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Schaltvorrichtung für die Steuerung von Arbeitsvorgängen Vorliegende
Erfindung betrifft eine Einrichtung zur wahlweisen oder selbsttätigen. Einleitung
einer Folge oder Anzahl von Arbeitskreisläufen eines oder einer Gruppe von Getrieben
mit einer diese Folge oder Anzahl bestimmenden Steuer- oder Programmwelle.
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Für diesen Zweck sind bereits zahlreiche Anordnungen bekanntgeworden,
da derartige Vorgänge in. Maschinenbau und Feinmechanik weit verbreitet sind.
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Zum Beispiel ist durch einen willkürlich oder selbsttätig zu gebenden
Impuls geringer Intensität der Ablauf eines oder auch einer festen Mehrzahl von
Arbeitsgängen eines Getriebes einzuleiten und dieses Getriebe nach Ablauf derselben
stillzusetzen, wie es bei selbsttätigen Werbeanlagen, automatischen Fertigungseinrichtungen,
selbsttätigen Regel-, Stabilisierungs-, Anlaßeinrichtungen, Programmsteuerungen
in der Verfahrenstechnik und chemischen Industrie u. a. m. denkbar ist. Oder aber
es ist der Ablauf einer wahlweise veränderlichen Anzahl derartiger unter sich. gleicher
Arbeitsgänge einzuleiten, wie es bei der automatischen Multiplikation bei elektromotorischen
Rechenmaschinen der Fall ist.
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Auch ist bekannt, daß die Beendigung einer Anzahl unter sich gleicher
Arbeitsgänge, deren Zahl jedesmal verschieden ist und durch besondere Getriebe
bestimmt
wird, eine weitere bestimmte Folge verschiedener Arbeitsgänge einleitet, z. B. bei
der automatischen Division bei elektromotorischen Rechenmaschinen.
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Bei derartigen Schaltvorrichtungen für die Steuerung von Arbeitsvorgängen
verwendet man bekanntlich eine Steuerwelle mit einem Schaltrad, das bei jedem Antriebsvorgang
durch einen Klinkenantrieb weitergedreht wird. Dabei ist es erforderlich., den,
Klinkenantrieb durch eine wahlweise von Hand oder selbsttätig zu bedienende Auslösevorrichtung
mit dem Schaltrad in. Eingriff zu bringen. Die Weiterdrehung der Steuerwelle um
je eine Schaltradteilung entspricht dabei beispielsweise einem mittels eines Getriebes
od. dgl. auszuführenden Arbeitsvorgang. Nach Beendigung der ausgeführten Schaltschritte
(Schaltteilungsgruppe) . entsprechend der vorgesehenen. Anzahl oder Folge von Arbeitsvorgängen
wird die Schaltklinke unmittelbar oder mittelbar von einem Getriebe od. dgl. wieder
außer Eingriff gebracht und dadurch der Antriebsvorgang beendet.
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Das Ein- und Ausschalten eines- Klinkenantriebes erfordert nun meist
die Anordnung -weiterer Klinkgetriebe, um die Arbeitsklinke in der Nichtarbeitslage
zu halten, unabhängig von der bereits vorhandenen Arbeitsbewegung des anlaufenden
bzw. der noch vorhandenen. Arbeitsbewegung des auslaufenden Motors. Diese Vorgänge
sind im wesentlichen das., was eine große Vielteiligkeit und Kompliziertheit der
Schalteinrichtung mit sich bringt und die Herstellung, den. Zusammenbau und die
Wartung verteuert.
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Zur Beseitigung dieser Nachteile hat man auch schon eine Schaltvorrichtung
vorgeschlagen, bei der ein Schaltrad verwendet wird, das zwischen jeder, einer Folge
von aufeinanderfolgenden Arbeitsvorgängen entsprechenden Normalschaltteilungsgruppe
eine Steuerschaltteilungsgruppe aufweist, die bei Beendigung der Schaltfolge ein
weiteres Fortschalten des. Schaltrades durch die mit einem bestimmten Schaltweg
arbeitende Arbeitsklinke verhindert.
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Um den richtläufigen Zyklus der Klinkschaftvorgänge ohne Ausheben
der Klinken unmittelbar aus der erreichten Endlage heraus nur durch. eine Fortschaltung
des. Klinkenschaltrades um die Teilungsdifferenz der größeren gegenüber der normalen
Teilung wieder in Gang setzen zu können, sind gemäß der Erfindung von Hand oder
mechanisch, zu betätigende Einschaltmittel zum Überwinden der nur einen Bruchteil
einer Normalteilung ausmachenden Teilungsdifferenz zwischen Steuer- und Normalteilung
vorgesehen, wobei sich die Teilungsdifferenz zusammensetzt einerseits aus der Überdeckung
des ersten Schaltradzahnes einer Schaltteilungsgruppe in. Ruhelage mit dem Schaltklinkenzahn
in dessen. äußerster Hubstellung und andererseits aus dem zur Gewährleistung sicheren
Einfallens des Schalt klinkenzahns nötigen Spielraum zwischen. diesem in der genannten
Stellung und dem besagten. ersten Schaltradzahn in dessen Einschaltlage. In den
Zeichnungen sind, verschiedene Ausführungformen. der Erfindung als Beispiele dargestellt.
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Fig. I ist eine Teilseitenansicht einer Vorrichtung nach der Erfindung;
Fig. z ist eine Übersichtsskizze über die Anordnung des Ausführungsbeispiels nach
Fig. I mit ihrem Antrieb; Fig. 3 ist eine Seitenansicht einer abgeänderten Ausführungsform
der Erfindung, die für wahlweise Betätigung geeignet ist; Fig. 4 ist eine Seitenansicht
eines weiteren. Ausführungsbeispiels für eine Rechenmaschine; Fig. 5, mitten, ist
eine Vorderansicht eines Teils der Vorrichtung nach Fig. 4; Fig. 5, oben, ist die
Vorderansicht eines anderen Teils der Vorrichtung nach Fig. 4; Fig. 6 ist eine Seitenansicht
der Vorrichtung nach Fig. 5, oben; Fig. 7 ist eine schematische Zeichnung zur Erläuterung
des Kennzeichens nach Anspruch I.
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Bei der als Beispiel gegebenen Ausführungsform der Erfindung nach
Fig. I wird davon ausgegangen, daß, wie Fig. 2 zeigt, eine von einem Elektromotor
M angetriebene Welle I über eine Kupplung K auf ein Übersetzungsgetriebe Ü (hier
I : 3) einwirkt, das irgendeinen Arbeitsvorgang, z. B. eine Schlittenverschiebung,
in Gang setzt oder ausführt. Eine auf der angetriebenen Welle I befestigte Scheibenkurbel
2 (Exzenter) versetzt über einen zweiarmigen Hebel 3 eine Schaltklinke 4 in. Schwingungen,
durch die die Drehung eines auf einer Steuerwelle 5 befestigten Schaltrades 6 nur
in einer Drehrichtung herbeigeführt werden kann. Auf der Steuerwelle 35 ist noch
ein Getriebe G angeordnet. Dieses Getriebe G ist derart ausgebildet, daß es die
Kupplung K während dreier Schaltschritte der Steuerwelle 5 eingerückt hält. In der
in Fig. I gezeichneten Ausgangsstellung ist die Kupplung K auf der Welle I geöffnet,
sie wird aber beim Drehen der Welle 5 sofort geschlossen und so lange geschlossen
gehalten, bis drei Fortschaltungen der Welle 5 erfolgt sind. Das durch eine Sperrklinke
7 an der Rückdrehung gehinderte Schaltrad 6 weist auf seinem Umfang neun. Gruppen
(Schaltteilungsgruppen) von. je drei Schaltzähnen gleicher Teilung auf, die durch
je eine Lücke 8 (größere Teilung) voneinander getrennt sind. Auf der Stirnseite
des Schaltrades 6 sind den neun Gruppen von je drei Schaltzähnen gleicher Teilung
entsprechend neun Sperrstücke 9 in Form eines Kranzes zugeordnet. Über dem Schaltrad
6 befindet sich eine von Hand zu drückende Taste io, an der eine unter der Wirkung
einer Feder i i stehende Schaltklinke i2 drehbar gelagert ist. Am unteren Ende der
Tastet ro ist weiter ein seitlich abgebogener Lappen 13 angeordnet, der von. jedem
der neun Sperrstücke 9 an dem Schaltrad6 gefangen gehalten werden kann, wenn, die
Taste io sich in der gedrückten Stellung befindet und dann das Schaltrad 6. gedreht
wird. Dadurch wird ein mehrmaliges mutwilliges Dfrücken der Taste
während
des Ablaufs der eingeleiteten Arbeitsvorgänge verhindert und zugleich die übrigen
Tasten durch die Sperrstücke 9 des Schaltrades 6 gegen vorzeitiges Drücken gesperrt.
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In der Ausgangsstellung der Taste Io liegt die Schaltklinke 12 an
einem Anschlag 14 an, der die Klinke 12 in der Lage hält, deren sie zur Weiterschaltung
des Schaltrades 6 bedarf. Vor der Schaltklinke 12 ist noch eine Nase 15 vorgesehen,
durch die beim Herabdrücken der Taste Io ein elektrischer Kontakt 16 geschlossen
werden kann, der den Motorstromkreis schließt.
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Wenn die Einrichtung nach Fig. i betätigt werden soll, so wird die
Taste Io gedrückt. Dadurch wird die Schaltklinke 12 herabbewegt, bis sie in eine
Lücke 8 eintritt und dann das. Schaltrad 6 etwas weiterdreht, so daß die Schaltklinke
4 hinter den ersten Zahn der einen Gruppe von drei Schaltzähnen gleicher Teilung
einfallen, kann. Zu gleicher Zeit wird durch die sich herabbewegende Nase 15 an
der Taste Io der elektrische Kontakt 16 geschlossen.: Der abgebogene Lappen 13 wird
durch die von. der Klinke 12 bewirkte Teildrehung des Schaltrades 6 von einem Sperrstück
9 gefangen.
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Durch die Drehung der Welle 5 erfolgt über das auf ihr sitzende Getriebe
G (Kurvenscheibe) die Einschaltung der auf der Antriebswelle i sitzenden Kupplung
K, so daß die drei Umdrehungen des Motors über das Übersetzungsgetriebe Ü (1:3)
der getriebenen Welle eine vollständige Umdrehung erteilen. Dadurch wird ein Arbeitsvorgang
ausgeführt. Bei der dritten: Klinkenschaltung kommt die nächste Lücke in dem Sperrstückkranz
9 in eine Lage, in der der abgebogene Lappen 13 an der herabgedrückten Taste Io
freigegeben. wird.. Die Feder II kann infolgedessen die Taste Io in die gezeichnete
Ausgangslage zurückbringen. Gleichzeitig erfolgt auch eine Öffnung des elektrischen
Kontaktes, durch, den der Motorantrieb stillgesetzt wird. Das Einfallen der Klinke
4 in die Lücke 8 des Schaltrades 6 ermöglicht nicht nur das Auslaufen des Elektromotors
M, ohne die Drehung des Schaltrades, 6 zu beeinflussen, sondern verhindert auch
ein Weiterschalten des Rades 6 bei gedrückt gehaltener Taste. Io.
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Will man die Anzahl der Umdrehungen der von dem Getriebe Ü (Fig. 2)
beeinflußten getriebenen Welle, z. B. im Bereich der Werte i bis 9, durch Drücken
einer von neun Tasten beliebig -wählen, so empfiehlt es sich, ein Getriebe Ü mit
der Übersetzung I : i zu verwenden und auf dem Schaltrad 6' (Fig. 3) Gruppen von
je zehn Zähnen mit gleicher Teilung anzuordnen, die durch eine Lücke 8' (größere
Schaltteilung) voneinander getrennt sind. Auf dieses Schaltrad 6' wirkt der gleiche
Klinkenantrieb 2, 3, 4 von der Motorzvelle I aus ein, wie bei der Einrichtung nach
Fig. i. Es sind. neun Tastens 2o vorgesehen, von denen jede mit einem Stift 2I zwei
Schrägflächen 22, 23 beeinflussen kann.
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Die in Frage kommenden neun Schrägflächen 22, die entsprechend den
durch die Tasten 2o dargestellten Werten I bis 9 verschiedene Längen. und Neigungen
haben, sind an einer gemeinsamen, in waagerechter Ebene geführten und unter der
Ein-, wirkung einer Feder 25 stehenden Schiene 24 an geordnet, an der an einem Vorsprung
26 eine unter der Wirkung einer Feder 27 stehende Schubklinke 28 drehbar gelagert
ist. Diese Schubklinke 28 bewirkt über Stifte 28' eine Fortschaltung des Schaltrades
6'.
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Die neun Schrägflächen 23 befinden sich. an einer zweiten Schiene
29, die in waagerechter Richtung beweglich gelagert ist. An der Schiene 29, die
unter der Wirkung einer Feder 30 steht, ist an der Unterseite eine Schaltnase 31
angeordnet, die mit je einem von drei Schaltstiften 32 am Schaltrad 6' zusammenwirkt.
Weiter trägt die Schiene 29 eine Nase 33 für die Betätigung eines elektrischen Kontaktes
16, durch den der Motorstromkreis geschlossen wird. Die unteren: Enden der Schrägflächen
23 der Schiene 29 bilden Fangnasen 34, um die zugehörige Taste 20 in der gedrückten
Stellung an ihrem Stift 21 zu. fangen.
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Jede aus zehn Zähnen gleicher Teilung bestehende Schaltteilungsgruppe
des Schaltrades 6' ermöglicht, daß das Getriebe G auf der Steuerwelle 5 die Kupplung
K zwischen der Motorwelle i und: dem Übersetzungsgetriebe Ü (i: I) so lange geschlossen
hält, bis höchstens zehn Umdrehungen der Abtriebswelle ausgeführt sind. Soll eine
geringere Anzahl von. Umdrehungen der Abtriebswelle, z. B. zwei, ausgeführt werden,
so wird das. Schaltrad 6' um die Differenz von Io - 2 = 8 Teilungen durch eine besondere
Schalteinrichtung 24, 26, 28, 28' bis zum Schließen des Motorstromkreises vorgedreht.
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Wird beispielsweise die mit der Ziffer »4« bezeichnete Taste 2o gedrückt,
so wird durch den an ihr angeordneten Stift 21 vermittels der zu ihr gehörigen Schrägfläche
22 die erste Schiene 24 entgegen der Wirkung der Feder 25 nach links verschoben,
so daß die an der Schiene 24 sitzende Schubklinke 28 auf den vor ihr stehenden Stift
28' des Schaltrades 6' zur Wirkung kommen kann und dieses Schaltrad 6' um sechs
Zähne der gleichen Zahnteilung vorwärts dreht, bevor der Klinkenantrieb I bis 4
zur Wirkung kommt, da der elektrische Kontakt erst am Ende des Tastenweges geschlossen
wird. Damit sind von den für alle Tasten zur Verfügung stehenden zehn Schaltzähnen
sech=s ausgeschaltet, die beim Drücken der Taste »4« nicht in Frage kommen. Nach
dem Verlassen,-der Schrägfläche 22 trifft der Stift 21 an der mit der Ziffer »4«
bezeichneten Schalttaste 2o auf d=ie zugehörige Schrägfläche 23 der zweiten Schiene
29, verschiebt diese beim Herabdrücken; der Taste nach links, wodurch die Nase 33
den elektrischen Koritakt 16 schließt. Infolgedessen wird jetzt die Motorwelle i
angetrieben, und diese schaltet durch die Klinke 4 das Schaltrad 6' um vier Zahnteilungen
nacheinander weiter, bis die Klinke in die nächste größere Zahnlücke 8' einfällt
und, dadurch den, Antriebsvorgang beendet. Durch den" Stift 32 wird beim letzten
Schaltschritt die Schaltnase 31
verdrängt, der Schieber 29 nach
links verschoben und die durch ihren; Stift 2I hinter der Nasen 34 am Schieber 29
festgehaltene, gedrückte Taste freigegeben, wodurch gleichzeitig die Stromunterbrechung
für den Antriebsmotor erfolgt.
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In den. Fig. 5 oben und 6 der Zeichnung ist eine andere Anwendung
des Gedankens der vergrößerten Teilung zur Entkupplung des. Schaltrades. vom Schaltgetriebe
zum Zwecke der Steuerung eines Additionsgetriebes. dargestellt. Bei dieser Ausführungsform
ist die vergrößerte Teilung durch einen längeren Rücken eines Schaltzahnes. 8" gebildet.
Im übrigen weist das dazugehörige Schaltrad 6" eine einzige, aus fünf weiteren Schaltzähnen
36 bestehende Schaltteilungsgruppe auf, durch die Vorgänge der Rechenmaschine eingeleitet
oder ausgeführt werden. Die Überwindung der Teilungsdifferenz der auf dem Rücken
des einen Schaltzahnes 8" hin- und bergleitenden Klinke 4' erfolgt durch Drücken
der Additionstaste Io, die veranlaßt, daß der Schaltzahn der Klinke 4' hinter den
Zahn. 8" fassen kann. Durch den Klinkenantrieb erfolgt dann. eine Weiterschaltung
um weitere fünf Zähne der Schaltteilungsgruppe, bis die Klinke wieder auf den verlängerten,
Rücken des Zahnes 8" auflaufen und dadurch die Schaltbewegung unterbrechen kann.
Da mit dem Schaltrad 6." eine Rückwerfkurvenscheibe 45 fest verbunden. ist, so unterstützt
diese beim Umlauf des Schaltrades 6" nach der Vollendung des letzten. Schaltschrittes
die Rückführung der unter der Wirkung einer Feder II' stehenden Taste Io, nachdem
diese durch den Sperrkranz 9" freigegeben ist. Das hat den Vorteil, daß die Rückholfeder
schwach. ausgebildet sein kann.
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Eine weitere Ausführungsform der Erfindung, und zwar für die Steuerung
einer Rechenmaschine bei selbsttätiger Division, ist in den Fig. 4 und 5 unten:
veranschaulicht. Bei ihr wird nach der Ein-Stellung eines Dividenden im Resultatzählwerk
der Rechenmaschine durch Drücken einer Divisionstaste Io' ein Hebel 37 aus. einer
unwirksamen. Lage um einen Zapfen 38 in die gezeichnete Wirklage gedreht. Dadurch.
gelangt eine am Hebel 37 gelagerte Klinke 39 in Eingriff mit der Verzahnung eines
auf einer Hohlwelle 5' angeordneten Schaltrades 6"'. Dieses Schaltrad 6"' weist
an zwei einander gegenüberliegenden Stellen seines Umfanges zwei Schaltzähne 8"'
mit verlängertem Rücken und. dazwischen zwei Schaltteilungsgruppen von je zwei Zähnen
43 auf. Mit diesem Schaltrade 6"' wirkt eine von der Welle i aus angetriebene Klinke
4" zusammen. Durch das. Drücken. der Taste I o' wird die Kupplung K (Fig. 2) zwischen
der Antriebswelle I und: der Steuerwelle 5 der Rechenmaschine geschlossen und der
Motorantrieb im negativen Drehsinn in Umlauf gesetzt. Die zweite Schaltklinke 4",
die bei jeder Drehung der Welle I eine Schaltbewegung ausführt, gleitet bei der
in Fig. 5 dargestellten Stellung denn Teiles bei ihren Bewegungen auf dem Rücken
des einen größeren Zahnes 8"' des Schaltrades 6"' wirkungslos hin und her. Durch
den nach Abbau des Dividenden. in jeder Wertstelle im .Resultatzählwerk erfolgenden
Nulldurchgang wird ein Nocken 4o im Gegenuhrzeigersinn bewegt. Dieser Nocken 4o
verschwenkt dabei einen um einen Bolzen 41 drehbaren zweiarmigen Hebel 42, dessen
anderes Ende bei 38 an dem Hebel 37 angelenkt ist, und verschiebt dadurch den Hebel
37 mit der daran angeordneten Klinke 39 nach links, so däß diese Klinke das Schaltrad
6"' so weit verdreht, daß die Klinke 4" die Differenz der größeren Teilung überwinden.
und das Schaltrad 6"' weiterdrehen kann.
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Beim. darauf folgenden ersten Schaltschritt wird der Antrieb zwecks
Korrekturdrehung auf positiven Drehsinn geschaltet und nach dem zweiten Schaltschritt
der Zählwerksschlitten nach links verschoben. Die dritte Schaltstufen bewirkt eine
Wiederumschaltung des Antriebes im negativen. Drehsinn, worauf bei gedrückt gebliebener
Taste Io' der Divisor in der neuen Schlittenstellung vom Dividendenrest abgezogen:
wird.
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Das Schaltrad 6"' ist dann um I8o° gedreht, eine Lage, in der der
Rücken des zweiten größeren Schaltzahnes der Klinke 4"' gegenüberliegt, so: daß
die Bewegungen dieser Klinke ohne Wirkung auf das Schaltrad bleiben. Erst bei einem
erneuten: Nulldurchgang in der neuen Schlittenstellung wird die Schaltfolge für
die Divisionssteuerung in der vorstehend beschriebenen Weise wieder in Gang gesetzt.