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Schrittschaltwerk Die Erfindung betrifft ein Schrittschaltwerk mit
einem verstellbaren Anschlag zur Veränderung der Schrittgröße und einem Auslöser
für den jeweiligen Schaltvorgang.
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Bei einem bekannten Schrittschaltwerk wird mittels eines Synchronmotors
eine Kurbelwelle betätiA deren außenliegender Zapfen gegen die Kraft einer Feder
bei jedem Umlauf einen Hebel von einem verstellbaren Anschlag wegbewegt. über eine
freilaufartige Verbindung wird die Schwenkbewegung des Hebels in eine schrittweise
Drehbewegung einer Auslösewelle umgesetzt. Durch Verstellung des Anschlages kann
die Winkelbewegung des Hebels vergrößert oder verkleinert werden, so daß sich damit
entsprechend die Schrittgröße der Abtriebswelle ändert.
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Diese bekannte Anordnung hat den Nachteil, daß die bei einem vollständigen
Umlauf des Abtriebes bis zur Auslösung notwendige Gesamtschrittmenge nicht exakt
formschlüssig auf den Abtrieb übertragbar ist, da das Freilaufgetriebe nur mit Reibungsschluß
arbeitet. Dies wirkt sich bei der bekannten Anordnung insofern besonders nachteilig
aus, als sich zur Erzielung der Gesamtschrittmenge die eventuellen Fehler aus den
Einzelschritten summieren können. Außerdem ist die bekannte Anordnung ungeeignet
zum selbsttätigen sukzessiven Wiederholen der Gesamtschrittmenge, da nach Auslösung
eines Schaltvorganges die Vorrichtung neu eingestellt werden muß.
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Eine andere bekannte hydraulisch arbeitende Teilvorrichtung arbeitet
mit einem in die Teilscheibe eingreifenden Riegel, der deren Drehbewegung stillsetzt,
wobei der Riegel in durch einen hydraulischen Steuermechanismus bestimmten Intervallen
zur Teilscheibe hin vorgeschoben bzw. von dieser zurückgezogen wird, um der Teilscheibe
verschiedene Umläufe zu ermöglichen. Die Betätigung des Riegels erfolgt durch verschiedene
einzelne getrennt anwendbare Steuerscheiben. Diese Anordnung gestattet zwar ein
wiederholtes Teilen gleicher Schrittgröße, jedoch sind die einzelnen Schrittgrößen
nur durch Auswechseln der Steuerscheiben in größerem Umfang verstellbar, und auch
dann ist eine einigermaßen kontinuierliche Schrittgrößenänderung nicht möglich.
Der Bauaufwand bei der bekannten Anordnung im Hinblick auf die mit verschiedenen
Steuerschiebem arbeitende hydraulische Steuereinrichtung ist erheblich.
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Bei einem anderen bekannten Schrittschaltgetriebe schließlich wird
über eine kontinuierlich angetriebene Steuerkurve und einen mit dieser verbundenen
Nocken eine Schaltscheibe nach Malteserkreuzart schrittweise weitergeschaltet. Eine
Änderung der Schrittgröße ist bei dieser bekannten Anordnung nicht möglich.
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Der Erfindung liegt demgemäß die Aufgabe zugrunde, ein Schrittschaltwerk
der eingangs genannten Art so auszubilden, daß einmal ein selbsttätiges sukzessives
Wiederholen des jeweiligen Schaltvorganges in einfacher Weise unter Beibehaltung
einer voreingestellten Schrittgröße möglich ist und daß zum anderen die Schrittgröße
selbst in relativ weiten Bereichen in etwa kontinuierlich einstellbar ist.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine bei der Bewegung des
Schrittschaltrades aus der Anschlagslage spannbare Rückstellfeder und eine die Rückbewegung
des Schaltrades sperrende schwenkbare Falle gelöst, die in durch das Schrittschaltrad
ausgeschwenkter Lage den Auslöser betätigt und in dieser Stellung im Bereich eines
mit dem Antrieb des Schrittschaltrades umlaufenden Nockens liegt, der sie unter
Freigabe des Schrittschaltrades ausrückt.
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Bei dieser Anordnung wird also der verstellbare Anschlag für das Schrittschaltrad
um einen der gewünschten Schrittgröße entsprechenden Betrag verstellt, wobei die
Rückstellfeder das Schrittschaltrad dem Anschlag folgen läßt. Aus dieser Anschlagslage
heraus bringt der Antrieb das Schrittschaltrad stufenweise unter gleichzeitiger
Spannung der Rückstellfeder
in die Auslösestellung, in welcher
über die Falle der Auslöser betätigt wird. Die Falle wirkt hierbei gleichzeitig
als Sperre für das Schrittschaltrad und verhindert dessen vorzeitige Rückbewegung
auf Grund der Kraft der Rückstellfeder. In der Auslösestellung kommt die Falle in
den Bereich eines mit dem Schrittschaltrad umlaufenden Nockens, der die Sperre des
Schrittschaltrades aufhebt, so daß dieses auf Grund der Kraft der Rückstellfeder
in seine Anschlagslage zurückkehren kann.
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Mit dieser Anordnung ist also in exakter formschlüssiger Weise ein
selbsttätiges Wiederholen der durch die Anschlagslage vorgegebenen Schrittgröße
gewährleistet. Die erfindungsgemäße Anordnung hat darüber hinaus den Vorteil, daß
sie mit sehr wenig Bauteilen auskommt, indem die Falle sowohl als Schrittschaltradsperre
als auch zur Auslöserbetätigung herangezogen wird.
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Eine besonders einfache und vorteilhafte Anordnung zum Einbringen
der Falle in den Bereich des Auslösenockens unter gleichzeitiger vorläufiger Aufrechterhaltung
der Sperre des Schrittschaltrades ergibt sich, wenn die Falle eine Ausnehmung zur
zeitweisen Aufnahme und Arretierung eines mit dem Schrittschaltrad verbundenen Auslösestiftes
in dessen Auslösestellung aufweist. Der Auslösestift kann nämlich so die Falle aus
der Sperrstellung des Schrittschaltrades in den Bereich des Nockens hineinschwenken,
wirkt aber durch sein Eintreten in die Ausnehmung selbst so lange als Sperre, bis
der Nocken die Falle vom Auslösestift löst und diesen aus der Ausnehmung heraustreten
läßt, so daß die Rückstellfeder das Schrittschaltrad in die Anschlagslage zurückführen
kann. Durch sein Einwirken auf die Falle kann der Auslösestift zur Auslösung des
Schaltvorganges herangezogen werden.
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Die Dauer des Schaltvorganges läßt sich mit dieser Anordnung in einfacher
Weise dadurch verändern, daß der Nocken relativ zu seinem Antrieb einstellbar gemacht
wird. Der Auslöser wird dann jeweils vom Auftreffen des Auslösestiftes auf die Falle
bis zum Ausrücken der Falle durch den Nocken betätigt.
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Schließlich ist es mit der erfindungsgemäßen Anordnung in einfacher
Weise möglich, das Schrittschaltwerk auszuschalten und den Auslöser ständig zu betätigen,
indem ein mit dem verstellbaren Anschlag bewegbarer zweiter Auslösestift vorgesehen
wird, der bei nicht eingestellter Schrittgröße die Falle betätigt. Die Betätigung
des Auslösers über die Falle bedeutet nämlich gleichzeitig ein Ausrücken der Sperre
des Schrittschaltrades, so daß dieses nach jedem Einzelschritt sofort wieder auf
Grund der Rückstellfeder in die hier nicht verstellte Anschlagslage zurückkehrt.
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Die Erfindung wird im folgenden an Hand eines Ausführungsbeispieles
in der Zeichnung näher erläutert.
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F i g. 1 zeigt das erfindungsgemäße Schrittschaltwerk in Draufsicht;
F i g. 2 ist der Schnitt 2-2 nach F i g. 1;
F i 9. 3 ist der Schnitt
3-3 nach F i g. 1;
Fig. 4 und 5 sind jeweils der Schnitt 4-4
nach F i g. 2 bei verschiedener Lage der Bauteile.
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Gemäß F i g. 1 hat das Schrittschaltwerk ein Gehäuse
27, in welchem eine Antriebswelle 25 drehbar gelagert ist. Die Welle
25 wird kontinuierlich durch ein Zahnrad 24 angetrieben. Auf der Welle
25 sind zwei Bunde 30 und 35 angeordnet, die mit der Welle
umlaufen, aber auch relativ zu dieser einstellbar sind. Eine auf der Welle angeordnete
Druckfeder 33 stützt sich gegen den Bund 30 und gegen ein Wellenlager
32 ab und drückt damit die Welle nach rechts in Fig. 1.
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Am Bund 30 ist ein Zapfen 31 angeordnet, der.bei seinem
Umlauf in die Zähne eines Schrittschaltrades 52 eingreift, um dieses schrittweise
zu bewegen. Das Zahnrad 52 ist um einen ortsfesten Drehzapfen 49 drehbar
gelagert, der an einem Winkelblech 47 im Gehäuse 27 senkrecht zur Welle
25 befestigt ist. Mit der Nabe des Zahnrades 52 ist ein Auslösestift
62
fest verbunden, der auf eine Falle 57 (F i g. 3) wirkt und
durch diese aufgenommen und arretiert wird. Die Falle 57 wirkt ihrerseits
auf einen Stößel 59
(F i g. 3) zur Betätigung eines Schalters
60.
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Im Gehäuse 27 ist koaxial zum Wellenzapfen 49 eine Welle
37 drehbar gelagert, die außerhalb des Gehäuses einen Einstellknopf
38 und innerhalb des Gehäuses ein Zahnrad 40 trägt. In die Zähne dieses Zahnrades
greift eine Kugelraste 56 (F i g. 2) ein.
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Mit der Nabe des Zahnrades 40 ist ein Stift 61
verbunden, der
gleichfalls auf die Falle 57 (F i g. 2) wirkt.
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Die dem Gehäuse zugewandte Seite des Zahnrades 40 ist mit einer Nase
43 versehen, die in bestimmter Drehlage zur Anlage an einen gehäusefesten Anschlag
44 kommt. Die dem Zahnrad 52 zugewandte Seite der Nabe des Zahnrades 40 hat
eine Nase 42, die in bestimmter Drehlage auf einen Anschlag 53
an der Nabe
des Zahnrades 52 trifft.
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Der Bund 35 trägt einen Nocken 34, dessen Vorderkante
66 bei der Drehung der Welle 25 auf die Falle 57 trifft und
diese hierbei gegen die Kraft einer Feder 63 auf ihrem Lagerzapfen
58 in Richtung des,
Pfeiles 54 (F i g. 3) verschwenkt.
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F i g. 2 ist der Schnitt 2-2 nach F i g. 1 und läßt
insbesondere die Schwenklagerung der Falle 57 auf ihrem Lagerzapfen
58 erkennen. Außerdem ist aus F i g. 2 die Anordnung und das Zusammenwirken
der Nase 43 mit dem gehäusefesten Anschlag 44 erkennbar. Die Anordnung und Ausbildung
der Kugelrast 56 läßt sich aus F i g. 2 gleichfalls deutlicher entnehmen.
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F i g. 3 ist der Schnitt 3-3 nach F i g. 1 und
zeigt eine in der hohlen Nabe des Schrittschaltrades 52
untergebrachte Spiralfeder
68, deren inneres Ende am ortsfesten Wellenzapfen 49 und deren äußeres Ende
an einem Zapfen 69 des Schrittschaltrades 52
befestigt ist. Die Feder
68 ist somit bestrebt, das Schrittschaltrad 52 in Richtung des Pfeiles
50 zu drehen, während der Zapfen 31 am Bund 30 das Schrittschaltrad
52 entgegen dieser Pfeilrichtung dreht und damit die Feder 68 spannt.
Der Anschlag 53
wird jeweils mitbewegt.
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F i g. 4 ist der Schnitt 4-4 nach F i g. 2 und läßt
das Zusammenwirken des Nockens 34 mit der Falle 57 erkennen. Die Welle
25 dreht sich unter Mitnahme des Nockens 34 im Sinne des Pfeiles 46, wobei
eine gestrichelt angedeutete Nockenfläche 65 (vgl. auch F i g. 1),
die schräg nach hinten in F i g. 4 verläuft, mit ihrer scharfen Vorderkante
66 auf eine entsprechend geneigte Fläche 67 trifft und damit die Falle
57 nach hinten in F i g. 4 bzw. in Richtung des Pfeiles 54 in F
1 g. 3 verschwenkt. Die scharfe Vorderkante der Falle 57 liegt links
in F i g. 4. Die Falle 57
ist mit einer Ausnehmung 64 versehen, in
welche der Stift 62 eintreten kann.
F i g. 5 zeigt
die Relativlage zwischen Nocken 34 und Falle 57 in der nach rechts in F i
g. 3 geschwenkten Stellung der Falle.
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Die Wirkungsweise der beschriebenen Anordnung ist folgende: Durch
Drehung des Einstellknopfes 38
in Richtung des Pfeiles 36 nach F i
g. 2 wird die Nase 43 vom ortsfesten Anschlag 44 um einen bestimmten Betrag
entfernt, wobei die jeweilige Einstellage durch die Kugelrast 56 fixiert
ist. Gleichzeitig wird die Nase 42 vom Anschlag 53 an der Nabe des Schrittschaltrades
52 entfernt. Da jetzt der sich auf der Falle 57 abstützende Stift
61 von dieser wegbewegt wurde, schwenkt die Falle entgegen der Richtung des
Pfeiles 54 in F i g. 3 nach links und erfaßt mit ihrer Ausnehmung 64 den
Stift 62, den sie dort so lange festhält, bis der Nocken 34 die Platte in
Richtung des Pfeiles 54 gegen die Kraft der Feder 58 verschwenkt, wodurch
der Stift 62 wieder freigegeben wird. Eine Freigabe des Stiftes
62 bewirkt eine Drehung des Schrittschaltrades 52 in Richtung des
Pfeiles 50 nach F i g. 3 so weit, bis der Anschlag 53
wieder
zur Anlage an der nunmehr verstellten Nase 42 des Zahnrades 40 kommt. Diese Drehung
wird durch die Kraft der Feder 68 bewirkt und ist möglich. da der Zapfen
31 sich bei Betätigung der Falle 57 durch den Nocken 34, wie aus F
i g. 1 hervorgeht, nicht im Eingriff mit den Zähnen des Schrittschaltrades
52 befindet. Die Feder 68 ist stets mehr oder weniger stark vorgespannt.
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In dieser Lage ist also der Schalter 60 nicht betätigt.
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Nun beginnt das eigentliche Drehzahlintervall, denn der Zapfen
31 bewegt das Schrittschaltrad 52
schrittweise so weit, bis der Stift
62 die Falle 57 wieder erreicht, zunächst über die Falle den Stößel
59
betätigt und dann in die Ausnehmung 64 einfällt. Da während der Drehbewegung
des Schrittschaltrades entgegen dem Pfeil 50 in F i g. 3 die Feder
68 zusätzlich gespannt wird, bedarf es einer Sperre für den Zeitraum, in
dem sich der Zapfen 31 nicht zwischen den Zähnen des Schrittschaltrades
52 befindet; diese Sperre wird durch die Falle 57 ausgebildet, deren
Oberkante jeweils zwischen die Zähne des Schrittschaltrades eingreift und dieses
im Schaltintervall abstützt. Das Einschwenken der Falle zwischen die Zähne wird
gleichfalls durch die Feder 63 bewirkt. In dieser Sperrlage läuft der Nocken
34 hinter der Falle 57 vorbei, ohne diese zu betätigen. Erst durch die Rückkehr
des Stiftes 62 wird die Falle 57 wieder in den Betätigungsbereich
des Nockens 34 geschwenkt.
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In dieser Lage führt die restliche Teildrehung der Welle
25 mittels des Nockens 34 wieder zu einer Freigabe des Stiftes
62, indem die Falle 57 gegen die Kraft der Feder 63 weiter
nach rechts geschwenkt wird, so daß das Schrittschaltrad 52 relativ schnell
zur durch die Lage des Zahnrades 40 und seiner Nase 42 vorgegebenen Anschlagslage
zurückkehrt.
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Die Lage der Nase 42 relativ zur Falle 57 bzw. zur Achse des
Stößels 59 bestimmt also die Anzahl der Umdrehungen der Welle 25,
die diese durchführen muß, um aus der Anschlagslage heraus unter gleichzeitiger
Spannung der Feder 68 den Stift 62 in Eingriff mit der Falle
57 zu bringen, um den Schalter 60
zu schließen. Die Relativlage der
Bunde 30 und 35
auf der Welle 25 zueinander und damit die Relativlage
des Zapfens 31 zum Nocken 34 ist ein Maß für die Zeit bzw. die Größe der
Teildrehung, die die Welle 25 nach Schließen des Schalters 60 durch
den Stift 62 durchführen muß, bis der Stift 62 wieder freigegeben
ist. Die Größe dieser Teildrehung bestimmt also, wie lange der Schalter
60 jeweils betätigt wird. Durch Veränderung der Relativlage zwischen den
beiden Bunden 30 und 35 läßt sich diese Zeit sehr genau einstellen.
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Ein ständiges Schließen des Schalters 60 läßt sich erreichen,
indem mittels des Knopfes 38 der Stift 61
in Eingriff mit der Falle
57 gebracht wird und sich somit gleichsam in Nullstellung befindet. In dieser
Lage kann die Oberkante der Falle 57 nicht in die Zähne des Schrittschaltrades
52 eingreifen, so daß die Feder 68 nach der jeweiligen durch den Stift
31 bewirkten Teildrehung das Schrittschaltrad 52 in die Anschlagslage
zwischen der Nase 42 und dem Anschlag 53 zurückdreht.