Zusatzpatent zum Hauptpatent Nr. 357453 Programmschalter Im Hauptpatent ist ein Programmschalter be schrieben, dessen Nockenwelle über Steuerstromkreise ein Normalprogramm steuert und wobei bestimmte Teile des Normalprogramms ausgelassen werden kön nen, indem die Nockenwelle bei unwirksamen Steuer stromkreisen im Schnellgang angetrieben wird, bis sie in die Stellung gelangt, von welcher hinweg weitere Teile des Normalprogramms gesteuert werden sollen.
Die Nockenwelle des im Hauptpatent beschriebenen Programmschalters weist feste Steuernocken auf, die durch Drucktastenwahl wirksam gemacht werden können, um die Schnellgangperioden der Nocken welle einzuschalten. Es ist somit für jedes vorgesehene Programm eine spezielle Programmnockenscheibe fest auf der Nockenwelle vorzusehen, was ziemlich viel Platz beansprucht.
Dieser Schwierigkeit wird nun beim Programm schalter gemäss vorliegender Erfindung dadurch aus gewichen, dass auf der Nockenwelle änderbare Mittel vorgesehen sind, welche für vorbestimmte Teile des Normalprogramms die Steuerstromkreise unwirksam machen und die Nockenwelle im Schnellgang antrei ben.
Diese Mittel können entweder als auf der Nok- kenwelle auswechselbar angeordnete Nockenscheiben oder als willkürlich veränderbare, fest auf der Nok- kenwelle angeordnete Steuerorgane ausgebildet sein. Es kann sich daher sogar nur eine Nockenscheibe oder ein ähnliches Steuerorgan auf der Nockenwelle befinden, was eine erhebliche Raumersparnis erlaubt.
In der Zeichnung sind ein Ausführungsbeispiel und eine Ausführungsvariante des erfindungsgemässen Programmschalters dargestellt.
Fig. 1 zeigt das Schaltschema des Programmschal ters.
Fig. 2 ist eine perspektivische Darstellung einer zum Programmschalter gehörenden, auswechselbaren Programmnockenscheibe. Fig. 3 ist ein Schnitt durch den Programmschalter nach Linie III-III in Fig. 4.
Fig. 4 ist ein Schnitt durch den Programmschal ter nach Linie IV IV in Fig. 3, und Fig. 5 zeigt ein Detail der Ausführungsvariante des Programmschalters.
Der in Fig. 1 schematisch dargestellte Programm- schalter weist eine Nockenwelle 14 mit einer Anzahl von Steuernockenscheiben auf, von welchen z. B. die Nockenscheiben 24,- 25 und 26 dargestellt sind.
Es können jedoch wesentlich mehr Steuernockenscheiben vorgesehen sein, die über Schalter 29, 30 und 31 Maschinenteile M nach einem vorgegebenen Normal- programm steuern. Auf der Nockenwelle 14 sitzt ein Schrittschaltrad 54, welches von einem Schrittschalt- relais 51 über eine Schrittschaltklinke 53 schrittweise angetrieben werden kann.
Auf der Nockenwelle 14 ist ferner eine Nockenscheibe 28' befestigt, welche in der dargestellten Ruhelage der Nockenwelle 14 einen Hauptschalter 49 offen hält. In Serie mit dem Haupt schalter 49 ist ein Kupplungsschalter 60 angeordnet, welcher in später beschriebener Weise stets geöffnet ist, wenn die Nockenwelle 14 vom Schrittschaltrad 54 entkuppelt wird.
Der Programmschalter weist einen Synchronmotor 35 auf, welcher eine Nockenwelle 36, z. B. mit einer Umdrehung pro Minute, antreibt. Auf der Nocken welle 36 sitzt eine Nockenscheibe 37, die einen Im- pulsschalter 38 während des normalen Betriebes jede Minute kurzzeitig schliesst.
Auf der Nockenwelle 36 oder auf einet von der Nockenwelle 36 über ein Ge triebe mit höherer Drehzahl angetriebenen, separaten Welle oder Nabe ist eine Nockenscheibe 61 angeord net, die beim normalen Betriebe einen Impulsschalter 62 beispielsweise 120mal pro Minute kurzzeitig schliesst. Die Schalter 38 und 62 sind in Serie zum Schrittschaltmagneten 51 geschaltet.
Der bewegliche Kontakt des Impulsschalters 38, der Synchronmotor 35 und der Umschaltkontakt 63 eines Umschalters 64 sind über die Schalter 49 und 60 an den einen Pol einer Stromquelle 65 angeschlossen. Der bewegliche Kontakt des Schalters 62 ist mit dem einen festen Kontakt 66 des Umschalters 64 verbunden. Der an dere feststehende Kontakt 67 des Umschalters 64 überwacht die Stromzufuhr zu allen Programmschal tern 29-31.
Die Fig.2-4 zeigen den mechanischen Aufbau des Programmschalters. Das Schrittschaltrad 54 ist mittels seiner Büchse 54' auf einem Wellenteil 14' drehbar gelagert. Auf der Büchse 54' ist ebenfalls ein Fortschal'thebel 68 schwenkbar gelagert, der die Fort- schaltklinke 53 trägt.
In der dargestellten Ruhelage wird die Fortschaltklinke 53 von einer Feder 70 in Fig. 3 nach links gezogen und zwischen dem Schritt- schaltrad und einem Zapfen 71 verkeilt, so dass sie das Schrittschaltrad gegen Vorwärtsdrehen sichert.
In das Schrittschaltrad greift auch eine Sperrklinke 72, die jede Rückwärtsdrehung des Schrittschaltrades ver- hindert. Auf den Schrittschalthebel 68 wirkt die Be tätigungsrolle 73 einer Schaltwippe 74, die auf einem Zapfen 75 schwenkbar gelagert ist und von einer Rolle 76 des Ankers 77 des Schrittschaltrelais 51 im Gegenuhrzeigersinn verschwenkt wird,
wenn das Schrittschaltrelais 51 erregt ist.
Das in Fig. 4 dargestellte verjüngte Ende der Nok- kenwelle 14 greift in eine Bohrung 78 des axial ver schiebbaren Wellenteils 14'. Auf diesem Wellenteil 14' ist eine Kupplungsscheibe 79 befestigt, die einen Kranz von Kupplungslöchern 80 aufweist, in welche ein Kupplungsstift 81 des Schrittschaltrades 54 ein greifen kann.
An der Kupplungsscheibe 79 ist ein Kupplungsstift 82 befestigt, welcher axial verschieb bar durch ein Loch der Nockenscheibe 28' greift.
Auf dem zwischen einer inneren Gehäusewand 83 und einer äusseren Gehäusewand 84 liegenden Teil der Welle 14' sitzt eine Büchse 85, an deren Flansch zwei Stifte 86 und 87 verschiedenen Durchmessers asym metrisch angeordnet sind.
In der äusseren Gehäuse wand 84 ist eine öffnung 88 vorgesehen, durch wel che eine Programmnockenscheibe 89 über die Büchse 85 eingeschoben werden kann. Die Nockenscheibe 89 ist entsprechend den Stiften 86 und 87 mit Löchern 86' bzw.
8<B>7</B> (Fig.2) verschiedenen Durchmessers versehen, in welche die Stifte 86 und 87 in der Fig. 4 ersichtlichen Weise eingreifen können, so dass die Nockenscheibe 89 nur in einer bestimmten Winkel lage bezüglich der Welle 14' bzw. bezüglich der Nok- kenwelle 14 eingesetzt werden kann. Die Nocken scheibe 89 ist mittels Stiften 90 mit einer Anzeige scheibe 91 fest verbunden.
Die Anzeigescheibe 91 weist etwas grösseren Durchmesser auf als die Nok- kenscheibe 89 und verdeckt die öffnung 88 der vor deren Gehäusewand 84, wenn eine Programmnok- kenscheibe 89 in der in Fig. 4 dargestellten Betriebs lage in den Programmschalter eingesetzt ist.
In dieser Lage werden die Anzeigescheibe 91 und die Pro grammnockenscheibe 89 durch einen Betätigungs- knopf 92 festgehalten, welcher mit der Welle 14' lösbar verschraubt ist. Auf der Anzeigescheibe 91 ist das Programm aufgezeichnet, das beim Einsetzen der mit der betreffenden Anzeigescheibe 91 verbundenen Programmnockenscheibe 89 vom Programmschalter gesteuert wird.
Wie Fig. 4 zeigt, ist der bewegliche Kontakt 63 des Umschalters 64 am freien Ende mit einer Ab schrägung 93 versehen, die in später erläuterter Weise das Auswechseln der Programmnockenscheibe 89 er möglicht. Wie in Fig. 4 schematisch angedeutet ist, wirkt die Kupplungsscheibe 79 derart auf den Schal ter 60, dass derselbe geöffnet ist, wenn die Kupplungs scheibe 79 in der dargestellten Weise vom Schritt- s_chaltrad 54 entkuppelt ist.
Der Programmschalter ist in seiner Endstellung oder Ruhestellung dargestellt, in welcher die Speisung des Programmschalters am Hauptschalter 49 unter brochen ist. Soll nun der Programmschalter zur Steuerung eines Programmes in Betrieb gesetzt wer den, so wird die Welle 14' in die in Fig. 4 dargestellte Lage hineinverschoben, womit die Kupplungsscheibe 79 und damit auch die Nockenwelle 14 vom Schritt- schaitrad 54 entkuppelt wird. Zugleich wird der Hauptstromkreis des Programmschalters am Schalter 60 unterbrochen.
Die vom Schrittschaltrad entkup- pelte Nockenwelle 14 wird nun von Hand z. B. um einen Schritt in ihre Anfangsstellung gebracht, wobei der Schalter 49 geschlossen wird. In der Anfangsstel lung wird nun die Nockenwelle 14 durch Heraus ziehen der Welle 14' und der Kupplungsscheibe 79 wieder mit dem Schrittschaltrad 54 gekuppelt, womit auch der Hauptschalter 60 wieder geschlossen wird. Damit erhält der Synchronmotor 35 über die Schalter 60 und 49 Strom und beginnt zu laufen.
Zugleich werden die Programmkontakte 29-31 über die Schalter 60, 49 und 64 gespiesen, so dass gewisse Maschinenteile M eingeschaltet werden, sofern das im eingeschalteten Programm vorgesehen ist.
Nach einer Minute Laufzeit des Synchronmotors 35 wird der Schalter 38 kurzzeitig geschlossen, womit der Schritt schaltmagnet 51 einen Stromimpuls erhält und den Schrittschalthebel 68 über die Wippe 74 in Fig. 3 nach rechts verschwenkt. Die Schrittschaltklinke 53 wird dabei am Schrittschaltrad 54 um einen Zahn rückverstellt, und sobald das Schrittschaltrelais 51 stromlos wird, gehen alle Teile unter der Wirkung der Feder 70 wieder in die in Fig. 3 dargestellte Lage zurück,
-wobei das Schrittschaltrad 54 und die damit gekuppelte Nockenwelle 14 um einen Schritt fortge- schaltet und durch die Schrittschaltklinke selbst in der neuen Stellung verklinkt werden. Dabei werden durch die Nockenscheiben 24-26 oder gleichartige, nicht dargestellte Nockenscheiben gegebenenfalls ge wisse Steuerstromkreise zur Steuerung des Arbeitspro grammes geöffnet oder geschlossen.
In dieser Weise wird nun die Nockenwelle 14 jede Minute um einen Schritt weitergeschaltet, bis nach einer gewissen Zeit der Kontakt 63 des Umschalters 64 durch die Pro grammnockenscheibe 89 umgesteuert wird. Damit werden alle Steuerkontakte 29-31 sowie eventuelle weitere nicht dargestellte, gleichartige Kontakte strom los, womit die Arbeitsmaschine in der eingenom menen Arbeitslage stehen bleibt. Zugleich erhält nun der bewegliche Kontakt des Impulsschalters 62 über den Kontakt 66 des Umschalters 64 Strom.
Das Schrittschaltrelais 51 wird also nun durch den schnell arbeitenden Impulsschalter 62 gesteuert, so dass die Nockenwelle 14 bei unwirksamen Steuerstromkreisen im Eilgang jede halbe Sekunde um einen Schritt vor wärts geschaltet wird, bis nach kurzer Zeit der Um schalter 64 durch die Programmnockenscheibe 89 wieder in die dargestellte Lage umgesteuert wird. Damit wird der Impulsschalter 62 stromlos, während die Steuerkontakte 29-31 wieder Strom erhalten.
Das Programm läuft jetzt normal weiter, wobei die Nockenwelle 14 durch den Impulsschalter 38 jede Minute um einen Schritt fortgeschaltet wird. Es wer den also alle Teile des Normalprogrammes, für welche die Programmnockenscheibe 89 Einschnitte aufweist, bei unwirksamen Steuerstromkreisen im Eilgang durchlaufen, so dass sich das eigentliche Arbeitspro gramm nur aus den dazwischenliegenden Teilen des Normalprogrammes zusammensetzt,
für welche Teile die Programmnockenscheibe 89 Erhöhungen aufweist. Hat die Nockenwelle 14 eine volle Umdrehung aus geführt, so wird der Hauptschalter 49 durch die Nok- kenscheibe 28' wieder geöffnet und damit der ganze Programmschalter stromlos gemacht. Er bleibt da her in dieser Endstellung stehen und kann nur durch die oben erwähnten Manipulationen wieder in Betrieb gesetzt werden.
Soll eine weitere Bearbeitung nach einem anderen Programm erfolgen, so kann die Programmscheibe 89 ausgewechselt werden, zu welchem Zwecke der Knopf 92 gelöst, die eingesetzte Programmnockenscheibe 89 und die damit verbundene Anzeigescheibe 91 ent fernt und durch eine andere ersetzt und hierauf der Knopf 92 wieder eingesetzt wird. Damit ist der Pro- grammschalter bereits zur Steuerung des neuen Pro grammes hergerichtet und kann in der erwähnten Weise gestartet werden.
Beim Einsetzen der neuen Programmnockenscheibe 89 trifft dieselbe mit ihrer inneren Kante auf die Abschrägung 93 des Umschalt- kontaktes 63 auf und schiebt denselben nach aussen, ohne ihn in Axialrichtung zu belasten und dabei eventuell zu verbiegen.
Der Programmschalter kann natürlich auch zur Steuerung des vollen Normalprogrammes verwendet werden, wenn eine Programmnockenscheibe einge setzt wird, die überhaupt keine Einschnitte aufweist, so dass die Nockenwelle 14 nie im Eilgang fortge- schaltet wird.
In diesem Falle ist es auch möglich, das Programm willkürlich zu verändern, indem die Nok- kenwelle 14 vom Schrittschalter 54 entkuppelt und unter Auslassung eines Teils des Normalprogrammes von Hand an die Stelle weitergedreht wird, von wel cher hinweg das Programm wieder weiterlaufen soll.
Das Programm kann auch in anderer Weise ge staltet werden, indem nicht verschiedene, bestimm- ten Programmen entsprechende Nockenscheiben 89 wahlweise eingesetzt werden, sondern indem eine spe ziell ausgebildete Nockenscheibe oder ein ähnliches Steuerorgan, das fest im Programmschalter angeordnet ist, in seiner Konfiguration abgeändert wird,
um das Programm nach Wunsch zu gestalten.
Eine solche veränderbare Programmnocken scheibe ist in Fig. 2 auf der Anzeigescheibe 91 in punktierten Linien und in Fig. 5 in einem Teilschnitt angedeutet. Die Programmnockenscheibe 91', welche auf der Nockenwelle 14 oder gegebenenfalls auf der Welle 14' fest angeordnet ist, weist an ihrem Umfange einen Kranz von Axialbohrungen 94 auf, wobei die Zahl dieser Bohrungen 94 der Zahl der vorhandenen Schaltschritte entspricht.
Die Programmscheibe 91' ist an der Arbeitsmaschine an einer von aussen zu- gänglichen Stelle angeordnet, so dass in ihre Bohrun- gen 94 Steuerstöpsel 95 eingesetzt werden können. Auf der Scheibe 91' ist ebenfalls sichtbar das Normal programm aufgezeichnet, so dass die Stöpsel 95 ohne besondere überlegung an den gewünschten Stellen des Normalprogrammes eingeführt werden können.
Stöp sel 95 werden nun überall da eingesetzt, wo eine Um schaltung der Gangart der Nockenwelle 14 von Nor malgang auf Eilgang oder umgekehrt erwünscht ist. Die in dieser Weise eingesetzten Stöpsel 95 wirken mit ihren inneren Enden auf ein in Fig. 5 schematisch dargestelltes Schaltorgan 96. Dieses Schaltörgan 96 kann vorzugsweise einem an sich bekannten mechani schen Relais angehören, welches bei jeder Betätigung des Schaltorgans 96 abwechslungsweise in zwei ver schiedene Schaltstellungen gebracht wird.
Dieses Re lais wird nun anstelle des Umschalters 64 verwendet und ist in genau derselben Weise in den Stromkreis des Programmschalters eingefügt.
Zur Vorwahl des gewünschten Programmes ge nügt es also, z. B. an der Stelle einen Stöpsel 95 zu stecken, an welcher der Eilgang zuerst eingeschaltet werden soll, einen zweiten Stöpsel an der Stelle zu stek- ken, an welcher aus dem Eilgang wieder in den Nor malgang umzuschalten ist, usw.
Es wird dabei immer möglich sein, einen beliebig oft wiederholbaren ge schlossenen Programmablauf zu erzielen, bei welchem sich das Umschaltrelais bei der Endstellung der Nok- kenwelle stets wieder in der Läge befindet, in der es sich auch zu Beginn des Programmablaufes befin den soll.
Die zuletzt beschriebene Art der Programmwahl bietet bei leichtester Handhabung praktisch unbe grenzte Möglichkeiten der Programmgestaltung, trotz dem der Aufwand an Steuermittel äusserst gering ist. Es können übrigens auch bei dieser Anordnung aus wechselbare Nockenscheiben mit festen bevorzugten Programmen vorhanden sein, wobei dann je nach Wunsch eine feste oder eine willkürlich veränderbare Nocken- bzw. Steuerscheibe verwendet werden kann.
Zum Stöpseln der Scheibe 91' können für bevorzugte Arbeitsprogramme Schablonen vorgesehen werden, die an den Stellen, die mit Stöpseln 95 zu besetzen sind, mit Löchern versehen sind.
Solche Schablonen könnten wiederum direkt als auswechselbare Steuer organe ähnlich den Nockenscheiben 86 verwendet werden, indem sie stets an denjenigen Stellen, an wel chen sie ein Loch aufweisen, eine Umschaltung von Eilgang auf Normalgang oder umgekehrt bewirken.
Die Anordnung nach Fig. 5 kann. übrigens auch umgekehrt werden, und zwar in dem Sinne, dass nicht die Vorwählscheibe 91' mit den Stöpseln 95, sondern das Schaltorgan 96 mit der Nockenwelle umläuft. Eine solche Anordnung ist besonders möglich, wenn an stalle der mechanisch wirkenden Stifte 95 Kontakte vorgesehen sind, die wahlweise durch Anschluss an einen Steuerstromkreis wirksam gemacht werden kön nen.
Auch das umlaufende, elektrisch leitende Schalt organ 96 wäre dann in diesem Steuerstromkreis ge schaltet, und in diesem Steuerstromkreis würde ein Umschaltrelais vorgesehen, welches bei jedem in diesem Steuerstromkreis auftretenden Impuls das oben erwähnte Umschaltrelais, welches dem Umschal ter 64 nach Fig. 1 entspricht, aus einer Schaltstellung in die andere überführt. Es können dabei an allen Stellen Steuerkontakte vorgesehen sein, die z. B.
durch Kontaktstöpsel wahlweise wirksam gemacht werden können.