DE1588858A1 - Steuergeraet mit Programmen analoger Werte - Google Patents

Description

Patentanwalt Hamburg, den ZL', \ ν r

Dipl.-ing. Heinrich Sdiaeier

Hamburg-Wand, bek
Zksenißelr. 6 — Ruf 652 96 56

LA TELEMECANIQUE ELECTRIQUE,

33 Ms, Avenue du Marechal Joffre, NANTEREE, Hauts-de-Seine,

Frankreich..

Steuergerät mit Programmen analoger Werte

Die Erfindung betrifft ein elektrisches Steuergerät mit veränderbaren Programmen analoger Größen, das bestimmt ist, beispielsweise eine Mehrzahl elektrischer Motoren wirksam zu machen jeden mit einer bestimmten Ges chwindigkeit.

Man kennt bereits Programmiergeräte, die aus Gehäusen oder Rahmen mit Kontakten aufgebaut sind, in welche man perforierte Karten einbringen kann, welche Schaltkombinationen liefern entsprechend den durch diese Karten bestimmten Programmen.

Diese perforierten Karten eignen sich im wesentlichen zu im Binärsystem
dargestellten Kombinationen, d.h. zu numerischen Maschinensteuerungen.

Wenn es sich darum handelt, mit den erwähnten kontinuierlich veränderlichen analogen Werten zu steuern, müssen die benutzten Mittel verschieden

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Man hat zu diesem Zweck bereits ein aus einem Chassis bestehendes Gerät vorgeschlagen, das über Steckkontakte nach Belieben in analogen Werten programmierte Karten aufnimmt.

Die Programm-Karteineinheit weist ebenso viele Potentiometer auf wie es zu steuernde Organe gibt, jedes Potentiometer, welches im wesentlichen eine feste Wicklung und einen beweglichen, durch einen Knopf gesteuerten Gleitkontakt aufweist, ist auf seiner Karte auf den gewünschten Wert vorgeregelt.

Bei einer solchen Vorrichtung sind also ebenso viele Potentiometergruppen nötig wie es vorher bestimmte Programme gibt, woraus die folgenden beiden größeren Nachteile resultieren: einerseits ist jede Programm-Karte ein verwickeltes und sperriges Organ, andererseits sind die Gesamtkosten aller Karten sehr hoch.

Man hat ebenfalls ein Gerät mit einem Gehäuse vorgeschlagen, in dessen Innerem eine Gruppe von Potentiometern gelagert sind, deren gradlinige Wicklungen zueinander parallel auf einem elastischen Kissen montiert sind, welches den Boden des Gehäuses bekleidet, während die Kontakte der erwähnten Potentiometer auf einer auswechselbaren Karte montiert sind, welche in den Deckel des Gehäuses paßt.

Dieses Gerät bietet die zwei folgenden wesentlichen Nachteile:

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- der Kontaktdruck ist allein durch die Elastizität des Stützkissens sichergestellt und infolgedessen schwach, unregelmäßig, unsicher und hängt von der Stellung der verschiedenen Gleitkontakte ab. Wenn außerdem ein schlechter Kontakt vorliegt, muß man den Deckel öffnen, um zu den Gleitkontakten zu gelangen, was jede Kontrolle unmöglich macht, da die Kontaktelemente dann getrennt sind,

- ferner sind die Gleitkontakte der auswechselbaren Karte nicht regelbar, wenn das Gerät in Gang ist, was dieses unbrauchbar macht für die Eichung oder die Geschwindigkeitsjustierung·

Die Erfindung betrifft ein Gerät, welches die obenerwähnten Nachteile vermeidet und neuartige Erleichterungen im Gebrauch bietet.

Das Gerät gemäß der Erfindung ist im wesentlichen dadurch gekennzeichnet, daß es eine Gruppe von Drehpotentiometern aufweist, deren jedes elastisch auf einem festen Träger montiert und aufgebaut ist aus einem untrennbaren Ganzen einer flexiblen, in geringem Abstand von einer kreisförmigen Wicklung angeordneten Scheibe, während die aus isolierenden Knöpfen bestehenden Gleitkontakte auf einer auswechselbaren Karte montiert sind, die kein Leiterelement aufweist, wobei Mittel vorgesehen sind, um jeden der Gleitkontakte genau zu justieren an der Stelle, welche dem Wert der gewünschten Regelung entspricht ,und zwar auf der flexiblen Scheibe der Gesamtheit der Potentiometer, welche ihr entspricht.

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Gemäß weiteren Merkmalen der Erfindung besitzt jede Programm »Karte, die vorteilhafterweise aus plastischem Material besteht, ebenso viele kreisförmige Aussparungen wie es Gleitkontakte gibt, welche sich in den Aussparungen drehen. Weiter ist jeder Gleitkontakt elastisch in seiner Aussparung montiert und weist eine Verzahnung durch Einschnitte auf, um in Eingriff zu kommen mit den komplementären, kr aft schlüssig mit der Karte verbundenen Vorsprüngen, dank welcher Tatsache es möglich ist, den erwähnten Gleitkontakt zu drehen, um ihn in die gewünschte Winkellage einzustellen, während das elastische System die mit den Vorsprüngen in Eingriff stehende Verzahnung zurückbringt und das Ganze in der dem gewünschten Programm entsprechenden Lage blockiert.

Die elastisch auf dem festen Träger montierten Körper der Potentiometer sind zwei zu zwei verbunden mittels einer biegsamen dünnen Platte,gegen die die derart blockiert sind, daß ihre Drehung relativ zueinander verhindert ist.

Die Programm-Karten sind hinter einem herunterkLappbaren und in der Schließ Stellung verrlegelbaren Deckel angeordnet, die Karten weisen seitliche unsymmetrische Zungen auf, die in die entpprechenden Schütze des Deckels passen.

Die Programm-Karten haben zwei Öffnungen verschiedenen Querschnittes, welche es erlauben, sie auf einem Gestell entsprechender Form zu stapeln

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ohne die Gefahr, ihre richtige Lage infolge Irrtums umzukehren.

Der Deckel ist mit einer Tür zur Untersuchung versehen, die Öffnungen freigibt, welche eine Justierung der Gleitkontakte mittels eines Schraubenziehers in den betreffenden, einem bestimmten Programm entsprechenden Stellungen.

Die Programm-Karten sind mit Zungen versehen, die man durchbrechen kann, um Druchbrüche zu bewirken, durch die hindurch eine oder mehrere der gesteuerten Maschinen abgeschaltet werden.

Andere Merkmale, Vorteile und Besonderheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Bescheibung des in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels eines Steuergerätes mit Programmen analoger Werte gemäß der Erfindung.

Figur 1 ist eine Ansicht des Gerätes im Querschnitt,

Figur 2 ist eine Ansicht, bei welcher der Deckel der Klarheit wegen weggelassen ist.

Figur 3 .ist eine Ansicht im Schnitt,

Figur 4 ist eine Detailansicht, welche die Vorrichtung zum Verschließen des Deckels darstellt,

Figuren 5 und 6 stellen die Hinter- bzw. Vorderansicht der Platte oder

Programm-Karte dar, welchen die Gleitkontakte der Potentiometer angepaßt sind,

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Figur 7 ist ein Querschnitt längs der Linie VII-VII der Fig. 5 und die

Figuren 8 und 9 stellen einen Potentiometer-Gleitkontakt in Ansicht bzw. im Schnitt dar.

Nach dem in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiel besitzt das Gerät ein vorzugsweise in eine Tafel 2 eingelassenes Gehäuse 1, das mit einem kippbar auf den Scharnier gel enken 4 befestigten Deckel 3 versehen ist, der in der Schließstellung mittels zweier drehbarer Knöpfe 5A und 5B verriegelbar ist, diese tragen Drehhaken 6A, 6B, welche auf den kraftschlüssig mit dem Gehäuse 1 verbundenen Anschlägen 7A, 7B hängenbleiben. Der hintere Teil des Gehäuses 1 ist durch eine auswechselbare Platte 8 verschlossen, während eine Trägerplatte 9 im Inneren des Gehäuses befestigt ist, und zwar auf seitlichen Halterungen 1OA, 10B, zur Aufnahme einerseits einer gegen den Deckel gerichteten Gruppe von Potentiometern (beispielsweise acht) HA bis HH, die elastisch mittels Federn 12A, 12B, 12C, 12D montiert sind, andererseits einer gegen den Boden gerichteten Gruppe von Anschlußklemmen 13A, 13B, 13C, 13D--- und einer Gruppe von Schaltern 14E, 14F, 14G, 14H---.

Andererseits weist der kippbare Deckel 3 eine Tür 15 zur Untersuchung auf, w eiche zwei Öffnungen 16A, 16B freigibt, auf deren Rolle später zurückgekommen wird und welche einen Stützkörper 17 völlig durchdringen, Dieser ist bescimmt zur Aufnahme einer Programm-Karte 18 mittels zweier seitlicher Vorsprünge 17A, 17B. Die Programm-Karte ist im einzelnen in den Figuren 5, 6 und 7 dargestellt.

Jede Programm-Karte 18, die vorteilhafterweise aus plastischem Material

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besteht, wird so zurechtgelegt, daß sie nur eine einzige Lage einnehmen kann, sowohl auf dem Stützkörper 17 des Deckels 3 als auch im Lagergestell (nicht dargestellt), dies zur Vermeidung jeder Gefahr von Irrtümern in den Programmen durch eine Umkehrung der Kartenlage in bezug auf die Potentiometergruppe,

Für diesen Zweck weisen die Platten 18 zwei seitliche Zungen 18A, 18B auf, die unsymmetrisch angeordnet sind und in entsprechende Rillen 19A₁ 19B passen, welche in den seitlichen Vorsprüngen 17A, 17B der Stütze 17 des Deckels angeordnet sind.

Andererseits sichern Zentriermittel, die im dargestellten Ausführungsbeispiel durch Zapfen 19 gebildet sind, die genaue Lage der Karte 18, wenn der Deckel sich in Scliließstellung befindet, wie es in Fig. 1 dargestellt ist, indem er eingelassen ist in die Löcher 2OA, 20B, welche in der Platte 18 vorgesehen sind. Es ist darauf hinzuweisen, daß der Querschnitt der Löcher 2OA, 20B verschieden ist, was eine Stapelung der Karten auf einem (nicht dargestellten) Gestell entsprechender Form gestattet,und zwar ohne die Gefahr, daß die Karten infolge eines Irrtums ihre richtige Lage umkehren.

Jede Programm-Karte 18 besitzt ebenso viele kreisförmige Aussparungen (z.B. acht) 214 21B, 21C, 21D, 21E, 21F, 21G, 21H wie es Potentiometer und Gleitkontakte wie 22A und 22E gibt. Jeder der Gleitkontakte (vgl. Fig. 8 und 9) besteht aus einem kreisförmigen gegossenen Stück 22 aus Isoliermaterial, das in einem entsprechenden an der Hinterseite der Karte 18

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vorgesehenen Teil rotiert, wie es am besten aus den Figuren 1 und 5 zu ersehen ist. Jeder Gleitkontakt ist mit einem Druckfinger 23 versehen, der das Regeln des entsprechenden Potentiometers ermöglicht wie später noch erläutert wird, und mit einer Stirnverzahnung 24, welche es gestattet, den Gleitkontakt in einer Winkellage festzuhalten, indem die Verzahnung mit drei Zähnen in Eingriff kommt wie den Zähnen 2 5A, 2 6A, 2 7A, die mit der Platte 18 kraftschlüssig verbunden sind. Jeder Gleitkontakt wird an seinem Platz gehalten, und zwar durc h Federn 28A, 28E, die sich au^einem Flansch 29A, 29E abstützen, der auf der Gleitkontaktachse 30, 30A, 30B festgeklemmt ist, welche in den entsprechenden Löchern 21A, 21B 21H rotiert,

die in der Platte 18 angeordnet sind.

Jeder Gleitkontakt kann mittels eines Schraubenziehers (nicht dargestellt) in die gewünschte Winkellage geführt werden, den man einführt, nachdem die Untersuchungstür 15 des Deckels, der in der Verriegelungsstellung gehalten wird, von den Öffnungen 16A, 16B weggezogen wird, um den Schraubenzieher einzusetzen in ein Zapfenloch in Form eines Kreuzes 31 (Fig. 9), welches am vorderen Ende der Achse 30 angebracht ist.

Andererseits ist jedes Potentiometer HA— HH auf einem Zapfen 32A—32H montiert, der frei ist in einem entsprechenden Stützloch in der Platte 9, un-· ter Zwischenlage von Federn 12A—12H. Die Potentiometer sind zwei zu zwei durch biegsame Platten 33A, 33B, 33C, 33D verbunden, die auf den Zapfen

32A, 32B, 32C, 32D--- mittels Schrauben 34A, 34B befestigt sind. Diese

biegsamen Platten 33A 33D dienen dem Zweck zu verhindern, daß zwei benachbarte Potentiometer sich in bezug aufeinander reziprok drehen.

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Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung benutzt man vorteilhafterweise anstatt üblicher Potentiometer, in denen ein Schleifkontakt direkt mit den festen Windungen in Kontakt ist, Potentiometer, die flexible Scheiben 40 4OH besitzen, die in geringem Abstand von den kreisförmigen Wigklungen angeordnet sind, wobei die Knöpfe 23 aus Isoliermaterial bestehen.

Auf Grund zweier ergänzender Merkmale ergibt sich:

-einerseits sind die* Programm-Karten 18 an ihrem unteren nach\inten gerichteten Rand mit Höhlungen 3 5A, 35B, 3 5 C, 35D ausgerüstet, die mit durchbrechbaren Zungen 36A versehen sind. Wenn die Zungen durchbrochen sind, bilden sie Durchbrüche, durch welche die Drücker 37E (Fig. 1) der Schalter 14E 14H treten, deren Aufgabe später erläutert wird;

- andererseits sind die Karten 18 auf ihrer hinteren Seite unten mit einem Lappen versehen, welcher es erlaubt, ein Bezeichnungsschild zu befestigen und in einfacher Weise das Programm abzulesen, das der Karte entspricht, auf der das Schild angebracht ist.

Nachfolgend wird die Wirkungsweise eines Ausführungsbeispieles des Gerätes nach der Erfindung beschrieben.

Die Potentiometer HA—HH sind zweckmäßigerweise durch Anschlüsse 13A 13D mit der Anlage der zu steuernden Motoren^;. B. Gleichstrommotoren verbunden, deren Regelung der Geschwindigkeit durch Änderung des Induktionsfeldes erzielt wird, man öffnet den Deckel 3 und legt eine einem bestimmten Programm entsprechende Karte in den Halter 17; man schließt dann den

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Deckel und verriegelt ihn mittels -der Knöpfe 5A, 5B, In diesem Augenblick kommen die Druckfinger 23 der verschiedenen Gleitkontakte in Kontakt mit den nachgiebigen dünnen Platten der verschiedenen Potentiometer und sichern deren Wirkungsweise nach der entsprechenden Einstellung auf der in das Gerät eingeführten Karte.

Bei der Einstellung jeder der Programm-Karten geht man wie folgt vor:

Nachdem in der erläuterten Weise eine Karte an ihren Platz in dem Gerät gebracht worden ist, öffnet man die Untersuchungstür 15 des Deckels,

Man regelt dann jedes Potentiometer HA—HB auf den gewünschten Wert mittels eines Schraubenziehers in der oben beschriebenen Weise, indem man die Geschwindigkeit des Motors beispielsweise an einem Voltmeter abliest, dessen Spannung von einem an sich bekannten Tachodynamo geliefert wird.

Wenn die verschiedenen Gleitkontakte so in die gewünschten Winkellagen gebracht und dort blockiert sind, wird die Karte aus dem Gehäuse 1 zurückgezogen und auf einem Gestell gestapelt, die Karte, die mit ihrer Bezeichnung versehen ist, bildet somit das "Programm" der gewünschten Geschwindigkeitsbeziehung zwischen den Motoren,

Es ist häufig, daß die Kar/ten eingesetzt werden für eine maximale Anzahl gleichzeitig wirksamer Motoren, z.B. acht im vorliegenden Fall, Dank der Erfindung ist es einwandfrei möglich, vorkommendenfalls gleichzeitig nur

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einen Teil der Potentiometer zu benutzen, die anderen Potentiometern entsprechenden Motoren werden in dem gewünschten Programm nicht in Betrieb gesetzt. Der Stillstand der Motoren wird, wie oben erläutert wurde, durch

Betätigung der entsprechenden Schalter 14E 14H erreicht, und zwar mittels

der Drücker 37E, die in die Ausschnitte 35A durch den Bruch der Zungen 36A hindurch eindringen.

Übrigens können die wirksamen Potentiometer nur benutzt werden zwischen 5% und 100% der Nutzwerte für die Änderung der Motorengeschwindigkeiten, ein Prozentsatz unter 5% ist nicht mit genügender Genauigkeit realisierbar.

Man sieht, daß so jede Programm-Karte eine variable Zahl von Motoren darstellt, die mit einer vorgeregelten Geschwindigkeit im Betrieb sind.

Man kann diese Geräte industriell benutzen, beispielsweise in einer Anlage zur Dosierung von Beton, Jeder in Betrieb befindliche Motor läßt ein Gerät mit Schraubenspindel in Wirkung treten, das auf einen Bandförderer ein bestimmtes Produkt mit einer gewählten Geschwindigkeit entleert. Das Verhältnis der Mischung der Bestandteile hängt von dem gegenseitigen Verhältnis der Motor geschwindigkeit ab.

Ersichtlich bietet das Gerät nach der Erfindung über das vorerwähnte Beispiel hinaus weitere Anwendungsmöglichkeiten in der Industrie und es sind auch eine Reihe von Abänderungen des dargestellten Ausführungsbeispieles im Rahmen der Erfindung möglich,

009843/1487 Patentansprüche:

Claims (8)

Patentanwalt -ΐης. Ii)In vdi Sdiaefer Hämin-.;.'-·..... ü pL.;; >- Ku1 65^*556 Patentansprüche:

1. Elektrisches Steuergerät mit veränderbaren Programmen analoger Größen, beispielsweise zum Betrieb einer Mehrzahl elektrischer Motoren, von denen jeder eine bestimmte Geschwindigkeit hat, welches Gerät Potentiometer aufweist, deren Wicklungen elastisch auf einem festen Träger montiert und deren Gleitkontakte auf einer auswechselbaren Karte angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß eine Gruppe von Drehpotentiometern (HA bis HH) vorhanden ist, von denen jedes elastisch auf einem festen Träger montiert und in der Weise aufgebaut ist, da3 eine flexible Scheibe (4DA bis 40H) in einem geringen Abstand von einer kreisförmigen Wicklung angeordnet ist, während die aus isolierenden Drücken (23) bestehenden Gleitkontakte (22A bis 22H) auf einer auswechselbaren, kein leitendes Elemeat aufweisenden Karte (18) angebracht sind, wobei Mittel (16A, 16B, 30A, 30B) vorgesehen sind, um jeden der Gleitkontakte (22A bis 22H) an der Stelle zu justieren, welche dem Wert der gewünschten Regelung entspricht, und zwar auf derjenigen flexiblen Scheibe (4OA bis 40H) der Gesamtheit der Potentiometer (HA bis HH), die ihm entspricht.

2, Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jede aus· einem plastischen Material bestehende Karte (18) ebenso viele kreisförmige Aussparungen (21A bis 21H) aufweist, wie es Gleitkontakte (22A bis 22H) gibt, die in den Anschläge bildenden Auseparungen rotieren.

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009843/U87 bad original

3. G rät nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Gleitkontakt (22A bis 22H) elastisch (28A bis 28H) in seiner Aussparung montiert ist und eine Verzahnung (24) aufweist, die geeignet ist,, um mit den komplementären Vorsprüngen (25A, 26A, 27A), der Karte (18) in Eingriff zu kommen,, wodurch es möglich ist, den Gleitkontakt zu drehen, um ihn in die gewünschte Winkellage zu bringen und daß das elastische System (28A bis 28H) die Verzahnung, welche mit den Vorsprüngen in Eingriff steht, zurückbringt und das Ganze in der dem gewünschten Programm entsprechenden Lage blockiert,

4. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Körper der Potentiometer (HA bis HH), welche elastisch auf dem festen Träger (9) befestigt sind, zwei zu zwei mittels einer dünnen, nachgiebigen Platte (33A bis 33D) derart in Verbindung stehen, daß ihre Drehung gegeneinander verhindert ist.

5. Gerät nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Programm-Karten (18) an der Rückseite eines herunterklappbaren und in der Schließstellung verriegelbaren Deckels (3) angeordnet sind und seitliche unsymmetrische Zungen (18A, 18B) aufweisen, die in entsprechende Rillen (19A, 19B) des Deckels passen.

6. Gerät nach den Ansprüchen 1, 2 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Programm-Karten zwei Öffnungen verschiedenen Querschnittes (2OA, 20B) aufweisen, welche es gestatten, daß die Karten auf einem Gestell entsprechender Form gestapelt werden, ohne die Gefahr einer irrtümlichen Umkehr ihrer richtigen Lage.

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7. Gerät nach den Ansprüchen 1, 2, 5 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Programm-Karten mit Zungen (36A) versehen sind, die durchbrochen werden können, um die Wirkungsweise der Schalter (14E bis 14H) zu ermöglichen, welche eine oder mehrere der gesteuerten Maschinen vom Stromkreis trennen.

8. Gerät nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Deckel (3) mit einer Tür (15) zur Untersuchung versehen ist, welche Öffnungen (16A, 16B) freigibt, die mittels eines Schraubenziehers eine Justierung der Gleitkontakte (22A bis 22H) in den entsprechenden Positionen gestatten, welche einem gewünschten Programm entsprechen.

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