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Technisches Gebiet
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Impulserzeuger, welcher
in Anwendungen für numerische
Steuerungen verwendet wird und womit die Bewegung und Positionierung
von Schneidwerkzeugen, Werkzeugstücken oder ähnlichen Werkzeugen in einer
Werkzeugmaschinerie gesteuert wird. Insbesondere bezieht sich die
vorliegende Erfindung auf einem manuellen Impulserzeuger, welche
mit einer Anzeige und einem als Drucktaste ausgebildeten Funktionsknopf
sowie einer Funktion zur Selbstprüfung für den Einschaltvorgang ausgestattet
ist.
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Hintergrund der Erfindung
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Ein
manueller Impulserzeuger stellt eine Vorrichtung dar, welche für Werkzeugmaschinen
verwendet wird, um die Bewegung und die Positionierung von Schneidwerkzeugen,
Werkstücken
oder ähnlichen
Werkzeugen zu steuern. Die Verwendung derartiger Impulserzeuger
ist gegenwärtig
auf dem Gebiet der numerischen Steuerungen weit verbreitet. Üblicherweise
werden vom Impulserzeuger Pulse ausgegeben und ihre Frequenz mit
einem von Hand drehbaren Drehknopf eingestellt. Auf einer Skala
des Drehknopfs angegebene Pulse entsprechen vom Impulserzeuger auszugebenden
Pulsen. Das Soll der Bewegung des Schneidwerkzeugs bzw. des Werkstücks steht
in direktem Verhältnis
zu dem ausgegebenen Puls. Wenn der Drehknopf am manuellen Impulserzeuger
gedreht wird, werden Pulse ausgegeben (in der Frequenz zunehmende
Pulse werden genau dann ausgegeben, wenn der Drehknopf des Impulserzeugers
in positiver Richtung bewegt wird, und in der Frequenz abnehmender
Pulse werden genau dann ausgegeben, wenn der Drehknopf des Impulserzeugers
in negativer Richtung bewegt wird).
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In
der herkömmlichen
technischen Umsetzung tritt die folgende Problematik auf. Wenn sich
der Impulserzeuger im Modus der Feinjustierung befindet, ist die
Drehwelle des Drehknopfs des Impulserzeugers dämpfungsfrei eingestellt und
kann stufenfrei justiert werden, so dass es ein Benutzer nicht möglich ist,
die Einstellungsposition des Impulserzeugers in der Feinjustierung
spürbar
wahrzunehmen. Deshalb ist es schwierig, die Drehbewegung zu kontrollieren.
Die oben genannte Problematik wird gegenwärtig folgender maßen gelöst: Wie
in 1 gezeigt ist, wird ein zwischen geschaltetes
Gerät eingesetzt,
um dem Benutzer zu ermöglichen,
die Einstellung der Feinjustierung spürbar wahrzunehmen. Das zwischen
geschaltete Gerät
umfasst ein Drehrad 101, welches mit der oben genannten
Drehwelle de Drehknopfs zusammenwirkt und mit der Drehwelle synchronisierend
drehbar ist. Das Drehrad 101 umfasst eine Verzahnung. Eine
Federung 103 drückt eine
vergleichsweise kleine, drehbare Welle 102 auf die Verzahnung
des Drehrads 101. Falls das Drehrad 101 rotiert,
bewegt sich die kleine, drehbare Welle 102 von einem Tal
zwischen zwei Zähnen
zu einer Zahnspitze eines Zahnes der Verzahnung des Drehrads 101 oder
von einer Zahnspitze in ein Zahntal, wobei der Pressdruck der kleinen,
drehbaren Welle 102 entsprechend variiert, so dass eine
elastische Dämpfung
erzeugt wird, um der Drehbewegung des Drehrad 101 entgegen
zu wirken. Dadurch wird es dem Benutzer des Impulserzeugers ermöglicht,
die Drehbewegung des Drehknopfs nach Art einer Schaltung mit Stufenintervallen
spürbar
wahr zu nehmen. Mit den Mitteln der elastischen Dämpfung,
welche von der Federung 103 bewirkt wird, kann eine am
Drehknopf vorgenommene Drehung spürbar wahrgenommen werden. Somit
ist die Anzahl der erzeugten Pulse für den Benutzer bestimmbar.
Jedoch werden bei oben geschilderter Lösung Bauteile verwendet, welche miteinander
in Kontakt treten und mechanisch zusammenwirken. Dies führt zur
Abnutzung von Material an den Bauteilen und wiederum zur Verkürzung der
Lebensdauer des Impulserzeugers.
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Zudem
haben herkömmliche
Impulserzeuger keine Option der Anzeige der ausgegebenen Pulse. Wenn
der Impulserzeuger durch einen Benutzer eingestellt wird, kann der
Benutzer üblicherweise
nicht feststellen, ob Pulse vom Impulserzeuger ausgegeben wurden.
Weiterhin kann der Benutzer nicht feststellen, ob die Anzahl der
tatsächlich
ausgegebenen Pulse mit den am Impulserzeuger eingestellten Pulsen übereinstimmt,
d. h., ob eine vorgenommene Drehung des Drehknopfs am Impulserzeuger
um einen Drehwinkel, welchem eine bestimmte Anzahl von Pulsen zugeordnet
ist, mit der Anzahl der tatsächlich
ausgegebenen Pulse übereinstimmt.
Aufgrund dessen kann die Ausgabe der Pulse vom Impulserzeuger leicht
zu falscher Einstellung an der Werkzeugmaschinerie führen. Bei
schwer wiegender Fehleinstellung kann das Schneidwerkzeug an der Werkzeugmaschinerie
zu Schaden kommen, was wiederum zum Verlust des Schneidwerkzeugs
führen kann.
Von einer schwer wiegenden Fehleinstellung kann auch ist die Werkzeugmaschinerie
betroffen sein, wodurch schließlich
der Produktionsdurchsatz verringert werden könnte. Die Wegstrecke des Schneidwerkzeugs
steht im Verhältnis
zu den von dem Impulserzeuger ausgegebenen Pulsen, d. h. je größer die
Wegstrecke des Schneidwerkzeugs oder des Werk stück sein soll, desto großer muss
der Drehwinkel bzw. die Anzahl der Drehungen des Drehknopfs des
Impulserzeugers gewählt
werden. Bei herkömmlichen
Impulserzeugern wird zur Einstellung des Drehknopfs besonders viel
Zeit benötigt, wodurch
die Wirtschaftlichkeit weiter verringert wird. Ferner weist ein
herkömmlicher
manueller Impulserzeuger einen weiteren Nachteil auf; für den Fall,
dass der Impulserzeuger nicht funktionsgemäß arbeitet, ist die Erkennung
einer Fehlfunktion lediglich möglich, wenn
der Impulserzeuger mit einem System der Maschinerie in Verbindung
steht. Dies bedeutet für
den Fall, dass das System der Maschinerie nicht funktionsgemäß arbeitet
und der Impulserzeuger aufgrund der Verbindung des Systems der Maschinerie
und des Impulserzeugers den Auslöser
der Fehlfunktion darstellt, ist die Wartung dazu angehalten, alle
anderen relevanten Komponenten des Systems der Maschinerie zu überprüfen und
den Impulserzeuger mehrfach vom System zu trennen und wieder mit
diesem zu verbinden. Ausschließlich
dann kann durch die Wartung des Systems der Ort der Fehlfunktion festgestellt
werden. Dadurch wird die Effizienz der Wartung und Reparatur beeinträchtigt.
Dafür ist
es notwendig, einen Impulserzeuger zur Verfügung zu stellen, wobei die
oben genannten Nachteile nicht auftreten.
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Zusammenfassung der Erfindung
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Um
die Nachteile der herkömmlichen
Impulserzeuger zu überwinden,
stellt die vorliegende Erfindung einen manuellen Impulserzeuger
zur Verfügung,
welcher mit einer Selbstprüfung
und einer Anzeigefunktion sowie einer Wahrnehmungsfunktion zur spürbaren Wahrnehmung
der Einstellung des Impulserzeugers in der Feinjustierung ausgestattet
ist. Die Erfindung wird durch die folgenden technischen Mittel verwirklicht.
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Ein
manueller Impulserzeuger umfasst eine Eingabeeinheit zur Eingabe
der Pulse durch Drehbewegung, gekennzeichnet durch eine zentrale
Recheneinheit, wobei die Eingabeeinheit das Ausgabesignal der zentralen
Recheneinheit zur Verfügung stellt.
Nach Verarbeitung des Ausgabesignals wird das Ausgabesignal einem
weiteren elektronischen Baustein zugeführt, welcher zur Ausführung einer diskreten
Differentialrechnung ausgebildet ist, und ein Steuersignal erzeugt.
Weiterhin ist die zentrale Recheneinheit elektrisch leitend mit
einer Rückkopplungsschleife
verbunden, um das Steuersignal einzufangen und um die Selbstprüfung für den Einschaltvorgang
durchführen
zu können.
Ferner ist die zentrale Recheneinheit mit zwei Anzeigeleuchten elektrisch
leitende verbunden, um Drehbewegung am Impulserzeuger in positiver
bzw. negativer Richtung anzuzeigen.
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Die
Eingabeeinheit weist eine manuelle Drehkomponente und eine Signalgeneratoreinheit sowie
eine magnetisch agierende Bremseinheit auf. Die manuelle Drehkomponente
weist eine Skalenscheibe auf, welche mit dem drehbaren Schaft des Impulserzeugers
einhergeht.
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Die
Signalgeneratoreinheit des Impulserzeugers weist eine Kodierscheibe
auf, welche am drehbaren Schaft vorgesehen ist und mit dem drehbaren Schaft
synchron rotiert. Die Signalgeneratoreinheit weist ferner einen
photoelektrischen Schalter zur Überwachung
der Kodierscheibe auf. Ein elektronisches Signal, welches von dem
Schalter erzeugt wird, wird an die zentrale Recheneinheit übertragen.
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Die
magnetisch agierende Bremseinheit weist eine Schale aus Eisen auf,
welche mit der Skala einhergeht und synchron mit der Skala rotiert.
Die magnetisch agierende Bremseinheit weist weiterhin einen außen liegenden
Dämpfungsring
mit Verzahnung auf. Ein innen liegender Dämpfungsring mit Verzahnung
ist zum außen
liegenden Dämpfungsring konzentrisch
vorgesehen. Der innen liegende Dämpfungsring
im Gegensatz zum außen
liegenden Dämpfungsring
fixiert. Auf einer Außenfläche des
innen liegenden Dämpfungsringes
ist eine Verzahnung mit einzelnen Zähnen vorgesehen sowie auf einer
Innenfläche
des außen
liegenden Dämpfungsringes
ist eine Verzahnung mit einzelnen Zähnen vorgesehen, wobei beide
Verzahnungen eine gleich große
Anzahl von Zähnen
umfassen und die Zähne
in ihrer Ausformung miteinander übereinstimmen.
Der innen liegende Dämpfungsring
und der außen
liegende Dämpfungsring
sind derart vorgesehen, dass die Verzahnung auf dem innen liegenden
Dämpfungsring
und die Verzahnung auf dem außen
liegenden Dämpfungsring
zueinander beabstandet sind. Der innen liegende Dämpfungsring
ist an Seite eines magnetischen Ringes angeordnet. Eine andere Seite
des magnetischen Ringes ist über
die Schale aus Eisen mit dem außen
liegenden Dämpfungsring
verbunden. Der innen liegende Dämpfungsring
und der außen
liegende Dämpfungsring
umfassen magnetisch aufgeladenes Material. In Folge dessen sind
ein magnetische Nordpol und ein magnetischer Südpol auf dem innen liegenden
Dämpfungsring
bzw. dem außen
liegenden Dämpfungsring
ausgebildet, wobei die Polaritäten
des magnetischen Pole, welche entlang benachbarter Zähne ausgebildet
sind, entgegen gesetzt sind.
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Die
Anzeigeleuchten für
die Rotation in positiver Richtung und die Rotation in negativer
Richtung sind an einer befestigten Auflage angeordnet.
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Der
innen liegende Dämpfungsring
und der außen
liegende Dämpfungsring
sind mit einer Vielzahl von Stapel von dämpfenden Schichten ausgebildet.
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Ein
manueller Impulserzeuger weist eine Eingabeeinheit zur Eingabe der
Pulse durch Drehbewegung auf, gekennzeichnet durch eine zentrale
Recheneinheit, eine als Drucktaste ausgebildete Signaleingabeeinheit;
wobei die Eingabeeinheit zur Eingabe der Pulse durch Drehbewegung
und die als Drucktaste ausgebildete Signaleingabeeinheit Ausgabesignale
an die zentrale Recheneinheit übertragen. Nach
Verarbeitung des Ausgabesignals wird das Ausgabesignal einem weiteren
elektronischen Baustein zugeführt,
welcher zur Ausführung
einer diskreten Differentialrechnung ausgebildet ist, und ein Steuersignal
erzeugt. Weiterhin ist die zentrale Recheneinheit elektrisch leitend
mit einer Rückkopplungsschleife
verbunden, um das Steuersignal einzufangen und um die Selbstprüfung für den Einschaltvorgang
durchführen
zu können.
Ferner ist die zentrale Recheneinheit mit zwei Anzeigeleuchten elektrisch
leitende verbunden, um Drehbewegung am Impulserzeuger in positiver
bzw. negativer Richtung anzuzeigen.
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Die
Eingabeeinheit weist eine manuelle Drehkomponente und eine Signalgeneratoreinheit sowie
einen magnetisch agierende Bremseinheit auf. Die manuelle Drehkomponente
weist eine Skalenscheibe auf, welche mit dem drehbaren Schaft des Impulserzeugers
einhergeht.
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Die
Signalgeneratoreinheit des Impulserzeugers weist eine Kodierscheibe
auf, welche am drehbaren Schaft vorgesehen ist und mit dem drehbaren Schaft
synchron rotiert. Die Signalgeneratoreinheit weist ferner einen
photoelektrischen Schalter zur Überwachung
der Platte auf. Ein elektronisches Signal, welches von dem Schalter
erzeugt wird, wird an die zentrale Recheneinheit übertragen.
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Die
magnetisch agierende Bremseinheit weist eine Schale aus Eisen auf,
welche mit der Skala einhergeht und synchron mit der Skala rotiert.
Die magnetisch agierende Bremseinheit weist weiterhin einen außen liegenden
Dämpfungsring
mit Verzahnung auf. Ein innen liegender Dämpfungsring mit Verzahnung
ist zum außen
liegenden Dämpfungsring konzentrisch
vorgesehen. Der innen liegende Dämpfungsring
im Gegensatz zum außen
liegenden Dämpfungsring
fixiert. Auf einer Außenfläche des
innen liegenden Dämpfungsringes
ist eine Verzahnung mit einzelnen Zähnen vorgesehen sowie auf einer
Innenfläche
des außen
liegenden Dämpfungsringes
ist eine Verzahnung mit einzelnen Zähnen vorgesehen, wobei beide
Verzahnungen eine gleich große
Anzahl von Zähnen
umfassen und die Zähne
in ihrer Ausformung mit einander übereinstimmen.
Der innen liegende Dämpfungsring
und der außen
liegende Dämpfungsring
sind derart vorgesehen, dass die Verzahnung auf dem innen liegenden
Dämpfungsring
und die Verzahnung auf dem außen
liegenden Dämpfungsring
zueinander beabstandet sind. Der innen liegende Dämpfungsring
ist an Seite eines magnetischen Ringes angeordnet. Eine andere Seite
des magnetischen Ringes ist über
die Schale aus Eisen mit dem außen
liegenden Dämpfungsring.
Der innen liegende Dämpfungsring
und der außen
liegende Dämpfungsring
umfassen magnetisch aufgeladenes Material. In Folge dessen sind
ein magnetische Nordpol und ein magnetischer Südpol auf dem innen liegenden
Dämpfungsring
bzw. dem außen
liegenden Dämpfungsring
ausgebildet, wobei die Polaritäten des
magnetischen Pole, welche entlang benachbarter Zähne ausgebildet sind, entgegen
gesetzt sind.
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Der
innen liegende Dämpfungsring
und der außen
liegende Dämpfungsring
sind mit einer Vielzahl von Stapel von dämpfenden Schichten ausgebildet.
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Ein
Verfahren zum Betrieb eines manuellen Impulserzeugers, wobei das
Verfahren einen Schritt der Eingabe eines Signals in die zentrale
Recheneinheit über
die Eingabeeinheit durch Drehbewegung und einen Schritte der Ausgabe
eines Steuersignals durch die zentrale Recheneinheit umfasst. Das
Verfahren ist gekennzeichnet durch einen weiteren Verfahrensschritt
der Eingabe in die zentrale Recheneinheit über die Drucktaste und einen
abschließenden Schritt
der Ausgabe des Steuersignals durch die zentrale Recheneinheit.
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Der
Verfahrensschritt der Eingabe eines Signals in die zentrale Recheneinheit über die
Drucktaste weist Folgendes auf: Wenn die Drucktaste für eine kürzere Zeitdauer
als 0.5 Sekunden bestätigt
wird, wird ein Pulssignal in der zentralen Recheneinheit erzeugt,
um eine Ausgabe des Steuersignal zu erreichen; wenn die Drucktaste
für eine
Zeitdauer zwischen 0.5 und 2.0 Sekunden bestätigt wird, wird ein Pulssignal
zur Ausgabe bei einer Frequenz von 10 Hz in der zentralen Recheneinheit
bereit gestellt; wenn die Drucktaste für eine Zeitdauer zwischen 2.0 und
5.0 Sekunden bestätigt
wird, wird ein Pulssignal zur Ausgabe bei einer Frequenz von 100
Hz in der zentralen Recheneinheit bereit gestellt; wenn die Drucktaste
für eine
Zeitdauer über
5.0 Sekunden bestätigt
wird, wird ein Pulssignal zur Ausgabe bei einer Frequenz von 1000
Hz in der zentralen Recheneinheit bereit gestellt.
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Auf
die Einschaltung der Maschinerie folgend wird das Steuersignal an
die zentrale Recheneinheit rückgekoppelt,
um die Selbstprüfung
durchführen
zu können.
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Wenn
ein Steuersignal ausgegeben wird, schaltet die zentrale Recheneinheit
die Anzeigeleuchte für
die Drehbewegung in positiver Richtung oder die Anzeigeleuchte für die Drehbewegung
in negativer Richtung ein, um den Zustand der Rotation eines Elektromotors
anzuzeigen.
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Nach
oben genannter technischer Lösung werden
zwei magnetische Felder nach Art eines Sägezahnsignalverlaufs entlang
der äußeren Fläche des
innen liegenden Dämpfungsrings
und der inneren Fläche
des außen
liegenden Dämpfungsrings
erzeugt. Die zwei magnetischen Felder erzeugen eine Dämpfung.
Durch Einstellung der Anzahl der Schichten des innen liegenden Dämpfungsrings
und des außen
liegenden Dämpfungsrings
kann die Dämpfung Feldstärke variiert
werden. Je größer die
Anzahl der Schichten, desto stärker
ist der Dämpfungseffekt.
Je geringer die Anzahl der Schichten, desto schwächer ist der Dämpfungseffekt.
Vorliegende Erfindung betreffend den manuellen Impulserzeuger, welcher
mit einer manuellen Eingabescheibe mit einer Verzahnung für die magnetische
Dämpfung
ausgestattet ist, weist die Vorteile eines besonders guten Dämpfungseffekts
sowie eines besonders deutlich spürbaren Wahrnehmung der Einstellung
der Pulse durch die Drehbewegung mit der Eingabescheibe und einer besonders
leichter Handhabung der Eingabescheibe auf. Weiterhin ist bei der
vorliegenden Erfindung die Lebensdauer des Impulserzeugers wegen
der Verwendung kontaktfreier Komponenten viel länger als bei herkömmlicher
Technik. Mit vorliegender Erfindung wird erzielt, dass der erfindungsgemäße Impulserzeuger
eine besonders lange Lebensdauer aufweist.
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Weiterhin
werden mit der Installation einer Steuereinheit und der Anzeigeleuchten
am erfindungsgemäßen manuellen
Impulserzeuger die Nachteile herkömmlicher Impulserzeuger vermieden und
eine Funktion der Selbstprüfung
am erfindungsgemäßen Impulserzeuger
verwirklicht. Mit der Unterstützung
der Anzeigeleuchten wird dem Benutzer zeitlich auf das Einschalten
der numerisch gesteuerten Maschinerie ermöglicht, zu erkennen, ob der
manuelle Impulserzeuger fehlerfrei funktioniert. Deswegen ist es
einfach, eine Fehlfunktion des Systems zu erkennen. Ferner kann
der Benutzer über
die Anzeigeleuchten erkennen, ob Pulse von dem manuellen Impulserzeuger
ausgegeben werden und ob die Anzahl der tatsächlich ausgegebenen Pulse mit
den am Impulserzeuger eingestellten Pulsen übereinstimmen. Dadurch wird
die Zuverlässigkeit
des manuellen Impulserzeugers erhöht. Außerdem werden bei der vorliegenden
Erfindung die Pulse über
zwei Mittel eingegeben, zum einen über die Rotation der Skalenscheibe
zum anderen über
die Drucktaste. Falls Schneidwerkzeuge oder Werkstücke über eine
relativ große
Distanz zu bewegen sind, kann das Steuersignal lediglich über das
Mittel der Drucktaste ausgegeben werden.
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Demzufolge
ist es nicht mehr erforderlich, die Skalenscheibe wie in herkömmlicher
und zeit- sowie energieaufwendiger Art und Weise einige hundert Male
zu rotieren, wodurch in besonderem Maße Zeit und Energieaufwand
eingespart werden können.
Zudem werden Fehlfunktionen vermieden. Die Anzahl von Fehlfunktionen
wird verringert. Die wird dadurch Betriebseffizienz besonders verbessert.
Aufgrund des simplen Aufbaus des Impulserzeugers kann der manuelle
Impulserzeuger besonders einfach und günstig hergestellt werden.
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Kurze Beschreibung der Zeichnung
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1 zeigt
eine Draufsicht auf die Struktur einer drehbaren Eingabescheibe
aus dem Stand der Technik, welche auf der Theorie elastischer Dämpfung basiert;
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2 zeigt
eine Draufsicht auf die Struktur einer drehbaren Eingabescheibe
der vorliegenden Erfindung, welche auf der Theorie magnetischer Dämpfung basiert;
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3 zeigt
in Seitenansicht einen Querschnitt durch die Eingabescheibe gemäß 2;
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4 zeigt
in Seitenansicht einen Querschnitt durch den mechanischen Aufbau
des Impulserzeugers der vorliegenden Erfindung;
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5 zeigt
ein Ersatzschaltbild mit schematischer Darstellung des Impulserzeugers
mit Anzeigeleuchten der vorliegenden Erfindung;
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6 zeigt
ein Ersatzschaltbild mit schematischer Darstellung des Impulserzeugers
gemäß vorliegender
Erfindung mit dualem Wirkmechanismus umfassend eine rotierbare Einstellscheibe
und eine Drucktaste;
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7 zeigt
in Draufsicht die Front des manuellen Impulserzeugers mit Anzeigeleuchten
gemäß der vorliegenden
Erfindung; und
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8 zeigt
in Draufsicht die Front des manuellen Impulserzeugers mit dualem
Wirkmechanismus umfassend die rotierbare Einstellscheibe und die Drucktaste
gemäß der vorliegenden
Erfindung.
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5 ist
die Zeichnung in Begleitung der Zusammenfassung.
- In den
Figuren: 3 – Kodierscheibe, 4 – photoelektronischer
Schalter, 5 – Rotationsschaft, 7 – Schaltplatine, 8 – Skalenscheibe, 9 – Schale
aus Eisen, 10 – Ringmagnet. 11 – innen
liegender Dämpfungsring
mit Verzahnung, 12 – außen liegender
Dämpfungsring mit
Verzahnung, 14 – befestigte
Auflage, 16 – Abstand, 18 – zentrale
Recheneinheit, 101 – Drehrad, 102 – drehbare
Welle, 103 – Federung, 111, 112 – Zähne, 801 – Anzeigeleuchte
für Rotation
in positiver Drehrichtung, 802 – Anzeigeleuchte für Rotation
in negativer Drehrichtung, 803 – Drucktaste für positive Drehrichtung, 804 – Drucktaste
für negative
Drehrichtung.
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Detaillierte Beschreibung der Ausführungsbeispiele
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Ausführungsbeispiel
1
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Wie
gezeigt in 2, 3, 4, 5 und 7 weist
der manuelle Impulserzeuger Anzeigeleuchten und einen elektronischen
Schaltkreis für eine
Selbstprüfung
des Impulserzeugers auf. Die Hauptkomponenten des Impulserzeugers
sind eine rotierbare Eingabeeinheit für Pulse und eine zentrale Eingabeeinheit 18.
Die Hauptfunktionen der zentralen Recheneinheit umfassen die Konvertierung
des Pulssignals in ein Steuersignal zur Steuerung der Maschinerie
und die Ansteuerung der Anzeigeleuchten sowie die Selbstprüfung des
Impulserzeugers nach dessen Einschalten. Der elektrische Schaltkreis für die Selbstprüfung, die
Anzeigeleuchte 801 für
Rotation in positiver Drehrichtung, und die Anzeigeleuchte 802 für Rotation
in negativer Drehrichtung sind in 7 gezeigt. Über dem
elektrischen Schaltkreis für
die Selbstprüfung
wird geprüft,
ob der elektrische Schaltkreis des Impulserzeugers beim Einschalten
des Impulserzeugers fehlerfrei funktioniert. Die Anzeigeleuchten
zeigen während
des Betriebs des manuellen Impulserzeugers an, ob Pulse vom Impulserzeuger
ausgegeben werden und ob die ausgegebenen Pulse in ihrer Frequenz
zunehmend oder abnehmend sind. Die Anzeigeleuchte 801 für Rotation
in positiver Drehrichtung ist dazu ausgebildet, anzuzeigen, ob Pulse
mit zunehmender Frequenz vom Impulserzeuger ausgegeben werden; eine
Anzeigeleuchte 802 für
Rotation in negativer Drehrichtung ist dazu ausgebildet, anzuzeigen,
ob Pulse mit abnehmender Frequenz vom Impulserzeuger ausgegeben werden.
Wie in 7 gezeigt, sind die Anzeigeleuchte 801 für Rotation
in positiver Drehrichtung und die Anzeigeleuchte 802 für Rotation
in negativer Drehrichtung an der Front des Impulserzeugers angeordnet.
Die Anzeigeleuchte 801 für Rotation in positiver Drehrichtung
und die Anzeigeleuchte 802 für Rotation in negativer Drehrichtung
sind elektrisch leitend mit der zentralen Recheneinheit mit dem
Impulserzeuger verbunden (wie in 5 gezeigt).
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Das
von der rotierbaren Pulseingabeeinheit ausgegebene Signal wird an
die zentrale Recheneinheit 18 übertragen. Über den elektronischen Baustein,
welcher zur Ausführung
einer diskreten Differentialrechnung ausgebildet ist, gibt die zentrale
Recheneinheit ein Steuersignal zur Steuerung der Bewegung oder der
Positionierung des Schneidwerkzeugs oder Werkstücks an der Maschinerie. Beim Einschaltvorgang
wird das Steuersignal an die zentrale Recheneinheit rückgekoppelt,
so dass die Selbstprüfung
durchgeführt
werden kann. Im Besonderen startet der manuelle Impulserzeuger die Selbstprüfung beim
Einschaltvorgang von selbst. Wie gezeigt in 7, werden die
vom dem elektronischen Baustein, welcher zur Ausführung einer
diskreten Differentialrechnung ausgebildet ist, ausgegebenen Signale
A+ und B+ abgetastet und an die zentrale Recheneinheit rückgekoppelt
und darauf folgend wird eine Prüfung
des gesamten elektrischen Schaltkreises durchgeführt. Wenn der elektrische Schaltkreis
fehlerfrei funktioniert, werden die Anzeigeleuchte 801 für Rotation
in positiver Drehrichtung und die Anzeigeleuchte 802 für Rotation
in negativer Drehrichtung für
eine Sekunde angeschaltet. Wenn der elektrische Schaltkreis nicht
fehlerfrei funktioniert, sind die Anzeigeleuchte 801 für Rotation
in positiver Drehrichtung und die Anzeigeleuchte 802 für Rotation
in negativer Drehrichtung ausgeschaltet.
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Nach
der Selbstprüfung
wechselt der manuelle Impulserzeuger in den Normalbetrieb. Wenn
Pulse mit zunehmender Frequenz von dem manuellen Impulserzeuger
erzeugt werden, leuchtet die Anzeigeleuchte 801 für Rotation
in positiver Drehrichtung auf, wobei die Anzeigeleuchte 802 für Rotation
in negativer Drehrichtung ausgeschaltet ist. Wenn Pulse mit abnehmender
Frequenz von dem manuellen Impulserzeuger erzeugt werden, leuchtet
die Anzeigeleuchte 802 für Rotation in negativer Drehrichtung auf,
wobei die Anzeigeleuchte 801 für Rotation in positiver Drehrichtung
ausgeschaltet ist. Wenn keine Pulse von dem manuellen Impulserzeuger
abgegeben werden, sind die Anzeigeleuchte 801 für Rotation in
positiver Drehrichtung und die Anzeigeleuchte 802 für Rotation
in negativer Drehrichtung ausgeschaltet. Wenn die Frequenz der aufeinander
folgenden Pulse relativ hoch ist, blinkt die Anzeigeleuchte mit
einer relativ hohen Frequenz, wobei das menschliche Auge das wiederholte
Aufleuchten der Anzeigeleuchte möglicherweise
nicht wahrnehmen kann. Wenn also die Frequenz der aufeinander folgenden
Pulse relativ hoch ist, kann die Anzeigeleuchte derart konfiguriert werden,
dass mit einer Geschwindigkeit blinkt, die einem n-ten Teil der
Pulsfrequenz entspricht (,n' sei eine
natürlich
Zahl).
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Wie
in 4 gezeigt, kann der Aufbau der Dreheinheit mit
Bezug auf 2 und 3 erläutert werden.
Wie aus den genannten Figuren ersichtlich, der innen liegende Dämpfungsring 11 mit
Verzahnung und der außen
liegende Dämpfungsring 12 mit Verzahnung
sowie der Ringmagnet 10 sind konzentrisch angeordnet. Auf
einer Außenfläche des
innen liegenden Dämpfungsringes 1 ist
eine Verzahnung mit einzelnen Zähnen 111 vorgesehen
sowie auf einer Innenfläche
des außen
liegenden Dämpfungsringes 12 ist
eine Verzahnung mit einzelnen Zähnen 112 vorgesehen,
wobei beide Verzahnungen eine gleich große Anzahl von Zähnen 111, 112 umfassen
und die Zähne 111, 112 in
ihrer Ausformung miteinander übereinstimmen.
Der innen liegende Dämpfungsring 11 und
der außen
liegende Dämpfungsring 12 sind derart
vorgesehen, dass die Verzahnung auf dem innen liegenden Dämpfungsring 11 und die
Verzahnung auf dem außen
liegenden Dämpfungsring 12 zueinander
beabstandet sind.
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Die
aktiv bewegliche Skalenscheibe 8 und der passiv bewegliche
Rotationsschaft 7 wirken miteinander zusammen. Innerhalb
der Skalenscheibe 8 sind zwei Bauteile fixiert, zum einen
der der außen liegende
Dämpfungsring 12 und
zum anderen die Schale 9 aus Eisen. Die Schale 9 aus
Eisen wird hauptsächlich
zur Übertragung
der magnetischen Kraft von dem Magnetring 10 zum außen liegenden Dämpfungsring 12.
Obwohl in der Figur gezeigt ist, dass die Schale 9 aus
Eisen und der Magnetring 10 zueinander beabstandet sind,
ist die Abstand zwischen der Schale 9 aus Eisen und dem
Magnetring 10 relativ klein, so dass die Überleitung
des Magnetfelds noch bewerkstelligt werden kann. Weiterhin sind
der innere liegenden Dämpfungsring 11 und
der Ringmagnet 10 an einer fixierten Auflage 14 befestigt.
Mit dieser Anordnung können
ein magnetischer Nordpol und ein magnetische Südpol auf den Zähnen 111 des
innen liegenden Dämpfungsrings 11 bzw.
auf den Zähnen 112 des
außen
liegenden Dämpfungsrings 12 erzeugt
werden. Wenn die Skalenscheibe 8 gedreht wird, rotiert
der außen
liegende Dämpfungsring 12 konzentrisch
mit der Skalenscheibe 8. Somit wird eine relative Bewegung
zwischen dem außen liegende
Dämpfungsring 12 und
der innen liegenden Dämpfungsring 11 erzeugt.
Gemäß dem oben
genannten Prinzip kann ein Tastgefühl nach Art eines Knacks während der
Rotation der Skalenscheibe erzeugt werden. Somit kann der abgedrehte
Skalenweg gefühlt
bzw. spürbar
wahrgenommen werden. Wie in 4 gezeigt,
weist der manuelle Impulserzeuger somit außerdem eine Kodierscheibe 3,
welche zusammen mit dem Rotationsschaft in konzentrischer Art und
Weise rotiert, und einen photoelektrischen Schalter 4 zur
Erkennung des Rotationszustands auf. Schmale Risse sind in regelmäßigen Abständen auf
der Kodierscheibe 3 eingeritzt. Wenn die Kodierscheibe 3 rotiert,
wird der photoelektrische Schalter 4 notwendige Pulse erzeugen.
Die Anzahl der generierten Pulse ist zu dem Winkel, worum die Kodierscheibe 3 rotiert
ist, proportional. Die elektrischen Signale, welche von dem photoelektrischen Schalter 4 erzeugt
werden, werden zur zentralen Recheneinheit 18 auf der Schaltplatine 7 übertragen.
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Um
die Stärke
der magnetischen Dämpfung einfach
einzustellen, der innen liegende Dämpfungsring 11 und
der außen
liegende Dämpfungsring 12 können aus
einer Vielzahl von Dämpfungsschichten, welche
in einem Stapel angeordnet sind, hergestellt werden. Je größer die
Anzahl der Schichten, desto stärker
ist der Dämpfungseffekt.
Je geringer die Anzahl der Schichten, desto schwächer ist der Dämpfungseffekt.
Weiterhin kann der oben genannte Magnetring 10 an beiden
Seiten des innen liegenden Dämpfungsrings 11 und
der außen
liegenden Dämpfungsrings 12 angeordnet werden,
so lang wie der entsprechenden magnetische Nordpol und der magnetische
Südpol
zwischen den Zähnen
des innen liegenden Dämpfungsrings 11 und
des außen
liegenden Dämpfungsrings 12 ausgebildet
werden können.
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Ausführungsbeispiel
2
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Wie
gezeigt in 2, 3, 4, 6 und 8 sind
gemäß vorliegender
Erfindung weiterhin ein manueller Impulserzeuger mit dualem Wirkmechanismus
umfassend eine rotierbare Einstellscheibe und eine Drucktaste angegeben.
Der manuelle Impulserzeuger weist hauptsächlich drei Komponenten auf:
Eine Eingabeeinheit zur Erzeugung von Signalen über Rotationsmittel und eine
Eingabeeinheit zur Erzeugung von Signalen über eine Drucktaste sowie eine
zentrale Recheneinheit 18. Die Funktionen der zentralen
Recheneinheit 18 betreffen hauptsächlich die Konvertierung von
Signalen, welche über
die Drucktaste eingegeben werden, in Pulssignale und die Konvertierung
der Pulssignale in Steuersignale zur Steuerung der Maschinerie sowie
die Auswahl von elektrischen Schaltkreisen und anderen assistierenden
Funktionsoperationen des manuellen Impulserzeugers. Wenn die Eingabeeinheit
zur Erzeugung von Signalen über
Rotationsmittel Pulse abgibt und wenn die Eingabeeinheit zur Erzeugung
von Signalen über
eine Drucktaste nichts abgibt, gibt der ausgewählte elektrische Schaltkreis Pulse
ab, welche von der Eingabeeinheit zur Erzeugung von Signalen über Rotationsmittel
erzeugt wurden; wenn die Eingabeeinheit zur Erzeugung von Signalen über Rotationsmittel
nichts abgibt und wenn die Eingabeeinheit zur Erzeugung von Signalen über die
Drucktaste Pulse abgibt, gibt der ausgewählte elektrische Schaltkreis
Pulse ab, welche von der Eingabeeinheit zur Erzeugung von Signalen über die Drucktaste
erzeugt wurden; wenn die Eingabeeinheit zur Erzeugung von Signalen über Rotationsmittel Pulse
abgibt, worauf folgend die Drucktaste der Eingabeeinheit zur Erzeugung
von Signalen über
die Drucktaste aktiviert wird, hat das Herunterdrücken der
Drucktaste keine Wirkung; wenn die Eingabeeinheit zur Erzeugung
von Signalen über
die Drucktaste Pulse abgibt, worauf folgend die Eingabeeinheit zur Erzeugung
von Signalen über
Rotationsmittel Pulse abgibt, hat die Erzeugung der Pulse mit der
Eingabeeinheit zur Erzeugung von Signalen über Rotationsmittel keine Wirkung;
wenn entweder die Eingabeeinheit zur Erzeugung von Signalen über Rotationsmittel Pulse
abgibt und die Eingabeeinheit zur Erzeugung von Signalen über die
Drucktaste Pulse abgibt oder wenn die Eingabeeinheit zur Erzeugung
von Signalen über
Rotationsmittel nichts abgibt und wenn die Eingabeeinheit zur Erzeugung
von Signalen über eine
Drucktaste nichts abgibt, dann gibt der ausgewählte elektrische Schaltkreis
des manuellen Impulserzeugers keine Pulse ab.
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Wie
gezeigt in 6, werden die von der Eingabeeinheit
zur Erzeugung von Signalen über
Rotationsmittel und von der Eingabeeinheit zur Erzeugung von Signalen über die
Drucktaste erzeugten Signale an die zentrale Recheneinheit 18 übermittelt. Die
zentrale Recheneinheit 18 gibt über den elektronischen Baustein,
welcher zur Ausführung
einer diskreten Differentialrechnung ausgebildet ist, ein Steuersignal
zur Steuerung die Bewegung oder Positionierung des Schneidewerkzeugs
oder des Werkstücks
aus. Wie gezeigt in 8, weist der manuelle Impulserzeuger
zwei Komponenten, die Eingabeeinheit zur Erzeugung von Signalen über Rotationsmittel und
die Eingabeeinheit zur Erzeugung von Signalen über die Drucktaste, auf, wobei
die Eingabeeinheit zur Erzeugung von Signalen über die Drucktaste Druckknöpfe für die positive
und negative Rotation aufweist. Dementsprechend ist die zentrale
Recheneinheit 18 weiter mit der Anzeigeleuchte 801 für Rotation
in positiver Drehrichtung und mit der Anzeigeleuchte 802 für Rotation
in negativer Drehrichtung elektrisch leitend verbunden (wie gezeigt
in 6). Der Einsatz der Drucktaste umfasst folgende
Funktionen: Wenn die Drucktaste für positive Rotation herab gedrückt wird,
gibt der Impulserzeuger einen Puls mit zunehmender Frequenz aus;
wenn die Drucktaste für
negative Rotation herab gedrückt
wird, gibt der Impulserzeuger einen Puls mit abnehmender Frequenz
aus; wenn die Drucktaste für
positive Rotation herab gedrückt
wird und wenn die Drucktaste für
negative Rotation herab gedrückt
wird, gibt der Impulserzeuger keinen Puls aus. Wenn einer der Druckknöpfe für eine kurze
Zeitdauer herab gedrückt
wird (kürzer
als 0.5 Sekunden), wird nur ein Puls erzeugt; wenn einer der Druckknöpfe für eine Zeitdauer
zwischen 0.5 Sekunden und 2 Sekunden herab gedrückt wird, wird ein Pulssignal
mit einer Frequenz von 10 Hz ausgegeben; wenn einer der Druckknöpfe für eine Zeitdauer
zwischen 2 Sekunden und 5 Sekunden herab gedrückt wird, wird ein Pulssignal
mit einer Frequenz von 100 Hz ausgegeben; wenn einer der Druckknöpfe für eine Zeitdauer
von über
5 herab gedrückt
wird, wird ein Pulssignal mit einer Frequenz von 1000 Hz ausgegeben.
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Der
manuelle Impulserzeuger kann in den im Folgenden erläuterten
zwei Betriebsarten betrieben werden. Signale werden der zentralen
Recheneinheit über
die Eingabeeinheit zur Erzeugung von Signalen über Rotationsmittel zur Verfügung gestellt,
wobei die zentrale Recheneinheit schließlich das Steuersignal ausgibt;
Signale werden der zentralen Recheneinheit über die Eingabeeinheit zur
Erzeugung von Signalen über
die Drucktaste zur Verfügung
gestellt, wobei die zentrale Recheneinheit schließlich das
Steuersignal ausgibt. Die Eingabe des Signals von der Eingabeeinheit
zur Erzeugung von Signalen über
Rotationsmittel in die zentrale Recheneinheit und relevante mechanische
Aufbau sind im Ausführungsbeispiel
1 dargestellt.
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Die
oben beschriebenen Ausführungsbeispiele
sind lediglich bevorzugte Ausführungsbeispiele
der vorliegenden Erfindung, jedoch ist der Schutzbereich der vorliegenden
Erfindung nicht auf die beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt. Jedoch
technische Lösung
und erfinderischer Gedanke sowie jeder Austausch äquivalenter
Merkmale durch den Fachmann sollten vom Schutzbereich der vorliegenden
Erfindung umfasst sein.
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Zusammenfassung
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Die
vorliegende Erfindung betrifft einen Impulserzeuger, welcher mit
dualem Wirkmechanismus per Hand und per Drucktaste manuell einstellbar
und mit Anzeigeleuchten ausgestattet ist sowie eine Eingabeeinheit
zur Erzeugung von Signalen über
Rotationsmittel und eine zentrale Recheneinheit umfasst. Die zentrale
Recheneinheit ist mit der Anzeigeleuchte für Rotation in positiver Drehrichtung
und Anzeigeleuchte für
Rotation in negativer Drehrichtung elektrisch leitend verbunden.
Die Eingabeeinheit zur Erzeugung von Signalen über Rotationsmittel und/oder eine
Eingabeeinheit zur Erzeugung von Signalen über die Drucktaste geben Signale
aus, welche der zentralen Recheneinheit zur Verfügung gestellt werden. Die Eingabeeinheit
zur Erzeugung von Signalen über
Rotationsmittel gibt Signale aus, welche der zentralen Recheneinheit
zur Verfügung
gestellt werden. Nach Verarbeitung der Ausgabesignale werden die
Ausgabesignale einem weiteren elektronischen Baustein zugeführt, welcher
zur Ausführung
einer diskreten Differentialrechnung ausgebildet ist, und Steuersignale
erzeugt. Weiterhin ist die zentrale Recheneinheit elektrisch leitend
mit einer Rückkopplungsschleife
verbunden, um das Steuersignal einzufangen und um die Selbstprüfung für den Einschaltvorgang
durchführen
zu können.
Ferner ist die zentrale Recheneinheit mit zwei Anzeigeleuchten elektrisch
leitende verbunden, um Drehbewegung am Impulserzeuger in positiver
bzw. negativer Richtung anzuzeigen. Weiterhin ist bei der vorliegenden
Erfindung die Lebensdauer des Impulserzeugers wegen der Verwendung
kontaktfreier Komponenten viel länger
als bei herkömmlicher
Technik. Weiterhin werden mit der Installation einer Steuereinheit
und der Anzeigeleuchten sowie einer Steuerung über eine Drucktaste am erfindungsgemäßen manuellen
Impulserzeuger die Nachteile herkömmlicher Impulserzeuger vermieden.
Die Anzahl von Fehlfunktionen wird verringert. Die wird dadurch
Betriebseffizienz besonders verbessert. Aufgrund des simplen Aufbaus
des Impulserzeugers kann der manuelle Impulserzeuger besonders einfach
und günstig
hergestellt werden.