DE2022631A1

DE2022631A1 - Programmsteuergeraet

Info

Publication number: DE2022631A1
Application number: DE19702022631
Authority: DE
Inventors: Gilson Warren E
Original assignee: GILSON WARREN E
Current assignee: GILSON WARREN E
Priority date: 1969-05-09
Filing date: 1970-05-08
Publication date: 1970-12-03
Also published as: DE7017343U; GB1305439A; US3580105A; FR2047517A5

Description

Patentanwalt Pipl.-ing.G.W.Schmidt ⁸· ^{Mai 197}°

8München5 2022631

Buttermelcherstraße 19

Warren E. Gilson, Madison, Wisconsin (V.St.A.)

Programmsteuergerät

Die Erfindung bezieht sich auf ein Programmsteuergerät mit einem drehend angetriebenen, nockentragenden Zylinder und einer Anzahl Nockenfühlern, die einerseits mit den einzelnen Nocken in Eingriff stehen, andererseits auf individuelle Steuermittel einwirken«,

Solche Geräte sind im allgemeinen als Programmschaltgeräte bekannt und können beispielsweise zur Steuerung von Verkehrsampelanlagen Verwendung finden.

Aufgabe der Erfindung ist es, diese Geräte zu verbilligen und vielseitiger verwendbar zu machen, ohne daß es dazu aufwendiger Umstellungen bedarf. Insbesondere soll es die Erfindung ermöglichen, jedes gewünschte Programm auf einfache Weise seitens des Verwenders zu erstellen· Bisher beschränkte sich die Programmauswahl auf die vom Hersteller lieferbaren Programme, oder es mußten kostspielige und oft langwierige Einzelanfertigungen in Kauf genommen werden.

Die gestellte Aufgabe wird erfindungsgemäß vor allem dadurch gelöst, daß die Nocken auf einzelnen Nockenringen angeordnet sind, die auf den Zylinder abnehmbar aufgeschoben

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und aus einem leicht abtragbaren Material gefertigt sind.

Als solches kommt insbesondere Kunststoff in Betracht, der leicht mit einem Messer oder ähnlichen Handwerkzeug bearbeitet werden kann. Solche Kunststoffe weisen trotz ihrer leichten Bearbeitbarkeit zumeist eine gute Verschleißfestigkeit auf.

Die Ringe werden gewöhnlich als volle Ringe geliefert, aus denen die gewünschte Nockenform erst nachträglich herausgearbeitet wird. Für diesen Vorgang sind Markierungen, wie etwa Zeit- oder Winkelmarken auf dem Umfang des Ringes behilflich.

Weitere Einzelheiten gehen aus der nachfolgenden Beschreibung zweier in den Figuren dargestellter Äusführungsbeispiele hervor. Es zeigt

Fig» 1 eine Draufsicht auf ein Programmschaltgerät nach der Erfindung;

Fig. 2 einen Schnitt gemäß der Linie 2-2 in Figo 1; Fig. 3 einen Schnitt gemäß der Linie 3-3 in Fig. 2;

Fig. 4 eine perspektivische Ansicht eines der Nockenringe des Geräts aus Fig. 1 und

Figρ 5, in verkleinertem Maßstab, einen Schnitt einer anderen Ausführungsform der Erfindung,

Das in den Figuren 1-4 gezeigt© Programnischaltgerät 10 besteht im wesentlichen aus einer drehend angetriebenen Nockentrommel 12, deren Antrieb 14 und einer Schaltanordnung 16, die durch die Nockentrommel gesteuert wird, um die vor-

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gesehenen Progranunschritte auszuführen.

Die Erfindung richtet sich in erster Linie auf den Aufbau und die Anordnung der Nockentrommel 12, die sowohl die Erstellung des Programms vereinfacht als auch spätere Änderungen erleichtert. Die Trommel 12 enthält einen Zylinder (Fig. 3), von dessen Mantelfläche ein Satz einzelner Nockenringe getrageiijiidrd. In diese Nockenringe sind die für das Programm erforderlichen Nockenformen auf einfache Weise in Gestalt von Ausnehmungen eingearbeitet. Die Ringe können ohne weiteres von dem Zylinder 18 abgenommen und durch andere ersetzt werden.

Die Gestalt eines solchen Nockenringes ist aus Fig. 4 ersichtlich. Der Ring besitzt einen kragenartigen Basisabschnitt 2OA mit im wesentlichen gleichbleibendem Innendurchmesser, so daß er satt auf den Zylinder 18 aufgeschoben werden kann. Desweiteren hat der Ring 20 einen radial nach außen weisenden Flansch 2OB, der mit dem Basisabschnitt 2OA ein Stück bildet. Das Material des Ringes ist von solcher Art, daß bestimmte Abschnitte mittels eines geeigneten Schneidwerkzeuges oder dgl. aus dem Flansch entfernt werden können, so daß sich Aussparungen 22 des gewünschten Umfanges und an der gewünschten Stelle ergebene Diese Arbeit bei der Erstellung des Programmes wird durch geeignete, regelmäßig über den Umfang des Basisabschnittes 2OA verteilte Markierungen erleichtert. Um diese Markierungen einem Parameter des Programms zuordnen zu können, wie etwa der Zeit, trägt auch der Flansch 2OB Markierungen, wie etwa Zahlen (Fig« 4)„

Die Nockenringe 20 können auf dem Zylinder 18 in jeder geeigneten Weise festgelegt sein, wie Z₀ E₀ durch Reibung oder Formschluß. Um eine Verdrehung der Ringe gegenüber dem Zylinder zu unterbinden, können die Ringe zusätzlich einen nach innen gerichteten Vorsprung 2OC aufweisen, der sich in eine axiale Nut 24 (Fig_o 3) des Zylinders 18 erstreckt.

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Wie am besten aus den Figuren 1 und 3 ersichtlich, gewährleisten die Basisabschnitte 2OA der einzelnen Ringe, daß deren nockenbildende Flansche den gewünschten gleichmäßigen Abstand einnehmen.

Das Einbringen der Ausnehmungen 22, welches durch die erwähnten Markierungen erleichtert wird, kann umso einfacher geschehen, wenn die Ringe aus Kunststoff oder ähnlichem Material bestehen« Im Anschluß an diesen Vorgang werden die Ringe in der gewünschten Reihenfolge auf den Zylinder 18 aufgesetzt, womit das Programm festgelegt ist.

Soll irgendein Teil des Programms geändert werden, so kann dies leicht durch Ersatz des betreffenden Ringes geschehen, sofern dieser nicht mehr nachgearbeitet werden kann. Es ist also nicht erforderlich, die gesamte Nockentrommel auszuwechseln.

Andererseits aber bereitet auch die Auswechselung der Nockentrommel keinerlei Schwierigkeiten, wenn diese, wie gezeigt, fliegend gelagert ist. Zu diesem Zweck besitzt das Gerät eine Grundplatte 26, an der sich eine Seitenwand 28 sowie, auf der gegenüberliegenden Seite, ein Schenkel 30 befinden. Die Trommel 12 ist drehbar auf der Achse 32 gelagert, die nur an einem Ende von der Wand 28 gehalten wird. Damit liegt das andere Ende der Achse ohne weiteres frei.

Der Zylinder 18 besitzt zwei Stirnwände 18Δ (Fig. 3) mit Bohrungen 34, durch welche die Achse 32 lose genug hindurchtritt, daß der Zylinder 18 ihr gegenüber frei drehbar ist. In der Wand 28 ist die Achse 32 lösbar in eine Bohrung 36 eingesetzt. Soll das gesamte Programm gegen ein anderes ausgetauscht werden, so kann dies folglich auf einfache Weise dadurch geschehen, daß lediglich die Achse 32 von der Wand 28 gelöst und, mit einer anderen Nockentrommel, wieder eingeschraubt wird.

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Die Trommel 12'.empfängt ihre Drehbewegung von einem Antrieb 14', der einen auf der Grundplatte 26 angebrachten Motor 38, im allgemeinen einen Getriebemotor, aufweist. Die Welle 40 dieses Motors trägt ein Ritzel 42, das mit einem Zwischenrad 44 kämmt. Das Zwischenrad 44 ist auf einem Zapfen 46 an der Wand 28 gelagert und dient zur Übertragung einer Drehbewegung von dem Ritzel 42 zu einem Zahnrad 48 am einen Ende des Zylinders 18. Genauer gesagt befindet sich das Zahnrad 48 auf einem Nabenansatz 18B des Zylinders, an dem es durch Schrauben 50 festgehalten wird_c

Bei der soweit beschriebenen Ausführung sind die Nockenringe 20 formschlüssig auf dem Zylinder 18 festgelegt, obgleich womöglich auch ein Preßsitz zum Ziel führen würde. Um die Hockenringe zu halten, ist zwischen das Zahnrad 48 und die anschließende Stirnwand 18A des Zylinders 18 eine Halteplatte 52 eingelegt. Die Platte 52 könnte auch einstückig als Flansch mit der Trommel oder mit dem Zahnrad ausgebildet sein. Am entgegengesetzten Ende des Zylinders befindet sich eine weitere Halteplatte, 54, die mittels einer Erweiterung 32A der Achse 32 in Anlage an der anderen Stirn-Wand 18A des Zylinders gehalten wird.

Um das Lösen der Achse 32 zu erleichtern, ist diese an ihrem freien Ende mit einem Griff 56 versehen. Das andere Ende der Achse weist einen dünneren Gewindeabschnitt 32B auf, der durch die Bohrung 36 hindurchgeführt und jenseits in eine Mutterplatte 58 eingeschraubt ist, die mittels Schrauben an der Wand 28 befestigt ist. Der Abstand zwischen dem Abschnitt 32B der Achse und ihrer Erweiterung 32A ist so bemessen, daß die Trommel 12 sich auf der Achse frei zu drehen vermag. Die Verwendung des Zahnradvorgeleges in ihrem Antrieb erlaubt es, den Motor 38 in einfacher Weise auswechseln zu können.

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Die Schaltanordnung 16 weist eine Reihe von Nockenfühlern auf, die von schwenkbar gelagerten Hebeln 62 mit Rollen 64 gebildet werden, die über die von den Flanschen 2OB gebildeten Nockenflächen laufen. Die Nockenfühler wirken auf geeignete Schalt- bzw. Steuermittel ein, die im betrachteten Beispiel aus Mikroschaltern 66 bestehen. Diese Mikroschalter sind auf zwei zueinander parallelen Tragschienen 68 angebracht, die sich von der Wand 28 zu dem Schenkel 30 des Rahmens erstrecken.

Fig. 5 zeigt eine abgewandelte Ausführungsform der Erfindung, die dann den Vorzug verdient, wenn Nockenringe verhältnismäßig großen Durchmessers entsprechend größerer Nockenlänge Verwendung finden sollen. In den meisten Einzelheiten stimmt diese Konstruktion mit der vorher beschriebenen überein, so daß die betreffenden Teile nicht noch einmal eigens dargestellt zu werden brauchen.

Wenn Nockenringe mit mehr als etwa 15cm Durchmesser Verwendung finden sollen, wird es schwierig, die Form und Größe solcher Ringe stets gleichzuhalten. Daher lassen sich solche Ringe nur schlecht auf einem Zylinder anordnen, dessen Außendurchmesser praktisch dem Innendurchmesser der Ringe entspricht» Auch kann die Genauigkeit des Programms darunter leiden, daß die Nockenflächen der einzelnen Ringe in ihrer Länge etwas variieren.

Diesen Schwierigkeiten wird erfindungsgemäß dadurch begegnet, daß ein Zylinder 118 verhältnismäßig kleinen Durchmessers Verwendung findet, der auf seinem Außenumfang in regelmäßigen Abständen längsverlaufende Zähne 119 trägt, die sich über die gesamte oder einen Teil der Zylinderlänge erstrecken. Die Nockenringe 120, die eine entsprechende Innenverzahnung 120C besitzen, sind in diesem Falle lose auf den Zylinder aufgelegt, wobei ihre Verzahnung in die Zähne 119 eingreift. Im übrigen hängen die Ringe 120 frei

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nach unten.

Wird der Zylinder 118 gedreht, so findet nun eine Art Planetenantrieb statt, durch den die Ringe 120 eine Drehbewegung um ihre eigene Achse erfahren. Die in diesem Falle von Hebeln 162 gebildeten Nockenfühler, die wiederum Mikroschalter oder dgl. steuern, liegen am Scheitelpunkt der Ringe 120 auf und tragen dazu bei, diese auf dem Zylinder zu halten. Die Ringe besitzen Basisabschnitte 120A und Flansche 120B₁ die mit den Basisabschnitten bzw. Flanschen 2OA und 2OB der Ringe 20 vergleichbar sind. Da die Nockenflächen auf der Außenseite der Ringe 120 mit der innensei tig vorgesehenen Verzahnung 120C gekuppelt sind, ist die genaue Einhaltung des Programms gewährleistet, auch wenn sich die Ringe ihrer Größe oder Form nach geringfügig unterscheiden.

Im übrigen ist es in diesem Falle nicht erforderlich, daß sämtliche Ringe den gleichen Durchmesser bzw. die gleiche Zähnezahl besitzen, so daß sich gleiche Schaltkombinationen erst nach einer Mehrzahl von Umläufen der einzelnen Ringe zu wiederholen brauchen. Dem Fachmann ist hier ein weiter Spielraum gelassen.

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Claims

Patentansprüche

ί1.}Programmsteuergerät mit einem drehend angetriebenen, nockentragenden Zylinder und einer Anzahl Nockenfühlern, die einerseits mit den einzelnen Nocken in Eingriff stehen, andererseits auf individuelle Steuermittel einwirken, dadurch gekennzeichnet , daß die Nocken auf einzelnen Nockenringen (20, 120) angeordnet sind, die auf den Zylinder (18, 118) abnehmbar aufgeschoben und aus einem leicht abtragbaren Material gefertigt sind.
2. Programmsteuergerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Nockenringe (20, 120) aus Kunststoff bestehen.
3. Programmsteuergerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch g e kennzeichnet , daß die Nockenringe (20, 120) serienmäßig mit gleichbleibendem Außendurchmesser hergestellt sind.
4. Programmsteuergerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , daß jeder Nockenring (20, 120) einen Basisabschnitt (2OA, 120A) und einen radial über diesen hervortretenden, schmäleren Flansch (2OB, 120B) aufweist.
5. Programmsteuergerät nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet , daß auf den Basisabschnitt (2OA, 120A) und/oder den Flansch (2OB, 120B) leitmarken für die Herstellung der Nockenausnehmungen (22, 122) angebracht sind.
6. Programmsteuergerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , daß die Nockenringe (20) auf dem Zylinder (18) durch Preßsitz oder formschlüssig gehalten sind»

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7. Programmsteuergerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch g e k e η η ζ eich net , ,daß die Nockenringe (20) auf ihrer Innenfläche einen Vorsprung (20C) tragen, mit dem sie drehfest in eine entsprechende Axialnut (24) des Zylinders (18) eingreifen,
8. Programmsteuergerät nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch g e k e η η ζ e i c h η e t ,daß die Nockenringe (120) lose auf den Zylinder (118) aufgelegt sind und auf ihrer Innenseite eine Verzahnung (120C) tragen, die an der Auflagestelle in eine Außenverzahnung (119) des Zylinders eingreift.
9. Programmsteuergörät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch g e kenn ζ ei c h η e t , daß der Zylinder (18, 118)fliegend gelagert ist.
10. Programmsteuergerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch g e k en η ze ich η et, "daß die Nockenfühler (62, 162) mit Rollen (64) ausgestattet sind.
11. Programmsteuergerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge k en η ζ ei c h η e t , daß die Nockenfühler (62, 162)auf Mikroschalter (66) einwirken.

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