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| Antrieb für Progrum:msteuerungen |
| Die Erfindung bezieht sich auf einen Antrieb für Prograna.rnsteu- |
| erungen, bei dem. ein Elektromotor über ein Getriebe Idas Zeit- |
| werk treibt, welches die Schaltung des vom gleichen Motor über |
| das :Getriebe angetriebenen Programxrischaltwerkes bewirkt. |
| Zweck der Erfindung ist eia, den Antrieb der Progrgmrnsteuerung |
| so durchzuführen, deß mit geringstem P'ertigungs- und Justier |
aufwand und größter Betriebssicherheit der Antrieb erfolgt.
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Es sind Antriebe für Programmsteuerungen bekannt. Der Antrieb von
Programmsteuerungen hat üblicherweise zwei Aufgaben zu erfüllen, nämlich den schrittweisen
Antrieb eines Programm-Schaltwerkes, das die einzelnen Schaltzustände für jede PrQgram.m-Phase
bestimmt und zweitens den Antrieb eines Zeitgebers, , der die Dauer vier einzelnen
Programmphasen bestimmt. -@... .
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Es sind Programmsteuerungen bekannt, die beide Antriebsfunktionen
durch einen Motor ausführen, wobei z. B. je nach Erregungszustand des Motors einmal
das Programmschaltwerk und einmal der Zeitgeber angetrieben werden.
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Diese Anordnung erfordert eine Begrenzung des Erregungszu-Standes
des Motors, was üblicherweise mit einem Vorwiderstand geschieht und durch eine genaue
Definition der Erregungsgrößen. Nachteil dieser Antriebe ist es, daß bei Verwendung
von Vorwiderständen zur Einsteilung des Erregerstromes entweder eine Überhitzung
der Vorwiderstände oder der Motorenwicklung im Laufe der Zeit eintritt und dadurch
die Betriebssicherheit gefährdet ist.
Weiterer Nachteil dieser Anordnung
ist es., daß durch den Vorwiderstand die Charakteristik des Antriebsmotors geändert
wird und das abgegebene Drehmoment natürlich kleiner wird, wenn ein Vorwiderstand-im
Erregerstromkreis bzw. Ankerstromkreis liegt. Aufgabe der Erfindung ist es, diese
Nachteile zu vermeiden und der Antrieb so durchzuführen, daß ein betriebssicheres
Arbeiten des Motors gewährleistet ist und ferner die Umschaltung des Antriebes vom
Zeitwerk auf das Programmschaltwerk und umgekehrt ebenfalls iw:kurzelr- Zeit, sicher
vor sich geht.
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Die Lösung der Aufgabe nach der Erfindung besteht bei einem Antrieb
der eingangs erwähnten Art darin, daß der Motor über eine mechanische Schaltvorrichtung,
z. B. einen an sich bekannten Verschiebeanker, mit einem Rastwerk verbunden ist,
das die Umschaltung des Getriebes von dem Zeitwerk zum Programmschaltwerk und umgekehrt
bewirkt.
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Bei dieser Ausführung wird ein Rastwerk zwischen den Antrieb beim
Zeitwerk und beim Programmschaltwerk geschaltet. Dieses Rastwerk bringt Vorteile.
So ist zum einen eine definierte Eingriffslage des Motors in, den Antrieb des Zeitwerkes
bzw. Programmschaltwerkes gewährleistet. Weiterhin kann das Rastwerk
so
ausgebildet sein, daß es jeweils in den Endlagen des Verschiebeankers bzw. in der
Ein- oder Ausschaltstellung des Motors um je einen Schritt weitergeschaltet wird,
wobei eine mechanische Sperre die Rückwärtsdrehung verhindert. Durch diese Maßnahme
ist dann jeweilig bei der Einschaltung des Antriebsmotors schon das antreibende
Glied mit dem Motor gekuppelt, da diese Kupplung schon beim Ausschalten erfolgte.
Es wird dadurch Zeit gespart und die Programmschritte können in kürzerer Zeitfolge
aufeinanderfolgen.
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Die mechanische Schaltvorrichtung, z. B. der Verschiebeanker, kann
von den verschiedensten Größen und Kontakten abhängig gemacht werden, ebenso. kann
auch das Rastwerk in verschiedener .Weise ausgebildet werden.
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Die Möglichkeiten der mechanischen Schaltvorrichtungen, insbesondere
bei Anwendung eines Verschiebeankers, bestehen z. B. darin, daß im Erregerstromkreis
des Antriebsmotors Kontakte vorhanden sind; deren Betätigung dem Verschiebeanker
die eine oder andere Endlage zuordnet.
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Bei der Schaltung dieser Kontakte sind nicht mehr Vorwiderstände erforderlich.
Der Antriebsmotor wird entweder ein- oder ausgeschaltet
und erreicht
dadurch definierte Endlagen. Bei der Verwendung von Vorwiderständen im Erregerstromkreis
waren diese Endlagen nicht immer so definiert, da die Rückstellkräfte; die auf den
Verschiebeanker wirkten, entgegen der Erregerkraft wirken mußten. Bei Erschütterungen
eines derartigen Antriebsmotors mit Verschiebeanker war es demnach leicht möglich,
daß der Anker seine Lage änderte und dadurch Fehlschaltungen hervorrief. Die Kontakte
können an den verschiedensten Stellen an der Steuerung vorhanden sein. Eine Möglichkeit
ist, daß die Kontakte in der einen Betätigungslage den Erregerstromkreis unterbrechen
und der Verschiebeanker an sich bekannte Rücksteller aufweist. Bei dieser Ausführung
bewirken die Kontakte eine Schwarz-Weiß-Schaltung des Antriebsmotors: Es ist weiterhin
möglich, daß die Kontakte mechanisch betätigt ' werden und diese Betätigungsmittel
-mit dem Zeitwerk und/oder Programmschaltwerk, ferner mit physikalischen Größen
messenden Einrichtungen und/oder anderen Schaltmitteln in Wirkungsverbindung stehen.
Durch
diese Möglichkeit kann man den Schaltzustand des Antriebsmotors von den verschiedensten
Stellen der Steuerung her beeinflussen. Diese Kontakte, welche z. B. die Umschaltung
des Antriebes durchführen, können so angeordnet werden, daß sie jeweils die Beendigung
des ablaufenden Vorganges steuern, d. h. während des Antriebes des Programmschaltwerkes
öffnet ein Kontakt nach Erreichen der gewünschten Einstellung und unterbricht den
Motorstromkreis, so daß beim Abschalten des Motors eine Umschaltung auf den Antrieb
des Zeitwerkes erfolgt. Der Antriebs-Stellung des Zeitwerkes ist ein Kontakt zugeordnet,
der entsprechend der vorgewählten Zeitdauer den Antrieb dann stillsetzt und damit
die Umschaltung auf den Antrieb des Programmschaltwerkes herbeiführt. Fehlschaltungen
sind also ausgeschlossen, im weiteren fällt nur ein geringer Justieraufwand an,
da diese Kontakte von bestimmten Stellungen des Zeitwerkes oder des Programmschaltwerkes
abhängig gemacht werden können. Der Eingriff zum Starten oder Stillsitzen des Zeitwerkes
und/oder Programmschaltwerkes vom Antriebsmotor her kann auch durch Kontakte erfolgen,
die eine physikalische Größe messen, z. B. keim Betrieb von vollautomatischen Waschmaschinen,
wenn eine bestimmte Laugentemperatur erreicht ist oder wenn ein gewisser Füllstand
im Laugenbehälter gewünscht wird.
Selbstverständlich könne9Uoch
andere, z. B. von Hand oder von der Programmsteuerung betätigte Kontakte verwendet
werden, um z. B. bestimmte Programmabschnitte zu überfahren. Für diesen Fall wird
dann das Zeitwerk z. B. kurzgeschlossen oder aber, wenn ein Programmschaltwerk mit
Selbstabschaltung verwendet wird, wird diese Selbstabschaltung überbrückt.
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Der Antrieb kann insbesondere bei der Anwendung bei vollautomatischen
Waschmaschinen für die Drehrichtungsumkehr des Waschmaschinenmotors verwendet werden.
In diesem Fall ist die Anordnung so durchgeführt, daß das Rastwerk in der einen
Lage den Antrieb mit dem Zeitwerk und einer Hilfssteuerung, z. B. einer Wendesteuerung,
und in der anderen Lage noch zusätzlich mit dem Programmschaltwerk verbindet. .
Bei dieser Ausführung wird also der Antrieb ständig das Zeitwerk und die mit dem
Zeitwerk verbundene Wendesteuerung antreiben, solange eben diese Wendesteuerung
in Betrieb sein soll. Wahlweise bzw. abhängig von der Schaltung von Kontakten wird
dann das Programmschaltwerk noch angetrieben werden.
Für die Ausführung
des Rastwerkes bestehen die verschiedensten Möglichkeiten; eine Ausführung ist,
daß das Rastwerk eine an sich bekannte federbelastete Wippe ist, die in ihren Endlagen
die Antriebe z. B. durch Bewegung eines Ritzels oder einer Kupplung umschaltet.
Eine derartige Wippe kann, wie beim Kippschalten, z. B. kraftschlüssig von der Wippfeder
nach der einen oder anderen Richtung geschwenkt werden. Diese Schwenkbewegung führt
dann zur Verschiebung eines Ritzels, welches einmal mit dem Antrieb für das Programmschaltwerk
und das andere Mal mit dem Antrieb des Zeitschaltwerkes in Verbindung kommt.
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Die Wippe kann aber auch durch eine Kulissensteuerung ersetzt werden,
die ebenfalls bewirkt, daß die hin- und hergehende Bewegung des Verschiebeankers
in eine senkrecht zu dieser hin- und hergehenden Bewegung stattfindende Querbewegung
umgesetzt wird. Diese Querbewegung erwirkt dann ebenfalls wieder den Eingriff des
Antriebsritzels in das eine oder andere Getriebe", der getrennt oder zusammen anzutreibenden
Vorrichtungen, wie Zeitwerk und Programmschaltwerk.
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Eine bevorzugte Ausführung ist, daß das Rastwerk ein in der einen
Bewegungsrichtung sperrender, an sich bekannter Schaltstern ist, der in der anderen
Bewegungsrichtung die Antriebe umschaltet.
Derartige Rastwerke
sind bekannt. Sie bestehen im wesentlichen darin, daß eine Hubbewegung eine Drehbewegung
hervorruft und diese Drehbewegung in einer Richtung versperrt ist. Jeder Hubbewegung
z. B. des Verschiebeankers entspricht dann eine Teildrehbewegung des. Schaltsternes
in jeweils einer Richtung. Diese Drehbewegung kann dann wieder in eine Schaltbewegung
eines Antriebsritzels für die eine oder andere Vorrichtung umgewandelt werden, wobei
wiederum unter Vorrichtung das Zeitwerk oder Programmschaitwerk gemeint ist.
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Eine Möglichkeit, daß der Schaltstern diese Umschaltung bewirkt, besteht
darin, daß der Schaltstern Vorsprünge aufweist, in welche die Welle des Verschiebeankers
eingreift.
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Bei dieser Ausführung ist es weiter erforderlich, daß der Schalt-Stern
Schaltnocken, z. B. in Dreieckfortn angeordnet, aufweist, welche den Eingriff eines
Zwischenrades in den einen oder anderen Antrieb bewirken.
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Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt,
dabei gehen aus der Zeichnung und der Beschreibung hierfür weitere Maßnahmea zur
Ausgestaltung der Erfindung hervor.
Fig. 1 zeigt schematisch den
Aufbau einer Programmsteuerung mit Zeitwerk, Programmschaltwerk und Antriebsmotor,
Fig. 2 zeigt schematisch die Verbindung des Rastensterns, eines Rastwerkes mit der
Welle des Verschiebeankers des Antriebsmotors.
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In der Fig. 1 ist der Antriebsmotor 1 der Programmsteuerung gezeichnet.
Die gestrichelte Linie 2 soll andeuten, daß dieser Antriebsmotor einen Verschiebeanker
mit zwei Eingriffslagen besitzt. Der Antriebsmotor ist über ein Untersetzungsgetriebe
3 mit dem Rastwerk 4 verbunden. Das Rastwerk 4 schaltet nach jedem Ein.- und Ausschalten
des Antriebsmotors 1 den Antrieb einmal über das Getriebe 5 auf das Zeitwerk 6 und
zum. anderenmal über das Getriebe 7 auf das Programmschaltwerk B.
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Das Zeitwerk 6 kann seinerseits über eine Hilfssteuerung 9, insbesondere
eine Wendesteuerung, mit dem Waschmaschinenmotor 10 verbunden sein. Diese Hilfssteuerung
9 als Wendesteuerung wird natürlich nur beim Betrieb einer vollautomatischen Waschmaschine
Anwendung finden; der Waschmaschinenmotor 10 dient dann zur reversierenden Bewegung
einer Waschtrommel. Das Programmschaltwerk 8 dreht seinerseits die Programmschaltscheibe
11.
Auf der Schaltscheibe 11 sind Nockenbahnen 12 angeordnet, welche
bei Drehung der Programmschaltscheibe die Programmkontakte 13 mit ihren schematisch
dargestellten Gegenkontakten verbinden oder öffnen. Wird einer der Gegenkontakte
14 mit dem Programmkontakt 13 durch die Nockenbahn 12 verbunden, dann wird der Strarnkreis
von dem einen Potential 15 zum anderen Potential 16 über den jeweilig geschlossenen
Programmkontakt 13 geschlossen. Schaltmittel und Widerstandskombination sind schematisch
durch die Rechtecke 17, 18, 19, 20 dargestellt. Wiederum in Anwendung bei einer
vollautomatischen Waschmaschine kann z. B. der geschlossene Stromkreis vom Potential
15 über den Programmkontakt 13 und das Rechteck 17 zum Potential 16 alle Schaltmittel
enthalten, die dem Vorwaschen dienen. Bei 18 ist z. B. Weißwäsche, bei 19 Buntwäsche
und bei 20 nur ein Schleudergang vorgesehen bzw. die entsprechenden Schaltmittel
werden in an sich bekannter Weise von der Programmschaltscheibe oder von anderen
physikalische Größen messendenEinrichtungen geschaltet.
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Die Programmsteuerung wird also von den Positionen 1 - 20 gebildet.
Der
Antriebsmotor 1 erhält nun seine Erregung über die Potentiale 21, 22. Kontakte 23
- 28 stellen den Stromkreis für die Erregerwicklung des Antriebsmotors 1 her. In
der Fig. 1 sind es z. B. nur Parallelkontakte, und es genügt, daß einer dieser Kontakte
geschlossen ist, damit der Antriebsmotor 1 Spannung erhält.
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Im vorliegenden Fall wird der Antriebsmotor 1 über die Getriebe 3,
5 nach Einschaltung des Rastwerkes 4 das Zeitwerk 6 antreiben. Das Zeitwerk 6 bestimmt
die Schaltpausen, nach denen das Programmschaltwerk 8 die Programmschaltscheibe
11 weiterdreht.
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In den Schaltpausen@finden die einzelnen Programmabschnitte, welche
durch die Rechtecke 17 -20 kenntlich gemacht sind, statt. Wichtig ist nun, daß nach
Beendigung jeden Schaltschrittes das-Zeitwerk 6 in eine solche Ausgangslage zurückgeführt
wird bzw. das Rastwerk 4 dafür sorgt, daß bei einer neuerlichen Kontaktgabe durch
einen der Kontakte 23 - 28 sofort das Zeitwerk angetrieben wird, damit es das Programmschaltwerk
8 starten kann. Wird noch eine Wendesteuerung 9 mit dem Waschmaschinenmotor 10 ,
betrieben; dann muß der Antriebsmotor 1 ständig über dao ,hast-,
werk
4 mit dem Zeitwerk 6 und der Wendesteuerung 9 verbunden sein, damit der Waschmaschinenmotor
ständig seine reversierende Bewegung durchführt.
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Nach den Schaltpausen schaltet dann das Rastwerk 4 dem Antriebsmotor
1 zusätzlich das Programmschaltwerk 8 hinzu.
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Als Zeitwerke können die verschiedensten Kombinationen Anwendung finden.
Dabei handelt es sich um bekannte Ausführungen. Eine der bekannten Ausführungen
besteht darin, daß ein Schaltnocken nacheinander hiniereinanderliegende Kontakte
schließt. Die Zeit, die verstreicht, bis der erste Kontakt mit einem viel weiter
dahinterliegenden bzw. später geschlossenen Kontakt verbunden ist, ist ein Maß dafür,
wie groß die Schaltpause ist, nach deren Ablauf dann das Programmsehaltwerk 8 eingeschaltet
wird. Das Programm-Schaltwerk 8 kann dabei von einem Getriebe gebildet werden, welches
die Welle, auf der sich die Programmschaltscheibe befindet, dreht; Selbstverständlich
können die Getriebe 3, 5, 7 entbehrlich sein und das Zeitwerk wird nur von einem
Getriebe gebildet, weiches eine Nockenscheibe dreht, wobei diese Nockenscheibe nacheinandei@f
`dh; zeitabhängig, Kontakte schließt, und das Getriebe des Programmschaltwerkes
dreht so lange die Programmschaltscheibe,
wie der Antriebsmotor
1 über das Rastwerk 4 mit diesem Getriebb verbunden ist.
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Eine mögliche Ausführung des Rastwerkes ist in der Fig. 2 dargestellt.
Die Getriebe 5, 7, die schematisch durch je ein Zahnrad dargestellt sind, sollen
abwechselnd mit dem Antriebsmotor 1 bzw. dem Getriebe 3, welches in der Fig. 2 nur
als Antriebsritzel dargestellt ist, verbunden werden. Die Welle 29 des Ankers ist
in diesem Ausführungsbeispiel mit einer Rundung 30 an dem einen Ende versehen. Die
gestrichelte Lage 2 entspricht der einen Stellung und die ausgezogene Lage der anderen
Stellung.
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In der ausgezogen gezeichneten Stellung liegt die Rundung 3o an einem
Vorsprung 31 des Rastensterns 32 an. Eine auf dem Vor -sprung 33 des Rastensterns
aufliegende Feder 34 versucht, den Rastenstern in Pfeilrichtung 35 zu drehen. Die
Feder ist dabei an ihrem einen Ende 36 eingespannt und drückt in Pfeilrichtung 37
auf den Vorsprung 33.
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Wird durch Abschalten der Erregung der Verschiebeanker 38 in Pfeilrichtung
39 bewegt, dann bewegt sich der Schaltnocken 40 in die gestrichelt gezeigte Lage
41. Die bis dahin von der Spitze 42 des Schaltnockens ausgezogen gezeichnete Schaltstange
43 bewegt sich z. B. unter Schwerkraftwirkung oder durch Federkraft in Pfeilrichtung
44, bis sie auf dem Flachnocken 45 des Schaltnockens
40 aufliegt.
Die Schaltstange 43 ist mit dem Antriebsritzel des Getriebes 3 des Antriebsmotors
1 verbunden. Gelangt die Schaltstange 43 in die gestrichelt gezeichnete Lage 46,
dann kämmt das Antriebsritzel 3 mit dem Getriebe 7,und die Umschaltung durch das
Rastwerk des Antriebsmotors 1 von dem Getriebe 5 auf das Getriebe 7 ist erfolgt.
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Diese Umschaltung kann selbstverständlich mit andern, an sich bekannten
Maßnahmen durchgeführt werden. Wesentlich ist, daß die Umschaltung in kurzer Zeit
und betriebssicher erfolgt und eine Sperre vorhanden ist, die ein Drehen entgegen
der Pfeilrichtung 35 beim Rastenstern verhindert. Es sind demnach alle anderen Mittel
möglich, die es bewirken, daß durch die eine Hubbewegang ein Ritzel nach der einen
Seite und durch die folgende Hubbewegung das Ritzel nach der anderen Seite geschwenkt
wird.