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Elektrische Steuereinrichtung für Werkzeugmaschinen zum Umrißkopieren
Die Erfindung bezieht sich auf eine elektrische Steuereinrichtung für Werkzeugmaschinen
zum Umrißkopieren mittels eines Mehrstellungsfühlers, dessen Kontakte richtungsunabhängig
je nach Größe der Fühlerauslenkung schalten und jeweils über durch Richtungsvorwahl
bestimmte Quadrantenrelais so auf die durch diese Quadrantenrelais festgelegten
Bewegungsorgane der Maschine einwirken, daß eine fein unterteilte polygonale Bewegung
erfolgt.
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Es sind bereits elektrische Fühlersteuerungen bekannt, bei welchen
ein Modell des herzustellenden Werkstückes durch Fühler mechanisch abgetastet, d.
h. der Umriß des Modells kopiert wird. Hierbei führt der Fühler eine der gewünschten
Werkzeugbewegung geometrisch ähnliche Bewegung aus. Je nach der Formgebung des Modells
ergeben sich bestimmte Fühlerauslenkungen, wodurch elektrische Kontakte betätigt
und elektromagnetische Kupplungen oder Ventile geschaltet werden, die dann ihrerseits
die erforderliche Maschinen- bzw. Werkzeug-Bewegung verursachen. Als Fühler werden
zu diesem Zweck beispielsweise sogenannte Mehrstellungsfühler verwendet, deren Tastarm
allseitig beweglich ausgebildet ist. Aus den unterschiedlichen Auslenkungen des
Tastarmes ergeben sich verschiedene Schaltstellungen, in welchen jeweils bestimmte
Kontakte betätigt werden. Jedem Kontakt ist nun wiederum eine bestimmte Maschinenbewegung
zugeordnet. Die Maschinenbewegungen stehen dabei normalerweise senkrecht zueinander.
Im einfachsten Falle ist eine Kontaktbrücke des Fühlers längsverschieblich gelagert,
so daß der allseitig bewegliche Tastarm des Fühlers nach der Größe der Auslenkung,
jedoch unabhängig von der Richtung dieser Auslenkung, entsprechende Kontakte ein-
oder ausschaltet.
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Derartige bekannte einfache Fühlersteuereinrichtungen sind zwar für
die Herstellung von verhältnismäßig einfach geformten Werkstücken zu verwenden,
für das Kopieren komplizierter Umrisse sind diese Einrichtungen jedoch praktisch
nicht zu gebrauchen. Insbesondere wenn die Umrisse Hinterschneidungen aufweisen;
ist es erforderlich, daß an manchen Stellen des Umrisses die Zuordnung zwischen
den vier senkrecht aufeinander stehenden Bewegungsrichtungen und den Fühlerkontakten
verändert wird. Die Umschaltung bzw. Änderung der Zuordnung, zweckmäßigerweise um
einen Winkel von 90°, ist erforderlich, damit die Anzahl der elektrischen Kontakte
nicht zu groß und die gesamte Einrichtung nicht zu unübersichtlich und zu aufwendig
wird.
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Das Umschalten der Zuordnung ist mit Hilfe von Wahlschaltern denkbar,
die beispielsweise von Hand auf eine bestimmte Grundstellung eingestellt werden
können. Es muß dann in jeder Schaltstellung der erste im Ruhezustand des Fühlers
geschlossene Kontakt diejenige Maschinenbewegung einschalten, die den Fühler auf
das Modell zu bewegt. Jeder weitere Kontakt schaltet dann eine zu der vorhergehenden
senkrecht stehende Bewegung ein.
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Von den obigen überlegungen ausgehend, ist bereits versucht worden,
die einzelnen Schaltstellungen des Wahlschalters durch Relais zu ersetzen. Auf diese
Weise sollte eine selbsttätige Umschaltung durch die Relais erfolgen. Man hat dabei
vorgeschlagen, mit Vierstellungsfühlem zu arbeiten, wobei jeweils ein Quadrant des
Bewegungsbereiches, d. h. des dem Umrißverlauf des Modells entsprechenden Krümmungskreises,
mit dem zweiten und dritten Fühlerkontakt zu durchfahren und abzutasten ist. Sobald
die äußere Formgebung des Modells sich während des Abtastens so ändert; daß der
zu den beiden Fühlerkontakten gehörige Quadrantenbereich verlassen wird, d. h. wenn
der erste oder vierte Fühlerkontakt betätigt wird, erfolgt die Umschaltung auf einen
anderen Quadrantenbereich.
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Eine solche Steuereinrichtung würde jedoch den Nachteil mit sich bringen,
daß schon durch kleine Unebenheiten des Modells jeweils eine ungewollte Quadrantenumschaltung
hervorgerufen wird, die dann entsprechende, im allgemeinen noch erheblich vergrößerte
Unebenheiten auf dem zu bearbeitenden Werkstück zur Folge hätten. Es ist zwar denkbar,
daß man durch Zwischenschalten eines Verzögerungsgliedes, z. B. eines Zeitrelais,
die schnelle ungewollte Quadrantenumschaltung vermeiden könnte, so daß
die
Umschaltung nur dann erfolgt, wenn auch eine entsprechende Zeit nach der Impulsgabe,
d. h. bei Schaltung des Zeitrelais, die Formänderung des Modells bestehenbleibt.
Dennoch läßt sich nicht vermeiden, daß durch jede Quadrantenumschaltung an dem zu
bearbeitenden Werkstück kleine Unebenheiten entstehen, die in einem besonderen Arbeitsgang
nachgearbeitet werden müssen. Dies ist besonders bei der Serienherstellung von großen
Werkstückzahlen von erheblichem Nachteil, wenn die Unebenheiten an Stellen liegen,
die für die Nacharbeitung nur schwer zugänglich sind, oder an Stellen, an welchen
es auf die besondere Genauigkeit der Oberflächenbeschaffenheit ankommt.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, auf Grund der oben erläuterten
Grundgedanken eine Steuereinrichtung zu schaffen, bei welcher einmal verhältnismäßig
wenige Umschaltungen erforderlich sind und wobei zum anderen die unbedingt erforderlichen
Quadrantenumschaltungen an Stellen verlegt sind, die für die Nachbearbeitung der
Werkstücke sehr günstig sind, gegebenenfalls an denen auf eine Nachbearbeitung ganz
verzichtet werden kann. Außerdem soll die Steuereinrichtung so einfach und betriebssicher
wie nur möglich gestaltet sein.
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Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß das Impulsverhältnis
zweier benachbarter Fühlerkontakte als Maß für die augenblicklich durchfahrene Kurvensteigung
benutzt wird, indem die Fühlerkontakte außer mit den Bewegungsorganen der Werkzeugmaschine
mit einer Kontrolleinrichtung verbunden sind, die Elemente enthält, welche ihrerseits
durch die Einschaltdauer zweier benachbarter Fühlerkontakte verstellt werden und
mit einem Relais verbunden sind, welches bei einer bestimmten, vorwählbaren Stellung,
d. h. Erreichen einer durch die Vorwahl bestimmten Kurvensteigung, einschaltet und
eine Quadrantenumschaltung bewirkt.
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Der Grundgedanke der Erfindung besteht also darin, die Quadrantenumschaltung
nicht unmittelbar durch den Tastfühler zu bewirken, wenn eine Änderung der Krümmungsrichtung
in bezug auf die Längsachse des Modells eintritt, sondern von dem weiter unten noch
im einzelnen beschriebenen Steigungsverhältnis, das vorwählbar, d. h. einstellbar
ist, abhängig zu machen. Die Quadrantenumschaltung erfolgt also erfindungsgemäß
in dem Augenblick, in dem der Fühler die vorgewählte Kurvensteigung überfährt.
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Gemäß einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung werden
über die Fühlerkontakte Relais geschaltet, die einerseits die Kupplungen für die
Betätigung der Maschinen- bzw. Werkzeugbewegungen schalten und andererseits über
von Hand vorher einstellbare Widerstände einen Kondensator in einer weiter unten
noch im einzelnen beschriebenen Weise so umladen, daß die Ladespannung eines zweiten
Kondensators hierdurch auf bestimmte Weise beeinlußt wird. Der zweite Kondensator,
der im Gitterkreis einer Schaltröhre liegt, soll ein Maß für das Impulsverhältnis
der Kupplungen sein. Die elektrische Schaltung soll so getroffen sein, daß die Ladespannung
des zweiten Kondensators auf Null zurückgeht, wenn das Impulsverhältnis der die
fortlaufende Bewegung steuernden Kupplungen der gewünschten Steigung (Modellform)
entspricht. In diesem Augenblick wird dann durch die Schaltröhre über ein Relais
die gewünschte bzw. erforderliche Quadrantenumschaltung bewirkt. In der Zeichnung
ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung im Schema wiedergegeben. Aus der nachfolgenden
Beschreibung dieses Ausführungsbeispiels ergeben sich weitere vorteilhafte Einzelheiten
und Ausgesaltungen der Erfindung. Es zeigt Fig. 1 ein beispielsweises Kurvenstück
eines Modells, nach welchem die Bearbeitung des Werkstückes erfolgen soll, Fig.
1 a und 1 b Prinzipzeichnungen über die Richtungszuordnungen der Fühler, Fig. 1
c ein Kurvenstück der Fig. 1 in vergrößerter Darstellung, wobei der Tastweg zur
Veranschaulichung des Steigungsverhältnisses treppenstufenförmig in Quer- und Längsrichtungen
aufgeteilt eingezeichnet ist, Fig. 2 ein Schaltschema, nach welchem durch Fühlerkontakte
die zugehörigen Relais mit Schnellerregung geschaltet werden können, Fig. 3 ein
elektrisches Schaltschema, nach welchem die Quadranteneinschaltung erfolgt und nach
welchem die Fühlerrelais in bezug auf die Magnetkupplungen bei Quadrantenumschaltung
zyklisch vertauscht werden können, Fig. 4 das Schaltschema einer Kontrolleinrichtung
für die durchfahrene Kurvensteigung und Fig.5 ein Schaltschema zu der Quadrantenumschaltung
mit Wechsel der QuadrantenreIais.
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An Hand der Zeichnung sei nachfolgend die erfindungsgemäße Steuereinrichtung
beschrieben. Es wird zum leichteren Verständnis der Zeichnung vorausbemerkt, daß
die groß geschriebenen Buchstaben sich jeweils auf die einzelnen Geräte beziehen,
während die klein geschriebenen Buchstaben Teile der Geräte selbst oder Teile, die
mit den Geräten verbunden sind, bezeichnen. Beispielsweise ist ein Relais mit dem
Bezugszeichen X, die Kontakte dieses Relais mit den Bezugszeichen x1 bis x4 versehen.
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Es sei ferner bemerkt, daß die Schaltungen gemäß den Fig. 2 bis 5
der Deutlichkeit halber auseinandergezeichnet worden sind, in Wirklichkeit aber
zu einer einzigen elektrischen Schaltung zusammengehören. Die Zusammenhänge werden
aber ohne weiteres dadurch erkenntlich, daß sich die Bezugszeichen, die zu den entsprechenden
Geräten gehören, in den verschiedenen Schaltungen wiederfinden, da für die gleichen
Teile stets die gleichen Bezugszeichen verwendet worden sind.
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In Fig. 1 ist ein Kurvenstück bzw. ein Stück des Umrisses eines Modells
dargestellt. Dieses Kurvenstück, welches mit dem Bezugszeichen O versehen ist, soll
mittels eines Fühlers über die Punkte 2 bis 5 abgetastet werden. Die Fühlerspitze
befindet sich zunächst in Ruhestellung, und zwar in dem Punkt 1. Sowohl in diesem
Punkt als auch auf dem anschließenden Weg von Punkt 1 bis zu der Stelle 5 erhält
der Fühler eine Kontaktzuordnung gemäß Fig. 1 a. Erst in dem Punkt 5 erfolgt eine
Quadrantenumschaltung von der Kontaktzuordnung nach Fig. 1 a zu der neuen Kontaktzuordnung
gemäß Fig. 1 b. Es erfolgt hierbei eine zyklische Vertauschung der Magnetkupplungen
in bezug auf die Fühlerkontakte, wie weiter unten im Zusammenhang mit der Fig. 3
noch näher erläutert ist.
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Bei der Kontaktzuordnung gemäß Fig. 1 a wird die Magnetkupplung Ml
über den Kontakt a1, die Magnetkupplung M., über den Kontakt bi usw. betätigt. Nach
der Quadrantenumschaltung erfolgt dagegen die Einschaltung der Magnetkupplung M4
über den Kontakt
a1, während die Magnetkupplung Ml nunmehr über
den Kontakt b, geschaltet wird usw.
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Bei den bisher bekannten Fühlersteuerungen würde die Quadrantenumschaltung
scr3n in den Punkten 2, 3 und 4 erfolgen. da in dies,n Punkten eine Änderung der
Kurvenrichtung in bezug auf die Längsachse des Modells eintritt. Gemäß der Erfindung
wird also, was hier zunächst nur festgestellt werden soll, auch erreicht, daß eine
Anzahl von Quadrantenumschaltungen nicht erforderlich ist und infolgedessen auch
eine Anzahl von Unregelmäßigkeiten oder Markierungen auf Grund der Umschaltungen
vermieden wird.
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Eine vorzeitige Quadrantenumschaltung wird erfindungsgemäß dadurch
verhindert, daß die Quadrantenumschaltung nicht durch Betätigung des ersten oder
vierten Fühlerkontaktes ausgelöst wird, wenn zur vorhergehenden Bewegung die zweiten
und dritten Fühlerkontakte gedient haben, sondern daß vielmehr die Umschaltung in
Abhängigkeit von der Kurvensteigung erfolgt, wie weiter unten noch näher beschieben
ist.
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Die Kurvensteigung bzw. das Steigungsverhältnis wird nach Fig. 1 c
in einfacher Weise ermittelt. Zur Veranschaulichung ist ein treppenstufenförmiger
Linienzug zu dem Kurvenstück zwischen den Punkten 4 und 5 gemäß Fig. 1 eingezeichnet
worden. Jede Treppenstufe besteht aus einem Linienstück, das parallel zur Längsachse
des Modells verläuft, und einem senkrecht hierzu stehenden Linienstück. In Wirklichkeit
handelt es sich um eine Bewegung in Form eines polygonalen Kurvenzuges mit fein
unterteilten gradlinigen Bewegungsschritten. Das Verhältnis zwischen den Linien
einer Treppenstufe kennzeichnet die Kurvensteigung in diesem Abschnitt. So beträgt
das Verhältnis der ersten Treppenstufe des Punktes 4 in Fig: 1 c etwa 3 : 1, in
der Mitte zwischen den Punkten 4 und 5 etwa 1 : 1, während es zu der letzten Stufe
vor dem Punkt 5 etwa 1: 5 beträgt.
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Die Länge der Bewegungsabschnitte entspricht der Betätigungsdauer
der zugehörigen Fühlerkontakte. Diese Betätigungsdauer kann, wie weiter unten noch
im einzelnen erläutert ist, zur Feststellung der Steigung und damit zu der Quadrantenumschaltung
ausgenutzt werden.
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In Fig. 1 sind die vier Kontakte f1 bis f4 des Fühlers dargestellt,
welchen zweckmäßigerweise, wenn auch nicht unbedingt erforderlich, Relais
A bis D
nachgeschaltet sind. Mit Vorteil ist zu jedem der Kontakte
f1 bis f4 eine Diode S, bis S4 parallel geschaltet. Die Dioden dienen zur
Funkenlöschung bei schleichender Betätigung der Fühlerkontakte. Auf diese Weise
kann die Lebensdauer und vor allem die Genauigkeit der Fühlerkontakte erheblich
verbessert werden.
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In Fig.3 sind statt der Fühlerkontakte gemäß Fig. 1 die Relaiskontakte
a1 bis dl der in Fig. 2 dargestellten Relais A bis D eingezeichnet.
Vereinfacht ist dies durch die gestrichelten Linien angedeutet, an deren oberem
Ende die Bezugszeichen A bis D eingetragen sind. Die Relaiskontakte
a1 bis dl schalten über Quadrantenrelais E bis H Richtungskupplungen M, bis M4 ein,
wenn der zugehörige Fühlerkontakt infolge entsprechender Auslenkung des Fühlers
geschlossen wird. Die Zuordnung der Kontakte a1 bis dl zu den Magnetkupplungen M,
bis M4, die im Zusammenhang mit den Fig. 1 a und 1 b weiter oben erläutert worden
ist, hängt nach Fig. 3 davon ab, welches der Quadrantenrelais E bis H eingeschaltet
ist. Die Zuordnung gemäß Fig. 1 a ist bei Einschaltung des Quadrantenrelais E, die
Zuordnung gemäß Fig. 1 b bei Einschalten des Ouadrantenrelais F gegeben.
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Die Quadrantenrelais E bis H sind in Fig. 5 vereinfacht eingezeichnet.
Genaugenommen sind nur die Spulen dieser Quadrantenrelais eingeschaltet. Durch die
Quadrantenrelais wird einmal die Quadrantenzuordnung gemäß Fig. 3 bestimmt, zum
anderen ermöglichen sie in Verbindung mit Vorwahldrucktasten V, bis V,, die Richtungsvorwahl
für die Bewegung des Fühlers bzw. des Werkzeuges zu Beginn des Kopiervorganges.
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Die Kondensatoren Ke bis Kh bewirken in Verbindung mit Kontakten der
Kontrollrelais X, Y die eigentliche Quadrantenumschaltung derart, daß immer
nur eines der Quadrantenrelais E bis H eingeschaltet ist. Wie aus Fig. 5 ersichtlich
ist, wird bei Ansprechen des Relais X das jeweils nächstfolgende und bei Ansprechen
des Relais Y das jeweils vorhergehende Quadrantenrelais mit Hilfe des betreffenden
vorher aufgeladenen Kondensators eingeschaltet. Dabei wird gleichzeitig das vorher
eingeschaltete Quadrantenrelais abgeworfen. Das neu eingeschaltete Quadrantenrelais
bewirkt die Aufladung des zugehörigen Kondensators und bereitet damit eine eventuell
erforderliche neue Quadrantenumschaltung vor, nachdem das Kontrollrelais abgefallen
ist.
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In Fig. 4 ist eine besonders vorteilhafte Schaltung zum Betätigen
des Kontrollrelais X dargestellt. Über einen Kontakt a, und den in Fig. 4 unteren
Teilwiderstandes des Potentiometers P, wird ein Kondensator K, mit der in der Zeichnung
eingetragenen Polarität aufgeladen und über einen Kontakt b2 und den übrigen Teilwiderstand
des Potentiometers P1 auf die in Klammern eingezeichnete Polarität umgeladen. Die
Größe dieser Kondensatorladung ist nun abhängig von der Einschaltdauer des Kontaktes
und der Größe des Teilwiderstandes des Potentiometers. Sind die Produkte aus Teilwiderstand
und Einschaltdauer in beiden Fällen gleich groß, dann beträgt die mittlere Ladespannung
des Kondensators K2 den Wert Null.
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Die mittlere Spannung wird über eine Siebkette oder einen einstellbaren
Drosselwiderstand P, und einen Kondensator K;: auf das Gitter einer Schaltröhre
T übertragen, die zündet, wenn die Spannung und damit die Ladung an dem Kondensator
K3 ebenfalls den Wert Null angenommen hat. Das ist nach der obigen Gesetzmäßigkeit
der Fall, wenn das Verhältnis der Einschaltdauer des Kontaktes a2 einerseits und
des Kontaktes b, andererseits umgekehrt proportional dem Verhältnis der zugehörigen
Teilwiderstände an dem Potentiometer P1 ist. In diesem Fall entspricht die Länge
der Bewegungsabschnitte des treppenstufenförmigen Linienzuges nach Fig. 1 c dem
Verhältnis der Teilwiderstände, es wird also eine der Potentiometereinstellung entsprechende
Kurvensteigung des Modells durchfahren.
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Nach diesen grundsätzlichen Erläuterungen zu den Zeichnungsfiguren
sei nunmehr die Wirkungsweise des in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels
der Erfindung im einzelnen dargelegt.
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Bei der nachfolgenden Beschreibung sei gemäß Fig. 1 von dem Zustand
ausgegangen, bei welchem ein Fühler sich in der Stellung 1: mit Abstand von der
abzustastenden Oberfläche O des Modells befindet. Der Fühler ist somit zunächst
unbetätigt und sein
Kontakt f1 gemäß Fig. 2 geschlossen. Wird nun
die Steuereinrichtung mittels eines nicht gezeichneten Schalters und damit die Steuerspannung
eingeschaltet, so zieht das Relais A (Fig. 2) an. Der Arbeitskontakt a1, der in
Fig. 3 dargestellt ist, schließt infolgedessen, bleibt aber zunächst noch ohne Wirkung,
da keines der Relais E bis H nach Fig. 3 angezogen hat. Zusammen mit dem Kontakt
a1 schließt der Kontakt a2 des Relais A, der in Fig. 4 eingezeichnet ist, und lädt
den Kondensator K, mit der in der Zeichnung eingetragenen Polarität auf. Gleichzeitig
wird über das handverstellbare Potentiometer P2, welches entsprechend der gewünschten
Vorschubgeschwindigkeit der Maschine eingestellt ist, der Kondensator K3 entladen,
sofern dieser noch mit der in der Zeichnung eingetragenen Polarität aufgeladen ist.
Sobald die Ladung des Kondensators Kl und damit die Gitterspannung der Schaltröhre
T auf Null abgesunken ist, zündet die Schaltröhre T und bringt das Relais
X zum Ansprechen. Der Kontakt x. des Relais X verhindert eine
weitere Aufladung des Kondensators K2.
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Die in Fig. 5 eingezeichneten Kontakte x7 und xs sind mechanisch mit
dem Relais X verbunden bzw. sind Teile dieses Relais. Bei Betätigung des Relais
werden die Kontakte x7 und x. geöffnet und die Kontakte x, bis x4 geschlossen.
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Wird nun die Vorwahldrucktaste V, (Fig. 5) betätigt, so zieht das
Relais E an und bleibt über den Kontakt e., an Spannung, da die Kontakte f7, gs
und h. geschlossen sind. Die Kontakte e1 bis e4 des Relais F_ (Fig. 3) sind nunmehr
geschlossen. Da sich der Kontakt a1, wie oben beschrieben ist, in geschlossenem
Zustand befindet, bekommt eine Magnetkupplung Ml Spannung, und der Fühler bewegt
sich entsprechend dem Richtungsdiagramm nach Fig.1 a nach rechts. Diese Bewegung
ist in Fig. 1 a schematisch durch einen Pfeil dargestellt. Damit man sofort auf
einen Blick erkennt, daß diese Bewegungsrichtung durch den Kontakt a1 bewirkt und
durch die Magnetkupplung an der Leitung M, ausgelöst wird, hat der Pfeil das Bezugszeichen
a,lml erhalten. Eine entsprechende Bezeichnung ist auch für die übrigen Bewegungspfeile
in den Diagrammen der Fig. 1 a und 1 b gewählt worden.
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Sobald der Fühler von der Stellung 1 (Fig. 1) so weit nach rechts
gewandert ist, daß der Punkt 2 auf dem Modell O bzw. einer Schablone angelenkt ist,
erhält der Fühler eine Auslenkung, wodurch außer dem Kontakt f1 auch der Kontakt
f2 (Fig. 3) geschlossen wird. Der Fühler ist. wie weiter oben bereits angedeutet
wurde, richtungsunabhängig ausgebildet, d. h., er wirkt nur durch die Größe der
Fühlerauslenkung. Durch den Kontakt f, wird nun das Relais B nach Fig. 2 eingeschaltet.
Damit bekommt auch die Kupplung an der Leitung M2 Spannung, und es entsteht eine
Bewegung um einen Winkel von 45° auf das Modell zu. Bei weiterer Fühlerauslenkung
öffnet nun der erste Fühlerkontakt f1, und der Fühler bewegt sich, da die Kupplung
an der Leitung Ml löst, nur noch nach vorn, und zwar so lange, bis der erste Fühlerkontakt
f l wieder schließt. Auf diese Weise wird das Modell bzw. die Schablone in kleinen,
geradlinigen Schritten abgetastet und abgefahren, wobei entsprechend der Kurvensteigung
die Kupplung M2 über den mechanisch betätigten Fühlerkontakt f2 zunächst dauernd
eingeschaltet ist. Die Kupplung an der Leitung M, wird hingegen infolge des flachen
Verlaufes der Kurve (Fig. 1) jeweils nur kurzzeitig über den Fühlerkontakt f 1 elektrisch
eingeschaltet. Der Fühler bewegt sich auf diese Weise entlang der Kurve O über die
Punkte 3, 4 und 5, und zwar in Form eines einstufigen Polygonzuges. Statt dieses
Polygonzuges ist zur besseren Klarstellung in Fig. 1 c, wie oben erläutert, eine
treppenstufenförmige Bewegung eingezeichnet.
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Gemäß Fig. 4 wird beim Einschalten des Relais B durch Kontakt f2 (Fig.
3) der Kontakt bz geschlossen, und der Kondensator K2 wird auf die eingeklammerte
Polarität umgeladen. Damit erhält auch K3 wieder die eingezeichnete Polarität, und
die Schaltröhre T kann beim nächsten Nulldurchgang der Anodenwechselspannung löschen.
Nachdem der Kondensator K4 nahezu entladen ist, fällt das Relais X ab, und der Kontakt
x5 öffnet wieder. Bei der gezeichneten Stellung des Potentiometers P1 wird nun über
den Kontakt b., und den sehr kleinen Widerstand des Potentiometers P1 der Kondensator
K2 auf der eingeklammerten Polarität gehalten, da er während der kurzen Einschaltzeiten
von a., - entsprechend dem ersten Fühlerkontakt 11 - über den großen Teilwiderstand
des Potentiometers P, jeweils nur wenig entladen kann. Die Röhre bleibt also gelöscht.
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In Fig. 5 ist bei diesem Vorgang y7 geschlossen, so daß über den ebenfalls
geschlossenen Kontakt e. der Kondensator K, aufgeladen wird. Wie weiter oben ausgeführt
wurde, ist nämlich auch das Relais E angezogen. Der vorher über Kontakt x4 aufgeladene
Kondensator Ki, entlädt sich sehr schnell auf den parallel zu diesem Kondensator
liegenden Widerstand W.. Erforderlichenfalls kann eine unbeabsichtigte Aufladung
des Kondensators K,, durch eine nicht eingezeichnete zusätzliche Diode gesperrt
werden.
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Das in Fig. 1 eingezeichnete Kurvenstück wird in der oben beschriebenen
Weise bis zu dem Punkt 3 durchfahren. Auf der weiteren Strecke bis zu dem Punkt
4 wird infolge entsprechender Auslenkung des Fühlers der Fühlerkontakt f, nicht
mehr betätigt, sondern statt dessen der Fühlerkontakt f.., der seinerseits die Kupplung
MS einschaltet, weil die Fühlerauslenkung auf diesem Kurvenstück in der entgegengesetzten
Richtung, wie bei dem Kurvenstück zwischen den Punkten 2 und 3, erfolgt, d. h. im
entgegengesetzten Sinne stärker wird. Auf dem Kurvenstück zwischen den Punkten 4
und 5 arbeiten dann wieder die Fühlerkontakte f l und f 2 wie auf dem ersten Kurvenstück
zwischen den Punkten 2 und 3 zusammen, und zwar der Kontakt f 1 in immer stärkerem
Maße, wie aus der Fig. 1 deutlich ersichtlich ist. Gemäß Fig. 1 c ändert sich damit
auch das Impulsverhältnis auf dem letzten Kurvenstück etwa von dem Wert 3 : 1 über
1 : 1 zu etwa 1 : 5.
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Der Kontakt a2 gemäß Fig. 4 wird auf diese Weise immer häufiger und
schließlich ganz geschlossen, wogegen der Kontakt b, immer häufiger öffnet, wobei
den Kontakten Dioden Si und S2 gemäß Fig. 4 vorgeschaltet sind und die Spannung
von einem Transformator t7 erzeugt wird. Schließlich wird der Punkt 5 von dem Fühler
erreicht. An dieser Stelle ist das Impulsverhältnis der Kontakte a2 und b, etwa
umgekehrt proportional dem Verhältnis der Teilwiderstände des Potentiometers P1,
so daß, entsprechend der anfänglichen Erläuterung zu Fig. 4, die mittlere Ladung
des Kondensators K2 etwa Null wird. Dadurch kann sich der Kondensator K3 entladen
und die Schaltröhre T und damit das Relais X zum Ansprechen bringen.
Hierbei wird gleichzeitig der Kondensator
K4 mit der in Fig. 4
eingezeichneten Polarität aufgeladen.
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Gemäß Fig.5 wird nunmehr die Spannung des Kondensators K, über den
KontaL x1 an die Spule des Relais F gelegt, so daß dieses Relais anziehen kann.
über den Kontakt f., dieses Relais wird das Relais E abgetrennt, und sobald es abgefallen
und sein Kontakt e., wieder geschlossen ist, kann sich das Relais F über den Kontakt
f5 selbst an Spnnung halten.
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In Fig. 3 sind durch diesen Schaltvorgang die Kontakte e1 bis e4 geöffnet,
da das Relais E ausgeschaltet ist, und dafür sind die Kontakte f1 bis f4 geschlossen.
Dies hat nach dem Schaltbild der Fig. 3 zur Folge, daß die Kontakte cal bis dl in
ihrer Wirkung mit Bezug auf die Kupplungen Ml bis M4 zyklisch vertauscht sind, wie
im übrigen auch das Richtungsdiagramm zu Punkt 5 in Fig. 1 b zeigt.
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Nach Fig. 4 wird dadurch das Impulsverhältnis der Kontakte a2 und
bz wieder umgekehrt, so daß nach der Umladung des Kondensators K, durch den Kontakt
x5 die Röhre T wieder gelöscht bleibt.
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Dieser Vorgang kann sich beliebig oft und bei anderem Krümmungssinn
der Schablone auch mit Kontrollrelais Y in gleicher Weise wiederholen.
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Wie aus der obigen Beschreibung ersichtlich ist, läßt sich also durch
die Einstellung des Potentiometers P1 (Fig. 4) festlegen, bei welchem Impulsverhältnis,
bei welcher Kurvensteigung, die Schaltröhre T zünden und die Quadrantenumschaltung
erfolgen soll.
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Für die Quadrantenumschaltung in der anderen, zu der oben beschriebenen
entgegengesetzten Richtung ist eine zweite Schalteinrichtung vorhanden, die im wesentlichen
der Fig. 4 entspricht. Hierbei ist das Relais X durch das Relais Y ersetzt
und der Kontakt a., durch einen entsprechenden Kontakt, welcher die Bezeichnung
cd. erhalten würde, und der Kontakt bz durch einen Kontakt mit der Bezeichnung e.
ersetzt. Für manche Fälle kann auch der Kontakt a2 durch einen nicht gezeichneten
Kontakt c., ersetzt werden, und der Kontakt bz würde sowohl für die Schalteinrichtung
mit dem Relais X als auch mit dem Relais Y in Tätigkeit treten, wobei dieser Kontakt
bz auch die Bezeichnung b3 gleichzeitig erhalten könnte.
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Die Ermittlung und Einstellung des Impulsverhältnisses entsprechend
der Kurvensteigung erfolgt gemäß der Fig.4 in der beschriebenen Weise auf elektrischem
Wege. Die gleiche Wirkungsweise läßt sich aber auch beispielsweise durch eine mechanische
Einrichtung erzielen, bei welcher zwei Magnetkupplungen, die ihrerseits durch die
entsprechenden Fühlerkontakte f1 und f., bzw. f3 und f4 geschaltet werden, über
einstellbare Übersetzungen und ein Differentialgetriebe so auf einen Kontakt einwirken,
daß er erst bei Erreichen des gewünschten Impulsverhältnisses so weit bewegt wird,
daß er geschlossen wird und die Quadrantenumschaltung bewirkt.
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Es ist auch auf hydraulischem Wege die gleiche Wirkungsweise wie bei
der elektrischen Schaltung gemäß dem rechten Teil der Fig. 4 zu bewirken, wobei
die dort eingezeichneten Kondensatoren durch hydraulische Akkumulatoren und die
Kontakte ca" und b., durch Magnetventile beispielsweise ersetzt werden könnten und
die Schaltröhre T schließlich durch einen Niveauschalter.
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Das oben beschriebene Ausführungsbeispiel der Erfindung läßt sich
naturgemäß noch im Hinblick auf den jeweiligen Verwendungszweck verschiedenartig
ausgestalten oder abändern, ohne daß damit der Grundgedanke der Erfindung verlassen
würde. Gemäß einer besonderen Ausgestaltung der Erfindung können beispielsweise
in der Kontrolleinrichtung zwei Magnetkupplungen vorgesehen sein, wobei jede Kupplung
in der oben beschriebenen Weise von einem Fühlerkontakt gesteuert wird. Die Kupplungen
bewegen über je ein Reibgetriebe mit einstellbarer Übersetzung eine Kontaktscheibe
vor und zurück. Die Kontaktscheibe kann ihrerseits sodann ein Relais einschalten,
wenn die Drehwinkel in beiden Richtungen gleich groß sind.