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Motorgetriebene Schaltwalze zur Steuerung von Antrieben Die Erfindung
betrifft eine motorgetriebene Schaltwalze zur Steuerung von Antrieben, die mehrere
gegeneinander verstellbare Nockenscheiben mit zentralen Ansätzen aufweist.
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Es ist bekannt, die Steuerung von Antrieben mittels Schaltwalzen vorzunehmen
und hierbei durchlaufende Walzen zu verwenden, deren Nockenscheiben auf der Antriebswelle
in radialer Richtung gegeneinander sowie in bezug auf die Antriebswelle verstellbar
und in jeder beliebigen Lage festlegbar sind. Bei Verkürzung oder Verlängerung einzelner
Funktionen innerhalb des Arbeitsspieles durch Verstellung der entsprechenden Nockenscheiben
treten erhebliche Einstellarbeiten und Schwierigkeiten auf, da die den verstellten
Scheiben nachgeordneten Nockenscheiben auch eine der Verstellung genau entsprechende
Änderung in ihrer Einstellung erfahren müssen, so daß ihre Funktionen zwar zeitlich
später auftreten, in ihrer Dauer aber nicht verändert werden. Hierdurch ergeben
sich umfangreiche Justierarbeiten und Einstellzeiten, die zu unerwünschten Betriebsunterbrechungen
führen.
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Zwar ist es bei Stufenschaltern mit mehreren Nocken-Schaltscheiben
bekannt, diese über zentrale prismatische Ansätze und entsprechende Vertiefungen
zusammenzufügen, um ohne Antriebswelle oder zusätzliche Einrichtungen Schaltbewegungen
von Nokkenscheibe zu Nockenscheibe zu übertragen, wobei die Scheiben entsprechend
der jeweiligen Form der prismatischen Ansätze stufenweise gegeneinander zu verstellen
sind, jedoch läßt. sich diese Ausbildung nicht für Schaltwalzen verwenden, bei denen
die einzelnen Nockenscheiben um beliebige Winkel gegeneinander verstellt werden
müssen, um jedes gewünschte Schaltprogramm ausführen und verändern zu können.
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Aufgabe der Erfindung ist es, die eingangs beschriebene Schaltwalze
so auszubilden, daß eine feinfühlige und vielseitige Ver- und Feststellung jeder
einzelnen Nockenscheibe möglich ist, ohne daß aber bei Änderung einer Funktion durch
Verstellung einer Nockenscheibe stets alle folgenden Scheiben entsprechend nachgestellt
werden müssen.
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Zur Lösung dieser Aufgabe sieht die Erfindung vor, daß bei der einleitend
beschriebenen Schaltwalze die zentralen Ansätze der Nockenscheiben als Naben-oder
Hohlwellen ausgebildet sind, die wenigstens teilweise als Träger weiterer radial
in jede Winkelstellung überführ- und feststellbarer Nockenscheiben dienen.
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Durch die neuartige Ausbildung erreicht man somit, daß bei Verstellung
einer Nockenscheibe die auf ihrer Hohlwelle befestigten weiteren Nockenscheiben
mit verdreht werden, so daß in einfacher Weise eine gruppenweise Verstellung .der
nachfolgenden Nockenscheiben erfolgt, ohne daß deren Funktionen bzw. Funktionsdauern
verändert werden. Trotz dieser gruppenweisen Verstellung ist es aber möglich, die
einzelnen Nockenscheiben innerhalb der Gruppen ebenfalls zu verstellen, so daß eine
vielseitige und feinfühlige Einstellung der Scheiben möglich ist.
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Zur Erleichterung der Verstellung einzelner Nockenscheiben und zur
Vereinfachung der hierzu vorgesehenen Einrichtung ist vorteilhaft, daß mehrere oder
alle Nockenscheiben durch stirnseitige Reibungsverbindung miteinander und mit der
Antriebswelle mit Hilfe eines axialen Anpreßdruckes, z. B. auf die aneinandergereihten
Naben, in Antriebsverbindung stehen, wobei der Anpreßdruck mittels eines auf der
Antriebswelle in Gewinde drehbaren Handrades in axialer Richtung auf die Naben der
Nockenscheiben gegen einen Endflansch oder ein zweites Handrad auf der Welle ausgeübt
wird. Um zu vermeiden, daß sich beim Einstellen einer Nockenscheibe danebenliegende
Nockenscheiben mitverstellen, sind vorteilhaft federnde Zwischenglieder zwischen
den einzelnen Nockenscheiben vorgesehen, so daß nach Lösen des Handrades alle Nockenscheiben
gleichmäßig niedrige Reibverbindung haben.
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Um am Ende eines Arbeitsspieles Verlustzeiten zu vermeiden und um
den Ablauf der Arbeitsspiele innerhalb verschiedener Zeitintervalle durchlaufen
zu können, sieht die Erfindung weiterhin vor, ein Schaltgetriebe für die Antriebswelle
mit Eilgang und erforderlichenfalls zusätzlichen Arbeitsgängen anzuordnen, die sämtlich
oder zum Teil von den Nockenscheiben gesteuert werden, wodurch die Schaltwalze
nach
Beendigung des Arbeitsspieles selbstgesteuert in kürzester Zeit in die Nullstellung
übergeführt wird.
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Dem Auftreten von Verlustzeiten versuchte man schon dadurch zu begegnen,
daß man die Steuerwalze nach Beendigung des Arbeitsspieles in die Ausgangsstellung
mit Hilfe eines Rückstellmotors oder durch Federkraft zurückholte; wobei aber der
Nachteil auftrat, daß die Kontakte des Arbeitsspieles während des Walzenrücklaufes
spannungslos gemacht oder abgehoben werden mußten; wodurch ein Festhalten von bestimmten
Arbeitsvorgängen über die Nullstellung hinaus erschwert wurde. -Auch hat man versucht,
mit Hilfe von polumschaltbaren Motoren für den Antrieb der Schaltwalze eine Verkürzung
der Restzeit durch Einschalten der niederpoligen Wicklung zu erreichen, ohne jedoch
die Verlustzeiten nennenswert vermindern zu können.
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Durch das erfindungsgemäß vorgesehene, sich selbst steuernde Schaltgetriebe
werden die beim Bekannten auftretenden- Schwierigkeiten in einfacher Weise beseitigt.
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Um bei verschiederi-`i;iistelibarer Gesamtdauer der Arbeitsspiele
die jeweilige getroffene Einstellung irrtumsfrei erkennen zu können, weisen nach
einem weiteren Merkmal der Erfindung die Nockenscheiben stirnseitig die den verschiedenen
Drehzahlen entsprechende Zeiteinteilung auf ihrem Umfang auf, und die Ablesung der
richtigen Zeiteinteilung wird dadurch geschaffen, daß mit der Arbeitsgangverstellung
mechanisch ein ein Blickfeld tragender, die Nockenscheiben überdeckender-Schieber
über den Nockenscheiben so verschoben wird, daß die' Ablesung der der eingestellten
Übersetzung entsprechenden Zeitskala möglich ist.
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Statt der am Umfang der Schaltwalze fest angeordneten Schalter können
in an sich bekannter Weise auch die von den Nockenscheiben betätigten Schalter in
.der Scheibenbahn verstellbar angeordnet sein, wobei dann zweckmäßig der Schalterträger
auf der Antriebswelle oder der Nabe der zugehörigen Nockenscheibe gelagert ist.,Bei
in der Scheibenbahn verstellbaren Schaltern können. die Nockenscheiben in einem
bestimmten Programm auf der Antriebswelle fest eingestellt bleiben, wenn-zur Veränderung
der Schaltzeitpunkte die Schalter auf dem Umfang der Nockenscheiben mit ihrem Träger
verschoben werden. Durch gleichzeitige verstellbare Anordnung der Nockenscheiben,
durch die letztere einzeln und in Gruppen gegeneinander radial "zu verstellen' `sind,
erhält man eine Anordnung, welche sich durch besondere Vielseitigkeit hinsichtlich
der Einstellungsmöglichkeiten auszeichnet.
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Bei in der Scheibenbahn verstellbar vorgesehenen Schaltern empfiehlt
es sich, zu mehreren Nockenscheiben gehörige Schalter gemeinsam auf einem schwenkbaren
Träger anzuordnen, so daß mit Verstellen einer Funktion wieder die nachfolgenden
Funktionen in gleicher Weise verschoben werden, ohne jedoch in die Dauer ihrer Zeitvorgänge
einzugreifen.
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Schließlich ist noch hinsichtlich der Kombination der Einstellmöglichkeiten
der verschiedenen Nockenscheiben ein baukastenartig zusammengesetztes Zeitschaltwerk
von Vorteil das einer Kombination von verschiedenen verstellbaren Zeitrelais nahekommt
und das für beliebige Zeiten gewählt werden kann, ohne daß nach Ablauf eines Arbeitsspieles
Restzeiten übrigbehalten werden: Zu diesem Zwecke besteht erfindungsgemäß die Schaltwalze
aus frei schwenkbar auf ihr gelagerten Einstellscheiben mit von diesen im Schlepp
mitgenommenen und verzahnten Nockenscheiben, die ihrerseits mit der Einstellscheibe
durch Rückstellfedern verbunden sind und mit schwenkbar angeordneten und angetriebenen
Zwischenrädern zum Eingriff gebracht werden, aus dem sie sich selbst mit der Kontaktgabe
wieder ausschalten.
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Mehrere derartige Aggregate können nebeneinander angeordnet und über
eine gemeinsame Welle angetrieben werden. Die Nockenscheibe steht mit der Einstellscheibe
über eine Rückstellfeder in Verbindung, so daß sie nach Ausschwenken der Zwischenräder
in die Nullage gegenüber der Einstellscheibe von selbst zurückgeht.
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Die Zwischenräder können magnetisch, motorisch, hydraulisch oder pneumatisch
zum Schwenken kebracht werden und auch auswechselbar sein. An Stelle von Schaltern,
ist die Verwendung von Ventilen zur hydraulischen oder pneumatischen Steuerung möglich.
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Die Erfindung zeichnet sich durch ihre Einfachheit und durch eine
vielseitige Ausnutzbarkeit aus und gestattet eine wirtschaftliche Arbeitsweise in
bezug auf jedes gewünschte Arbeitsspiel.
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An Hand von Ausführungsbeispielen,, die schematisch in den Zeichnungen
dargestellt sind, wird die Erfindung nachfolgend beschrieben. Es zeigt Fig. 1 eine
Steuerwalze mit Antrieb schematisch in Ansicht, Fig. 2 in Seitenansicht, Fig. 3
eine- andere Ausführung schematisch in Ansicht, Fig. 4 eine Teilansicht eines Skalenschiebers
über den Scheiben, Fig. 5 eine andere Ausführung der Erfindung in Ansicht, Fig.
6 eine Seitenansicht zu-'Fig. 5, Fig. 7 eine andere Ausführung der Erfindung in
Ansicht und Fig. 8 eine Seitenansicht dazu.
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Mit 1 ist der Motor für den Antrieb der Steuerwalze bezeichnet, welcher
über ein mittels des Steuerschalters 2 verstellbares Schaltgetriebe 3 die Antriebswelle
4 der Steuerwalze in Umdrehung versetzt. Die Antriebswelle 4 ist in einem
Gestell oder Gehäuse 5 gelagert, und zwischen den Lagern sitzen Nockenscheiben 6
drehbar und feststellbar. Die Nockenscbeiben 6 betätigen' über Nocken 7 (Fig. 2)
im Gehäuse 5 angeordnete üuid in der Bahn der Nocken liegende Schalter, Ventile
1' bis 8' od. dgl. Neuheitsgemäß sind einzelne Nockenscheiben je nach dem Bedürfnis
mit ihrer Nabe 8, 9 verlängert, und die nächstfolgende Nockenscheibe ist auf dieser
verlängerten Nabe 8, 9 anstatt auf der Antriebswelle 4 verstellbar und feststellbar
gelagert.
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Eine Verstellung der eine verlängerte Nabe aufweisenden Nockenscheibe
6 ändert somit nicht die Stellung der auf der verlängerten Nabe sitzenden Nockenscheiben
gegenüber der ersteren.
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Gemäß Fig. 3 ist auf der Antriebswelle 4, und zwar am linken Ende
derselben innerhalb des Gehäuses 5 gelegen; ein eine Reibungsfläche aufweisender
Flansch 10 fest angeordnet, dessen Reibungsfläche einem auf der Nabe der folgenden
Nockenscheibe 6 angeordneten Flansch 11 gegenübersteht. Das andere Ende der
Nabe der ersten Nockenscheibe 6 weist ebenso wie die Naben der folgenden Nocken-
Scheiben
6 je einen der Reibungsverbindung dienenden Flansch 11 auf. Diese Reibungsverbindung
ist genauso gestaltet bei Nockenscheiben, die auf der verlängerten Nabe einer Nockenscheibe
sitzen (Fig. 3). Der Endflansch der letzten Nockenscheibe einer Schaltwalze steht
einem entsprechenden Flansch an einem Handrad 12 gegenüber, welches z. B. in Gewinde
auf der Antriebswelle 4 lagert und welches durch Drehen einen axialen Druck auf
die Flanschverbindungen und den Endflansch 10 auf der Antriebswelle 4 ausüben kann
und damit eine feste Reibungsverbindung zwischen den Nockenscheiben und mit der
Antriebswelle 4 herstellt. Zum Verstellen der Nockenscheiben braucht somit lediglich
durch Drehen des Handrades 12 der Anpreßdruck aufgehoben zu werden.
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Gemäß Fig. 4 sind bei Verwendung eines steuerbaren Schaltgetriebes
3 mit mehreren Arbeitsgängen die Nockenscheiben mit den verschiedenen Drehzahlen
entsprechenden Zeiteinteilungen 13 versehen, und über dieser Zeiteinteilung ist
quer zu den Scheiben verschiebbar ein Skalenschieber 14 vorgesehen, der ein Blickfeld
15 über jeder Nockenscheibe aufweist. Der Skalenschieber 14 verschiebt sich mit
dem Verstellen des Wechselgetriebes mit Hilfe einer mechanischen Verbindung mit
der Verstelleinrichtung gleichzeitig derart, daß in dem Blickfeld 15 die dem jeweiligen
Übersetzungsverhältnis entsprechende Zeitskala 13 sichtbar wird.
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In Fig. 5 sind die Schalter 4', 5', jeder für sich, in einem Schalterträger
16 gelagert. Die Schalter 6' bis 8' sind an einem gemeinsamen Schalterträger 17
angeordnet.
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Diese Schalterträger 16 und 17 sind um die Achse der Antriebswelle
schwenkbar und zu diesem Zweck auf der Nabe der zugehörigen Nockenscheibe schwenkbar
und feststellbar gelagert. Die auf diesen Trägern gelagerten Schalter können also
in der Nockenbahn verschoben werden.
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Nach Fig. 7 sind die Nockenscheiben 6 je mit einer zugehörigen Einstellscheibe
18 auf einer Welle 19 drehbar gelagert. Die feststellbare Einstellscheibe 18 kann
die ihr zugeordnete Nockenscheibe in einer Schwenkrichtung z. B. mittels eines Anschlages
(nicht gezeichnet) mitnehmen. In der anderen Drehrichtung ist die Nockenscheibe
mit der Einstellscheibe durch eine Feder (nicht gezeichnet) verbunden, durch die
sie immer an den Anschlag der Einstellscheibe nachgiebig herangezogen wird. Die
Nockenscheiben 6 sind außerdem verzahnt und können über diese Verzahnung
20 mit schwenkbar angeordneten Zwischenrädern 21 in Eingriff gebracht werden.
Die Zwischenräder werden über Ritzel 22, die fest auf der Antriebswelle :E sitzen,
angetrieben. Das Schwenken der auf dem Schwenkarm 23 angeordneten Zwischenräder
21 erfolgt beispielsweise mittels eines Elektromagneten 24 gegen die Zugkraft einer
Zugfeder 25, die das Zwischenrad 21 bei Aufhören der Wirkung des Zugmagneten 24
außer Eingriff mit der Nockenscheibe 6 bringt. Die Wirkungsweise der Vorrichtung
geht so vor sich, daß nach dem Einstellen der Nockenscheibe mit Hilfe des Einstellrades
18 die Funktion der Nockenscheibe durch Einschwenken des Zwischenrades beginnt und
entsprechend der Einstellung vor sich geht und daß nach dem Abfallen des Antriebes
der Nockenscheibe durch das Zwischenrad 21 diese mit Hilfe der Rückzugfeder in die
Nullstellung gegenüber der Einstellscheibe zurückspringt. Durch Nebeneinanderanordnung
mehrerer wie oben beschrieben angetriebener und einstellbarer Nockenscheiben 6 wird
eine baukastenartig zusammengesetzte und vielseitig verwendbare Schaltwalze für
automatischen Betrieb verschiedener Einrichtungen erhalten (Fig. 8). Die Zwischenräder
21 können auswechselbar sein und ihre Schwenkbewegung magnetisch, motorisch, hydraulisch
oder pneumatisch durchgeführt werden. An Stelle von Schaltern können selbstverständlich
auch Ventile für eine hydraulisch;, oder pneumatische Steuerung verwendet werden.