-
Schaltwerk für motorische Steuerungen Die Erfindung betrifft ein Schaltwerk
für motorische Folgesteuerungen, d. h. Einrichtungen, mit deren Hilfe Drehwerte
schwach belastbarer Wellen durch einen Motor weggetreu nachgebildet werden können.
Ein derartiges Schaltwerk enthält ein mit der wenig belastbaren 'Welle verbundenes
Organ, das Vorlaufglied, und ein den Bewegungen dieses Organs mit Hilfe des Motors
nachzudrehendes Organ, das Folgeglied. Vorlauf- und Folgeglied stehen derart miteinander
in Verbindung, daß bei Stellungsunterschieden und entsprechend dem Vorzeichen derselben
ohne wesentliche Rückwirkung auf das Vorlaufglied Kontakte geschlossen werden, die
den Nachlaufmotor bis zum Erreichen der Stellungsgleichheit in der einen oder anderen
Laufrichtung einschalten.
-
Es sind Schaltwerke zur Nachlaufsteuerung in zwei Koordinatenrichtungen
bekannt, deren Vorlauf- und Folgeglieder durch zueinander senkrecht stehende, in
parallelen Ebenen übereinanderliegende Spindeltriebe in den beiden Koordinatenrichtungen
verstellbar sind. Als kontaktbildendes Organ, das "für jede Koordinatenrichtung
einen besonderen Nachlaufmotor steuert, ist eine allseitig kippbare Scheibe vorhanden,
die in der Mitte zwischen zwei unter Federdruck stehenden Spitzen ge-, halsten wird:
Die eine Spitze steht mit dem Vorlaufglied und die andere mit dem Nachlaufglied
in Verbindung. An ihrem Rande trägt die Scheibe einen Kontaktring, dem in den.beiden
Koordinatenrichtungen sich diametral gegenüberstehende Gegenkontakte zugeordnet
sind. Bei Übereinstimmung in der Stellung des Vorlauf- und des Nachlaufgliedes stehen
sich die beiden Lagerspitzen genau gegenüber. Die Scheibe nimmt daher die Gleichgewichtslage
ein, in der alle Kontakte geöffnet sind. Bei Stellungsunterschieden verschieben
sich jedoch die Lagerspitzen gegeneinander.
Die Scheibe wird daher
gekippt und der in der Kippebene liegende Gegenkontakt geschlossen. Dadurch wird
der eine der beiden-Nachlaufrnotöre in einen solchen Drehsinn eingeschaltet, geschaltet,
daß die Stellungsgleichheit wieder' hergestellt wird. Die Folgesteuerung in der
anderen Koordinatenrichtung erfolgt analog: Mit diesem bekannten Schaltwerk können
i;ur Stellungsunterschiede in linearer Rich-' tung festgestellt werden. Es ist daher
bei der Nachbildung von Drehwerten erforderlich, diese zunächst mittels Spindeltrieben
in Streckenwerte umzuformen. Dadurch entsteht aber, abgesehen von einem erheblichen
Aufwand, eine erhöhte Fehlermöglichkeit durch die Lose in den Getrieben. Ferner
ist in den meisten Fällen nur eine Nachbildung einer einzigen Drehbewegung erforderlich.
*Der umständliche Aufbau eines Schaltwerkes für zwei Koordinatenrichtungen ist dann
nicht mehr gerechtfertigt. Das bekannte Schaltwerk gelangt außerdem schon bei verhältnismäßig
kleinen Stellungsunterschieden in die Hartlage. Will man die Arbeitsgenauigkeit
durch entsprechend große Untersetzung in den Spindelgetrieben nicht vermindern,
so ist seine Anwendbarkeit auf Anlagen beschränkt, in denen nur langsame Bewegungsänderungen
der Vorlaufglieder gegenüber den Folgegliedern eintreten, so daß die Nachlaufmotoren
sofort den Vorlaufgliedern zu folgen vermögen. Die -meisten Nachlaufeinrichtungen
erfordern aber einen erheblichen Spielraum zwischen Vorlauf- und Nachlaufglied,
ganz abgesehen davon, daß eine Hartlage an einem Schaltwerk wegen der Bruchgefahr
bei Störungen im Antrieb des Vorlauf- oder Nachlaufgliedes in jedem Falle vermieden
werden rnuß. Es wird auch als nachteilig empfunden, daß das bekannte Schaltwerk
nicht ohne weiteres die Anbringung von Folgezeigern zuläßt, mit denen bei Störungen
ein Nachdrehen des einzustellenden Organs von Hand vorgenommen werden kann, wie
es bei anderen Schaltwerken bekannt ist, bei denen das Vorlauf- und das Folgeglied
gleichachsig und gegeneinander verdrehbar angeordnet sind.
-
Das Schaltwerk nach der Erfindung vermeidet diese Nachteile: Es ist
gekennzeichnet durch einen mit einem Glied (dem Vorlauf-oder dem Nachlaufglied)
umlaufenden, durch zwei gegenüberliegende Kipplager unterstützten Kontaktring, auf
den ein mit dem anderen Glied umlaufender Taster drückt.
-
Dieser Taster hält den Kontaktring im Gleichgewicht, solange er sich
über dem Kipphager befindet, und bringt diesen zum Kippen und damit zur Kontaktbildung,
sobald er aus dieser Stellung nach der einen oder anderen Seite auswandert. Dabei
hindert er jedoch an sich eine frei relative Bewegung zwischen Vorlauf- und Nachlaufglied
in keiner Weise. hie koaxiale Anordnung von Vorlauf- und Folgeglied bringt ferner
die Möglichkeit cler einfachen Anbringung von Folgezeigern zur Feststellung des
Stellungsunterschiedes.
-
-In der Zeichnung sind einige Ausführungs--b.eispiele dargestellt.
Es zeigen Fig. i den Aufbau einer Folgesteuerung, Fig. 2 ein Schaltbild, F ig. 3
ein Beispiel mit einem Ring, Fig. 4. ein Beispiel mit zwei Ringen und Fig. 5 und
6 ein weiteres Beispiel.
-
Damit das den eigentlichen Erfindungsgegenstand bildende Schaltwerk
besser verstanden wird, sind in Fig. i und 2 zwei vollständige Folgesteuerungen
an sich bekannter .Art schematisch dargestellt. Sie unterscheiden sich darin, daß
die eine Ausführung ein Schaltwerk mit lediglich einem Grobkontakt für Rechtslauf
und einem Grobkontakt für Linkslauf besitzt, während bei der Ausführung nach Fig.
2 das Schaltwerk für Rechts-und für Linkslauf j e einen Grob- und Feinkontakt aufweist.
, Bei der Ausführung nach Fig. i verstellt die nur schwach belastbare Welle i z.
B. eines elektrischen Empfängers über ein Vorgelege 2 eine Kontaktzunge 3. Diese
-läuft bei etwaigen Auslenkungen auf die Kontaktbahn d. bzw. 5 auf. Die Kontaktbahnen
sind auf einer Scheibe 8 befestigt, die übel ein Schnecken-Betriebe 9 von einem
Motor io verstellt werden kann; gleichzeitig stellt der Motor 10
noch den
einzustellenden schweren Gegenstand i i ein.
-
In- dem in Fig. 2 dargestellten Schaltbild sind die schon in Fig.
i erwähnten Teile mit denselben Bezugszeichen versehen. Der Motor io besitzt zwei
Erregerwicklungen 13 und",#i4; eine für Rechtslauf und eine für Linkslauf des Motors,
die mit ihren freien Enden an die Kontaktbahnen d. und 5 angeschlossen sind. Ein
evtl. regelbarer Widerstand 15 liegt in der Verbindungsleitung 12 des Ankers des
, Motors io mit der Kontaktzunge 3. Außerdem sind noch zwei weitere Kontaktbahnen
6 und ; direkt mit dem Motor io über die Leitungen 16a und 16L verbunden, so daß
bei einer Kontaktgabe ;der Zunge 3 mit einem der- i Kontakte 6 oder 7 der Widerstand
15 kurzgeschlossen ist. 17 ist die zugehörige Stromquelle, die z. B. in die Leitung
12 eingeschaltet ist.
-
Wird die Welle i verdreht, beispielsweise i im Uhrzeigersinne, so
berührt die Kontaktzunge 3 zunächst die Kontaktbahn .4 (Feinbereich). Die Wicklung
13 wird erregt, der Motor io läuft in der dadurch bestimmten Drehrichtung an. Der
Widerstand 15 liegt i jetzt mit im Stromkreis, der Motor io läuft also mit einer
kleineren Drehzahl, da ihm der
'Widerstand 15 vorgeschaltet ist.
'Wird trotz der Einschaltung des Motors die Stellungsdifferenz noch größer, so läuft
die Zunge 3 auch noch auf die Kontaktbahn 6 (Grobbereich) auf. Dadurch wird der
Widerstand ,15 kurzgeschlossen, der Motor io dreht also mit größerer Geschwindigkeit
die Scheibe der, Zunge 3 nach, bis diese wieder von der Kontaktbahn 6 abgleitet.
Darauf wird die Scheibe 8 wieder bei eingeschaltetem Widerstand 15, also mit geringerer
Geschwindigkeit, weiter nachgedreht, bis die Zunge 3 bezüglich der Kontaktbahnen
4 und 5 in die Mittelstellung gelangt, der Stromkreis für- den Motor io also unterbrochen
wird.
-
Selbstverständlich soll das gezeigte Schaltbild nur ein Beispiel aus
der großen Zahl der möglichen Schaltungen darstellen.
-
Die Erfindung hat zum Gegenstand eine besondere Ausbildung des Schaltwerkes.
Es kann an die Stelle des Schaltwerkes der Fig. i und 2 (Teile 3 bis 8) treten,
wobei seine Verwendung nicht auf die in Fig. i und 2 gezeigte Schaltung beschränkt
ist.
-
In der Fig. 3 ist ein Ausführungsbeispiel mit je einem Kontakt für
Rechts- und für Linkslauf dargestellt.
-
Auf einer Platte 2i sind Lagerpfannen 24, 5 angeordnet, in denen ein
Ring 26 mit zwei diametral gegenüberliegenden Schneiden 27, 28 kippbar gelagert
ist. Der Ring 26 trägt zwei an den Enden eines senkrecht zu der Kippachse verlaufenden
Durchmessers liegende Kontakte 29, 3o, denen zwei an der Platte 21 befestigte Gegenkontakte
31, 32 gegenüberstehen. Die Platte 21 besitzt einen Zahnkranz 22, mit dem ein Ritzel23
in Eingriff steht, das auf der Welle eines Nachlaufmators sitzt. i Auf einer Achse
33, die mit einem elektrischen Empfänger in Verbindung steht und in der Platte 21
drehbar gelagert ist, sitzt ein Arni 34, der zwei in seiner Bewegungsrichtung verschiebbare
Rollen 35, 36 trägt. Diese Rollen 35, 36 drücken auf den Ring 26.
-
Die Platte 21 mit Zahnkranz 22 wird im folgenden als Folgeglied und
die Achse 33 mit dem Arm 34 als Vorlaufglied bezeichnet.
-
Die Wirkungsweise der vorstehenden Anordnung ist folgende: Das Vorlaufglied
wird um einen Winkel aus seiner Ruhelage über die Kippachse (etwa wie gezeichnet)
verdreht. Solange noch die Rollen 35 und 36 die Kippachse einschließen, bleibt der
Ring 26 in seiner waagerechten Lage. Erst wenn beide Rollen 35, 36 sich auf einer
Seite der Kippachse befinden, kippt der Ring 26 nach der entsprechenden Seite. Dadurch
berühren sich die Kontakte 29, 31 oder 3.0, 32 und schließen den Stromkreis für
den Nachlaufmoto.r. Dieser dreht nun das Folgeglied dem Vorlaufglied nach, bis sich
der Arm 34 wieder in seiner Ruhelage befindet, d. h. der Ring 26 wieder seine waagerechte
Lage eingenommen hat.
-
Um zu vermeiden, daß bei einer iSo°-Ausschwenkung des Armes 34 der
Nachlaufmotor, der an der betreffenden Stelle ein labiles Anlaufvermögen besitzt,
stehenbleibt und evtl. Wegfehler von einer halben Umdrehung auftreten, kann die
eine Lagerstelle, z. B. 25, 28, mit der diametralen Richtung um einige Grade versetzt
werden, so daß dann die Kippachse in dem Umfangkreis des Ringes eine Sehne darstellt.
-
Die Fig.4 zeigt ein Ausführungsbeispiel mit je zwei nacheinander sich
schließenden Kontakten für Rechts und für Linkslauf. Das Beispiel nach Fig.3 ist
hierbei durch Ainzufügen eines zweitenkinges 37 erweitert. Gleiche Teile sind auch
mit den gleichen Bezugszeichen versehen. Auch dieser Ring 37 besitzt Schneiden 38
und 39, die in ebenfalls an der Platte 21 befestigtem Pfannen 40, 41 ruhen. Die
beiden Lagerstellen befinden sich nicht diametral gegenüber, sondern die eine Lagerstelle
41 ist um einige Grade seitwärts versetzt. Damit ist erreicht, daß bei einer Aüslenkung
des Vorlaufgliedes um volle i8o° der Ring immer noch gekippt bleibt und nicht eine
waagerechte Lage einnimmt, d. h. die Kontaktgabe nicht aufgehoben wird.
-
Auf den Ring 37 drückt z. B. die Rolle 42, die an der Verlängerung
des Armes 34 über seinen Drehpunkt hinaus bzw. an einem zweiten zum ersten entgegensetzt
gerichteten Arm angebracht ist. Der Ring 37 bzw. der Arm 34 mit der Rolle 42 ist
so ausgebildet, daß in der Nullstellung die Rolle 42 nicht auf den Ring 37 drückt,
sondern frei schwebt, und erst bei einer bestimmten Auslenkung, deren Betrag veränderbar
gemacht sein kann, auf den Ring 37 aufläuft und ihn zum Kippen bringt. Genau wie
der Ring 26 besitzt auch dieser Kontakte 43, 44, die mit den an der Platte befestigten
Gegenkontakten 45, 46 zusammenwirken.
-
Bei kleinen Auslenkwinkeln des Vorlaufgliedes verhält sich die Anordnung
nach Fig. 4 genau wie die nach Fig. 3, wobei der Ring 37 noch seine waagerechte
Lage inne hat, da die i Rolle 42 noch frei schwebt. Erst wenn die Aaslenkungen noch
größer werden, läuft die Rolle 42 auf den Ring 37 auf, so daß dieser kippt und einen
Kontakt schlieft, wodurch der Nachlaufmotor schneller läuft, also das Folge- i glied
dem Vorlaufglied mit erhöhter Geschwindigkeit nachdreht, und zwar so lange, bis
die übermäßige Aaslenkung wieder beseitigt ist, d. h. der Ring 37 in seine waagerechte
Lage zurückkehrt. Der Ring 37 be- i tätigt den Grobbereich, während der Ring 26
zur Feinkontaktgabe dient.
Die in den Beispielen in Form von Rollen
35, 36, 42 dargestellten Taster können natürlich auch jede andere zweckmäßige
Form erhalten, z. B. Kugelform. Auch kann ein Kippringkontaktwerk mit einem beliebigen
bekannten Kontaktwerk kombiniert werden, wobei z. B. der Kippring die Feinkontaktgabe
und das andere Kontaktwerk die Gröbkontaktgäbeübernehmen könnte.
-
In Fig. 5 und 6 ist ein Schaltwerk gezeigt, bei "dem der Kippring
durch ein um seine Mitte schwenkbar gelagertes Ringsegment 47 ersetzt ist. Als Lager
dient ein an der Platte 2 1 befestigter Bock 48. An beiden Enden ist das Segment
47 mit Kontakten 49, 5° versehen, die mit am Folgeglied angebrachten Gegenkontakten
51, 52 zusammenwirken. Das Kippsegment wird auch wieder durch die shon oben beschriebene
Rollenanordnung 35, 36 betätigt. Als Grobkontakt kann hierzu z. B. ein Gabelkontaktwerk
verwendet werden, das über eine Herzkurvenscheibe und eine am Vorlaufglied schwenkbar
gelagerte Rolle o. dgl. mit der Eingangswelle gekuppelt ist, wobei bei zu großen
Au$lenkungen, bei denen die Kontakte zerstört werden könnten, die Rolle aus der
Grube der Herzkurve herausspringt, d. h. die Kupplung zwischen Kontakte und Eingangswelle
löst.