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Schaltvorrichtung
Die Erfindung betrifft eine Schaltvorrichtung zum Bestimmen der genauen zeitlichen Reihenfolge von im Rahmen eines Arbeitsprogramms aufeinanderfolgenden Arbeitsvorgängen, die eine Steuerwelle mit Steuernocken für die zeitgerechte Betätigung der zur Steuerung der Arbeitsvorgänge dienenden pneumatischen Schaltorgane enthält, deren Steuernocken jeweils aus zwei paarweise zusammenwirkenden koaxial zueinander und in axialer Richtung aufeinanderfolgend angeordneten Nockenscheiben bestehen, die auf der Steuerwelle um ihre Achse herum gegeneinander verdrehbar und in ihrer jeweiligen Winkellage feststellbar sind.
Es sind bereits Schaltvorrichtungen der hier in Frage stehenden Art bekannt, die mehrere, auf einer gemeinsamen Achse mit nicht kreisförmigem Querschnitt angeordnete, voneinander unabhängig verdrehbare und durch Distanzscheiben getrennte Steuerscheiben besitzen, wobei zwischen jeweils zwei Steuerscheiben mindestens eine Distanzscheibe sitzt, deren Öffnung dem Querschnitt der Achse entspricht, so dass sie gegenüber der Achse unverdrehbar ist. Hiebei werden sämtliche Steuerscheiben durch Lösen einer einzigen Mutter gleichzeitig gelöst, so dass eine unbeabsichtigte Verstellung nicht immer vermieden werden kann, z. B. wenn die Nocken der Steuerscheiben mit einem der ihnen zugeordneten Anschläge in Berührung stehen, oder wenn man sie mit der Hand leicht berührt.
Es ist nicht möglich, bei der bekannten Anordnung jede Steuerscheibe einzeln zu verstellen und einzustellen, wenn man nicht zusätzliche Vorkehrungen trifft, wie man hier auch nicht den Schaltzeitpunkt beliebig einstellen kann. Das Ziel der Erfindung besteht darin, hier Abhilfe zu schaffen.
Zu dem oben genannten Zweck sind gemäss der Erfindung bei der neuen Schaltvorrichtung die einerseits für sich allein verdrehbaren Nockenscheiben einzeln lösbar und feststellbar, und anderseits jeweils mit der für die Bildung einer Steuernocke im Paar zugeordneten Nockenscheibe gemeinsam als Einheit für sich auf der Steuerwelle verdrehbar sowie lösbar, und in ihrer jeweiligen Winkellage feststellbar, wobei die Steuerwelle in einem zweckmässig an die zu steuernde Maschine baukastenmässig anbaubaren Gehäuse untergebracht ist, aus dem mindestens ein Wellenende hervorsteht, das baukastenmässig und nach Wahl mit einem Betätigungsorgan für motorischen Antrieb oder für Betätigung von Hand kuppelbar ist.
Die erfindungsgemässe Anordnung hat einen ausserordentlich weiten Anwendungsbereich, da man nunmehr die neue Steuerwelle ohne komplizierte Massnahmen wahlweise, z. B. mit einem Elektromotorgetriebe oder mit einem stufenlos regelbaren Elektromotor, mit einem Fremdantrieb, z. B. über eine Kette, mit einem pneumatischen Drehkolbenmotor oder mit Hilfe eines pneumatischen Schrittschaltantriebes oder schliesslich von Hand, z. B. beim Ein- und Umstellen der Maschine verbinden kann. Der Schaltzeitpunkt kann in der denkbar einfachsten Weise (durch einfaches Verstellen einer Büchse) beliebig eingestellt werden, ausserdem kann jede Nockenscheibe einzeln in einfacher Weise verstellt werden, wobei die Gefahr einer unbeabsichtigten Verstellung der übrigen Nockenscheiben vermieden wird.
Die erfindungsgemässe Anordnung macht es somit möglich, die Zeitspanne, während welcher die in Frage stehenden Schaltorgane betätigt gehalten werden, beliebig zu variieren, wie auch der Beginn des betreffenden Betätigungsvorganges den jeweiligen Erfordernissen entsprechend eingestellt werden kann.
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Dies kann ohne weiteres und mit wenigen Handgriffen, z. B. nur nach Lockerung derFeststellschrauben, vorgenommen werden, da man durch Verstellen der beiden Nockenscheiben gegeneinander die jeweilige
Nockenlänge in beliebigem Ausmass und durch Verstellen der Steuemocke als Einheit auf der Steuerwelle die Winkellage jeder Nocke den jeweiligen Erfordernissen entsprechend einstellen kann. Im übrigen sind i die einzelnen Teile der Vorrichtung so ausgebildet, angeordnet und einander zugeordnet, dass die Schalt- vorrichtung an die zu steuernde Maschine baukastenmässig angebaut oder abgenommen, und das Programm, nach dem die einzelnen Schaltungen jeweils erfolgen, beliebig eingestellt und geändert werden kann.
Hiebei ist auch noch die Herstellung der Nocken relativ einfach.
In den Zeichnungen sind Ausführungs- und Anwendungsbeispiele des Gegenstandes der Erfindung dar- gestellt. Es zeigen : Fig. 1 eine Schaltvorrichtung gemäss der Erfindung in einer Seitenansicht in einem senkrechten Schnitt, Fig. 2 dieSchaltvorrichtung nachFig. l in einem Schnitt gemäss der Linie II - II der
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tischerDarstellung, Fig. 5 eine abgewandelte Ausführungsform der erfindungsgemässen Schaltvorrichtung in einer Seitenansicht und die Fig. 6 und 7 die Anordnung nach Fig. 5 in einer Vorderansicht bzw. in einem Schnitt gemäss der Linie VII - VII der Fig. 5.
Die erfindungsgemässe Schaltvorrichtung enthält eine Steuerwelle 1 und Steuernocken 2, die
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che Druckluftventile 3 verwendet.
Wie aus denFig. l und 2 hervorgeht, besteht jede Steuernocke jeweils aus zwei Nockenscheiben 4a, 4b, die koaxial zueinander angeordnet sind, und in axialer Richtung gesehen (Pfeil 5), aufeinanderfolgen. Die beiden Nockenscheiben 4a, 4b, die einander zugeordnet sind, liegen mit ihren Stirnflächen aneinan- der an und sind auf der Steuerwelle 1 um deren Achse herum gegeneinander verdrehbar, wobei sie in ihrer jeweiligen Winkellage festgestellt werden können.
Jede Nockenscheibe besitzt hiebei Nocken 6a, 6b, die sich über einen Abschnitt eines Kreisumfanges erstrecken, der einem Zentriwinkel von maximal 1800 entspricht. Hiebei sind die Nockenscheiben 4a, 4b auf einer Lagerbüchse 7 verdrehbar angeordnet, die Åauf der Welle 1 sitzt und ihrer- seits auf dieser Welle verdreht werden kann, so dass die Nockenscheiben 4a, 4b mit der Büchse 7 eine Einheit bilden, die für sich auf der Steuerwelle verdreht werden kann. Hiebei können sowohl die Nockenscheiben einzeln - wenn sie gegeneinander verdreht werden-als auch die aus den beiden einander zugeordneten Nockenscheiben und der diese Scheiben tragenden Büchse gebildete Einheit in ihrer jeweiligen Winkellage festgestellt werden.
Zu diesem Zweck weisen die als Ringscheiben ausgebildeten Nockenscheiben (vgl. hiezu insbesondere Fig. 2) einen radialen durchgehenden Schlitz 8 auf, wobei sie jeweils mit einer Schraube 9 versehen sind, die durch die beiden Enden 9a, 9b der Ringscheibe im Bereich des Schlitzes hindurchgeht. Durch Anziehen der Schraube 9 können somit die Ringscheiben auf der Lagerbüchse 7 festgeklemmt werden. Die Lagerbüchse 7 trägt an einem Ende einen Ringflansch 10, der sich mit seiner Innenfläche 10a an der Aussenfläche lOb der benachbarten Ringscheibe 4a abstützt. Dieser Ringflansch 10 besitzt ebenfalls einen radial durchgehenden Schlitz 8 und kann auf der Steuerwelle mitHilfe einerSchraube 9 festgeklemmt werden, die durch die beiden Enden des Ringflansches im Bereich des Schlitzes etwa in tangentialer Richtung hindurchgeht.
Der Aussendurchmesser des Ringflansches 10 entspricht dem Aussendurchmesser der die Nocken tragender Ringscheiben 4a, 4b.
Die Nocken 6a, 6b am Umfang der Ringscheiben 4a, 4b, die in radialer Richtung nach aussen vorspringen, erstrecken sich in Richtung der Wellenachse gemäss Pfeil 5 über eine kleinere Länge als die
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insbesondere aus Fig. l hervorgeht, hat das Gehäuseauf derSteuerwelleangeordnetwerden. Andenaus dem Gehäuse herausstehenden Enden der Steuerwelle 1 greifen die Betätigungsorgane für die Steuerwelle an. Bei dem in Fig. l rechts gezeichneten Betätigungsorgan handelt es sich um einen Antriebsmotor 16, der am Gehäuse lösbar angebracht ist. Dieser An-
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legt werden soll), um einen Elektromotor mit stufenlos regelbarer Geschwindigkeit handelt-verbunden sein. Das in Fig. l links gezeichnete Ende der Steuerwelle 1 trägt ein Übertragungsrad 17, das z.
B. als Kettenrad oder Riemenrad ausgebildet sein kann und von einem separaten Antrieb aus über geeignete Übertragungsglieder, z. B. in Form einer Kette oder eines Riemens angetrieben wird. Das Übertragungs- rad 17 kann nach Lösen der Schraube 18 von der Welle abgenommen und durch ein Handrad ersetzt werden, mit dessen Hilfe die Welle von Hand verdreht werden kann. Der Handbetrieb wird vorteilhafter- weise beim Ein-und Umstellen der Maschine verwendet. Der Antrieb über das Übertragungsrad 17 ist dann zweckmässig, wenn in der Maschine bereits eine langsam laufende Antriebswelle vorhanden ist.
Man kann eines der aus dem Gehäuse der Vorrichtung herausstehenden Enden der Steuerwelle auch mit einem pneu- matischen Drehkolbenmotor mit stufenlos regelbarer Geschwindigkeit kuppeln oder mit einem nach Art eines Schrittschaltantriebes wirkenden pneumatischen Druckluftschaltzylinder mit Klinke verbinden. Diese letztere Antriebsart ist dann erwünscht, wenn die Steuerwelle 1 nicht kontinuierlich, sondern jeweils nur schrittweise bewegt werden soll. Der Antrieb mit Hilfe eines pneumatischen Drehkolbenmotors ist vor allem in explosionsgefährdeten Räumen vorteilhaft. Hiebei kann die Geschwindigkeit mit Hilfe eines
Druckreglers bekannter Art stufenlos variiert werden.
Wie aus Fig. l zu erkennen ist, ist die Steuerwelle in ihren Lagerstellen am Gehäuse so herausnehm- bar gelagert, dass sie sozusagen in momentaner Erledigung ausgewechselt werden kann. Auf diese Weise kann man ein komplettes Programm innerhalb weniger Minuten auf ein anderes Programm umstellen, in- dem man die zweite Programmwelle ausserhalb derSchaltvorrichtung durch entsprechende Einstellung der
Länge und Winkellage der Nocken zueinander vorbereitet.
Somit ist bei der erfindungsgemässen Anordnung die Nockenlänge, d. h. die Zeitdauer von 0 bis 3600 stufenlos einstellbar, und der Zeitpunkt des Programm- anfanges und des Programmendes bei konstanter Nockenlänge stufenlos verstellbar, wobei durch wahlweise
Betätigung eines Öffner- und Schliesserventils durch die Nockenscheiben stufenlose Gradeinteilungen von 0 bis 180 und 180 bis 3600 möglich sind.
Bei der erfindungsgemässen Anordnung entfällt darüber hinaus das Herstellen von Nockenscheiben aus dem Vollen, ausserdem ist ein nachträgliches Korrigieren der Zeitdauer und der Zeitpunkte möglich, wo- bei lediglich ein Schraubenzieher notwendig ist.
Bei der Anwendungsart nach Fig. 3 wird die erfindungsgemässe Schaltvorrichtung 21 an den zu steuernden Arbeitszylinder 20 jeweils unter Vermittlung eines sogenannten Luftrelaisventils 19 an- geschlossen. Diese Art der Steuerung ist dar, n von Vorteil, wenn es sich um grössere Arbeitszylinder han- delt, wobei man trotzdem nur die relativ kleine Schaltvorrichtung gemäss den Fig. l und 2 verwenden kann. Das Ventil 19 kann nahe am Arbeitszylinder 20 angebaut werden, so dass die Leitungen 22,23 nur kurz sind, was einen geringeren Luftverbrauch zur Folge hat. Von der Schaltvorrichtung 21 zum
Ventil 19 ist nur eine dünne Steuerleitung 24 erforderlich, die z. B. aus einem Kunststoffschlauch bestehen kann.
Bei der Ausführungsform nach Fig. 4 ist die erfindungsgemässe Schaltvorrichtung 25 un- mittelbar an den Arbeitszylinder 26 angeschlossen. Hiebei sind zwei Steuerleitungen 27,28 vorge- sehen. Diese Anwendungsart ist insbesondere bei kleineren Arbeitszylindern günstig.
Es ergibt sich aus den obigen Ausführungen, dass die erfindungsgemässe Vorrichtung ausser dem weiten
Anwendungsbereich auch noch den Vorteil eines geringen Raumbedarfes und eines einfachen und verhält- nismässig billigen Aufbaues hat. Auch die Herstellung der Nocken selbst ist einfacher als beiden vergleich- baren bekannten Nockenscheiben. Das stufenlose Einstellen und Verstellen der Nockenscheiben auf der
Steuerwelle kann in kürzester Zeit mit denkbar wenigen und einfachen Hilfsmitteln, praktisch nur mit einem Schraubenzieher, vorgenommen werden.
Man kann auch die Vorteile des zeitabhängigen Steuerungssystems mit denjenigen des wegabhängigen
Systems kombinieren, indem man Endschalter sinnvoll so anordnet, dass es je nach den Betriebsbedingungen möglich ist, entweder nur einzelne oder alle Druckluftzylinderbewegungen wegabhängig abzutasten, d. h. indem man eine Rückmeldung vorsieht, ob der Hub vollständig ausgeführt ist. Sofern dies nicht der Fall sein sollte, wird die als sogenanntes Programmschaltwerk ausgebildete Schaltvorrichtung stillgesetzt, so dass keine Bewegungsüberschneidungen vorkommen können. Bei der Anordnung gemäss den Fig. 5, 6,7 ist der Steuerwelle 30 mit den Steuernocken 31 eine Reihe von acht pneumatischen Ventilen 32 und ausserdem eine Reihe von drei Endschaltern 33 zugeordnet. Der Antrieb erfolgt vom Motor 34 über das Getriebe 35.
Die Betätigung kann auch über das Handrad 36 erfolgen, dem die Skala 37 zugeordnet ist, mit deren Hilfe die Stellung des Handrades genau festgelegt werden kann. Die Endschalter
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dienen dazu, den Antrieb der Schaltvorrichtung sogleich nach Einleitung des betreffenden Arbeitsvorganges bis zu dessen Beendigung stillzusetzen oder ihn nach Ablauf einer bestimmten Zeitspanne vom Beginn des betreffenden Arbeitsvorganges anzuhalten, wenn die Beendigung dieses Arbeitsvorganges in dieser Zeitspanne nicht auf elektrischem Weg rückgemeldet worden ist. Das Gehäuse der Vorrichtung ist mit 38 bezeichnet.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Schaltvorrichtung zum Bestimmen der genauen zeitlichen Reihenfolge von im Rahmen eines Arbeitsprogramms aufeinanderfolgenden Arbeitsvorgängen, die eine Steuerwelle mit Steuernocken für die zeitgerechte Betätigung der zur Steuerung der Arbeitsvorgänge dienenden pneumatischen Schaltorgane ent- hält, deren Steuernocken jeweils aus zwei paarweise zusammenwirkenden koaxial zueinander und in axialer Richtung aufeinanderfolgend angeordneten Nockenscheiben bestehen, die auf der Steuerwelle um ihre Achse herum gegeneinander verdrehbar und in ihrer jeweiligen Winkellage feststellbar sind, dadurch gekennzeichnet, dass die einerseits für sich allein verdrehbaren Nockenscheiben (4a, 4b)
einzeln lösbar und feststellbar und anderseits jeweils mit der für die Bildung eines Steuernockens (2) im Paar zu-
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die zu steuernde Maschine baukastenmässig anbaubaren Gehäuse (11) untergebracht ist, aus dem mindestens ein Wellenende hervorsteht, das baukastenmässig und nach Wahl mit einem Betätigungsorgan für motorischen Antrieb oder für Betätigung von Hand kuppelbar ist.