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Elektrisch angetriebenes Zeitsteuergerät für Maschinen mit mehreren
Arbeitstakten, insbesondere Waschmaschinen Es sind bereits elektrisch angetriebene
Zeitsteuergeräte bekannt, die mit Zeitschaltwerken und Nockenscheiben arbeiten.
Dabei wird beispielsweise eine von einem elektrischen Motor angetriebene Welle in
zeitlichen Abständen mit einem Nockenschalter gekuppelt, von dem aus dann die einzelnen,
für die entsprechenden Betriebsvorgänge der zu steuernden Maschinen erforderlichen
Kontakte geschlossen oder geöffnet werden.
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Die Verbindung zwischen dem Motor bzw. seinem Getriebe und dem Nockenschalter
erfolgt dabei durch eine Getriebekupplung, die mittels eines Elektromagneten in
die eine oder andere Stellung bewegt wird. Der Nachteil einer solchen Getriebekupplung
liegt im ruckweisen Einkuppelvorgang und vor allem im Räderverschleiß. Hinzu kommt,
daß insbesondere bei einer Getriebekupplung mit gegeneinander schwenkbaren Zahnrädern
der Zeitpunkt des Einkuppelns nicht genau vorausbestimmt werden kann, da es von
Zufälligkeiten abhängt, ob sich gerade die Zähne der beiden zu kuppelnden Zahnräder
oder ein Zahn und eine Zahnlücke, gegenüberstehen.
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Bei einem weiteren ebenfalls bekannten Gerät wird in regelmäßigen
Abständen durch einen elektrischen Motor ein Schalter betätigt, der im Stromkreis
eines zweiten liegt, der seinerseits einen Nockenschalter betätigt. Hierbei kann
jedoch jedesmal nur der gleiche Arbeitsgang durchgeführt werden, da sich die Nockenscheibe
immer um den gleichen Betrag und im gleichen Rhythmus bewegt. Ein solches Gerät
ist daher für eine Programmsteuerung, insbesondere bei Waschmaschinen, bei denen
die einzelnen Arbeitsgänge in unterschiedlichem Rhythmus geschaltet werden und über
eine verschieden lange Zeitdauer in Tätigkeit bleiben müssen, nicht geeignet.
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Um ein Zeitsteuergerät zu schaffen, das einerseits mit hinreichender
Genauigkeit arbeitet, ein weiches Einkuppeln ermöglicht und andererseits eine Steuerung
über unterschiedliche Zeitlängen hinweg gestattet, ist bei einem elektrisch angetriebenen
Zeitsteuergerät für Maschinen mit mehreren Arbeitstakten, insbesondere Waschmaschinen,
bei denen von zwei Elektromotoren der eine über eine Schaltvorrichtung die Stromzufuhr
zum anderen, der einen Nockenschalter antreibt, steuert, erfindungsgemäß zwischen
dem Steuermotor und der Schaltvorrichtung ein Schrittschaltwerk vorgesehen. Auf
diese Weise können trotz Verwendung eines kontinuierlich umlaufenden Steuermotors
völlig unterschiedliche Arbeitsintervalle erzielt werden. Bei den weiteren im folgenden
beschriebenen Merkmalen handelt es sich um eine zweckmäßige Weiterbildung des Gegenstandes
der Erfindung. Zweckmäßigerweise ist das Schrittschaltwerk als Rechenschaltwerk
ausgebildet. Dadurch wird erreicht, daß der Steuermotor nur in längeren Zeitabschnitten,
nämlich jedesmal, wenn das Rechenschaltwerk auslöst, eingeschaltet wird.
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Das Rechenschaltwerk weist vorzugsweise eine vom Steuermotor angetriebene
Nockenscheibe auf, welche die Hubbewegung eines in die Zähne eines schwenkbar gelagerten,
durch eine federnde Rastvorrichtung gehaltenen Rechens eingreifenden Schrittschalthebels
bewirkt. Der Rechen -liegt zur Einstellung seiner Ausgangslage zweckmäßig an einer
vom Schaltmotor angetriebenen Kurvenscheibe an. Dadurch ist es möglich, nach dem
Ein- und Ausschaltvorgang des Schaltmotors die Grundeinstellung des Rechens und
damit die Zeitabschnitte, die bis zum erneuten Einschalten des Schaltmotors ablaufen,
zu verändern. Dies ist beispielsweise für Waschmaschinen von großer Bedeutung, da
die Bewegungen der Waschtrommel wesentlich länger dauern als der Einlauf oder das
Auslassen- des Waschwassers.
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Zweckmäßig besteht die Schaltvorrichtung für den Schaltmotor aus einem
von einer Nockenscheibe gesteuerten Kontakt, wobei die Nockenscheibe einen Anschlag
od. dgl. für den Rechen aufweist und ihr Antrieb vom Schaltmotor durch eine Schleppkupplung
erfolgt. Bei Auslösung des Rechenschaltwerks dreht der Rechen die Nockenscheibe,
bis der Kontakt den Stromkreis des Schaltmotors schließt. Diese Drehung wird durch
die Anordnung der Schleppkupplung ermöglicht. Durch diese wird die Nockenscheibe
dann weiter mitgenommen, wenn der Schaltmotor mit seiner Drehung beginnt. Die
Nockenscheibe
ist frei drehbar- auf der Antriebswelle gelagert, und ein exzentrisch it der Welle
verbundener Stift greift in einen etwa halbkreisförmigen Schlitz der Nockenscheibe
ein. Die Nockenscheibe kann sich dann also gegenüber der Welle so weit verdrehen,
bis der Stift jeweils an den Schlitzenden der Scheibe anschlägt.
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Eine zusätzliche Anzahl von Schaltmöglichkeiten ergibt sich, wenn
man im Stromkreis des Steuermotors vom Schaltmotor gesteuerte Schalter oder Widerstände
anordnet. Man kann dann den Schaltmotor beispielsweise während der Bewegung des
Steuermotors abschalten oder aber langsamer laufen lassen, so daß auch auf diese
Weise verschiedene Zeitabstände oder Verzögerungen zwischen den Schaltvorgängen
erreicht werden können.
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Die Zeichnung zeigt ein Ausführungsbeispiel der Erfindung. Es stellt
dar F i g. 1 die Vorderansicht eines Steuergerätes mit schematisch dargestelltem
elektrischem Schaltbild, F i g. 2 eine Teilansicht nach F i g. 1 in einer anderen
Stellung der Nockenscheibe, F i g. 3 eine teilweise geschnittene Seitenansicht nach
F i g. 2, F i g. 4 eine Teilansicht nach F i g. 1, wobei die Kurvenscheibe weggelassen
wurde.
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Das Steuergerät besteht aus zwei im Abstand voneinander angeordneten
Montageplatten, von denen in der Zeichnung lediglich die vordere Platte 1 dargestellt
ist. Ein Steuermotor 3 treibt über ein nicht dargestelltes Getriebe eine Welle 2
an, die mit einer Nockenscheibe 4 versehen ist. Diese wirkt ihrerseits auf einen
Nockenhebel 5 ein, der gelenkig mit einem Schrittschalthebel 6 verbunden ist. Der
Schrittschalthebel 6 wird durch eine Feder 7 in der Zeichenebene nach links gezogen,
so daß der Nockenhebel5 an die Nockenscheibe 4 angedrückt wird. Der Schrittschalthebel
6 greift mit seinem zahnartigen Ansatz 8 in die Zähne 9 eines Rechens 10 ein, der
ebenfalls auf der Montageplatte 1 bei 11 drehbar gelagert ist. Außerdem wirkt mit
dem Rechen 10 eine Rastvorrichtung zusammen, die aus dem Rasthebel 12 und
einer Feder 13 besteht. Die Feder 13 zieht das freie, ebenfalls mit einem zahnartigen
Ansatz 14 versehene freie Ende des Rasthebels 12 gegen die Zähne 9 des Rechens
10, so daß der Rechen 10 während des Eingriffs des Rasthebels 12 nur in Pfeilrichtung
15 bewegt werden kann. Auf den Rechen 10 wirkt außerdem eine Feder 16 ein,
die den Rechen an den zahnartigen Ansatz 14 des Rasthebels 12 andrückt.
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Die Feder 7 ist stärker als die Feder 16 ausgebildet, so daß der Schrittschalthebel
6 nach jeder durch die Nockenscheibe 4 erfolgten Vorwärtsbewegung allein durch die
Kraft der Feder 7 zusammen mit dem Rechen 10 zurückgezogen wird. Bei jeder
Umdrehung der Welle 2 bewegt sich der Schrittschalthebel 6 einerseits durch die
Nockenscheibe 4 und den Nockenhebel5 und andererseits durch die Feder 7 einmal um
eine Zahnteilung des Rechens 10 hin und her. Dabei wird der Rechen 10 jeweils
um einen Zahn 9 in Richtung des Pfeiles 15 weiterbewegt und in seiner jeweiligen
Stellung durch den Rasthebel 12 festgehalten.
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Auf der Montageplatte 1 ist ein zweiter Elektromotor, nämlich der
Schaltmotor 17, angeordnet, der einen nicht dargestellten Nockenschalter antreibt,
dessen Kontakte zur Steuerung einer Waschmaschine dienen. Außerdem bewegt der Schaltmotor
17 eine Welle 18, auf der frei drehbar eine Nockenscheibe 19 gelagert ist. An dieser
Nockenscheibe liegt eine Kontaktzunge 20 an, die mit einer weiteren Kontaktzunge
21 zusammenwirkt. Wenn die beiden Kontaktzungen 20 und 21 aneinander
anliegen, wird der Stromkreis 22 für den Schaltmotor 17 geschlossen,
so daß dieser anläuft.
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Wie vor allem aus F i g. 3 ersichtlich, greift ein exzentrisch mit
der Welle 18 verbundener Stift 23 in einen kreisförmig gebogenen Schlitz 24 der
Nockenscheibe 19 ein. Außerdem besitzt die Nockenscheibe 19 noch einen Anschlag
25, mit welchem der Rechen 10 in seiner Endstellung zusammenwirkt. Sobald
nämlich der Rasthebel 12 vor den letzten Zahn 26 des Rechens 10 zu liegen kommt
und damit der Schrittschalthebel 6 die letzte Hubbewegung ausführt und den Rechen
10 in Pfeilrichtung 15 zurückbewegt, legt sich das freie Ende 27 des
Rechens 10, wie F i g. 2 zeigt, am Anschlag 25 der Nockenscheibe 19 an und bewegt
diese in Pfeilrichtung 28, und zwar um einen derartigen Betrag, daß der Absatz
29 der Nockenscheibe 19 an der Kontaktzunge 20 vorbeigleitet und diese
freigibt. Dadurch wird der Stromkreis 22 des Schaltmotors 17 geschlossen und dieser
läuft an.
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Aus F i g. 1 ist weiterhin ersichtlich, daß die Welle 18 während der
Bewegung der Nockenscheibe 19 durch den Rechen 10 in ihrer Lage verblieb, da der
Stift 23 im Schlitz 24 frei gleiten konnte. Um den gleichen Betrag kann sich nunmehr
die Welle 18 ebenfalls in Pfeilrichtung 28 frei bewegen, bis der Stift
23 am Ende des Schlitzes 24 anliegt und die Nockenscheibe 19 mitnimmt.
Die Welle 18 dreht sich mit der Nockenscheibe 19 um eine Umdrehung, bis wiederum
die in F i g. 1 gezeigte Stellung erreicht wird, in welcher sich die Kontaktzunge
20 von der Kontaktzunge 21 abhebt.
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Vom Schaltmotor 17 wird außer der Welle 18 und dem nicht
dargestellten Nockenschalter noch die Welle 30 in Pfeilrichtung 31 angetrieben,
die fest mit einer Kurvenscheibe 32 verbunden ist. Der Antrieb der Welle
30 erfolgt so stark untersetzt, daß sich diese und damit die Kurvenscheibe
32 bei jedem Einschaltvorgang des Schaltmotors 17 nur um einen kleinen Schritt,
beispielsweise um eine vierzigstel Umdrehung, weiterbewegt. An der Kurvenscheibe
32 liegt der Rechen 10 mit seinem Ansatz 33 an. Auf diese Weise wird
die Grundeinstellung des Rechens 10 erreicht, von der die Zahl der notwendigen Hin-und
Herbewegung des Schrittschalthebels 6 bis zum Anliegen des Rechens 10 am Anschlag
25 der Nokkenscheibe 19 abhängig ist. Dadurch können verschiedene Zeitabschnitte
zwischen den einzelnen Einschaltungen des Schaltmotors 17 erreicht werden. Bei tiefer
liegenden Kurventeilen, wie sie beispielsweise bei 34 gezeigt sind, liegt der Rechen
in seiner Grundstellung verhältnismäßig weit vorn entgegen der Pfeilrichtung
15, so daß eine größere Anzahl erforderlich ist, während bei Erhöhungen 35
der Rechen 10 in der Grundstellung weiter hinten liegt, so daß bis zum Auslösen
wenige Schritte ausreichen.
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In F i g. 4 ist die Welle 30 ohne die Kurvenscheibe 32 dargestellt,
so daß das hinter der Kurvenscheibe 32 auf der Welle 30 liegende Zackenrad 36 zu
erkennen ist. In die Zacken 37 des Rades 36 greift ein Ansatz 38 des Rasthebels
12 in der Weise ein, daß bei jeder Bewegung des Rades 36 um einen Zacken 37 der
Rasthebel 12 nach unten gedrückt wird und
so die Zähne 9 des Rechens
10 freigibt. Außerdem ragt am Rasthebel 12 noch ein Lappen 39 seitlich über den
Schrittschalthebel 6 hinaus, so daß dieser bei der Abwärtsbewegung des Rasthebels
12 mitgenommen wird und ebenfalls die Zähne 9 des Rechens 10 freigibt. Diese
Freigabe des Rechens 10
erfolgt kurz nach jedem Einschaltvorgang des Schaltmotors
17, so daß dann der Rechen 10 wieder durch die Feder 7 in seine in
F i g. 1 gezeigte Ausgangslage zurückgezogen wird. Der- Abstand der Zacken 37 des
Rades 36 entspricht dem Weg, den das Rad 36 bei jedem Einschaltvorgang des Schaltmotors
17 zurücklegt.
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Ein Arbeitsvorgang des Steuergerätes läuft wie folgt ab: Sämtliche
Teile befinden sich in der in F i g. 1 gezeigten Ausgangsstellung, wobei die Grundstellung
des Rechens von der jeweiligen Lage der Kurvenscheibe 32 abhängig ist. Bei jeder
Drehbewegung der Nockenscheibe 4, die fortlaufend vom Steuermotor 3 angetrieben
wird, bewegt sich der Schrittschalthebel 6 um einen Zahn 9 des Rechens
10 vor und zurück, so daß der Rechen jeweils um einen Zahn in Pfeilrichtung
15 bewegt wird. Die Arretierung erfolgt dabei durch den Rasthebel 12. Wenn
der Rasthebel vor dem letzten Zahn 26 des Rechens 10 liegt, befindet sich gleichzeitig
das freie Ende 27 des Rechens 10 am Anschlag 25 der Nokkenscheibe 19. Bei der Rückwärtsbewegung
des Schrittschalthebels 6 durch die Feder 7 wird dann die Nockenscheibe durch das
freie Ende 27 des Rechens 10 so weit gedreht, bis die Kontaktzunge
20
freikommt und auf der Kontaktzunge 21 aufliegt, so daß der Schaltmotor
17 anläuft. Die Welle 18 dreht sich dann so lange frei, bis der Stift 23 an dem
dem Anschlag 25 entgegengesetzten Ende des Schlitzes 24 anliegt. Dann wird
die Nockenscheibe 19 in Pfeilrichtung 28 mitgenommen, bis wiederum die Kontaktzungen
20, 21 voneinander gelöst werden, wenn nämlich die Nockenscheibe 19 wieder die in
F i g. 1 gezeigte Stellung einnimmt. Gleichzeitig mit der einen vollen Umdrehung
der Welle 18 bewegt sich die Welle 30 um einen Schritt weiter, d. h. um die
Zackenteilung des Rades 36. Durch den gerade an dem Ansatz 38 des Rasthebels 12
anliegenden Zakken 37 wird der Hebel nach unten gegen die Kraft der Feder 13 geschwenkt,
wobei er durch den Ansatz 39 den Schrittschalthebel mitnimmt, so daß die Zähne 9
des Rechens 10 freigegeben werden und dieser durch die Feder 16 bis zum Anschlag
seines Ansatzes 33 an der Kurvenscheibe 32 in seine Ausgangslage zurückgezogen wird.
Die Kurvenscheibe hat sich ebenfalls um einen Schritt in Pfeilrichtung 31 bewegt,
so daß der Ansatz 33 nunmehr an einer anderen Stelle der Scheibe anliegt und bis
zum nächsten Einschaltvorgang eine andere Schrittzahl erforderlich ist. Mit der
Welle 30 ist der nicht dargestellte Nockenschalter verbunden, der bei jedem Schritt
der Welle 30 einen anderen Arbeitsvorgang der Waschmaschine einleitet.