CH669038A5

CH669038A5 - Stellungsmelder fuer einen stellantrieb.

Info

Publication number: CH669038A5
Application number: CH1127/86A
Authority: CH
Inventors: Jens Nicolai Andresen; Kjeld Hellegaard
Original assignee: Danfoss As
Priority date: 1985-04-16
Filing date: 1986-03-20
Publication date: 1989-02-15
Also published as: US4728921A; DK163986A; JPS61241602A; DK164004B; GB2173907B; CA1252171A; GB8609154D0; DE3513561C2; GB2173907A; DE3513561A1; DK164004C; DK163986D0

Description

BESCHREIBUNG

Die Erfindung bezieht sich auf einen Stellungsmelder für einen Stellantrieb, mit einem Potentiometer, dessen Abgriff mit dem einen und dessen Widerstand mit dem anderen der relativ zueinander bewegbaren Stellantriebsteile verbunden sind, wobei Verstellmittel zur Anpassung des Potentiometers an die Endlagen des Stellantriebs vorgesehen sind.

Bei einem bekannten Stellungsmelder dieser Art (DE-AS 1 765 739) besteht der Widerstand aus einem schraubenförmigen Federdrahtwickel, dessen Endanschlüsse derart auf einer Bahn verstellbar sind, dass den Endlagen des Stellantriebs Rechnung getragen werden kann. Diese Endlagen sind entweder beim Motorteil konstruktiv vorgegeben oder durch das angetriebene Teil, beispielsweise ein Ventil, eine Klappe o. dgl. bestimmt. Die Endanschlüsse sind in einer Klemmvorrichtung gehalten und können nach Lösen der Klemmung manuell verschoben werden. Bei einem geradlinig bewegten Ausgangsglied des Stellantriebs hat der Widerstand einen geradlinigen Verlauf, bei einer drehbaren Ausgangswelle ist er konzentrisch zu dieser Welle angeordnet. Es ist auch bekannt, den Endanschlüssen Lappen zuzuordnen, mit denen sie in den Endlagen des Stellantriebs mit einem Endlagenschalter in Kontakt kommen. Für viele Anwendungszwecke ist jedoch ein Federdrahtwickel nicht geeignet. Ausserdem ist er und die zugehörige Klemmvorrichtung teuer.

Es ist ferner ein Stellungsmelder für einen Stellantrieb bekannt (DE-PS 3 039 696), bei dem ein fester Widerstand vorgesehen ist, auf dem die beiden Endanschlüsse verschiebbar gehalten sind. Die Verschiebung kann mit Hilfe des Abgriffs erfolgen, der mit dem Ausgangsglied des Stellantriebs verbunden ist. Statt dessen kann nur der eine Endanschluss, dafür aber der gesamte Widerstand verschiebbar gehalten sein. Auf jeden Fall müssen drei Teile, nämlich die beiden Anschlüsse und der Abgriff oder ein Endanschluss, der Abgriff und der Widerstand beweglich gehalten sein.

Dies ist aufwendig.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Stellungsmelder der eingangs beschriebenen Art anzugeben, der ohne Federdrahtwickel auskommt und einen geringen Aufwand erfordert.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass der Widerstand eine feste Länge hat und sich zwischen zwei fest an ihm angebrachten Endanschlüssen erstreckt und dass der Abgriff aus zwei relativ zueinander verstellbaren Armen besteht, die den zwischen sich befindlichen Widerstandabschnitt elektrisch überbrücken.

Hierbei kann ein Widerstand fester Länge verwendet werden, beispielsweise in der Form einer Dickfilm-Wider-standsbahn. Da die Endanschlüsse fest angebracht sind, ergibt sich eine gute elektrische Verbindung. Die Endanschlüsse können auch auf einer Platine vorgesehen sein. Durch die Verwendung der beiden Arme wird der hiervon überbrückte Widerstandsabschnitt unwirksam. Die beiden wirksamen Widerstandsabschnitte entsprechen genau dem Verstellweg des Stellantriebs. Der Aufwand ist gering, weil der Widerstand fest mit dem einen Stellantriebsteil verbunden werden kann und lediglich der Abgriff verdoppelt werden muss.

Besonders günstig ist es, wenn im Bereich der Endanschlüsse Anschläge für die Arme vorgesehen und diese über eine Rutschkupplung mit dem zugehörigen Stellantriebsteil verbunden sind. Wenn der Stellantrieb beim ersten Betrieb nacheinander in seine beiden Endlagen gefahren wird, werden die Arme durch die Anschläge automatisch in ihre richtige Relativstellung zueinander gebracht.

Die Anschläge können durch Endschalter gebildet sein. Mit ihnen kann der Stellantrieb in den Endlagen abgeschaltet werden, so dass eine Überbeanspruchung entfällt.

Bei einer bevorzugten AuSführungsform ist dafür gesorgt, dass bei einem Stellantrieb mit drehbarer Ausgangswelle die Arme auf dieser drehverschiebbar befestigt sind und der Widerstand auf einem zur Ausgangswelle konzentrischen Kreis fest montiert ist. Hierbei kann der Widerstand an dem gehäusefesten Teil des Stellantriebs befestigt sein. Die Ausgangswelle braucht lediglich mit den beiden Armen versehen zu werden.

Hierbei können die Arme auf der Ausgangswelle federnd aufgeklemmt sein. Sie rutschen dann auf der Ausgangswelle, wenn sie beim Erstbetrieb vom Stellantrieb gegen den zugehörigen Anschlag gedrückt werden.

Günstig ist es auch, wenn konzentrisch zum Widerstand eine Kurzschlussbahn vorgesehen ist, mit der beide Arme in elektrischem Kontakt stehen. Durch diese Kurzschlussbahn wird sichergestellt, dass der Widerstandsabschnitt zwischen den Armen tatsächlich kurzgeschlossen wird und nicht etwa Widerstände im Bereich der Rutschkupplung in die Messung

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eingehen. Des weiteren können die Kontaktarme sogar von der Ausgangswelle elektrisch isoliert sein und beispielsweise bis auf die elektrischen Kontakte aus Kunststoff bestehen.

Eine besonders hohe Genauigkeit bei der Messung ergibt sich, wenn die beiden Widerstandsabschnitte, die sich zwischen je einem Arm und je einem Endanschluss erstrecken, je mit einem Vorwiderstand in Reihe liegen, wenn beide Reihenschaltungen parallel geschaltet sind und die Parallelschaltung mit einer Konstantstromquelle in Reihe liegt und wenn an einem der Vorwiderstände eine Messspannung abgreifbar ist. Denn infolge der Aufteilung in zwei Parallelzweige, deren Widerstandswert gegensinnig geändert wird, ergeben sich verhältnismässig grosse Änderungen der Messspannung.

Hierbei empfiehlt es sich, dass die Vorwiderstände sehr viel kleiner sind als der Potentiometer-Widerstand.

Die Erfindung wird nachstehend anhand eines in der Zeichnung dargestellten, bevorzugten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen :

Fig. 1 ein schematisches Schaltbild eines erfindungsge-mässen Stellungsmelders,

Fig. 2 eine Seitenansicht eines anderen Ausführungsbeispiels,

Fig. 3 eine Draufsicht auf die Ausführungsform der Fig. 2 in der normalen Betriebsstellung und

Fig. 4 eine Draufsicht ähnlich Fig. 3 vor der Inbetriebnahme.

In Fig. 1 ist ein Potentiometer 1 gezeigt, das einen geraden Widerstand 2 und einen aus zwei Armen 3 und 4 bestehenden Abgriff 5 aufweist. Auf diese Weise wird der Widerstand 2 in einen überbrückten Teil 6 und zwei wirksame Teile 7 und 8 unterteilt. Die Enden des Widerstandes 2 sind mit festen Anschlüssen 9 und 10 versehen.

Der Abgriff 5 ist mit dem Ausgangsglied 11 eines Stellantriebs verbunden und parallel zum Widerstand 2 verschiebbar. Nahe den Endanschlüssen befinden sich ortsfeste Anschläge 12 und 13, welche mit den Armen 3 und 4 zusammenwirken können. Vor der Erstbenutzung haben die Arme 3 und 4 den grösstmöglichen Abstand voneinander. Wird der Stellantrieb in die obere Endlage gefahren, stösst der Arm 3 an den Anschlag 12 und wird auf dem Ausgangsglied 11 verstellt. Fährt der Stellantrieb anschliessend in seine untere Lage, wirkt der Anschlag 13 mit dem Arm 4 zusammen, so dass dieser auf dem Ausgangsglied 11 verstellt wird. Im Ergebnis haben die Arme 3 und 4 dann die veranschaulichte Lage.

Der wirksame Widerstandsabschnitt 7 liegt mit einem Vorwiderstand R1 in Reihe, der wirksame Widerstandsabschnitt 8 mit einem Vorwiderstand R2. Die beiden Reihenschaltungen liegen parallel und mit einem Konstantstrom-Gene-5 rator 14 in Reihe. Der Vorwiderstand R2 dient als Messwiderstand, an dem eine die Position angebende Messspannung U abgreifbar ist. Da sich bei einer Änderung der Lage des Ausgangsgliedes 11 die Stromanteile in den beiden Zweigen der Parallelschaltung gegensinnig verändern, kann man für kleine Lageänderungen des Stellantriebs vergleichsweise grosse Änderungen der Messspannung U erhalten.

Bei der Ausführungsform der Fig. 2 bis 4 werden für entsprechende Teile um 100 erhöhte Bezugszeichen verwendet. Auf einer drehbaren Ausgangswelle 111 sind über eine Rutschkupplung 115 zwei Arme 103 und 104 gehalten. Der Arm 103 trägt zwei miteinander verbundene Schleifkontakte 116 und 117 sowie einen Lappen 118. In gleicher Weise ist der Arm 104 ausgestaltet.

Eine Dickschicht-Widerstandsbahn 106 ist auf einem Träger 119 aufgebracht, der mit einem gehäusefesten Teil des Stellantriebs verbunden ist. Konzentrisch innerhalb der Widerstandsbahn 106 ist eine Kurzschlussbahn 120 vorgesehen. Die beiden Schleifkontakte 116 und 117 stehen mit der Widerstandsbahn 106 bzw. der Kurzschlussbahn 120 in Berührung. Die beiden Endanschlüsse 109 und 110 sind fest am Träger 119 angebracht. In der Nähe dieser Endanschlüsse sind zwei Endschalter 112 und 113, beispielsweise Mikro-schalter, angeordnet, die gleichzeitig als Endanschläge dienen. Auch diese Endschalter sind mit einem gehäusefesten Teil des Stellantriebs verbunden.

Fig. 4 zeigt, welche Position die Arme 103 und 104 anfänglich, vor der ersten Inbetriebnahme, haben. Wird nun der Stellantrieb so betätigt, dass die Ausgangswelle 111 entgegen dem Uhrzeigersinn dreht, so wird der Arm 103 unter Ausnutzung der Rutschkupplung festgehalten, während der Arm 104 bis in die Stellung der Fig. 3 mitgenommen wird. Wird nun der Stellantrieb im Gegensinn betätigt, so wird der Arm 103 mitgenommen. Der Arm 104 kehrt zunächst in seine Ausgangsposition zurück und wird dann dort festgehalten, bis der Arm 103 seine Endposition erreicht hat. Es ergeben sich zwei wirksame Widerstandsabschnitte 107 und 108, deren Summe gleich dem gesamten Verstellweg ist.

Die beiden Arme 103 und 104 bestehen aus Kunststoff und sind reibungsschlüssig auf die metallische Ausgangswelle 111 aufgesetzt.

Man kann auch den Träger 119 mit der Ausgangswelle verbinden und die Arme 103 und 104 gehäusefest anordnen.

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1 Blatt Zeichnungen

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669 038 PATENTANSPRÜCHE

1. Stellungsmelder für einen Stellantrieb, mit einem Potentiometer, dessen Abgriff mit dem einen und dessen Widerstand mit dem anderen der relativ zueinander bewegbaren Stellantriebsteile verbunden sind, wobei Verstellmittel zur Anpassung des Potentiometers an die Endlagen des Stellantriebs vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet, dass der Widerstand (2,102) eine feste Länge hat und sich zwischen zwei fest an ihm angebrachten Endanschlüssen erstreckt und dass der Abgriff (5) aus zwei relativ zueinander verstellbaren Armen (3,4; 103,104) besteht, die den zwischen sich befindlichen Widerstandsabschnitt (6,106) elektrisch überbrücken.

2. Stellungsmelder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass im Bereich der Endanschlüsse (9,10; 109,110) Anschläge (12,13 ; 112,113) für die Arme vorgesehen und diese über eine Rutschkupplung (115) mit dem zugehörigen Stellantriebsteil (11,111) verbunden sind.

3. Stellungsmelder nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Endanschläge durch Endschalter (112,113) gebildet sind.

4. Stellungsmelder nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass bei einem Stellantrieb mit drehbarer Ausgangswelle (11) die Arme (103,104) auf dieser drehverschiebbar befestigt sind und der Widerstand (102) auf einem zur Ausgangswelle konzentrischen Kreis fest montiert ist.

5. Stellungsmelder nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Arme (103,104) auf der Ausgangswelle (111) federnd aufgeklemmt sind.

6. Stellungsmelder nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass konzentrisch zum Widerstand (102) eine Kurzschlussbahn (120) vorgesehen ist, mit der beide Arme (103,104) in elektrischem Kontakt stehen.

7. Stellungsmelder nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Widerstandsabschnitte (7,8), die sich zwischen je einem Arm (3,4) und je einem Endanschluss (9,10) erstrecken, je mit einem Vorwiderstand (RI, R2) in Reihe liegen, dass beide Reihenschaltungen parallel geschaltet sind und die Parallelschaltung mit einer Konstantstromquelle (14) in Reihe liegt und dass an einem der Vorwiderstände eine Messspannung (U) abgreifbar ist.

8. Stellungsmelder nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorwiderstände (RI, R2) einen sehr viel kleineren Widerstandswert haben als der Potentiometer-Widerstand (2).