungsfähigkeit der Schrittschaltung der Lochkarten-Steuerung kann auch durch Änderung der Dauer der Elementarschritte T gesteigert werden, wofür erfindungsgemäss die Austauschbarkeit des An-
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5 sec angenommen ist, so kann diese etwa bis auf 1 sec verkürzt oder auch auf 10 oder 20 sec verlängert werden.
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und sichert das relativ richtige Zusammenspiel des Antriebes mit der Kurbel 22 ; der zweite und dritte Kopfkontakt SIK und 32K werden von den beiden Schaltdaumen 31 und 32 der den Multiplizierstern 30 tragenden Hilfswelle 29 gesteuert und sind für die Ausgangslage dieser Welle sowie für die zeitgerechte Erregung des Entkupplungsmagneten 28 zur Einleitung der Schrittdehnung verantwortlich ;
der vierte Kopfkontakt 21K wird von der Nocke 21" der MotOrwelle 21 betätigt und veranlasst die Einhaltung ihrer rich-
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und zweite Ausschaltrelais I) und 1) 8, die durch den zugehörigen sogenannten"Ausschaltbefehlkontakt" 70 -4'gesteuert werden. Die hier angeführten Schaltorgane : Starttaste-Nullkontakt-vier Kopfkontak- te - fünf Steuerrelais - steuern die drei Antriebselemente der Lochkarten-Steuerung, nämlich den Antriebsmotor 20 der Schrittschaltung, den Sperrklinkenhaltemagneten 19 der Lochscheibenhalterung bzw.
Programmausschaltung sowie den Entkupplungsmagneten für die Schrittdehnung.
Sowohl die Programmschaltrelais P für die Steuerung der Arbeitsvorgänge als auch die Relais R des Schaltsystems können erfindungsgemäss vorteilhafterweise als Steckrelais ausgebildet sein und werden zweckmässig unmittelbar neben dem Lochkartenaggregat auf einer gemeinsamen Steckfassungsplatte untergebracht.
Fig. 4 zeigt schliesslich eine pra-krischeausftihrungsform des erfindungsgemässen elektromechanischen Gerätes für die Lochkarten-Steuerung mit besonders vorteilhafter Ausgestaltung und Anordnung der einzelnen Baugruppen. Die einzelnen Teile sind selbstverständlich übereinstimmend mit der in Fig. 1 gegebenen Übersicht bezeichnet und als solche auch ohne weiteres erkennbar. Im einzelnen ist noch zu bemerken, dass auf der Hilfswelle 29 der Multiplizierstern 30 mit einer Wurmschraube 30'leicht austauschbar befestigt ist ; das ganze Gerät ist auf der Grundplatte 34 montiert, die eine Brücke 35 trägt, in welcher die Hauptwelle 1 des das Haspelrad 15, das Sperrad 16 und den Kontaktteller 3 der Lochscheibe L tragenden Drehsystems sowie seitlich die Nockenscheibe 22'mit der Schrittschaltkurbel 22 gelagert sind.
Im dargestellten Ausführungsbeispiel sind nun gemäss einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung auf der Hauptwelle 1 über dem gemeinsamen Haspelrad 15 und Sperrad 16 übereinander zwei Kontaktteller 3 und 3a zur Aufnahme je einer Lochscheibe L und La angebracht, über deren jeder eine zugehörige Tastplatte 6 und 6a mit Abtaststiften 7 und 7a sowie einem federbelasteten Betätigungshebel 8 und 8a angeordnet ist ; die Schwenkachsen 5 und 5a dieser beiden Hebel sind in zwei ortsfesten Böcken 36 gelagert ;
beide Betätigungshebel 8 und 8a sind nun einerends von je einer getrennten Feder 9 bzw. 9a gehalten und am andern Ende an dem gemeinsamen vertikalen Schwengel 10 angelenkt, der-wie bereits an Hand der Fig. l näher beschrieben-den Tastarm 11 trägt und bei jedem Schaltschritt von der Schrittschaltkurbel 22 angezogen wird und dadurch beide auf die Kontaktteller aufgelegten Lochscheiben L und
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Lahülse 37 verdrehungssicher und abnehmbar aufgesteckt, so dass die auf dem unteren Kontaktteller 3 liegende Lochscheibe L leicht ausgewechselt werden kann. Selbstverständlich können auf der Hauptwelle 1 auch mehrere Kontaktteller 3 in Etagen übereinander mit der sinngemäss analogen mechanischen Ausrüstung aufgebaut sein.
Diese Anordnung zweier oder mehrerer gleichzeitig abgetasteter Lochscheiben L ermöglicht eine entsprechende Vergrösserung des Arbeitsprogramms, da nunmehr für die Steuerung des gesamten Arbeitsprogramms das Doppelte bzw. entsprechend Vielfache an Befehlslöchern 4 in der Lochscheibe bzw. an äusseren Programmschaltrelais P zur Verfügung steht ; bei-wie in Fig. 4 angenommenzwei Lochscheiben L und La sind also im Anschluss an das oben an Hand der Fig. 2 erläuterte Beispiel je Programmschritt insgesamt 24 Löcher vorhanden, von denen nach Abzug von drei Löchern für die erwähnten Sonderbefehle-Stillstand, Dehnung und Ausschaltung - noch 21 Löcher für Arbeitsbefehle an die dementsprechend 21 verschiedenen grösseren Programmschaltrelais P verfügbar.
An Hand des dargestellten speziellen Ausführungsbeispieles, der erfindungsgemässen elektromechanischen Lochkarten-Steuerung sei nun die Wirkungsweise dieses Gerätes zusammenfassend erläutert, u. zw. in den fünf Hauptphasen : Ausgangsstellung-Programmanlauf-Abtastung einer Informationsgruppe - Pro- grammschrittdehnung-Programmende.
1. Ausgangsstellung :
In dieser sind gemäss dem Schaltschema der Fig. 3 an verschiedenen Punkten der Schaltung sowohl
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die Steuergleichspannung als auch die Wechselspannung des Antriebsmotors vorhanden ; der Nullkontakt 14K desKontakttellers 31st geschlossen und dadurch das erste Ausschaltrelals RL erregt : die Sperrklinke 17 wird von ter Haltefeder 18 an eine Flanke des Sperrades 16 gedrückt, da der Klinkenhaltemagnet 19
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;2. Programmanlauf :
Wird die Starttaste 33 gedrückt, zieht das Einschaltrelais R an und schliesst seinen Kontakt b nach links, wodurch Kopfkontakt 21K überbrückt wird und der Antriebsmotor 20 anläuft, der nunmehr über den Mitnehmerhebel 25-25'der Kupplung 23 die auf der Schaltnocke 22'befestigte Schrittschaltkurbel 22 mitnimmt, welche in die Stifte 15'des Haspelrades 15 eingreift und dieses samt dem Kontaktteller 3 um einen Schritt weiterdreht : der Nullkontakt 14K wird geöffnet und dadurch das erste Ausschaltrelais R, abgeschaltet ; das Einschaltrelais R hält von nun an über folgenden Weg : Eigener Kontakt c (rechts)-Kon- takte bund c des ersten Ausschaltrelais %-Masse.
Die Kurbel 22 gleitet nach geringer Weiterdrehung vom Haspelstift 15'ab und die Sperrklinke 17 fällt in eine Zahnlücke 16'des Sperrades 16 ein, das von derHauptwellenrückholfeder 2 bis zum festen Eingriff der Sperrklinke 17 zurückgedreht wird : Die Abtaststellung für die erste Informationsgruppe Li der Lochscheibe L ist nun erreicht.
Mit Erregung des Einschaltrelais R, wird unter anderem auch über dessen Kontakt a (linke Stellung) die Drehschaltung der Steuerspannung zu den Programmschaltrelais P veranlasst, deren Schaltfolge im tibrigen von der Lochung der Lochscheibe L gesteuert wird.
3. Abtastung :
Die Schrittschaltkurbel 22 gelangt bei Weiterdrehung auf den Tastarm 11 und drückt diesen entgegen seiner Haltefeder 12 nach unten, wodurch-wie bereits beschrieben-über den Schwengel 10 und den Betätigungshebel 8 die Tastplatte 6 niedergedrückt wird und die durch die jeweils vorhandenen Löcher 4 der Lochscheibe L hindurchgreifenden Abtaststifte 7 mit dem an Masse liegenden Kontaktteller 3 die Stromkreise zu den verschiedenen Programmschaltrelais P schliessen ;
beim Weiterdrehen gleitet dann die Kurbel 22 vom Tastarm 11 ab, der von seiner Haltefeder 12 samt dem Schwengel 10, dem Betätigungshebel 8 und der Tastplatte 6 wieder in die Ausgangslage angehoben wird, wodurch ein Normalprogrammschritt r der Lochkarten-Steuerung beendet ist und im Zuge der nächstfolgenden Umdrehung der Kurbel 22 ein weiterer gleicher Schritt folgen kann-sofern nicht In der letzten Informationsgruppe ein sogenanntes Dehnbefehlloch 4" vorhanden war und abgetastet wurde.
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sobald nun die Schrittschaltkurbel22 den Tastarm 11 loslässt, schliesst die Nockenscheibe 22'den Kopfkontakt 22K und derEntkupplungsmagnet 28 wird erregt und die mit seinem Anker 28a gekuppelte Schaltbrille 27 schnellt vor und verschwenkt dadurch den Mitnehmerhebel 25 der Kupplung 23 bis zur Lösung ihres gekröpften Kupplungsarmes 25'von der Kurbel 22, welcher nunmehr in den Multiplizierstem 30 eingreift und nunmehr je Umdrehung-anstatt wie beim Normalschritt die Schrittschaltkurbel 22-diesen Stern 30 um einen seiner Teilung n entsprechenden Schritt weiterdreht, wobei durch Abheben des auf der Sternwelle 29 sitzenden Schaltdaumens 32 der Kopfkontakt 32K geöffnet wird ;
das zweite Multlpl1zier- relais R, fällt infolge dieser Stromunterbrechung ab und der Entkupplungsmagnet 28 wird ab nun so lange
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; währead diesesganzen Umlaufes des Multipliziersternes 30-also während der zugehörigen n Umdrehungen der Schrittschaltkupplung 23 - verharrt das Haspelrad 15 und mit ihm der Kontaktteller 3 samt der Lochscheibe L in seiner letzten, mit der eben eingeschalteten Informationsgruppe der Lochscheibe L entsprechenden Stellung und auch der Tastarm 11 wird nicht betätigt.
Zwischen dem (n-l) ten und dem n-ten Schritt-im vorliegenden Beispiel also zwischen dem 5-ten und 6-ten-des Multipliziersternes 30 wird der Kopfkon- takt SIK durch den Schaltdaumen 31 gelüftet, welcher auf der Sternwelle 29 gegenüber dem zuerst er-
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wghnten Daumen 32 in Drehrichtung der Welle etwa um die halbe Sto ; rnteilung 1/211 vorgesetzt ist, wodurch das erste Multiplizierrelais R2 stromlos wird und auch bleibt, da jetzt sein Kontakt c (linke Stellung) unterbrochen ist ;
nach Vollendung des n-ten (6-ten) Schrittes des Multipliziersternes 30 - der vom Zusammenspiel der Schaltnocke 21'der Antriebswelle 21 mit dem axial versetzten Sternarm 30n bewerk- stelligt wurde-erhält das zweite Multiplizierrelais R, Masseverbindung und wird über den sich nun nach einer vollen Umdrehung der Sternwelle 29 durch Auflaufen des Schaltdaumens 32 schliessenden Kopfkontakt 32K erregt :
Kontakt b dieses Relais wird geöffnet und der Entkupplungsmagnet 28 entregt ; der Dehnbefehl ist somit beendet und der Mitnehmerhebel 25 schnellt in seine normale Betriebsstellung zurück, wobei sich jedoch sein gekröpfter Kupplungsarm 25'über der Schrittschaltkurbel 22 befindet-die bei Auslösung des Dehnbefehls nachAbschnellen vomTastarm 11 zum Stillstand kam-, so dass nunmehr noch die (ni- 1- te) - also die 7-te-Umdrehung der Antriebswelle 21 folgt und die effektive Dauer des Pro-
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die nächstfolgende Informationsgruppe wiederum ein Dehnbefehlloch 4"enthält oder nicht, weist dieser nächste. Programmschritt wieder die gedehnte Schrittdauer 7 T oder aber diejenige des Normalschrittes r auf.
5. Programmende :
Dieses wird durch Abtastung eines in der letzten Informationsgruppe der Lochscheibe L enthaltenden Loches 40 befehlen, wobei durch Kontaktgabe des zugehörigen Abtaststiftes 7'mit dem Kontaktteller 3 das zweite Ausschaltrelais R, erregt wird und über seinen eigenen Kontakt c (links) sowie den Kontakt a (rechts) des ersten Ausschaltrelais R hält, welch letzteres zu diesem Zeitpunkt stromlos ist.
Das Gerät, dessen Antriebsmotor 20 noch läuft-solange das Einschaltrelais R noch erregt ist-, macht noch einen Nachschritt, währenddessen durch die Zahnflanke des Sperrades 16 die dort eingreifende Sperrklinke 17 herausgedrückt und dadurch der mit ihr starr verbundene Anker 19a des an sich erregten Sperrklinkenhaltemagneten 19 diesem beträchtlich genähert und schliesslich von ihm vollständig angezogen und somit die Sperrklinke 17 aus dem Bereich des Sperrades 16 ausgerückt wird..
Sowie nun der Tastteller 6 nach Freigabe des Tastarmes 11 von der Lochscheibe L abgehoben wird, schnellt die Hauptwelle 1 unter Wirkung ihrer Rückholfeder 2 in die Nullage des Kontakttellers 3 zurilck ; der Nullkontakt 14K wird geschlossen und das erste Ausschaltrelais Ru erhalt wieder Strom, wodurch seine Kontakte b und c von Masse (von rechts) getrennt werden und das Einschaltrelais R1 abfällt, auch das zweite Ausschaltrelais R3' fällt ab und die Sperrklinke 17 fällt auf die nun vor ihr liegende Zahnflanke des Sperrades 16 - wie dies in der Ausgangsstellung des Systems erforderlich ist ; die Überbrückung des Kopfkontaktes 21K des Motors 20 ist aufgehoben-der Motor selbst kommt aber erst in der gewünschten Anfangsstellung zum Stillstand, wenn eben der Kopfkontakt 21K von seiner Schaltnocke 21'unterbrochen wird.
PATENTANSPRÜCHE :
1, Elektromechanische Lochkarten-Steuerung mit schrittweiser Fortschaltung von kreisförmigen, auf einem Kontaktteller aufliegenden und von einer Abtasteinrichtung abgetasteten Lochkarten aus Isoliermaterial, dadurch gekennzeichnet, dass der Transportmechanismus der nach jedem Schaltschritt von Gegenkontakten abgetasteten Lochkarte als Haspelradantrieb (22-15-1) ausgebildet und mit der synchronmoto-
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Lochkarte zugeordneten Taster (7") enthält sowie die Lochkarte (L) gegebenenfalls entsprechend dem gewünschten Arbeitsprogramm in den betreffenden vorherbestimmten Programmstufen in dieser Abtastbahn mit Befehlslöchern (4") versehen ist, wobei in dem durch diesen zusätzlichen Taster (7") gesteuerten Stromkreis ein Elektromagnet (28) zur fallweisen Entklinkung der Schrittschaltkupplung (23)
des Haspelradantriebes liegt und ferner die Antriebswelle (21) mit einem Organ (29-30) gekuppelt ist, das bei gelöster Schrittschaltkupplung nach einer vorbestimmten, wählbaren Umdrehungszahl n der Antriebswelle (21) den Stromkreis des Kupplungsmagneten (28) unterbricht und die Schrittschaltkupplung wieder in den Haspelradantrieb einrastet, so dass der eben eingestellte elementare Schaltschritt (r) durch diese elektromechanische Steuerung automatisch auf die (n+1)-fache Dauer gedehnt wird.