DE3324231A1 - Steuervorrichtung, insbesondere fuer programmschalter - Google Patents

Description

Steuervorrichtung, insbesondere für Programmschalter

Bei bekannten Steuervorrichtungen gomäss Oberbegriff des Patentanspruches (FR-PS 2- 110 AGO) bestehen die Einrichtungen zur Beschleunigung der Drehung von Schaltnocken während jedes Vorschubschrittes dieser Nocken aus einem schlagartig auslösenden Schalter mit einer Rolle, die unter der Wirkung einer Feder mit zwei koaxialen Auslösenocken zusammenarbeitet. Davon ist die erste ständig mechanisch mit dem Elektromotor über das Untersetzungsgetriebe und die andere winkelmässig mit den eigentlichen Schaltnocken verbunden. Dadurch wird deren schlagartige Drehung bewirkt, sobald die erste Auslüsenocke eine bestimmte Winkelverdrehung ausgeführt und die zweite Nocke mitgenommen hat. Die unter der Federwirkung stehende Rolle bewirkt diese schlagartige Verdrehung in etwa 0,2 Sekunden der zweiten Auslösenocke und damit der Nocken, welche die Tätigkeit der elektrischen Schalter steuern. Diese Ausführung besitzt gewisse Nachteile, denn, wenn sie auch die Schaltzeitdauor der Kontakte wirksam herabzusetzen ermöglicht unter gleichzeitiger Verminderung der von den Schaltern verursachten radioelektrischen Störungen, kann doch nicht gewährleistet werden, dass während eines Vor schubschrittes bestimmte Kontakte während der 0,2 Sekunden vor anderen Kontakten geschaltet werden. Dies ist aber oft erforderlich, insbesondere, wenn die Steuervorrichtung Teil eines Progra mm schalters ist, der ein clektriiches Haushaltsgerät steuert. So muss beispielsweise bei der Steuerung einer Waschmaschine der Kontakt zur Steuerung des Motors für den Waschantrieb offen sein, bevor der Kontakt zur Steuerung des Motors für den Schleuder a ritrie.b geschlossen wird. In gleicher Weise muss die Schliessung des Kontaktes zur

Steuerung eines Elektroveritiles in seine offene Stellung, um den Bottich der Maschine zu füllen, vor der Oeffnung des Kontaktes erfolgen, welcher das Anhalten des Mikromotors zur. Betätigung des Programmschalters bewirkt. Dieses Anhalten muss jeweils nur am Ende jedes Vorschubschrittes erfolgen.

Demgegenüber ist die Steuervorrichtung gemäss der Erfindung gekennzeichnet durch Merkmale, wie sie im kennzeichnenden Teil des Patentanspruches aufgeführt sind.

Man erhält auf diese Weise während der Dauer eines jeden Vorschubschrittes der Nocken zwei bestimmte Perioden mit rascher Umdrehung dieser Nocken, getrennt von einer Halteperiode, deren Dauer mindestens gleich jeder der beiden anderen Perioden ist.

Die Erfindung ermöglicht somit die Schaffung einer Steuervorrichtung, die bei jedem Vorschubschritt der Schaltnocken bei gleichzeitiger Steuerung der beschleunigten Drehung dieser Nocken in absolut sicherer Weise die Betätigung bestimmter Kontakte vor anderen ermöglicht. Die beschleunigte Drehung der Schaltnocken gestattet die Dauer jedes Schaltvorganges der Kontakte auf beispielsweise weniger als 0,2 Sekunden herabzusetzen und dadurch die radioelektrischen Störungen durch diese Schaltungen zu vermindern und damit den allgemeinen Normforderungen zu entsprechen. Die Möglichkeit einer Betätigung bestimmter Kontakte vor anderen, wie es vorstehend erwähnt ist, erhöht die Funktionssicherheit der Steuervorrichtung und damit beispielsweise des elektrischen Haushaltsgerätes, welches diese Steuervorrichtung steuern soll.

-A-

In der beigefügten Zeichnung ist beispielsweise eine Ausführungsform der Erfindung dargestellt.

Figur 1 zeigt schematisch -ita perspektivischer Ansicht diese Ausführung.

Figur 2 zeigt graphisch die verschiedenen Funktionsphasen dieser Ausführungsform.

Wie in Figur 1 dargestellt ist, besitzt die Steuervorrichtung Nocken, beispielsweise 1, 2 usw., die drehfest auf einer Welle 3 sitzen und die Schaltung entsprechender elektrischer Schalter 1a, 2a usw. steuern. Diese Nocken sind mechanisch mit einem elektrischen Mikromotor M über ein Untersetzungsgetriebe verbunden. Dieses Untersetzungsgetriebe besitzt in seinem ersten Teil ein Zahnritzel 4, welches drehfest auf der Motorwelle sitzt und in Eingriff mit einem Zahnrad 5 steht, das fest an einer Nocke 6 sitzt. Alle beide sind drehfest auf einer Welle 7 angeordnet. Die Nocke 6 hat eine einzige Kerbe 6a, in welche in der Ruhestellung beim Halt die erste Nase 8a eines Schwenkhebels 8 eingreift, dessen zweite Nase 8b einen elektrischen Kontakt 8c zur Steuerung der Drehung des Motors M betätigt. Ein zweiter Schalter 8d ist parallel zu dem ersten Schalter 8c geschaltet. Er ist beispielsweise betätigbar mittels einer Steuernocke, die auf der Zeichnung nicht dargestellt ist.

Das Untersetzungsgetriebe besitzt einen zweiten Teil mit einem Satellitenzahnrad 9, welches drehbar auf einem Exzenter 10 gelagert ist, der fest auf der Welle 7 sitzt. Dieses Satellitenzahnrad 9 trägt einen Zapfen 13, welcher in ein Langloch 11 in einer Platine 12 ein-

greift, in der die Welle 7 drehbar gelagert ist. Dieses Langloch 11 ist in Richtung auf diese Welle 7 ausgerichtet. Auf diese Weise wird das Satellitenzahnrad 9 durch den Zapfen 13 am Drehen-gehindert, kann jedoch um den Exzenter 10 schwingen.

Die Zahnung des Satellitenzahnrades 9 greift ständig in eine Planetenkrone 15 mit innerer Verzahnung ein, die fest mit einem Abtriebsrad 14 verbunden und um das Satellitenzahnrad 9 koaxial zu dem Abtriebszahnrad 14 angeordnet ist. Dieses ist selbst drehbar auf einem Teil der Welle 7 gelagert. Bei diesem Ausführungsbeispiel besitzt das Satellitenzahnrad 9 zwölf Zähne und die Zahnkrone 15 fünfzehn Zähne. Auf diese Weise entspricht jede Umdrehung der Welle 7 einer fünftel Umdrehung der Planetenzahnkrone 15 und des Abtriebsrades 14 .

Der zweite Teil des Untersetzungsgetriebes ist in der Weise ausgebildet, dass das Abtriebsrad 14 dieses Teiles mit einer nicht-konstanten Geschwindigkeit dreht. Wie in der Grafik in Figur 2 dargestellt ist, durchläuft die Drehgeschwindigkeit des Abtriebsrades 14 nacheinander eine Phase I, während welcher diese Geschwindigkeit rasch anwächst, dann eine Phase II, während welcher diese Geschwindigkeit langsam bis zur Erreichung ihres Maximums anwächst, bevor sie langsam wieder abnimmt, hierauf eine Phase III, während welcher diese Geschwindigkeit rasch bis auf Null abnimmt, und schlies suche eine Phase IV, während welcher diese Geschwindigkeit auf Null bleibt bis zur nachfolgenden Phase I usw.

Das Untersetzungsgetriebe besitzt einen dritten Teil,

welcher das Abtriebsrad 14 mit der Welle 3 verbindet. Dieser Teil besteht aus den Zahnrädern 18, 19 und 20, von denen das letztere drehfest auf der Welle 3 sitzt. Bei diesem Ausführungsbeispiei ist die Anzahl der Zähne der Zahnräder 14, 18, 19 und 20 in der Weise gewählt, dass bei einer fünftel Umdrehung des Abtriebsrades 14 (um 72") die Nocken 1 und 2 um einen Winkel von G* verdrehen, was dem Wert eines Vorschubschrittes entspricht. Die Umdrehungsgeschwindigkeit des Motors M ist so gewählt, dass dieser Vorschubschritt von 6" in 0,75 Sekunden bei diesem Ausführungsbeispiel erfolgt.

In Ruhestellung zwischen zwei Vorschubschritten der Schaltnocken 1, 2 usw. ist die Steuervorrichtung angehalten. Die erste Nase 8a des Schwenkhebels θ greift in die Kerbe 6a der Nocke B ein und die Kontakte 8c und 8d sind offen, so dass der Motor M nicht mehr gespeist wird (Figur 1 ) .

In dem Moment, wo der Schalter 8d von seiner Steuernocke geschlossen wird, um einen Vorschubschritt zu bewirken, dreht der Motor M in Richtung des Pfeiles 25 und verdreht damit die Nocke 6 und die Welle 7. Das Anheben der ersten Nase 8a auf das höhere Niveau der Nocke 6 bewirkt das Anheben der zweiten Nase 8b, welche den Kontakt 8c schliesst und dadurch die Drehung des Motors M bewirkt, selbst nach einer späteren Oeffnung des Kontaktes 8d am Ende des Vorschubschrittes.

_Die gegenseitige Verkeilung des Abtriebsrades 14 und der Nocken 1, 2 usw. ist so ausgeführt, dass von dem Augenblick an, wo die Welle 7 dreht, das Abtriebsrad 14 und damit die Nocken 1. 2 usw. eine Drehgeschwindigkeit aufweisen, die nacheinander (Figur 2) die zweite Hälfte

einer raschen Phase II, dann eine Verlangsamungsphase III. hierauf eine Phase IV, während welcher sie Null ist, und schliesslich eine Beschleunigungsphase I sowie die erste Hälfte einer raschen Phase II durchläuft. Zu diesem Zeitpunkt hat die Welle 7 sowie die Nocke 6 eine Umdrehung ausgeführt und die erste Nase 8a greift wieder in die Ausnehmung 6a ein. Der Schalter 8c öffnet sich und der Motor M hält an. Der Vorschub eines Schrittes ρ der Nocken 1, 2 usw. ist damit beendet (Figur 2).

Bei diesem Ausführungsbeispiel, wobei ein Vorschubschritt von 6* in 0,75 Sekunden erfolgt, besitzen die zweite Hälfte einer raschen Phase II und die Verlangsamungsphase III, welche darauf folgt, zusammen eine Dauer von weniger als 0,2 Sekunden, während welcher bestimmte Nocken I usw. durch Verdrehung um einen Halbschritt von 3* eine erste Gruppe von Kontakten 1a usw. betätigen. In gleicher Weise haben die Beschleunigungsphase I und die erste Hälfte der raschen Phase II. welche folgt, zusammen eine Dauer von weniger als 0,2 Sekunden, während welcher bestimmte andere Nocken 2 usw. durch Drehung um einen Halbschritt von 3* eine zweite Gruppe von Kontakten 2a usw. betätigen. Es besteht eine leichte WinkelverSchiebung zwischen den Niveauänderungen der Nocken, welche die erste Gruppe von Kontakten 1a usw. betätigen, und den Niveauänderungen der anderen Nocken, welche die zweite Gruppe von Kontakten 2a usw. betätigen, was diese Kontaktbetätigung in zwei Schritten ermöglicht.

Die beiden Perioden rascher Umdrehung der Nocken 1, 2 sind voneinander getrennt durch eine Halteperiode, welche einer Phase IV entspricht, während welcher die

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Geschwindigkeit Null ist. Die Phase IV hat eine Dauer von über 0,35 Sekunden (Figur Z). Diese Halteperiode gewährleistet die Funktionssicherheit der Steuervorrichtung, weil sie bewirkt,-dass die erste Gruppe von Kontakten 1a usw. Ordnungsgemäss betätigt wird vor der zweiten Gruppe von Kontakten 2a usw. Weil jede Periode rascher Umdrehung weniger als 0,2 Sekunden dauert, entspricht die Steuervorrichtung darüberhinaus den Normen bezüglich radioelektrischer Störungen.

Bei einer anderen Ausführungsform, die nicht auf der Zeichnung dargestellt ist, ist das Satelliten-Planetenrad-System 9-10-11-13-15 der in Figur 1 und 2 dargestellten Ausführungsform ersetzt durch ein Malteserkreuz-System. Dabei wird das Malteserkreuz von dem Abtriebsrad 14 getragen, welches dabei nicht mehr koaxial zu der Welle 7 sondern auf einer Welle parallel hierzu angeordnet ist. Der Zapfen, welcher in das Malteserkreuz eingreift, wird von der Welle 7 getragen und die Verkeilung ist so ausgeführt, dass bei dem Halt zwischen zwei aufeinanderfolgenden Vorschubschritten der Zapfen seine am weitesten vorgeschobene Arbeitsstellung in einer Nut des Malteserkreuzes einnimmt. Bei dieser Ausführung ist die Kurve der Geschwindigkeitsveränderung V des Abtriebsrades 14 in Abhängigkeit von der Zeit T ähnlich derjenigen, wie sie in Figur 2 dargestellt ist.

Claims (1)

1. -i-

   PATENTANSPRt)CH

   Steuervorrichtung, insbesondere für Programmschalter in elektrischen Haushaltsgeräten, mit eine Mehrzahl elektrischer Kontakte (1a,2a) steuernden Nocken (1,2), die von einem Clektromotor (M) über ein Untersetzungsgetriebe verdrehbar sind, und mit Einrichtungen zur Beschleunigung der Drehung dieser Nocken bei jedem ihrer Vorschubschritte, dadurch gokennzpichnet, dass wenigstens ein Teil des Untersetzungsgetriebes in der Weise ausgebildet ist, dass dessen Abtriebsrad (14) mit nicht-konstanter Gp οchwindigkeit dreht und hierbei nacheinander eine Phase I durchläuft, während welcher diese Geschwindigkeit rasch anwächst, dann eine Phase II, während welcher diese Geschwindigkeit langsam bis zu ihrem Maximum anwächst, bevor sie langsam wieder abnimmt, hierauf eine Phase III, während welcher diese Geschwindigkeit rasch bis auf Null abnimmt, und schliesslich eine Phase IV, während welcher diese Geschwindigkeit auf Null bleibt bis zur nachfolgenden Phase I usw., und dass die winkelmässige Verkeilung des Antriebsrades (14) und der Nocken (1,2) zueinander so ausgeführt ist, dass während jedem Nockenvorschubschritt das Antriebsrad und damit die Nocken eine Drehgeschwindigkeit aufweisen, die nacheinander die zweite Hälfte einer raschen Phase II, dann eine Verlangsamung spha se III, hierauf eine Phase IV, während welcher sie Null ist, und schliesslich fine Be
   schleunigungsphase I sowie die erste Hälfte einer raschen Phase II durchläuft. -