DE1523520C - Antriebsvorrichtung fur ein Schrittschalt werk - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Antriebsvorrichtung für ein Schrittschaltwerk, insbesondere zur Programmsteuerung von Waschmaschinen mit einer Reibungskupplung zwischen Motor und angetriebenem Teil.

Bei einer bekannten derartigen Antriebsvorrichtung, die insbesondere für Winden gedacht ist, wird über einen Hebel und eine Friktionsfeder eine Schwungmasse jedesmal in Bewegung versetzt, wenn ein Stößel, dessen Bewegung gedämpft werden soll, auf den Hebel auftritt. Diese Antriebsvorrichtung ist zur Verwendung bei Waschmaschinen nicht geeignet.

Des weiteren ist ein Hemmwerk für Laufwerke bekannt, bei dem die schwingende Bewegung der Unruhe über eine am Unruhekörper anliegende Reibungsfeder in eine geradlinige, hin- und hergehende Bewegung umgesetzt wird.

Bei herkömmlichen Schrittschaltwerken ist im allgemeinen die eigentliche Schrittdauer außerordentlich kurz bemessen. Demzufolge treten hohe Stoßbeschleunigungen auf, so daß Erschütterungen und gewaltsame Verformungen der bewegten Teile unvermeidlich sind.

So sind Schrittantriebe mit einem Sprungwerk und einem Hemmwerk bekannt, bei denen das Hemmwerk aus einem durch den Antriebsmotor des Sprungwerkes kontinuierlich bewegten Exzenternocken gebildet ist, der ein Sperrteil mit Vorsprüngen bewegt, die dadurch an Absätzen von Schrittabstand gpschta? gen. Dies geschieht mit einem mehr oder minder heftigen Aufprall, so daß die Absätze und die Vorsprünge rasch abgenutzt werden und die Betriebssicherheit entsprechend herabgesetzt wird. Zum Teil hat auch das Antriebsritzel bzw. dessen Lagerung die Schläge aufzunehmen, so daß an diesen Stellen hoher Verschleiß auftritt.

Es sind auch Antriebsvorrichtungen bekannt, die beispielsweise zur schrittweisen Drehbewegung einer Steuerscheibe dienen, deren konzentrische Nockenbahnen sprungweise viele in Gruppen angeordnete federnde Kontakthebel schalten. Die Antriebsvorrichtung muß dabei so exakt und genau arbeiten, daß auch kleinste Drehbewegungen der Steuerscheibe schon ausreichen, um schlagartig die vielen die Steuerscheibe abtastenden Kontakthebel zu bewegen. Hierzu ist die Verwendung eines Antriebsritzels mit Rastelementen vorgeschlagen worden, die federnd gegen die Steuerscheibe gedrückt in deren Verzahnung rastend einspringen. Bei dieser Ausführung muß der Antrieb mit der anzutreibenden Steuerscheibe auf einer gemeinsamen, sehr genau bearbeiteten Grundplatte angeordnet sein, oder aber die beiden Vorrichtungen sind schwenkbar zueinander in Lagern angeordnet, deren Abstand zueinander genau eingehalten werden muß.

Aufgabe der Erfindung ist es, diese Nachteile zu vermeiden und eine Vorrichtung zu schaffen, welche für die schrittweise Weiterbewegiing umlaufender Teile geeignet, einfach ausgebildet, billig herstellbar und frei von Überbcanspruchungen durch stoßweise Drchbcschleunigungcn ist.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung bei einer Antriebsvorrichtung der eingangs.genannten Art dadurch gelöst, daß (Jetriebe unterschiedlich großer Untersetzung einerseits zwischen Antriebsmotor und Steuerscheibe und andererseits /wischen Antriebsmotor und riiicrgiespeicherelement vorgesehen sind, wobei die Welle der Steuerscheibe unterteilt ist und beide Wellcnteile über eine Schraubenfeder miteinander verbunden sind, die mit der Steuerscheibe drehfest und mit dem abtriebsseitigen Teil der Welle durch Reibungsschluß verbunden und in deren Drehsinn gewickelt ist.

Hierbei wird also der Ablauf des Schrittwerkes gebremst, wobei die erforderliche Steuerenergie nicht aus dem Federkraftspeicher selbst sondern über das kontinuierliche Aufzugssystem vom Antriebsmotor geliefert wird. Die Schrittdauer wird dadurch etwas

ίο vergrößert, was für viele Anwendungsfälle vorteilhaft ist, und Stoßbeschleunigungen werden praktisch vollständig ausgeschaltet. Demzufolge vollzieht sich die Schrittbewegung als gleichmäßiger Übergang ohne jedes Rucken oder Schlagen.

Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung des Gegenstandes der Erfindung greifen auf dem zylindrischen Teil des Federkraftspeichers weniger Windungen der Schraubenfeder an, als auf dem zylindrischen Teil des Antriebselementes. Durch diese Maßnahme wird ein besonders gleichförmiger Ablauf der Schrittbewegung erzielt. Dies beruht darauf, daß bei dieser Verteilung der Schraubenfeder auf die Wellenteile die. Schraubenfeder mit stärkerer Kraft am abtriebsseitigen Teil der Welle anliegt.

Die Erfindung" wird im folgenden an Hand von-Ausführungsbeispielen näher erläutert.

Fig. 1 veranschaulicht den prinzipiellen Aufbau-^ der erfindungsgemäßen Antriebsvorrichtung; ·
Fig. 2 zeigt in einer Schnittansicht eirie aß Über-

holkupplung ausgebildete Ablaufbrerh'se; in

F i g. 3 ist eine erfindungsgemäße Antriebsvorrichtung mit einer Schraubenfeder als Ablaufbremse dargestellt; in

F i g. 4 ist eine Anordnung mit einem Ankerhemmwerk gezeigt; in

Fig. 5 ist eine Ausführungsform mit Getrieberückführung zum Antrieb dargestellt.

In Fig. 1 ist in perspektivischer Darstellung der Aufbau der Antriebsvorrichtung mit ihren wesent-

liehen Bauteilen skizziert. Man erkennt einen kontinuierlichen Antrieb 1, der aus einem Rädersatz und einem Motor 2 besteht, welcher einen als Energiespeicherelement 3 wirkenden Federkraftspeicher kontinuierlich aufzieht. Der Federkraftspeicher 3 ist seinerseits mit einem Schrittwerk 4 gekuppelt, das aus einem Schrittabtriebselement 5 und einem Hemmwerk 6 besteht, durch das die Bewegung des Schrittabtriebselementes 5 nach jeweils einer halben oder einer ganzen Umdrehung des Federkraftspeichers freigegeben bzw. gesperrt wird. Die Geschwindigkeit des Ablaufs dieses Schrittabtriebselementes 5 wird durch eine Ablaufbremse 7 bestimmt, die in beliebiger Weise ausgebildet sein kann. In der Darstellung von Fig. i ist die Ablaufbremse7 als Überholkupplung 12 ausgebildet, welche mit dem zylindrischen Teil 9 des Schrittabtriebselementes 5 und dem zylindrischen Teil 10 des Federkraftspeichers 3 lösbar, nämlich durch Reibungsschluß verbunden ist. Der zylindrische Teil 10 des Federkraftspeichers 3 ist mit dem inneren Ende einer spiralig gewickelten Flachband-Zugfeder 20 verbunden, deren äußeres Ende am Umfang des Federkraftspeichers 3 befestigt ist. Auf dem zylindrischen Teil 10 des Federkraftspeichers 3 ist ferner eine Steuerscheibe 8 gelagert, die von dem kontinuierliehen Antrieb 1 aus mit starker Untersetzung angetrieben wird und mit dem einen Teil der Überhol·· kupplung 12 verbunden ist.
Die Wirkungsweise ist nun so, daß der Federkraft-

speicher 3 nach Freigabe durch eine hier der Übersichtlichkeit halber nicht gezeichnete Sperre das zylindrische Teil 10 und infolge des zunächst vorhandenen Reibungsschlusses auch das zylindrische Teil 9 bewegt. Wenn sich Teil 10 dabei aber schneller dreht als Teil 9, so tritt die Überholkupplung 12 in Aktion, wodurch der Reibungsschluß aufgehoben und Teil 9 nicht mehr angetrieben wird. Die ständig umlaufende Steuerscheibe 8 sorgt jedoch dafür, daß die Überholkupplung 12 erneut angespannt, somit wieder Rei- bungsschluß hergestellt und Teil 5 angetrieben wird, und zwar mit der Energie des Federkraftspeichers 3. Dieses Wechselspiel wiederholt sich und führt rasch zu einer Art Gleichgewichtszustand, bis die Bewegungsenergie des Federkraftspeichers 3 aufgebraucht und das Schrittabtriebselement 5 zum Stillstand gekommen ist.

Die Schnittansicht von Fig. 2 veranschaulicht die Kraft- bzw. Drehmomentübertragung durch die als Schraubenfeder 13 ausgebildete Überholkupplung 7. Man erkennt, daß die Schraubenfeder 13 mit größerer Wicklungslänge auf dem zylindrischen Teil 9 des Schrittabtriebselementes 5 aufliegt, während nur wenige Windungen auf den zylindrischen Teil 10 des Federkraftspeichers"3 entfallen. Das obere Ende der Schraubenfeder 13 läuft frei aus, d. h. es übt die Kraft bzw. das Drehmoment 0 aus, während das untere Ende der Schraubenfeder 13 mit der Veranb*= rung 11 an der Steuerscheibe 8 befestigt ist. Dabei wird stets eine Kraft bzw. ein Drehmoment wirksam, das infolge von gleichem Wicklungssinn der Schraubenfeder 13 und Drehsinn der Steuerscheibe 8 stets eine Anspannung der Schraubenfeder 13 bewirkt. Dadurch wird der Reibungsschluß von Teil 9 und Teil 10 wiederhergestellt, der bei zu schnellem Ablauf des Federkraftspeichers 3 durch öffnung der Wicklung von Schraubenfeder 13 gelöst wird.

Bei der Anordnung gemäß Fig. 3 handelt es sich um eine einfach und raumsparend aufgebaute Antriebsvorrichtung, bei welcher ein kontinuierlicher 4» Antrieb 1 auf den Federkraftspeicher 3 wirkt. Dessen freier Ablauf wird durch eine Sperre 18 verhindert, die mit dem Hemmwerk 6 für das Schrittabtriebselement 5 einstückig gestaltet sein kann. Ihre Betätigung kann durch einen nicht dargestellten, mit dem Federkraftspeicher 3 koaxialen Exzenter erfolgen. Das zylindrische Teil 9 des Schrittabtriebselementes 5 läuft in eine Achse 16 aus, auf welcher das Gehäuse 17 des Federkraftspeichers 3 mit seinem zylindrischen Teil 10 drehbar gelagert ist. Die Überholkiipplung 12 so besteht wieder aus einer Schraubenfeder 13, deren eines Ende durch die Verankerung 11 auf der Steuerscheibe 8 befestigt ist. Das als Zweizahn ausgebildete Schrittabtriebselement 5 ist in einer Platine 14 und das andere Wellenende in einer Platine 15 gelagert. Die Wirkungsweise der Anordnung entspricht der von Fig. 1, wobei die Rädersätze vom Motor2 zu dem kontinuierlichen Antrieb 1 und der Steuerscheibe 8 der Übersichtlichkeit halber nicht eingezeichnet sind. Da der Wicklungssinn der Schraubenfeder 13 mit der Drehrichtung des Schrittabtriebselementes 5 übereinstimmt, verlaufen die Bewegungen alle mit gleichem Drehsinn.

Das Antriebsrad 1 ist hierbei also mit dem inneren Ende der Aufzugsfeder 3 verbunden und auf der Welle 16 frei drehbar.

Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 4 ist ein Gangrad 4 in Draufsicht dargestellt, wobei als Ablaufbremse 7 ein schwenkbar gelagerter Schwinganker 21 mit Klauen 24 dient, welche abwechselnd in die Verzahnung eines Zahnrades des Schrittwerkes 4 eingreifen. Der Schwinganker 21 besitzt einen Arm 26, welcher durch eine Feder 22 nach einer Seite vorgespannt ist. Er kommt dadurch zur ständigen Anlage an einen Exzenter 23, welcher von dem kontinuierlichen Antrieb 1 mit höherer Drehzahl als der Federspeicher aus angetrieben wird. Auch hierbei wird die Energie zur Steuerung der Ablaufbremse 7 nicht dem Federkraftspeicher 3, sondern dem gemeinsamen kontinuierlichen Antrieb 1 entnommen, dessen Darstellung der Übersichtlichkeit halber weggelassen ist.

F i g. 5 zeigt eine weitere Ausführungsform, wobei die Antriebsvorrichtung wiederum aus einem kontinuierlichen Antrieb 1 mit einem Motor 2 und einem Federkraftspeicher 3 besteht, welcher das Schrittabtriebselement 5 antreibt. Der Deutlichkeit halber sind hier die sperrenden Elemente nicht eingezeichnet. Das Schrittabtriebselement 5 ist durch eine Rückübersetzung 25 und eine Überholkupplung 12 wiederum jnit der Antriebsseite verbunde'n, so daß die zusatz- ' liehen Drehbeschleunigungen des Schrittabtriebsele-· mentes 5 von dem Getriebe und dem Motor · selbst aufgefangen werden. Dabei kann die Rückübersetzung 25 auf den ohnedies benötigten Achsen des kontinuierlichen Antriebes 1 lagern. Da die Rückführung der Schrittbewegung mit demselben Drehsinn erfolgen muß, weil sonst die Überholkupplung 12 blokkieren würde, ist es an sich erforderlich, daß die Anzahl der Achsen der Rückführung 25 ebensogroß ist, wie die des Getriebes, im kontinuierlichen Antrieb 1, doch können auch noch zusätzliche Räderpaare vorgesehen sein.

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Antriebsvorrichtung für ein Schrittschaltwerk, insbesondere zur Programmsteuerung von Waschmaschinen, mit einer Reibungskupplung zwischen Motor und angetriebenem Teil, dadurch gekennzeichnet, daß Getriebe unterschiedlich großer Untersetzung einerseits zwischen Antriebsmotor (2) und Steuerscheibe (8) und andererseits zwischen Antriebsmotor und Energiespeicherelement (3) vorgesehen sind, wobei die Welle der Steuerscheibe unterteilt ist und beide Wellenteile (9,10) über eine Schraubenfeder (13) miteinander verbunden sind, die mit der Steuerscheibe drehfest und mit dem abtriebsseitigen Teil (9) der Welle durch Reibungsschluß verbunden und in deren Drehsinn gewickelt ist.

2. Antriebsvorrichtung nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß am antriebsse-tigen Teil (10) der Welle weniger Windungen der Schraubenfeder (13) angreifen als am abtriebsseitigen Teil (9).

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen