DE1763657C

DE1763657C - Steuerungsvorrichtung zum Stillsetzen von Arbeitsspindeln in bestimmten Winkelstellungen

Info

Publication number: DE1763657C
Application number: DE19681763657
Authority: DE
Inventors: Heinz 6100 Darmstadt; Meier Karl-Heinz 6101 Zeilhard Daab
Original assignee: Quick-Rotan Becker & Notz Kg, 6100 Darmstadt
Filing date: 1968-07-09
Publication date: 1973-01-25

Description

Die Erfindung betrifft eine Steuerungsvorrichtung zum Stillsetzen von Arbeitsspindeln in bestimmten Winkelstellungen, bei der als Winkelgeber mit der Arbeltsspindel drehfest verbundene Dauermagnete vorgesehen sind, die mit ortsfesten Hallgeneratoren in Wirkverbindung stehe», von denen über elektrische Auswert- und Verstärkereinrichtungen Signale zum Abschalten des Arbeitsspindelantriebs abgebbar sind, wobei einem einzelnen Hallgenerator zwei gleichspurig angeordnete Dauermagnete entgegengesetzter Magnetisierungsrichtung zugeordnet sind.

Es ist bei Steuerungen für Positionierantriebe, die als Winkelgeber rotierende Dauermagnete und ortsfeste Hallgeneratoren aufweisen, bekannt (deutsche Zeitschrift »Siemens-Zeitschrift«, 1962, Heft 7, S. 521 bis 527, und deutsche Zeitschrift »Maschinenmarkt«, 1964, Nr. 75, S, P2 bis 124), an den Ausgang eines Hallgenerators einen Kippver:>tärker anzuschalten, der das Abschaltsignal für den Arbeitsspindelantrieb auf Grund eines Nulldurchganges der Hallspannung _ϊ0 liefert. Soll die Arbeitsspindel wahlweise in einer von mehreren Winkelstellungen stillgesetzt werden, ist eine entsprechende Anzahl von in unterschiedlichen Schaltspuren laufenden Dauermagneten vorgesehen, denen jeweils ein eigener Hallgenerator zugeordnet ist. Die Hallgeneratoren sind dabei in Schirmgehäuse eingebaut, um nicht von dem Magneten einer Nachbarspur beeinflußt ί.. werden. Die bekannten Steuerungsvorrichtungen sind für das S;;isetzen in mehreren Winkelstellungen unerwünscht aufwendig, zu- mal es sich bei den Hallgeneratoren um verhältnismäßig kostspielige Bauteile handelt.

Es ist ferner eine Einrichtung zum Anhalten einer Arbeitsspindel in einer ersten und anschließend in weiteren vorbestimmten Winkelstellungen bekannt (schweizerische Patentschrift 453 847), bei der eine Teilscheibe mehrere Dauermagnete trägt, die mit einem gemeinsamen Hallgeneratorgeber zusammenwirken, dem eine Relaiskette mit einem richtungsempfindlichen Relais nachgeschaltet ist. Der der ersten Anhaltestellung zugeordnete Dauermagnet ist in einer Richtung magnetisiert, während die übrigen, fur die anschließenden weiteren Anhaltestellungen vorgesehenen Dauermagnete in der entgegengesetzten Richtung magnetisiert sind. Der Hallgenerator- geber liefert beim Vorbeüauf des einen Dauermagneten eine Spannung der einen Polarität, die eine erste Gruppe von Kontakten des richtungsempfindlichen Relais schließen läßt, und beim Vorbeilauf der weiteren Dauermagnete eine Spannung der anderen so Polarität, die bewirkt, daß eine zweite Gruppe von Kontakten des richtungsempfindlichen Relais schließt. Wenn nach Erreichen einer Schleichdrehzahl die erste Kontaktgruppe des richtungsempfindlichen Relais erstmals schließt, wird die Arbeitsspindel in der ersten Stellung festgehalten. Gleichzeitig wird die erste Kontaktgruppe wirkungslos und die bis dahin gesperrte zweite Kontaktgruppe wirksam gemacht. Wenn nach einer vorgegebenen Zeitspanne der Spindelantrieb selbsttätig wieder eingeschaltet wird, läuft die Arbeitsspindel zu der ersten und anschließend zu den übrigen der weiteren vorbestimmten Winkelstellungen. Die bekannte Einrichtung erlaubt es dem Benutzer also nicht, ausgehend von hohen Drehzahlen, die Arbeitsspindel in einer von zwei beliebig vorwählbaren Stellungen anzuhalten. Die Anhaltefolge läuft vielmehr zwangläufig nach einem fest vorgegefu nen Programm beginnend mit einer bestimm-" ten AnhaJtestellung ab. Richtungsempfindliche Relais sind ferner teuer. Außerdem würde die bekannte Einrichtung auf Grund der Verwendung des richtungsempfindlichen Relais und dsr diesem nachgeschalteten weiteren Relais für schnellaufende Antriebe, beispielsweise Nähmaschinenantriebe, zu langsam arbeiten.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Steuerungsvorrichtung der eingangs erwähnten Ausführung zu schaben, bei der für jeweils zwei beliebig vorwählbare SoUwinkelftellungen nur ein einziger Regenerator erforderlich ist

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Ausgänge des Hallgenerators mit einer Signale einer Polarität verstärkenden und Signale der anderen Polarität unterdrückenden elektrkclipn Schalteinrichtung verbunden sind und daß zu·, ks wahlweiser Stillsetzung der Arbeitsspindel in t ■ r von zwei vorgegebenen Winkelstellungen die Spe -Spannung des Hallgenerators umpolbar ist.

Die Steuerungsvorrichtung nach der Erfindung ·. >-laubt es, bei Verwendung eines Hallgenerators r:r zwei Anhaltestellungen die jeweils gewünschte Anhaltestellung durch einfaches Umpolen der Speisespannung des Hallgenerators beliebig vorzuwähle 1 Die Steuerungsvorrichtung kann aus vergleichst e> se wenigen, einfacher. Schaltungskomponenten aufgebaut werden Kostspielige Bauteile wie richtung.-empfindliche Relais u. dgl. sind nicht erforderlich

Die mit den Hallgcncratorausgängen verbund. 1. elektrische Schalteinrichtung ist in Ausgestaltunt; der Erfindung ein Differcnlialv erstärker aus zwei in Emitterschaltung betriebenen Transistoren mit gemeinsamem L^:mitterwiderstand.

Nach einem weiteren Merkmal im Rahmen der Erfindung ist zur Umpolung der Speisespannung des HaNgenerators ein bipolares Schaltglied vorgesehen.

Die Winkelstellungen der beiden Dauermagnete sind zweckmäßigerweise mit Bezug auf die Arbeitsspindel unabhängig voneinander einstellbar.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung schematich dargestellt. Es zeigt

F i g. 1 eine schematische Darstellung des Winkelgebers in Seitenansicht,

F i g. 2 eine Ansicht des rotierenden Winkelgeberteils gemäß der Linie 11-11 der Fig. 1,

F i g. 3 einen Schnitt durch den Winkelgeber entlang der Linie I1I-1II der Fig. 4,

Fig. 4 einen Schnitt entlang der Linie IV-IV der Fig. 3,

F i g. 5 ein Prinzipschaltbild der an den Hallgenerator angeschlossenen Auswert- und Verstärkereinrichtung.

Der in den F i g. 1 und 2 scher -atisch dargestellte Winkelgeber weist zwei im wesentlichen halbkreisförmige Scheiben 2,3 auf, die mit der Arbeitsspindel 1 drehfest verbunden sind. Die Scheibe 2 trägt einen parallel zur Achse der Arbeitsspindel 1 magnetisieren Dauermagneten 4, während an der Scheibe 3 ein Dauermagnets in gleichem Radialabstand von der Achse der Arbeitsspindel 1 befestigt ist. Der Dauermagnet S ist ebenfalls parallel zur Achse der Arbeitsspindel I, jedoch bezüglich des Dauermagneten 4 in entgegengesetzter Richtung magnetisiert. Die Scheiben 2,3 können gegeneinander verdrehbar angeordnet sein, um eine Einstellung des Winkclabstandes der Dauermagnete 4, 5 zu erlauben.

Den Scheiben 2,3 steht ein ortslestcr Tracer 6

Claims

,_nr - aheeeebene Hallspannung so gerichtet ist, generator 7 abg^eDene ^ ^ _{Sättigung heraus}

** Ü^e nL sTdtU, wenn das Potentiai der steuert Dies ist der r , _das _

Ausgangs eitung^frnega'^nu * _der

läuft. Der beim

des anderen Dauermagnp-

gegenüber, an dem ein Hallgenerator 7 angebracht ist, der von der Arbeitsspindel I den gleichen Radialabstand wie die Dauermagnete 4, S hat Dreht sich di. Arbeitsspindel I und laufen infolgedessen die Dauermagnete 4,5 um, liefert der Hallgenerator 7 jedesmal dann einen Spannungsimpuls, wenn einer der Dauermagnete 4,5 am Hallgenerator 7 vorbeiläuft. Die Polarität des Ausgangsimpulses des Hallgenerators 7 hängt von der Magnetisierungsrichtung der Dauermagnete 4,5 ab. Da die Dauermagnete entgegengesetzt magnetisiert sind, liefert der Hallgenerator 7 für jede volle Umdrehung der Arbeitsspindel 1 ?wei Impulse entgegengesetzter Polarität. Diese Impulse werden, wie weiter unten erlä»tert, einer Aus- . nip-run» ·>/ ««™,,_μι11)

wert- und Verstärkereinrichtung zugeführt, um die ₁₅ Scwaltghedes in ^™^ £ ^_des Hallgenera-Arbeitsspindel 1 in einer der beiden durch die Lage das es erlaubt, ^ΰ1^Ρ^__κ»„,;,,. „f_roicht. daß in der der Dauermagnete 4,5 bestimmten WinkelsteMungen

^der Unterdrückung von negativen Rests-gnulen — ' 'rs 33.

(.25 des

des

Her in den Fig. 3 und 4 im einzelnen veranschaulichte Winkelgeber weist einen Drehkörper 10 auf, ao d ι auf das eine I-'nde der dort nicht verauschaulicht ii Arbeitsspindel 1 aufgesteckt und mittels Stells. !i rauben gehalten wird, die in Gewindebohrungen 12 13 des Drehkörpers 10 eingeschraubt werden. Auf den in F i g. λ linken, verringerten Durchmesser auf- «eisenden Tci! des Drehkörpers 10 ist ein Kugellager !4 aufgezogen, dessen Außenring in einem stillstehenden Gehäuseteil 15 sitzt. An dem Gehäuseteil 15 sind mittels einer Schraube 16 zwei Scheiben 17,18 befestigt. Die Scheibe 17, die dem Träger 6 nach Fig.? 30 entspricht, trägt den Haügenerator 7. Die Scheibe 18 deckt den Hallgenerator 7 ab und schützt ihn auf diese Weise gegen Beschädigung bei der Montage und der Just.erung des Winkelgebers. Auf das äußere Ende des Drehkörpers IC sind die Scheiben 2, 3 aufgesetzt, auf denen die gleicLspurig angeordneten Dauermagnete 4 bzw. 5 angebracht sind. Die Scheiben werdei. mittels einer in den Drehkörper 10 eingeschraubten Halteschraube 19 über eine Druckscheibe 20 gegen einen Zwischenring 21 gedrückt, der sich seinerseits gegen den Innenring des Kugellagers 14 abstützt. Solange die Halteschraube 19 gelöst ist, lassen sich die Scheiben 2, 3 unabhängig voneinander mit Dczug auf d> λ Drehkörper 10 und damit auf die Arbeitsspindel 1 einstellen, um die Winkelstellung der Dauermagnete 4, 5 zu justieren. Nach Anziehen der Halteschraube 19 sin;' die Scheiben 2,3 über den Drehkörper 10 mit der Arbeitsspindel 1 drehfest verbunden.

Auf das Gehäuseteil 15 ist eine Kappe 22 lösbar aufgesetzt. Ein Kabel 23 nimmt die Speise- und Au<sgangsleitungen 24, 25 bzw. 26,27 des Hallgenerators 7 auf.

Wie aus F i g. 5 hervorgeht, sind die Ausgangsleitungen 26, 27 des Hallgenerators 7 an den Eingang eines Differcntialverstärkers angeschlossen, der zwei in Emitterschaltung betriebene Transistoren 28,29 mit gemeinsamem Emitterwiderstand 30 aufweist Der Ausgang 31 des Differentialverstärkers ist über einen Kondensator 32 mit der Basis eines Transistors 33 verbunden, an dessen Kollektor der Steuereingang eines Flip-Flops 34 angeschlossen ist. Über das Flip-Flop 34 kann in nich» näher veranschaulichter Weise der Arbeitsspindelantrieb abgeschaltet werden. Der Transistor 29 des Differentialverstärkers ist normalerweise bis fast in den Sättigungsbereich hinein ausgesteuert. Die Spannung am Ausgang 31 ändert sich nur dann in stärkcrem Maße, wenn die vom HaIl-

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des Flip -Hep-34 ^ Stellung des Hip-I I'
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Scheibe 17 montiert -uii.
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_ef_rcicht, daß in der 37 der eine Dauer-

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Anhaltestellungen vorgc- .n Mallgenerator auf 1-er der mit einem weit.'en

I'atenrinsprüche:

1 Steuerungsvorrichtung zum Stillsetzen "n Arbeitsspindeln in bestimmten WinkelstelluntMi, bei der als Winkelgeber mit der Arbeitsspindel drehfest verbundene Dauermagnete vorgesehen sind die mit ortsfesten Hallgeneratore.» in Wirkverbindung stehen, von denen über elektrische Auswert- und Verstärkereinrichtungen Signale zum Abschalten des Arbeitsspindelantricbs abgebbar sind, wobei einem einzelnen Hallgene, ator zwei gleichspurig angeordnete Dauermagnete entgegengesetzter Magnetisierungsnchtung zugeordnet sind, dadurch gekennzeichnet daß die Ausgänge (26, 27) des Hallgenerators (7) mit einer Signale einer Polarität verstärkenden und Signale der anderen Polarität unterdrückenden elektri-chen Schalteinrichtung (28 bis 31) verbunden sind und daß zwecks wahlweiser Stillsetzung der Arbeitsspindel in einer von zwei vorgegebenen Winkelstellungen die Speisespannung des Hallgenerators (7) umpolbar ist.
2. Steuerungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die mit den Hallgeneratorausgängen (26, 27) verbundene elektrische Schalteinrichtung (28 bis 31) ein Differentialverstärker aus zwei in Emitterschaltung betriebenen Transistoren (28,29) mit gemeinsamem Emitterwiderstand (30) ist.
3. Steuerungsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zur Umpolung der Speisespannung des Hallgenerators (7) ein bipolares Schaltglied (37) vorgesehen ist.
4. Steuerungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Winkelstellungen der beiden Dauermagnete (4, 5) mit Bezug auf die Arbeitsspindel (1) unabhängig , voneinander einstellbar sind.

Hierzu 1 Blatt Zeichnunger.