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Schaltwerksgetriebe, vorzugsweise zum Ändern der Laufzeit von Prograrnrnsteuermitteln
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Schaltwerksgetriebe zu schaffen, das
insbesondere dazu dienen soll, den Ablauf eines Arbeitsprogramms, beispielsweise
bei Waschmaschinen, Werkzeugmaschinen, Beleuchtungsanlagen, Beladeeinrichtungen
u. dgl., zu verlangsamen oder zu beschleunigen, d. h. zeitlich zu dehnen
oder zu raffen. Bisher wurde ein zeitliches Dehnen oder Raffen hauptsächlich auf
elektrischem Wege bewirkt, indem die Geschwindigkeit eines Elektromotors als Antrieb
für eine auf ein gegebenes Programm eingestellte Steuerwalze verändert wurde. Dieser
Weg läßt sich nicht immer beschreiten, beispielsweise wenn der Motor gleichzeitig
noch andere Aufgaben zu erfüllen hat, für die er trotz Änderung der Programmgeschwindigkeit
eine gleichbleibende Drehzahl aufweisen muß. Dies ist z. B. bei einer automatischen
Waschmaschine der Fall, bei der eine ständig gleiche Antriebsgeschwindigkeit für
die Waschtrommel erforderlich ist, deren Drehrichtung außerdem noch periodisch umgeschaltet
werden muß, wobei jeweils zwischen Rechts- und Linkslauf ein kurzer Stillstand von
beispielsweise einer Sekunde stattfinden soll. Außerdem ist es, mindestens bei dezartigen
HaushaltgeTäten erwünscht, daß das Programm jederzeit von Hand ein- und erforderlichenfaUs
wieder ausgeschaltet werden kann, wobei nach Möglichkeit die Teile des Programms
einzeln wiederholbar sein sollen. Die genannten Gründe führen dazu, zwischen den
mit gleichbleibender Drehzahl laufenden Motor und die von ihm angetriebenen Programmsteuermittel
irgendein Geschwindigkeitswechselgetriebe einzuschalten. Demnach besteht die Erfindungsaufgabe
im engeren Sinne darin, ein Wechselgetriebe von besonders einfachem Aufbau zu finden,
das in der Lage ist, den Ablauf eines Steuerprogramms nach Belieben zeitlich zu
dehnen oder zu raffen.
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Es sind mechanische Einrichtungen zur Zeitdehnung bekannt, bei denen
ein treibendes Zahnrad mit einem auf einer Welle lose laufenden Rad kämmt, welches
außermittig einen Zapfen aufweist, an dem sich eine Klinke mit einer Rolle befindet,
wobei diese Klinke in ein mit der erwähnten anzutreibenden Welle verbundenes Sperrad
greift. Der Klinke ist eine gestellfeste Steuerkante zugeordnet, an welcher die
Rolle der Klinke entlangläuft, wenn das auf der anzutreibenden Welle lose laufende
Rad durch ein antreibendes Rad in gleichförinige Drehung versetzt wird. Die Steuerkante
ist so ausgebildet, daß sie die Klinke außer Eingriff des erwähnten Sperrrades hält,
jedoch zeitweise mit ihm in Eingriff gelangen läßt, wenn der Klinkenrolle von der
Steuerkante der Weg radial nach außen freigegeben wird. Bei periodischem Antrieb
dieser Einrichtung ergibt sich eine Betriebsweise, wie sie, an sich von Schaltwerksgetrieben
bekannt ist. Es wird nämlich mittels der in das Sperrad eingreifenden Klinke die
treibende Welle mit der getriebenen Welle zeitweise gekuppelt, so daß die getriebene
Welle in einzelnen Schritten von einem der Länge der Steuerkante entsprechenden
Drehwinkel weitergedreht wird. Zwischen den Schaltschritten liegen Pausen, während
denen die treibende Welle weiterläuft, die getriebene Welle aber entkuppelt ist
und stillsteht. Betrachtet man diesen Vorgang über einen Zeitraum, -der im Vergleich
zur Zeitdauer der Schaltschritte und Pausen groß ist, so läßt sich zusammenfassend
fes ' tstellen, daß die getriebene Welle weniger Umdrehungen ausführt als
die treibende Welle. Um das Verhältnis. der Umdrehungszahlen der beiden Wellen zueinander
variieren zu können, ist bei der bekannten Einrichtung weiterhin vorgesehen, daß
das Einkuppeln der Klinke in das Sperrad nicht ausschließlich von der Lücke in der
gestelffesten Steuerkante abhängig ist, sondern daß noch eine zweite Steuereinrichtung
vorhanden ist, die die Kupplungsklinke ausgekuppelt halten kann, und zwar besteht
diese zweite Einrichtung aus einer Steuerscheibe, die mit einer gegebenen, von der
Drehzahl des auf der anzutreibenden Welle lose laufenden Rades abweichenden Geschwindigkeit
umläuft.
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Die Änderung des Drehzahlverhältnisses der beiden Wellen, also das
Maß der hierdurch bedingten Zeitdehnung, wird demnach bei der bekannten Einrichtung
durch
eine umlaufende Zusatzeinrichtung erreicht.
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Es ist nun bei Schaltwerksgetrieben an sich bekannt, durch eine von
Hand einstellbare-Steuerkantedas periodische Einfallen einer Klinke in ein von der
Klinke mitzunehmendes Zahnrad in seinem zeitlichen Verlauf zu beeinflussen. Weiterhin
ist es bekannt, den wirksamen Sektor einer Steuerkante in der Weise veränderlich
zu machen, daß die Steuerkante aus zwei gleichachsigen Teilen besteht, deren einer
Teil gegenüber dem anderen verdrehbar und feststellbar ist. Bei Anwendung dieser
Maßnahmen auf eine mechanische Einrichtung zur Zeitdehnung der oben beschriebenen
Art ergibt sich die Möglichkeit, die genannte umlaufende Steuereinrichtung wegzulassen,
wobei demnach ein Schaltwerksgetriebe gewonnen wird, das eine einstellbar veränderliche
Schrittweite aufweist und für den Zweck der Zeitdehnung in Programmsteuerungen geeignet
ist.
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Die Erfindung bezieht sich also auf ein Schaltwerksgetriebe, vorzugsweise
zum Ändern der Laufzeit von Programmsteuermitteln, z. B. an Waschmaschinen, Werkzeuginaschinen,
Beleuchtungsanlagen, Beladeeinrichtungen u. dgl., mit einer durch ein Steuerinittel
über wählbare Zeitstrecken, welche im Vergleich zur Laufzeit des Zeitschalters kurz
sind, ein- und ausrückbaren Kupplung zwischen einer treibenden und einer getriebenen
Welle.
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Erfindungsgemäß wird die gestellte Aufgabe bei einem solchen Getriebe
dadurch gelöst, daß die Kupplung aus zwei Kupplungsscheiben und einer mit der einen
Kupplungsscheibe umlaufenden, in eine Zahnung der anderen Kupplungsseheibe eingreifenden
Klinke besteht, und daß das Steuermittel aus einer als Ein- und Ausrücker für die
Kupplungsklinke dienenden, zur Drehachse der Kupplungsscheiben gleichachsigen zweiteiligen
Blende besteht, deren einer Teil gestellfest, deren anderer Teil gegenüber dem ersten
Teil verdrehbar und derart feststellbar ist, daß sich die beiden Blendenteile zu
-einem Sektor einstellbarer Breite ergänzen.
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Bei ständig umlaufender Antriebswelle wiederholt sich das Ein- und
Auskuppeln periodisch, d. h., es wird hierdurch der Kraftfluß zur getriebenen
Welle, welche beispielsweise mit der Welle einer Programmsteuerwalze in Verbindung
steht, periodisch unterbrochen. Dies bedeutet insgesamt eine Verlangsamung der Ablaufgeschwindigkeit
des Programms, die sich auf alle Abschnitte des Programms annähernd proportional
auswirkt, sofern die einzelnen Teilabschnitte des Programms ihrerseits gegenüber
den periodischen Unterbrechungen zeitlich lang genug sind. Dies läßt sich auf jeden
Fall dadurch erreichen, daß die getriebene Welle des Schaltwerksgetriebes im Vergleich
zur Welle des Programmsteuermittels hinreichend schnell umläuft. Im übrigen ist
das Schaltwerksgetriebe nach der Erfindung auch für nichtperiodischen Gebrauch mit
Vorteil anwendbar, sei es, daß ein nur kurzer Abschnitt des Programms gesondert
gedehnt oder wiederholt werden so% sei es, daß überhaupt nur ein einzelner Schaltvorgang
in einen ständigen oder auch nur kürzere Zeit andauernden Vorgang eingeschaltet
werden soll.
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In weiterer Ausgestaltung eines Schaltwerksgetriebes nach der Erfindung
kann der verdrehbare Teil der Blende mit einem von Hand einstellbaren Drehknopf
verbunden sein und durch Reibung im Gestell in seiner jeweiligen Einstellung festgestellt
werden. Auch kann die Einstellbarkeit des verdrehbaren Teiles der Blende durch einen
gestellfesten Anschlag begrenzt sein. Ferner kann die Kupplungsklinke im Eintücksinn
durch die Kraft einer Feder belastet sein.
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In der Zeichnung ist eine Ausführung des Getriebes nach der Erfindung
beispielsweise dargestellt.
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Fig. 1 zeigt eine Stirnansicht des Getriebes jedoch ohne die
vordere Gestellplatte; Fig. 2 zeigt das Schaltwerksgetriebe in Draufsicht, teilweise
im Schnitt.
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Mit 1 ist das Ritzel des Antriebsmotors bezeichnet, von dem
über eine Zwischenwelle mit dem Rad 2 und dem Ritzel 2 a ein Zahnrad 3 angetrieben
wird, dessen Radscheibe zugleich den einen Teil einer Kupplung bildet. In der Radscheibe
ist auf einem Zapfen 4 a eine Klinke 4 mit einer Rolle 5 angeordnet. Die
Kupplungsscheibe 3 läuft lose auf einer Welle 9
zwischen einem Ritzel
8 und einer Scheibe 7, die als Zahnrad ausgebildet ist und den anderen
Teil der Kupplung bildet. Ritzel 8 und Kupplungsteil 7 sind beide
mit der Welle 9 fest verbunden. Die Wellen sind in zwei Gestellplatten
15, 16 gelagert. Auf der vorderen Gestellplatte 15, die in Fig. 2
eingezeichnet, in Fig. 1 weggelassen ist, ist eine zweiteilige Blende angeordnet,
die aus einem gestellfesten kreissektorförmigen Blendenteil 10 und einem
zweiten Blendenteil 11 besteht, welcher mittels eines Drehknopfes
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verdrehbar ist; die Verdrehbewegung des Blendenteils 11 ist durch
einen Anschlag 14 begrenzt. Die beiden Blendenteile 10 und 11 ergänzen
sich zu einem Sektor von einstellbarer Breite. Dieser Sektor dient als Steuermittel
für die Kupplungsklinke 4. Die Kupplung 3-7 und die Steuerblende
10, 11 bilden zusammen ein Schaltwerksgetriebe, dessen Antrieb über die Räder
1, 2, 2 a am Zahnrad 3 erfolgt und dessen Abtriebswelle die Welle
9 ist. Von dem Ritzel 8 kann also die vom Getriebe anzutreibende Maschine
oder Einrichtung, z. B. eine Programmwalze, in Bewegung gesetzt werden.
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Die Wirkungsweise ist dabei folgende: Das Rad 3
mit der Klinke
4 läuft, angetrieben z. B. von einem Synchronmotor über die Räder 1, 2, 2
a, kontinuierlich um. Solange die Rolle 5 an der Klinke 4, welche mit dem
Rad 3 umläuft, nicht von der sektorförmigen Blende 10, 11 beeinflußt
wird, greift die Klinke 4 in die Zähne der Kupplungsscheibe 7 ein und nimmt
sie mit, bis die Rolle 5 in den Bereich des Blendenteils 10 gelangt
und von diesem nach innen gedrückt wird, wodurch der Eingriff der Klinke 4 in die
Scheibe 7 aufgehoben wird. Da der bewegliche Blendenteil 11 verschwenkt
werden kann, läßt sich der Winkelbereich des durch die Teile 10 und
11
gebildeten Sektors und damit das Verhältnis zwischen Mitnabme und Stillstandszeit
der Kupplungsscheibe 7
verändern und mittels des Knopfes 13 beliebig
einstellen. Der Blendenteil 11 weist an seinem einen Ende eine schräge Auflaufkante
lla auf, um das Verstellen des Sektors 11 zu erleichtern, wenn die Rolle
5 den Verstellbereich während der Sektorverstellung durchläuft.