DE4217753A1

DE4217753A1 - Programmschaltwerk

Info

Publication number: DE4217753A1
Application number: DE19924217753
Authority: DE
Inventors: Bertram Dipl Ing Schmid; Juergen Dipl Ing Graf
Original assignee: AKO Werke GmbH and Co KG
Current assignee: Diehl AKO Stiftung and Co KG
Priority date: 1992-05-29
Filing date: 1992-05-29
Publication date: 1993-12-02

Description

Die Erfindung betrifft ein Programmschaltwerk mit einer Antriebsverzahnung der Reversiertrommel bzw. der Vorsteuerscheibe (Steuerverzahnung) und einer Antriebsverzahnung der Programmtrommel (Programmverzahnung), wobei die Antriebsverzahnungen schrittweise durch den Hub einer Klinke fortschaltbar sind und die Steuerverzahnung wenigstens eine tiefe Zahnlücke (Steuerlücke) aufweist und zur Erzeugung einer Grundschrittzeit die Klinke jeweils beim Eingriff in die Steuerlücke die Programmverzahnung um einen Schritt fortschaltet, und mit einer Einrichtung zur Verlängerung der Grundschrittzeit.

Bei Waschmaschinen oder Wäschetrocknern, bei denen die Wäschetrommel in gegensinnigen Drehrichtungen antreibbar ist, ist zur Steuerung die Reversiertrommel vorgesehen. Bei Geschirrspülern ist eine entsprechende Vorsteuerscheibe angeordnet.

Ein Programmschaltwerk der eingangs genannten Art ist in der DE-PS 20 40 464 beschrieben. Als Einrichtung zur Verlängerung der Grundschrittzeit ist eine Schwinge an der Reversiertrommel, mit der eine tiefe Zahnlücke der Antriebsverzahnung der Reversiertrommel (Steuerverzahnung) abdeckbar ist. Gesteuert wird die Schwinge von wenigstens einem Nocken der Programmtrommel. Beträgt beispielsweise die Grundschrittzeit zwei Minuten und hat die Reversiertrommel zwei tiefe Zahnlücken, dann kann mittels der Schwinge die eine tiefe Zahnlücke abgedeckt werden, so daß sich eine Verdopplung der Grundschrittzeit auf vier Minuten ergibt. Es ist auch bei entsprechender Anordnung der Zahnlücken und der Schwingen eine weitere Vervielfachung, beispielsweise bis zur Verfünffachung der Grundschrittzeit möglich. Allerdings sind bei diesem System die Wahlmöglichkeiten begrenzt. Denn mindestens eine tiefe Zahnlücke darf nicht durch eine Schwinge abgedeckt sein, damit die Programmtrommel spätestens bei dieser tiefen Zahnlücke weitergeschaltet wird. Dies hat zur Folge, daß dann, wenn an sich eine verlängerte Grundschrittzeit gewünscht ist, aber als nächste tiefe Zahnlücke die Zahnlücke folgt, die nicht abdeckbar ist, kann dieser Schritt nicht mit verlängerter Grundschrittzeit durchgeführt werden. Im übrigen ist der konstruktive Aufbau mehrerer Schwingen und der ihnen zugeordneten Nocken aufwendig.

In der DE-PS 20 40 464 ist auch eine Zeitdehnungsvorrichtung beschrieben. Bei dieser ist die Antriebsverzahnung der Programmtrommel unterbrochen. Es ist ein Zeitdehnungsring vorgesehen, der eine Verzahnung auf dem gleichen Niveau wie die Antriebsverzahnung der Programmtrommel im Bereich der Unterbrechung der Antriebsverzahnung der Programmtrommel aufweist. Es wird dann bei einer tiefen Zahnlücke der Antriebsverzahnung der Reversiertrommel statt der Programmtrommel der Zeitdehnungsring jeweils um einen Schritt fortgeschaltet. Die Programmtrommel bleibt stehen, bis ein Anschlag des Zeitdehnungsringes an die Programmtrommel schlägt und diese fortschaltet. Danach bleibt dann der Zeitdehnungsring solange stehen, bis die Programmtrommel die gleiche Anzahl von Schritten durchgeführt hat, wie vorher der Zeitdehnungsring. Erst dann ist er wieder synchronisiert und kann für einen weiteren Langzeitschritt wirksam werden. Es ist also nicht möglich, zwei Langzeitschritte mit einem Zeitdehnring direkt nacheinander durchzuführen.

Mit der Zeitdehnungsvorrichtung lassen sich Langzeitschritte durchführen, deren Dauer wesentlich länger als die Grundschrittzeit ist. Beispielsweise läßt sich mit der Zeitdehnungsvorrichtung ein Langzeitschritt durchführen, der das 58fache der Schrittzeit der Programmtrommel beträgt.

In der DE 36 07 953 C2 ist ein Programmschaltwerk mit einem Zeitdehnring (Mehrzeitenring) für Langzeitschritte beschrieben. Um den Mehrzeitenring nach einem Langzeitschritt schnell und leicht in die Ausgangsstellung zu bringen, ist ein Schubring vorgesehen, der mit der Reversiertrommel von der Klinke antreibbar ist. Der Schubring bringt den Mehrzeitenring bezüglich der Programmtrommel in seine Ausgangsstellung. Der Schubring und seine Kopplung bedingen einen entsprechenden Bauaufwand. Um verschieden lang dauernde Langzeitschritte ausführen zu können, sind Zeitdehnungsschwingen vorgesehen. Auch diese führen zu einem zusätzlichen Bauaufwand.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Programmschaltwerk der eingangs genannten Art vorzuschlagen, bei dem, wenn dies gewünscht ist, bei jeder tiefen Zahnlücke der Reversiertrommel bzw. Vorsteuerscheibe eine verlängerte Grundschrittzeit mit geringem Bauaufwand eingeleitet werden kann.

Erfindungsgemäß ist obige Aufgabe bei einem Programmschaltwerk der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß zur Verlängerung der Grundschrittzeit ein Zeitring mit einer von der Klinke antreibbaren, der Steuerverzahnung entsprechenden Antriebsverzahnung (Zeitringverzahnung) vorgesehen ist, die wenigstens eine tiefe Zahnlücke (Zeitringlücke) aufweist, welche geringfügig breiter als der Hub der Klinke ist und in welcher eine Fortschaltflanke besteht, daß zwischen am Umfang aufeinanderfolgenden Zeitringlücken mindestens ein Zahn mehr als zwischen Steuerlücken vorgesehen ist und daß die Programmverzahnung mindestens eine tiefe Zahnlücke (Programmlücke) aufweist, um den Zeitring zu starten.

Durch die Erfindung ist es möglich, mit dem Zeitring als einzigen zusätzlichen Bauteil verschiedene Vervielfältigungen der Grundschrittzeit zu erreichen. Schwingen sind hierzu nicht erforderlich.

Ein weiterer Vorteil besteht auch darin, daß bei jeder Steuerlücke eine Grundschrittzeitverlängerung wirksam werden kann. Es ist also an jeder Steuerlücke die verlängerte Grundschrittzeit anwählbar. Günstig ist darüber hinaus, daß die maximale Grundschrittzeit nicht durch einen Umlauf der Reversiertrommel begrenzt ist, sondern daß die maximal erreichbare, verlängerte Grundschrittzeit auch mehr als einen ganzen Umlauf der Reversiertrommel entsprechen kann, z. B. 1,5-, 2-, 3facher Umlauf. Dies ist beim Stand der Technik nicht möglich.

Der Zeitring braucht nicht zurückgestellt oder besonders synchronisiert zu werden. Er nimmt nach jedem Einsatz automatisch die richtige Startstellung ein.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist um Langzeitschritte der Programmtrommel zu verwirklichen, zusätzlich ein oder mehrere an sich bekannte Zeitdehnungsringe vorgesehen. Vorzugsweise ist in Ausgestaltung der Erfindung der Zeitdehnungsring so gestaltet, wie dies in weiteren Unteransprüchen und der Beschreibung angegeben ist.

Insgesamt ist durch die Erfindung ein Programmschaltwerk geschaffen, das mit baulich vergleichsweise einfachen Mitteln eine große Variabilität der Programmschrittzeiten ermöglicht. Eine solche Variabilität ist günstig, da von den Verwendern der Programmschaltwerke, d. h. den Herstellern der durch die Programmschaltwerke gesteuerten Maschinen, in einem weiten Rahmen unterschiedliche Ablaufzeiten für die Programmschritte gefordert werden, wobei auf dem Aufbau der Programmschaltwerke beruhende Beschränkungen der möglichen Programmschrittzeiten ungern in Kauf genommen werden.

Die folgende Beschreibung und die Figuren zeigen Ausführungsbeispiele, wobei zur Vereinfachung der Darstellung von gewissen Verzahnungsverhältnissen Ausgegangen ist. Wichtig ist, daß die Verzahnungsverhältnisse ohne aufwendige Sonderkonstruktionen leicht den unterschiedlichsten Forderungen hinsichtlich der Programmschrittzeiten angepaßt werden können.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich auch aus der folgenden Beschreibung und der Zeichnung. In dieser zeigen:

Fig. 1 ein Programmschaltwerk im Teil-Längsschnitt,

Fig. 2 eine gegenüber Fig. 1 verkleinerte Ansicht längs der Linie II-II nach Fig. 1,

Fig. 3 eine Ansicht in Richtung der Linie III-III nach Fig. 1 mit Zeitring - ohne Zeitdehnungsringe -, wobei der Beginn einer vervielfachten, im Beispielsfalle verdoppelten, Grundschrittzeit gezeigt ist,

Fig. 4 eine Darstellung entsprechend Fig. 3, wobei der Zeitring etwa in der Mitte der Zeitdauer der vervielfachten Grundschrittzeit steht und

Fig. 5 eine den Fig. 3 und 4 entsprechende Darstellung mit dem Zeitring gegen Ende der vervielfachten Grundschrittzeit.

Ein Programmschaltwerk weist eine Reversiertrommel bzw. Vorsteuerscheibe (1) und eine Programmtrommel (2) auf. Diese sind an einer gemeinsamen Längsachse (3) unabhängig voneinander drehbar gelagert.

Die Reversiertrommel (1) weist eine Antriebsverzahnung (Steuerverzahnung) (4) auf. Deren Zähne haben einen Fußkreisdurchmesser (D5) und einen Kopfkreisdurchmesser (D7), bezogen auf die Längsachse (3). Beispielsweise (vgl. Fig. 2) sind am Umfang der Steuerverzahnung (4) achtundvierzig Zähne vorgesehen. Die Steuerverzahnung (4) weist an ihrem Umfang tiefe Zahnlücken (Steuerlücken) (5) auf, deren Grund auf einem Durchmesser (D8) liegt. Am Umfang der Antriebsverzahnung (4) sind die Steuerlücken (5) gleich verteilt, so daß beispielsweise (vgl. Fig. 2) am Umfang vier Steuerlücken (5) vorgesehen sind, wobei zwischen den Steuerlücken (5) im Beispielsfall jeweils zwölf Zähne stehen.

Die Programmtrommel (2) ist mit einer Antriebsverzahnung (Programmverzahnung) (6) versehen. Die Zähne der Programmverzahnung (6) liegen auf einem Kopfkreisdurchmesser (D9), der kleiner ist als der Fußkreisdurchmesser (D5) und auf einem Fußkreisdurchmesser (D4), der größer ist als der Durchmesser (D2), also auf einem mittleren Niveau. Die Programmverzahnung (6) weist wenigstens eine tiefe Zahnlücke (7) auf, deren Fußkreisdurchmesser etwa (D8) gleich ist. In den Fig. 3 bis 5 sind die Fußkreisdurchmesser der Steuerlücken (5) und der Programmlücken (7) nur zum Zwecke der Übersichtlichkeit unterschiedlich dargestellt.

Programmlücken (7) sind am Umfang der Programmtrommel (2) an den Stellen vorgesehen, an denen eine verlängerte Grundschrittzeit gewünscht ist.

Zum Antrieb der Steuerverzahnung (4) und der Programmverzahnung (6) sowie der weiter unten näher beschriebenen Verzahnungen ist eine Klinke (10) vorgesehen. Diese wird in bekannter Weise mittels eines nicht näher dargestellten Exzentergetriebes kontinuierlich um den Hub (H) bewegt.

Die Klinke (10) treibt die Reversiertrommel (1) an. Sie treibt auch die Programmtrommel (2) an, wenn sie in deren Programmverzahnung (6) einfallen kann.

Ein um die Längsachse (3) drehbarer Zeitring (11) weist eine der Steuerverzahnung (4) entsprechende Antriebsverzahnung (Zeitringverzahnung) (12) auf. Deren Kopfkreisdurchmesser (D6) ist etwa dem Durchmesser (D7) gleich und deren Fußkreisdurchmesser entspricht dem Fußkreisdurchmesser (D5). Die Zeitringverzahnung (12) weist wenigstens eine tiefe Zahnlücke (Zeitringlücke) (13) auf.

Im Beispielsfall der Fig. 2 sind am Umfang der Steuerverzahnung (4) vier Steuerlücken (5) vorgesehen. Am Umfang der Zeitringverzahnung (12) sind drei Zeitringlücken (13) gleichverteilt vorgesehen. Dies führt beim Wirksamwerden des Zeitrings (11) zu einer Verdoppelung der Grundschrittzeit. Zwischen den Zeitringlücken (13) sind sechzehn Zähne vorgesehen, wogegen zwischen den Steuerlücken (5) zwölf Zähne vorgesehen sind. Allgemein ist zwischen den Zeitringlücken (13) wenigstens ein Zahn mehr als zwischen den Steuerlücken (5) angeordnet. Außerdem ist zwischen den Zeitringlücken (13) wenigstens ein Zahn weniger vorgesehen, als es dem Produkt der gewünschten Vervielfachung und der Anzahl der Zähne zwischen zwei Steuerlücken entspricht. Im Beispielsfall sind also mindestens dreizehn Zähne und höchstens dreiundzwanzig Zähne, speziell sechzehn Zähne, zwischen den Zeitringlücken (13) vorgesehen.

Jede Zeitringlücke (13) reicht bis zum Fußkreisdurchmesser (D1), der im wesentlichen dem Fußkreisdurchmesser (D8) entspricht und nur zur Verdeutlichung in den Fig. 3 bis 5 anders dargestellt ist. An den Fußkreisdurchmesser (D1) schließt sich eine Fortschaltflanke (14) an, die in eine Fläche (15) übergeht, welche auf einem Durchmesser (D2) liegt. Der Durchmesser (D2) ist geringfügig kleiner als der Fußkreisdurchmesser (D4). Zwischen den die Zeitringlücke (13) begrenzenden Zähnen (12′) der Zeitringverzahnung (12) besteht ein Abstand (b), der geringfügig größer als der Hub (H) der Klinke (10) ist.

Die Zeitringverzahnung (12) steht ebenfalls im Einflußbereich der Klinke (10), so daß sie durch diese fortschaltbar ist.

Zwischen dem Zeitring (11) und der Steuerverzahnung (4) der Programmtrommel (2) sind nach Fig. 1 Zeitdehnungsringe (16, 17) dargestellt. Diese werden unten näher beschrieben. Zunächst wird das Zusammenwirken der Steuerverzahnung (4) mit der Programmverzahnung (6) über die Zeitringverzahnung (12) beschrieben, da der Zeitdehnungsring (16) bzw. die Zeitdehnungsringe (16, 17) nicht in jedem Fall vorgesehen sein müssen. Die Funktionsweise ist etwa folgende:

In der Stellung nach Fig. 3 ist die Klinke (10) in die Steuerlücke (5), die Programmlücke (7) und die Zeitringlücke (13) eingefallen. Sie steht dabei auf dem Fußkreisdurchmesser (D1) bzw. (D8). Diese Stellung ist eine Stellung, in der die Programmtrommel (2) durch ihre Programmlücke (7) eine vervielfachte, im Beispielsfall verdoppelte, Grundschrittzeit anfordert.

Beim nachfolgenden Hub (H) der Klinke (10) werden die Reversiertrommel (1), die Programmtrommel (2) und der Zeitring (11) um einen Schritt fortgeschaltet, da die Klinke (10) an einer Flanke der Steuerverzahnung (4) und der Mitnahmeflanke (8) der tiefen Zahnlücke (7) und der Fortschaltflanke (14) der Zeitringlücke (13) anliegt.

Bei den nächstfolgenden Hüben (H) der Klinke (10) werden nur noch die Steuerverzahnung (4) und die Zeitringverzahnung (12) weitergeschaltet. Die Programmtrommel (2) bleibt stehen, da die Klinke (10) nicht in deren Programmverzahnung (6) eingreifen kann. Es werden dann in den nächsten Hüben (H) die Steuerverzahnung (4) und die Zeitringverzahnung (12) in Richtung des Pfeiles (F) fortgeschaltet.

Nach einer bestimmten Anzahl von Hüben (H) kommt die nächste Steuerlücke (5′) (vgl. Fig. 4) in den Bereich der Klinke (10). Die Klinke (10) kann jedoch dabei noch nicht in die Programmverzahnung (6) einfallen, da sie von der Zeitringverzahnung (12) auf dem Fußkreisdurchmesser (D5) außerhalb der Programmverzahnung (6) gehalten ist. Die Programmtrommel (2) bleibt also weiterhin stehen, was eine Verlängerung der Grundschrittzeit bedeutet.

Beim auf die Stellung nach Fig. 4 folgenden übernächsten Hub gelangt der Zeitring (11) zum Stillstand (Endstellung = Startstellung) (vgl. Fig. 5). Die Steuerlücke (5) hat die Programmlücke (7) dann in Richtung des Pfeiles (F) verlassen. Es bleiben dann bei den weiteren Hüben sowohl die Programmtrommel (2) als auch der Zeitring (11) stehen, da die Klinke (10) durch die Steuerverzahnung (4) nicht in die Zeitringlücke (13) und die Programmverzahnung (6) einfallen kann.

Schließlich ergibt sich gegen Ende der verlängerten Grundschrittzeit die Stellung nach Fig. 5. Dabei decken sich die Steuerlücke (5) mit der Zeitringlücke (13) im Bereich ihres Fußkreisdurchmessers (D1).

Beim auf Fig. 5 nächstfolgenden Fortschaltschritt wird durch den Hub (H) die Steuerverzahnung (4) und die Programmverzahnung (6) fortgeschaltet. Die Zeitringverzahnung (12) bleibt stehen und zwar solange, bis sich wieder die Stellung nach Fig. 3 ergibt, also auf der Programmtrommel durch eine Programmlücke (7) der Einsatz des Zeitringes (11) angefordert wird.

Beim Ausführungsbeispiel ist am Umfang der Steuerverzahnung (4) eine Steuerlücke (5) mehr vorgesehen als Zeitringlücken (13) am Umfang der Zeitringverzahnung (12). Die Teilungen (vgl. Hub H) der Zeitringverzahnung (12) und der Steuerverzahnung (4) sind gleich. Bei einer anderen Ausführung kann statt dessen oder zusätzlich die Teilung der Zeitringverzahnung (12) größer oder kleiner sein als die Teilung der Steuerverzahnung (4). Die Anzahl der Steuerlücken (5) und der Zeitringlücken (13) kann dann gleich sein. Beispielsweise kann in einem solchen Fall die Steuerverzahnung (4) viermal 12 Zähne und die Zeitringverzahnung (12) viermal 14 Zähne aufweisen, wobei bei diesem Beispielsfall jeweils vier Steuerlücken (5) bzw. Zeitringlücken (13) vorgesehen sind.

Sollen sehr lange Schrittzeiten, beispielsweise eine 20fach verlängerte Grundschrittzeit, erreicht werden, dann können an dem Zeitring (11) zusätzliche Zähne mit mittlerem Niveau, also Kopfkreisdurchmesser (D9) und Fußkreisdurchmesser (D4) aneinander anschließend vorgesehen sein. Für die beispielshaft genannte 20fache Verlängerung sind dann 20 solcher Zähne angeordnet.

In einer Ausgestaltung der Erfindung ist es auch möglich, die Klinke (10) mit Stufen zu versehen. Diese Stufen entsprechen in der Funktionsweise den unterschiedlichen Durchmessern der Verzahnungen. Durch die gestufte Klinke ist es möglich, die Anzahl der unterschiedlichen Durchmesser zu reduzieren.

Claims

1. Programmschaltwerk, insbesondere für Geräte der Wäschepflege oder Geschirrspüler, mit einer Antriebsverzahnung der Reversiertrommel bzw. Vorsteuerscheibe (Steuerverzahnung) und einer Antriebsverzahnung der Programmtrommel (Programmverzahnung), wobei die Antriebsverzahnungen schrittweise durch den Hub einer Klinke fortschaltbar sind und die Steuerverzahnung wenigstens eine tiefe Zahnlücke (Steuerlücke) aufweist und zur Erzeugung einer Grundschrittzeit die Klinke jeweils beim Eingriff in die Steuerlücke die Programmverzahnung um einen Schritt fortschaltet, und mit einer Einrichtung zur Verlängerung der Grundschrittzeit, dadurch gekennzeichnet,
daß zur Verlängerung der Grundschrittzeit ein Zeitring (11) mit einer von der Klinke (10) antreibbaren, der Steuerverzahnung (4) entsprechenden Antriebsverzahnung (Zeitringverzahnung) (12) vorgesehen ist, die wenigstens eine tiefe Zahnlücke (Zeitringlücke) (13) aufweist, welche geringfügig breiter als der Hub (H) der Klinke (10) ist und in welcher eine Fortschaltflanke (14) besteht,
daß zwischen am Umfang aufeinanderfolgenden Zeitringlücken (13) mindestens ein Zahn mehr als zwischen Steuerlücken (5) vorgesehen ist und
daß die Programmverzahnung (6) wenigstens eine tiefe Zahnlücke (Programmlücke) (7) aufweist, um den Zeitring zu starten.

2. Programmschaltwerk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerverzahnung (44) und die Zeitringverzahnung (12) etwa auf gleichem Fußkreisdurchmesser (D5) liegen, der größer ist als der Kopfkreisdurchmesser (D9) der Programmverzahnung (6).

3. Programmschaltwerk nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß am Umfang der Steuerverzahnung (4) wenigstens eine Steuerlücke (5) mehr vorgesehen ist als am Umfang der Zeitringverzahnung (12) Zeitringlücken (13) vorgesehen sind.

4. Programmschaltwerk nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Teilungen (T) der Zeitringverzahnung (12) und der Steuerverzahnung (4) gleich sind.

5. Programmschaltwerk nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Teilung der Zeitringverzahnung (12) größer oder kleiner ist als die Teilung der Steuerverzahnung (4).

6. Programmschaltwerk nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in der Programmlücke (7) eine Mitnahmeflanke (8) besteht, die von deren Fußkreisdurchmesser (D8) bis zum Kopfkreisdurchmesser (D9) der Programmverzahnung (6) reicht.

7. Programmschaltwerk nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß an dem Zeitring (11) zusätzliche Zähne mit mittlerem Niveau, also Kopfkreisdurchmesser (D9) und Fußkreisdurchmesser (D4) vorgesehen sind.