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Anordnung zur Begrenzung des Verstellwinkels bei elektromotorisch
angetriebenen Verstellgegenständen Bei Verstelleinrichtiuigen wird häufig .die Frerderung
erhoben, :daß der zu verstellende Gegenstand eine beliebig vorgegebene Grenzlage
nicht überschreiten, soll. Es sind zu diesem Zweck schon zahlTeiche Einrichtungen,
sog. Endlagensichaltef, vorgeschlagen wurden, die beim Erreichen: der Endlage den
Mlotorstrom abschalten. Um .zu verhindern, daß die mitiereaden Massen den Verstellgegenstand
trotz abgeschalteten Motorstromes, über die Grenzlage hinaus bewegen, wurde auch
bereits. vorgeschlagen, den Motor schon einige Zeit vor Erreichung der Endlage abzuschalten,
derart, daß die kineäsche Energie der rotierenden Massen gerade ausreicht, um den
Gegenstand nioch bis zur Endlage zu bewegen. Die Genauigkeit, mit der .auf diese
Weise die Endstellungerreicht wird, ist jedoch für manche Zwecke nicht ausreichend,
insbesondere auch deshalb, weil die erreichte Endlage von den mehr ioder weniger
schwankenden Reibungswiderständen abhängig ist. Soll beispielsweise ein Meßgerät
daraufhin untersucht werden, wie seime Anzeigewerte .sIch für verschiedene räumliche
Laben des Instruments ändern, so . benötigt man hierzu einen Verstellantrieb, mittels
dessen das ;Meßgerät bei jeder belllebig gewählten Anfangslage um ,genau i8o° verschwenkbar
ist, w obei die Einstellung des Meßgerätes in die i8o°-Lage mit sehr großer Genauigkeit
erfolgen ruß.
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Ein Verstellantrieb, der diese Bedingungen.
einivandfrci
erfüllt und in vielen ähnlichen Fällen verwendbar ist, ist der Gegenstand der Erfindung.
Vorzugsweise ist die Anordnwng nach der Erfindung für solche Verstellantriebe geeignet,
die mit kleinen Drehmomenten arbeiten.
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Erfindungsgemäß wird beim Erreichen der vorgegebenen Endlage der Verstellgegenstand
mittels einer selbsttätig einrückenden, ortsfest angeordneten Klinke genau in. dieser
Lage festgehalten, während gleichzeitig bzw. kurz vorher oder nachher der Ankerstrom
des Verstellmotors durch eine als Mitnehmereinrichtung ,ausgebildete, während der
Verstellung als Kupplung wirkende Schalteinrichtung selbsttätig :abgeschaltet wird.
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Nach dem Abschalten des Ankerstromes bz«-. nach dem Einrücken der
Klinke kann der Motor frei auslaufen' ohne daß hierdurch die durch die Klinke festgelegte
genaue Endstellung des Wrstellgegenstandes noch hereinflußt wird.
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An Hand der Figuren sei der Erfindungsgedanke an einem Ausführungsbeispiel
im einzelnenerläutert und die Wirkungsweise der Anordnung beschrieben. Der Verstell-eggent,
der in den Figuren nicht dargestellt ist, ist mit einer Krei@sringscheibe i (vgl.
die Fig. i bis 3) konzentrisch gekuppelt, er sei beispielsweise mit Hilfe der Befestigungslöcher
ioo mit der Kreisringscheibe i verschraubt, die an ihrem Umfang zwei um i 8o' gegeneinander
versetzte Aussparungen 2 und 2' besitzt. In diese Aussparungen greift bei geeigneter
Lagt des Verstellgegens.tandes die räumlich fest angeordnete Klinke 3 ein und hält
dadurch die Kreisringscheibe t und den mit ihr verbundenen Verstellgegenstand unbeweglich
fest. Mittels einer Feder .l, die an dem kurvenförmig ausgebildeten Hebelarm 3'
der Klinke angreift, wird di° Klinke in die betreffende Aussparung der Kreisringscheibe
i hineingedrückt. Der Verstellmotor 2 i (Fig. .l) ist :auf einer Welle
30 angeordnet, welche ein Antriebsritzel3i trägt. Über dieses- Antriebsritzel
ist der Verstellmotor mit einer Kreisringsclieihe 5 gekuppelt, welche die mit dem
Verstellgegenstand gekuppelte Kreisringscheibe i in geringem Abstandkonzentrisch
umfaßt und --nvei mit V-förmigen Schaltarmen versehene Schalteinrichtung:n 6 und
7 trägt. Beim Rotieren des Verstellmotars wird durch diese Schalteinrichtungen einerseits
e:.ne inecha.nische Antriebskraft auf den Verste:llgegenstand bzw. die mit diesem
gekuppelte Kreisrüigs:cheihe i mittels eines an deren Umfang angebrachten Mitnehmerzapfens
8 üb.-#rtragen. Anderseits wird nach dem Einrücken der Klinke infolge des dabei
plötzlich ansteigenden Bc«-eguings«vidcrstandes des Verstellgerä.tes je nach der
vorhandenen Drehrichtun- die eine oder andere der beiden Schalteinrichtungen so
betätigt, daß der Ankerstrom des Verstellmo.tors abgeschaltet wird. Die Kreisrings,cheibe
5 trägt ferner zwei axial gerichtete Bolzen 9 und io, die bei geeigneter Lage der
Scheibe 5, nämlich bei Beginn einer Versitellbewegung aus einer der beiden Grenzlagen
heraus, auf. dem kurvenförmigen Teil 3'
der Klinke 3 entlang gleiten und diesen
dabei so weit nach innen drücken, daß die Klinke 3 sich aus den Aussparungen 2 bzw.
2' entfernt. Jeder Bolzen wird jeweils nur b:i der einen oder anderen Drehrichtung
wirksam. Die beiden Schalter 6 und ; arbeiten in bekannter Weise als Wechselschalter
in Verbindung mit einem Schaltwerk 2o, mittels dessen der Motor umgepolt werden
kann, derart, daß jeweils bei Betätigung eines der beiden Schalter 6, 7 durch den
Mitnehmerza,pfen 8 der Anker-Strom des Motors unterbrochen wird. Die Umpioltmg des
Motors kann selbsttätig oder von Hand mittels des Umschalters 26erfolgen. Das Schaltwerk
2o kann aus bekannten Elementen in verschiedener «'eise aufgebaut sein., beispielsweise
so., wie es in Fi.g.-l schematisch angedeutet ist. Die beiden Schalter
22, 23 sind so miteinander gekuppelt, daß stets der eine Schalter seinen
Kreis unterbi-lcht, wenn der andere die für ihn vorgesehene Schaltverbindung herstellt.
Der zur Umpodung der Zuleitungen 2.1, 25 erforderliche Umschalter 26 kann zweckmäßig
mit den Schaltern 22,23 mechanisch gekuppelt sein. Von den übrigen Elementen
der Gesamtanordnung, die in den Fig. i bis 3 dargestellt sind, insbesondere von
den Endschaltern 6 und 7, sind dagegen die Schaltapparate 22, 23 und 26 in jedem
Falle mechanisch unabhängig.
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Es sei angenommen, die Anordnung befinde sich in der in Fig. i dargestellter.
Anfan:gslage. Die Klinke 3 ist eingerückt in die Aussparung 2 der mit dem Verstellgeb
nstand gekuppelten Kreisringscheibe i. Der Mitnehmerz<apfen 8 befindet sich zwischen
den Schaltern 6 und ; . Durch die Schalteranordnung 2o möge nun der Verstellmotor
in der durch den Pfeil angedeuteten Drehrichtung in Bewegung gesetzt werden, wobei
die Leitung 24. über den Umschalter 26 beispielsweise am positiven Pol einer Gleichstromquelle
28 liegen möge (vgl. Fite. ,l). Der Schalter 22 befinde sich in Aus-Stellung, der
Schalter 23 in Ein-Stellung. Ferner müssen sich auch die Schalte:- 6, 7 in Ein-Stellu@ng
hefindcii. Der M-zen 9 wird nuin auf demkttrveiif<irmigeii Hebelarm 3' der Klinke
entlang gleiten und dabei die Klinke aus der Aussparung 2 herausheben, so daß die
KreisringscheIbe i bzw. der mit ihr gekuppelte Verstellgegenst.and nunmehr frei
beweglich ist. Nach kurzer Zeit legt sich der .Schaltarm r i des Schalters 6 an
den Mitnehmerzapfen
8 und treibt dadurch den Verstell,gegenstanid
.an. Die im Schalter befindliche Feder, welche die Schaltelemente in der jeweiligen.
Lage festzuhalten sucht, ruß dabei so bemessen sein, daß sie das am Schaltarm i
i auf den Mitnehmerzapfen 8 zu übertragende Drehmoment ahne nennenswerte Auslenkung
aufnehmen kann, so, .daß der Schalter also zunächst noch nicht betätigt wird. In
dieser Weise wird durch den Schaltarm i i die Kreisringscheibe i mit dem Verstellgegenstand
so lange gedreht, woben. der Umfang der Scheibe i unter der Klinke hinweggleitet,
bis die Aus;spa:rung 2' zur Klinke 3 gelangt und durch diese festgehalten wird.
Das nunmehr am Schaltarm i i auftretende große Drehmoment ist imstande, den Schalter
6 zu betätigen und damit den Ankerstrom des. VerstellmotoTs abzuschalten. Dieser
Betriebszustand ist in Fig. 2 dargestellt. Infolge der in den Schwungmassen aufgespieicherten
Energie wird. sich der Motor und die mit ihm gekuppelte Scheibe 5 noch über diese
Lage . hinaus drehen. Dabei wird aber der Verstellgegenstand mittels der in die
Aussparung 2' der Scheibe i eingreifenden Klinke 3 unbeweglich in der genauen Endstellung
festgehalten, während der Motor. frei auslaufen kann.
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Soll nun der Verstellgegenstand wieder in die Ausgangsstellung zurückgeschwemkt
werden., dann wird der Motorstrom -mittels des Umschalters. 26 iungepiolt und gleichzeitig
Schalter 22 in Ein-Stellung, Schalter 23 in Aus-Stellung gebracht, so daß die Kreisringscheibe
5 sich in der durch den Pfeil in Fig. 2 angedeuteten Richtung zu drehen beginnt.
Da die Scheibe i durch die Klinke 3 noch immer festgehalten wird, so, wird der Schaltarm
13 ` mit dem Mitnehm@erzapfen 8 in Berührung kommen bzw. sich so fest gegen ihn
drücken, aaß der Schalter 6 wieder in Ein-Stellung gebracht wird, was jedoch infolge
der nach. Fig.4 vorgesehenen doppelten Wechselschaltung keimerlei Wirkung hervorbringt,
da, es sich diesmal nicket um die Unterbrechung eines Stromkreises handelt, sondern
lediglich um die Wiederherstellung einer Schaltverbindung in stromlosem Zustand.
Bevor der Schaltarm 12 des Schalters 7 mit dem Mitnehmerzapfen 8 in Berührung kommt,
läuft der Bolzen io auf das Kurvenstück 3' der Klinke auf und bewirkt dadurch, daß
die Scheibe i mit dem Verstellgegenstand vnon der Klinke 3 freigegeben wird. Jetzt
erst legt sich der Schaltarm 12 ,an den Mitnehmerzapfen 8 und treibt dadurch die
Scheibe i bzw. den Verstellgegenstand in der gewünschten Drehrichtung .an. Der Umfang
der Scheibe i gleitet ko, lange unter der Klinke hinweg, bis diese in die Aussparung
2 durch die Feder 4 hineingedrückt wird. Dadurch wird die Scheibe i wieder festgehalten
und: der Schalter 7 durch den Mitnehmerzapfen 8 betätigt, d. h. der Ankerstrom des
Verstellmotors wird abgeschaltet, und der Motor kann wieder frei- auslaufen, .ohne
die genaue Einstellung des Verstellgegenstandes noch zu beeinflussen.
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Die Erfindung ist nicht an die in dem Ausführungsbeispiiel dargestellte
Form gebunden. Die Verteilung der beiden Aussparungen am Umfang der Scheibe i ist
jeweils so vorzunehmen, daß -die Abstände der Aussparungen dem ,gewünschten Verstellwinkel
entspmecheui.. Gemäß ,einer Weiterbildung der Erfindung wird die Scheibe i in- zwei,
axial hinteremnanderliegende Kreisringscheiben von gleichem Durchmesser unterteilt,
wobei die Aussparung 2 auf der einen Scheibe, die Aussparung 2' dagegen ,auf der
anderen Scheibe angeordnet ist. Auf jeder Scheibe ist ferner ein Segment 14 bzw.
15 abgeschnitten, so daß die auf der anderen Scheibe befindliche Ausspan#ung
2 bzw. 2' für den Eingriff der Klinke frei liegt. Die Klinke 3 ist senkrecht zur
Zeichenebene so breit ausgeführt, daß sie mit jeder der beiden Scheiben zum Eingriff
kommen. kann. Die eine Scheibe trägt den Mitnehmerzapfen zur Betätigung der Schalter
bzw. zur übertragung des Verstellmaments. Durch gegenseitiges Verdrehen dieser beiden
Kreisringscheib.en läßt sich dann die Endlage des Vprstellgegen.standes in gewissen
Grenzen verschieben. Statt an jeder Scheibe ein Segment 14 bzw. 15 abzuschneiden,
kann die Anordnung auch so ausgebildet sein, daß zwei Klinken vargesehen sind, die
unabhängig voneinander mit je einer der beiden als normale Kreisringscheiben ausgebildeten
Scheiben zusammenarbeiten.
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In vielen Fällen wird der Verstelimotor zum Auslaufen., d. h. von
dem Augenblick an, wo die Endlage erreicht ist, bis zur völligen Stillsetzung des
Läufers nur eine sehr geringe Zeit benötigen. Der Erfindungsgedanke läßt sich dann
beispielsweise auch so- verwirklichen, daß die beiden Aussparungen in der Scheibe
i jeweils auf der Einlaufseite kurvenförmig ausgebildet werden, etwa nach Fig. 3,
derart, daß die Klinke beim Einrücken auf diesem Kurvenstück entlang gleitet und
dabei durch die Kraft der Feder 4 der Scheibe i gegenüber der Scheibe-5 eine gewisse
Beschleunigung erteilt. Beim Auslaufen des Motors wird dann der Wegunterschied zwischen
den Scheiben i und 5, der im übrigen durch Änderung der an dex Klinke angreifenden
Federkraft regelbar ist, wiedex ausgeglichen. Bei dieser Anordnung kann .dann die
Schalteinrichtung zum Abschalten: des Motorstromes entsprechend vereinfacht werden,
da es dann nicht mehr erfordexlich-ist, daß die Scheibe 5 gegenüber der Scheibe
i frei umlaufen kann.