DE2025983C3 - Motorgetriebenes Zeitschaltwerk - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein motorgetriebenes Zeitschaltwerk für eine einen Programmschalter und einen Kurzprogrammschalter aufweisende Programmsteuerung, beispielsweise für Waschmaschinen, bei dem ein drehbar gelagertes Programm-Steuerorgan des Pro grammschalters, z. B. eine Programmsteuerscheibe, über eine von einem gleichförmig umlaufenden Betätigungsorgan, beispielsweise einem Nocken, des Kurzprogrammschalters betätigte Fortschaltklinke in wahlweise veränderlichen Zeitabständen, um jeweils gleich Schaltschritte, fortschaltbar ist und der Fortschaltklinke eine Sperreinrichtung zugeordnet ist durch die die Fortschaltklinke zur Erzielung der Zeitabstände der Weiterschaltung des Programmsteuerorgans entweder in einer unwirksamen Stellung verriegelbar oder freigebbar ist, wobei durch ein von dem Betätigungsorgan schrittweise angetriebenes Zählwerk bei Erreichen eines vorbestimmten Zählwerkstandes die Sperreinrichtung, unter Rückstellung des Zählwerkes in die Nullage lösbar ist.

Ein solches elektromotorisches Zeitschaltwerk ist bereits bekannt (DE-AS 11 93 578), wobei dort die Fortschaltklinke von einem Betätigungsorgan in Gestalt eines Reservierkontakte der Waschmaschine steuernden Steuernockens betätigt ist. Um zu erreichen, daß der Transport des Programmsteuerorganes in bestimmten Zeitabständen unterbleibt ist dort der Fortschaltklinke eine Sperreinrichtung zugeordnet die aus einem Tauchankermagneten besteht und die durch ein von dem Betätigungsorgan angetriebenes Zählwerk nach Erreichen eines vorbestimmten Zählwerkstandes im Sinne der Entriegelung der Fortschaltklinke betätigbar ist. Die Betätigung der Sperreinrichtung erfolgt auf elektrischem Wege durch Kontaktlamellen, die über Betätigungsschieber von Steuerbahnen des Programm steuerorganes und über Nocken des Zählwerkes angesteuert sind. Dort ist auch erwähnt, daß anstelle der elektromagnetischen Verriegelung der Fortschaltklinke eine mechanische Verriegelung vorgesehen werden kann.

Bekannt ist auch bereits ein Zeitschaltwerk, insbesondere für Waschmaschinen und dgl. (DE-AS 12 60 008), bei dem als Programmsteuerorgan zwei Zahnräder vorgesehen sind, die sich mit unterschiedlicher Geschwindigkeit um eine gemeinsame Achse drehen können und

⁶^' von verschiedenem Durchmesser sind, sowie die gleiche Anzahl von Zähnen aufweisen. Das größere Zahnrad hat in gewissen Abständen Zahnlücken von derartiger Tiefe, daß die durch einen Exzenter aneetriebene

Fortschaltklinke in bestimmten Stellungen gleichzeitig in beide Zahnräder eingreifen kann,

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Zeitschaltwerk der eingangs genannten Art so zu verbessern, daß es sich bei einfachem Aufbau durch hohe Schaltgenauigkeit und lange Lebensdauer unter Verzicht auf aufwendige, der Steuerung der Fortschaitklinke dienende elektrische Kontaktanordnungen auszeichnet Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Fortschaltklinke bei Freigabe durch einen vor Ausführung eines Schaltschrittes über einen Spannhebel aufgeladenen Energiespeicher angetrieben ist, dessen zugeordneter Spannhebel durch einen die Fortschaitklinke in der unwirksamen Stellung haltenden Zeithebel verriegelbar ist, welcher sowohl durch eine von ihm abgetastete Zeitkurve des Programmsteuerorgans als auch durch das mit ihm über ein Hebelgetriebe mechanisch gekuppelte Zählwerk im Sinne der Entriegelung des Spannhebels ansteuerbar ist.

Dadurch ergibt sich für das beschriebene Zeitschaltwerk ein sehr robuster Aufbau auf; es verfügt nur über verhältnismäßig wenige mechanisch wirkende Teile die leicht austauschbar sind, so daß auch die Zeitabstände in denen die Fortschaitklinke wirksam wird, ohne Mühe unterschiedlich eingestellt werden können. Dadurch, daß die Fortschaitklinke durch einen Energiespeicher angetrieben ist, ergibt sich eine schnelle Schrittbewegung, deren Einsatzzeitpunkt exakt angesteuert werden kann, ohne daß aufwendige und in der Herstellung teuere Antriebsmechanismen die Fortschaitklinke erforderlich wären.

Im folgenden ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 ein Zeitschaltwerk der beschriebenen Art in perspektivischer Darstellung, J5

F i g. 2 das Zeitschaltwerk nach F i g. 1 in der Draufsicht, teilweise im Schnitt, unter Veranschaulichung des Zustandes bei gespanntem Spannhebel im Ausschnitt und

F i g. 3 Jas Zeitschaltwerk nach F i g. 1 in der ίο Draufsicht, teilweise im Schnitt, unter Veranschaulichung des Fortschaltklinkenmechanismus im Ausschnitt.

Das Zeitschaltwerk wird anhand eines Programmsteuergerätes für Waschmaschinen mit den für ein solches Steuergerät charakteristischen Einzelelementen erläutert. Daneben kann das Zeitschaltwerk auch andere Anwendung finden, z. B. bei der Steuerung von Geschirrspülmaschinen, automatischen Werkzeugmaschinen und dgl. w

Steuergeräte für Waschmaschinen enthalten im wesentlichen eine Vorrichtung zur Steuerung des Reversiervorganges der Waschtrommel und eine Vorrichtung zur Steuerung des Gesamtprogrammes. Naturgemäß sind die Schrittintervallzeiten der Rever- v< siersteuerung entsprechend dem ständigen Drehrichtungswechsel der Waschtrommel wesentlich kürzer als die Schrittintervallzeiten, die bei Durchführung des Gesamtprogrammes auftreten. Bei dem Zeitschaltwerk werden die Mittel, welche die kurzen Schaltzeiten für w> das Reversieren erzeugen, dazu benützt, programmabhängig verschiedene Schrittintervallzeiten für den Ablauf des Gesamtprogrammes zu erzeugen. Die langen Zeiten entstehen durch Addition mehrerer kurzer Zeiten oder durch Addition mehrerer ganzzahli- <>> ger Bruchteile der erwähnten kurzen Zeiten.

Ein Motor(46)(Fig. !/treibt einen Nockenträger für die Wendesteuerung (Steuerung für das Reversieren), beispielsweise eine Wendenockenscheibe 1 über deren Antriebsverzahnung 3 in Richtung eines Pfeiles 5 an. Selbstverständlich kann anstatt der Wendenockenscheibe 1 ein anderer Informationsträger, beispielweise eine mit Nuten versehene Steuerscheibe verwendet werden.

Ein Programmsteuerorgan in Gestalt der Programmnockenscheibe 47 soll schrittweise gedreht werden. Dies geschieht über deren Verzahnung 19, in welche eine Fortschaitklinke 23 (Fig.3) eingreift Die Fortschaitklinke 23 bildet zusammen mit einem Spannhebel 22 ein Kniehebelgelenk. Der Spannhebel 22 wird von einer auf der Nockenscheibe 1 angebrachten Spannkurve entgegen der Kraft einer Druckfeder 20 gespannt (F i g. 3). Bewegt sich die Spannkurve 4 aus den in Fig.3 dargestellten Lage in Richtung des Pfeiles 5 weiter, so kann sich der auf einer Achse 2& drehbar gelagerte Spannhebel 22 unter dem Druck der Feder 20 schlagartig in die mit einer Strich-Punkt-Linie angedeutete Lage bewegen. Durch diese Biegung wird die an einer Achse 29 auf dem Spannhebei 2? drehbeweglich gelagerte Fortschaitklinke 23 die Programmnockenscheibe 47 um einen Schritt in Richtung des Pfeiles 5 weiterdrehen. Sobald ein Höcker 49 den Spannhebel 22 wieder erfaßt beginnt der nächste Spannvorgang. Die bisher beschriebenen Teile ermöglichen eine periodische Schrittbewegung der Programmnockenscheibe 47, die abhängig von der Umdrehungsgeschwindigkeit der Wendenockenscheibe 1 und der Anzahl der Spannkurven ist. Anstatt einer einzigen Spannkurve 4 (Fig.3) kann nämlich auch eine Mehrzahl dieser Spannkurven auf der schnellerlaufenden Steuerscheibe (Wendenokkenscheibe 1) angebracht sein. Sind z. B. zwei Spannkurven auf der Wendenockenscheibe 1 untergebracht, und beträgt die Zeit für einen Umlauf der Wendenockenscheibe 30 see, dann erfolgt alle 15 see. ein Transportschritt der Programmnockenscheibe 47. Wäre nur eine einzige Spannkurve auf der Wendenockenscheibe 1, so würde bei jeder Umdrehung der Wendenockenscheibe 1 ein Transportschritt der Programmnockenscheibe eriolgen.

Um zusätzlich zu der unmittelbar von der Wendenokkenscheibe 1 abhängigen Zeit eine zweite, längere Zeit für den Transport der Programmnockenscheibe erzeugen zu können sind zusätzliche Einrichtungen für die Zeitdehnung vorhanden. Ein auf der bereits erwähnten Achse 29 drehbar gelagerter Zählradhebel 13 trägt an seinem einen Ende ein Zählrad 40 (F i g. 1 und 2). Das Zählrad ist im Ausführungsbeispiel mit 5 Zählradzähnen 41,43,44 und 45 ausgestattet. Zusätzlich trägt es einen längeren Zahn 35. Auf der Achse 50, auf der das Zählrad 40 drehbar gelagert ist, liegt zusätzlich noch eine Rückstellfeder 32, welche dazu dient, das Zählrad mit seinem längeren Zahn 35 entgegen der Richtung eines Pfeiles 6 gegen einen am Zählradhebel 13 angebrachten Anschlag 14 zu drücken. In dieser Ausgangsstellung stützt sich das Zählrad 40 mit seinen beiden Zählradzähnen 41 und 42 an einer neben der Antriebsverzahnung 3 der Wendenockenscheibe 1 liegenden glatten Umfangsflache 51 ab.

Ein Zeithebel 15 ist im wesentlichen als zweiarmiger Hebel ausgebildet. Auf einer Seite trägt er einen Haltearm 30 und auf der anderen Seite einen Arm 36, der seinerseits einen Abtastnocken 17 sowie einen Verriegelungsnocketi 16 trägt. Der Abtastnocken 17 tastet eine an der Programmnockenscheibe 47 angebrachte Zeitkurve 18 ab. Unter der Kraft einer Druckfeder 38, welche über den Arm 36 auf den

Abtastnocken 17 wirkt, wird der Abtastnocken 17 in eine Vertiefung der Zeitkurve 18 einfallen oder einen Zahn dieser Kurve abtasten.

Wenn der Abtastnocken 17 auf einem Zahn der Zeitkurve 18 liegt, dann wird jede Umdrehung der Wendenockenscheibe 1 einen Transportschritt an der Programmnockenscheibe 47 zur Folge haben. Kann aber der Abtastnocken 17 in eine Vertiefung der Zeitkurve 18 einfallen, so wird ein Verriegelungsnocken 16 über einen Einschnitt 26 am Spannhebel 22 letzteren daran hindern, sich zu entspannen. In dieser Lage des Zeithebels 15 dient die Zugfeder 27 nicht dazu, das Zeitzählrad gegen die Wendenockenscheibe 1 zu drücken; vielmehr wird das Zeitzählrad unter der Kraft der Druckfeder 38 und über den Haltearm 30 sowie den Fühlarm 33 angedrückt. Ein an der Wendenockenscheibe 1 angebrachter Zeitzählzahn 11 greift an einem Zählradzahn 42 an und schaltet das Zählrad damit um einen Zahn weiter. Das mit Hilfe der Druckfeder 38 gegen die Umfangsfläche 51 der Wendenockenscheibe 1 gedruckte Zählrad kann sich trotz gespannter Rückstellfeder 32 nicht in seine Anfangsstellung zurückstellen. Der Eingriff des Zeitzählzahnes 11 mit den einzelnen Zählradzähnen erfolgt etwa zu der Zeit, zu der der Spannhebel über die zur konzentrischen Achse der Steuerscheibe 1 und 47 hin verlaufenden steilen Flanke der Spannkurve 4 gleiten will (Stellung wie in Fig.3 dargestellt).

Nach Vollendung der nächsten Umdrehung der Wendenockenscheibe 1 wird das Zählrad wieder um einen Zahn in Richtung des Pfeiles 6 verdreht. Der geschilderte Vorgang wiederholt sich so oft, bis der Zählradzahn 45 mit dem Zeitzählzahn 11 in Eingriff gelangt und unter dem Einfluß des weitergedrehten Zählrades 40 der längere Zahn 35 die in F i g. 2 gezeigte Stellung einnimmt. Der längere Zahn 35 lenkt den Zählradhebel 13 so weit aus, daß die Bewegung seines Armes 33 so weit ausreicht, daß der Abtasthebel 15 in Richtung eines Pfeiles 8 bewegt wird. Hierzu drückt der Arm 33 mit seiner Nase 34 auf den Arm 30 des Zeithebels 15. Durch Bewegung des Zeithebels 15 wird uci Vcrricgciungsiiocken iö aus dem Einschnitt Λ des Spannhebels 22 herausgehoben. Von diesem Moment an kann der Spannhebel wieder die weiter oben beschriebene Bewegung machen, die dazu führt, daß die Fortschaltklinke 23 (Fig.3) unter Entspannung der Feder 20 die Programmnockenscheibe 47 um einen Schritt weiterbewegt.

Die Spannkurve 4 kann so beschaffen sein, daß der Spannhebel 22 kurz vor seiner Freigabe durch den Verriegelungsnocken 16 von der Spannkurve etwas angehoben wird (Oberhub); hierdurch wird eine minimale Abnützung der in Eingriff kommenden Fläche des Spannhebels (Einschnitt 26) einerseits und des Verriegelungsnockens 16 andererseits erreicht Gleichzeitig wird das Herausziehen des Verriegelungsnockens aus dem Einschnitt 26 nicht durch Reibung behindert

Wenn der Spannhebel 22 die für den Transport der Fortschaltklinke 23 notwendige Bewegung durchführt, dann hebt am Ende dieser Bewegung ein am Spannhebel angebrachter Mitnehmer 31 den Zählradhebel 13 hoch, so daß sich ein gewisser Zwischenraum zwischen den Zählradzähnen und der Umfangsfläche 51 ergibt Das Zählrad 40 kann nun unter der Wirkung der Rückstellfeder 32 in seine Ruhelage zurückkehren. Hierdurch ist das Zeitsystem auf Null zurückgestellt worden. Mit dem beschriebenen System ist es also möglich, in beliebiger Reihenfolge programmabhängig lange und kurze Zeiten zu realisieren, die zwischen den einzelnen Schrittbewegungen der Programmnockenscheibe 47 liegen.
Der Zählradzahn 41 beteiligt sich nicht am eigentli-

s chen Zeitzählvorgang, sondern dient lediglich zur Abstützung des Zählrades in der in F i g. 1 gezeigten Lage. Bei dem beschriebenen Ausführungsbeispiel wurde das Zählrad neben dem längeren Zahn 35 mit 5 Zählradzähnen versehen. Mit diesem Zählrad läßt sich eine Zeitverzögerung in bezug auf die kurze Schrittintervallzeit um das Vierfache erreichen. Durch Verwendung von Zählrädern mit verschieden vielen Zählradzähnen kann die Zeitverzögerung also variiert werden. Mit einem Zählrad, das z. B. außer dem längeren Zahn, der immer vorhanden sein muß, mit 4 Zählradzähnen ausgestattet ist, läßt sich eine Zeitverzögerung von 1 :3 erreichen.

Zur Variation der Zeitverzögerung können auch mehrere Zeitzählzähne 11 auf der Wendenockenscheibe 1 angebracht sein (Fig. 1). In diesem Fall erfolgen bei jeder Umdrehung der Wendenockenscheibe 1 zwei Zählvorgänge am Zählrad 40. Wenn also z. B. die Umdrehungszeit der Wendenockenscheibe 60 see. beträgt, so kann bei Verwendung von 2 Zeitzählzähnen U und dementsprechend 2 Spannkurven 4 und einem Zählrad mit 4 Zählradzähnen eine Zeitverzögerung auf 90 see erreicht werden. Bei Verwendung nur eines einzigen Zeitzählzahnes U ergibt sich eine Zeitverzögerung von 1 :3, also auf 180 see. Aus dem erläuterten Beispiel wird klar, daß den Variationsmöglichkeiten für die Transportschrittintervalle kaum Grenzen gesetzt sind.

Trotz der Möglichkeit zur Durchführung verschiedener Schrittintervallzeiten ist es manchmal — insbesondere auch bei Wasch- und Geschirrspülmaschinen — erforderlich, daß der Transport der Programmschaltscheibe 47 über längere Zeiträume hinweg stillgesetzt wird. Bei den meisten heute üblichen Steuergeräten für Wasch- und Geschirrspülmaschinen wird der Programmablauf beispielsweise für die Zeit des Aufheizens der Waschflüssigkeit bzw. bis zum Erreichen ihres Niveaus stiiigeiegt. Sobald die gewünschte I emperatur bzw. das gewünschte Niveau erreicht sind, wird der Programmnockentransport wieder in Tätigkeit gesetzt.

Zur Durchführung des zeitweiligen Stillsetzens des Programmschaltwerkes dient beim Anmeldungsgegenstand beispielseise ein Tauchankermagnet 48 (Fig. 1), dessen Tauchanker einen Bolzen 52 trägt, der bei Betätigung des Tauchankermagneten in eine Bohrung 24 des Spannhebels 22 eingreifen kann, sobalc* dieser gespannt ist. Das weitere Entspannen des Spannhebels 22 wird dann so lang verhindert, wie der Tauchankermagnet 48 erregt ist Sobald die betreffende Temperatur bzw. das betreffende Niveau erreicht sind, wird die Erregung des Tauchankermagneten abgeschaltet, wodurch der Spannhebel 22 freigegeben wird. Anstatt des Tauchankermagneten 48 können selbstverständlich auch andere Magnete, Bimetalle usw. verwendet werden.

Ein besonderer Vorteil des beschriebenen Zeitschaltwerkes ergibt sich zusätzlich dadurch, daß auf der gemeinsamen Achse 29 die in die Transport- und Sperrverzahnung 19 eingreifende Sperrklinke 25, der Spannhebel 22 und der Zählradhebel 13 gelagert sind.

Diese Lagerung auf einer einzigen Achse ermöglicht es, daß sich eine große Funktionssicherheit des gesamten Gerätes ergibt obwohl nur mit den sonst üblichen Fertigungstoleranzen gearbeitet zu werden braucht

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentansprüche:

   1. Motorgetriebenes Zeitschaltwerk für eine einen Programmschalter und einen Kurzprogrammschalter aufweisende Programmsteuerung, beispielsweise für Waschmaschinen, bei dem ein drehbar gelagertes Programm-Steuerorgan des Programmschalters, z. B. eine Programmsteuerscheibe, über eine von einem gleichförmig umlaufenden Betätigungsorgan, beispielsweise einem Nocken, des Kurzprogrammschalters betätigte Fortschaltklinke in wahlweise veränderlichen Zeitabständen, um jeweils gleich Schaltschritte, fortschaltbar ist, und der Fortschaltklinke eine Sperreinrichtung zugeordnet ist, durch die die Fortschaltklinke zur Erzielung der Zeitabstände der Weiterschaltung des Programmsteuerorganes entweder in einer unwirksamen Stellung verriegelbar oder freigebbar ist, wobei durch ein von dem Betätigungsorgan schrittweise angetriebenes Zählwerk hsi Erreichen eines vorbestimmten Zählwerkstandes die Sperreinrichtung, unter Rückstellung des Zählwerkes in die Nullage, lösbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Fortschaltklinke (23) bei Freigabe durch einen vor Ausführung eines Schaltschrittes über einen Spannhebel (22) aufgeladenen Energiespeicher (20) angetrieben ist, dessen zugeordneter Spannhebel (22) durch einen die Fortschaltklinke (23) in der unwirksamen Stellung hakenden Zeithebel (15) verriegelbar ist, welcher sowohl durch eine von ihm abgetastete Zeitkurve (18) des Programmsteuerorgans (47) als auch durch das mit ihm über ein Hebelgetriebe (13, 15) mechanisch gekuppelte Zählwerk (40, 11) im "aircne der Entriegelung des Spannhebels (22) ansteuerbar fc>_

   2. Motorgetriebenes Zeitschaltwerk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Spannhebel (22) durch eine mit dem Betätigungsorgan (1) des Kurzprogrammschalters umlaufende Spannkurve (4) im Sinne der Aufladung des Energiespeichers (20) betätigbar ist

   3. Motorgetriebenes Zeitschaltwerk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Zählwerk (40, 11) wenigstens ein unter der Wirkung einer Rückstellfeder (32) stehendes, verzahntes Zählrad (40) aufweist, das durch mindestens einen Zeitzählzahn (11) des Betätigungsorganes (1) des Kurzprogrammschalters schrittweise fortschaltbar ist und durch das nach einer vorbestimmten Zahl von Umdrehungen der Zeithebel (15) im Sinne der Auslösung des Spannhebels (22) betätigbar ist.

   4. Motorgetriebenes Zeitschaltwerk nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Zählrad (40) im Ruhezustand mit seiner Verzahnung elastisch gegen eine glatte Umfangsfläche (51) des Betätigungsorganes (1) des Kurzprogrammschalters angedrückt und dadurch drehfest gehalten ist und daß es wenigstens einen längeren Zahn (35) trägt, über den ein mit dem Spannhebel (22) mechanisch gekuppelter Zeitradhebel (13) bei entsprechender Stellung des Zeitrades (40) um einen für die Auslösung des Zeithebels (15) ausreichenden Weg auslenkbar ist.

   5. Motorgetriebenes Zeitschaltwerk nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Spannhebel (22) bei mit dem Zählrad (40) in Eingriff stehendem Zeitzählzahn (11) durch die entsprechend gestaltete Spannkurve (4) freigebbar ist.

   6. Motorgetriebenes Zeitschaltwerk nach An-

   Spruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Zeitradhebel (13), der Spannhebel (22) und die Fortschaltklinke (23) auf einer gemeinsamen Achse (29) gelagert sind.

   7, Motorgetriebenes Zeitschaltwerk nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Spannhebel (22) kurzzeitig vor der von dem Zählwerk (40, U) ausgelösten Entriegelung des Spannhebels (22) durch die entsprechend gestaltete Spannxurve (4) zusätzlich um einen geringen Betrag weiter spannbar ist

   8. Motorgetriebenes Zeitschaltwerk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet daß der Spannhebel (22) durch eine wahlweise einschaltbare magnetische Verriegelungseinrichtung (48,52) formschlüssig verriegelbar ist