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Steuergetriebe zur selbsttätigen Durchführung einer Vielzahl einzelner
Verfahrensschritte Der Erhii<lung liegt die Aufgabe zugrunde, ein rein niecli;tiiisclies
Steuergetriebe zu schaffen, das für periodisch sich wiederholende Arbeitsprogramme
eine \-ielzalil einzelner Verfahrensschritte zu steuern imstande ist. Das Steuergetriebe
wird nach der Erfindung so ausgebildet, daB ein vom :antrieb, vorzugsweise über
eine Kurvenscheibe, bewegtes Schrittscüalt@@-erk mit \ockenscheiben starr gekul;l)c°lt
ist. deren eine mit Fühler tragenden Hebeln irr iiur eiirseitig kraftschlüssiger
Verbindung; steht. \\-oiiingegen die andere über Gelenkliebel, h.~zenter od. dhl.
die Vorrichtungen antreibt, die finit den Fühlerhebeln zusammenwirken.
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Der 1>esonciere Vorteil der Anordnung ist darin zii erblicken, dali
zwischen dem Antrieb des Steuergetriehes und (1-n einzelnen zur Durchführung der
Schaltun,-eri rlienen(ien Schaltern rein mechanisch arbeitende Teile vorgesehen
sind, die einen Zwanglauf zwischen den einzelnen Teilen sicherstellen. Beim Ausbleiben
der Antriebsenergie ist nicht etwa wie bei anderen Steuergetrieben eine Beendigung
des begonnenen Steuerprogramms mit Handsteuerung erforderlich, sondern bei Wiederkehr
der Antriebsenergie wird das Steuerprogramm an dem Verfahrensschritt fortgesetzt,
der im Augenblick des Ausfalls der Antriebsenergie gerade erreicht war.
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In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel für die Erfindung schematisch
dargestellt, das die Anwendung des Steuergetriebes zum Steuern, insbesondere des
Verteilers eines Hochofens, veranschaulicht. Von der Welle r wird die Antriebswelle
des Steuergetriebes über eine Kupplung 3 angetrieben. Auf der Welle 2 ist die Kurvenscheibe
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befestigt, die über die Rolle 5, den. Rollenhebel 6, die Stange
7, den Winkelhebel 8, die Klinke 9 und das Klinkenrad io die NockenNvelle i i verstellt.
Auf der Nockenwelle sind die Nockenscheiben 12 und 13 befestigt, die mit den Rollenhebeln
14 und 15 zusammenarbeiten. Während der Rollenhebel 14 auf der Welle 1.6 starr befestigt
ist, steht der Rollenhebel r5 mit der Welle 17 in fester Verbindung. Beim Auflaufen
der Rollenhebel 14 und 15 auf die Nocken der Scheiben 12 und 13 werden also die
Wellen 16 und 1,7 um einen der Nockenhöhe entsprechenden Betrag gedreht.
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Auf der Welle 16 sind Hebel r8, i9 und 2o aufgekeilt, die über Mitnehmer
21, 22 und 23 beim Auflaufen der Rolle des Rollenhebels 14 auf die Nocken der Scheibe
12 die lose auf der Welle 16 gelagerten Fühlerhebel24, 25 und 26 mitnehmen. In der
entgegengesetzten Drehrichtung der Welle 16, wenn also die Rolle des Hebels 14 von
dem Nocken abläuft, bleiben die Mitnehmer 21, 22 und 23 so lange auf den Hebeln
18, i9 und 20 liegen, bis die an den Stangen 24, 25 und 26 befestigten Anschlagstücke
oder Fühler auf einen Widerstand treffen. Da in dieser Richtung keine kraftschlüssige
Verbindung zwischen den Hebeln 18, i9 und 20 und den Mitnehmern 21, 22 und 23 vorhanden
ist, kann sich die Welle 16 bis in die durch den Einschnitt in der Nockenscheibe
12 gegebene Endlage bewegen, ohne dadurch die Hebel 24, 25 und 26 in ihrer Bewegung
zu hindern.
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Das Anschlagstück 27 arbeitet mit Anschlägen28 und 28' zusammen, die
auf Trommeln 29 und 30 angeordnet sind. Der Übersichtlichkeit der Dar-Stellung wegen
sind nur wenige Anschläge 218 und 28' gezeichnet. Die Gesamtzahl der Anschläge 28
und 28' entspricht jedoch der Zahl der während einer Steuerperiode im Höchstfall
geforderten Verfahrensschritte.
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Am Fühlerhebel 24 ist eine Stange 31 angelenkt, die über einen Hebel
32 mit der Kopierwerkwelle 33 in kraftschlüssiger Verbindung steht. Auf der
Welle 33 Sind bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel acht Nockenscheiben angeordnet,
deren Nocken um je 453 gegeneinander versetzt sind. Beim Arbeitshub, d. h. beim
Auflaufen der Rollen des Rollenhebels 14 auf ein Nocken der Scheibe 12, wird die
Welle 33 entgegen dem Uhrzeigersinn um den gesamten Schaltbereich gedreht, wobei
sämtliche Nocken der acht Scheiben nacheinander die ihnen zugeordneten Schalter
steuern. Gibt dagegen die Nockenscheibe 12 die Fühlerhebelwelle 16 frei und dreht
sich diese im Uhrzeigersinn, so wird die Kopierwerkwelle 33 so lange gedreht, bis
das Anschlagstück 27 auf einen der Anschläge 28 oder 28' trifft. Die Welle 33 erreicht
bei Ende der Drehbewegung im Uhrzeigersinn jeweils eine dem betreffenden Anschlag
28 oder 28' entsprechende Schaltstellung. Auf den hierdurch hervorgerufenen Schaltvorgang
wird später bei Beschreibung der Wirkungsweise der Einrichtung noch näher eingegangen
werden.
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Die die Anschläge 28 und 28' tragenden Trommeln 29 und 30 sind
auf einer Achse 34 drehbar gelagert. Mit den Trommeln sind die Sperräder 35 und
36 fest verbunden, die mit Sperrklinken 37 und 0 zusammenwirken. Die Klinken
sind an den auf der Welle 34 gelagerten Hebeln 39 und 40 angelenkt, und die Stailgen
41 und 42 und die Hebel 43 und 44 werden von der N ockenscheibe 13 über den Rollenhebel
15 und die @\'elle v7 bewegt. An den Sperrädern 35 und 36 sind durch Wegfräsen je
eines Zahnes Zahnlücken vorgesehen. Auf diese Weise hat jede der beideriTrommelneineStlllstaridstellung,
aus der sie mit Hilfe des eigenen Antriebes nicht herausbewegt werden kann.
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DieTrommel29 hat einen festen Anschlagstift47. der einen Anschlag
48 trägt, während mit der Trommel 30 ein Anschlag 49 fest verbunden ist.
Während' im allgemeinen von den Ratschenantrieben 35 und 37, 36 und 38 jeweils nur
die eine der Trommeln 29 und 30 verstellt wird, kommen in einer bestimmten
einstellbaren Relativlage der leiden Trommeln die Anschläge 48 und 49 miteinander
in Eingriff, und es wird dadurch die bis dahin in der Stillstandstellungbefindliche
Trommel mitgenommen, so daß der bisher in der Zahnlücke 45 bzw. 46 leerlaufende
Ratschenantrieb mit dem nächsten Zahn zum Eingriff gebracht und dadurch der eigene
Antrieb der über die Anschläge 48 und 49 mitgenommenen Trommel zur Wirkung gebracht
werden kann.
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Auf der Welle 31 ist weiterhin noch eine Trommel So angeordnet, die
mit dem Zahnrad 51 starr verbunden ist und in ähnlicher Weise wie die Trommeln 29
und 30 über die Sperrklinke 52, die Hebel 513 und 54 sowie die zwischen
den Hebeln angeordnete Stange 55 von der Trommelantriebswelle 17 aus bewegt wird.
Vier auf der Trommel So angeordnete Lochreihen arbeiten mit einem Fühler 5,6 zusammen,
der am Fühlerhebel 26 angelenkt ist, während drei weitere Lochreihen mit einem Fühler
57 amFühlerhebel23 zusanimen\virkeil. DerFiihlerhehel 25 steht über die Stange 58
und den Hebel 59 mit der Welle 6o in Verbindulig. auf der eine Nockenscheibe 61
befestigt ist. Diese Nockenscheibe steuert einen Signalschalter 62. Es werden verschiedene
Signale ausgelöst, und zwar abhängig davon, ob der Fühler 5; bei Freigabe des .Fühler-11e11e1s
25 durch den Hebel i9 auf ein Loch 63 oder auf einen der zwischen den l.öc llern
liegenden Stege trifft.
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Die dem Fühler 56 zugeordneten fünf Lochreihen 64 dienen zur Steuerung
der Unterglocke des Hochofens. Bei den einzelnen Lochreihen sind die Al)
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stände zwischen den l"<ichern verschieden groß, so daß die Abstände zwischen
den einzelnen Steuervorgängen je nach der Zuordnung des Fühlers zu der einen oder
anderen l.ocllreilie verschieden groß sind. Die Steuerung der Unterglocke wird über
die am Fithlerhebel 26 angelenkte Stange 65 und den I-lebel 66 auf die Welle 67
übertragen, auf der die zum Steuern des Schalters 6@ dienende Nockenscheibe 69 befestigt
ist.
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Auf der Welle-ii sind schließlich noch mehrere Nockenscheiben ;.o
befestigt, die zum Steuern von Endschaltern 71 dienen. Auf der \%'elle 33 sind die
Nockenscheiben
7 2 bis 79 befestigt. Jeder dieser Nockenscheiben ist ein Schalter zugeordnet. Der
Einfachheit halber ist jedoch nur der zur Nockenscheil>e 72 gclüirellde Schalter
8o und der mit der Nockenscheibc 7o zusammenarbeitende Schalter 8i dargestellt.
Die Endschalter 7 1 dienen dazu, die Stromkreise cler den Nockenscheiben 72 bis
79 zugeordneten Schalter, z. B. 8o, 81, so lange unterbrochen zu halten, bis die
neue 1?ndstellung der Welle 33 und damit die dieser Stellung entsprechende Einstellung
der Schalter durchgeführt ist. Auf diese Weise wird verhindert. daß bei jedem neuen
Verfahrensschritt sämtliche Nockenscheiben die ihnen zugeordneten Schaltglieder
8o, 8,1 unter Spannung schalten.
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Mit der Welle 2 steht die Welle 82 des Fahrkopierwerkes 83 über die
Zahnradübersetzung 84 in Verbindung. Auf der Welle 2 ist schließlich noch die Nockenscheibe
85 eines Feinendschalters angeordnet.
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Die l,"itiriclitung wirkt so: Wird die M'elle 2 von der Welle i aus
im Uhrzeigersinn angetrieben und gelangt die Rolle 5 auf den mit 87 gekennzeichneten
Teil der Kurvenscheibed, so wird Tiber den Hebel 0,
die Stange 7, den Hebel
8 und die Sperrklinke 9 das Zahnrad to gleichfalls im Uhrzeigersinn gedreht. Hierbei
gelailnt der Nocken 88 der Nockent' 12 unter den Rollenhebel 14 und dreht die Fühlerlichelwelle
t0 um den der Nockenhöhe entsprechen(k@n l)etrag. Das Anschlagstück 27 und die Fühler
;h und ;; werden abgehoben. Bei der weiteren llcwegung der Welle i i hebt der Nocken
89 der Nockcllsc lieil>e 13 den Rollenhebel 15 an und verstellt dadurch die Trommelantriebswelle
17. Die Sperrklinken 38 und 52 drehen die Trommeln 30 und 5o ün Uhrzeigersinn um
einen entsprechenden Betrag. Die Sperrklinke 37 führt zwar die gleiche Bewegung
durch wie die Sperrklinke 38., da sie sich jedoch in der Zahnlücke :+5 befindet,
kommt eine Drelittng der Trommel 2() nicht zustande.
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Zu @leginn der I)rehllewegung der Welle i i hatten die Scheilml 7o
die übler die Endschalter 71 geführten Stromkreise der Schalter 8o, 8t unterbrochen,
so claß die von der l@ewegung des Fühlerliel)eIS 2d allgeleitete Drehbewegung der
Welle 33 nicht unter Spannung erfolgt.
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Mit dein t'liergang der Molle 5 auf den mit 9o bezeichneten Bereich
der Kurvenscheibe 4 ist die Bewegung der einzelnen "heile des Steuergerätes beendet.
Die Welle i r wird durch eine aus der Bremsscheibe oi und die Bremsbacke 92 bestehende
Bremse an eileer h.igenl>ewegung gehindert, und es wird sicher#-estelit. claß ihre
Drehung jeweils nur dem durch dcli hatschenantrieh9, io bestimmten Weg entspricht.
liei der Drehung der Welle 1 t gelangen die kollenhebel 14 und 15 Tiber die Nocken
8'8 und 80 der Scheiben t2, 13 'hinweg, und es wird die Fühlerwelle i6 nunmehr
im Uhrzeigersinn gedreht. Das :@nsclilagstÜck 27 senkt sich hierbei so weit, bis
es auf einen neuen Anschlag 28' trifft, durch den die h_instellung der bei der Bewegung
des :@nschlagstückes l11itgenoi11111elleil Kopierwerkwelle 33 licailnmt ist. Fhenso
werden die Fühlerhebel 25 und 26 freigegeben, und die Fühler und ;7 können entweder
auf einen Steg aufsetzen oder gelangen in ein Loch der Lochreihe 63 bzw. 64. Vom
Fühler 57 werden am Kontakt 6-2 Signale gesteuert, während der Fühler 56 beim Auftreffen
auf ein Loch der Lochreihe 64 über die Nockenscheibe 69 den Kontakt 61 für die Unterglocke
steuert. Bei Beendigung der Bewegung der Welle i,i wird von den Scheiben 7o der
Schalter 71 geschlossen, und es werden dadurch die durch die Welle 33 gesteuerten
Stromkreise an Spannung gelegt. Hierdurch wird die Drehung des Verteilers am Hochofen
gesteuert.
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Durch die Verwendung zweier Trommeln 29 und 30 mit einer großen
Anzahl von Anschlägen 28 und 213' läßt sich eine außerordentlich große Anzahl von
Verfahrensschritten steuern. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel wird von
der Welle i die @-N'elle 2 des Antriebsgeräts in dem durch die Maßpfeile 87, 9o
und 93 angegebenen Bereich hin und her bewegt. Die Kurvenscheibe .4 kann aus zwei
oder mehr Teilen gebildet werden, so daß auch das Maß der von der Kurvenscheibe
abgeleiteten Antriebsbewegung geändert und den jeweiligen Betriebserfordernissen
angepaßt werden kann. Die Fühlerhebel 25 und ,26 sind auf der Welle 16 axial verschiebbar
angeordnet und können mit jeder der Lochreihen 63 bzw. 6.4 zum Zusammenarbeiten
gebracht werden.
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Schließlich ist es auch noch möglich, die Kupplung 3 verschieden einzustellen
und auf diese N@'eise die relative Lage des Arbeitsbereiches der Einrichtung zum
Hauptantrieb i zu ändern. Hierdurch können z. B. Seillängungen oder andere im Betrieb
auftretende Vorgänge ausgeglichen werden.
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Wird bei einem Schaltprogramm nicht der volle Umfang der beiden Trommeln
ausgenutzt, so werden durch entsprechend verbreiterte Anschläge die beiden Trommeln
in diesem Bereich gleichzeitig bewegt. Das Anschlagstück 27 arbeitet jedoch je-N
*ls ni 1 1
vei -ir mit einer Trommel, also entweder mit der Trommel 29 oder
der Trommel 30, zusammen.
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Bei dein dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Anordnung so getroffen,
daß die stromführenden Schalter mit den zu ihrer unmittelbaren Steuerung dienenden
Nockenscheiben zusammengefaßt und oberhalb der rein mechanischen Teile des Steuergetriebes
untergebracht sind. Die Anordnung gibt die Möglichkeit, die elektrischen Schaltglieder
gesondert abzudecken, so daß die Gefahr einer Berührung von unter Spannung stehendenTeilen
beim Einstellen oder Nachprüfen des Steuergetriebes nicht besteht. Die Anordnung
kann auch sogetroffen sein, daß die elektrischen Schalter und ihre urimittelbaren
Antriebsteile auf, einer anderen Seite des Steuergetriebes zusammengefaßt sind.
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Die Kurvenscheibe d kann zweiteilig ausgebildet werden. Hierdurch
ist es möglich, die durch den Pfeil 9o gekennzeichnete Winkelbewegung zu ändern,
also je nach Bedarf zu vergrößern oder zu verkleinern und so die einzelnen Verfahrensschritte
voneinander zu entfernen oder einander näher zu rücken.
Die Anschläge
28 und 28' können auf der mit den Trommeln 29 und 30 zum Eingriff
kommenden Seite mit einer Verzahnung od. dgl. versehen sein, die in eine entsprechende
Verzahnung in den Trommeln eingreift. Durch Schraubverbindung können die einzelnen
Anschläge in der jeweils eingestellten Lage gehalten werden. Durch die Anordnung
einer Verzahnung auf den Trommeln und an der Unterseite der Anschläge wird eine
den Einschnitten des Anschlagstückes 27genau entsprechende-Einstellung der Anschläge
28 und 28' sichergestellt.