DE1198441B - Zeitabhaengige Programmsteuerung mit einem Schrittschaltwerk - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. σ.:

G05f

G05g

Deutsche KL: 21c-46/34

Nummer: 1198 441

Aktenzeichen: H 29958 VIII b/21 c

Anmeldetag: 20. April 1957

Auslegetag: 12. August 1965

Die Erfindung bezieht sich auf eine zeitabhängige Programmsteuerung mit einem Schrittschaltwerk.

Zweck der Erfindung ist es, die Programmsteuerung so auszubilden, daß durch einfaches Versetzen von Mitnehmerstiften möglichst viele Schaltungen durchgeführt werden können, insbesondere aber die Schaltpausen sehr kurz oder sehr lang sein können, ohne daß dadurch eine wesentliche Verteuerung der Programmsteuerung eintritt.

Weiterer Erfindungszweck ist es, die Programmsteuerung so auszubilden, daß eine große Betriebssicherheit vorhanden ist, d. h. die Abnutzung der Mitnehmerstifte gering ist, trotzdem es aber möglich wird, stark vorgespannte Schaltkontakte zu schließen, damit diese große Leistungen schalten können, ohne daß es dazwischengeschalteter Relais bedarf.

Will man den Erfindungszweck erreichen, dann verwendet man zweckmäßig ein Schrittschaltwerk, dessen Schrittbewegung über einen Kraftspeicher und ein Hemmwerk mit einem vom Klinkenrad angetriebenen Hemmanker erfolgt.

Derartige Schrittschaltwerke sind bekannt. Als Kraftspeicher werden hierbei Federn verwandt, die Feder wird vom Programmgeber laufend gespannt. Die Steuerimpulse des Programmgebers werden dann auf ein Hemmwerk übertragen, welches eine Verriegelungseinrichtung besitzt. Die Verriegelung des Hemmwerks kann durch Mitnehmer gelöst werden, wobei durch die Verriegelung jeweils nur ein einziger Schaltschritt nach deren Lösen freigegeben wird.

Nachteil dieser Einrichtung ist es, daß der Kraftspeicher direkt auf das Hemmwerk bzw. die Verriegelungseinrichtung wirkt. Benötigt man große Schaltenergien, dann verursachen diese am Mitnehmer große Reibungskräfte und damit einen raschen Verschleiß.

Aufgabe der Erfindung ist es, diese Nachteile zu vermeiden und die Kraftübertragung vom Kraftspeicher auf die Schaltwelle so auszubilden, daß dort große Vorspannungen der Kontakte überwunden werden können, gleichzeitig aber an den Mitnehmern nur ein Bruchteil dieser Schaltkraft wirksam wird, damit deren Abnutzung gering und damit deren Betriebssicherheit groß ist.

Die Lösung der Aufgabe nach der Erfindung besteht darin, daß ein Schaltriegel, der zwei Vorsprünge trägt, mit dem Kraftspeicher über den Hemmanker verbunden ist und von diesem auf- und abbewegt wird, daß ferner der eine Vorsprung den Hemmanker abstützend auf der einen Seite eines ortsfesten Anschlages anliegt, wenn der andere Vorsprung in einer kreisförmigen Bahn von auf einer Programmscheibe

Zeitabhängige Programmsteuerung mit einem
Schrittschaltwerk

Anmelder:

Walter Holzer,

Meersburg (Bodensee), Schützenrain

Als Erfinder benannt:

Walter Holzer, Meersburg (Bodensee)

angeordneten Mitnehmerstiften liegt, und daß sich der eine Vorsprung auf der anderen Seite des ortsfesten Anschlages ebenfalls den Hemmanker abstützend befindet, wenn der andere Vorsprung in eine

ao weitere kreisförmige Bahn von Mitnehmerstiften gelangt, wobei die Differenz der Radien der beiden Bahnen dem Hemmankerweg von der einen in die andere Hemmlage entspricht und die wirksame Länge des am Anschlag anliegenden Vorsprunges dem von den Mitnehmerstiften verursachten kreisbogenförmigen Auslöseweg des Schaltriegels entspricht.

Nach dieser Ausführung wirkt der Kraftspeicher direkt auf die Schaltwelle, welche z. B. eine Nockenscheibe dreht, die Kontakte betätigt. Auf die Mitnehmerstifte wirkt der Kraftspeicher über einen Hemmanker, der von einem Klinkenrad auf- und abbewegt wird, welches ebenfalls direkt mit dem Kraftspeicher in Verbindung steht. Die Zwischenschaltung dieses Hemmankers zwischen die Schaltwelle und die vom Kraftspeicher gedrehte Programmscheibe, auf der sich die Mitnehmerstifte befinden, bewirkt, daß der Hemmanker bei der Verschiebung eines Schaltriegels nur noch einen Bruchteil der Kraft, welche vom Kraftspeicher abgenommen wird, zu überwinden hat. Durch das Hin- und Herverschieben von Vorsprüngen, die auf dem Schaltriegel angebracht sind, wird als Reibungskraft nur die geringe Kraft überwunden, mit welcher der Schaltriegel durch eine getrennte Feder an die Mitnehmerstifte herangezogen wird. Die Kraft, mit welcher die Vorsprünge des Schaltriegels an den Mitnehmerstiften der Programmscheibe anliegen, ist also praktisch unabhängig von der Größe des Kraftspeichers. Durch diese Ausführung ist man demnach in der Lage, trotz sehr großer dem Kraftspeicher entnommener Schaltkräfte. nur mechanisch sehr gering belastbare Mitnehmerstifte zu verwenden. Die Mitnehmerstifte können demzufolge

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in sehr dichtem Abstand voneinander angeordnet werden, so daß man sowohl sehr kurze Schaltpausen als auch sehr lange Schaltpausen durch entsprechendes Einstecken der Mitnehmerstifte auf der Programmscheibe erreicht.

Die Ausbildung der Programmsteuerung ist konstruktiv sehr einfach, es sind alles nur Stanzteile, und bei einem Umlauf der Programmscheibe addieren sich etwaige Schaltfehler nicht, sondern nach jedem Schaltschritt wird wieder je einer Auf- und Abbewegung des Hemmankers ein weiterer Schaltschritt zugeordnet.

Für die Führung des Schaltriegels verwendet man Langlöcher, wobei in dem einen Langloch die Schaltwelle die Führung übernimmt, während in dem anderen Langloch ein auf dem Hemmanker angeordneter Stift die Führung übernimmt. Die Schaltwelle ist dabei verdrehungssicher mit dem Klinkenrad und den Nockenscheiben, welche die Kontakte betätigen, verbunden, während die Programmscheibe durch den Kraftspeicher mit der Schaltwelle in Verbindung steht. Der Kraftspeicher kann von einer Spiralfeder gebildet werden. Ein gleichförmiger motorischer Antrieb, der die Programmscheibe aufweist, spannt nach jedem Schaltschritt den Kraftspeicher wieder, so daß sehr hohe Ganggenauigkeiten vorhanden sind. Die Mitnehmerstifte auf der Programmscheibe sind auswechselbar.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt.

F i g. 1 zeigt schematisch den Kraftspeicher mit dem Hemmwerk der Programmscheibe und der Nockenscheibe zur Betätigung der Kontakte;

F i g. 2 zeigt als Einzelheit das Zusammenwirken des Hemmwerks mit der Programmscheibe.

In der F i g. 1 sind Nockenscheiben 1 gezeichnet, welche durch Nocken die vorgespannten Kontakte 2 betätigen. Die Nockenscheiben 1 sind verdrehungssicher auf der Schaltwelle 3 befestigt, auf der ebenfalls das Klinkenrad 4 angeordnet ist. Die Bewegung des Klinkenrades 4 wird durch einen Hemmanker 5 nur schrittweise freigegeben, so daß dadurch das Schrittschaltwerk entsteht. Auf der Schaltwelle 3 ist ferner die Programmscheibe 6 frei drehbar gelagert. Die Programmscheibe 6 wird über ein Getriebe 7 und den motorischen Antrieb 8 in Pfeilrichtung 24 (F i g. 2) gedreht. Auf der Programmscheibe 6 sind Mitnehmerstifte 9 bzw. 26 angeordnet. Die Verbindung zwischen Schaltwelle 3 und Programmscheibe 6 erfolgt durch den Kraftspeicher 10, der im Ausführungsbeispiel als spiralförmig gewundene Blattfeder ausgebildet ist. Das eine Ende 12 des Kraftspeichers ist mit der Schaltwelle 3 fest verbunden, während das andere Ende 11, z. B. durch einen Bolzen, mit der Programmscheibe 6 verbunden ist.

Besonders aus der F i g. 2 erkennt man, daß der Hemmanker 5 die beiden Klinken 13,14 aufweist. Die Seite mit der Klinke 14 besitzt eine Verlängerung 33, an deren Ende ein Stift 15 befestigt ist. Ein Schaltriegel 16, der in der F i g. 1 nicht dargestellt ist, besitzt Langlöcher 17,18. In dem unteren Langloch 17 ist die Schaltwelle 3 angeordnet, während im oberen Langloch 18 der Stift 15 eingreift. Der Schaltriegel 16 weist ferner auf gegenüberliegenden Seiten Vorsprünge 19,20 auf, die z. B. als hochgebogene Lappen ausgebildet sind. Der Schaltriegel 16 wird durch die Feder 27 gegen den ortsfesten Anschlag 25 in der ausgezogen gezeichneten Lage gezogen.

Die Wirkungsweise ist dann die folgende: Wird das Klinkenrad 4 unter Wirkung des Kraftspeichers 10 in Pfeilrichtung 31 gedreht, dann wird der Hemmanker von der ausgezogen gezeichneten Lage in die gestrichelt gezeichnete Lage 30 bewegt, weil die Klinke 14 nach oben gedrückt wird, bis die Klinke 13 sperrend in die Zähne des Klinkenrades 4 greift. Der Hemmanker 5 bewegt sich dabei um sein Lager 32 in Pfeilrichtung 23. Durch diese Bewegung drückt der

ίο Stift 15 den Schaltriegel 16 in die gestrichelt gezeichnete Lage 29. Die Schaltwelle 3 befindet sich dann am Grund des Langloches 17. Der Schaltriegel 16 kann die gestrichelt gezeichnete Lage 29 aber nur erreichen, wenn der am Schaltriegel 16 angebrachte Vorsprung 20 den ortsfesten Anschlag 25 verläßt. Diese Bewegung in Pfeilrichtung 28 erfolgt durch die Drehbewegung der Programmscheibe 6 auf Grund des Antriebes 8, 7 in Pfeilrichtung 24. Wie die F i g. 2 zeigt, drückt dabei der Mitnehmerstift 9 gegen den Vorsprung 19 des Schaltriegels 16. Der Schaltriegel schwenkt jetzt um die Schaltwelle 3, geführt durch den Stift 15 im Langloch 18. Verläßt der Vorsprung 20 den Anschlag 25, dann drückt der Hemmanker 5 in Pfeilrichtung 23, die Feder 27 zieht aber sofort entgegen der Pfeilrichtung 28, so daß der nächste Schaltschritt durch den Hemmanker 5, d. h. die Bewegung des Schaltriegels in Pfeilrichtung 22, erst erfolgen kann, wenn jetzt ein Mitnehmerstift 26 den in der gestrichelt gezeichneten Lage angelangten Vorsprung 19 wiederum in Pfeilrichtung 28 bewegt.

Man erkennt aus dieser Wirkungsweise, daß die Mitnehmerstifte 9, 26 auf Biegung bzw. mechanische Beanspruchung nur durch die Feder 27 belastet werden. Der Auslöseweg des Kraftspeichers 10, der in Pfeilrichtung 22, 23 über den Hemmanker 5 wirkt, belastet die Mitnehmerstifte 9,26 in keiner Weise. Die Schaltschläge, die durch das schlagartige Weiterschalten vom Kraftspeicher 10 auf das Klinkenrad 4 übertragen werden, werden vom ortsfesten Anschlag 25 und dem Vorsprung 20 aufgenommen. Diese Teile kann man leicht so ausbilden, daß sie dieser Beanspruchung ohne weiteres gewachsen sind. Die Mitnehmerstifte 9, 26 können so dünn hergestellt werden, daß sie, in sehr geringem Abstand voneinander angeordnet, exakte Schaltpausen verursachen, ohne daß dort irgendwelche Abnutzungserscheinungen auftreten.

Will man die Programmscheibe 6 von Hand durchdrehen, wenn z. B. eine bestimmte Schaltstellung im Programmablauf erreicht werden soll, dann wird durch einen nicht dargestellten Bedienungsknopf die Programmscheibe 6 so weit verdreht, bis der Stift 15 sich auf der linken Seite am Ende des Langloches befindet. In dieser Stellung hat sich dann der Vorsprung 20 vom Anschlag 25 so weit entfernt, daß der Schaltriegel 16 in Pfeilrichtung 22, 23 auf- und abbewegt werden kann, sofern die Drehung der Programmscheibe 6 so rasch erfolgt, daß nicht der Vorsprung 20 oben oder unten am Anschlag 25 anliegt.

Diese Bewegung ist möglich, solange irgendein Mitnehmerstift 9, 26 am Vorsprung 19 anliegt. Nach Beendigung dieses Drehens von Hand der Programmscheibe 6 besteht dann wieder genaue Übereinstimmung zwischen der Stellung des Klinkenrades 4 und den Mitnehmerstiften 9 bzw. 26 bzw. den Schaltkontakten 2.

Als Anwendungsgebiet der Erfindung sind alle Fälle zu bezeichnen, bei denen man ein Schaltsystem

durch einen Kraftspeicher mechanisch schaltet und den Ablauf dieses Kraftspeichers durch ein Hemmwerk steuert, wobei diese Steuerimpulse zeitabhängig sind. Als Hemmwerk können auch andere bekannte Mittel, wie Malteserkreuze usw., verwandt werden.

Claims (8)

Patentansprüche:

1. Zeitabhängige Programmsteuerung mit einem Schrittschaltwerk, dessen Schrittbewegung über einen Kraftspeicher und ein Hemmwerk mit einem vom Klinkenrad angetriebenen Hemmanker erfolgt, d a d u r c h gekennzeichnet, daß ein Schaltriegel (16), der zwei Vorsprünge (19, 20) trägt, mit dem Kraftspeicher (10) über den Hemmanker (5) verbunden ist und von diesem auf- und abbewegt wird, daß ferner der eine Vorsprung (20) den Hemmanker abstützend auf der einen Seite eines ortsfesten Anschlages (25) anliegt, wenn der andere Vorsprung (19) in einer kreisförmigen Bahn von auf einer Programmscheibe angeordneten Mitnehmerstiften (9) liegt, und daß sich der eine Vorsprung (20) auf der anderen Seite des ortsfesten Anschlages ebenfalls den Hemmanker abstützend befindet, wenn der andere Vorsprung (19) in eine weitere kreisförmige Bahn von Mitnehmerstiften (26) gelangt, wobei die Differenz der Radien der beiden Bahnen dem Hemmankerweg von der einen in die andere Hemmlage entspricht und die wirksame Länge des am Anschlag (25) anliegenden Vor-Sprunges (20) dem von den Mitnehmerstiften (9, 26) verursachten kreisbogenförmigen Auslöseweg des Schaltriegels (16) entspricht.

2. Programmsteuerung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Führung des Schaltriegels (16) durch zwei Langlöcher (18,17) erfolgt, wobei das eine Langloch (18) annähernd parallel zur Bahn der Mitnehmerstifte (9, 26) angeordnet ist und einen am Hemmanker (5) befestigten Stift (15) führt, während das andere Langloch (17), die Schaltwelle (3) aufnehmend, annähernd parallel zur Bewegungsrichtung des Stiftes (15) angeordnet ist.

3. Programmsteuerung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Hemmanker (5) mit seinen beiden Klinken (13, 14) auf gegenüberliegenden Seiten in das Klinkenrad (4) eingreifend eine Lagerung (32) besitzt, die den Klinken (13, 14) gleiche Wege von der Hemmbis zur Entriegelungslage gestattet, und ferner eine Verlängerung (33) aufweist, an deren Ende der Stift (15) befestigt ist, der durch Führung im Langloch (18) mit dem Schaltriegel (16) verbunden ist.

4. Programmsteuerung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltwelle (3) verdrehungssicher mit dem Klinkenrad (4) und den Nockenscheiben (1) verbunden ist, während die Programmscheibe (6) durch den Kraftspeicher (10) mit der Schaltwelle (3) in Verbindung steht.

5. Programmsteuerung nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Kraftspeicher eine Spiralfeder (10) ist, deren inneres Ende mit der Schaltwelle (3) und deren äußeres Ende mit der Programmscheibe (6) verbunden ist.

6. Programmsteuerung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Programmscheibe (6) einen gleichförmigen motorischen Antrieb (8, 7) aufweist.

7. Programmsteuerung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß am Schaltriegel (16) eine Feder (27) befestigt ist, welche den Vorsprung (20) in die Sperrlage am ortsfesten Anschlag (25) zieht.

8. Programmsteuerung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Mitnehmerstifte (9, 26) auswechselbar sind.

In Betracht gezogene Druckschriften:

Deutsche Patentschrift Nr. 122543;

schweizerische Patentschrift Nr. 300 001;

VDI-AWF-Getriebeheft AWF 6063, März 1957;

H. J. Knab, »Übersicht über Kinematik, Mechanismen und Vorschaltgetriebe«, Nürnberg 1928, S. 52.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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