DE2135777C3 - - Google Patents
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Description
F i g. 1 einen Längsschnitt durch einen erfindungsgemäß aufgebauten Sollwertgeber,
F i g. 2 eine Draufsicht auf eine der beiden Kuselpfannenscheiben
gemäß der Linie II-II der Fig. 1,
Fig.3 einen Teilschnitt entiang der Linie IH-HI
der F i g. 2, und
Fig.4 eine Draufsicht auf die Magnetträgerscheibe
gemäß der Linie IV-IV der Fig. 1.
Der veranschaulichte Sollwertgeber weist ein Gehäuse 1 mit Seitenwänden 2,3 auf. Die Seit .nwand 3
ist mit einer Bohrung versehen, in die ein Außengewinde »ragender Stutzen 4 eingesetzt ist. Der Stutzen
4 ist mit der Seitenwand 3 über beispielsweise drei um 120 gegeneinander versetzte Schrauben
verbunden, von denen nur eine bei5 veranschaulicht ist. Der Stutzen 4 nimmt an seinem der Seitenwand 2
zugekehrten Ende ein Gleitlager6 auf. In einer Bohrung der Seitenwand 2 sitzt ein zweites Gleitlager 7.
In den Gleitlagern 6,7 läuft eine Stellwelle 9. Auf dem einen Ende der Stellwelle 9 ist ein radial abstehender
Hebel 10 befestigt, der mit einer I.ängsnut Tl
versehen ist. In der Längsnut 11 ist ein als Kugelkopf ausgebildeter Mitnehmer 12 verschiebbar. Der Mitnehmer
12 läßt sich innerhalb der Längsnut 11 an beliebiger Stelle durch nicht näher veranschaulichte
Mittel arretieren. Er kann über eine Stellstange beispielsweise mit dem Pedal einer Industrienähmaschine
verbunden sein.
Die vom Hebel 10 abliegende Stirnfläche der Stellwelle 9 ist mit einer Ausnehmung 14 versehen, in die
eine Kugel 15 greift. Eine Rückstellfeder 16 in Form einer gleichachsig zur Stellwelle 9 angeordneten
Schraubenfeder stützt sich mit ihrem einen Ende an der Kugel 15 und mit ihrem anderen Ende an einer
weiteren Kugel 17 ab, die ihrerseits mit einer Ausnehmung 18 eines auf den Stutzen 4 aufgeschraubten
(iewindedeckels 19 in Eingriff steht.
Auf der Stellwelle 9 sitzt eine mit der Siellwelle
über einen Stift 20 verbundene Scheibe 21, die ihrerseits mit einer ersten Kugelpfannenscheibe 22 fest
verbunden, z. B. verstiftet, ist. Eine zweite zur Kugeipfannenscheibe 22 komplementäre Kugclpfannenscheibe
23 ist an der Seitenwand 2 befestigt. Wie im einzelnen aus den Fig. 2 und3 hervorgeht, ist jede
der Kugelpfannenscheiben 22, 23 mit drei elliptisehen Kugelpfannen 24 versehen, deren Tiefe sich in
Umfangsrichtung von einem Maximalwert stetig bis auf Null ändert. Jedem Kugelpfannenpaar der beiden
Kugelpfannenscheiben 22, 23 ist eine Kugel 25 zugeordnet.
Mit der Stellwelle 9 ist ferner eine Magnelträgerscheibe
28 aus unmagnetischem Werkstoff fest verbunden. An der von der Kugelpfannt-nscheibe 22 abgewendeten
Seite der Magnetträgerscheibe 28 sitzt auf einer angefrästen schiefen Ebene 29 der Magnetträgerscheibe
ein Formmagnet 30, der im veranschaulichten Ausführungsbeispiel Ringseginentform
hat und in axialer Richtung gleichmäßige Dicke besitzt (Fig. 1 und4). Neben dem Formmagneten 30
befindet sich ferner ein Stiftmagnet 31.
Formmagnet 30 und Stiftmagnet 31 sind in axialer Richtung magnetisiert. Den Magneten steht ein Hallgenerator 32 gegenüber, der auf einer mit dem Gehäuse
1 verschraubten Trägerplatte 33 sitzt. Bei der Trägerplatte 33 handelt es sich um eine gedruckte
Leiterplatte, welche die der elektronischen Auswertung der erzeugten Halispannung dienende elektrische
Schaltungsanordnung aufnimmt.
Auf der Stellwelle 9 sind schließlich Nockenscheiben 34, 35, 36 angebracht, die mit gehäusefesten
Kontakten 37,38,39 zusammenwirken.
Die Rückstellfeder 16 sucht die Stellwelle 9 stets in der einen axialen Richtung (in F i g. 1 nach links) zu
verschieben. Solange dater auf den Hebel 10 keine Kraft ausgeübt wird, laufen die Kugeln 25 zur tiefsten
Stelle der Kugelpfannen 24, wobei gleichzeitig die StcIIweIIe9 in die Nullstellung gedreht wird. Die
Stellwelle 9 kann entgegen der Kraft der Rückstellfeder 16 ausgehend von der Nullstellung in beiden
Drehrichtungen verstellt werden. Infolge der gegenseitigen Verdrehung der Kugelpfannenscheiben 22,
23 verlassen dabei die Kugeln 25 die tiefste Stelle der Kugelpfannen 24. Die Stellwelle 9 erfährt dadurch
eine der Drehbewegung überlagerte Verstellung in der jeweils gleichen Achsrichtung (Fig. 1 nach
rechts). Während der Drehbewegung wird der Formmagnet 30 an dem Hallgenerator 32 vorbeibewegt.
Wegen der Hubbewegung der Siellwelle 9 und der Schrägung der Ebene 29 der Magnetträgerscheibe 28
ändert sich beim Verdrehen der Stellwelle der Abstand zwischen Formmagnet 30 und Hallgenerator
32 senkrecht zur Ebene der Drehbewegung, d. h. in axialer Richtung. Die Feldstärke des Formmagneten,
die Empfindlichkeit des Hallgenerators und der gegenseitige axiale Abstand von Formmagnet und
Hallgenerator sind üerart aufeinander abgestimmt, daß innerhalb des Stellbereiches noch keine Sättigung
des Hallgenerators eintritt. Wenn daher der Formmagnet dem Hallgenerator genähert wird, steigt
die abgegebene Hallspannung an. Durch geeignete Wahl der Neigung der Ebene 29, durch die Art der
Führung der Stellwelle 9 und gegebenenfalls durch eine variable Axialabmessung des Formmagneten
kann für jede gewünschte Abhängigkeit zwischen dem Drehwinkel der Stellwelle und der abgegebenen
Hallspannung gesorgt werden. Dabei ist bei der veranschaulichten Ausführungsform der Drehwinkel der
Stellwelle 9 durch nicht veranschaulichte Anschläge derart begrenzt, daß innerhalb des Stellbereiches
keine der Kugeln 25 die zugehörigen Kugelpfannen
24 ganz verläßt.
Wird die Stcllwelle ausgehend von der Nullstellung
in entgegengesetzter Richtung gedreht, wird der Stift 31 am Hallgenerator 32 vorbeigeführl. Dadurch
wird ein Spannungsimpuls erzeugt, der für vorbestimmte Steuerzwecke ausgenutzt werden kann.
Eine Verstellung des Mitnehmers 12 in der Längsnut 11 ändert den für eine vorbestimmte Verdrehung
der Stellwelle 9 erforderlichen Stellweg. Durch Drehen des Gewindedeckels 19 wird die Vorspannung
der Rückstellfeder 16 beeinflußt, so daß eine Verstellung der Stellwelle 9 eine mehr oder minder große
Betätigungskraft erfordert. Die Nockenscheiben 34 bis 36 erlauben in Verbindung mit den Kontakten 37
bis 39 die Steuerung von Zusatzfunktionen.
Speziell für das Hochfahren von Regelmotoren werden in der Praxis die verschiedensten Hochlaufkurven
benötigt. Durch das Auswechseln der Magnetträgerscheibe 28 kann leicht jede gewünschte
Kurve erzielt werden. Die Ebene 29 kann derart geneigt sein, daß sich die dadurch bewirkte Axialverstellung
des Formmagneten der auf die Kugelführung 22, 23, 25 zurückgehenden Axialverschiebung additiv
überlagert. Die Neigung der Ebene 29 kann aber auch so gewählt sein, daß sie der Axialverstellung
der Stellwelle 9 entgegenwirkt.
Durch die mögliche Zusatzanordnung der Kontakte 37 bis 39 ist eine bisher unerreichte Vielfalt
von Steuermöglichkeiten gegeben. Der Sollwertgeber arbeitet ohne die Zusalzkontakte kontaktfrei nahezu
verschleißlos. Die gesamte Einrichtung ist einfach zu montieren und billig herzustellen. Es versteht sich,
daß gegebenenfalls auf der Magnetträgerscheil weitere Formmagnete montiert sein können, di
zusätzlichen Hallgeneratoren zusammenwirken Stellwelle kann auch mit zwei oder mehr Mi
trägerscheiben bestückt sein, denen jeweils it stens ein gehäusefester Hallgenerator zugeordn
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
Claims (11)
1. Sollwertgeber für einen elektrischen An- 5 12. Sollwertgeber nach einem der Ansprüche 1
trieb, dessen Drehzahl in Abhängigkeit von bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Stelleinem
vom Sollwertgeber gelieferten Steuersignal welle (9) mit einem radial abstehenden Hebel
einstellbar ist, mit mindestens einem das Steuersi- (10) fest verbunden ist, der einen in Längsrichgnal
erzeugenden, gehäusefest angeordneten tung des Hebels verstellbaren Mitnehmer (12)
Haügenerator und mindestens einem mit einer io trägt.
Stellwelle verbundenen Formmagneten, der 13. Sollwertgeber nach Anspruch 12, dadurch
zwecks wahlweiser Einstellung des Drehzahisoll- gekennzeichnet, daß der Mitnehmer (12) als Ku-
wertes gegenüber dem Hallgenerator unter Ände- gelkopf ausgebildet ist, der in einer Längsnut
rung der den Hallgenerator beeinflussenden Feld- (11) des Hebels (10) verschiebbar und mit Bezug
stärke willkürlich drehbar ist, wobei sich die den 15 auf den Hebel arretierbar ist.
Hallgenerator beeinflussende Feldstärke innerhalb eines Bereiches ändert, in dem ncch keine
Sättigung des Hallgenerators eintritt, gekennzeichnet durch eine Führung (22 bis 25),
die der Stelhveile (9) für den Formmagneten (30) zo
Hallgenerator beeinflussende Feldstärke innerhalb eines Bereiches ändert, in dem ncch keine
Sättigung des Hallgenerators eintritt, gekennzeichnet durch eine Führung (22 bis 25),
die der Stelhveile (9) für den Formmagneten (30) zo
bei einer Drehverstellung eine überlagerte Axial- ~
bewegung aufdrückt.
bewegung aufdrückt.
2. Sollwertgeber nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Formmagnet (30) Ringsegmentform
hat. 25
3. Sollwertgeber nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Formmagnet (30) Die Erfindung bezieht sich auf einen Sollwertgeber
in axialer Richtung gleichmäßige Dicke besitzt. für einen elektrischen Antrieb, dessen Drehzahl in
4. Sollwertgeber nach Anspruch 1, dadurch ge- Abhängigkeit von einem vom Sollwertgeber gelieferkennzeichnet,
daß als Formmagnetträger (28) 30 ten Steuersignal einstellbar ist, mit mindestens einem
eine auf der Stellwelle befestigte Kurvenscheibe das Steuersignal erzeugenden, gehäusefest angeordvorgesehen
ist. neten Hallgenerator und mindestens einem mit einer
5. Sollwertgeber nach einem der Ansprüche 1 Stellwelle verbundenen Formmagneten, der zwecks
bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Stellwelle wahlweiser Einstellung des Drehzahlsollwertes gemit
einer in Axialrichtung wirkenden Rückstellfe- 35 genüber dem Hallgenerator unter Änderung der den
der (16) zur Rückführung der Stellwelle in eine Hallgenerator beeinflussenden Feldstärke willkürlich
vorbestimmte Nullstellung in Wirkverbindung drehbar ist, wobei sich die den Hallgenerator beeinsteht,
fiussende Feldstärke innerhalb eines Bereiches än-
6. Sollwertgeber nach Anspruch S, dadurch ge- dert, in dem noch keine Sättigung des Hallgenerators
kennzeichnet, daß die Vorspannung der Rück- 40 eintritt.
stellfeder (16) einstellbar ist. Ein solcher Sollwertgeber ist in der britischen Pa-
7. Sollwertgeber nach Anspruch 5 oder 6, da- tentschrift 1 191 261 beschrieben. Bei Antrieben für
durch gekennzeichnet, daß die Stellwelle (9) aus- verschiedene Aufgaben, z. B. Nähmaschinenantriegehend
von der Nullstellung in beiden Drehrich- ben, besteht die Notwendigkeit, die die gegenseitige
tungen verstellbar und dabei jeweils in der glei- 45 Abhängigkeit von Drehwinkel und Steuersignalamchen
Axialrichtung verschiebbar ist. plitude darstellende Kennlinie entsprechend dem je-
8. Sollwertgeber nach einem der Ansprüche 5 weiligen Steuerzweck anzupassen.
bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß als Rückstell- Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zu
feder (16) eine gleichachsig zur Stellwelle (9) an- Grunde, einen Sollwertgeber zu schaffen, bei dem die
geordnete Schraubenfeder vorgesehen ist, deren 50 Kennlinie in besonders einfacher Weise an den jewei-
eines Ende sich über eine Kugel (15) an der einen ligen Steuerzweck anzupassen ist.
Stirnfläche der Stellwelle abstützt. Diese Aufgabe wird bei einem Sollwertgeber der
9. Sollwertgeber nach Anspruch 8, dadurch ge- eingangs genannten Art erfindungsgemäß gelöst
kennzeichnet, daß sich das andere Ende der durch eine Führung, die der Stellwinkel für den
Rückstellfeder (16) über eine weitere Kugel (17) 55 Formmagneten bei einer Drehverstellung eine überan
einem in Achsrichtung der Rückstellfeder ver- lagerte Axialbewegung aufdrückt.
stellbaren Widerlager (19) abstützt. Es ist zwar bereits durch die französische Patent-
10. Sollwertgeber nach einem der Ansprüche 5 schrift 1339 956 bekannt, durch Austausch des
bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Führung Formmagneten eine Anpassung der Kennlinie des
der Stellwelle zwei komplementäre Kugelpfan- 60 Sollwertgebers an den jeweiligen Steuerzweck vorzunenscheiben
(22, 23) aufweist, von denen die eine nehmen. Demgegenüber wird beim Gegenstand der
mit der Stellwelle (9) verbunden und die andere Erfindung eine solche Anpassung ohne Austausch
gehäusefest angeordnet ist und die mit Kugel- des Formmagneten durch entsprechende Einstellung
pfannen (24) von sich in Umfangsrichtung an- der Führung möglich.
dernder Tiefe versehen sind, in denen je eine Ku- 65 Weitere Erfindungsmerkmale, die Gegenstände der
gel (25) geführt ist. Unteransprüche sind, ergeben sich aus dem nachfol-
11. Sollwertgeber nach Anspruch 10, dadurch gend beschriebenen Ausführungsbeispiel. In den
gekennzeichnet, daß die Kugelpfannen (24) annä- Zeichnungen zeigt
Priority Applications (9)
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Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C3 | Grant after two publication steps (3rd publication) | ||
E77 | Valid patent as to the heymanns-index 1977 |