Programmschalter Die vorliegende Erfindung betrifft einen Pro grammschalter mit einem durch ein rotierendes Antriebsorgan schrittweise in eine Anzahl verschie dene bestimmte Stellungen fortschaltbaren Steuer organ zur Steuerung eines Arbeitsprogramms.
Solche Programmschalter werden beispielsweise in automatischen Waschmaschinen bereits allgemein verwendet, können aber selbstverständlich in ent sprechender Weise zur Steuerung irgendwelcher Vorgänge verwendet werden. Bei bekannten Pro grammschaltern dieser Art wird das Steuerorgan, beispielsweise eine Nockenwelle zur Betätigung von Steuerschaltern, durch eine Fortschaltklinke betätigt, die entweder von einer rotierenden Nockenscheibe in periodischen Abständen betätigt wird, oder die durch einen Fortschaltmagneten betätigt wird, der in regelmässigen oder vorzugsweise unregelmässigen Zeitabständen Fortschaltimpulse erhält.
Besonders bei der Anwendung von Fortschalt- magneten ist jede Fortschaltung mit starken Ge räuschen verbunden. Das ist vor allem dann störend, wenn das Steuerorgan zum überspringen bestimm ter Programmteile in sehr schneller Folge, bei spielsweise pro Sekunde zweimal, fortgeschaltet wird.
Wie oben bereits erwähnt, hat jedoch die Fortschaltung des Programmelementes mittels elek trischer Impulse den grossen Vorteil, dass der zeit liche Abstand zwischen aufeinanderfolgenden Im pulsen mit verhältnismässig einfachen Mitteln ver ändert werden kann, um die Fortschaltgeschwin- digkeit des Steuerorgans zu variieren und mit ein und demselben Steuerorgan verschiedenartige Pro gramme zu steuern.
Es ist nun das Ziel vorliegender Erfindung, ohne Verzicht auf die zuletzt genannten Vorteile einen Programmschalter zu schaffen, der praktisch ohne störende Geräusche arbeitet. Der erfindungsgemässe Programmschalter ist dadurch gekennzeichnet, dass die Drehbewegung des Antriebsorgans durch einen durch die Fortschaltbewegung gesteuerten Unter brecher sowie durch einen Impulsgeber überwacht wird, derart,
dass die Drehbewegung des Antriebs organs und somit die Fortschaltung des Steuer organs um einen Schritt jeweils durch einen Fort schaltimpuls des Impulsgebers eingeleitet und durch den Unterbrecher zunächst aufrechterhalten und am Ende des Fortschaltweges beendet wird.
In den Fig. 1 und 2 der Zeichnung ist je ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemässen Pro grammschalters schematisch dargestellt.
Der Programmschalter nach Fig. 1 ist mit einem ersten Synchronmotor 1 ausgerichtet, der eine Nockenscheibe 2 mit einer Geschwindigkeit von beispielsweise einer Umdrehung pro Minute an treibt. Die Nockenscheibe 2 betätigt einen Impuls schalter 3, der entsprechend der Drehgeschwin digkeit der Nockenscheibe 2 beispielsweise pro Minute einmal in die dargestellte geschlossene Lage geht. Der Impulsschalter 3 ist mit einem weiteren Synchronmotor 4 in Serie geschaltet.
Der Synchron motor 4 treibt eine Nockenwelle 5 mit geeigneter Geschwindigkeit, wobei das zwischen dem Synchron motor 4 und der Nockenwelle 5 vorhandene Ge triebe im Synchronmotor selbst angeordnet sein kann und in Fig. 1 nicht dargestellt ist. Auf der Nockenwelle 5 sitzt eine gezahnte Scheibe 6, in die eine an einem federbelasteten Hebel 7 angeordnete Rolle 8 eingreift und damit die Nockenwelle 5 in einer bestimmten Drehlage hält. Auf der Nocken welle 5 sitzt ferner eine gezahnte Nockenscheibe 9, die auf den beweglichen Kontakt eines Unterbrechers 10 wirkt.
Eine weitere Nockenscheibe 11 der Nok- kenwelle 5 wirkt mit einem einzigen Vorsprung auf den beweglichen Kontakt eines Endschalters 12. Auf der Welle 5 sitzt eine beliebige Anzahl wei terer Nockenscheiben, von welchen in Fig. 1 nur zwei Nockenscheiben 13 und 14 dargestellt sind, und welche auf nicht bezeichnete Steuerschalter zur Be tätigung bestimmter Maschinenteile wirken.
Fig. 1 zeigt den Programmschalter in norma lem Betriebszustand. Der Synchronmotor 1 ist über den Schalter 12 mit dem Netz verbunden und treibt die Nockenscheibe 2 mit der erwähnten Geschwin digkeit an. Während des grössten Teils der Drehung der Nockenscheibe 2 ist der Schalter 3 geöffnet, und da ebenfalls der Schalter 10 offen ist, erhält der Synchronmotor 4 keinen Strom. Sobald jedoch der Impulsschalter 3 in die dargestellte geschlossene Lage übergeht, erhält der Synchronmotor 4 über diesen Schalter Strom und beginnt zu laufen.
Durch die dabei erfolgende Drehung der Nockenwelle 5 in Richtung des Pfeils wird nun der bewegliche Kon takt des Unterbrechers 10 in eine Zahnlücke der Nockenscheibe 9 einfallen und den Schalter 10 schliessen. Damit wird der Synchronmotor 4 auch über den Schalter 10 mit dem Netz verbunden und läuft weiter, auch wenn nach kurzer Zeit der Im pulsschalter 3 wieder geöffnet wird. Kurz darauf wird jedoch auch der Unterbrecher 10 durch Auf laufen seines beweglichen Kontakts auf einen wei teren Zahn der Nockenseheibe 9 unterbrochen, so dass der Synchronmotor 4 vom Netz getrennt wird. Die Nockenwelle 5 bleibt somit in einer neuen Schaltstellung stehen, die durch Eingriff der Rolle 8 in eine Lücke der Scheibe 6 genau bestimmt ist.
Es ist klar, dass die Schliesszeit des Impulsschalters 3 so gewählt wird, dass während dieser Schliesszeit der Unterbrecher 10 auf alle Fälle geschlossen wird, dass sie jedoch kürzer ist als die gesamte Fort schaltdauer der Nockenwelle 5 um einen Schritt.
Ausser der Nockenscheibe 2 können im Impuls geber selbstverständlich noch weitere Nockenschei- ben 2 mit zugeordneten Impulsschaltern 3 vor gesehen sein, wobei die verschiedenen Impulsschal ter mit verschiedener Frequenz arbeiten und ein zeln wahlweise mit dem Synchronmotor 4 verbun den werden können, um die Fortschaltung der Nok- kenwelle 5 mit verschiedenen Geschwindigkeiten zu ermöglichen.
Es können auch Mittel vorge sehen sein, die an bestimmten Programmstellen den Synchronmotor 4 dauernd mit dem Netz zu ver binden gestatten, so dass die Nockenwelle 5 kon tinuierlich sehr rasch fortgeschaltet wird. Es kann beispielsweise auch ein Druckknopfschalter 15 vor handen sein, mittels welchem der Synchronmotor 4 willkürlich dauernd mit dem Netz 4 verbunden werden kann, um bestimmte Programmteile will kürlich zu überspringen bzw. zu kürzen.
Das Ende jedes: Programms wird dadurch be stimmt, dass der Schalter 12 durch die Nocken scheibe 11 geöffnet wird, in welchem Falle der Synchronmotor 1 ausgeschaltet wird, so d,ass keine weiteren Fortschaltimpulse an den Synchronmo tor 4 weitergeleitet werden. Zum Wiedereinschalten des Programmschalters zur Steuerung eines neuen Programms kann der Schalter 15 benutzt werden, um die Nockenwelle 5 aus ihrer Endstellung um einen Schritt fortzuschalten, wodurch der Schalter 12 geschlossen und der Synchronmotor 1 des Im pulsgebers eingeschaltet wird.
In Fig. 2 sind entsprechende Teile bezeichnet wie in Fig. 1. Der Synchronmotor 1 ist während des Pro gramms über den Schalter 12 dauernd mit dem Netz verbunden und treibt die Nockenscheibe 2 mit geeigneter Drehzahl dauernd an. Über eine geeignete elektromagnetisch steuerbare Kupplung 16 kann mittels des Synchronmotors 1 eine Nocken scheibe 17 mit höherer Drehzahl als die Nocken scheibe 2 angetrieben werden. Die Nockenscheibe 17 wirkt auf den beweglichen Kontakt eines Unter brechers 18, der in Serie mit der elektromagneti schen Kupplung 16 geschaltet ist. Diese Kupplung liegt ebenfalls in Serie mit dem Impulsschalter 3.
Auf der die Nockenscheibe 17 tragenden Welle oder mit der Nockenscheibe 17 aus einem Stück bestehend ist ein Exzenter 19 vorgesehen, der von einer um einen Stift 20 schwenkbar gelagerten Gabel 21 umgriffen wird. Der eine verlängerte Schenkel der Gabel 21 trägt eine Fortschaltklinke 22, die mit einem auf der Steuernockenwelle 5 sitzenden Schrittschaltrad 23 zusammenarbeitet.
Wie bereits erwähnt, befindet sich während der Programmsteuerung der Synchronmotor 1 ständig in Betrieb. Im dargestellten Zeitpunkt ist der Impuls schalter 3 geschlossen, so dass die elektromagne tische Kupplung 16 Strom erhält und damit den Synchronmotor 1 mit der Nockenscheibe 17 kup pelt. Nach kurzer Drehung verbindet die Nocken scheibe 17 den Unterbrecher 18 ebenfalls mit dem Netz, so dass die Kupplung 16 weiterhin Strom er hält, auch wenn der Impulsschalter 3 nach kurzer Zeit geöffnet wird.
Wenn die Nockenscheibe 17 nach einer vollen Umdrehung wieder in die in Fig. 2 dargestellte Lage zurückgekehrt ist, wird der Unterbrecher 18 geöffnet, wobei die Kupplung 16 stromlos wird und die Nockenscheibe 17 vom Syn chronmotor 1 trennt, so dass die Nockenscheibe 17 stehen bleibt. Die Nockenscheibe 17 wird somit bei jedem Schliessen des Impulsschalters 3 eine volle Umdrehung ausführen, wobei der Exzenter 19 eine Hin- und Herschwenkung der Gabel 21 bewirkt, so dass das Klinkenrad 23 und die Nockenwelle 5 durch die Fortschaltklinke 22 um einen Schritt fort geschaltet wird.
Am Ende des Programms wird der Schalter 12 geöffnet, so dass der Synchronmotor 1 stehen bleibt. Zur Wiedereinschaltung eines neuen Programms können ähnliche Mittel vorgesehen sein, wie in Fig. 1 dargestellt.
Natürlich könnn einzelne konstruktive Elemente aus der in Fig. 1 dargestellten Schaltung in die in Fig. 2 dargestellte Schaltung oder umgekehrt aus der in Fig. 2 dargestellten Schaltung in die in Fig. 1 dargestellte Schaltung übernommen werden. Bei spielsweise kann die Fortschaltung beim Programm- schalter nach Fig. 1 ebenfalls über ein Schrittschal tergetriebe gemäss Fig. 2 erfolgen, wobei jedoch der Unterbrecher 18 nicht auf eine Kupplung 16, son dern direkt auf den besonderen Synchronmotor 4 wirken würde.
Der Vorteil der Verwendung einer elektromagnetischen Kupplung besteht darin, dass im Programmschalter nur ein einziger Synchron motor erforderlich ist. Anderseits kann selbstver ständlich die kontinuierliche Fortschaltung gemäss Fig. 1 über ein geeignetes Reduktionsgetriebe auch bei Fig. 2 vorgenommen werden, indem anstelle des Exzentertriebes 19 bis 23 zwischen der die Nok- kenscheiben 17 tragenden Welle und der Steuer nockenwelle 5 ein geeignetes Reduktionsgetriebe an geordnet wird.
Program switch The present invention relates to a program switch with a control organ for controlling a work program, which can be progressively advanced by a rotating drive element in a number of different specific positions.
Such program switches are already generally used, for example, in automatic washing machines, but can of course be used in an appropriate manner to control any processes. In known program switches of this type, the control element, for example a camshaft for actuating control switches, is operated by an indexing pawl, which is either operated by a rotating cam disc at periodic intervals, or which is operated by an indexing magnet, which is operated at regular or preferably irregular time intervals Receives incremental pulses.
Particularly when using indexing magnets, each indexing is associated with heavy noise. This is particularly annoying when the control unit is advanced to skip certain program parts in very rapid succession, for example twice per second.
As already mentioned above, however, the advance of the program element by means of electrical pulses has the great advantage that the time interval between successive pulses can be changed with relatively simple means in order to vary the advance speed of the control element and with one and the same controller to control different programs.
The aim of the present invention is to create a program switch which works practically without disturbing noises without renouncing the advantages mentioned last. The program switch according to the invention is characterized in that the rotary movement of the drive member is monitored by an interrupter controlled by the advance movement and by a pulse generator, in such a way that
that the rotary movement of the drive organ and thus the stepping of the control organ by one step is initiated by a switching pulse from the pulse generator and is initially maintained by the interrupter and terminated at the end of the switching path.
In Figs. 1 and 2 of the drawing, an embodiment of the inventive program switch is shown schematically.
The program switch of Fig. 1 is aligned with a first synchronous motor 1, which drives a cam disk 2 at a speed of, for example, one revolution per minute. The cam disk 2 actuates a pulse switch 3, which goes into the illustrated closed position once per minute according to the speed of rotation of the cam disk 2, for example. The pulse switch 3 is connected in series with a further synchronous motor 4.
The synchronous motor 4 drives a camshaft 5 at a suitable speed, wherein the existing between the synchronous motor 4 and the camshaft 5 Ge gear can be arranged in the synchronous motor itself and is not shown in FIG. A toothed disc 6 is seated on the camshaft 5, in which a roller 8 arranged on a spring-loaded lever 7 engages and thus holds the camshaft 5 in a specific rotational position. On the cam shaft 5 also sits a toothed cam disk 9, which acts on the movable contact of a breaker 10.
Another cam disk 11 of the camshaft 5 acts with a single projection on the movable contact of a limit switch 12. Any number of further cam disks, of which only two cam disks 13 and 14 are shown in FIG. 1, are seated on the shaft 5 which act on unmarked control switches for actuating certain machine parts.
Fig. 1 shows the program switch in norma LEM operating state. The synchronous motor 1 is connected to the mains via the switch 12 and drives the cam disk 2 at the speed mentioned. During most of the rotation of the cam disk 2, the switch 3 is open, and since the switch 10 is also open, the synchronous motor 4 receives no current. However, as soon as the pulse switch 3 changes to the closed position shown, the synchronous motor 4 receives current via this switch and begins to run.
As a result of the rotation of the camshaft 5 in the direction of the arrow, the movable con tact of the interrupter 10 will now fall into a tooth gap in the cam disk 9 and the switch 10 will close. The synchronous motor 4 is thus also connected to the mains via the switch 10 and continues to run, even if the pulse switch 3 is opened again after a short time. Shortly thereafter, however, the breaker 10 is interrupted by running on its movable contact on a white direct tooth of the cam disk 9, so that the synchronous motor 4 is disconnected from the mains. The camshaft 5 thus remains in a new switching position, which is precisely determined by the engagement of the roller 8 in a gap in the disk 6.
It is clear that the closing time of the pulse switch 3 is chosen so that the interrupter 10 is closed in any case during this closing time, but that it is shorter than the entire switching duration of the camshaft 5 by one step.
In addition to the cam disk 2, further cam disks 2 with associated pulse switches 3 can of course be seen in the pulse generator, the various pulse switches operating at different frequencies and individually optionally being connected to the synchronous motor 4 in order to switch the cams forward - To enable kenwelle 5 at different speeds.
Means can also be provided that allow the synchronous motor 4 to be permanently connected to the network at certain points in the program, so that the camshaft 5 is continuously advanced very quickly. For example, a push-button switch 15 can also be present, by means of which the synchronous motor 4 can be arbitrarily permanently connected to the network 4 in order to skip or shorten certain parts of the program.
The end of each program is determined by the fact that the switch 12 is opened by the cam disk 11, in which case the synchronous motor 1 is switched off so that no further incremental pulses are passed on to the synchronous motor 4. To turn the program switch back on to control a new program, the switch 15 can be used to advance the camshaft 5 from its end position by one step, whereby the switch 12 is closed and the synchronous motor 1 of the pulse generator is switched on.
In Fig. 2, corresponding parts are designated as in Fig. 1. The synchronous motor 1 is continuously connected to the mains via the switch 12 during the program and continuously drives the cam disk 2 at a suitable speed. Via a suitable electromagnetically controllable clutch 16, a cam disk 17 can be driven at a higher speed than the cam disk 2 by means of the synchronous motor 1. The cam disk 17 acts on the movable contact of an interrupter 18, which is connected in series with the electromagnetic clutch 16's. This coupling is also in series with the pulse switch 3.
On the shaft carrying the cam disk 17 or consisting of one piece with the cam disk 17, an eccentric 19 is provided around which a fork 21 pivotably mounted about a pin 20 is provided. One elongated leg of the fork 21 carries an indexing pawl 22 which works together with an indexing wheel 23 seated on the control camshaft 5.
As already mentioned, the synchronous motor 1 is constantly in operation during the program control. At the time shown, the pulse switch 3 is closed, so that the electromagnetic clutch 16 receives power and thus the synchronous motor 1 with the cam disk 17 kup. After a short rotation, the cam disk 17 also connects the interrupter 18 to the network, so that the coupling 16 continues to hold power, even if the pulse switch 3 is opened after a short time.
When the cam disk 17 has returned to the position shown in FIG. 2 after one full revolution, the interrupter 18 is opened, the clutch 16 being de-energized and the cam disk 17 separated from the syn chronmotor 1, so that the cam disk 17 stops. The cam disk 17 will thus perform a full turn each time the pulse switch 3 is closed, the eccentric 19 causing the fork 21 to pivot back and forth so that the ratchet wheel 23 and the camshaft 5 are switched one step further by the indexing pawl 22.
At the end of the program, the switch 12 is opened so that the synchronous motor 1 stops. Means similar to those shown in FIG. 1 can be provided for restarting a new program.
Of course, individual structural elements can be adopted from the circuit shown in FIG. 1 into the circuit shown in FIG. 2 or, conversely, from the circuit shown in FIG. 2 into the circuit shown in FIG. For example, in the program switch according to FIG. 1, the switching can also take place via a stepping switch gear according to FIG.
The advantage of using an electromagnetic clutch is that only a single synchronous motor is required in the program switch. On the other hand, the continuous switching according to FIG. 1 can of course also be carried out in FIG. 2 via a suitable reduction gear by arranging a suitable reduction gear instead of the eccentric drive 19 to 23 between the shaft carrying the cam disks 17 and the control camshaft 5 .