DE202016004109U1

DE202016004109U1 - Switching signal rotary joint

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Publication number: DE202016004109U1
Application number: DE202016004109.7U
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2016-07-04
Filing date: 2016-07-04
Publication date: 2016-08-10
Anticipated expiration: 2026-07-05

Abstract

Schaltsignal-Drehkupplung, dadurch gekennzeichnet, dass ein oder mehrere Reedkontakte bekannter Bauart konzentrisch und axial im Inneren von je einer Magnetspule so zueinander angeordnet sind, dass sie einander nicht oder höchstens in Drehlagerungen berühren und somit gegeneinander frei drehbar sind, gleichzeitig aber vom Magnetfeld der Spulen so erfasst werden, dass sie schalten können.Switching signal rotary coupling, characterized in that one or more reed contacts of known type are arranged concentrically and axially inside each of a magnetic coil to each other so that they do not touch each other or at most in rotary bearings and thus are freely rotatable against each other, but at the same time by the magnetic field of the coils be detected so that they can switch.

Description

Das Gebrauchsmuster betrifft das Gebiet der Signalübertragung zwischen Teilen, die miteinander durch Drehlager drehbar verbunden sind. Dabei geht es speziell um die Übertragung von Schaltsignalen, beispielsweise und insbesondere zum Auslösen von Kameras, die auf einer Drehplattform geschwenkt oder geneigt werden, z. B. in automatischen Panorama-Bildaufnahmeköpfen.The utility model relates to the field of signal transmission between parts that are rotatably connected to each other by pivot bearings. It is specifically about the transmission of switching signals, for example, and in particular for triggering cameras that are pivoted or tilted on a turntable, z. In panoramic automatic image pickup heads.

Solche elektrischen Drehkupplungen werden nach dem allgemeinen Stand der Technik durch Schleifringe und zugehörige Schleifkontakte, so genannte Bürsten, realisiert. Zwischen beiden besteht ein elektrischer Kontakt, der auch bei einer Drehbewegung aufrechterhalten wird. Nachteilig ist bei dieser Lösung der auftretende Verschleiß durch den Schleifvorgang und die Anfälligkeit gegen Korrosion und Verschmutzung. Andere Lösungen sehen die induktive Übertragung nach dem Prinzip des geteilten Schalentransformators oder koaxiale optoelektronische Übertragungsstrecken vor. Wenn sich diese Lösungen auch durch hohe Übertragungsfrequenzen, Mehrkanaligkeit, z. T. sogar durch die Übertragbarkeit von Energie, auszeichnen, sind sie doch relativ aufwändig bei der Realisierung. Dieser Nachteil trifft besonders dann zu, wenn es nur darum geht, Stromkreise in einem drehenden Sekundärteil von einem dazu fest stehenden Primärteil aus ein- oder ausschalten zu wollen, oder auch umgekehrt.Such electrical rotary joints are realized in the general state of the art by slip rings and associated sliding contacts, so-called brushes. Between the two there is an electrical contact, which is maintained even during a rotational movement. A disadvantage of this solution is the wear caused by the grinding process and the susceptibility to corrosion and contamination. Other solutions provide inductive transmission according to the principle of the split shell transformer or coaxial optoelectronic transmission links. If these solutions are also due to high transmission frequencies, multichannel, z. T. even by the transferability of energy, they are relatively complex in the realization. This disadvantage is especially true when it comes only to want to turn on or off circuits in a rotating secondary part of a stationary primary part or vice versa.

Der Erfindung liegt die technische Aufgabe zugrunde, ein oder mehrere Schaltsignale von einem Primärteil zu einem dazu rotierenden Sekundärteil ohne direkte Berührung zwischen beiden und bei möglichst kleinem technischen Aufwand zu übertragen.The invention is based on the technical object to transmit one or more switching signals from a primary part to a rotating secondary part without direct contact between the two and with the least possible technical effort.

Diese Aufgabe wird mit den im Schutzanspruch 1 aufgeführten Merkmalen gelöst. Weitere Ausgestaltungen sind in den übrigen Ansprüchen angegeben.This object is achieved with the features listed in the protection claim 1. Further embodiments are specified in the remaining claims.

Die Grundidee besteht darin, einen Reedkontakt bekannter Bauart als Rotor in einer zylindrischen Feldspule als Stator so anzuordnen, dass sich der Reedkontakt zwar im magnetischen Innenfeld dieser Spule befindet, sie dabei aber nicht berührt. Die Lage dieser beiden Elemente zueinander entspricht somit also funktionell der Anordnung in einem Reed-Relais, wegen des fehlenden mechanischen Kontakts miteinander sind sie aber gegeneinander in einer Achse verdrehbar. Dabei hat die Drehung keinen Einfluss auf die Wirkung des rotationssymmetrischen magnetischen Feldes der Spule auf den Reedkontakt, so dass der Verdrehwinkel ohne jede Wirkung auf die Schaltfunktion bleibt. Ordnet man nun die Feldspule dem Primärteil, den Reedkontakt aber dem dazu verdrehbaren Sekundärteil zu, so erhält man die gewünschte Schaltfunktion im Sekundärteil bei Stromfluss durch die Spule im Primärteil.The basic idea is to arrange a reed contact of known design as a rotor in a cylindrical field coil as a stator so that the reed contact is indeed in the magnetic field of this coil, but it does not touch. The position of these two elements to each other thus thus corresponds functionally to the arrangement in a reed relay, but because of the lack of mechanical contact with each other they are mutually rotatable in one axis. The rotation has no effect on the effect of the rotationally symmetric magnetic field of the coil on the reed contact, so that the angle of rotation remains without any effect on the switching function. If one now assigns the field coil to the primary part, but the reed contact to the rotatable secondary part, so you get the desired switching function in the secondary part in current flow through the coil in the primary part.

Abgesehen von den Reedkontakten selbst, die bekanntermaßen eine ausgesprochen hohe Lebensdauer besitzen, gibt es bei dieser Anordnung keinerlei Verschleißerscheinungen. Alle bekannten Ausführungen von Reedkontakten, wie Schließer, Öffner, Umschalter, ja sogar bistabile Ausführungen, sind in dieser Anordnung einsetzbar.Apart from the reed contacts themselves, which are known to have a very long life, there are no signs of wear in this arrangement. All known versions of reed contacts, such as NO, NC, changeover, yes even bistable versions, can be used in this arrangement.

Werden mehrere voneinander unabhängige Schaltkanäle gebraucht, so lassen sich mehrere derartiger Magnetspule-Reedkontakt-Kombinationen entlang der Drehachse aufreihen.If several mutually independent switching channels are needed, then several such magnetic coil-reed contact combinations can be arranged along the axis of rotation.

Sollen mehrere Schaltfunktionen gleichzeitig, aber ohne galvanische Verbindung zwischeneinander erfolgen, so werden mehrere Reedkontakte parallel zueinander gebündelt und als Bündel im Mittelbereich einer gemeinsamen Feldspule drehbar gelagert.If several switching functions at the same time, but without galvanic connection between each other, so several reed contacts are bundled parallel to each other and rotatably mounted as a bundle in the central region of a common field coil.

Um eine besonders stabile Anordnung des Rotors zu erhalten, werden die Reedkontakte mit ihren elektrischen Anschlussdrähten zu einer zylindrischen Patrone verklebt oder vergossen, wofür sich beispielsweise Gießharze oder Hotmelt-Vergussmassen eignen. Um auch bei sehr schlanker Gestalt des Rotors eine stabile Drehlage zu gewährleisten, wird dieser an seinem freien Ende gegenüber der Spule drehbar gelagert oder zumindest geführt.In order to obtain a particularly stable arrangement of the rotor, the reed contacts are glued or potted with their electrical leads to a cylindrical cartridge, for which, for example, casting resins or hotmelt potting compounds are suitable. In order to ensure a stable rotational position even with very slender shape of the rotor, this is rotatably mounted at its free end relative to the coil or at least out.

Zwei Ausführungsbeispiele werden anhand der 1 bis 3 erläutert. Hierbei zeigenTwo embodiments are based on the 1 to 3 explained. Show here

1 eine einkanalige Drehkupplung in erfindungsgemäßer Ausführung, 1 a single-channel rotary joint in accordance with the invention,

2 die gleiche Drehkupplung in Schnittdarstellung, 2 the same rotary joint in section,

3 eine zweikanalige Drehkupplung in Schnittdarstellung. 3 a two-channel rotary coupling in section.

In den 1 und 2 ist ein Wickelkörper 1 aus nichtmagnetischem Isoliermaterial mit einer Mittelbohrung und mit Lötkontakten 2 als Stützpunkte für die Spulenenden und den elektrischen Anschluss mit einer Feldspule 3 (in 1 gestrichelt dargestellt) bewickelt und bildet den Stator. Ein im Glasröhrchen 5 eingeschmolzener Reedkontakt befindet sich frei stehend ohne Berührung in der Mittelbohrung des Wickelkörpers. Ein Anschlussdraht 6 des Reedkontakts ist mit einem Halter 9 aus doppelt kupferkaschiertem Isoliermaterial verbunden, der neben der mechanischen Befestigung des Rotors auch die elektrische Verbindung der Reedkontakte zum äußeren Anschlusskabel herstellt. Zur zusätzlichen Stabilität sind Glaskörper und Halter miteinander verkittet. Der zweite Anschlussdraht 7 wird in einer kleineren Bohrung 4 des Wickelkörpers zentrisch geführt, um eine ausreichende Lagestabilität auch bei mechanischen Stößen zu gewährleisten. Zur platzsparenden elektrischen Verbindung dieses Anschlusses mit dem Halter dient ein dünner Draht 8, der entlang des Glaskörpers geführt und mit einer dünnen Harzschicht an diesem fixiert und eingebettet wird. Diese Anordnung kann beispielsweise sehr platzsparend in die Hohlwelle eines Rotors eingesetzt werden, wobei die Teile 1 bis 4 am feststehenden Lagerblech befestigt sind, während die übrigen Teile über den Halter 9 innen mit der Hohlwelle verbunden sind und sich mit dieser drehen.In the 1 and 2 is a bobbin 1 made of non-magnetic insulating material with a center hole and with solder contacts 2 as support points for the coil ends and the electrical connection with a field coil 3 (in 1 shown in dashed lines) and forms the stator. One in the glass tube 5 melted reed contact is free standing without contact in the central bore of the bobbin. A connection wire 6 of the reed contact is with a holder 9 made of double copper-clad insulating material, which in addition to the mechanical attachment of the rotor also produces the electrical connection of the reed contacts to the outer connection cable. For additional stability glass body and holder are cemented together. The second connection wire 7 will be in a smaller hole 4 the winding body guided centrally to ensure sufficient positional stability even with mechanical shocks. The space-saving electrical connection of this connection with the holder is a thin wire 8th , which is guided along the glass body and fixed with a thin resin layer to this and embedded. This arrangement can be used, for example, very space-saving in the hollow shaft of a rotor, wherein the parts 1 to 4 are fixed to the fixed bearing plate, while the remaining parts on the holder 9 are internally connected to the hollow shaft and rotate with it.

3 zeigt den Konstruktionsansatz für eine zweikanalige Lösung. Hier befinden sich axial versetzt zwei Spulen 3a, 3b auf dem Wickelkörper 1 während im Rotor zwei Reedkontakte 5a und 5b zu einer Welle miteinander verbunden sind. Die innen liegenden Anschlüsse der Reedkontakte werden mit dünneren Anschlussdrähten 8a und 8b herausgeführt. Eine Harzperle 10 verbessert die Stabilität zwischen beiden Reedkontakten. Bei sehr großen magnetischen Feldstärken einer der beiden Spulen könnte ein Nachbarkontakt unbeabsichtigt mit ausgelöst werden. Um dies zu verhindern ist optional ein magnetisches Abschirmblech in die Nut 11 einzufügen. Alle übrigen Positionen und Funktionen entsprechen denen in 2. 3 shows the design approach for a two-channel solution. Here are axially offset two coils 3a . 3b on the winding body 1 while in the rotor two reed contacts 5a and 5b connected to a shaft. The internal connections of the reed contacts are made with thinner connecting wires 8a and 8b led out. A resin bead 10 improves the stability between both reed contacts. For very large magnetic field strengths of one of the two coils, an adjacent contact could be triggered unintentionally with. To prevent this, a magnetic shielding plate is optional in the groove 11 insert. All other positions and functions correspond to those in 2 ,

Neben der traditionellen zylindrischen Bauart von Reedkontakten in Form von runden Glasröhrchen mit eingeschmolzenen Kontakten sind auch prismatische Bauelemente zur Oberflächenmontage (SMT) auf Leiterplatten handelsüblich. Solche können ebenfalls eingesetzt werden, wobei sich die Lötmontage auf einer schmalen Lanze aus Leiterplattenmaterial anbietet, die dann einen stabilen Rotorkörper bildet.In addition to the traditional cylindrical design of reed contacts in the form of round glass tubes with fused contacts also prismatic surface mount devices (SMT) on printed circuit boards are commercially available. Such can also be used, with the solder mounting on a narrow lance of printed circuit board material offers, which then forms a stable rotor body.

Claims

Switching signal rotary coupling, characterized in that one or more reed contacts of known type are arranged concentrically and axially inside each of a magnetic coil to each other so that they do not touch each other or at most in rotary bearings and thus are freely rotatable against each other, but at the same time by the magnetic field of the coils be detected so that they can switch.

Arrangement according to claim 1, characterized in that the magnetic coils with machine elements of a stator and the reed contacts with machine elements of a rotatably mounted rotor or vice versa are each firmly connected.

Arrangement according to claim 1, characterized in that the reed contacts are embedded in a plastic mass block.

Arrangement according to claim 1, characterized in that the rotatable part has at one end a pivot bearing or rotary guide relative to the bobbin.