DE1588111C - Schrittschaltwerk fur Programmsteuer gerate - Google Patents

Description

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Die Erfindung bezieht sich auf ein Schrittschaltwerk für Programmsteuergeräte mit einem mit konstanter Geschwindigkeit langsam umlaufenden Antriebsorgan für eine koaxial angeordnete Nockenwalze, mit einem Gesperre zur Festlegung der Schritt-Stellungen der Nockenwalze, welches aus einem mit der Nockenwalze fest verbundenen und mit Zähnen versehenen Gesperrerad und einer mit dem Gesperrerad zusammenwirkenden und gegen dieses elastisch vorgespannten Klinke besteht, sowie mit einem zur Kraftübertragung zwischen dem Antriebsorgan und der Nockenwalze dienenden, an dem Antriebsorgan angebrachten exzentrischen Zapfen, welcher in einer Ausnehmung der Nockenwalze mit einem Drehspiel zwischen Zapfen und Ausnehmung beweglich ist, das kleiner ist als die Teilung des Gesperrerades, aber größer als der Drehwinkel des Gesperrerades, welcher notwendig ist, um die Klinke von einem Tal zwischen zwei Gesperrezähnen über die nächste Zahnspitze hinweg zu bewegen. . ■

Ein derartiges Schrittschaltwerk ist aus der deut-■ sehen Auslegeschrift .1145 693 bekannt. Dieses be- · kannte Schrittschaltwerk weist einen Motor auf, dessen Achse koaxial zu der Nockenwalze angeordnet ist, wobei die Achse einen Nocken trägt, der mit einem bestimmten Winkelspiel in einer Ausnehmung der Nockenwalze gelagert ist. Ein mit der Nockenwalze verbundener Abschnitt weist im gegenseitigen Abstand zueinander angeordnete Zähne auf, um eine vollständige Drehung erzielen zu können. Diese Zähne arbeiten mit einer Rolle zusammen, die durch eine starke Feder beaufschlagt ist. Die Stärke dieser Feder reicht aus, um während der vorgesehenen schnellen Drehung um den dem Winkelspiel des Nockens in der Ausnehmung der Nockenwalze entsprechenden Winkel mehrere Kontaktfedem mit dem Nocken anzuheben.

Geht man von einer Stellung des mit der Nockenwalze fest verbundenen Abschnitts zu der Rolle aus, wie sie unmittelbar nach einer solchen schnellen Drehung um den vorstehend näher bezeichneten Winkelwert vorliegt, so ergibt sich folgendes:

In einer ersten Phase holt der Motor lediglich das Winkelspiel wieder ein. Die Motorenergie dieser ersten Phase ist für den weiteren Fortgang verloren. In einer zweiten Phase trennt sich der folgende Zahn- des mit der Nockenwelle verbundenen Abschnitts über eine sanft ^ansteigende Rampe bzw. schiefe Ebene, welche eine Untersetzung der Motorkraft bewirkt, von der Rolle gegen die Kraft der Feder, welche die Motorenergie während der Winkeldrehphase, die dem Winkel eines Nockenwalzenschritts vermindert um das Winkelspiel des Nockens in der Ausnehmung der Nockenwalze entspricht, speichert. ......

Bei einer kleinen Anzahl von Schritten, d. h., solange der einem Nockenwalzenschritt entsprechende Winkelwert groß im Verhältnis zum Winkelspiel des Nockens in der Ausnehmung der Nockenwalze ist, ist die während des Winkelspieles verlorengegangene Energie im Verhältnis zu der Energie der zweiten Phase nicht sehr groß und daher von entsprechend geringer Bedeutung. Denn in einem solchen Fall mit beispielsweise vier Schritten beträgt der einem Nokkcnwalzenschritt entsprechende Winkel 90°, während das Winkelspiel etwa 15° beträgt. Derartige Verhältnisse sind jedoch häufig nicht gegeben. So sind beispielsweise bei Programmeinheiten für automatische Wasch- oder Geschirrspülmaschinen etwa 30 Schritte erforderlich, die einer vollständigen Umdrehung der Nockenwalze zugeordnet werden müssen. Der Winkelwert eines Nockenwalzenschrittes entspricht mithin, etwa 12°. Da man andererseits das Winkelspiel im Verhältnis zur Größe des einem Nockenwalzenschritt entsprechenden Winkels nicht beliebig klein machen kann, beträgt bei dem hier behandelten Beispiel einer Sch'rittzahl von 30"Schritten das Winkelspiel etwa 6° und ist daher etwa halb so groß wie der einem Nockenwalzenschritt entsprechende Winkel. Da es sich bei einem Schrittwerk mit einer-derart -großen Schrittzahl aus geometrischen Gründen verbietet, zur Spannung der Feder eine sanfte Neigung der-Rampe bzw. schiefen Ebene vorzusehen, ist folglich ein außerordentlich starker Motor erforderlich. Ein anderes Schrittschaltwerk für Programmsteuergeräte ist aus der französischen Patentschrift 1 204 452 bekannt. Bei diesem Schrittschaltwerk ermöglicht eine aufwendige Einrichtung die plötzliche Entspannungsbeweguhg einer Feder, die vorher von einem einen Spiralnocken antreibenden Motor gespannt worden ist, mittels eines Gesperremechahismus auf eine Nockenwalze zu übertragen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Schrittschaltwerk zu schaffen, dessen Raumbedarf gegenüber den bekannten Schrittschaltwerken kleiner ist. Dabei soll die Anzahl der zur Kraftübertragung notwendigen Teile möglichst gering sein und in das Innere der Nockenwalze verlegt werden, so daß das Schrittschaltwerk eine gedrängte Bauart erhält und für seinen Antrieb infolge der guten Ausnutzung der Kräfteverhältnisse ein verhältnismäßig kleiner Antriebsmotor ausreicht.

Diese Aufgabe wird bei einem Schrittschaltwerk der eingangs genannten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß zwischen dem Zapfen und der Nockenwalze innerhalb der Ausnehmung eine vorgespannte Feder so eingesetzt ist, daß sie bei der Überwindung des Drehspieles gespannt wird, während sie bei dem nachfolgenden Drehschritt der Nockenwalze entspannt wird.

Durch die Erfindung werden die zur Kraftübertragung notwendigen Teile reduziert und in das Innere der Nockenwalze verlegt. Das Schrittschaltwerk wird gedrängter, und die Montage vereinfacht sich. Eine bessere Ausnutzung der Kräfteverhältnisse wird erzielt, wodurch es auch möglich ist, mit einem kleineren Antriebsmotor auszukommen. Diese fortschrittliehe Wirkung des Erfindungsgegenstandes ergibt sich aus seinem Aufbau bzw. seiner Arbeitsweise wie folgt:

Während der Einholphase um das Winkelspiel wird nahezu die gesamte Motorenergie durch die Fe-. der gespeichert. Das Anheben der mit dem Gesperrerad zusammenwirkenden, elastisch .vorgespannten Klinke gegen die Feder findet erst dann statt, wenn das Winkelspiel eingeholt ist, wobei die Feder während der Anhebephase der Klinke die Motorenergie speichert. Die auftretenden Reibungsverluste sind dabei klein im Verhältnis zur gespeicherten Energie. Die Nockenwalze wird nach Überschreiten einer Zahnspitze des Klinkenrades durch nichts an einer Drehung gehindert. Die Feder erstattet die von dem Motor erhaltene, gespeicherte Energie praktisch vollständig zurück und erhält außerdem diejenige Energie, welche sie während der Klinkenbewegung auf der mit dem Gehäuse verbundenen Achse aufgespeichert hat.

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Nachfolgend wird die Erfindung an Hand der Zeichnungen näher erläutert.

In F i g. 1 ist eine feststehende Achse 1 angedeutet, auf welcher eine Nockenwalze 2 drehbar gelagert ist, welche mindestens eine Nockenscheibe 3 und ein Gesperrerad 4 aufweist. Ein Teil der Nockenwalze ist aufgebrochen dargestellt, so daß eine Ausnehmung 5.' zu sehen ist, die auf der rückwärtigen Stirnfläche der Nockenwalze vorgesehen ist.

Außerdem ist auf der Achse 1 koaxial ein Antriebsorgan 6 drehbar gelagert, weiches in Pfeilrichtung vermittels eines nicht dargestellten Motors und eines Untersetzungsgetriebes langsam in kontinuierliche Umdrehung versetzt wird: Das Antriebsorgan 6 ist mit einem Zapfen 7 versehen, welcher in die Ausnehmung 5 unter Einhaltung eines bestimmten Drehspieles 8 hineinreicht.

Eine Klinke 10, welche um einen Bolzen 9 schwenkbar ist, besitzt eine Nase 10 a, die in die Zahnung des Gesperrerades 4 eingreift, gegen welches die Klinke 10 durch eine Feder 11 gezogen wird.

Die Nockenscheibe 3 ist mit einem Steuerprofil versehen, welches auf einen Daumen 12a eines zu betätigenden Kontaktes 12 einwirkt. Aus F i g. 1 ist. ersichtlich, daß jeder Bewegungsschritt P der Nokkenscheibe entsprechend ihrem Profil in zwei Abschnitte eingeteilt werden kann: der erste "Abschnitt P', in dem das Nockenprofil einem konzentrischen Kreis entspricht, bewegt den Kontakt 12 nicht. Der zweite Abschnitt P", in dem das Nockenprofil entsprechend den Erfordernissen des jeweiligen Steuerprogrammes einen entweder ansteigenden oder abfallenden Absatz enthält, bewirkt eine Betätigung des Kontaktes 12.

F i g. 1 zeigt die Stellung der einzelnen Teile des Schrittschaltwerkes am Beginn eines Arbeitsspieles, d. h. unmittelbar nach einer raschen Vorwärtsbewegung. Ein Arbeitsspiel kann in drei Phasen eingeteilt werden: ■

Während einer ersten Phase überwindet das Antriebsorgan 6 langsam das Drehspiel 8, bis der Zapfen? in Anlage an die Flanke der Ausnehmung 5 kommt, wie dies in Fig. 2 dargestellt ist. Die Nokkenscheibe 3 hat sich bis dahin noch nicht bewegt.

Während einer zweiten Phase nimmt der Zapfen 7 die Nockenwalze 2 langsam mit. Das Profil der Nokkenscheibe in dem Profilabschnitt F ist jedoch ohne Einfluß auf die Kontaktstellung. Im Verlauf dieser langsamen Drehung wird die Nase 10a der Klinke· 10 bis zur Spitze eines Zahnes des Gesperrerades 4 geführt,' was gegen die Wirkung der Feder 11 geschieht, die auf diese Weise unter Speicherung von Energie gespannt wird. Die Endstellung der zweiten Phase ist in Fig. 3 wiedergegeben.

Während einer dritten, sehr kurzen Phase jutscht die Nase 10 a, welche die Spitze des Zahnes-des Gesperrerades 4 überwunden hat, in den Talbereich zwischen zwei Zähnen. Hierbei wird mit Hilfe der in der Feder 11 gespeicherten Energie eine plötzliche Drehung der Nockenwalze bewirkt Im VerlauLdieser plötzlichen Drehung bewirkt die Änderung des Nockenprofils eine Betätigung des Kontaktes 12.

Die sich nun ergebende Stellung der einzelnen Bauteile ist in Fig.4 abgebildet, woraus auch ersichtlich ist, daß das Drehspiel 8 wieder hergestellt ist. Die Anordnung kann nun mit dem nächsten Arbeitsspiel beginnen. - '

■ Wenn mehrere Kontakte gleichzeitig zu betätigen •sind, dann reicht unter Umständen das Drehmoment des Antriebsmotors noch nicht aus, um die schnellt Bewegung der Nockenwalze zu erzeugen. Andererseits ist der Motor bei der langsamen Überwindung des Drehspieles8 nur wenig belastet. Es wird.daher noch ein weiterer Energiespeicher in Form einer Hilfsfeder 13 hinzugefügt, die in eine Ausnehmung 7a des Zapfens 7 eingesetzt ist.

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Schrittschaltwerk für Programmsteuergeräte mit einem mit konstanter Geschwindigkeit langsam umlaufenden Antriebsorgan für eine koaxial angeordnete Nockenwalze, mit einem Gesperre zur Festlegung der Schrittstellungen der Nockenwalze, welches aus einem mit der Nockenwalze fest verbundenen und mit Zähnen versehenen Gesperrerad und einer mit dem Gesperrerad zusammenwirkenden und gegen dieses elastisch vorgespannten Klinke besteht, sowie mit einem zur Kraftübertragung zwischen dem Antriebsorgan und der Nockenwalze dienenden, an dem Antriebsorgan angebrachten exzentrischen Zapfen, welcher in einer Ausnehmung der Nockenwalze mit einem Drehspiel zwischen Zapfen und Ausnehmung beweglich ist, das kleiner ist als die Teilung des Gesperrerades, aber größer als der Drehwinkel des Gesperrerades, welcher notwendig ist, um die Klinke von einem Tal zwischen zwei Gesperrezähnen über die nächste Zahnspitze hinweg zu bewegen, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Zapfen (7) und der Nokkenwalze (2) innerhalb der Ausnehmung(5) einevorgespannte Feder (13) so. eingesetzt ist, daß sie bei der Überwindung des Drehspieles. (8) gespannt wird, während sie bei dem nachfolgenden Drehschritt der Nockenwalze (2) entspannt wird.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen