Technisches
Gebiettechnical
area
In der Automobilindustrie müssen Fensterheber-/Schiebedächer, die
elektrisch betätigbar
sind, mit Einklemmschutz-Funktionen versehen werden. Dadurch sollen
Verletzungen der Fahrzeuginsassen an Hals, Kopf, Unterarmen oder
Fingern vorgebeugt werden. Bei heute in Großserie gefertigten Einklemmschutzsystemen,
die die Einklemmkraft indirekt messen, wird als Messsignal die Motordrehzahl bzw.
die Stromaufnahme des elektrischen Verstellantriebes benutzt.In the automotive industry, windows / sunroofs that
electrically operated
are provided with anti-trap functions. This is supposed to
Injury to vehicle occupants on the neck, head, forearms or
Fingers are prevented. With anti-trap systems that are mass-produced today,
which measure the pinching force indirectly, the engine speed or
used the power consumption of the electric actuator.
Stand der TechnikState of the art
Bei heute in Großserie gefertigten Einklemmschutzsystemen
wird die Motordrehzahl des elektrischen Verstellmotores erfasst.
Dazu dient eine Magnet-/Hallsensor-Anordnung, die im Bereich der Achse
des elektrischen Verstellantriebes angebracht wird. Der Einsatz
einer Magnet-/Hallsensoranordnung stellt derzeit die effektivste
und wirtschaftlichste Ausführungsform
eines Einklemmschutzes an einer elektrisch betätigten Fensterscheibe bzw.
an einem elektrisch betätigten
Hub-/Schiebedach im Automobilbereich dar.With anti-trap systems that are mass-produced today
the motor speed of the electric adjustment motor is recorded.
For this purpose, a magnetic / Hall sensor arrangement is used, which is in the area of the axis
of the electric adjustment drive is attached. The stake
a magnetic / Hall sensor arrangement is currently the most effective
and most economical embodiment
a pinch protection on an electrically operated window pane or
on an electrically operated
Lift / sunroof in the automotive sector.
US
4,215,301 offenbart eine digital arbeitende Positionierungsschaltung.
Gemäß der in US 4,215,301 offenbarten
Lösung
wird eine auf ein zu bewegendes Bauteil auszuübende Kraft auf einen Minimalwert
gesetzt. Dieser Minimalwert wird durch Multiplikation eines Abweichwertes
mit einem Linearfaktor bestimmt. Der Abweichungsfaktor stellt die
Unterschiede zwischen der gewünschten
Endposition und der tatsächlichen
Endposition des mittels eines elektrischen Verstellantriebes zu
bewegenden Bauteiles dar. Bei Betätigung des zu bewegenden Bauteiles
mit der Minimalkraft kommt dieses zum Halt, wenn die auf das zu
bewegende Bauteil einwirkende Reibungskraft gleich der Minimalkraft
ist. Um die Kraft, die auf das zu bewegende Bauteil wirkt, zu erhöhen, wird
der Faktor, der mit dem Abweichungsfaktor zu multiplizieren ist,
erhöht,
solange, bis das zu bewegende Bauteil in die gewünschte Position gefahren ist.
Danach erfolgt ein stufenweises Zurücksetzen des Multiplikationsfaktors,
bis dieser wieder seinen minimalen Wert annimmt. US 4,215,301 discloses a digital positioning circuit. According to the in US 4,215,301 disclosed solution, a force to be exerted on a component to be moved is set to a minimum value. This minimum value is determined by multiplying a deviation value by a linear factor. The deviation factor represents the differences between the desired end position and the actual end position of the component to be moved by means of an electric adjustment drive. When the component to be moved is actuated with the minimum force, this comes to a stop when the frictional force acting on the component to be moved is equal to the minimum force , In order to increase the force acting on the component to be moved, the factor which is to be multiplied by the deviation factor is increased until the component to be moved has moved into the desired position. The multiplication factor is then gradually reset until it returns to its minimum value.
Bei bisher eingesetzten Einklemmschutzsystemen,
bei denen auf der Motorachse des Stellantriebes angeordnete Magnete
zum Einsatz gekommen sind, mit denen eine Drehzahlerfassung erfolgt,
ergeben sich bei höheren
Polteilungen zwar höhere
Auflösungen,
dafür jedoch
prozentual größere Messwertfehler,
die hinsichtlich neuer geforderter Richtlinien auf dem Gebiet der
Schliesskraftbegrenzung nicht mehr zulässig sind.With previously used anti-trap systems,
in which magnets are arranged on the motor axis of the actuator
have been used with which a speed detection is carried out,
arise at higher
Pole pitches higher
resolutions,
for that, however
percentage of larger measurement errors,
the new guidelines required in the field of
Closing force limits are no longer permitted.
Darstellung der ErfindungPresentation of the invention
Mit der erfindungsgemäß vorgeschlagenen Lösung wird
zur Erfassung der Motordrehzahl des elektrischen Stellantriebes
auf dessen Motorachse eine Kodierscheibe befestigt. Die Kodierscheibe
wird von einer Lichtquelle mit zugehörigen Lichtsensoren, die auf
einer Leiterplatte der Steuerelektronik des Fensterhebers/Schiebedachsystemes
angeordnet sind, hinsichtlich auf der Kodierscheibe aufgebrachter
Kennungen abgetastet.With the solution proposed according to the invention
to record the motor speed of the electric actuator
a coding disk is attached to its motor axis. The coding disk
is powered by a light source with associated light sensors
a circuit board of the control electronics of the window lifter / sunroof system
are arranged with respect to the encoder disc
Identifiers scanned.
Bei der Abtastung der auf der Motorachse befestigten
Kodierscheibe kann sowohl das Durchlichtverfahren als auch das Reflexionsverfahren
eingesetzt werden. Beim Durchlichtverfahren wird das Licht durch
Kodierungsaussparungen auf der Kodierscheibe geführt und auf der anderen Seite
der Kodierscheibe von zwei dort angeordneten Lichtsensoren aufgefangen.
Gemäß des Reflexionsverfahrens wird
das ausgesandte Licht auf der Kodierscheibe reflektiert und von
zwei Lichtsensoren aufgefangen, die auf der Seite der Kodierscheibe
angeordnet sind, auf der sich auch die Lichtquelle befindet.When scanning the ones attached to the motor axis
Coding disk can use both the transmitted light method and the reflection method
be used. With the transmitted light method, the light is transmitted through
Coding recesses on the coding disk and on the other side
the coding disc is caught by two light sensors arranged there.
According to the reflection method
the emitted light is reflected on the coding disk and by
two light sensors caught on the side of the encoder disk
are arranged, on which the light source is also located.
Die die Steuerelektronik und das
Lichtsensorsystem aufnehmende Leiterplatte kann sowohl senkrecht
(hochkant) wie auch sich parallel zur Motorachse des Stellantriebes
erstreckend, angeordnet werden.The control electronics and that
Light sensor system receiving circuit board can be both vertical
(upright) as well as parallel to the motor axis of the actuator
extending.
Die Kodierscheibe kann als 2-Loch-
oder als 1-Loch-Kodierscheibe ausgestaltet sein. Bei einer 2-Loch-Kodierscheibe
lassen sich beispielsweise die beiden Lichtsensorelemente radial
zur Scheibenfläche
anordnen. Es ergibt sich ein radialer Versatz der beiden Lichtsensorelemente
in bezug auf die Scheibenfläche
der Kodierscheibe. Bei einer 1-Loch-Kodierscheibe können die beiden Lichtsensorelemente in
tangentialer Richtung versetzt zueinander in bezug auf die Scheibenfläche der
Kodierscheibe angeordnet werden. Daneben können die beiden Lichtsensorelemente
sowohl in radialer Richtung als auch in tangentialer Richtung versetzt
relativ zur Scheibenfläche der
Kodierscheibe angeordnet werden.The coding disk can be used as a 2-hole
or be designed as a 1-hole coding disk. With a 2-hole coding disk
For example, the two light sensor elements can be radial
to the pane surface
Arrange. There is a radial offset of the two light sensor elements
with respect to the disk surface
the coding disk. With a 1-hole coding disk, the two light sensor elements can be in
tangential to each other with respect to the disc surface of the
Coding disk can be arranged. In addition, the two light sensor elements
offset both in the radial direction and in the tangential direction
relative to the disk area of the
Coding disk can be arranged.
Die Lichtsensorelemente können – beim Einsatz
im Zusammenhang mit den Reflexionsverfahren – in einem Gehäuse integriert
sein. Es lässt
sich eine kompakte, senkrecht stehende Ausführung der Lichtsensoren erreichen,
wobei zwischen den beiden in vertikaler Richtung übereinander
liegend angeordneten Lichtsensorelementen die Lichtquelle angeordnet werden
kann. Diese Anordnung kann auch als eine waagerechte Anordnung ausgebildet
sein, bei der zwischen die beiden nebeneinander liegend angeordneten
Lichtsensorelemente die Lichtquelle angeordnet wird. Die waagerechte
Ausbildung von Lichtsensor und Lichtquelle, die in einem Gehäuse integriert
sind, kann sowohl waagerecht stehend als auch waagerecht liegend
ausgebildet werden. Daneben lassen sich die Lichtsensorelemente
und die Lichtquelle in einem Gehäuse
integrieren, wobei die beiden Lichtsensorelemente bei senkrecht
stehender Anordnung des integrierten Gehäuses versetzt zueinander angeordnet
sind. Neben der senkrecht stehenden Anordnung des integrierten Gehäuse kann dieses
auch waagerecht liegend ausgebildet sein wobei die beiden Lichtsensorelemente
nicht hinsichtlich keinen vertikalen sondern einen seitlichen Versatz
zueinander aufweisen können.The light sensor elements can be integrated in a housing when used in connection with the reflection method. A compact, vertical design of the light sensors can be achieved, the light source being able to be arranged between the two light sensor elements arranged one above the other in the vertical direction. This arrangement can also be designed as a horizontal arrangement, in which the light source is arranged between the two light sensor elements arranged side by side. The horizontal formation of the light sensor and light source, which are integrated in one housing, can be designed both horizontally and horizontally. In addition, the light sensor elements and the Integrate the light source in a housing, the two light sensor elements being arranged offset to one another when the integrated housing is arranged vertically. In addition to the vertical arrangement of the integrated housing, it can also be designed to be horizontal, the two light sensor elements not being able to be offset vertically but not laterally.
Daneben ist es auch möglich, Lichtsensoren und
Lichtquelle getrennt aufzubauen, was beispielsweise bei Anwendung
des Durchlichtverfahrens, bei dem das ausgesandte Licht durch Aussparungen
in der Scheibenfläche
der Kodierscheibe geführt
wird, in vorteilhafter Weise zum Einsatz kommen kann.In addition, it is also possible to use light sensors and
Build light source separately, for example when using
the transmitted light method, in which the emitted light through cutouts
in the disc surface
the coding disk
is used in an advantageous manner.
Anhand der Zeichnung wird die Erfindung nachstehend
eingehender beschrieben.The invention is described below with reference to the drawing
described in more detail.
Es zeigt:It shows:
1 eine
Kodierscheibe, welche von Lichtstrahlen an Kodierungsaussparungen
durchsetzt wird und Lichtquelle und Lichtsensoren einander gegenüberliegend
angeordnet sind, 1 a coding disk which is penetrated by light beams at coding cutouts and the light source and light sensors are arranged opposite one another,
2 eine
Kodierscheibe, an der die Lichtstrahlen reflektiert werden und Lichtquelle
sowie Lichtsensoren auf einer Seite der Scheibenfläche der Kodierscheibe
angeordnet sind, 2 an encoder disk, on which the light rays are reflected and the light source and light sensors are arranged on one side of the disk surface of the encoder disk,
3 eine
erste Ausführungsvariante
einer Kodierscheibe, 3 a first variant of a coding disk,
4 eine
zweite Ausführungsvariante
einer Kodierscheibe, 4 a second embodiment variant of a coding disk,
5 eine
weitere Ausführungsvariante
der Kodierscheibe, 5 another variant of the coding disk,
6.1
bis 6.6 Aufbauvarianten von Lichtsensorelementen
beim Reflexionsverfahren, 6 .1 to 6.6 Construction variants of light sensor elements in the reflection process,
7.1 die
Anordnung einer Leiterplatte senkrecht zur Motorachse und 7.1 the arrangement of a circuit board perpendicular to the motor axis and
7.2 die
Anordnung der Leiterplatte waagerecht (parallel) zur Motorachse
sich erstreckend. 7.2 the arrangement of the printed circuit board extending horizontally (parallel) to the motor axis.
Ausführungsvariantenvariants
Der Darstellung gemäß 1 ist eine Kodierscheibe
entnehmbar, welche von Lichtstrahlen an Kodierungsaussparungen durchsetzt
wird, wobei die Lichtquelle und die dieser zugeordnete Lichtsensoren
an einer Leiterplatte einander gegenüberliegend angeordnet werden.As shown 1 a coding disk can be removed, through which light rays pass through coding cutouts, the light source and the light sensors assigned to it being arranged opposite one another on a printed circuit board.
Die in 1 dargestellte
Ausführungsvariante
der erfindungsgemäßen Vorrichtung
ist zur Anwendung des Durchlichtverfahrens geeignet. Am Umfang einer
Motorachse 1 eines hier nicht näher dargestellten elektrischen
Antriebes für
eine Kfz-Komponente wie z.B. eine Fensterscheibe oder ein Hub-/Schiebedach
ist eine Kodierscheibe 8 aufgenommen. Die Kodierscheibe 8 wird
von einer Aussparung 4 umschlossen, die in einer Leiterplatte 3 zur Aufnahme
der Steuerungselektronik des elektrischen Stellantriebes aufgenommen
ist. Auf den Randbereichen, die einer ersten Seite 11 der Kodierscheibe 8 bzw.
einer zweiten Seite 12 der Kodierscheibe 8 zuweisen, ist
ein Lichtsensorsystem angeordnet, welches in der Draufsicht gemäß 1 auf der Oberseite der
Leiterplatte 3 aufgebracht ist. Das Lichtsensorsystem umfasst
eine Lichtquelle 7, welche gegenüber der ersten Seite 11 der
Kodierscheibe 8 angeordnet ist, sowie zwei der zweiten
Seite 12 der Kodierscheibe 8 zuweisende Lichtsensoren 5 bzw. 6.
Zur Durchführung
des Durchlichtverfahrens ist die Scheibenfläche 15 der Kodierscheibe 8 von
einer ersten Aussparung 9 und einer zweiten Aussparung 10 durchsetzt.
Von der Lichtquelle 7 ausgesandte Strahlung – hier angedeutet
durch einen ersten ausgesandten Lichtstrahl 13 sowie einen
zweiten ausgesandten Lichtstrahl 14 – durchsetzt die erste Aussparung 9 bzw.
die zweite Aussparung 10 und wird auf der der Lichtquelle 7 gegenüberliegenden
Seite angeordneten Lichtsensoren 5 bzw. 6 aufgefangen.In the 1 The embodiment variant of the device according to the invention shown is suitable for using the transmitted light method. On the circumference of a motor axis 1 A coding disk of an electric drive for a motor vehicle component, not shown here, such as a window pane or a lifting / sliding roof, is a coding disk 8th added. The coding disk 8th is made of a recess 4 enclosed in a circuit board 3 to accommodate the control electronics of the electric actuator. On the edge areas, that of a first side 11 of the coding disk 8th or a second side 12 of the coding disk 8th assign, a light sensor system is arranged, which according to the plan view 1 on the top of the circuit board 3 is applied. The light sensor system includes a light source 7 which are opposite the first side 11 of the coding disk 8th is arranged, and two of the second side 12 of the encoder disk 8th assigning light sensors 5 respectively. 6 , The pane surface is used to carry out the transmitted light process 15 the coding disk 8th from a first recess 9 and a second recess 10 interspersed. From the light source 7 emitted radiation - indicated here by a first emitted light beam 13 and a second beam of light emitted 14 - penetrates the first recess 9 or the second recess 10 and becomes on the of the light source 7 opposite side arranged light sensors 5 respectively. 6 collected.
Die in der Draufsicht gemäß 1 dargestellte Leiterplatte 3 enthält das Lichtsensorsystem, die
Komponenten Lichtquelle 7 sowie Lichtsensoren 5 und 6 enthaltend
auf der Oberseite. Selbstverständlich
können
die Komponenten 5, 6 und 7 des Lichtsensorsystems
gemäß der vorliegenden
Erfindung auch auf der Unterseite der hier in der Draufsicht dargestellten
Leiterplatte 3 angeordnet sein. Mittels des Durchlichtverfahrens
kann bei Einbringung in radialer Richtung versetzt zueinander angeordneter
Aussparungen 9 bzw. 10 in der Scheibenfläche 15 der
Kodierscheibe 8 detektiert werden, Drehzal Drehzahl die
Motorachse 1 eines in 1 nicht
dargestellten elektrischen Antriebes aufweist, der in eine der mit
dem Doppelpfeil (Bezugszeichen 2) angedeuteten Richtungen
zu rotieren vermag. In der in 1 dargestellten
ersten Ausführungsvariante
der erfindungsgemäß vorgeschlagenen
Vorrichtung ist die Leiterplatte 3 waagerecht, d.h. sich
parallel zur Motorachse 1 des elektrischen Verstellantriebes
erstreckend, angeordnet. Die beiden Lichtsensoren 5 und 6 können (vergleiche
Darstellungen der 6.1, 6.2, 6.4 und 6.5)
in einem gemeinsamen Gehäuse
aufgenommen sein, welches jedoch die Lichtquelle nicht enthält, die
gemäß des Durchlichtverfahrens
auf der den Lichtsensoren 5 bzw. 6 gegenüberliegenden
Seite der Kodierscheibe 8 aufgenommen ist.According to the top view 1 PCB shown 3 contains the light sensor system, the components light source 7 as well as light sensors 5 and 6 containing on top. Of course, the components 5 . 6 and 7 of the light sensor system according to the present invention also on the underside of the circuit board shown here in plan view 3 be arranged. By means of the transmitted light method, recesses arranged offset from one another in the radial direction can be made 9 or 10 in the disc area 15 the coding disk 8th speed, speed, the motor axis 1 one in 1 Electric drive, not shown, which in one of the double arrow (reference 2 ) indicated directions can rotate. In the in 1 The first embodiment variant of the device proposed according to the invention is the printed circuit board 3 horizontal, ie parallel to the motor axis 1 extending the electrical adjustment drive, arranged. The two light sensors 5 and 6 can (compare representations of 6.1 . 6.2 . 6.4 and 6.5 ) be accommodated in a common housing, which however does not contain the light source, which according to the transmitted light method on the light sensors 5 respectively. 6 opposite side of the coding disk 8th is included.
2 zeigt
ein Kodierelement, an welchem emittierte Lichtstrahlen reflektiert
werden und Lichtquelle sowie die Lichtsensoren auf einer Seite der Kodierscheibe
angeordnet sind. 2 shows a coding element, on which emitted light beams are reflected and the light source and the light sensors are arranged on one side of the coding disk.
Die in 2 dargestellte
zweite Ausführungsvariante
der erfindungsgemäß vorgeschlagenen
Einrichtung eignet sich besonders für das Detektieren der Drehzahl
der Motorachse 1 in eine Drehrichtung 2 mittels
des Refexionsverfahrens. Gemäß dieses
Verfahrens werden die von dem der Lichtquelle 7 emittierten
Lichtstrahlen 16 an einen oder mehreren Reflexionsbereichen 18 auf
der ersten Seite 11 der Kodierscheibe reflektiert und von den auf
der gleichen Seite wie die Lichtquelle 7 angeordneten Lichtsensoren 5 bzw.
6 aufgefangen. Die von dem einen oder mehreren Reflexionsbereichen 18 reflektierten Strahlen
sind mit Bezugszeichen 17 gekennzeichnet. Im Unterschied
zur in 1 dargestellten
ersten Ausführungsvariante
der erfindungsgemäß vorgeschlagenen
Vorrichtung liegen sämtliche
Komponenten des Lichtsensorsystmes auf ein und derselben Seite in
bezug auf die an der Motorachse 1 aufgenommene Kodierscheibe 8.In the 2 The illustrated second embodiment variant of the device proposed according to the invention is particularly suitable for detecting the speed of the motor axis 1 in one direction 2 by means of the reflection process. According to this method, that of that of the light source 7 emitted light rays 16 at one or more reflection areas 18 on the first page 11 the encoder disc is reflected and on the same side as the light source 7 arranged light sensors 5 or 6 caught. That of the one or more reflection areas 18 reflected rays are labeled 17 characterized. In contrast to in 1 The first embodiment variant of the device proposed according to the invention is shown, all components of the light sensor system are on one and the same side with respect to those on the motor axis 1 encoded disc 8th ,
In der Darstellung gemäß 2 sind die Komponenten 5, 6 und 7 des
Lichtsensorsystems als separate Bauelemente ausgebildet; diese können jedoch
auch in ein gemeinsames Gehäuse
integriert an auf der Oberseite oder der Unterseite der Leiterplatte 3 zur
Aufnahme der Steuerelektronik fü den
elektrischen Verstellantrieb aufgenommen sein. Bei der in 2 dargestellten zweiten
Ausführungsvariante
der erfindungsgemäß vorgeschlagenen
Vorrichtung bedarf es nicht notwendigerweise der Aussparung 4 in der
Fläche
der Leiterplatte 3. Das in 2 in
seinen einzelnen Komponenten schematisch dargestellte Lichtsensorsystem,
die Komponenten 5, 6 und 7 umfassend,
kann auch auf einer auf einem Randbereich der vollflächigen Leiterplatte 3 ausgebildet
sein, da die Lichtquelle 7 und Lichtsensoren 5, 6 auf
ein und derselben Seite in bezug auf die an der Motorachse 1 aufgenommene
Kodierscheibe 8 angeordnet sind. Gemäß dieser Ausführungsvariante
der erfindungsgemäß vorgeschlagenen
Lösung
bedarf es keiner die Scheibenfläche 15 der
Kodierscheiben 8 durchbrechenden Aussparungen 9 bzw. 10,
wie in der Darstellung gemäß 1 wiedergegeben, sondern
der eine Reflexionsbereich oder die mehreren Reflexionsbereiche 18 lassen
sich einfach auf der dem Lichtsensorsystem 5, 6, 7 zuweisenden
ersten Seite 12 der Scheibenfläche 15 der
Kodierscheibe 8 anordnen. Die in 2 dargestellte Leiterplatte 3 ist
analog zur in 1 dargestellten
ersten Ausführungsvariante der
erfindungsgemäß vorgeschlagenen
Vorrichtung waagerecht, d.h. sich parallel zur Motorachse 1 des elektrischen
Stellantriebes erstreckend, angeordnet. Die Leiterplatte 3 kann
in der zweiten Ausführungsvariante
gemäß 2 auch um 90° gekippt,
d.h. senkrecht zur Zeichenebene orientiert, angeordnet sein. Auch
gemäß dieser
Ausführungsvariante
können
die Lichtsensoren 5 bzw. 6 sowie die Lichtquelle 7 sowohl
an der Unterseite der Leiterplatte 3 wie auch an deren
Oberseite – wie
in 2 dargestellt – aufgenommen
sein. Die übrigen
elektronischen Bauelemente, deren Steuerung des elektrischen Stellantriebes
dienen, der die Motorachse 1 antreibt, können in SMD-Technik
ausgebildet sein und sind aus Gründen der
Vereinfachung in den 1 und 2 nicht näher dargestellt.According to the representation 2 are the components 5 . 6 and 7 formed of the light sensor system as separate components; however, these can also be integrated in a common housing on the top or the bottom of the circuit board 3 to accommodate the control electronics for the electric adjustment drive. At the in 2 The second embodiment variant of the device proposed according to the invention does not necessarily require the recess 4 in the area of the circuit board 3 , This in 2 in its individual components schematically illustrated light sensor system, the components 5 . 6 and 7 Comprehensive, can also on an edge area of the full-surface circuit board 3 be trained as the light source 7 and light sensors 5 . 6 on one and the same side with respect to that on the motor axis 1 encoded disc 8th are arranged. According to this embodiment variant of the solution proposed according to the invention, the pane surface is not required 15 of the coding disks 8th breakthrough cutouts 9 respectively. 10 as shown in the illustration 1 reproduced, but the one reflection area or the multiple reflection areas 18 can be easily on the light sensor system 5 . 6 . 7 facing first side 12 of the disc surface 15 the coding disk 8th Arrange. In the 2 PCB shown 3 is analogous to in 1 illustrated first embodiment variant of the device proposed according to the invention horizontally, ie parallel to the motor axis 1 extending the electric actuator, arranged. The circuit board 3 can according to the second embodiment 2 also tilted by 90 °, ie oriented perpendicular to the plane of the drawing. According to this embodiment variant, the light sensors can also 5 respectively. 6 as well as the light source 7 both at the bottom of the circuit board 3 as well as on the top - as in 2 shown - be included. The remaining electronic components, the control of which serves the electric actuator, the motor axis 1 drives can be designed in SMD technology and are for simplification in the 1 and 2 not shown in detail.
3 zeigt
eine erste Ausführungsvariante eines
als Kodierscheibe ausgebildeten Kodierelementes. 3 shows a first embodiment variant of a coding element designed as a coding disk.
Am Umfang der Motorachse 1,
die von einem elektrischen Stellantrieb angetrieben wird, ist ein
hier flügelartig
ausgebildetes Segment eines Kodierelementes 8 dargestellt.
Das in 3 dargestellte
Segment des Kodierelementes 8 ist ein Teil des in den 1 und 2 dargestellten scheibenförmig ausgebildeten
Kodierelementes. Alternativ kann als Kodierelement 8 auch
ein Kodierkranz eingesetzt werden, an dessen seiner Rotationsachse
zuweisenden Kranzseite in Umfangsrichtung voneinander beabstandete Segmente
ausgebildet sein können.On the circumference of the motor axis 1 , which is driven by an electric actuator, is a wing-shaped segment of a coding element 8th shown. This in 3 shown segment of the coding element 8th is part of the in the 1 and 2 shown disc-shaped coding element. Alternatively, as a coding element 8th a coding ring can also be used, on the ring side of which facing its axis of rotation, circumferentially spaced segments can be formed.
Aus der Draufsicht auf das in 3 dargestellte Kodierelement 8 geht
hervor, dass auf einer Scheibenfläche 15 des Kodierelementes 8,
welches hier als Segment einer 2-Loch-Scheibe 31 ausgebildet ist,
in einem radialen Abstand voneinander erste Aussparungen 9 sowie
zweite Aussparungen 10 ausgebildet sind. Auch die Lichtsensoren 5 bzw. 6 sind
in einer radial versetzten Anordnung 30 positioniert, wobei
in bezug auf das Zentrum der Motorachse 1 des elektrischen
Stellantriebes der erste Lichtsensor 5 in einem ersten
Radius 32 und der zweite Lichtsensor 6 in einem
den ersten Radius 32 übersteigenden zweiten
Radius 33 angeordnet ist. Demnach tastet der erste Lichtsensor 5 das
durch die ersten Aus sparungen 9 durchtretende Licht ab,
während
durch den zweiten Lichtsensor 6 das die zweiten Aussparungen 10 durchtretende
Licht aufgefangen wird. Der erste Lichtsensor 5 sowie der
zweite Lichtsensor 6 sind in identischem radialem Versatz 30 zu
den ersten Aussparungen 9 bzw. den zweiten Aussparungen 10 an der
Scheibenfläche
des Kodierelementes 8 aufgenommen. Das in 3 als 2-Loch-Scheibe 31 ausgeführte Kodierelement 8 lässt sich
für das
in Zusammenhang mit 1 beschriebene
Durchlichtverfahren einsetzen. In Abwandlung dazu können die
in 3 als Aussparung 9 bzw. 10 ausgebildeten Durchbrüche in der
Scheibenfläche
der 2-Loch-Scheibe 31 auch als Refexionszonen ausgebildet werden,
so dass mittels der in 3 dargestellten
Ausführungsvariante
eines Kodierelementes auch das Reflexionsverfahren angewendet werden kann.
Wenn auch in 3 nicht
explizit dargestellt, befinden sich der erste Lichtsensor 5 sowie
der zweite Lichtsensor 6 auf der Ober- oder der Unterseite
einer in 3 nicht dargestellten
Leiterplatte 3 zur Aufnahme der Steuerelektronik für den elektrischen
Stellantrieb, von dem lediglich die Motorachse 1 samt ihrer
Symmetrieachse 35 dargestellt ist. Der Vollständigkeit
halber sei erwähnt,
dass mit Bezugszeichen 34 der Umfang des scheibenförmig ausgebildeten Kodierelementes 8 bezeichnet
ist. Besonders gute Signalergebnisse werden dann erhalten, wenn
in der Scheibenfläche 15 der
Kodierscheibe des Kodierelementes 8 – sei es eine 2-Loch-Scheibe 31,
sei es ein 2-Loch-Scheibensegment-rechteckförmige Aussparungen 9, 10 eingebracht
werden. Die Aussparungen 9 bzw. 10 können durchaus in anderen Geometrien ausgebildet
sein.From the top view of the in 3 coding element shown 8th shows that on a disc surface 15 of the coding element 8th , which here as a segment of a 2-hole disc 31 is formed, at a radial distance from each other first recesses 9 as well as second cutouts 10 are trained. The light sensors too 5 respectively. 6 are in a radially offset arrangement 30 positioned, with respect to the center of the motor axis 1 of the electric actuator the first light sensor 5 in a first radius 32 and the second light sensor 6 in a the first radius 32 exceeding the second radius 33 is arranged. Accordingly, the first light sensor probes 5 through the first cutouts 9 light passing through while through the second light sensor 6 the second recesses 10 passing light is caught. The first light sensor 5 as well as the second light sensor 6 are in an identical radial offset 30 to the first cutouts 9 or the second recesses 10 on the disk surface of the coding element 8th added. This in 3 coding element designed as a 2-hole disk 31 8th can be related to that 1 Use the transmitted light procedure described. In a variation to this, the in 3 as a recess 9 respectively. 10 formed openings in the disc surface of the 2-hole disc 31 are also formed as reflection zones, so that by means of the in 3 shown embodiment of a coding element, the reflection method can also be used. If also in 3 the first light sensor is not explicitly shown 5 as well as the second light sensor 6 on the top or bottom of an in 3 PCB, not shown 3 to accommodate the control electronics for the electric actuator, of which only the motor axis 1 together with its axis of symmetry 35 is shown. For the sake of completeness it should be mentioned that with reference numerals 34 the circumference of the disk-shaped coding element 8th is designated. Particularly good signal results are obtained when in the pane surface 15 the coding disk of the coding element 8th - be it a 2-hole disc 31 , be it a 2-hole disc segment-rectangular recesses 9 . 10 be introduced. The cutouts 9 or 10 may well be formed in other geometries.
4 zeigt
eine weitere Ausführungsvariante
eines scheibenförmig
ausgebildeten Kodierelementes. 4 shows a further embodiment of a disk-shaped coding element mentes.
Bei dem in 4 dargestellten Segment eines scheibenförmig ausgebildeten
Kodierelementes 8 handelt es sich um ein als 1-Loch-Scheibe
36 ausgebildetes Kodierelement. Dieses ist an der Motorachse 1 eines
in 4 nicht dargestellten
elektrischen Verstellantriebes aufgenommen. Die Symmetrieachse der
Motorachse 1 des elektrischen Verstellantriebes ist mit
Bezugszeichen 35 identifiziert. Im Unterschied zur Darstellung
einer 2-Loch-Scheibe 31 gemäß 3, kann das scheibenförmig ausgebildete
Kodierelement 8 auch als 1-Loch-Scheibe 36 ausgebildet
werden, an deren Scheibenfläche
in tangential versetzter Anordnung 37 Reflexionsbereiche 18.1 bzw. 18.2 angeordnet
sein können.
Der Rand der Umfangsfläche
des scheibenförmig
ausgebildeten Kodierelementes 8 ist mit Bezugszeichen 34 gekennzeichnet.
Die in tangentialen Versatz zueinander an der Scheibenfläche der
1-Loch-Scheibe 36 angeordneten
Reflexionszonen 18.1 bzw. 18.2 abtastenden Lichtsensoren 5 bzw. 6 sind
in unterschiedlichen Winkeln 38 bzw. 39 zueinander
angeordnet. Der erste Lichtsensor 5 bzw. der zweite Lichtsensor 6,
die in 4 dargestellt
sind, können
an der Ober- oder Unterseite einer senkrecht zur Längserstreckung
der Motorachse 1 aufgenom menen Leiterplatten 3 aufgenommen
sein, welches in der Darstellung gemäß 4 jedoch nicht wiedergegeben ist.At the in 4 shown segment of a disc-shaped coding element 8th it is a coding element designed as a 1-hole disc 36. This is on the motor axis 1 one in 4 Electric actuator not shown added. The axis of symmetry of the motor axis 1 of the electric actuator is with reference numerals 35 identified. In contrast to the representation of a 2-hole disc 31 according to 3 , the disk-shaped coding element 8th also as a 1-hole disc 36 are formed on the disc surface in a tangentially offset arrangement 37 reflection regions 18.1 respectively. 18.2 can be arranged. The edge of the peripheral surface of the disk-shaped coding element 8th is with reference numerals 34 characterized. The tangential offset to each other on the disc surface of the 1-hole disc 36 arranged reflection zones 18.1 respectively. 18.2 scanning light sensors 5 respectively. 6 are at different angles 38 respectively. 39 arranged to each other. The first light sensor 5 or the second light sensor 6 , in the 4 can be shown on the top or bottom of a perpendicular to the longitudinal extension of the motor axis 1 recorded circuit boards 3 be included, which according to the representation 4 but is not reproduced.
5 zeigt
eine weitere Ausführungsmöglichkeit
des erfindungsgemäß vorgeschlagenen scheibenförmig ausgebildeten
Kodierelementes. 5 shows a further embodiment of the proposed disc-shaped coding element.
Auch gemäß dieser Ausführungsvariante kann
das scheibenförmig
ausgebildete Kodierelement 8 als Vollscheibe oder als flügelartiges
Segment ausgebildet sein, was im übrigen auch für die in 3 bzw. 4 dargestellten
Ausführungsvarianten des
Kodierelementes 8 gilt.According to this embodiment variant, the disc-shaped coding element can 8th be designed as a full disc or as a wing-like segment, which is also the case in 3 respectively. 4 shown embodiment variants of the coding element 8th applies.
Gemäß dieser Ausführungsvariante
umfasst die den Lichtsensoren 5 bzw. 6 zuweisende
Seite 11 eines in 1-Loch-Bauweise 36 ausgebildeten Kodierelementes 8 einzelne
Reflexionszonen 18.1 bzw. 18.2, die am Umfang
des scheibenförmig
ausgebildeten Kodierelementes 8 tangential versetzt zueinander ausgebildet
sind. Die Reflexionszonen 18.1 bzw. 18.2 auf der
den Lichtsensoren 5 bzw. 6 zuweisenden ersten
Seite 11 des scheibenförmig
ausgebildeten Kodierelementes 8 werden von den Lichtsensoren 5 bzw. 6 des
Lichtsensorsystems 5, 6, 7 abgetastet,
die sowohl einen radialen als auch einen tangentialen Versatz in
bezug zueinander aufweisen. Diese Anordnung ist mit Bezugszeichen 41 gekennzeichnet,
wobei der erste Lichtsensor 5. in einem ersten Radius 32 bezogen
auf die Symmetrieachse 35 der Motorachse 1 positioniert
ist und sich der zweite Lichtsensor 6 in einem Abstand 33,
der den ersten Radius 32 übersteigt, in bezug auf die
Symmetrieachse 35 der Motorachse 1 des elektrischen
Stellantriebes, angeordnet ist. In Umfangsrichtung gesehen, ist
zwischen dem ersten Lichtsensor 5 und dem zweiten Lichtsensor 6 des
Lichtsensorsystems 5, 6, 7 ein Winkelversatz 40 verwirklicht,
welcher aus der Differenz zwischen dem zweiten Winkel 39 der
Umfangslage des zweiten Lichtsensors 6 und dem ersten Winkel 38,
d.h. der Winkellage des ersten Lichtsensors 5 bezüglich eines
Bezugswinkels liegt.According to this embodiment variant, it comprises the light sensors 5 respectively. 6 Assigning side 11 of a coding element designed in 1-hole construction 36 8th individual reflection zones 18.1 respectively. 18.2 , the circumference of the disc-shaped coding element 8th are tangentially offset from one another. The reflection zones 18.1 respectively. 18.2 on the the light sensors 5 respectively. 6 facing first side 11 of the disk-shaped coding element 8th are from the light sensors 5 respectively. 6 of the light sensor system 5 . 6 . 7 scanned, which have both a radial and a tangential offset with respect to each other. This arrangement is with reference numerals 41 characterized, the first light sensor 5 , in a first radius 32 related to the axis of symmetry 35 the motor axis 1 is positioned and the second light sensor 6 at a distance 33 that the first radius 32 exceeds, with respect to the axis of symmetry 35 the motor axis 1 of the electric actuator is arranged. Seen in the circumferential direction, is between the first light sensor 5 and the second light sensor 6 of the light sensor system 5 . 6 . 7 an angular offset 40 realized which is the difference between the second angle 39 the circumferential position of the second light sensor 6 and the first angle 38 , ie the angular position of the first light sensor 5 with respect to a reference angle.
Während
bei Anwendung des in 1 skizzierten
Durchlichtverfahrens beidseits des scheibenförmig ausgebildeten Kodierelementes 8 Komponenten
angeordnet sind, d.h. die Lichtsensoren 5 und 6 und
die Lichtquelle 7, lassen sich bei dem in 2 dargestellten Reflexionsverfahren die
Komponenten 5, 6, 7 des Lichtsensorsystems
in einem gemeinsamen Gehäuse 57 unterbringen,
welches auf die Ober- bzw. Unterseite elektrisch mit der Leiterplatte 3 verbindbar
ist. Die elektrische Verbindung des gemeinsamen Gehäuses 57 mit
der Leiterplatte 3 kann durch Durchstecken von elektrischen
Anschlüssen 56 durch
das Leiterplattenmaterial, durch Auflöten, durch Klebung oder in
SMD-Technik erreicht werden.While using the in 1 sketched transmitted light method on both sides of the disk-shaped coding element 8th Components are arranged, ie the light sensors 5 and 6 and the light source 7 , with the in 2 illustrated reflection method the components 5 . 6 . 7 of the light sensor system in a common housing 57 accommodate which on the top or bottom electrically with the circuit board 3 is connectable. The electrical connection of the common housing 57 with the circuit board 3 can be done by pushing through electrical connections 56 through the circuit board material, by soldering, by gluing or in SMD technology.
In den 6.1 bis 6.6 sind
Aufbauvarianten von Lichtsensorsystemen dargestellt, die sich besonders
für das
Reflexionsverfahren eignen und eine Lichtquelle in einem gemeinsamen
Gehäuse 57 aufweisen.
Sie sind darüber
hinaus ebensogut für
Lichtsensorsysteme geeignet, die sich gemäß des Durchlichtverfahrens
eignen, wenn die Lichtquelle 7 aus dem gemeinsamen Gehäuse 57 entfällt.In the 6.1 to 6.6 Construction variants of light sensor systems are shown that are particularly suitable for the reflection method and a light source in a common housing 57 exhibit. They are also equally suitable for light sensor systems that are suitable according to the transmitted light method if the light source 7 from the common housing 57 eliminated.
Aus der Darstellung gemäß 6.1 geht hervor, dass ein gemeinsames
Gehäuse 57 durch elektrische
Anschlüsse 56 mit
einer Leiterplatte 3 beispielsweise durch einfaches Aufstekken
verbindbar ist. Anstelle eines Durchsteckens bzw. des Aufsteckens
des gemeinsamen Gehäuses 57 auf
Ober- bzw. Unterseite der Leiterplatte 3 kann das gemeinsame
Gehäuse 57 auch
durch Klebung, Auflötung oder
in SMD-Technik mit der Leiterplatte 3 verbunden werden.
Im gemeinsamen Gehäuse 57 ist
eine Lichtquelle 7 angeordnet, die zwischen zwei Lichtsensoren 5 bzw. 6 aufgenommen
ist, die in vertikaler, senkrechter Anordnung 50 übereinander
liegend positioniert sind. In dieser Ausführungsvariante ist das gemeinsame
Gehäuse 57 des
Lichtsensorsystems 5, 6, 7 hochkant auf
die Ober- bzw. die Unterseite einer Leiterplatte 3 aufsteckbar.
Anstelle der in 6.1 dargestellten
Elektrische Anschlüsse 56 an
der Unterseite des gemeinsamen Gehäuses 57 des Lichtsensorsystems 5, 6, 7 können auch
andere Anschlüsse 58 am
gemeinsamen Gehäuse 57 ausgebildet
werden.From the representation according to 6.1 shows that a common housing 57 through electrical connections 56 with a circuit board 3 can be connected, for example, by simply plugging it on. Instead of pushing through or pushing on the common housing 57 on the top and bottom of the circuit board 3 can the common housing 57 also by gluing, soldering or in SMD technology with the circuit board 3 get connected. In the common housing 57 is a light source 7 arranged between two light sensors 5 respectively. 6 is added, which is in a vertical, vertical arrangement 50 are positioned one above the other. The common housing is in this embodiment variant 57 of the light sensor system 5 . 6 . 7 upright on the top or bottom of a circuit board 3 attachable. Instead of the in 6.1 electrical connections shown 56 at the bottom of the common housing 57 of the light sensor system 5 . 6 . 7 can also use other connections 58 on the common housing 57 be formed.
6.2 zeigt
ein gemeinsames Gehäuse 57 für ein Lichtsensorsystem 5, 6, 7,
welches ebenfalls über
elektrische Anschlüsse 56 mit
der Ober- bzw. der Unterseite der Leiterplatte 3 verbunden
werden kann. In dieser Ausführungsvariante
des gemeinsamen Gehäuses 57 ist
das in der Mitte zwischen einem ersten Lichtsensor 5 und
einem zweiten Lichtsensor 6 angeordnete Lichtquelle 7 dargestellt,
wobei die Sensoranordnung 51 so gewählt ist, dass der erste Lichtsensor 5 und
der zweite Lichtsensor 6 waagerecht nebeneinander liegen.
Durch die Ausbildung der elektrischen Anschlüsse 56 an der Unterseite
des gemeinsamen Gehäuses 57 kann
das gemeinsame Gehäuse 57 durchaus
in einem Abstand von der Oberseite bzw. der Unterseite der Leiterplatte 3 vorstehen,
was bei speziellen Einsatzzwecken wünschenswert sein kann. 6.2 shows a common housing 57 for a light sensor system 5 . 6 . 7 , which also has electrical connections 56 with the top or bottom of the circuit board 3 can be connected. In this embodiment variant of the common housing 57 is that in the middle between a first light sensor 5 and a second light sensor 6 arranged light source 7 shown, the sensor arrangement 51 is chosen so that the first light sensor 5 and the second light sensor 6 lie horizontally next to each other. By training electrical connections 56 at the bottom of the common housing 57 can the common housing 57 at a distance from the top or bottom of the circuit board 3 project, which may be desirable for special purposes.
Aus der Ausführungsvariante gemäß 6.3 geht ein gemeinsames Gehäuse 57 hervor, an
dem sowohl an der Unterseite als auch an der Oberseite elektrische
Anschlüsse 56 aufgenommen sind.
Auch in dieser Ausführungsvariante
eines gemeinsamen Gehäuses 57 für ein Lichtsensorsystem 5, 6, 7 liegen
der erste Lichtsensor 5 und der zweite Lichtsensor 6 beidseits
der Lichtquelle 7, d.h. im wesentlichen waagerecht nebeneinander.
Das gemeinsame Gehäuse 57 ist
in der Ausführungsvariante
gemäß 6.3 mit seiner Längsseite liegend auf der Leiterplatte 3 montiert.From the variant according to 6.3 goes a common housing 57 with electrical connections on both the bottom and the top 56 are included. Also in this embodiment variant of a common housing 57 for a light sensor system 5 . 6 . 7 are the first light sensor 5 and the second light sensor 6 on both sides of the light source 7 , ie essentially horizontally next to each other. The common housing 57 is in the variant according to 6.3 with its long side lying on the circuit board 3 assembled.
Aus der in 6.4 dargestellten
Ausführungsvariante
eines gemeinsamen Gehäuses 57 geht
hervor, dass dieses mittels elektrischer Anschlüsse 56 hochkant stehend
auf der Ober- bzw.
der Unterseite einer Leiterplatte 3 montiert werden kann. Im
Unterschied zu den Ausführungsvarianten
des gemeinsamen Gehäuses 57 gemäß 6.1, 6.2 und 6.3 sind der erste Lichtsensor 5 und
der zweite Lichtsensor 6 in Bezug auf die Lichtquelle 7 mit
senkrechtem Versatz 53 zueinander aufgenommen.From the in 6.4 shown embodiment of a common housing 57 shows that this is done by means of electrical connections 56 upright on the top or bottom of a circuit board 3 can be assembled. In contrast to the design variants of the common housing 57 according to 6.1 . 6.2 and 6.3 are the first light sensor 5 and the second light sensor 6 in terms of the light source 7 with vertical offset 53 to each other.
Die in 6.5
dargestellte Ausführungsvariante
eines gemeinsamen Gehäuses 57 für ein Lichtsensorsystem 5, 6, 7 ist
dadurch charakterisiert, dass das gemeinsame Gehäuse 57 an einer Längsseite elektrische
Anschlüsse 56 zur
Montage auf der Ober- bzw. der Unterseite einer Leiterplatte 3 aufweist.
Gemäß dieser
Ausführungsvariante
eines gemeinsamen Gehäuses 57 für ein Lichtsensorsystem 5, 6, 7 befinden
sich der erste Lichtsensor 5 sowie der zweite Lichtsensor 6 in
Bezug auf die Lichtquelle 7 in waagerechtem Versatz 54 zueinander.
Durch die Ausbildung von elektrische Anschlüsse 56 an der Unterseite
des gemeinsamen Gehäuses 57 gemäß der Darstellung
in 6.5, kann das gemeinsame Gehäuse 57 erhaben
vorstehend in Bezug auf die Ober- bzw. die Unterseite der Leiterplatte 3 zur
Aufnahme der Steuerungselektronik eines elektrischen Verstellantriebes
montiert werden.In the 6 .5 shown embodiment variant of a common housing 57 for a light sensor system 5 . 6 . 7 is characterized in that the common housing 57 electrical connections on one long side 56 for mounting on the top or bottom of a circuit board 3 having. According to this embodiment variant of a common housing 57 for a light sensor system 5 . 6 . 7 are the first light sensor 5 as well as the second light sensor 6 in terms of the light source 7 in a horizontal offset 54 to each other. Through the formation of electrical connections 56 at the bottom of the common housing 57 as shown in 6.5 , the common housing 57 raised above with respect to the top and bottom of the circuit board 3 to accommodate the control electronics of an electric actuator.
Im Gegensatz dazu zeigt 6.6 die Ausführungsvariante eines gemeinsamen
Gehäuses 57 zur
Aufnahme eines Lichtsensorsystems 5, 6, 7,
bei dem statt elektrische Anschlüsse 56 lediglich
an der Unterseite des gemeinsamen Gehäuses 57 ausgebildet
sind. Die Anordnung des ersten Lichtsensors 5 und des zweiten
Lichtsensors 6 entspricht im wesentlichen der Anordnung
der Lichtsensoren 5 und 6 der Ausführungsvariante
gemäß 6.5, d.h. in der Variante gemäß 6.6 ist ein Versatz 55 des ersten Lichtsensors 5 zum
zweiten Lichtsensor 6 verwirklicht, wobei das gemeinsame
Gehäuse 57 in
liegender Anordnung auf der Ober- bzw. der Unterseite einer Leiterplatte 3 der
Steuerungselektronik eines elektrischen Verstellantriebes aufgenommen
werden kann.In contrast, shows 6.6 the variant of a common housing 57 to accommodate a light sensor system 5 . 6 . 7 , where instead of electrical connections 56 only on the underside of the common housing 57 are trained. The arrangement of the first light sensor 5 and the second light sensor 6 corresponds essentially to the arrangement of the light sensors 5 and 6 the variant according to 6.5 , ie in the variant according to 6.6 is an offset 55 of the first light sensor 5 to the second light sensor 6 realized, the common housing 57 in a horizontal arrangement on the top or bottom of a circuit board 3 the control electronics of an electric adjustment drive can be added.
Die elektrischen Anschlüsse 56 können sowohl
als Durchsteckanschlüsse,
in SMD-Technik, durch
Lötverfahren
sowie durch Kleben (Bonding) erzeugt werden.The electrical connections 56 can be produced both as push-through connections, in SMD technology, by soldering processes and by gluing (bonding).
7.1 ist
die Anordnung einer Leiterplatte senkrecht zur Motorachse eines
elektrischen Verstellantriebes zu entnehmen. Aus dieser schematisch wiedergegebenen
Darstellung geht hervor, dass an der Motorachse 1 eines
hier nicht dargestellten elektrischen Verstellantriebes ein scheibenförmig ausgebildetes
Kodierelement 8 aufgenommen ist, dessen Umfangsfläche mit
Bezugszeichen 34 bezeichnet ist. Das Kodierelement 8 rotiert
mit der Motorachse 1 im Drehsinn 2. Die Leiterplatte 3,
an der die Elektronikkomponenten beispielsweise in SMD-Technik aufgebracht
sein können,
wird teilweise durch den Umfang des scheiben förmig ausgebildeten, an der
Motorachse 1 aufgenommenen Kodierelementes 8 verdeckt. Gemäß der in 7.1 dargestellten Orientierung der Leiterplatte 3 kann
insbesondere das Reflexionsverfahren – vergleiche Darstellung gemäß 2 – zum Einsatz kommen, bei dem
die Komponenten 5, 6, 7 des Lichtsensorsystems
an ein und derselben Seite in Bezug auf das rotierende, scheibenförmig ausgebildete
Kodierelement 8 aufgenommen sein können. Da die Komponenten 5, 6 und 7 des
Lichtsensorsystems auf ein und derselben Seite in Bezug auf das scheibenförmig ausgebildete
Kodierelement 8 angeordnet werden, können die Komponenten 5, 6 und 7 in
einem gemeinsamen Gehäuse 57 gemäß einer
der Ausführungsvarianten
aufgenommen sein, die in den 6.3 und 6.6 dargestellt sind. 7.1 the arrangement of a circuit board perpendicular to the motor axis of an electric adjustment drive can be seen. This schematic representation shows that on the motor axis 1 an electrical adjustment drive, not shown here, a disk-shaped coding element 8th is included, the peripheral surface with reference numerals 34 is designated. The coding element 8th rotates with the motor axis 1 in the sense of rotation 2 , The circuit board 3 , on which the electronic components can be applied, for example, in SMD technology, is partly due to the circumference of the disk-shaped, on the motor axis 1 recorded coding element 8th covered. According to the in 7.1 shown orientation of the circuit board 3 can, in particular, the reflection method - compare illustration according to 2 - are used in which the components 5 . 6 . 7 of the light sensor system on one and the same side with respect to the rotating, disk-shaped coding element 8th can be included. Because the components 5 . 6 and 7 of the light sensor system on one and the same side with respect to the disk-shaped coding element 8th the components can be arranged 5 . 6 and 7 in a common housing 57 according to one of the variants which are included in the 6.3 and 6.6 are shown.
Demgegenüber zeigt 7.2 die
Anordnung der Leiterplatte zur Aufnahme der Steuerelektronik in waagerechter,
d.h. in parallelem Verlauf zur Motorachse eines elektrischen Stellantriebes.
Im Unterschied zur Darstellung gemäß 7.1 ist
die in 7.2 dargestellte Leiterplatte 3 um
90° geschwenkt,
d.h. erstreckt sich senkrecht zum Verlauf der Zeichenebene. Die
in 7.2 dargestellte Leiterplatte 3 kann
eine Aussparung 4 aufweisen, welche einen Umfangsbereich
des scheibenförmig
ausgebildeten Kodierelementes 8 umschließt. Die
Herstellung einer Aussparung 4 in der Leiterplatte 3 bietet sich
beim Einsatz des Durchlichtverfahrens an, um die Lichtsensoren 5 bzw. 6 auf
einer Seite der Aussparung 4 und die Lichtquelle 7 auf
der den Lichtsensoren 5 bzw. 6 gegenüberliegenden
Seite der Aussparung 4 anzuordnen. Hingegen ist das Vorsehen einer
Aussparung in einer Leiterplatte 3, die ein Lichtsensorsystem
enthält,
welches gemäß des Reflexionsverfahrens
arbeitet (vergleiche 2),
nicht erforderlich.In contrast shows 7.2 the arrangement of the circuit board for receiving the control electronics in a horizontal, ie parallel to the motor axis of an electric actuator. In contrast to the representation according to 7.1 is the in 7.2 PCB shown 3 swiveled by 90 °, ie extends perpendicular to the course of the drawing plane. In the 7.2 PCB shown 3 can be a recess 4 which have a peripheral region of the disk-shaped coding element 8th encloses. The making of a recess 4 in the circuit board 3 offers itself when using the transmitted light method to the light sensors 5 respectively. 6 on one side of the recess 4 and the light source 7 on the the light sensors 5 respectively. 6 opposite side of the recess 4 to arrange. On the other hand, the provision of a recess in a circuit board 3 , which contains a light sensor system that works according to the reflection method (cf. 2 ), not mandatory.
Mit dieser Anordnung (vergleiche
Darstellung gemäß 1) kann das Durchlichtverfahren zum
Einsatz kommen, bei dem die Lichtquelle 7 des Lichtsensorsystemes
auf der einen Seite 11 des scheibenförmig ausgebildeten Kodierelementes 8 und
die Lichtsensoren 5 bzw. 6 auf der anderen Seite 12
des scheibenförmig
ausgebildeten als Ein- oder 2-Loch-Scheibe 31, 36 ausführbaren
scheibenförmigen
Kodierelementes 8 zum Einsatz kommen.With this arrangement (compare illustration according to 1 ) the transmitted light method can be used, in which the light source 7 of the light sensor system on one side 11 of the disk-shaped coding element 8th and the light sensors 5 respectively. 6 on the other side 12 of the disc-shaped as a one or two-hole disc 31 . 36 executable disc-shaped coding element 8th are used.
Ist die Leiterplatte 3,
an der u.a. die Elektronikkomponenten der Steuerungselektronik für den elektrischen
Verstellantrieb aufgenommen sind sowie die Komponenten 5, 6, 7 des
Lichtsensorsystems, senkrecht zur Motorachse 1 (vergleiche 7.1) und des daran befestigten scheibenförmig ausgebildeten
Kodierelementes 8 aufgenommen, kann eine beispielsweise
einen radialen Versatz von Aussparungen 9 bzw. 10 bzw.
Reflexionszonen 18.1, 18.2 aufweisendes, Kodierelement 31, 36 über ein Lichtsensorsystem 5, 6, 7 abgetastet
werden, bei dem die Lichtsensoren 5, 6 in Bezug
auf die Lichtquelle 7 nebeneinanderliegend ausgebildet
sind (vergleiche Darstellung gemäß 6.3). Bei den in 6.3 dargestellten
gemeinsamen Gehäuse 57, welches
mittels elektrischer Anschlüsse 56 an
der Oberseite bzw. der Unterseite der Leiterplatte 3 montierbar
ist, liegen der erste Lichtsensor 5 und der zweite Lichtsensor 6 nebeneinander
in waagerechter Orientierung 52, wobei das gemeinsame Gehäuse 57 mit
einer Längsseite,
d.h. liegend an der Ober- bzw. der Unterseite der Leiterplatte 3 befestigbar
ist.Is the circuit board 3 , on which, among other things, the electronic components of the control electronics for the electrical adjustment drive are included, as well as the components 5 . 6 . 7 of the light sensor system, perpendicular to the motor axis 1 (see 7.1 ) and the disk-shaped coding element attached to it 8th added, for example, a radial offset of recesses 9 respectively. 10 or reflection zones 18.1 . 18.2 having coding element 31 . 36 via a light sensor system 5 . 6 . 7 be scanned using the light sensors 5 . 6 in terms of the light source 7 are formed side by side (compare illustration according to 6.3 ). In the 6.3 shown common housing 57 which by means of electrical connections 56 on the top or bottom of the circuit board 3 the first light sensor 5 and the second light sensor 6 side by side in a horizontal orientation 52 , the common housing 57 with one long side, ie lying on the top or bottom of the circuit board 3 is attachable.
Ein scheibenförmig ausgebildetes Kodierelement 8 gemäß der Darstellung
in 5 lässt sich
vorteilhafterweise durch eine in 6.6 dargestellte Ausführungsvariante
eines Lichtsensorsystems 5, 6, 7 abtasten,
wobei das gemeinsame Gehäuse 57 gemäß der Darstellung
in 6.6 über Anschlüsse 58 an seiner Längsseite
an der Oberseite bzw. der Unterseite der Leiterplatte 3 befestigbar
ist. Zur Abtastung sowohl in radialem als auch in tangentialem Versatz 41 zueinander
angeordneter Reflexionszonen 18.1 bzw. 18.2 an
der Scheibenfläche 15 des
scheibenförmig
ausgebildeten Kodierelementes eignet sich die in 6.6 dargestellte
Ausführungsvariante eines
gemeinsamen Gehäuses 57 für Lichtsensoren 5, 6 und
Lichtquelle 7 besonders gut.A disk-shaped coding element 8th as shown in 5 can be advantageously by a in 6.6 shown embodiment of a light sensor system 5 . 6 . 7 palpate, taking the common housing 57 as shown in 6.6 via connections 58 on its long side on the top or bottom of the circuit board 3 is attachable. For scanning both in radial and in tangential offset 41 mutually arranged reflection zones 18.1 respectively. 18.2 on the disc surface 15 of the disk-shaped coding element is suitable in 6.6 shown embodiment of a common housing 57 for light sensors 5 . 6 and light source 7 particularly good.
In den in 7.1
dargestellten senkrecht zur Motorachse angeordneten Leiterplatte 3 können sämtliche
Varianten des Kodierelementes 8, so z.B. die 2-Loch-Scheibe
31 sowie die 1-Loch-Scheibe 36 eingesetzt werden. Als die
Sensorelemente 5 bzw. 6 sowie die Lichtquelle 7 können in
den Ausführungsvarianten
eines gemeinsamen Gehäuses 57 gemäß der Darstellungen
in 6.3 und 6.6 untergebracht werden
die sich insbesondere für
ein Betrieb des Lichtsensorsystems gemäß des Reflexionsverfahrens
eignen.In the in 7 .1 shown printed circuit board arranged perpendicular to the motor axis 3 can all variants of the coding element 8th , such as the 2-hole disc 31 and the 1-hole disc 36 be used. As the sensor elements 5 respectively. 6 as well as the light source 7 can in the design variants of a common housing 57 as shown in 6.3 and 6.6 are housed which are particularly suitable for operating the light sensor system according to the reflection method.
Ist die Leiterplatte 3 hingegen
waagerecht, d.h. im wesentlichen parallel zur Motorachse 1 des elektrischen
Verstellantriebes angeordnet, so kann ein radial zueinander versetzte
erste und zweite Aussparung 9 bzw. 10 aufweisende 2-Loch-Kodierscheibe 31 durch
das in 6.2 dargestellte gemeinsame Gehäuse 57 abgetastet
werden, bei welchem beidseits einer mittig angeordneten Lichtquelle 7 der
erste Lichtsensor 5 und der zweite Lichtsensor 6 nebeneinander
liegend aufgenommen sind. Bei der in 4 dargestellten
Ausführungsvariante
des scheibenförmig
ausgebildeten Kodierelementes 8 erfolgt die Abtastung von
dem tangentialen Versatz zueinander angeordneten Reflexionsbereichen 18.1, 18.2 an
der Scheibenfläche 15 des
Kodierelementes 8 durch ein Lichtsensorsystem 5, 6, 7,
welches in einem gemeinsamen Gehäuse 57 gemäß der in 6.1 dargestellten Ausführungsvariante untergebracht
ist. Gemäß der senkrecht
stehenden Anordnung 50 des ersten Lichtsensors 5 bzw.
des zweiten Lichtsensors 6 im gemeinsamen Gehäuse 57 lassen sich
die tangential voneinander in einem Winkelversatz 38, 39 angeordneten
Reflexionsbereiche 18.1, 18.2 abtasten. Das in 5 dargestellte scheibenförmig ausgebildete
Kodierelement 8 mit radialem und tangentialem Versatz 41 kann
entweder durch die in 6.4 oder die
in 6.5 dargestellte Ausführungsvariante
eines gemeinsamen Gehäuses 57 für ein Lichtsensor system 5, 6, 7 abgetastet
werden. Während
die in Figur 6:4 dargestellte Ausführungsvariante eines gemeinsamen
Gehäuses 57 einen
geringeren seitlichen Versatz des ersten Lichtsensors 5 zum
zweiten Lichtsensor 6 aufweist, liegen die seitlich zueinander
versetzten Lichtsensoren 5 bzw. 6 im gemeinsamen
Gehäuse 57 gemäß der Ausführungsvariante 6.5 in
Bezug auf ihren seitlichen Versatz weiter auseinander. Dies kann
im Einzelfalle je nach Anwendung der erfindungsgemäß vorgeschlagenen Vorrichtung
zu einem Auflösungsvermögen führen.Is the circuit board 3 however, horizontally, ie essentially parallel to the motor axis 1 arranged of the electric adjustment drive, so a radially offset first and second recess 9 or 10 two-hole coding disk 31 through the in 6.2 shown common housing 57 be scanned, in which a light source arranged in the middle is arranged on both sides 7 the first light sensor 5 and the second light sensor 6 are recorded side by side. At the in 4 shown embodiment of the disc-shaped coding element 8th the scanning is carried out from the tangential offset to each other arranged reflection areas 18.1 . 18.2 on the disc surface 15 of the coding element 8th through a light sensor system 5 . 6 . 7 which is in a common housing 57 according to the in 6.1 shown embodiment is housed. According to the vertical arrangement 50 of the first light sensor 5 or the second light sensor 6 in the common housing 57 can be tangentially offset from one another 38 . 39 arranged reflection areas 18.1 . 18.2 scan. This in 5 disk-shaped coding element shown 8th with radial and tangential offset 41 can either by the in 6.4 or the in 6.5 shown embodiment of a common housing 57 for a light sensor system 5 . 6 . 7 be scanned. While the embodiment variant shown in FIG. 6: 4 of a common housing 57 a smaller lateral offset of the first light sensor 5 to the second light sensor 6 has, the laterally offset light sensors 5 respectively. 6 in the common housing 57 according to the variant 6.5 further apart in terms of their lateral offset. Depending on the application of the device proposed according to the invention, this can lead to a resolution in individual cases.
In der Darstellung gemäß 7.2 ist die Leiterplatte 3 waagerecht
in Bezug zur Motorachse 1 aufgenommen. In dieser Variante
lassen sich alle in den 3, 4 und 5 dargestellten Kodierelemente 8, seien
sie als 2-Loch-Scheibe 31 oder als 1-Loch-Scheibe 36 oder
als Scheibensegment ausgeführt,
einsetzen. Die gemeinsamen Gehäuse 57, die
an einer gemäß 7.2 zur Motorachse 1 orientierten
Leiterplatte 3 aufgenommen werden können, sind in den 6.2, 6.1, 6.4 und 6.5 dargestellt.
Die Anordnung eines Lichtsensorsystems auf einer gemäß 7.2 waagerecht zur Motorachse 1 orientierten
Leiterplatte 3 gestattet die Anwendung sowohl des Durchlichtverfahrens
gemäß 1 als auch des Reflexionsverfahrens
gemäß der Darstellung
in 2.According to the representation 7.2 is the circuit board 3 horizontal in relation to the motor axis 1 added. In this variant, all can be in the 3 . 4 and 5 coding elements shown 8th , be it as a 2-hole disc 31 or as a 1-hole disc 36 or designed as a slice segment. The common housing 57 that at a according 7.2 to the motor axis 1 oriented circuit board 3 can be included in the 6.2 . 6.1 . 6.4 and 6.5 shown. The arrangement of a light sensor system according to 7.2 horizontal to the motor axis 1 oriented circuit board 3 allows the use of both the transmitted light method according to 1 as well as the reflection method as shown in 2 ,
Von den Einbau- bzw. Platzverhältnissen
sowie auch abhängig
vom Layout der Leiterplatte 3 hängt ab, ob die in 6.1 bis 6.6 dargestellten
Ausführungsvarianten
eines gemeinsamen Gehäuses 57 zur
Aufnahme eines Lichtsensorsystems 5, 6, 7 zum Einsatz
kommen. So beansprucht eine hochkant stehende Anordnung des gemeinsamen
Gehäuses 57 weniger
Bauraum in Bezug auf die Fläche
der Leiterplatte 3 während
eine liegende Anordnung, d.h. eine Anordnung des gemeinsamen Gehäuses 57 mit
der Längsseite
an der Ober- bzw. der Unterseite der Leiterplatte 3 weniger
Bauraumbezug auf die Höhenausdehnung
der Leiterplatte 3 beansprucht. Die Wahl, mit welcher Art
von elektrischen Anschlüsse 56 das
gemeinsame Gehäuse 57 mit
der Leiterplatte 3 in Verbindung steht, ist ebenfalls abhängig von
den zur Verfügung
stehenden Platzverhältnissen.On the installation or space conditions and also on the layout of the circuit board 3 depends on whether the in 6.1 to 6.6 shown design variants of a common housing 57 to accommodate a light sensor system 5 . 6 . 7 are used. An upright arrangement of the common housing is claimed 57 less space in relation to the area of the circuit board 3 while a lying arrangement, ie an arrangement of the common housing 57 with the long side on the top or bottom of the circuit board 3 less space reference to the vertical expansion of the circuit board 3 claimed. The Choice of what type of electrical connections 56 the common housing 57 with the circuit board 3 connected is also dependent on the available space.
Mit der erfindungsgemäß vorgeschlagenen Lösung kann
sowohl das Durchlichtverfahren wie auch das Reflexionsverfahren
zur Erfassung der Motordrehzahl einer Motorachse 1 eines
elektrischen Stellantriebes eingesetzt werden. Mit dem erfindungsgemäß vorgeschlagenen
Verfahren ist eine wesentlich höhere
Auflösung
möglich,
wobei das eingesetzte Lichtsensorsystem 5, 6, 7 in
besonders platzsparender Bauweise direkt auf der Leiterplatte 3 für die Steuerelektronik
des elektrischen Steuerantriebes montiert werden kann.With the solution proposed according to the invention, both the transmitted light method and the reflection method for detecting the motor speed of a motor axis can be used 1 an electric actuator. A much higher resolution is possible with the method proposed according to the invention, the light sensor system used 5 . 6 . 7 in a particularly space-saving design directly on the circuit board 3 can be mounted for the control electronics of the electric control drive.
-
11
-
Motorachsemotor axis
-
22
-
Drehsinnrotation
-
33
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Leiterplatte circuit board
-
44
-
Aussparungrecess
-
55
-
erster
Lichtsensorfirst
light sensor
-
66
-
zweiter
Lichtsensorsecond
light sensor
-
77
-
Lichtquellelight source
-
88th
-
Kodierscheibeencoder
-
99
-
erste
Aussparungfirst
recess
-
1010
-
zweite
Aussparungsecond
recess
-
1111
-
erste
Seite Kodierscheibefirst
Encoder side
-
1212
-
zweite
Seite Kodierscheibesecond
Encoder side
-
1313
-
Lichtstrahlbeam of light
-
1414
-
Lichtstrahlbeam of light
-
1515
-
Scheibenflächedisk surface
-
1616
-
emittierte
Lichtstrahlenissued
light rays
-
1717
-
reflektierte
Lichtstrahlenreflected
light rays
-
1818
-
Reflexionsbereichreflection area
-
18.118.1
-
erste
Reflexionszonefirst
reflecting zone
-
18.218.2
-
zweite
Reflexionszonesecond
reflecting zone
-
3030
-
radial
versetzte Sensoranordnungradial
offset sensor arrangement
-
3131
-
2-Loch-Kodierelement2 hole-coding
-
3232
-
erster
Radiusfirst
radius
-
3333
-
zweiter
Radiussecond
radius
-
3434
-
Umfang
Kodierelementscope
coding
-
3535
-
Symmetrieachseaxis of symmetry
-
3636
-
1-Loch-Kodierscheibe1-hole encoder
-
3737
-
tangential
versetzte Anordnungtangential
staggered arrangement
-
3838
-
erster
Winkelfirst
angle
-
3939
-
zweiter
Winkelsecond
angle
-
4040
-
Winkelversatzangular displacement
-
4141
-
radial
und tangential versetzte Sensoranordnungradial
and tangentially offset sensor arrangement
-
5050
-
Lichtsensoranordnung
stehend senkrechtLight sensor arrangement
standing vertically
-
5151
-
Lichtsensoranordnung
stehend waagerechtLight sensor arrangement
standing horizontally
-
5252
-
Lichtsensoranordnung
waagerecht liegendLight sensor arrangement
lying horizontally
-
5353
-
Lichtsensoranordnung
senkrecht versetztLight sensor arrangement
vertically offset
-
5454
-
Lichtsensoranordnung
stehend waagerecht versetztLight sensor arrangement
standing horizontally offset
-
5555
-
Lichtsensoranordnung
liegend waagerecht versetztLight sensor arrangement
horizontally offset
-
5656
-
Elektrische
Anschlüsseelectrical
connections
-
5757
-
gemeinsames
Gehäusecommon
casing