DE1588111C

DE1588111C - Stepping mechanism for program control devices

Info

Publication number: DE1588111C
Authority: DE
Inventors: Auf Nichtnennung Antrag
Original assignee: Crouzet S A , Paris
Publication date: 1972-10-19

Description

25.25th

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. . ■The invention relates to a stepping mechanism for program control devices with a constant Speed of a slowly rotating drive element for a coaxially arranged cam roller, with a locking mechanism to determine the step positions of the cam roller, which consists of one with the cam roller firmly connected and provided with teeth ratchet wheel and one with the ratchet wheel cooperating and against this elastically biased pawl exists, as well as with a to Power transmission between the drive member and the cam roller serving on the drive member attached eccentric pin, which in a recess of the cam roller with a rotational play is movable between the pin and the recess, which is smaller than the pitch of the ratchet wheel, but greater than the angle of rotation of the ratchet wheel, which is necessary to the pawl of a valley between to move two ratchet teeth over the next tooth tip. . ■

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.Such a stepping mechanism is known from the German ■ see Auslegeschrift .1145 693. This Known indexing mechanism has a motor, the axis of which is arranged coaxially with the cam roller is, wherein the axis carries a cam with a certain angular play in a recess the cam roller is mounted. A portion connected to the cam roller faces each other Teeth arranged at a distance from one another in order to be able to achieve a complete rotation. This Teeth work together with a roller that is acted upon by a strong spring. The strength of this The spring is sufficient to move the angular play of the Cams in the recess of the cam roller corresponding angle several contact springs with the To raise cams.

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:Assuming a position of the section firmly connected to the cam roller in relation to the roller, as it is immediately after such a rapid rotation around the angle value described in more detail above is present, the following results:

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. ......In a first phase, the motor only catches up with the angular play. The engine power of this first phase is lost for further progress. In a second phase the following one separates Tooth of the section connected to the camshaft via a gently rising ramp or Inclined plane, which causes a reduction of the motor power, from the roller against the force of the Spring that absorbs the motor energy during the angular rotation phase, which is the angle of a cam roller step reduced by the angular play of the cam in the recess of the cam roller, saves. ......

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.With a small number of steps, i.e. that is, as long as the one corresponding to a cam roller step Angular value is large in relation to the angular play of the cam in the recess of the cam roller, is the energy lost during the angular play in relation to the energy of the second Phase not very large and therefore of correspondingly little importance. Because in such a case with for example four steps is that of a cam roller step corresponding angle 90 °, while the angular play is about 15 °. Such conditions however, they are often not given. For example, with program units for automatic Washing machines or dishwashers require about 30 steps that are a full turn of the Cam roller must be assigned. The angular value of a cam roller step therefore corresponds to about 12 °. On the other hand, since one has the angular play in relation to the size of the one cam roller step cannot make the corresponding angle arbitrarily small, is in the example treated here With a number of steps of 30 "steps, the angular play is about 6 ° and is therefore about half as large as that angle corresponding to a cam roller pitch. Since there is a step mechanism with such a - For geometrical reasons, large number of steps forbids, a gentle incline to tension the spring To provide the ramp or inclined plane, an extremely powerful motor is consequently required. Another stepping mechanism for program control devices is from the French patent 1 204 452 known. In this step-by-step mechanism, a complex device enables the sudden Relaxation movement of a spring previously tensioned by a motor driving a spiral cam has been transferred to a cam roller by means of a locking mechanism.

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.The invention is based on the object of creating a stepping mechanism which takes up space compared to the known stepping mechanisms is smaller. It should be the number of the power transmission necessary parts should be as small as possible and be relocated to the inside of the cam roller, so that the Stepping mechanism receives a compact design and for its drive as a result of the good use of the Power relations a relatively small drive motor is sufficient.

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.This object is achieved according to the invention in a stepping mechanism of the type mentioned at the outset solved that between the pin and the cam roller within the recess a biased Spring is used so that it is tensioned in overcoming the torsional backlash, while it is in the subsequent rotation step of the cam roller is relaxed.

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:The invention reduces the parts necessary for power transmission and moves them into the interior the cam roller. The stepping mechanism becomes more compact and assembly is simplified. One better utilization of the balance of power is achieved, whereby it is also possible with a smaller one Drive motor get along. This progressive effect of the subject matter of the invention results from its structure or its mode of operation as follows:

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.During the recovery phase around the angular play, almost all of the motor energy is through the Fe-. the saved. The lifting of the elastically pretensioned ones that interact with the ratchet wheel Pawl against the spring only takes place when the angular play is obtained, the spring during the lifting phase of the pawl stores the motor energy. The friction losses that occur are included small in relation to the stored energy. The cam roller is after crossing a tooth tip of the ratchet wheel is not prevented from rotating. The spring reimburses that of the engine received, stored energy almost completely back and also receives the energy which it has stored on the axis connected to the housing during the pawl movement.

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Nachfolgend wird die Erfindung an Hand der Zeichnungen näher erläutert.The invention is explained in more detail below with reference to the drawings.

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.In Fig. 1, a stationary axle 1 is indicated on which a cam roller 2 is rotatably mounted which has at least one cam disk 3 and a ratchet wheel 4. Part of the cam roller is shown broken away so that a recess 5. ' can be seen on the rear face of the Cam roller is provided.

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.In addition, a drive member is coaxial on the axis 1 6 rotatably mounted, soft in the direction of the arrow by means of a motor, not shown, and a reduction gear is slowly set in continuous rotation: the drive element 6 is provided with a pin 7, which in the recess 5 while maintaining a certain rotational play 8 reaches into it.

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.A pawl 10, which is pivotable about a bolt 9, has a nose 10 a, which is in the Teeth of the ratchet wheel 4 engages against which the pawl 10 is pulled by a spring 11.

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.The cam disk 3 is provided with a control profile, which on a thumb 12a of a actuating contact 12 acts. From Fig. 1 is. it can be seen that each movement step P of the cam disk can be divided into two sections according to their profile: the first "section P ', in which the cam profile corresponds to a concentric circle, moves the contact 12 not. The second section P ", in which the cam profile according to the requirements of the respective Control program contains either a rising or falling paragraph, causes an actuation of contact 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: ■F i g. 1 shows the position of the individual parts of the stepping mechanism at the beginning of a work cycle, d. H. immediately after a rapid forward movement. A work cycle can be divided into three phases will: ■

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.During a first phase, the drive member 6 slowly overcomes the rotational play 8 until the pin? comes into contact with the flank of the recess 5, as shown in FIG. The cam disc 3 has not yet moved.

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.During a second phase, the pin 7 slowly entrains the cam roller 2. However, the profile of the cam disc in the profile section F has no influence on the contact position. In the course of this slow rotation, the nose 10a of the pawl 10 is guided up to the tip of a tooth of the ratchet wheel 4, which happens against the action of the spring 11, which is tensioned in this way while storing energy. The end position of the second phase is shown in FIG. 3.

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.During a third, very short phase, the nose 10 a, which is the tip of the tooth of the ratchet wheel, yutes 4 has overcome, in the valley area between two teeth. With the help of the Energy stored in the spring 11 causes a sudden rotation of the cam roller in the course of this sudden rotation causes the cam profile change to actuate contact 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. - 'The resulting position of the individual components is shown in Fig. 4, from which it can also be seen is that the rotary play 8 is restored. The arrangement can now be started with the next work cycle start. - '

■ 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.■ When pressing several contacts at the same time • are, then the torque of the drive motor may not be sufficient to increase the speed To produce movement of the cam roller. On the other hand, the engine is slowly overcoming of the rotary play8 is only slightly burdened. There will therefore be another energy store in the form of a Auxiliary spring 13 is added, which is inserted into a recess 7a of the pin 7.

Claims

Claim:

Stepper for program controllers with a constant speed slow revolving drive member for a coaxially arranged cam roller, with a locking mechanism to determine the step positions of the cam roller, which consists of one with the cam roller firmly connected and provided with teeth ratchet wheel and one cooperating with the ratchet wheel and against this resiliently pretensioned pawl, as well as with a power transmission between the drive member and eccentric journals attached to the drive member and serving the cam roller, which in a recess of the cam roller with a rotational play between the pin and recess is movable, which is smaller than the pitch of the ratchet wheel, but larger than that Angle of rotation of the ratchet wheel, which is necessary to the pawl of a valley between two To move ratchet teeth over the next tooth tip, characterized in that that between the pin (7) and the cam roller (2) within the recess (5) a prestressed Spring (13) so. is used that they overcome the torsional backlash. (8) excited while it is relaxed in the subsequent rotating step of the cam roller (2).

1 sheet of drawings