DE1292177B - Analog-Digital-Umsetzer mit Codescheiben und Kugelkontaktanordnungen - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft einen Analog-Digital-Um- Arbeiten der Kugelkontaktanordnung notwendige setzer mit einem Gehäuse, in dem sich Codescheiben Elastizität.

befinden, welche durch eine Welle und durch ein Die Erfindung wird im folgenden an Hand der

Getriebe gekuppelt sind, und einem Ablesekopf mit Zeichnung beispielsweise näher erläutert. Es zeigt
federgelagerten Kugelkontaktanordnungen zum Ab- 5 F i g. 1 einen Längsschnitt, der axial durch eine tasten der Codierung der Codescheiben. bevorzugte Ausführungsform des Analog-Digital-

Analog-Digital-Umsetzer mit federgelagerten Ku- Umsetzers nach der Erfindung verläuft,
gelkontakten, bei denen eine Kugel gegen eine rotie- Fig. 2 eine von unten gesehene Ansicht eines Tei-

rende Gleitfläche gepreßt wird, sind beispielsweise les des Kabels mit der flexiblen gedruckten oder geaus der britischen Patentschrift 809 679 bekannt. Die ¹⁰ ätzten Schaltung der F i g. 1,

bei diesem bekannten Kugelkontakt vorgesehene An- F i g. 3 einen Schnitt nach der Linie 3-3 der F i g. 1

Ordnung umfaßt eine elektrisch leitende Kugel, die zur Veranschaulichung der Bürstenblockanordnung unter Federspannung steht und sich im Eingriff mit und einer speziellen Anordnung der elektrischen einer Kontaktfläche befindet, wobei der elektrische Kugelspitzenkontakthalter,

Kontakt zwischen der genannten Fläche und der *5 F i g. 4 einen vergrößert und abgebrochen gezeich-Kugel auch dann aufrechterhalten wird, wenn sich neten Schnitt nach der Linie 4-4 der Fig. 3, der die die Kontaktfläche bewegt oder rotiert. Da die Kugel Einzelheiten der elektrischen Kugelspitzenkontaktjedoch mittels einer Feder gegen die Kontaktfläche und Halteranordnung darstellt,
gepreßt werden muß, um den elektrischen Kontakt F i g, 5 einen Grundriß der codierten Informations-

aufrechtzuerhalten, besteht die Gefahr, daß die Kon- 20 scheibe der Fig. 1 zur Veranschaulichung eines spetaktfläche während des Betriebes durch die fest an- ziellen bevorzugten Musters.

gepreßte Kugel aufgerauht oder aufgekratzt wird, weil In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfin-

kein Abrollen der Kugel auf der Kontaktfläche statt- dung gemäß Fig. 1 verläuft eine Eingangswelle 11 in findet, sondern ein Schleifen der beiden Berührungs- das offene untere Ende eines im wesentlichen zylinflächen erfolgt. Ein derartiges Aufkratzen der Kon- 25 drischen Gehäuses, das aus einem unteren Gehäuse 12 taktfläche führt in verhältnismäßig kurzer Zeit zur und einem oberen Gehäuse 13 besteht.
Zerstörung, wobei der elektrische Kontakt fortschrei- Ein Kugellager 14 trägt das untere Ende der Ein-

tend verschlechtert wird und in kurzer Zeit unbrauch- · gangswelle 11 und ist in einer geeigneten Öffnung des bar ist. Dies ist insbesondere bei häufigem Betrieb mit unteren Gehäuses angeordnet.

verhältnismäßig hohen Geschwindigkeiten zu be- 3° Eine starre Tragscheibe 15 ,ist vorzugsweise in fürchten, wie es bei Analog-Digital-Umsetzern der einem Stück ausgebildet oder sonst auf der Eingangs-

■-Fall-ist, die Codescheiben aufweisen, welche mit hoher welleil angebracht und trägt eine binär codierte

Drehzahl rotieren. · · Informationsscheibe 16, die daran angeklebt oder in

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, der- anderer Weise befestigt sein kann und aus Isolierstoff artige Kontaktanordnungen in Analog-Digital-Um- 35 besteht, in dessen Oberfläche sich bündig mit dieser setzern der genannten Bauart dahingehend zu ver- ein leitendes codiertes Muster oder Schema befindet, bessern, daß vorzeitiger Verschleiß der Kontakt- Eine Kugelkontaktbürstenblockanordnung 17 ist in

flächen vermieden wird und über einen langen Zeit- dem unteren Gehäuse 12 angeordnet und wird von raum ein gleichbleibend guter elektrischer Kontakt einem Stift 18 festgehalten, der in einen Schlitz 19 gewährleistet ist. Dies wird dadurch erreicht, daß die 4° eingreift.

Kugelkontaktanordnungen elektrisch leitende rohr- Die kreisrunde Bürstenblockanordnung 17 ist, wie

förmige Gehäuse sind, die eine Feder enthalten, in dem Schnitt nach Fig. 3 deutlich dargestellt ist, welche gegen das geschlossene Ende des Gehäuses mit einer Anzahl symmetrisch angeordneter axialer wirkt und eine Kraft auf eine Mehrzahl von in dem Bohrungen versehen, von denen jede mit einer elek-Gehäuse befindlichen und elektrisch leitenden Kugem 45 trischen Kugelspitzenkontaktanordnung ausgestattet ausübt, wobei eine erste Kugel in rollendem Eingriff sein kann, z. B. mit einer solchen Anordnung, die im mit der genannten Codescheibe steht und eine andere einzelnen bei 32 in der vergrößerten Ansicht der Kugel zwischen der Feder und der ersten Kugel an- F i g. 4 dargestellt ist. Dabei ist der zylindrische Haigeordnet ist. ter 21 mit einem Paar Kugeln 22 und 23 versehen, die

Wegen der Verwendung mehrerer Kugem, von 5° vorzugsweise mit Gold oder einem ähnlichen leitendenen die die Kontaktfläche der Codescheibe beruh- den Material, welches nicht korrodiert, plattiert sind, rende Kugel auf der Codescheibe während des Be- Die Kugel 22 wird in federndem Kontakt mit der triebes abrollt, besteht keine-Gefahr, daß dadurch codierten Oberfläche der Scheibe 16 von der Druckeine Beschädigung der Kontaktfläche erfolgt oder der feder 24 gehalten, welche die Kugel 23 nach unten elektrische Kontakt verschlechtert wird, wie es bei 55 drückt. Die Feder 24 hält auch elektrischen Kontakt der bekannten Anordnung mit nur einer auf der Kon- über das obere Ende des Halters 21 mit einer leitentaktfläche schleifenden Kugel der Fall ist. den Fläche der flexiblen geätzten Schaltung des Kabels

Das genannte Gehäuse ist an einem Ende, an dem 25 aufrecht, das in federnden Kontakt mit dem Halter die Feder anstößt, geschlossen und das andere Ende 21 von der Druckunterlagscheibe 26 gedrückt wird, ist nach innen so geformt, daß die äußerste Kugel ge- 60 Die Bürstenblockanordnung 17 ist vorzugsweise halten wird. Dadurch ist ein fertigungstechnisch ein- mit einem elastischen und absorbierenden Kontaktfacher Aufbau gewährleistet, der ein Auseinander- bürstenkissen 27 versehen, das mit einer geeigneten fallen der Kontaktanordnung auch dann verhindert, Schmier- und Reinigungsmasse gesättigt sein kann, wenn ein Ausbau für Reparatur- oder Wartungs- um das leitende Muster auf der Scheibe 16 sauber zwecke erfolgt. Das geschlossene Ende des Ge- 65 und korrosionsfrei zu halten, so daß Rauscheffekte häuses ist durch ein mittels einer Druckunterlag- ausgeschlossen oder auf ein Minimum verringert werscheibe gestütztes, geätztes Schaltungskabel elastisch den, und auch um die Kugehi, wie z. B. 22 und 23, zu gelagert. Dies ergibt die für ein einwandfreies schmieren.

Die codierte Informationsscheibe 16 ist aus einem geeigneten nichtleitenden Material, wie z.B. Kunststoff, hergestellt und in ihrer Oberfläche bündig mit dieser mit einer leitenden codierten Fläche in Form eines Musters oder Schemas 27 versehen, wie z. B. in F i g. 5 dargestellt ist. Dieses leitende Flächenmuster besteht aus leitendem Material, das in der Oberfläche der Scheibe 16 bündig mit dieser mittels einem geeigneten Ätz- oder Druckschaltungsverfahren ausgebildet ist, das gewöhnlich angewandt wird, um eine Kommutatorscheibe oder ein codiertes Informationselement zur Verwendung in Analog-Digital-Umwandlern herzustellen. Das in F i g. 5 dargestellte spezielle, binäre, codierte, symmetrische Muster liefert eine optimale Raumaufteilung zwischen den abwechselnden leitenden und nichtleitenden Segmenten in jeder der sieben Spuren auf der Scheibe und maximale Breite der leitenden Muster zwischen den nichtleitenden Flächen.

Die Bürstenblockanordnung 17 hat in der Darstel- ao lung nach F i g. 3 wenigstens zwei Bohrungen, wie z.B. die offene Bohrung31 in jeder Spur um eine elektrische Kugelspitzenkontaktanordnung, wie z.B. die Anordnung 32 aufzunehmen, die so ausgebildet ist, daß sie mit den abwechselnden leitenden und nichtleitenden Segmenten in der äußeren oder geringstwertigen Ziffernspur auf der Scheibe 16 Kontakt herstellt. Zwei elektrische Kontaktanordnungen oder Ableseköpfe 33 und 34 sind in der nächsten Spur und zwei weitere Kontaktanordnungen 35 und 36 in der folgenden Spur vorgesehen. Paare elektrischer Kontaktanordnungen 37, 38, 39, 40, 41, 42, 43 und

44 sind zum Ablesen der Information von jeder der aufeinanderfolgenden Spuren auf der Scheibe 16 vorhanden.

Drei elektrische Kontaktanordnungen 43, 44 und

45 werden als gemeinsame Zuführungsanordnung benutzt, um elektrische Energie an das leitende Muster auf der Scheibe 16 zuzuführen, da wenigstens eine der Kugeln in diesen Anordnungen jederzeit mit einem leitenden Segment in Kontakt ist, wenn die Scheibe umläuft.

Es ist ersichtlich, daß die kreisförmigen leitenden Flächen 46 an dem Kabel 25 der flexiblen geätzten oder gedruckten Schaltung hinsichtlich ihrer Lage der Position der elektrischen Kontaktanordnungen in Fig. 3 entsprechen, wobei eine bogenförmige leitende Fläche 47 nur gemeinsamen Speisung aller Spuren über die Kontaktanordnungen 43,44 und 45 dient. Die leitenden Flächen dieses Teiles des Kabels 25 sind der Berührung mit den oberen Seiten der Halter, z.B. 21, ausgesetzt, während die leitenden Verbindungsstreifen 52 in dem Band 53 auf beiden Seiten isoliert sind.

Die beiden kreisförmigen leitenden Flächen 48 und sind mit einem bogenförmigen leitenden Streifen 51 zu einem noch zu beschreibenden Zweck verbunden.

Jede der leitenden Flächen 46, 47, 48 und 49 ist über geeignete leitende Streifen 52, die sich durch das flexible Band 53 nach außen durch das Gehäuse hindurch erstrecken, mit geneigten Anschlußklemmen (nicht gezeigt) zum Anschluß an irgendeine gewünschte logische Ableseschaltung geschaltet, die Puffer- oder Trenndioden (nicht gezeigt) enthalten kann.

Es ist ersichtlich, daß die Konstruktion und Anordnung nach der Erfindung die Herstellung, den Zusammenbau und die genaue Einstellung bei sehr kleinen Größen unterstützt und tatsächlich in der sogenannten Größe 8 gebaut worden. Dies ist die allgemein angewandte Terminologie für die Größe von Umwandlern und Servomotoren und definiert etwa die Größe mit 6,35 mm bis 19,05 mm Durchmesser und weniger als 38,1 mm Länge für einen 13-Bit-Umwandler. Ein Umwandler dieser Größe ist geprüft worden und liest die Binärinformation bei hohen Drehgeschwindigkeiten und über einen langen Zeitraum bei erschöpfenden Haltbarkeitsversuchen genau ab.

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Analog-Digital-Umsetzer mit einem Gehäuse, in dem sich Codescheiben befinden, welche durch eine Welle und durch ein Getriebe gekuppelt sind, und einem Ablesekopf mit federgelagerten Kugelkontaktanordnungen zum Abtasten der Codierung der Codescheiben, dadurch gekennzeichnet, daß die Kugelkontaktanordnungen (76) elektrisch leitende rohrförmige Gehäuse sind, die eine Feder (24) enthalten, welche gegen das geschlossene Ende des Gehäuses wirkt und eine Kraft auf eine Mehrzahl von in dem Gehäuse befindlichen und elektrisch leitenden Kugeln (22,23) ausübt, wobei eine erste Kugel (22) in rollendem Eingriff mit der genannten Codescheibe steht und eine andere Kugel (23) zwischen der Feder und der ersten Kugel (22) angeordnet ist.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (32) an einem Ende, an das eine Feder (24) anstößt, geschlossen ist und daß das andere Ende nach innen geformt ist, um die äußerste Kugel (22) einzuschließen.

3. Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das geschlossene Ende des Gehäuses (32) durch ein mittels einer Druckunterlagscheibe (26) gestütztes, geätztes Schaltungskabel (25) elastisch gelagert ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen