DE3502677A1

DE3502677A1 - Zeitsteuerantriebsmechanismus mit erweitertem zeitintervall

Info

Publication number: DE3502677A1
Application number: DE19853502677
Authority: DE
Inventors: Guy A. Franklin Park Ill. Wojtanek
Original assignee: Singer Co
Current assignee: Eaton Corp
Priority date: 1984-07-02
Filing date: 1985-01-26
Publication date: 1986-01-09
Also published as: IT8520635A0; FR2566936A1; US4500212A; CA1250875A; JPS6124119A; AU3793585A; IT1218470B; AU580977B2

Description

W.29546/85 20/Ke -^f -

The Singer Company, Stamford, Connecticut (V.St.A.)

Zeitsteuerantriebsmechanismus mit erweitertem Zeitintervall.

Die Erfindung bezieht sich auf Programm-Zeitsteuer-Geräte und insbesondere auf einen Antriebsmechanismus für einen derartigen Timer, welcher die Fähigkeit besitzt, Langzeitintervalle an ausgewählten Stellen im Programm vorzusehen.

Programm-Zeitsteuer-Geräte als solche werden beispielsweise in Waschmaschinen, Geschirrspülern oder anderen Geräten verwendet, wobei im allgemeinen eine Nokkentrommel oder -scheibe mit einer Reihenfolgesteuerung stufenweise bei zeitlich gesteuerten Zeitintervallen vorbewegt wird. Die Steuernockentrommel oder -scheibe weist verschiedene Nocken auf, um die Programmfunktionsschalter weiter/zu/schalten. Im allgemeinen beträgt der Winkelschritt der Steuernockentrommel U° bis 7,5°. Demzufolge stehen lediglich 4-8 bis 90 Stufen bei einer vollständigen Umdrehung der Zeitsteuernockenscheibe zur Verfügung, und offensichtlich steht lediglich eine einzige Umdrehung zur Verfügung, da die Programme nach Ablauf einer Umdrehung erneut beginnen.

Es besteht ein steigender Bedarf für verschiedene Programme für unterschiedliche Waschzyklen. Demzufolge wird ein gewisser Druck auf die Konstrukteure von Timern ausgeübt, um mehr Programme innerhalb der 360 -Umdrehung der Zeitsteuernockeneinrichtung unterzubringen. Andererseits besteht die Tendenz, längere Einweich- und Warteperioden oder dergleichen vorzusehen, welche für gewöhnlich eine beträchtliche Anzahl von Stufen in der Zeitsteuer- Weiterschalt-Folge benötigen.

Ein Hauptzweck der vorliegenden Erfindung besteht daher darin, eine Programm-Zeitsteuereinrichtung zu schaffen, welche in der Lage ist, lange Intervalle vorzusehen, wenngleich es immer noch in der Lage sein soll, eine Anzahl von Programmen an den Zeitsteuernocken zu verwirklichen.

Erreicht wird dies durch eine Programm-Zeitsteuer-Einrichtung gemäß den Patentansprüchen.

Das Prinzip der Erfindung beruht darauf, daß eine Programmsteuereinrichtung geschaffen worden ist, die eine Mehrzahl von Zeitsteuernocken aufweist, die an einem sich drehenden Teil angeordnet sind und die Arbeit von Schaltern in einem vorbestimmten Programm betätigen. Gekennzeichnet ist sodann die Zeitsteuereinrichtung gemäß der Erfindung durch einen Ratschenring, der an dem sich drehenden Teil zur gemeinsamen Bewegung mit diesem befestigt ist und eine erste Gruppe von Ratschenzähnen eines ersten größeren Radius und eine zweite Gruppe von Ratschenzähnen mit einem zweiten größeren Radius aufweist, der kleiner ist als der erste Hauptradius. Um den sich drehenden Teil anzutreiben ist eine Antriebsklinke, eine Einrichtung zum zwangsläufigen Vorspannen der Antriebsklinke gegen den Ratschenring und eine Antriebseinrichtung zur linearen Hin- und Herbewegung der Antriebsklinke vorgesehen, wobei diese Bewegung im wesentliehen tangential zum Ratschenring stattfindet. Es ist eine Anhebeeinrichtung vorgesehen, die gegen die Kraft der Vorspanneinrichtung wirkt, um die Antriebsklinke intermittierend vom Zentrum des sich drehenden Teils weg anzuheben, und zwar auf einen Pegel, der zwischen dem zweiten Hauptradius und dem ersten Hauptradius liegt, so daß die Antriebsklinke nicht mit der zweiten Gruppe der Ratschenzähne in Eingriff treten kann, wohl aber mit der ersten Gruppe der Ratschenzähne, wenn sie auf diese Art und Weise angehoben worden ist.

Nach einem besonderen Merkmal der vorliegenden Erfindung ist der Anhebemechanismus mit einem Klinke^nhebeteil ausgestattet, der so ausgebildet und angeordnet ist, um mit der Antriebsklinke in Gegenwirkung zur Vorspanneinrichtung in Eingriff zu treten, und weiterhin ist eine Antriebseinrichtung vorgesehen, welche in Synchronismus

mit der Antriebseinrichtung zur intermittierenden Betätigung des Klinkenanhebeteils arbeitet.

Die Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnung beispielsweise erläutert.

Fig. 1 ist eine Draufsicht durch die Vorderplatte

einer Programm-Zeitsteuer-Einrichtung gemäß der Erfindung und zeigt den Antriebsmechanismus, wobei der Anhebemechanismus in seiner unwirksamen Stellung gezeigt ist.

Fig· 2 ist eine zur Fig. 1 entsprechende Darstellung, die jedoch den Anhebemechanismus in seiner Arbeitslage zeigt.

Fig. 3 ist eine mit Einzelheiten angereicherte Querschnittsansicht gemäß 3-3 in Fig. 1.

Fig. 4- ist eine mit Einzelheiten versehene Querschnittsansicht nach Ii.-i in Fig. 1.

Fig. 1 zeigt die wesentlichen Teile einer Programm-Zeitsteuer-Sinrichtung, um die vorliegende Erfindung erläutern zu können. Eine Programm-Zeitsteuer-Einrichtung weist eine Mehrzahl von Zeitsteuernockenzähnen auf, die an einem sich drehenden Teil zur Steuerung der Arbeitsweise von Schaltern 12 in einem vorbestimmten Programm dienen. Der sich drehende Teil ist eine hohle Nockentrommel, die manchmal als Monoblock bezeichnet wird, welehe drehbar zwischen einer nicht gezeigten hinteren Platte und einer Vorderplatte 14- gelagert ist, die in unterbrochenen Linien gezeigt ist. Einzelheiten des Monoblocks im Zusammenhang mit den Zeitsteuernockenzähnen und den Schaltern 12 sind bestens bekannt. Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf den Mechanismus zum Antreiben des Monoblocks und insbesondere auf die Probleme, die Antriebszeitintervalle an ausgewählten Winkelstellungen des Monoblocks zu erweitern. Demzufolge ist ein Ratschenring 16 am Monoblock vorgesehen. Eine Antriebsklinke 18 ist arbeitsmäßig

dem Ratschenring 16 zugeordnet, um den Monoblock stufenweise anzutreiben. Die Antriebsenergiequelle ist ein Motor 20, welcher an einem Rahmen 22 montiert ist, der seinerseits an der Vorderplatte 14- befestigt ist. Bei dem Motor 20 handelt es sich üblicherweise um einen Reduktionsmotor mit einer Ausgangswelle. Die Ausgangswelle ist mit einem Antriebsnocken 24. verbunden, welcher zwischen dem Motorgehäuse 22 und der Vorderplatte H angeordnet ist. Der Antriebsnocken 24. ist mit einem Wellenstutzen 26 ausgebildet, welcher zur Drehung innerhalb einer zweckmäßigen Öffnung gelagert ist, die in der Vorderplatte 14· vorgesehen ist. Demzufolge dreht der Motor 20 den Antriebsnocken 24· in Uhrzeigerrichtung bei Blickrichtung gemäß Fig. 1.

Der Antriebsnocken 24- weist eine Scheibe auf, welche mit einem Kanal 28 in seiner einen Stirnfläche ausgebildet ist. Der Kanal 28 formt einen geschlossenen Weg, der das Drehzentrum des Antriebsnockens 24- umgibt und eine innere Wand 30 und eine äußere Wandung 32 aufweist. Die innere Wandung 30 bildet eine erste Nockenfläche für den Antriebshub der Klinke 18 und die äußere Wandung 32 bildet eine zweite Nockenfläche für den Rückkehrhub der Antriebsklinke 18.

Die Antriebsklinke 18 ist mit einem Zapfen 34- ausgebildet, der quer zur Richtung der Hin- und Herbewegung der Antriebsklinke 18 ausgerichtet ist, wobei die Richtung der Hin- und Herbewegung längs der Hauptlängsachse der Antriebsklinke 18 ausgerichtet ist. Der Zapfen 34· wirkt als Nockennachlaufteil und ist so ausgebildet, daß er in den Kanal 28 zwischen der. Wandungen 30 und 32 hineinragt. Die Antriebsklinke 18 ist weiterhin mit einem Führungszapfen 36 an der gegenüberliegenden Seite der Antriebsklinke 18, im Hinblick auf den Nockennachlaufzapfen 34·» ausgebildet. Der Führung s zapf en 36 arbeitet mit einem länglichen Schlitz 38, der in der Vorderplatte 1Λ ausge-

bildet ist,und einem vorstehenden Vorsprung 4-0 zusammen, der an der Vorderplatte ausgebildet worden ist, in dem Material aus der Platte 14- weggeschnitten worden ist, als der Schlitz 38 gebildet wurde, um auf diese Art und Weise die Antriebsklinke 18 bei der Hin- und Herbewegung in einer linearen Richtung in Bewegung zu halten, die im wesentlichen parallel zu ihrer Hauptlängsachse ist. Eine Blattfeder 42, welche bei 4-4- umgelegt ist, damit sie/einem Teil des Motorrahmens 22 gehaltert ist,steht von dem Motorrahmen 22 frei vor und zwar in Richtung auf den Ratschenring 16, um auf diese Art und Weise die Antriebsklinke 18 gegen den Ratschenring 16 federnd vorzuspannen.

Wie dies bei Programm-Zeitsteuer-Einrichtungen üblich ist, müssen einige Einrichtungen vorgesehen sein, um den Monoblock selbst an einer Drehung in der entgegengesetzten Richtung zu hindern, in der er durch die Klinke angetrieben, wird. Demzufolge ist eine Gegenlauf- oder Sperrklinke 46 vorgesehen. Die Klinke 4-6 ist mit einem vergrößerten Vorsprung 4-8 ausgebildet, der eine Öffnung aufweist, die einen Vorsprung umgibt, der an der Unterseite des Antriebsnockens 24. ausgeformt ist. Die Gegenklinke 4-6 ist federnd gegen den Ratschenring durch eine Blattfeder 50 vorgespannt, welche in entsprechender Weise zu der Feder 4-2 von dem Motorrahmen freiweg vorstehend in Richtung auf den Ratschenring ausgebildet ist.

Die vorliegende Erfindung befaßt sich mit dem Problem und bietet eine entsprechende Lösung an, nämlich an ausgewählten Stellen in dem Programm erweiterte Zeitintervalle zwischen aufeinanderfolgenden Weiterbewegungen des Monoblocks vorzusehen. Demzufolge ist der Ratschenring 16 mit zwei Gruppen von Zähnen ausgebildet. Die erste Gruppe von Zähnen hat einen ersten Hauptradius R λ_} während die zweite Gruppe von Zähnen einen kleineren

Hauptradius R 2 hat. Die zweite Gruppe der Ratschenzähne mit dem kleineren Radius sind an dem Ratschenring 16 an Stellen angeordnet, wo erweiterte Zeitintervalle gewünscht sind. Falls keine Störungen auftreten, würde die Antriebsklinke 18 unter der Einwirkung der Vorspannung der Feder 4-2 sich ausreichend weiter in Richtung auf das Zentrum der Drehachse des Monoblocks

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erstrecken,/daß sie mit beiden Gruppen der Zähne des Ratschenringes 16 in Eingriff wäre. Um eine Intervallerweiterung zu bewirken, ist ein Anhebemechanismus vorgesehen, welcher gegen die Wirkung der Feder 4-2 arbeitet, um intermittierend die Klinke 18 vom Drehzentrum des Monoblocks wegzuheben, und zwar auf einen Pegel zwischen den Radien R 1 und R 2, so daß die Antriebsklinke nicht mit der zweiten Gruppe der Zähne in Eingriff treten kann, wohl aber mit der ersten Gruppe der Zähne, wenn sie auf diese Art und Weise angehoben worden ist. Um diesen Anhebevorgang zu bewirken, ist ein Anhebenockenelement vorgesehen. Die eine Seite des Anhebenockenelements 52 ruht an dem Antriebsnocken 24- und überbrückt den Kanal 28, Die andere Seite dieses Elementes 52 ist mit einem kreisförmigen Vorsprung 54- ausgebildet, welcher zur Drehung in einer zweckmäßig ausgestalteten Öffnung 56 in der Frontplatte 14· gelagert ist. Das Anhebeelement 52 ist mit einer abgestuften Nockenfläche 58 ausgebildet und kann ein Malteserkreuzritzel 60 axial verschieben. Das Ritzel 60 arbeitet mit einem Triebstockrad 62 zusammen, welche auf dem Wellenstutzen 26 des Antriebsnopkens 24-ausgebildet ist. Demzufolge arbeiten der Ritzel 60 und der Triebstock 62 so zusammen, um ein Malteserkreuz-Vorschaltmechanismus für das Anhebeelement 52 zu schaffen, so daß für jede vollständige Umdrehung des Antriebsnockens 24-, was einer Hin- und Herbewegung oder einem Hub der Antriebs^klinke 18 entspricht, das Anhebeelement 52 schrittweise über einen Winkelschritt weiterbewegt

wird, welcher dem Abstand zwischen zwei aufeinanderfolgenden Einkerbungen des Ritzels 60 entspricht.

Um den Anhebevorgang zu bewirken, ist ein Klinkenanhebeteil 64. vorgesehen, welches zwischen der Antriebswelle 24· und der Vorderplatte 14· untergebracht ist. Der Klinkenanhebeteil 64. ist mit einer Rippe 66 ausgebildet, welche innenseitig in einen Führungsschlitz 68 paßt, der zu diesem Zweck in der Vorderplatte 14- vorgesehen ist. Der Klinkenanhebeteil 64- ist zwischen einer Nokkenfläche 70, die an der Antriebsklinke 18 ausgebildet ist, und der Nockenfläche 58 des Anhebeelements 52 angeordnet. Der Führungsschlitz 68 stellt sicher, daß der Klinkenanhebeteil 64. lediglich eine lineare Hin- und Herbewegung zwischen der Antriebsklinke 18 und dem Anhebeelement 52 durchführen kann.

Nachfolgend wird die Arbeitsweise der Zeitsteuer-Einrichtung gemäß der Erfindung erläutert. Befindet sich das Anhebeelement 52 in der in Fig. 1 gezeigten Stellung, so ist der Klinkenanhebeteil 64- in der Nähe der Nockenfläche 58 mit dem kleineren Radius. Demzufolge kann die Blattfeder 4-2 die Antriebsklinke 18 in Eingriff mit einem Zahn mit dem kleineren oder dem größeren Radius bringen, was von der Winkelstellung des Monoblocks abhängt, in jedem Falle wird der Monoblock weitergeschaltet. Nach diesem Hub der Antrie.bsklinke 18 wird das Änhebeelement 52 jedoch weitergeschaltet, und zwar in eine Stellung, in welcher die Nockenfläche 58 den Klinkenanhebeteil 64. gegen die Nockenfläche 70 der Antriebsklinke 80 bewegt, um,die Antriebsklinke 18" entgegen der Wirkung der Kraft zu bewegen, die auf diese durch die Blattfeder 52, und zwar vom Zentrum des Monoblocks weg, ausgeübt wird, so daß die Antriebsfläche der Antriebsklinke 18 sich auf einem Pegel zwischen den beiden Radien R 2 und R 1 befindet. Demzufolge kann die Antriebsklinke 18 unter diesen Bedingungen bei diesem Hub (Fig. 2) nicht mit den

Zähnen des kleineren Radius in Eingriff treten. Jedoch kann sie mit den Zähnen des größeren Radius in Eingriff treten, falls der Monoblock entsprechend winkelmäßig ausgerichtet ist. Unabhängig von der Winkelstellung des Anhebeelements 52 kann die Antriebsklinke 18 demzufolge immer mit einem der Zähne mit größerem Radius in Eingriff treten. Wenn jedoch die Antriebsklinke einem Zahn mit kleinerem Radius gegenüberliegt, kann sie nicht mit diesem Zahn in Eingriff treten, wenn der Klinkenanhebeteil 64· in einem bereich mit dem kleineren Radius der Nockenfläche 58 zurückgezogen ist. Wie in den Figuren erläutert, ist die Nockenfläche 58 so ausgestaltet, daß sie einen Bereich mit einem großen Radius für zwei von drei Hüben der Antriebsklinke 18 aufweist, so daß im Bereich mit erweitertem Zeitintervall der Zähne des Ratschenrings 16 mit dem kleineren Radius, der Monoblock lediglich bei jedem dritten Hub der Antriebsklinke 18 vorbewegt wird. Es ist selbstverständlich, daß auch andere Verhältnisse gemäß der Erfindung verwendet werden können.

Die Nockenfläche 70 der Antriebsklinke 18 ist so ausgestaltet, daß der richtige Zwischenraum zwischen der Spitze der Antriebsklinke 18 und dem kleineren Radius R beibehalten wird. Diese Kontur ermöglicht außerdem eine Entlastung gegen die Wirkung des Klinkenanhebeteils 6/+, wenn die Antriebsklinke 18 mit einem Zahn im Eingriff ist.

Der vorerläuterte Mechanismus weist eine Anzahl von Vorteilen auf. Beispielsweise benötigt dieser Mechanismus als zusätzlichen Teil lediglich das Anhebeelement 52 und den Klinkenanhebeteil 64.» wobei selbstverständlich der Ratschenring 16 eine spezielle Ausgestaltung braucht, um eine Zeitsteuer-Einrichtung zu schaffen, die einen erweiterten Zeitbereich aufweist. Es sind keine zusätzlichen Federn erforderlich, weil die vorhandene Blattfeder L_r7._/

welche über die Antriebsklinke 18 wirksam ist, eingesetzt wird. Auf diese Art und Weise können die Herstellungskosten herabgesetzt werden.

Die Erfindung ist lediglich beispielsweise beschrie-

j τ. · · tr τ_Ί4.ι· -λ. Genferkreuzben worden, wobei ein Vorschaltmechanismus mit einem/ oder Malteserkreuzrad beschrieben worden ist. Selbstverständlich können andere Antriebe eingesetzt werden, um beispielsweise eine noch größere Ausweitung des Zeitintervalls zu erhalten.

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Claims

KÖHLER GLAESER KRESSIN Patentanwälte · European Patent Attorneys HAMBURG DIPL.-ING. J. GLAESER MÖNCHEN DR. H.-R. KRESSIN DR. E. WIEGAND (1932-1980) DIPL-ING. W. NIEMANN (1937-1982) DR. M. KÖHLER (1965-1984) KDNIGSTRASSE 28 D-2000 HAMBURG 50 TELEFON (040) 381233 TELEGRAMME: KARPATENT TELEX 212979 KARP D TELEFAX (040) 3809288 25. Januar 19 85 W. 29546/85 20/Ne Patentansprüche

1.JProgramm-Zeitsteuer-Einrichtung mit einer Mehrzahl von Zeitsteuernocken, die an einem sich drehenden Teil angeordnet sind und die Arbeitsweise von Schaltern innerhalb eines vorbestimmten Programmes steuern, gekennzeichnet durch

einen Ratschenring (10), der an dem sich drehenden Teil (16) zur gemeinsamen Bewegung befestigt ist, wobei der Ratschenring eine erste Gruppe von Zähnen mit einem ersten Hauptradius und eine zweite Gruppe von Zähnen mit einem zweiten Hauptradius aufweist, wobei der zweite Hauptradius kleiner als der erste ist, eine Antriebsklinke (18),

eine Einrichtung zum federnden Vorspannen der Antriebsklinke (18) gegen den Ratschenring (16),

eine Antriebseinrichtung zur linearen Hin- und Herbewegung der Ratschenklinke in im wesentlichen tangentialer Richtung sum Ratschenring, und

eine Anhebeeinrichtung, welche gegen die Kraft der Vorspanneinrichtung zur intermittierenden Anhebung der

Ratschenklinke (18) vom Zentrum des sich drehenden Teils (10) weg auf einen Pegel wirkt, der zwischen dem zweiten und dem ersten Hauptradius liegt, so daß die Antriebsklinke (18) nicht mit der zweiten Gruppe der Ratschenc zähne, wohl aber mit der ersten Gruppe der Ratschenzähne in Eingriff bringbar ist, wenn sie auf diese Art und Weise angehoben ist.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Anhebeeinrichtung weiterhin einen Klinkenanhebe-

j_0 teil (64.) aufweist, der so angeordnet und ausgebildet ist, daß er mit der Klinke (18) gegen die Wirkung der Vorspanneinrichtung in Eingriff bringbar ist und ferner einen Antrieb aufweist, der in Synchronismus mit der Antriebseinrichtung zur intermittierenden Betätigung des

j_5 Klinkenanhebeteils (64.) arbeitet.

3. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebseinrichtung einen Nocken aufweist, der mit der Antriebseinrichtung gekuppelt ist ,und daß der Klinkenanhebeteil (64·) zwisehen de_r Nockeneinrichtung und der Antriebsklinke angeordnet ist.

4·. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebseinrichtung weiterhin eine sich kontinuierlich drehende Welle (26) aufweist, wobei 5 die Antriebseinrichtung ein erstes Zahnrad aufweist, welches an der Welle zur gemeinsamen Drehung befestigt ist, und ein zweites Zahnrad vorhanden ist, welches mit dem ersten Zahnrad gekuppelt ist und die Nockeneinrichtung antreibt.

5. Einrichtung nach Anspruch 4-» dadurch gekennzeichnet, daß die ersten und zweiten Ritzel zusammen einen Genfer-kreuzvorschaltemechanismus bilden, der so angeordnet ist, um die Nockeneinrichtung einmal für jeden Hin- und Herbewegungsvorgang der Antriebsklinke weiterzuschalten.

6. Einrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Nockeneinrichtung eine Nockenfläche aufweist, sie so ausgestaltet ist, um den Klinkenanhebeteil für zwei aufeinanderfolgende Hin- und Herbewegungsvorgänge der Antriebsklinke für jeweils drei aufeinanderfolgende Hin- und Herbewegungsvorgänge zu betätigen.

7. Einrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Anhebemechanismus eine Einrichtung zur Führung des Klinkenanhebeteils zwecks linearer Hin- und Herbewegung zwischen der Antriebsklinke und der Nockeneinrichtung aufweist.