DE2437496B2 - Schrittschaltsystem - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Schrittschaltsystem für ein zeitgesteuertes Schaltprogramm, mit einem fortschaltbaren Programmträger, mit einem als Zeitspeicherglied dienenden gezahnten Schaltrad, das an seinem Umfang eine Anzahl von Einkerbungen unterschiedlicher Tiefe aufweist, und mit beweglichen Antriebselementen, die am Programmträger und am Schaltrad angreifen.

Solche Schrittschaltsysteme sind bereits bekannt (DE-AS 11 84 844), wobei dort zwei verschiedene Antriebsmotoren vorgesehen sind, von denen der erste als Führungsmotor dient. Von itiesem wird der zweite Motor über ein schrittweise angetriebenes Zählwerk gesteuert. Der zweite Motor wirkt dann auf über Steuerflächen betätigte Schalter ein. Das bekannte Schrittschaltsystem ist in eine verhältnismäßig große Anzahl von Antriebs- und Schaltelementen unterteilt Es ist auch bereits ein Programmschalter bekannt (DE-AS 11 93 578), mit dem sich bei gleichen Schaltschritten unterschiedliche Stoppzeiten vorgeben lassen. Hierzu ist in Verbindung mit einem Schwinghebel eine Sperrvorrichtung vorgesehen, die in ihrer einen

to Betriebsstellung den Schwinghebel so freigibt, daß er mit seiner größtmöglichen, durch die Geschwindigkeit seines Antriebs und des Kraftübertragungssystems bestimmten Frequenz angetrieben wird. In der anderen Betriebsstellung ist der Schwinghebel verriegelt. Die Dauer dieser Verriegelung wird nach Bedarf vorgegeben. Zur Steuerung der Verriegelung ist do.t ein Elektromagnet vorgesehen, der jeweils durch einen von mehreren Kontakten einer Schalteinrichtung angesteuert wird, wobei die Kontakte an unterschiedlichen Steilen eines dem Zeitablauf entsprechenden Steuerweges liegen. Die zwischen zwei Stellungen des Programmträgers jeweils liegende Haltezeit wird dadurch vorgegeben, daß die Kontakte betätigt werden, wenn sich der Programmträger in der entsprechenden Stellung befindet.

Bekannt ist auch bereits ein Zeitschaltwerk (DE-OS 20 25 983), bei dem für die Stoppintervalle unterschiedliche Längen vorgesehen sind. Die Programmsteuerung ist aus zwei Scheiben gebildet, von denen eine schneller

jo umläuft als die andere. Die schnellere Scheibe treibt die langsamere schrittweise über eine Kette von Antriebsgliedern an. Ein typisches Funktionsmerkmal des bekannten Zeitschaltwerkes besteht darin, daß die vom Antriebssystem in festen Intervallen ausgeführten Schritte zeitweise gesperrt sind, um für die Dauer des Feststehens der langsamen Scheibe eine entsprechende· Programmverlängerung erreichen zu können. Dort lassen sich in weiten Bcreichtn Zeitverzögerungen vorgeben und Programme langer Dauer erhalten.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein .Schrittschaltsystem der eingangs genannten Art konstruktiv zu vereinfachen und so auszubilden, daß es sich vielseitig erweitern läßt. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Drehpunkt des Schaltrades gegenüber dem Programniiräger zwischen einer ersten und einer zweiten Stellung in einer solchen Weise veränderbar ist, daß in der ersten Stellung das dem Schaltrad zugeordnete Antriebselemcnt mit diesem in Eingriff ist, während das dem Programmtrü gcr zugeordnete Schaltelement nicht mit dem Programmträger in Eingriff steht, daß sich in der /weiten Stellung der Programmträger und das Schaltrad in Eingriff mit dem jeweils zugeordneten Antricb>element befinden und daß ein Kupplungselement vorgesehen ist.

das eine Verbindung zwischen der jeweiligen Stellung des Programmträgers und der jeweiligen Stellung des Schaltrad-Drehpunktes hersteHt.

Dadurch ist vorteilhafterweise ein nur geringer technischer Aufwand erforderlich. So genügt /.. U. ein einziger Antriebsmotor, und es entfällt auch die Verwendung von Elektromagneten oder dergleichen Die Betätigung des Programmträgers und des als Zeitspeicherglied dienenden Schaltrades erfolgt durch einen einheitlichen Mechanismus, so daß sich auch eine verhältnismäßig kompakte Ausbildung ergibt. Bei dem beschriebenen Schrittschaltsystem ist es auch möglich, mittels weiterer Betäligungselemente von außen auf dieses System einzuwirken, ohne daß das System hierzu

in besonderer Weise verändert werden muß.

Das Schrittschaltsystem stellt zweckmäßigerweise ein Grundsystem dar, und eventuell erforderliche Erweiterungen des Systems brauchen nur dann vorgenommen zu werden, wenn ein Bedarf hierfür vorhanden ist

Ein anderer Vorteil ist darin zu sehen, daß eine sehr große Zeitspeicherkapazität und eine große Programmkapazität vorhanden sind. Dies ist von besonderer Bedeutung, wenn das in der beschriebenen Weise ausgebildete Schrittschaltsystem für Programme mit einer großen Zahl von Schaltstellungen und Schaltkontakten verwendet werden soll wie z. B. für die Steuerung von automatischen Wasch- oder Geschirrspülmaschinen.

Nachfolgend werden einige besonders bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung anhand einer Zeichnung näher beschrieben. Im einzelnen zeigt

Fig. 1 in schematischer Darstellung das Funktionsprinzip des Schrittschaitsystems;

Fig. 2 das Schrittschaltsystem in einer Stellung, in dem man innerhalb eines der möglichen Intervallbereiche ein Basisintervall erhält;

Fig.3 eine Draufsicht auf die Darstellung nach F i g. 2;

Fig.4 die Stellung des Schrittschaltsystems nach Fig.2 zu demjenigen Zeitpunkt, in dem das Zeitspeicherglied nach Auslösung eines Schrittes in die Maximalintervallstellung gegangen ist;

Fig. 5 dasselbe Schrittschaltsystem in einer anderen Arbeitsstellung:

Fig.6 und 7 eine Ausführungsform füi das Zeitspeicherglied mit Anschlag und Feder, in einer Ausbildung derart, daß das Zurücklegen größerer Wege als eine Umdrehung möglich ist;

F i g. 8 und F i g. 9 eine weitere Ausführungsform des Sch ril (schal tsystems;

Fig. 10 eine Ansicht auf dieses Schrittschaltsystem entsprechend dem Pfeil 91 in F i g. 8:

Fig. 11 und Fig. 12 eine weitere Ausführungsforni des Schrittschaltsystem.

Bei dem Ausführungsbeispiel nach F i g. I ist ein Schalt- oder Transportelemcnt 1 als Antrieb für einen Programmträger 2 vorgesehen, der schrittweise in Teilstrecken 3 vorgerückt wird. Wenn der Programrniräger 2 einen Schritt vorrückt, kann ein Zeitspeicherglied 4 irgendeine beliebige Stellung 5, 6, 7 oder 8 einnehmen. Wenn es 7. B. die Stellung 5 einnimmt, läßt das Schalt-oder Transportorgan I den Programmträger 2 mit Basis-Stoppintervallen vorrücken, wobei das Zeitspeicnerglied 4 inaktiv bleibt. Wenn letzteres irgendeine der Stellungen 6, 7 oder 8 einnehmen will, dringt ein mit dem Schalt- oder Transportorgan 1 formschlüssig verbundener Fühler 9 in eine Einkerbung 10 ein, die so tief ist und eine solche Form hat, daß das Schalt- oder Transportorgan 1 mit dem Programmträger 2 in Kontakt bleiben kann, um weitere Schritte auszuführen.

Sobald das Zeitspeicherglicd 4 die Stellung 5 verläßt, dienen zweite Schaltorgane 11 dazu, das Zeitspeicherglied 4 in Teilstrecken 13 vorrücken zu lassen, bis Einkerbungen 14, 15 oder 16 in die Reichweite des Fühlers 9 gelangen, der nacheinander in sie eindringt, bis er eine solche Tiefe erreicht hat, die das Einwirken des Schalt- oder Transportorgans 1 auf den Programmträger 2 zuläßt. Die Größe der Entfernungen 17, 18 und 19, die das Zeitspeicherglicd 4 zurückzulegen hat, hängt von der von diesem zuvor eingenommenen Stellung 6, 7 oder 8 ab. Die Dauer des Stoppintervalls ist abhängig von diesem zurückzulegenden Weg und von der Geschwindigkeit, mit der das zweite Schaltorgan 11 das Zeitspeicherglied 4 vorrücken läßt. Die Linie 21 stellt diejenige Höhe dar, die der Fühler 9 in der Stellung 22 einnehmen muß, damit das Schalt- oder Transportmittel 1 beim Wandern auf die Stellung 23 hin den Programmträger 2 versetzt. Die Linie 20 stellt diejenige Höhe dar, über der das Schalt- oder Transportorgan 1

ίο nicht auf den Programmträger 2 einwirken kann.

Die Sperrklinke 12 soll verhindern, daß einige Federelemente 24 das Zeitspeicherglied 4 bis zu einem festen Ausgangspunkt des Verzögerungsweges zurücklaufen lassen, und zwar jedesmal, wenn ein Teilvorschub 13 desselben bewirkt wird. Wenn nach Betätigung des Zeitspeichergliedes 4 der Vorschub um einen Schritt bewirkt worden ist, geht dieses dazu über, die Stellung 5 einzunehmen, die dem Basis-Stoppintervall entspricht. Es werden die Schaltelemente 13 μ Λ die Sperrklinke 12 von ihm getrennt; und durch Einwirkt'ng der Federeiemente 24 kehrt das Zeitspeicherglied 4 zu dem festen Ausgangspunkt des Verzögerungsweges zurück. Im gegenteiligen Fall ist der Ausgangspunkt des neuen Verzc-gerungsweges derjenige Punkt desselben, an dem es sich beim Auslösen des Schrittes befand. Die Teilstrecken bzw. Pfeile 3,13,25,26,27,28 und 29 geben die Richtungen an, in denen sich jedes der dargestellten Elemente verschieben bzw. bewegen kann.

Die Fig. 2 und 3 zeigen eine Abwandlung des Schrittschaltsystems, und zwar in Basis-Intervallstellung. Ein Antriebsritzel 34 treibt ein Rad 35 an, das in formschlüssiger Verbindung einen Belastungsnocken 36 trägt. Unter Überwindung des Widerstandes einer Feder 37 werden in Richtung des Pfeiles 38 langsam

ü einige Schaltmittel 39 und 40 versetzt, die jeweils zu einem Programmträger 30 und einem Zeitspeicherglied 41 gehören, bis sie nach Erreichung d.r dem Maximalweg entsprechenden Stellung frei werden und durch die Einwirkung der Feder 37 schlagartig dieselbe Sl. ecke in entgegengesetzter Richtung zurücklegen. Hierbei wirkt das Schaltorgan 39 auf eine Zahnung 31 ein. um den Programmträger 30 einen Schritt in Richtung des Pfeils 42 vorrücken zu lassen. Die Feder 37 hält das Schaltelement 39 im Kontakt mit der Zähnung 31.

Das Zeitspeicherglied 41 hat die Form eines Schaltrades und ist auf einem Arm eines dreiarmigen Schwinghebels 43 angeordnet. Dieser hat seinen Drehpunkt bei 44. Wie aus Fig. 2 hervorgeht, liegt das

5(i Schaltrad 41 zwischen den anderen beiden Armen des Schwinghebels 43. Einer dieser anderen beiden Arme hat "Ii seinem einen Ende einen Intervall-Wahlfühler 45. der das Nockenprofil 32 an dem scheibenförmigen Programmträge:· 33 durchläuft. Die funktion des Nockenprofils 32 besteht bei einer Drehung des Programmträge-s 30 darin, daß das Schaltrad 41 zu einer bestimmten von einer vorgegebenen Anzahl von Positionen mitgenommen wird, an die das Schaltrad 41 auf dem Schwinghebel 43 aufgrund einer Schwenkbewegung um den Mittelpunkt 44 bewegt werden kann. Die genannte bestimmte Position hangt von der Position des vom Wahlfühler 45 abgetasteten Nockenprofils 32 am Programmträger 30 ab, d. h., daß bei einer bestimmten Winkelstellung des scheibenförmigen Pro-

M grammträgers 30 jede der betreffenden Positionen des Schaltrades 41 jeweils einer Stoppzeit entspricht. |ede dieser Stellungen entspricht also einem Stoppintervall bestimmter Dauer.

Auf dem Ende des verbleibenden Armes des Schwenkhebels 43 ist eine Klinke 45' angeordnet, die zum Eingriff mit der Verzahnung des Schaltrades 4t bestimmt ist.

In der in Fig. 2 dargestellten Grundinterva'.lstellung befinden sich das Antriebselemcnt 40 und die Klinke 45' außer Eingriff mit dem Schaltrad 41. Die Feder 46 erfüllt die doppelte Funktion, das Schaltrad 41 in eine Anschlagstellung 47 zu ziehen, die den festen Ausgangspunkt des Verzögerungsweges bestimmt, und den Wahlfühler 45 in Anlage an dem Nockenprofil 32 zu halten.

Ein Anschlag 48 hält die Halteklinke 45' von dem Zeitspeicherglied bzw. Schaltrad 41 getrennt, wahrend es sich in der Grundintervallstellung befindet.

Die Schaltelemente bzw. Antriebselemente 39 und 40 gehen beide von demselben Teil 49 aus, das zur trzielung leichter kontrollierbarer Bewegungen mit Hilfe eines Lagers 51 in einem zylindrischen Teil 50 geführt wird, welches mit dem Belastungsnocken 36 in Verbindung steht.

Fig.4 zeigt dasselbe Schrittschaltsystem zu einem Zeitpunkt, in dem das Zeitspeicherglied 41 unmittelbar nach Bewirken eines Schrittes in dem Programmträger 30 dazu übergegangen ist, die Maximal-Intervallstellung einzunehmen. In dieser Stellung stehen sowohl das Antriebsorgan 40 als auch die Halteklinke 45' mit ihm in Verbindung.

In Fig. 5 sind Bewegungsbahnen der Schalt· bzw. Antriebselemente 39 und 40 dargestellt, die beim Übergang von der Stellung nach F i g. 4 auf die Stellung nach F i g. 5 den Strecken 85-86 und 87-88 entsprechen und in demjenigen Augenblick, in dem der Schritt bewirkt werden muß und in dem sich das Schrittschaltsystem in der Stellung nach F i g. 2 befindet, den Strecken 86-89 und 89-90 entsprechen.

Diese beiden letztgenannten Strecken werden von dem Schaltrad bzw. Zeitspeicherglied 41 bestimmt, das einen Schritt vorrückt, während der Programmträger 30 in Ruhestellung verbleibt.

Bei der Ausführungsform nach den F i g. 6 und 7 ist ein Anschlag 74 vorgesehen, der den festen Ausgangspunkt des Verzögerungsweges darstellt. Der Anschlag 74 wirkt auf eines der beiden Enden 75 einer Spiralnut 76 des Zeitspeichergliedes 41 ein, wobei die Spiralnut 76 von dem Anschlag 74 im Verlauf des Vorrückens des Zeitspeichergliedes bzw. Schaltrades 41 durchlaufen wird und auch größere Strecken als eine Umdrehung zurückgelegt werden können. Die Feder 77. die das Zurückziehen his zu dem festen Ausgangspunkt bewirkt, ist ebenfalls so ausgebildet, daß mehr als eine einzige Umdrehung möglich ist.

In den Fig.8, 9 und 10 ist eine weitere Ausführungsform des Schrittschaltsystems dargestellt. Das Zeitspeicherglied 52 ist auf einem Schwinghebel 53 so montiert, daß es die Achse 54 des Programmträgers 55 umfaßt. Hierbei können durch die größere Abmessung des Zeitspeichergliedcs 52 Stoppintervalle größerer Dauer erzielt werden als mit der Ausführungsform entsprechend den Fig. 2 und 3. Der Schwinghebel 53 hat einen Fühler 56, der beim Durchlaufen eines inneren

in Nockenprofils 57 bewirkt, daß der Drehpunkt des Zeitspeichergliedes 52 die Stellungen 58, 59 und 60 einnehmen kann. Ein .Stoppintervall des Programmträgers 55 ist von einer bestimmten Dauer. F.inc in einem Bolzen 62 eingehängte Feder 61 zieht das Zeitspeicher-

Ii glied 52 bis zu dem festen Ausgangspunkt des Verzögerungsweges heran, den der Bolzen 62 mit dem Schwinghebel 53 begrenzt.

(jieichzeitig halt die i-cderbl den luhler 56 in Anlage am Nockenprofil 57. Der Programmträger 55 und das

2(i Zeiispeichcrglied 52 haben ein gemeinsames Schaltorgan 64, wobei dem Zeitspeicherglied 52 eine Halteklinke 65 zugeordnet ist. die mit ersterem in Kontakt tritt, wenn irgendeine andere Stellung als die mit 58 bezeichnete Stellung eingenommen wird.

2) Bei der in den F i g. 11 und 12 dargestellten Ausführungsform hat das Schrittschaltsystem ein Zeit^!4>oicherglied in Form einer Leiste 66, die auf einer Halterung 67 geführt ist. Die Stellung der Halterung 67 wird durch den Einfluß eines Intervall-Wahlprofils 68 verändert. Ferner sind ein Schaltorgan 69 des Programmträgers 70 und eine Halteklinkc 71 des Zeitspeichergliedes 66 vorgesehen. Die Arbeitsweise des diesem Ausführungsbeispiel entsprechenden Schrittschaltsystems basiert auf der gleichen Grundlage wie bei den zuvor beschriebenen Ausführungsformen.

Bei den Ausführungsformen nach den Fig. 2 bis 8 ist das Zeitspeicherglied jeweils durch Schwinghebel gehalten. Ls gibt aber noch weitere Möglichkeiten wie z. B. die Verwendung einer verschiebbaren Leiste oder

4i> anderer technischer Mittel, um entsprechende Funktionen zu erfüllen.

Wie bereits erwähnt, ist es bei dem in der beschriebenen Weise ausgebildeten Schrittschaltsystem auch möglich, daß nicht zu diesem System gehörende Steuerlemente auf das Schrittschaltsystem einwirken können. Hierbei wird der normale Verlauf der vorher gewählten Verzögerungen gehemmt oder verändert, indem z. B. entsprechend F i g. 4 die Schaltmittel 39 und 40 mit Hilfe eines Anschlages 72 zurückgehalten werden können. Der Anschlag 72 kann bei der Betätigung der nicht zu dem Schrittschaltsystem gehörenden Elemente in einen Anschlag 73 an dem Teil 49 eingreifen.

Hierzu 6 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Schrittschaltsystem für ein zeitgesteuertes Schaltprogramm, mit einem fortschaltbaren Programmträger, mit einem als Zeitspeicherglied dienenden gezahnten SchaItrad, das an seinem Umfang eine Anzahl von Einkerbungen unterschiedlicher Tiefe aufweist, und mit beweglichen Antriebselementen, die am Programmträger und am Schaltrad angreifen, dadurch gekennzeichnet, daß der Drehpunkt des Schaltrades (41) gegenüber dem Programmträger (30) zwischen einer ersten und einer zweiten Stellung in einer solchen Weise veränderbar ist, daß in der ersten Stellung (Fig. 5) das dem Schaltrad (41) zugeordnete Antriebselement (40) mit diesem in Eingriff ist, während das dem Programmträger (30) zugeordnete Schaltelement (39) nicht mit dem Programmträger (30) in Ergriff steht, daß sich in der zweiten Stellung (F i g. 2) der Programmtrager (3ü) und das Schaltrad (41) in Eingriff mit dem jeweils zugeordneten Antriebselement (39, 40) befinden und daß ein Kupplungselement (43) vorgesehen ist, das eine Verbindung zwischen der jeweiligen Stellung des Programmträgers (30) und der jeweiligen Stellung des Schaltrad-Drchpunktes herstellt.

2. Schrittschaltsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Schaltrad (41) drehbar an einem Schwinghebel (43) angeordnet ist, daß der Programr: träger (30) mit Steuerflächen (32) verschen ist und daß der Schwinghebel (43) mittels eines die Steuerflächen (32) abtastenden Fühlers (45) die Verstellung des Schaltn.-des i/1) zwischen der ersten und der zweiten Stellung bewirkt.

3. Schrittschaltsystem nach Anspruch I oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß es eine Rückstelleinrichtung (46, 47) zum Rückstellen des Schaltrades (41) auf eine bestimmte Ausgangsstellung nach einer Fortschaltung des Programmirägcrs (30) um einen Schritt aufweist.

4. Schrittschaltsystem nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Rückstelleinrichtung einen festen Anschlag (74) für die Ausgangsstellung des Schaltrades (41) aufweist und daß din Rückstelleinrichtung eine Feder (77) umfaßt, die einen Arbeitsweg des Schaltrades (41) zuläßt, der größer ist als eine Umdrehung (F i g. 6 und 7).

5. Schrittschaltsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 4, gekennzeichnet durch eine Sperreinrichtung (72, 73) zum Sperren des Eingriffs der Antriebselemente (39,40) mit dem Programmträger (30) für eine bestimmte Dauer (Fig. 5).