DE1538385C3 - Programmschaltwerk - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Programmschaltwerk für die selbsttätige Steuerung von Maschinen mit einer Steuerkontakte betätigenden, eine Stirnverzahnung aufweisenden, schrittweise weiterschaltbaren Nockenwalze, auf deren Achse eine frei drehbar und axial verschiebbar gelagerte, mit konstanter Geschwindigkeit angetriebene, mit einer Gegenverzahnung auf der der Nockenwalze zugewandten Seite versehene Scheibe angeordnet ist, die in Verzahnungseingriff mit der Nockenwalze verschiebbar ist.

Bekannte Programmschaltwerke (deutsche Auslegeschrift 1 100 580) weisen Nocken auf, die elektrische Kontakte schließen bzw. öffnen und damit die jeweiligen Funktionen der automatischen Maschine steuern. Üblicherweise läuft das Programm während einer einzigen Umdrehung der Nockenwalze ab. Wenn ein Programm jedoch lange dauert und sich die Nockenwalze langsam drehen muß, schalten die Kontakte zu langsam, so daß sie zerstört werden. Man kann diese Schwierigkeiten umgehen, indem man die Nocken schrittweise entsprechend einer feststehenden Winkeleinteilung rotieren läßt. Jeder Schritt geht dann rasch vonstatten, und die Profile der Nocken sind so angeordnet, daß die elektrischen Kontakte dabei unter günstigen Bedingungen gesteuert werden.

Bei einem bekannten Programmschaltwerk (deutsche Patentschrift 510 583) der eingangs genannten Art, das dem intermittierenden Antrieb von Kontaktschaltwalzen für den Antrieb von Maschinenelementen dient, wird die Drehung der Schaltwalze jeweils durch Öffnen einer Kupplung periodisch unterbrochen, so daß die Schaltwalze schrittweise weitergeschaltet wird. Die Baulänge dieser bekannten Vorrichtung ist sehr groß, insbesondere weil für die elektromagnetische Betätigung der Kupplung zusätzliche Ringsegmente auf einer gesondert angetriebenen Welle erforderlich sind. Dabei werden viele Bauteile nur für die Kupplungsbetätigung benötigt.

Dec Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den Schrittschaltantrieb so zu gestalten, daß unter Ausnutzung von für andere Funktionen bereits vorhandenen Elementen die Baulänge des Programmschaltwerkes verringert und dabei gleichzeitig, eine veränderbare Programmablaufgeschwindigkeit erreicht wird.

Die erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgabe ist im Zusammenhang mit einem Programmschaltwerk der eingangs genannten Art gekennzeichnet durch eine oder mehrere Nasen auf der der Nockenwalze abgewEmdten Seite der Scheibe und einen bei Zusammentreffen mit den Nasen die Scheibe in Verzahnungseingriff mit der Nockenwalze verschiebenden Anschlag.

Durch Variation der wirksamen Nasen mittels eines einfachen Handwählschalters oder automatisch durch eine Spezialnocke können bestimmte Programmabschnitte mit verschiedenen Geschwindigkeiten ablaufen. Damit kann man für ein bestimmtes Programm eine geringe Anzahl von Schritten pro Umdrehung vorsehen, so daß jeder Schritt einen größeren Umdrehungswinkel haben muß. An die Winkelgenauigkeit der Nocken sind damit wesentlich geringere Anforderungen gestellt, so daß bei der Fabrikation größere Toleranzen und geringere Präzision zulässig sind.

Das erfindungsgemäße Programmschaltwerk ar-

beitet vollständig mechanisch, so daß es in der Herstellung billig ist und für zahlreiche Anwendungsfälle, insbesondere bei Waschmaschinen u. dgl., wegen seiner geringen Störanfälligkeit auch unter Feuchtigkeitseinfluß besonders geeignet ist. Eine Veränderbarkeit der Schaltschhittlängen wird unter weitgehender Verwendung der bei einem mechanisch schrittweise bewegten Programmschaitwerk ohiiehin vorhandenen Bauteile erreicht) ohnedaß; eine. Vergrößerung der Baulänge oder .iier. übrigen, Abmessungen erförderlich ist.

Es ist zwar auch schon ein Programmschaltwerk bekannt (britische Patentschrift 368 891), bei dem eine Nockenwalze über eine Kupplung angetrieben wird. Bei diesem Programmschaltwerk wird jedoch nicht der antriebsseitige Teil der Kupplung, sondern der auf Seiten der Nockenwalze befindliche Kupplungsteil bewegt, und zwar dadurch, daß die Nockenwalze mit Hilfe eines Handgriffes manuell in axialer Richtung verschoben wird. Eine Veränderung der Programmablaufgeschwindigkeit kann dort nur durch manuellen Eingriff erreicht werden. Diese Maßnahme dient auch nur dem Auslassen einzelner Programmabschnitte.

Nachfolgend wird die Erfindung an Hand der Zeichnungen näher beschrieben.
Es zeigt

F i g. 1 eine schematische Darstellung des erfindungsgemäßen Programmschaltwerkes mit einer einzigen Schrittgeschwindigkeit,

F i g. 2 einen Schnitt längs der Linie II-II der F i g. 1 zur Veranschaulichung der Rastvorrichtung für die Nockenwalze,

F i g. 3 eine andere Ausführungsform des erfindungsgemäßen Programmschaltwerkes mit automatisch veränderbarer Schrittgeschwindigkeit,

F i g. 4 und 5 Einzelheiten dieser zweiten Ausführungsform,

F i g. 6 ein Programmschaltwerk mit drei Geschwindigkeiten für Handwahl,

F i g. 7 ein Detail der Handwähleinrichtung. Das in F i g. 1 dargestellte Programmschaltwerk besitzt Seitenplatten 1 und 2, die durch Bolzen 3 miteinander verbunden sind. Durch diese Platten ist eine Welle 4 geführt, auf der eine Nockenwalze 5 festsitzt, die mehrere Nocken aufweist, welche das Schließen und öffnen von Kontakten 7, 8 bewirken. Die Nockenwalze 5 weist an ihrer einen Stirnseite eine Stirnverzahnung 5α mit Sägezähnen auf. An ihrer anderen Stirnseite ist sie zu einem Klinkenrad 9 ausgeformt, in dessen Zahnlücken 9 α eine Zacke 10 a einer Klinke 10 einrastet, so .daß die Nockenwelle 5 genau in bestimmten Winkelstellungen verrastet wird, die durch die Zahnteilung gegeben sind. Die Klinke 10 ist auf einem der Bolzen 3 gelagert und wird durch eine Rückzugfeder 11 gespannt.

Auf der Welle 4 dreht sich frei eine Zahnscheibe 12, die mit einem Zahnrad 13 in Eingriff steht, das auf der Welle 13a eines nicht dargestellten Antriebsmotors sitzt.

Die Zahnscheibe 12 ist mit einer Scheibe 14 verbunden, die eine Stirnverzahnung 14α aufweist, welche der Stirnverzahnung 5 α entspricht. Die Scheiben 12 und 14 besitzen eine lange Nabe 12α und sind auf der WeHe 4 verschiebbar, so daß die beiden Verzahnungen 14a und 5« ineinandergreifen können. Eine Feder 15 hält die Verzahnungen 14λ und 5a sonst auseinander.

Ein aus der Platte 2 ragender Anschlag 16 steuert" das periodische Eingreifen der Verzahnung 14 a in die Verzahnung 5 α durch das Zusammenwirken mit einer Nase 14 b auf der Scheibe 14. Der Anschlag 16 kann eine seitliche ausgebogene Ausstanzung der Platte 2 sein. Er ist etwas nachgiebig, damit die Gefahr eines Blockierens vermieden wird, falls die Verzahnungen 14 α und 5 a völlig im Eingriff sind und sein Abstand von der Scheibe 14 nicht genügend groß ist, um ein Vorbeigleiten der Nase 14 b zu gestatten.

Der Winkelschritt beim Fortschalten der Nockenwalze 5 wird durch die Länge der Nase 14 b bestimmt.

Damit das Schaltspiel möglichst gering wird, sind die Verzahnungen 5 a und 14 a möglichst feinstufig ausgeführt. Die Schräge der Zähne des Klinkenrades 9 und der Winkel der Zacke 10 a sind so gewählt, daß die Klinke 10 unter dem Zug der Feder 11 die Winkelfortschaltung vollends durchführt, wenn der durch die Nase 14 b hervorgerufene Winkelschritt kleiner ist als der durch das Klinkenrad bestimmte Schaltschritt.

Wenn man im gleichen Abstand von der Achse mehrerer Nasen 14 b anordnet, so wird entsprechend die Nockenwalze 5 bei jeder Umdrehung der Scheibe 14 um mehrere Winkelschritte fortgeschaltet. Mittels eines auf der Welle 4 sitzenden Knopfes 17 kann das Programm auch von Hand geschaltet werden. Soll beispielsweise mit dem Programmschaltwerk eine Waschmaschine, bei der die Drehrichtung der Trommel umgesteuert werden muß, gesteuert werden, so kann die Scheibe 14 zusätzlich am Rand eine geeignete Steuerkurve aufweisen und damit die Umsteuerungskontakte betätigen.

F i g. 3 zeigt einen Teil des Programmschaltwerkes, mit dem drei verschiedene Umlaufzeiten mit automatischer Steuerung der jeweiligen Zeit eingestellt sind.

Der etwas nachgiebige hebelartige Anschlag 16 ist hier nicht an der Platte 2 angebracht, sondern an einer beweglichen Muffe 18, die auf einem der Bolzen 3 gelagert ist. An der Muffe 18 ist ferner ein Arm 19 angebracht, welcher unter Federdruck mit einer Nase 19 a auf dem Rand einer Nockenscheibe 20 gleitet, deren Profil, wie Fig. 4 zeigt, Nockenabschnitte in drei verschiedenen Höhen 20 a, 20 b, 20 c aufweist. Jede dieser Nockenhöhen entspricht einer bestimmten Sperrlagerspur 21 a, 21b, 21c des gebogenen äußersten Endes 16 a des Anschlages 16 auf der Scheibe 14 (F i g. 5). Auf der Spur 21 α wirkt die Nase 14 b mit dem gebogenen Ende 16 α zusammen. Ein Umlauf der Scheibe 14 hat daher nur einen Winkelschritt der Walze 5 zur Folge. Auf der Spur 21 b trifft das gebogene Ende 16 a auf die beiden einander gegenüberliegenden Nasen 14 b und 14 c. Bei jeder Umdrehung der Scheibe 14 führt die Walze 5 zwei Winkelschritte aus. Auf der Spur 21c dagegen trifft das Ende 16 a vier Nasen 14 b, 14 d, 14<?, 14 c. Die Nockenwalze 5 führt jetzt bei jeder Umdrehung der Scheibe 14 vier Winkelschritte aus.

Fig. 6 zeigt den Programmschalter mit mehreren verschiedenen Ümlaufzeiten und Handwählschaltungen.

Die Nockenwalze 5 ist bei dieser Ausführungsform auf der Welle 4 frei drehbar gelagert. An einer angeformten Nabe 5 b ist der Handwählknopf 17 angebracht.

Der Anschlag 16 ist an einer Muffe 18 befestigt und auf eignem Bolzen 3 gelagert. Er trägt einen Stift 22, welcher durch einen Schlitz 2 a der Platte 2 ragt und unter dem Druck einer nicht dargestellten Feder an einer Rastenscheibe 20' anliegt, die mit der Welle 4 verbunden ist und. durch einen Betätigungsknopf 23, der an der Welle 4 mittels einer Schraube

ίο 23a angebracht ist, von.außen her drehbar ist. Die Rastenscheibe 20' hat drei Rasten 20' a, 20' b und 20'c in verschiedenem Abstand von der Welle 4. Sie erfüllen die gleiche Aufgabe wie die verschieden hohen Nockenabschnitte 20 a, 20 b und 20 c der in F i g. 4 dargestellten Nockenscheibe 20.

Die Rasten 20'α, 20'δ, 20'c bilden mit den Anschlägen 20' d die Grenzlagen der Rastenscheibe 20'. Die Anordnung der Rasten 20'α, 20'6, 20'c und der Nasen 14 kann je nach den Erfordernissen gewählt werden. Die Wirkungsweise ist die gleiche wie bei der selbsttätigen Schaltstufenwahl.

Claims (6)

Patentansprüche:

1. Programmschaltwerk für die selbsttätige Steuerung von Maschinen mit einer Steuerkontakte betätigenden, eine Stirnverzahnung aufweisenden, schrittweise weiterschaltbaren Nockenwalze, auf deren Achse eine frei drehbar und axial verschiebbar gelagerte, mit konstanter Geschwindigkeit angetriebene, mit einer Gegenverzahnung auf der der Nockenwalze zugewandten Seite versehene Scheibe angeordnet ist, die in Verzahnungseingriff mit der Nockenwalze verschiebbar ist, gekennzeichnet durch eine oder mehrere Nasen (14 b, 14 c, 14 d, 14 e) auf der der Nockenwalze abgewandten Seite der Scheibe (14) und einen bei Zusammentreffen mit den Nasen die Scheibe in Verzahnungseingriff mit der Nockenwalze (5) verschiebenden Anschlag (16).

2. Programmschaltwerk nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch ein die Verzahnungen (14a; 5 a) der Scheibe (14) bzw. der Nockenwalze (5) auseinanderdrückendes Federelement (15).

3. Programmschaltwerk nach Anspruch 1, da-' durch gekennzeichnet, daß die Nasen (14 b, c, d,

e) in Richtung des Scheibenradius verschieden lang sind und daß der Anschlag (16) verstellbar ist.

4. Programmschaltwerk nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch eine von Hand einstellbare Rastenscheibe (20') mit einzelnen-Rasten (20'α, 20' b, 20' c) und einen am Anschlag (16) vorgesehenen, in die Rasten eingreifenden Stift (22) zur Verstellung des Anschlages.

5. Programmschaltwerk nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Rastenscheibe (20') koaxial zur Welle (4) der Nockenwalze (5) gelagert und durch einen Drehknopf (23) einstellbar ist.

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6. Programmschaltwerk nach Anspruch 3,.gekennzeichnet durch einen mit dem Anschlag (16) verbundenen und mit ihm schwenkbar gelagerten Arm (19) sowie eine mit einer Nase (19a) des Arms (19) zusammenwirkende, die Stellung dos Anschlages(16) bestimmende Nockenscheibe (20).

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen