-
Schaltwerk für motorische h..'olgesteuerungen Die Erfindung betrifft
ein Schaltwerk für motorische Folgesteuerungen, d. h. Einrichtungen, mit deren Hilfe
Bewegungen schwach belastbarer Wellen mit Energie nachgebildet werden. Ein derartiges
Schaltwerk besteht aus einem mit der nur wenig belastbaren Welle verbundenen Organ,
dem Vorlaufglied, und aus einem den Bewegungen dieses Organes mit Hilfe eines Motors,
des Nachlaufmotors, nachzudrehenden Organ, dem Folgeglied.
-
Bei derartigen Schaltwerken ist es bekannt, die Vorlaufwelle über
eine Überlastkupplung mit einer Gabelkontaktvorrichtung zu verbinden, deren Gegenkontakte
auf dem Folgeglied angeordnet sind, das auch die Schleifringe für die Stromzuführungen
zu den einzelnen beweglichen Teilen des Schaltwerkes trägt. Die Überlastkupplung,
die nur eine einzige Kuppelstellung aufweist, besteht dabei im wesentlichen aus
einer Herzkurvenscheibe und einer schwenkbar gelagerten, durch Federwirkung an die
Scheibe in Anlage gebrachten Rolle, die normalerweise in die Vertiefung der Herzkurve
eingreift. Die schwach belastbare Vorlaufwelle, die mit ihr durch die Überlastkupplung
verbunden und den beweglichen Teil der Kontaktvorrichtung tragenden Zwischenwelle
sowie die die Gegenkontakte tragende Nachilaufwelle, die vom Nachlaufmotor angetrieben
wird, sind bei dieser bekannten Ausführung in einer Achsrichtung nebeneinander angeordnet.
Die Zugängigkeit und Auswechselbarkeit des Schaltwerkes ist besonders nach seinem
Einbau in ein Schutzgehäuse sehr umständlich und schwierig. Auch ist der erforderliche
Platzaufwand verhältnismäßig groß. Ferner würden
sich bei dieser
Ausführung sog. Folgezeiger nur schwer anordnen lassen, von denen bekanntlich einer
mit der Vorlaufwelle und der andere mit dem Nachlaufmotor gekuppelt ist. Um die
Folgesteuerung in ihrer Arbeits weise dauernd überwachen zu können und erforderlichenfalls
bei einer Störung des selbsttätigen Nachlaufes eingreifen und die Nachstellung von
Hand vornehmen zu können, ist jedoch das Vorhandensein von derartigen Folgezeigern
erwünscht und meist sogar erforderlich. Außerdem ist bei der bekannten Einrichtung
nur ein einziges Kontaktpaar -zur Steuerung des Vorwärts- und Rückwärts-Laufes für
den Nachstellmotor vorhanden, so daß dieser, gleichgültig, wie groß der Stellungsunterschied
zwischen Vorlauf- und Nachlaufglied ist, immer nur mit der gleichen Geschwiudigkeit
der Sollstellung zueilt.
-
Die Erfindung vermeidet diese Nachteile durch eine neue Anordnung
und Ausbildung der Einzelteile eines derartigen Schaltwerkes für Folgesteuerungen
und besteht darin, daß die Überlastkupplung mit der Kontaktvorrichtung innerhalb
eines topfartig ausgebildeten und auf seiner Außenseite die Schleifringe tragenden
Nachlaufgliedes angeordnet ist, das koaxial zur Vorlaufwelle in dem gleichen Lagersockel
wie diese gelagert und auf der gegenüberliegenden" Seite zum Anbringen eines Folgezeigers
eingerichtet ist, dem ein mit der Vorlaufwelle gekuppelter Zeiger zugeordnet ist.
Zweckmäßig besteht dabei die Kontaktvorrichtung aus zwei getrennten Kontaktpaaren,
deren Abstand von den Gegenkontakten zur Grob- und Feinkontaktbildung verschieden
groß ist.
-
Durch die Erfindung wird der Vorteil einer äußerst einfachen und gedrängten,
übersichtlichen Anordnung erreicht; denn als Lagersockel für Vorlauf- und Folgeglied
kann der Deckel des beispielsweise ähnlich einem Anzeigeinstrument ausgebildeten
elektrischen Empfängers dienen, der die schwach belastbare Vorlaufwelle treibt.
Das Schaltwerk ist dabei innerhalb des Schleifringträgers geschützt untergebracht
und auf der Oberseite frei zugängig, so daß es leicht überwacht und durch Lösen
nur einer einzigen Schraube bzw. Mutter ausgewechselt werden kann. Ferner wird die
unmittelbare Anbringung von Folgezeigern am Vorlauf- und am Nachlaufglied und deren
Anordnung an der freien Stirnseite des Schaltwerkes ähnlich wie bei einem Meßinstrument
möglich.
-
Treten größere Stellungsunterschiede zwischen Vorlauf- und Nachlaufglied
ein, so kommt ein weiteres Kontaktpaar, die sog. Grobkontakte, mit diesen auf dem
Nachlaufglied zugeordneten Gegenkontakten in Eingriff, so daß nunmehr der Nachlaufmotor
mit erhöhter Geschwindigkeit in Richtung der Sollstellung angetrieben werden kann.
-
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel dargestellt. Es zeigt
Fig. i den grundsätzlichen Aufbau, Fig. ä ein zugehöriges Schaltbild, Fig. 3 eine
Vorderansicht im Schnitt und ', Fig. 4 eine Draufsicht, Fig. 5; 6 und 7 Einzelheiten.
-
Damit das den eigentlichen Erfindungsgegenstand bildende Schaltwerk
besser verstanden wird, .sind in Fig. i und 2 zwei vollständige Folgesteuerungen
an sich bekannter Art schematisch dargestellt. Sie unterscheiden sich darin, daß
die eine Ausführung ein Schaltwerk mit lediglich einem Grobkontakt für Rechtslauf
und, einem Grobkontakt für Linkslauf besitzt, während bei der Ausführung nach Fig.
2 das Schaltwerk für Rechts- und Linkslauf je einen Grob- und Feinkontakt aufweist.
-
Bei der Ausführung nach Fig. i verstellt die nur schwach belastbare
Welle i, z. B. eines elektrischen Empfängers, über ein Vorgelege 2 eine Kontaktzunge
3. Diese läuft bei etwaigen Auslenkungen auf die Kontaktbahn 4 bzw. 5 auf. Die Kontaktbahnen
sind auf einer Scheibe ß befestigt, die über ein Schneckengetriebe 9 von einem Motor
1o verstellt werden ,kann; ,gleichzeitig stellt der Motor 1o noch den einzustellenden
schweren Gegenstand i i ein.
-
In dem in Fg. 2 dargestellten Schaltbild sind die schon in Fig. i
erwähnten Teile auch mit ,denselben Bezugszeichen versehen. Der Motor 1o besitzt
zwei Erregerwicklungen 13 und 14, eine für Rechtslauf und eine für Linkslauf des
Motors, die mit ihren freien Enden an die Kontaktbahnen 4 und 5 angeschlossen sind.
Ein evtl. regelbarer Widerstand 15 liegt in der Verbindungsleitung 12 des Ankers
.des Motors 1o mit der Kontaktzunge 3. Außerdem sind noch zwei weitere Kontaktbahnen
6 und 7 direkt rnit :dem Motor 1o über die Leitungen 16, und i6bb verbunden; so
daß bei einer Kontaktgabe der Zunge 3 mit einem der Kontakte 6 oder 7 .der Widerstand
15 kurzgeschlossen ist. 17 ist die zugehörige Stromquelle, die z. B. in die Leitung
12 eingeschaltet ist: Wird die Welle i verdreht, beispielsweise im Uhrzeigersinne,
so berührt die Kontaktzunge 3 zunächst die Kontaktbahn 4 (Feinbereich). Die Wicklung
13 wird erregt, und der Motor 1o läuft in .der dadurch bestimmten Drehrichtung an.
Der Widerstand 15 liegt jetzt mit im-Stromkreis, der Motor 1o läuft also mit einer
kleineren Drehzahl, da ihm der Widerstand r5 vorgeschaltet ist. Wird trotz der Einschaltung
des Motors die Stellungsdifferenz noch größer, so läuft die Zunge 3
auch
noch auf .die Kontaktbahn 6 auf (Grobbereich). Dadurch wird der Widerstand 15 kurzgeschlossen,
der Motor io dreht also mit größerer Geschwindigkeit die Scheibe 8 der Zunge 3 nach,
bis diese wieder von der Kontaktbahn 6 abgleitet. Darauf wind die Scheibe 8 wieder
bei eingeschaltetem Widerstand 15, also mit geringerer Geschwindigkeit, weiter nachgedreht,
bis die Zunge 3 bezüglich der Kontaktbahnen 4 und 5 in die Mittelstellung ,gelangt,
-der Stromkreis für den Motor io also unterbrochen wird.
-
Selbstverständlich soll das gezeigte Schaltbild nur ein Beispiel ,aus
der ,großen Zahl der möglichen Schaltungen darstellen.
-
Die Erfindung hat zum Gegenstand die besondere Ausbildung des Schaltwerkes.
Es kann an die Stelle ,des -Schaltwerkes 3 bis 8 der Fig. i und 2 treten, seine
Verwendung ist jedoch nicht auf die in Fig. i und : gezeigte Schaltung beschränkt.
-
In den Fig. 3 und 4 ist ein Ausführungsbeispiel für zwei nacheinander
sich schließende Kontakte für Rechts- und Linkslauf dargestellt.
-
Ein .aus Isolierstoff, vorzugsweise keramischem Isolierstoff, bestehender,
topfartiger Körper 21 ist auf eine Tragscheibe 22 aufgesetzt. Im Boden des Körpers
21 befindet sich eine kreisförmige Mittenöffn.ung 23, in die eine Ringwulst 24 der
Scheibe 22 eingepaßt ist; der Körper 2i ist damit auf der Scheibe 22 zentriert.
Die Scheibe 22 ist auf einem etwa in der Form einer abgestumpften Pyramide ausgebildeten
Sockel 25 drehbar gelagert, der an der spitzen Seite eine Buchse 26 trägt, die ihrerseits
in eine Mittenöffnung 27 der Scheibe 22 eingreift. Mittels einer auf die mit Gewinde
versehene Buchse 26 aufgeschraubten Mutter 28 und einer Scheibe 29 ist die Tragscheibe
22 am Sockel 25 befestigt. Sowohl die Scheibe 29 als auch die Sockelfläche, auf
der die Tragscheibe 22 läuft, haben ringförmige Nuten, in die ein Filzring eingelegt
ist zwecks Schmierung der aufeinanderdrehenden Flächen. Die vorstehend beschriebenen
Teile bilden nun in ihrer Gesamtheit das Folgeglied, .das über einen Zahnradkranz
33 und ein Ritzel o. dgl. von einem Nachlaufmotor verdreht werden kann. Die Befesti-.
gungsschrauben :des Zahnradkranzes 33 dienen gleichzeitig auch zur Befestigung des
Körpers 21 auf der Tragscheibe 22.
-
Der Körper 21 mit sämtlichen anderen Organen wird mit dem Sockel 25
beispielsweise auf einen Empfänger gesetzt. Zur Sicherstellung ,der richtigen Arbeitslage
zueinander trägt der Körper 21 noch einen Scheibenkranz 34, der durch einen Ring
32 am Körper 21 mit Zahnradkranz 33 gehaltert ist und dessen Ringscheibe 34, an
einer Stelle abgeflacht ist, vorzugsweise durch Entfernung eines Kreisabschnittes.
Der Empfänger besitzt als Gegenstück eine ähnliche Scheibenanordnung. Beim Zusammensetzen
müssen beide Scheiben aneinander vorbei, was infolge des kleinen Achsenabstandes
nur möglich ist, wenn sich .bei-de mit den abgeflachten Stellen gegenüberstehen.
-
Die Ausgangswelle des Empfängers ist mit einem Wellenstück 35 gekuppelt,
das in der Sockelbuchse 26 ,gelagert ist. Auf dem dein Empfänger abgewandten und
.mit Gewinde versehenen Ende trägt das Wellenstück 35 eine Buchse 36, die durch
eine buchsenförmig ausgezogene Mutter 37 an dem Wellenstück 35 gehaltert ist. Die
Buchse 36 besitzt einen angeformten Bund 38, der sie nach Art .einer Ringscheibe
umgibt.
-
An diesem Bund 38 ist eine auf :die Buchse 36 aufgesteckte Herzkurvenschei.be
39 mit Hilfe einer von der anderen Seite .auf die Buchse aufgebrachten Scheibe 4o
befestigt, indem .beide durch Schrauben o. @dgl. zusammengepreßt sind und sich an
dem Bund 38 festklemmen.
-
Auf der Buchse 36 ist eine andere mit einem Bund versehene Buchse
41 drehbeweglich angeordnet. Sie trägt ihrerseits eine weitere, ebenfalls mit einem
Bund versehene, vorzugsweise aus keramischem Isolierstoff bestehende Buchse 42.
Diese .ist mit zwei parallel zu einer durch die Achse gelegt gedachten Ebene verlaufenden
Ansatzflächen 42, und 42b zum Anbringen von Federsätzen 43, 44 ausgestattet. Jedes
der Federsätze 43, 44 besteht -aus zwei voneinander weggebogenen Kontaktfedern 45,
und 46" bzw. 47Q und 48Q, die in ihrer Lage durch die Gegenplatten 51 bis 54 gehalten
werden und zwischen denen sich eine Trennplatte 49 bzw. 5o .befindet. Beide Buchsen
41 und 42 sind mit -ihren Bunden aneinander befestigt. Zwischen den Bunden ist ein
Doppelhebel 55 eingeklemmt. Dieser Hebel 55 trägt an seinem einen Ende einen mit
einer Lagerbuchse 56 versehenen, schwenkbaren Arm 57, der an seinem freien Ende
eine Rolle 58 hält. Durch eine um die Lagerbuchse 56 gewundene und sich einerseits
an einem Vorsprung 59 des Doppelhebels 55 und andererseits am Arm 57 selbst abstützenden
Feder 6o ist die Rolle 58 gegen die Herzkurvenscheibe 39 gepreßt. Das andere Ende
des Doppelhebels ist mit einem Gegengewicht 61 ausgestattet. Alle mit den Buchsen
41 und 42 fest verbundenen. Teile werden in der weiteren Beschreibung als Vorlaufglied
bezeichnet. Durch Lösen der Mutter 37 kann das Vorlaufglied abgezogen und im Bedarfsfalle
durch ein neues ersetzt werden.
-
Die -zu den am Vorlaufglied befindlichen Kontaktfedern 45Q, 46, 47a,
48a gehörenden Gegenkontakte 45b, 46b, 47b, 48b sind auf
kleinen,
am Körper 2.1 (also am Folgeglied) befestigten Winkelstücken 45, 46c,
47c, 48c verstellbar angeordnet. Dadurch kann zwischen den Kontaktfedern
und ihren Gegenkontakten der notwendige Arbeitsweg eingestellt werden. Genügt der
dadurch bedingte Verstellbereich nicht; so kann das die Kont4tschraube tragende
Winkelstück selbst noch verstellbar ausgeführt werden, z. B. durch Anbringung von
mehreren hintereinanderliegenden, wahlweise zu benutzenden Befestigungslöchern für
das Winkelstück. In dem Ausführungsbeispiel haben die Kontaktvorrichtungen 45, 46
einen kleinen und die Kontaktvorrichtungen 47, 48 einen großen Arbeitsweg. Die ersteren
dienen als Feinkontakte und die letzteren als Grobkontakte, die erst in Tätigkeit
treten, nachdem .die Feinkontakte bereits Kontakt gemacht haben.
-
Um die .gegenseitige Stellung des Vorlaufgliedes zum Folgeglied sichtbar
zu machen, sind beide mit Zeigern 62 und 63 versehen, die sich im Ruhezustand überdecken.
Der eine Zeiger 62 ist mittels einer Klemmscheibe 64 an dem Bund der Buchse 36 (Vorlaufglied)
befestigt. Der andere Zeiger 63 ist dagegen mit einer Kappe 65 verbunden, die auf
den Körper 2a des Folgegliedes aufgesetzt ist.
-
Ferner sind auf den Außenmantel des Körpers 21 in ringförmige Vertiefungen
66 Schleifringe 67 aufgebracht, vorzugsweise aufgalvanisiert, die zur Stromzuführung
bzw. zur Herstellung der notwendigen Verbindungen dienen. Von :diesen Schleifringen
67 führen Verbindungsleitungen, beispielsweise auch aufgalvani.sierte, zu .den entsprechenden
Organen. Die Verbindung zu den beweglichen Kontakten 45, 46, 47 48 (a) stellt ein
Draht bzw. Metallband 68 her, das einerseits an die Kontakte und andererseits an
einen am Folgeglied befestigten Metallbock 69 angeschlossen ist. Jeder Schleifring
und das mit ihm elektrisch verbundene Organ sind mit denselben Kennbuchstaben bezeichnet,
Die Wirkungsweise des vorliegenden Schaltwerkes ist folgende: Das Wellenstück 35
wird von dem Empfänger verdreht und mit ihm die fest Baraufsitzende Herzkurvenscheibe
39. Diese nimmt den über die Rolle 58 mit .ihr gekuppelten Doppelhebel
55 mit .den daran befestigten Kontaktfedern mit. Die Kontakte 45 oder 46,
je nach der Drehrichtung, schließen zuerst den Stromkreis des Nachlaufmotors, der
das Folgeglied mit Hilfe des Zahnradkranzes 33 dem Vorlaufglied nachdreht, bis die
Kontaktgabe der Kontakte 45 bzw. 46 wieder unterbrochen ist. Ist die A.uslenkung
des Vorlaufgliedes groß, so treten auch noch' die Kontakte 47 bzw. 48 in Tätigkeit;
wodurch der Nachlaufmotor das Folgeglied mit erhöhter Geschwindigkeit dem Vor- i
laufglied nachdreht, bis die übermäßige Auslenkung beseitigt, d. h. die Kontakte
47 bzw. 48 wieder geöffnet und lediglich die Kontakte 45 bzw. 46 ;geschlossen sind.
-
Bei sehr großer Auslenkung :des Vorlaufgliedes würden die Kontakte
zerstört werden, da sie über die Gegenkontakte hinaus nicht ausgelenkt wenden können.
In diesem Fäll schnappt die Rolle 58 aus der Grube der Herzkurvenscheibe 39, so
daß sich die Welle mit der Herzkurvenscheibe allein weiterdrehen kann, während die
Kontakte stehenbleiben.
-
Die Ausführungsform der Kontaktvorrichtung ist nicht an die in ödem
Beispiel gezeigte gebunden. Es können die Kontakte auch am Folgeglied angebracht
sein, während das Vorlaufglied nur das Schaltorgan enthalten würde (Fig. 5), oder
aber die Kontakte sind am Vorlaufglied angeordnet und am Folgeglied sind lediglich
Böcke o. dgl. vorgesehen, gegen die bei einer Auslenkung des Vorlaufgliedes die
Kontakte gedrückt und dadurch ;geschlossen werden (Fg. 6). Auch kann z. B. die Feinkontaktvorrichtung
fortfallen und das Schaltwerk nur mit einer Grobkontaktvorrichtun.g versehen sein.
-
In Fig. 7 ist eine weitere Ausführung der Kontaktvorrichtung dargestellt.
An der Buchse 42 .aus Isolierstoff (Vorlaufglied) ist ein Bock 7o befestigt, an
dem zwei Kontaktarme 7i, 72 schwenkbar um Achsen 73; 74 gelagert sind. Je
eine Feder 75, 76 drückt die beiden Arme 74 72 auseinander gegen zwei am Bock 7o
angebrachte Stützen 77, 78. Die Arme 71, 72 sind mit Kontakten 79, 8o ausgerüstet.
Der zugehörige Gegenkontakt 81, 82 ist -genau so ausgebildet wie bei :der vorstehend
beschriebenen Kontaktvorrichtung.
-
Der Anschaulichkeit halber ist in der Beschreibung die Bezeichnung
Vorlaufglied und Folgeglied stets nur für ein und dasselbe Organ verwendet. Selbstverständlich
kann die Arbeitsfolge auch geändert werden, d. h. das Vorlaufglied mit dem Folgeglied
vertauscht werden. Der Klarheit halber ist diese naheliegende Vertauschung in den
Ansprüchen nicht erwähnt, indes gehört sie mit zum Gegenstand des Schutzes.