CH414798A - Kontaktloser Befehlsgeber - Google Patents

Description

  
 



     Kontaktloser    Befehlsgeber
Die Erfindung betrifft einen kontaktlosen Befehlsgeber z. B. zur Steuerung von Hebezeugtriebwerken, elektrischen Fahrzeugen u. dgl. Bisher hat man zur Steuerung meist sogen., im Steuerstromkreis von Schützensteuerungen oder Fahrwerken angebrachte Meisterschalter als Befehlsgeber verwendet, bei denen in üblicher Weise eine Mehrzahl von Schaltelementen erforderlich war, die nach einem bestimmten Programm geöffnet oder geschlossen wurden. Dabei wurden zahlreiche Schaltstellungen entsprechend der vorgegebenen Steuerungsaufgabe durchlaufen. Als Schaltelemente dienten meist Kontaktfinger, die mit einer dem Programm entsprechenden drehbaren Steuerwalze zusammenarbeiteten. Auch kleine Nockenschalter, die von einer Nockenwelle betätigt wurden, verwendete man für diese Zwecke.



   Da man bei den vorgenannten Befehlsgebern die in den Kontakten liegenden Unsicherheiten als störend empfand, ging in neuerer Zeit das Bestreben immer mehr dahin, kontaktarme oder   kontaktlose    Steuerungen zu schaffen. Bekannt wurde bereits ein Befehlsgeber, der aus mehreren, zu einem Gerät vereinigten Kommandoelementen aufgebaut war. Die dabei verwendeten Kommandoelemente ähnelten den bekannten kontaktlosen Endschaltern, bei denen der magnetische Widerstand eines mit einer Spule versehenen, einen festen und einen beweglichen Teil enthaltenden Magnetkreises bei Annäherung des magnetisch leitfähigen beweglichen Teils (Anker) ver ändert und zur Signalgabe ausgenutzt wurde.

   Bei dem bekannten, mehrere Stellungen aufweisenden Befehlsgeber sind die für die einzelnen Kommandoelemente vorgesehenen Anker auf dem Umfang von Scheiben, die mit der Welle des Befehlsgebers verbunden sind, angebracht. Auch wurde schon eine Ausführung bekannt, bei der die drehbare Scheibe des Befehlsgebers aus einem magnetisch leitfähigen Werkstoff, z. B.



  Stahl, bestand. Dabei schnitt man den Umfang dieser Scheiben entsprechend den einzelnen Stellungen der Schaltwelle zahnartig aus, so dass je nach dem gewünschten Steuerprogramm den Kommandoelementen Zähne als Anker oder Lücken gegenüberstanden.



  Den beiden vorgenannten Ausführungsformen haftet der Nachteil an, dass die Teile des magnetischen Kreises, nämlich Kommando element und beweglicher Anker verschiedenen Baugruppen des Geräts angehören. Dies hat zur Folge, dass beim endgültigen Zusammenbau eine sehr genaue und vor allem zeitaufwendige Justierung nötig ist, dies insbesondere dann, wenn bei Befehlsgebern mit vielen Stellungen das Programm genau ablaufen soll.



   Aufgabe der Erfindung ist es, hier Abhilfe zu schaffen und einen Befehlsgeber anzugeben, der zwar auch mit kontaktlosen Bauelementen arbeitet, bei dem aber die als Kommandoelemente dienenden Bauelemente für sich je eine geschlossene Baugruppe darstellen, so dass der Vorteil erreicht wird, dass jedes Bauelement bereits vor dem endgültigen Zusammenbau für sich mit grösster Genauigkeit justierbar ist und somit nur noch eine geringe Streuung der elektrischen Werte nach dem endgültigen Zusammenbau des Befehlsgebers vorhanden ist.



   Bei kontaktlosen Befehlsgebern, bei denen zwar auch die Veränderung des magnetischen Widerstandes von Magnetkreisen bei Annäherung eines magnetisch leitfähigen Ankers zur Signalgabe ausgenutzt wird,  erreicht man dieses Ziel in einfacher und vor allem billiger Weise gemäss der Erfindung dadurch, dass der bewegliche u. ein fester Teil des Befehlsgebers zusammen eine Baueinheit bilden, wobei der bewegliche Teil an einem von einem nockenscheibenartig ausgeführten Steuerteil betätigten Hebelsystem sitzt. Mehrere derartige Befehlsgeber lassen sich unschwer gleich wie bei den bekannten, mit Kontaktfingern arbeitenden Schaltelementen zu einem in üblicher Weise von einer Nockenwalze gesteuerten Befehlsgeber vereinigen, wobei immer das Magnetsystem samt Hebelsystem eine vom Steuerteil getrennte und für sich herstellbare und insbesondere für sich justierbare Baueinheit bildet.



   In der Zeichnung sind einige Ausführungsbeispiele der Erfindung wiedergegeben. In Fig. 1 ist mit 1 der feste, an einem Rahmen 9 befestigte Teil und mit 2 der bewegliche Teil (Anker) eines Magnetkreises bezeichnet, der in die Spule 3 hineinragt. Der Anker 2, der aus magnetisch leitfähigem Material hergestellt ist und der im Ausführungsbeispiel gleich wie der feste Magnetkreisteil 1 von U-förmiger Gestalt ist und der in den konischen Ausschnitt des festen Magnetkreisteils 1 mit seinem gleichfalls konisch zugeschnittenen Ende unter Belassung eines Luftspaltes hineinragt, ist am einen Ende 40 eines doppelarmigen Hebels 4 befestigt, der an seinem andere Ende eine Gleitrolle 6 trägt und der bei 400 an einem festen Lagerpunkt des Rahmens 9 schwenkbar gelagert ist.



  Der feste Magnetkreisteil 1, der bewegliche Magnetkreisteil 2 samt Spule 3 bilden also zusammen mit dem Schwenkhebel 4 eine für sich justierbare Baueinheit. Dabei versucht eine am ankerseitigen Hebel 4 angreifende Zugfeder 5, die mit ihrem anderen Ende am Rahmen 9 irgendwie eingehängt ist den Anker 2 dauernd gegen den festen Magnetkreisteil 1 zu ziehen.



  Mit 7 ist die Schaltwelle des Befehlsgebers bezeichnet.



  Auf dieser ist eine Nockenscheibe 8 befestigt, die mit der Rolle 6 des Hebels 4 zusammenarbeitet. Wird die Schaltwelle 7 und damit die Nockenscheibe 8 verstellt, dann verschwenkt diese, sobald ein Nocken auf die Rolle 6 trifft, den Hebel 4 im Sinne der Abhebung des Ankers 2 vom festen Magnetkreisteil 1.



  Dadurch wird der Luftspalt zwischen den Teilen 1 und 2 vergrössert und es ändert sich infolgedessen der Wechselstromwiderstand der Spule 3 und diese Widerstandsänderung wird über eine an die Anschlussleiter 300 angeschlossene, weiter nicht dargestellte Einrichtung zur Signalgabe, z. B. zum Verstimmen einer Brücke im Steuerkreis, ausgenutzt.



   Bei der Ausführung nach Fig. 2 besteht der feststehende Magnetkreisteil aus einem Dauermagneten 10 und daran beidseitig angesetzten Polschuhen 11 und 12. Die beiden Polschuhe sind an ihren einander zugekehrten Enden schräg zugeschnitten und in den sich dabei bildenden keilförmigen freien Zwischenraum greift der bewegliche Teil, nämlich der Anker 13 des Magnetkreises unter Belassung eines entsprechenden Luftspalts ein. Der Anker 13 sitzt wieder in gleicher Weise wie beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 beschrieben auf einem doppelarmigen Hebel 14, dessen anderer Hebelarm die Rolle 16 trägt, die mit der auf der Steuerwelle 18 sitzenden Nockenscheibe 17 zusammenarbeitet. 15 ist wieder eine Zugfeder, die die gleiche Aufgabe hat wie die Zugfeder 5 beim Ausführungsbeispiel der Fig. 1.



  Auf dem Polschuh 11, also im magnetischen Kreis ist ein Hallgenerator H eingesetzt. Dessen vom Steuerstrom beaufschlagte Anschlüsse sind mit i bezeichnet u. die beiden anderen Anschlüsse u geben, wenn der bewegliche Anker 13 mit Hilfe der Nockenscheibe 17 von den feststehenden Polschuhen 11 und 12 entfernt wird, die sich infolge der Änderung der den Hallgenerator durchsetzenden Induktion ändernde Hallspannung ab. Die veränderliche Hallspannung kann zur Signalgabe ausgenutzt werden, wenn diese z. B. zuvor auf den Eingang einer Transistorstufe gegeben wird.



   Die Erfindung ist auch überall dort verwendbar, wo durch nockenscheibenähnliche, mechanisch gesteuerte Bewegung eines beweglichen Teils der Zustand eines elektrischen Feldes veränderbar ist. Ein Ausführungsbeispiel zeigt die Fig. 3. Hier ist mit 20 ein feststehender Plattensatz und mit 21 ein beweglicher damit zusammenwirkender Plattensatz, der, gleich wie der Anker 2 beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 1, an einem doppelarmigen Hebel befestigt und von einer nicht weiter wiedergegebenen Steuerscheibe beeinflussbar ist, d. h. so bewegt wird, dass er mehr oder weniger tief mit dem feststehenden Plattensatz 20 ineinandergreift, wodurch die Kapazität des Plattensatzaggregates des Befehlsgebers und damit die Frequenz einer Steuerkreisspannung ver ändert wird.



   Selbstverständlich lässt die Erfindung die verschiedensten Änderungen zu. So kann beispielsweise der Hallgenerator H nach der Fig. 2 auch durch einen Hallwiderstand ersetzt werden, wobei der mit der Induktion veränderliche Spannungsabfall für die Zwecke der Steuerung ausgenutzt wird. Auch der permanente Magnet 10 im Ausführungsbeispiel der Fig. 2 kann durch eine Erregerspule ersetzt werden, die den Magnetkreis durch Gleichstrom erregt. Auch kann für bestimmte Steuerungsaufgaben die Erregung durch Wechselstrom vorgenommen werden, wobei dem Hallgenerator oder Hallwiderstand eine Steuer-Wechselspannung entnehmbar ist. Begreiflicherweise können auch die Luftspalte der Ausführungsbeispiele nach Fig. 1 und 2 eine andere Form und Lage erhalten. Dies wird vor allem dann von Bedeutung, wenn nicht nur Signale gegeben werden sollen, die den Endlagen des Ankerweges entsprechen.



  Wenn man die Nockenscheibenaussparungen, z. B. wie in Fig. 2 bei 30 gezeigt, stuft, sind auch elektrische Zwischenwerte von dem Befehlsgeber abgreifbar und wenn man schliesslich die Nockenbahn der Steuerscheibe wie bei 31 angedeutet, spiralig ausbildet, dann ist man in der Lage, sogar alle elektrisch gesteuerten Zwischenwerte des Gebers stetig auszunutzen. Freilich wird man meist bestrebt sein, die   Nockenflanken steil auszubilden, weil dadurch eine grosse Stellgenauigkeit gesichert ist. Sogen. Spannnocken und andere aus der Nockenschaltertechnik her bekannte Massnahmen können sinngemäss angewandt werden, wenn es darum geht, bei geringster Winkelverdrehung der Nockenscheibenwelle den vollen Ankerhub zu erreichen.   

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH Kontaktloser Befehlsgeber, bei dem zur Signalgabe sein sich bewegender Teil einen Steuerkreis beeinflusst, dadurch gekennzeichnet, dass der bewegliche und ein fester Teil des Befehlsgebers zusammen eine Baueinheit bilden, wobei der bewegliche Teil an einem von einem nockenscheibenartig ausgeführten Steuerteil betätigten Hebelsystem sitzt.

   UNTERANSPRÜCHE 1. Befehlsgeber nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass als Steuerkreis ein Magnetkreis dient.

   2. Befehlsgeber nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass als Hebelsystem ein doppelarmiger Hebel dient, dessen einer Arm den beweglichen Teil z. B. den Anker des Magnetkreises, trägt und dessen anderer Hebelarm gegebenenfalls über eine angebrachte Rolle mit dem Steuerteil zusammenwirkt und dass der Anker vermittels einer einerseits am Hebel und andererseits am Befestigungsteil eines festen Magnetkreisteils angreifenden Feder gegen den festen Magnetkreisteil gedrückt wird.

   3. Befehlsgeber nach Patentanspruch und Unteranspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der feste Magnetkreisteil eine Spule trägt und dass der beim Abheben des Ankers sich ändernde Wechselstromwiderstand der Spule zur Befehlsgabe ausgenutzt wird.

   4. Befehlsgeber nach Patentanspruch und Unteranspruch 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, dass der feste Magnetkreisteil einen Dauermagneten und daran beidseitig angebrachte Polschuhe, zwischen die der bewegliche Anker eingreift, besitzt und dass auf dem einen Pol schuh ein Hallgenerator aufgebracht ist, dessen erste Anschlüsse mit dem Steuerstrom beaufschlagt werden und von dessen zweite Anschlüssen die sich ändernde und zur Befehlsgabe auszunutzende Hallspannung abgenommen wird.

   5. Befehlsgeber nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass durch den beweglichen Teil die Kapazität des Befehlgebers und damit die Frequenz einer Steuerkreisspannung verändert wird (Fig. 3).