DE1174888B - Elektromechanische Programmsteuer-vorrichtung zur selbsttaetigen Ausfuehrung elektrischer Schaltvorgaenge - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Internat. Kl.: G05f;

G05g

Deutsche KL: 21c-46/34

Nummer:
Aktenzeichen:
Anmeldetag:
Auslegetag:

V 10743 VIIIb/21 c

7. Juni 1956

30. Juli 1964

Die Erfindung betrifft eine elektromechanische Programmsteuervorrichtung zur selbsttätigen Ausführung elektrischer Schaltvorgänge für eine Vielzahl angeschlossener elektrischer Apparate oder Einrichtungen (Verbraucher), die selbsttätig die Zeitdauer bestimmt, in der sich die Schaltvorgänge vollziehen sollen.

Es sind Programmsteuervorrichtungen bekannt, die aus einem ständig umlaufenden Impulsgeber und einem schrittweise betätigten Vielfachschaltwerk bestehen, das bei seinen Schaltschritten mit einer Lochkarte oder einem Programmband die gewünschten aufeinanderfolgenden Schaltgaben für die angeschlossenen Verbraucher in der gewählten Kontaktkombination bewirkt. Hierbei handelt es sich um Tabelliermaschinen, welche die Kartenpakete mit konstanter Geschwindigkeit entsprechend den von der Lochkarte oder dem Programmband ausgelösten Kontaktschließungen verarbeiten.

Bekannt ist ferner eine elektromechanische Programmsteuervorrichtung mit ständig umlaufendem impulsgeber und einem zugeordneten schrittweise betätigten Vielfachschaltwerk, das mit einer die Kontaktkombination bestimmenden Vorrichtung, z. B. einer Lochkarte, versehen ist, die bei ihrer Weiterschaltung die Schaltgaben für die angeschlossenen Apparate verursacht. Der umlaufende Impulsgeber steuert hierbei auch den zeitlichen Ablauf der aufeinanderfolgenden Schaltgaben des Vielfachschaltwerks und bewirkt am Ende eines von der Lochkarte des Vielfachschaltwerks bestimmten Zeitintervalls den Übergang von einer Kontaktkombination auf die folgernde. Dabei sind in jeder Lochreihe der Lochkarte auch Löcher vorgesehen, die die selbsttätige zeitliche Steuerung des Programms bewirken. Zur Ausführung dieser bekannten Vorrichtung ist eine Mehrzahl von Nockenscheiben vorgesehen, die bestimmte Kombinationen von Kerben und Nocken bilden und die Lochkarte oder eine die Schaltkombinationen bestimmende Trommel nur dann um einen Schritt weiterschalten, wenn diese Kombinationen von Kerben und Nocken mit derjenigen der Löcher einer Lochkartenreihe bzw. der Stifte der Trommel übereinstimmen. Bei der bekannten Anordnung werden daher die einzelnen Schritte durch Kombinationen bewegter Glieder bestimmt, was leicht zu Störungen im Programmablauf Anlaß geben kann.

Die Erfindung vermeidet diesen Nachteil und ist auf eine vereinfachte Steuerung der Zeitdauer bei der schrittweisen Fortschaltung des dem umlaufenden Impulsgeber zugeordneten, schrittweise betätigten Vielfachschaltwerks gerichtet, wobei der mit konstanter

Elektromechanische Programmsteuervorrichtung zur selbsttätigen Ausführung
elektrischer Schaltvorgänge

Anmelder:

Andre Pierre Louis Vidal, Paris

Vertreter:

Dipl.-Ing. G. Weinhausen, Patentanwalt,

München 22, Widenmayerstr. 46

Als Erfinder benannt:

Andre Pierre Louis Vidal, Paris

Beanspruchte Priorität:

Frankreich vom 8. Juni 1955 (693 350 Seine)

Geschwindigkeit umlaufende Impulsgeber mit auf seiner Umlaufbahn verteilt liegenden Steoerkontakten über einen Magnetstromkreis eine die Schrittschaltung des Vielfachschaltwerks verursachende Schaltklinke betätigt, mit der Dauer seiner Impulsgabe die Einschaltzeit der Verbraucher und mit den Zeitabständen zwischen seinen Impulsgaben die Pausen zwischen den Schaltschritten bestimmt. Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß die auf der Umlaufbahn des Impulsgebers verteilt liegenden, an den Magnetstromkreis der Schaltklinke zur schrittweisen Bewegung der Lochkarte des Vielfachschaltwerks angeschlossenen Steuerkontakte einzeln an gesonderte, von der Lochkarte zusätzlich gesteuerte Schaltkonitakte des Vielfachschaltwerks angeschlossen sind, so daß die Lochkarte bei ihrer Weiterschaltung durch Auswahl der wirksam werdenden Steuerkontakte einzeln an gesonderte, von der Lochkarte zusätzlich gesteuerte Schaltkontakte des Vielfachschaltwerks angeschlossen sind, so daß die Lochkarte bei ihrer Weiterschaltung durch Auswahl der wirksam werdenden Steuerkontakte des Impulsgebers die Dauer der Pausen zwischen ihren Schaltschritten und damit die Zeitabstände zwischen den aufeinanderfolgenden Kontaktgaben des Vielfachschaltwerks bestimmt. Hierdurch wird eine Vereinfachung erzielt, die die Einhaltung der richtigen Zeitsteuerung im Ablauf des Schaltprogramms begünstigt.

Um in Phase mit den zeitgesteuerten Schaltschritten des Vielfachschaltwerks zusätzliche Schaltgaben

409 638/357

durch den umlaufenden Impulsgeber an andere zusätzliche Verbraucher zu bewirken, die andere Einschaltdauern als die an das Vielfachschaltwerk angeschlossenen Verbraucher haben, weist der umlaufende Impulsgeber zweckmäßig einen drehbar gelagerten Kontaktarm auf, der mit einem die Einschaltdauer bestimmenden Steuemocken versehen ist und auf seiner kontinuierlich angetriebenen Drehachse zusätzliche Kontaktarme trägt, die andere Steuernocken aufweisen und beim Umlaufen des Impulsgebers an zusätzlichen Steuerkontakten vorbeikommen, die mit den zur Schritthaltung des Vielfachschaltwerks dienenden Steuerkontakten des Impulsgebers zu auf dessen Umlaufbahn verteilt liegenden Kontaktblöcken vereinigt sind.

Das Vielfachschaltwerk weist zweckmäßig einen durch ein Zugband od. dgl. angetriebenen Lochkartenschlitten auf, der die Lochkarte zwischen einer querliegenden Kontaktleiste und einer gleichlaufend dazu angeordneten Kontaktbürste vorschiebt, wobei das Schrittschaltwerk des Lochkartenschlittens aus einer an sich bekannten Schaltklinkensperre mit elektromagnetisch angetriebener Sperrklinke besteht, deren Magnetanker ©inen zusätzlich zu den Schaltkontakten des Vielfachschaltwerks in den Verbraucherstromkreisen liegenden Schaltkontakt betätigt.

In der Zeichnung ist eine Vorrichtung gemäß der Erfindung beispielsweise dargestellt, und zwar zeigt F i g. 1 den Impulsgeber und
F i g. 2 das Vielfachschaltwerk, beide auf ihre wichtigsten Teile beschränkt, in schaubildlicher Ansicht. Der in F i g. 1 dargestellte Impulsgeber weist einen Synchronmotor 1 auf, der drei übereinander angeordnete Kontaktarme 2, 3, 4 aus Kunststoff mit konstanter Drehzahl in Umlauf versetzt.

Am Umfang des von den Endnocken der Kontaktarme beschriebenen Kreises sind sechs Blöcke 5 bis 10 in gleichmäßigen Abstanden voneinander angeordnet. Jeder Block weist drei Kontakte 11, 12, 13 auf. Die Kontaktarme streichen nacheinander an den einzelnen Blöcken vorbei und schließen mit ihren Endnocken die den einzelnen Kontakten zugeordneten Stromkreise auf eine durch die Nockenform bestimmte Zeitdauer.

Außer dem Impulsgeber ist ein Vielfachschaltwerk vorgesehen, das in F i g. 2 dargestellt ist. Es weist einen Schlitten auf, dessen Enden 14, 14' erkennbar sind. Der Schlitten ruht auf einer Grundplatte 15, auf der er sich in Längsrichtung verschieben kann. Er trägt eine Lochkarte 16. Der Schlitten wird durch ein Band nach links gezogen, das sich auf eine in der Grundplatte gelagerte Federrolle aufwickelt, wie dies von dem Schlitten einer Schreibmaschine her bekannt ist. Der Schlitten ist mit einer Zahnstange 17 versehen, mit der eine Sperrklinke 18 zusammenarbeitet, ebenfalls ähnlich wie bei einer Schreibmaschine. Wenn man auf die linke Seite der Klinke drückt und sie dann wieder freigibt, bewegt sich der Schlitten 14 und mit ihm die Lochkarte 16 um einen Zahn der Zahnstange 17 nach links, entsprechend dem Abstand von einer auf der Lochkarte vorgesehenen Lochkolonne zur nächsten. Die Karte weist z. B. achtzig querliegende Kolonnen mit je zwölf Löchern auf. Die Löcher werden in bekannter Weise durch eine Lochmaschine gestanzt.

In der feststehenden Grundplatte des Vielfachschaltwerks ist eine querliegende Kontaktschiene 19 vorgesehen, die zwölf voneinander isolierte Kontaktstellen aufweist, welche den in einer Kolonne der Lochkarte möglichen zwölf Löchern entsprechen.

Oberhalb des Schlittens und fest mit der Grundplatte verbunden ist ein Bürstenhalter 20 vorgesehen, der nebeneinander in gleichen, den Löchern und Kontaktstellen entsprechenden Abständen zwölf Bürsten trägt, von denen der Übersichtlichkeit halber nur eine Bürste 21 als Stab dargestellt ist. ίο Wenn die Karte unter dieser Bürste ein Loch aufweist, so entsteht durch dieses Loch ein Kontakt zwischen der Bürste 21 und dem von dem Loch freigelegten Kontakt der unter der Karte befindlichen Kontaktschiene 19. Das gleiche gilt natürlich für die elf übrigen Bürsten und Kontaktstellen. Befindet sich unter der Bürste kein Loch, so sind die Bürste und die Kontaktschiene voneinander isoliert.

Das Vielfachschaltwerk weist in Wirklichkeit nicht nur ein, sondern zwei Kontakt- und Bürstensysteme ao 19, 20, 21 auf, deren Abstand voneinander der Hälfte der Lochkarteniänge entspricht. Der Schütten, auf dem die Karte angeordnet ist, macht dann einen Gesamtweg, der der halben Kartenlänge entspricht. Im Verlauf dieser Bewegung tasten die an dem linken Bürstenhalter 20 vorgesehenen Bürsten die Löcher der linken vierzig Kolonnen ab, während die rechten Bürsten gleichzeitig die Löcher der rechten vierzig Kolonnen abtasten. Das Vielfachschaltwerk ist also zum Geben von Befehlen auf vierundzwanzig Wegen geeignet. Genügen zwölf Wege, so beschränkt man sich auf eine der beiden Bürstenreihen.

Das Vielfachschaltwerk weist weiterhin einen Elektromagneten 22 auf, der die Sperrklinke 18 steuert. Steht der Magnet unter Strom, so drückt er die Klinke auf der linken Seite nach unten. Wird er ausgeschaltet, so gibt er die Klinke frei, die dann durch eine Feder in ihre ursprüngliche Stellung zurückkehrt, wobei der Schlitten 14 um einen Zahn der Zahnstange 17 nach links rückt. Außerdem schließt der Elektromagnet, wenn er unter Strom steht, einen Kontakt 23.

Die sechs ersten Kontaktstellen der linken Schiene 19, die den sechs ersten Löchern der auf der Karte vorgesehenen Kolonnen entsprechen, sind durch sechs Leitungen 24 mit den Kontakten 11 der sechs Blöcke 5 bis 10 des Impulsgebers verbunden. Nimmt man nun an, daß sich der Schlitten 14 in seiner Ausgangsstellung, d. h. in seiner am weitesten rechts gelegenen Stellung, befindet, so liegt die linke Kontaktschiene 19 unter der ersten, d. h. der am weitesten links befindlichen Kolonne der Karte 16. Nimmt man weiter an, daß in dieser Kolonne ein Loch über der ersten Kontaktstelle vorhanden ist, so gelangt die positive Spannung, unter der die Bürsten 21 stehen, über die Leitung 24 zu dem Kontakt 11 des Blocks 5 des Impulsgebers. Wenn nun der Schaltarm 2 zu diesem Kontakt 11 gelangt, so schließt er den Kontakt, wodurch Strom durch den Elektromagneten 22 fließt, weil dieser mit seinem anderen Pol an negativer Spannung liegt. Der Elektromagnet spricht also an, wodurch einerseits die Sperrklinke 18 herabgedrückt wird (was die Bewegung der Karte um eine Stufe nach links vorbereitet, aber noch nicht zur Ausführung bringt) und andererseits der Kontakt 23 geschlossen wird. Hierdurch wird eine negative Spannung an einen Apparat A angelegt, der gesteuert werden soll. Wenn das durch

die Löcher der Lochkarte bestimmte Programm vorsieht, daß dieser Apparat A in der durch die erste Lochkolonne bestimmten Vorganggruppe gesteuert werden soll, so ist in dieser Kolonne ein weiteres Loch vorgesehen, beispielsweise das siebente Loch (die sechs ersten sind, wie bereits angegeben, für die sechs Blöcke des Impulsgebers bestimmt). Die positive Spannung, die von den Bürsten herkommt, gelangt dann über den durch dieses Loch freigelegten Kontakt und eine Leitung 25 zu dem Apparat/ί. Der Apparat A erhält also ebensolange Strom, wie der Elektromagnet 22 unter Strom bleibt, d. h. ebensolange, wie der Endnocken am Schaltarm 2 des Impulsgebers den Kontakt 11 des Blocks 5 geschlossen hält.

Wenn man durch mehrere der Leitung 25 entsprechende Leitungen (deren Zahl der Zahl der Kontaktstellen der Schienen 19 entspricht) mehrere Apparate A mit den Kontaktstellen verbindet und sie sämtlich über den Kontakt 23 an die negative Spannung legt, so werden diese Apparate unter Strom gesetzt, wenn ein Loch der Karte über der ihnen entsprechenden Kontaktstelle der Schiene 19 liegt und der Kontakt 23 beim Anziehen des Magnetankers 22 geschlossen wird. Jede Kolonne der Karte löst auf diese Weise je nach der Anordnung der Löcher diese oder jene Wirkung auf diesen oder jenen außenliegenden Apparat aus, und zwar auf eine solche Zahl von Apparaten, die der Zahl der in der betreffenden Kolonne vorgesehenen Löcher entspricht. Wie schon erwähnt, ist diese Zahl durch die Anordnung zweier Kontaktschienen und Bürstenreihen verdoppelt.

Wenn sich der Schaltarm 2 des Impulsgebers an dem Steuerkontakt 11 des Blocks 5 vorbeibewegt hat, öffnet sich dieser Kontakt wieder. Der Anker des Elektromagnets 22 geht in seine Ausgangsstellung zurück und gibt die Sperrklinke 18 frei, so daß der Schlitten 14 mit der Lochkarte 16 um einen Zahn und damit um eine Kolonne vorrückt. Gleichzeitig wird der Kontakt 23 geöffnet und das von ihm eingeschaltete Gerät od. dgl. wieder ausgeschaltet. Der Vorgang wiederholt sich in gleicher Weise, wenn der Schaltarm 2 des Impulsgebers erneut an einem unter Spannung stehenden Block vorbeikommt. Damit ein Block unter Spannung steht, genügt es, wenn in der folgenden Kolonne der Karte unter den sechs ersten Stellen ein Loch vorhanden ist. Macht der Synchronmotor 1 des Impulsgebers z. B. eine Umdrehung in sechs Sekunden und wünscht man, daß der Zeitabstand zwischen der ersten und der zweiten Schaltgabe des Vielfachschaltwerks 2 Sekunden beträgt, so sieht man auf der Karte in der ersten Kolonne ein Loch an der ersten Stelle und in der zweiten Kolonne ein Loch an der dritten Stelle vor. Dieses zweite Loch setzt den Block 7 unter positive Spannung, an dem der Schaltarm 2 2 Sekunden später als an dem Block 5 vorbeikommt. Wünscht man anschließend einen Zeitabstand von 5 Sekunden bis zur nächsten Schaltgäbe, so sieht man auf der Lochkarte in der dritten dritten Kolonne ein Loch an der zweiten Stelle vor, das dem Block 6 entspricht, denn es vergehen 5 Sekunden zwischen dem Augenblick, in welchem der Schaltarm 2 den Block 7 berührt und dem Zeitpunkt, in welchem er danach an dem Block 6 ankommt. Somit steuert die Lochkarte durch Auswahl der Kontaktblöcke die Pausen zwischen ihren eigenen Vorschubbewegungen und damit die Pausenlänge zwischen aufeinanderfolgende Schaltgaben in Zeitabständen von 1 bis 6 Sekunden.

Die zusätzlichen Steuerkontakte 12, 13 der Blöcke 5 bis 10 des Impulsgebers wirken mit den zusätzlichen Schaltarmen 3, 4 zusammen, die auf der Drehachse des Schaltarms 2 sitzen und zusammen mit ihm umlaufen. Die Schaltarme 2, 3 und 4 gemäß F i g. 1 sind derart angeordnet und an ihren Enden ausgebildet, daß die Steuerkontakte 11, 12, 13 in der folgenden Reihenfolge geschlossen werden: Zuerst der Kontakt 13 für wenige Hundertstel Sekunden, dann die Kontakte 11 und 12 gleichzeitig, und zwar der Kontakt 12 für wenige Hundertstel Sekunden und der Kontakt 11 für Va Sekunde, wenn der Antriebsmotor eine Umdrehung in 6 Sekunden macht.

Wird der Kontakt 11 geschlossen, so wird der Elektromagnet 22 erregt und schließt den Kontakt 23. Dadurch wird der Apparat A auch an negative Spannung gelegt, wie dies schon beschrieben wurde, so daß der Apparat für die V« Sekunde zur Wirkung kommt, während der der Kontakt 11 geschlossen ist. Der Kontakt 13, der mit dem zuerst zur Wirkung kommenden Schaltarm 4 zusammenarbeitet, schaltet z. B. ein Zählwerk ein, Der Kontakt 12 sorgt z. B. für das Einschalten eines Zeitanzeigers.

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Elektromechanische Programmsteuervorrichtung zur selbsttätigen Ausführung elektrischer Schaltvorgänge für eine Vielzahl angeschlossener elektrischer Apparate oder Einrichtungen, die für ihre Betätigung in gewählter Reihenfolge einer Ein- und Ausschaltung elektrischer Stromkreise in bestimmten wählbaren Zeitabständen bedürfen, bei der ein als Zeitgeber dienender, mit konstanter Geschwindigkeit umlaufender Impulsgeber an einer Mehrzahl von auf einer Umlaufbahn verteilt liegenden Steuerkontakten vorbeikommt und hierbei jeden dieser Kontakte für eine bestimmte Dauer schließt, und bei der überdies ein Vielfachschaltwerk mit von einer schrittweise bewegten Lochkarte od. dgl. gesteuerten, in einer Reihe nebeneinanderliegenden Schaltkontakten vorgesehen ist, die in den zu steuernden Stromkreisen der zu betätigenden elektrischen Apparate oder Einrichtungen (Verbraucher) liegen, wobei der Impulsgeber mit seinen Steuerkontakten über einen Magnetstromkreis eine den schrittweisen Vorschub der Lochkarte od. dgl. verursachende Schaltklinke betätigt, mit der Dauer seiner Impulsgabe die Einschaltzeit der Verbraucher und mit den Zeitabständen zwischen seinen Impulsgaben die Pausen zwischen den Schaltschritten der Lochkarte od. dgl. bestimmt, dadurch gekennzeichnet, daß die auf der Umlaufbahn des Impulsgebers (2) verteilt liegenden, an den Magnetstromkreis der Schaltklinke (18) zur schrittweisen Bewegung der Lochkarte (16) des Vielfachschaltwerks angeschlossenen Steuerkontakte (11) einzeln an gesonderte, von der Lochkarte zusätzlich gesteuerte Schaltkontakte (19) des Vielfachschaltwerks (14 bis 22) angeschlossen sind, so daß die Lochkarte bei ihrer Weiterschaltung durch Auswahl der wirksam werdenden Steuerkontakte (11) des Impulsgebers die Dauer

der Zeitabstände zwischen ihren Schaltschritten und damit die Pausendauer zwischen aufeinanderfolgenden Kontaktgaben des Vielfachschaltwerks bestimmt.

2. Elektromechanische Programmsteuervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der umlaufende Impulsgeber einen drehbar gelagerten Kontaktarm (2) aufweist, der auf semer kontinuierlich angetriebenen Drehachse zusätzliche Kontaktarme (3,4) trägt, die beim Umlaufen des Impulsgebers an zusätzlichen Steuerkontakten (12, 13) vorbeikommen, die mit den zur Schrittschaltung des Vielfachschaltwerkes (14 bis 22) dienenden Steuerkontakten (11) des Impulsgebers zu auf dessen Umlaufbahn verteilt liegenden Kontaktblöcken (5 bis 10) vereinigt und an von den zusätzlichen Kontaktarmen (3, 4) des Impulsgebers zusätzlich in Phase mit den Schaltschritten des Vielfachschaltwerks einzuschaltende Geräte bzw. Verbraucher angeschlossen sind.

3. Elektromechanische Programmsteuervorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Vielfachschaltwerk (14 bis 22) einen durch ein Zugband od. dgl. angetriebenen, mit einem Schrittschaltwerk (17, 18) versehenen Lochkartenschlitten (14, 14') aufweist, der die Lochkarte (16) zwischen einer querüegenden Kontaktleiste (19) und einer gleichlaufend dazu angeordneten Kontaktbürste (22, 21) vorschiebt, wobei das Schrittschaltwerk des Lochkartenschlittens aus einer an sich bekannten Schaltklinkensperre (17, 18) mit elektromagnetisch angetriebener Sperrklinke (18) besteht, deren Magnetanker einen zusätzlich zu den Schaltkontakten (19) des Vielfachschaltwerks in den Verbraucherstromkreisen liegenden Schaltkontakt (23) betätigt.

4. Elektromechanische Programmsteuervorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Vielfachschaltwerk (14 bis 22) zwei oder mehr auf die Länge des Vorschubweges des Lochkartenschlittens (14, 14') verteilt hegende Kontaktleisten (19) mit zugeordneten Kontaktbürsten (20, 21) zur Vervielfachung der gleichzeitig möglichen Schaltgaben bei jeder Schrittschaltung des Lochkartenschlittens aufweist.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschriften Nr. 253 630, 871543, 975;

USA.-Patentschrift Nr. 1 172 080.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

409 638/357 7. (A © Bundesdruckerei Berlin