DE1268399B

DE1268399B - Anordnung zum Messen und/oder Steuern der Bewegung von Maschinen

Info

Publication number: DE1268399B
Application number: DE19591268399
Authority: DE
Inventors: Heinrich Grosshans; Dr Rer Nat Friedrich Kuhrt
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1959-09-16
Filing date: 1959-09-16
Publication date: 1968-05-16

Description

Anordnung zum Messen und/oder Steuern der Bewegung von Maschinen Die Erfindung bezieht sich auf eine Anordnung zum Messen und/oder Steuern der Bewegung von Maschinen, insbesondere von Werkzeugmaschinen, mit Hilfe eines den zurückgelegten Weg eines bewegten Maschinenteiles anzeigenden Maßstabes, dessen Teilmarkierungen auf einem Träger als magnetische Unstetigkeitsstellen aufgezeichnet sind, die von Abtastorganen, welche unabhängig von der Abtastgeschwindigkeit auf die Höhe der magnetischen Feldstärke ansprechen, abgetastet werden, mit einem Topfmagneten als Magnetsystem.
Es ist bereits eine Anordnung zur Abtastung von akustischen, mechanischen oder magnetischen Signalen unter gleichzeitiger Umwandlung in elektrische Signale bekannt, bei der das Magnetsystem aus einem dauermagnetischen Topfmagneten besteht. Auf dem Rand des Dauermagneten ist eine magnetisch leitende Membran gelagert, die durch auftreffende akustische Signale bewegt werden kann. Auf einer Erhöhung in der Mitte des Dauermagneten ist ein magnetfeldabhängiger Halbleiterkörper angebracht. Der Aufbau dieses Topfmagneten sowie die Anordnung des Abtastorgans und der magnetischen Unstetigkeitsstellen vermeiden jedoch nicht eine Resteinwirkung, die manche Messungen, z. B. Auslaufversuche, ausschließen würde.
Es ist weiterhin eine Vorrichtung zum Feststellen von entlang einer Zeichenfolge erfolgenden Bewegungen bekannt. In einer besonderen Ausführungsform der Vorrichtung wird, um bei sehr langsamen Bewegungen der Zeichenfolge relativ zum Abnahmeorgan eine genügend große Übertragungsspannung induziert zu erhalten, die Länge der Zeichenfolge vergrößert. Hierzu wird dem Träger für die Zeichenfolge eine zylindrische Form gegeben und die Zeichenfolge in z. B. wendelartiger Anordnung auf ihm angebracht.
In der deutschen Auslegeschrift 1 107 948 ist eine Anordnung vorgeschlagen worden, die sich zum Messen bzw. Steuern von Maschinenbewegungen, insbesondere von Arbeitsmaschinen, eignet; es wird ein dem zurückgelegten Weg des bewegten Maschinenteiles anzeigender Maßstab verwendet, dessen Teilmarkierungen auf einem Träger als magnetische Unstetigkeitsstellen aufgezeichnet sind. Die Unstetigkeitsstellen werden von Organen abgetastet, die unabhängig von der Abtastgeschwindigkeit auf die Höhe der magnetischen Feldstärke ansprechen. Die in den Abtastorganen erzeugten Impulse werden der Messung bzw. Steuerung zugrunde gelegt. Als Abtastorgan können beispielsweise magnetfeldgesteuerte elektrische Entladungsgefäße Verwendung finden, die in Miniatur- und Subminiaturbauart zwischen den Polschuhen eines Tonabnehmermagnetsystems Platz finden und der Abtastung magnetisch aufgezeichneter Meßwerte dienen. Weiter können als Abtastorgane magnetfeldabhängige Widerstände verwendet werden.
Hierzu sind in hohem Maß Widerstandskörper aus halbleitenden Verbindungen, insbesondere der Form AIll BV, geeignet. Mit besonderem Vorteil kann der Halleffekt an solchen halbleitenden Körpern ausgenutzt werden.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Anordnung zum Messen und/oder Steuern der Bewegung von Maschinen zu schaffen, die gegenüber den bekannten Anordnungen wesentlich verbessert ist und z. B. Resteinwirkungen ausschließt und so z. B. auch Auslaufversuche zuläßt.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß der Mantel des Topfmagneten über seinen drehbaren Deckel vorgezogen ist, daß der Topfmagnet einen permanenten Mittelschenkel und der Deckel an seinem Umfang Zähne besitzt und daß als Abtastorgan ein Hallgenerator vorgesehen ist, der in dem Luftspalt zwischen Deckel und Mantel des Topfmagneten an dem Mantel befestigt ist, und daß die magnetischen Unstetigkeitsstellen auf dem Umfang des Deckels aufgebracht sind.
In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. Es zeigt F i g. 1 einen mit einer Maschinenwelle gekuppelten Topfmagneten, Fig.2 einen Schnitt des Gegenstandes nach Fig. 1 und F i g. 3 eine schematische Darstellung einer Anordnung zur Herleitung von Meß- bzw. Steuerimpulsen.
Bei der Anordnung zum Messen bzw. Steuern der Bewegung einer Maschine 10 wird ein dem zurückgelegten Weg eines bewegten Maschinenteiles, z. B. einer Welle 11, anzeigender Maßstab verwendet, dessen Teilmarkierungen auf einem Träger als magne tische Unstetigkeitsstellen aufgezeichnet sind. Zur Abtastung der magnetischen Unstetigkeitsstellen dienen Organe, die unabhängig von der Abtastgeschwindigkeit auf die Höhe der magnetischen FeldL-stärke ansprechen. Hallgeneratoren sind hierbei als Abtastorgane besonders geeignet. Nach der Erfindung besitzt die Meß- und/oder Steueranordnung einen Topfmagneten 1 mit relativ zu einem Gehäusemantel 2 drehbarem Deckel 3, wobei auf dem einen der relativ drehbaren Teile des Topfmagneten die magnetischen Unstetigkeitsstellen aufgebracht sind und auf dem anderen mindestens ein Abtastorgan angeordnet ist. Zweclenäßig ist der Mantel 2 des Topfmagneten über den Deckel 3 vorgezogen (F i g. 1). Bei Verwendung eines Hallgenerators 5 als Abtastorgan ist dieser vorteilhaft in dem Luftspalt zwischen Deckel 3 und Mantel 2 des Topfmagneten an dem Mantel befestigt, und die magnetischen Unstetigkeitsstellen sind auf dem Umfang des Deckels 3 aufgebracht.
Zweckmäßig besitzt der Topfmagnet einen permanenten Mittelschenkel 7, und der Deckel 3 ist an seinem Umfang mit Zähnen 8 versehen (Fig. 1 und 2). Der Deckel ist mit der Maschinenwelle 11 gekuppelt und wird mit einer dieser proportionalen Drehzahl angetrieben. Der magnetische Fluß ç des Topfmagneten verläuft vom permanentmagnetischen Mittelschenkel 7 über die Zahnscheibe3, von dort auf den zylindrischen Mantel 2 und zurück zum Mittelschenkel. Die Zahnscheibe 3 moduliert bei Drehung den magnetischen Fluß, der auf den Hallgenerator5 im Luftspalt einwirkt. Die Anzahl der bei Drehung der Scheibe entstehenden Flußänderungen wird in einem an den Hallgenerator angeschlossenen Impulszählwerk gemessen. Die Anzahl der Impulse in einer Zeiteinheit werden der Messung der Drehzahl oder Geschwindigkeit bzw. der Steuerung von Maschinenbewegungen zugrunde gelegt.
Von besonderem Vorteil ist es, die von dem Hallgenerator abgegebene Spannung über einen Vorverstärker 12, insbesondere Transistorverstärker, einer an sich bekannten Schaltstufe 13, vorzugsweise mit mindestens einem Schalttransistor, der den spitzen Eingangsimpuls in einen Rechteckimpuls umwandelt, und von hier aus einer ebenfalls bekannten Zählstufe 14 zuzuführen. Eine derartige Anordnung zeigt Fig. 3 in schematischer Darstellung.
Im allgemeinen wird es genügen, wenn bei der Erzeugung wegabhängiger Signale für eine Maschinenumdrehung beispielsweise 100 Impulse gegeben werden. In vielen Fällen genügt es, die Zähleinrichtung durch einen besonderen Steuerimpuis lediglich für bestimmte Zeitintervalle einer Umdrehung einzuschalten und den Impulsstand abzulesen.

Claims

Patentanspruch: Anordnung zum Messen und/oder Steuern der Bewegung von Maschinen, insbesondere von Werkzeugmaschinen, mit Hilfe eines den- zurückgelegten Weg eines bewegten Maschinenteiles anzeigenden Maßstabes, dessen Teilmarkierungen auf einem Träger als magnetische Unstetigkeitsstellen aufgezeichnet sind, die von Abtastorganen, welche unabhängig von der Abtastgeschwindigkeit auf die Höhe der magnetischen Feldstärke ansprechen, abgetastet werden, mit einem Topf magneten als Magnetsystem, d a du r c h g e -ke nnz ei chn et, daß derMantel (2) des Topfmagneten über seinen drehbaren Deckel (3) vorgezogen ist, daß der Topfmagnet einen permanenten Mittelschenkel (7) und der Deckel (3) an seinem Umfang Zähne (8) besitzt und daß als Abtastorgan ein Hallgenerator (5) vorgesehen ist, der in dem Luftspalt zwischen Deckel (3) und Mantel (2) des Topfmagneten an dem Mantel befestigt ist, und daß die magnetischen Unstetigkeitsstellen auf dem Umfang des Deckels aufgebracht sind.

In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentanmeldungen W 10407 lXb/42 d (bekanntgemacht am 7. 10. 1954) und S38725 VIII a 21 a2 (bekanntgemacht am 15. 4. 1954); Siemens-Zeitschrift, Heft 8, Jg. 1954, S.376 bis 384.