DE2209043A1

DE2209043A1 - Verfahren zur Stillsetzung einer rotierenden Vorrichtung

Info

Publication number: DE2209043A1
Application number: DE19722209043
Authority: DE
Inventors: David Rollin Webster Nonan Roger E Williamson NY Shuey (V St A )
Original assignee: Xerox Corp
Current assignee: Xerox Corp
Priority date: 1971-02-25
Filing date: 1972-02-25
Publication date: 1972-09-07
Also published as: BR7107774D0; IT947873B; GB1388574A; DE2209043B2; DE2209043C3; FR2141024A5; US3700990A; NL7202225A; CA957724A; AR200835A1; BE779805A

Description

Rochester. N.Y. 14 603 V.St.A.

Verfahren zur Stillsetzung einer rotierenden Vorrichtung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Einrichtung zur Stillsetzung einer rotierenden Vorrichtung in einer vorgegebenen Winkelstellung.

Bei vielen kommerziellen und industriellen Anwendungen rotierender Vorrichtungen ist eine Stillsetzung dieser Vorrichtungen innerhalb eines kurzen Zeitintervalls nach dem Auftreten eines die Stillsetzung erfordernden Zustandes erwünscht. Die hierzu bisher verwendeten Verfahren arbeiten mit Reibungsbremsung der rotierenden Vorrichtung und mit Einbringen mechanischer Elemente in den Bewegungsbereich der Vorrichtung. Diese Verfahren haben aber den Nachteil, daß zur sicheren Arbeitsweise eine sorgfältige Wartung der einzelnen Teile nötig ist. Ferner verursachen die dazu verwendeten Vorrichtungen Schock- und Vibrationswirkungen sowie eine übermäßig starke Abnutzung der mechanischen Teile. Ein weiterer Nachteil 1st die Unmöglichkeit, die Winkelstellung der endgültigen Stillsetzung zuverlässig vorauszubestimmen.

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In Faksimilesendeempfängern, die mit rotierenden Trommeln arbeiten, sollen die Trommeln vorzugsweise in einer vorgegebenen Winkelstellung stillgesetzt werden, um verschiedene Bedienungstätigkeiten zu ermöglichen. Die Anwendung der bisher üblichen Reibungsbremsung bei solchen Sendeempfängern erfordert jedoch eine manuelle Drehung der Trommel nach deren Stillsetzung, bis die gewünschte Winkelstellung erreicht ist. Andererseits verursacht die Einwirkung der bisher verwendeten mechanischen Rastvorrichtungen zur Stillsetzung eine Beschädigung kritischer Bestandteile des Sendeempfängers, wodurch kostspielige Reparaturen erforderlich werden und eine unzuverlässige Arbeitsweise des Sendeempfängers möglich ist.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Verfahren zur Stillsetzung einer rotierenden Vorrichtung anzugeben, welches diese Nachteile vermeidet und das Erreichen einer vorgegebenen Winkelstellung Innerhalb kürzest möglicher Zeit gewährleistet.

Ein Verfahren der eingangs genannten Art ist zur Lösung dieser Aufgabe erfindungsgemäß derart ausgebildet, daß die Vorrichtung mit einer vorgegebenen Winkelgeschwindigkeit gedreht und ihre Winkelstellung bestimmt wird, daß ein zur Verringerung der Winkelgeschwindigkeit auf den Wert Null ausreichendes Zeitintervall zur Drehung der Vorrichtung aus dieser Winkelstellung in die vorgegebene Winkelstellung bestimmt wird und daß ein dem Zeitintervall entsprechendes Bremssignal erzeugt wird, das eine Hysteresebremsung und damit ein die Stillsetzung der Vorrichtung in der vorgegebenen Winkelstellung bewirkendes Bremsmoment erzeugt.

Die rotierende Vorrichtung wird also mit einer konstanten Winkelgeschwindigkeit gedreht, wobei ihre Winkelstellung ausgewertet wird. Wenn die Vorrichtung eine vorbestimmte Winkelstellung erreicht, wird ein Bremssignal zur Auslösung

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einer Hysteresebremsung erzeugt, wodurch die Drehgeschwindigkeit schnell auf den Wert Null verringert wird, und zwar derart, daß dieser Wert Null in einer vorgegebenen Winkelstellung erreicht wird.

Die Erfindung wird im folgenden anhand eines in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiels beschrieben. Bs zeigen:

Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Einrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens und

Fig. 2a bis 2c Signalformen, die in der Einrichtung gemäß Fig. 1 erzeugt werden.

In Fig. 1 ist eine Einrichtung zur Stillsetzung einer rotierenden Vorrichtung dargestellt. Diese Einrichtung enthält einen Zeitgeber 10, einen Vergleicher 11, einen Sremssignalgenerator 12, eine Steuervorrichtung 101, eine Motorantriebsschaltung 102, einen Elektromotor 103 und eine Drehvorrichtung 104. Die Steuervorrichtung 101 ist mit der Motorantriebsschaltung 102 verbunden und liefert ein Signal, durch das die Antriebsschaltung 102 dem Elektromotor 103 die erforderliche Antriebsleistung zuführt. Wenn der Elektromotor 103 beispielsweise ein Gleichstrommotor ist, so kann die Steuervorrichtung

101 ein geregeltes Gleichstromsignal an die Antriebsschaltung

102 liefern. Wenn der Elektromotor 103 ein Synchronmotor ist, so liefert die Steuervorrichtung 101 ein Wechselsignal konstanter Frequenz an die Antriebsschaltung 102 über die elektrischen Leitungen 101a und 101b. Die Antriebsschaltung 102 ist direkt mit dem Elektromotor 103 verbunden und liefert die zu dessen Antrieb erforderliche Energie. Die Antriebsschaltung 102 kann also beispielsweise einen Gleichstrom für den Elektromotor 103 liefern. Wenn dieser jedoch ein Synchronmotor ist, so kann sie aus einem üblichen Gegentaktverstärker bestehen, der dem Elektromotor 103 ein Drehfeld liefert. Bekanntlich dreht sich der Elektromotor 103 dann mit einer synchronen Geschwindigkeit entsprechend dem Drehfeld, welches in seinem Stator induziert wird.

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Die Drehvorrichtung 104 ist mechanisch mit dem Rotor des Elektromotors 103 verbunden und dreht sich mit ihm. Sie kann mit derselben Geschwindigkeit wie der Elektronctor 103 laufen, falls erwünscht, kann jedoch auch ein Untersetzungsgetriebe zur mechanischen Kopplung der Drehvorrichtung 104 mit dem Elektromotor 103 vorgesehen sein. Ein Fühler 105 ist relativ zur Drehvorrichtung 104 fest angeordnet und zeigt die Winkelstellung der Drehvorrichtung 104 an. Die Drehvorrichtung 104 kann eine Markierung an ihrem Umfang tragen, wobei der Fühler 105 dann die jeweilige Stellung der Markierung auswertet. Wenn die Markierung aus einem elektrisch leitfähigen Streifen besteht, kann der Fühler 105 ein elektrischer Kontakt sein, der jeweils bei Vorbeilaufen des leitfähigen Streifens einen elektrischen Stromkreis schließt, in dem dann ein elektrisches Signal erzeugt wird. Die Markierung kann auch aus einem Streifen eines reflektierenden Materials bestehen, das eine Modulation von Strahlungsenergie bewirkt, wobei dann der Fühler 105 eine Fotozelle ist, die auf reflektiertes Licht oder modulierte Strahlungsenergie anspricht.

Der Fühler 105 ist mit den Zeitgeber 10 über eine ODER-Schaltung 106 verbunden. Der Zeitgeber 10 liefert nach seiner Ansteuerung Signale mit diskreten Zeitintervallen. Er kann entsprechend ein Binärzähler sein, dem Impulse konstanter Frequenz zugeführt werden, so daß er bei Erreichen eines vorbestimmten Zählschrittes ein Ausgangesignal erzeugt. Der Zeitgeber 10 kann auch eine Zeitverzögerungsschaltung sein, die eine vorbestimmte Zeitkonstante hat. Der in Fig. 1 gezeigte Zeitgeber 10 enthält einen ersten und einen zweiten monostabilen Multivibrator 107 und 108. Jeder dieser Multivibratoren kann einen stabilen und einen quasistabilen Ausgangszustand annehmen, wie dies für solche Schaltungen bekannt ist. Ein Eingang des monostabilen Multivibrators 107 ist zusammen mit einem Eingang des monostabilen Multivibrators 108 mit der ODER-Schaltung 106 verbunden. Der monostabile Multivibrator

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spricht auf ein seinem Eingang zugeführtes Steuersignal an, wodurch er seinen quasistabilen Ausgangszustand für eine vorbestimmte Zeit abhängig von seiner Zeitkonstante annimmt. Entsprechend kann der monostabile Multivibrator 107 ein Schmitt-Trigger, eine monostabile Schaltung mit Unijunctiontransistor, eine monostabile Schaltung mit Tunneldiode oder eine ähnliche Schaltung sein. Der monostabile Multivibrator 108 ist ähnlich dem Multivibrator 107 aufgebaut und wird daher nicht weiter beschrieben. Es sei jedoch bemerkt, daß die Zeitkonstante des monostabilen Multivibrators 108 von der Zeitkonstante des Multivibrators 107 verschieden sein kann. Wie noch beschrieben wird, ist die Zeitkonstante des Multivibrators 108 gegenüber derjenigen des Multivibrators 107 um einen Betrag größer, der mindestens gleich der zur Verringerung der Geschwindigkeit der Drehvorrichtung 104 auf Null erforderlichen Zeit ist.

Ein Ausgang des monostabilen Multivibrators 107 ist mit dem Bremssignalgenerator 12 und mit dem Vergleicher 11 verbunden. Es sei bemerkt, daß das am Ausgang des Multivibrators 107 auftretende Signal einen ersten Gleichpegel annimmt, wenn der Multivibrator seinen stabilen Ausgangszustand hat, während es einen zweiten Gleichzustand annimmt, wenn der Multivibrator seinen quasistabilen Ausgangszustand hat. Am Ausgang des monostabilen Multivibrators 107 kann alternativ auch ein komplementäres Gleichsignal entsprechend dem Ausgangszustand auftreten. Der Vergleicher 11 1st mit der elektrischen Leitung 113 verbunden, über die ein die Stillsetzung der Drehvorrichtung 104 forderndes Signal dem Vergleicher zugeführt werden kann. Der Vergleicher 11 enthält eine Koinzidenzschaltung 114, beispielsweise ein übliches UND-Glied, mit der die Koinzidenz eines Signale auf der Leitung 113 mit einem Signal am Ausgang des monostabilen Multivibrators 107 ausgewertet wird. Es sei bemerkt, daß die Koinzidenzschaltung 114 mehrere Eingänge und einen einzigen Ausgang hat, so daß an diesem Ausgang ein Signal

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erzeugt wird, wenn die Eingangssignale aller Eingänge gleichzeitig anliegen. Der Ausgang der Koinzidenzschaltung 114 1st mit den zusammengeführten Eingängen der monostabilen Multivibratoren 107 und 108 über eine ODER-Schaltung 106 verbunden. Wie noch beschrieben wird, bestimmt der Vergleicher 11 die relative Zeit des Auftretens eines die Stillsetzung der Drehvorrichtung 104 erfordernden Zustandes.

Der Bremssignalgenerator 12 1st mit der Leitung 101a verbunden und liefert auf diese ein Bremssignal. Pieses bewirkt einen Wechsel des durch die Steuervorrichtung 101 gelieferten Signals, wodurch in noch zu beschreibender Weise eine Hysteresebremsung des Elektromotors 103 erfolgt. Falls erwünscht, kann der Bremssignalgenerator 12 auch mit der Leitung 101b verbunden werden. Das der Leitung 101a zugeführte Signal soll vorzugsweise entsprechend einem voreingestellten Zeitintervall andauern. Der Bremssignalgenerator 12 enthält dazu eine Schaltvorrichtung, die auf Signale des Zeitgebers 10 anspricht. Fig. 1 zeigt eine AusfUhrungsform einer solchen Schaltvorrichtung, bei der der Bremssignalgenerator 12 eine Koinzidenzschaltung 110 enthält, die als UND-Glied ausgebildet sein kann und ähnlich der Koinzidenzschaltung 114 ist« Die Koinzidenzschaltung 110 arbeitet bei Auftreten eines die Stillsetzung der Drehvorrichtung 104 erfordernden Zustandes und ist an einem Eingang mit einem Inverter 115 verbunden. Wie noch beschrieben wird, liefert der Inverter 115 eine Kennzeichnung dieses Zustandes. Ein weiterer Eingang der Koinzidenzschaltung 110 ist mit einem Ausgang des monostabilen Multivibrators 108 über eine Koinzidenzschaltung 109 und einen Inverter 111 verbunden. Das am Ausgang des Multivibrators 108 auftretende Signal kann einen ersten Gleichpegel annehmen, wenn der Multivibrator seinen stabilen Ausgangszustand annimmt, während es einen zweiten Gleichpegel annimmt, wenn der monostabile Multivibrator seinen quasistabilen Ausgangszustand hat. Es sei darauf hingewiesen, daß am Ausgang des

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monostabilen Multivibrators auch ein komplementäres Gleichsignal erzeugt werden kann. Die Koinzidenzschaltung 109 stellt den stabilen Ausgangszustand des monostabilen Multivibrators 108 fest und liefert ein entsprechendes Signal an den Eingang der Koinzidenzschaltung 110 nur dann, wenn ein die Stillsetzung der Drehvorrichtung 104 erfordernder Zustand aufgetreten ist. Wie dem Fachmann aus der folgenden Beschreibung noch klar wird, kann die Koinzidenzschaltung 109 auch gegebenenfalls entfallen.

Mit einer Anordnung der in Fig. 1 gezeigten Art kann eine Drehvorrichtung in einer vorgegebenen Winkelstellung stillgesetzt werden. Eine Anwendungsmöglichkeit der Erfindung betrifft die Regulierung einer rotierenden Trommel in einem Faksimilesendeempfänger. Die Betriebsweise solcher Einrichtungen wird durch eine Vielzahl von Überwachungssignalen gesteuert. Das Ende eines dieser Überwachungssignale kann beispielsweise den die Stillsetzung der rotierenden Trommel erfordernden Zustand kennzeichnen. Entsprechend ist in Fig. 1 eine weitere Anordnung gezeigt, die diesen Anwendungsfall der Erfindung ermöglicht. Hierzu gehören Koinzidenzschaltungen 112, 116 und 117. Jede dieser Schaltungen kann ein UND-Glied sein. Die Koinzidenzschaltung 112 ist mit den genannten Überwachunssignalen verbunden, die die Betriebsweise eines Faksimilesendeempfängers steuern. Der einfachheithalber sind diese Signale mit A und B bezeichnet, selbstverständlich können auch noch weitere Überwachungssignale auftreten. Die normale Betriebsweise des Faksimilesendeempfängers kann beispielsweise durch ein Signal auf der Leitung 113 angezeigt werden, das die Koinzidenz der Signale A und B kennzeichnet. Das Ende des Signals A oder des Signals B resultiert in einem entsprechenden Ende des Signals auf der Leitung 113 und einer Ansteuerung des Inverters 115. Die Koinzidenzschaltung 116, die ein normales UND-Glied sein kann, ist mit dem Inverter 118 verbunden und spricht auf das Ende des Signals A an. In

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ähnlicher Weise ist die Koinzidenzschaltung 117 mit dem Inverter 119 verbunden und spricht auf das Ende des Signals B an. Ein weiterer Eingang der Koinzidenzschaltung 116 ist zusammen mit einem weiteren Eingang der Koinzidenzschaltung 117 mit dem Ausgang der Koinzidenzschaltung 109 verbunden. Jeder Inverter 111, 118 und 119 kann eine Invertierungsschaltung üblicher Art enthalten, die eine logische Negation durchführt. Ein Ausgang Jeder Koinzidenzschaltung 116 und ist mit der Steuervorrichtung 101 derart verbunden, daß diese bei einem entsprechenden Ausgangssignal ausgeschaltet wird. Die in Fig. 1 gezeigte zusätzliche Anordnung bewirkt also die Beibehaltung einer gewünschten Winkelstellung der Drehvorrichtung 104, bis die Überwachungssignal A und B einen ordnungsgemäßen Betriebszustand anzeigen.

Die in Fig. 1 gezeigte Einrichtung ist nicht auf die dargestellten Teilschaltungen beschränkt. Beispielsweise können als Koinzidenzschaltungen auch NAND-Glieder verwendet werden. Ferner können entweder Festkörperschaltkreise oder Relaisschaltungen verwendet werden.

Die Betriebsweise der in Fig. 1 gezeigten Einrichtung wird im folgenden anhand der in Fig. 2a bis c gezeigten Signalverläufe beschrieben, wobei die mit Strichen gekennzeichneten Bezugszeichen Jeweils den mit der entsprechenden Schaltung in Fig. 1 gelieferten Signalverlauf angeben. Zunächst sei angenommen, daß der Elektromotor 103 die Drehvorrichtung 104 mit konstanter Winkelgeschwindigkeit dreht. Entsprechend werden Signale A und B, die Gleichpegel eines ersten oder zweiten Wertes sind, der Koinzidenzschaltung 112 zugeführt. Wenn der Elektromotor 103 ein Synchronmotor ist, so liefert die Steuervorrichtung 101 über die Leitungen 101a und 101b an die Antriebsschaltung 102 Steuersignale, beispielsweise ein erstes und ein zweites Schwingungssignal. Diese beiden Signale können eine Phasenverschiebung von 180

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gegeneinander haben. Die Antriebsschaltung 102 kann dann einen Gegentaktverstärker der üblichen Art enthalten, der ein zweiphasiges Signal an die Statorwicklungen des Elektromotors 103 liefert, welche also die Last der Antriebsschaltung 102 darstellen. Entsprechend wird ein Drehfeld im Steter des Elektromotors 103 induziert, so daß dessen Rotor synchron damit gedreht wird. Die Drehvorrichtung 104 wird deshalb mit konstanter Winkelgeschwindigkeit durch den Elektromotor 103 gedreht. Während dieser Drehung wertet der Fühler 105 die an der Drehvorrichtung 104 vorhandene Markierung aus. Entsprechend wird ein Bezugsimpuls 105* erzeugt, wenn die Markierung an dieser Bezugsstellung vorbeibewegt wird. Die Periode T_r der Bezugsimpulse ist umgekehrt proportional der Winkelgeschwindigkeit der Drehvorrichtung 104, und der Zeitpunkt des Auftretens eines jeden Bezugsimpulses kennzeichnet eine vorgegebene Winkelstellung. Jeder Bezugsimpuls wird den miteinander verbundenen Eingängen der monostabilen Multivibratoren 104 und 108 über die ODER-Schaltung 106 zugeführt, wodurch jeder Multivibrator angesteuert wird und seinen quasistabilen Ausgangszustand annimmt. Zu einem ersten vorbestimmten Zeitpunkt nach der Ansteuerung des monostabilen Multivibrators 107 nimmt dieser seinen stabilen Ausgangszustand an, wie dies für solche Schaltungen bekannt ist. Zu einem zweiten vorbestimmten Zeitpunkt nach der Ansteuerung des Multivibrators 108 nimmt auch dieser seinen stabilen Ausgangszustand an. Es sei bemerkt, daß das erste genannte Zeitintervall gleich der zur Drehung der Drehvorrichtung 104 von der vorgegebenen Winkelstellung in eine vorbestimmte Winkelstellung erforderlichen Zeit sein kann. Deshalb nimmt der monostabile Multivibrator 107 seinen stabilen Ausgangszustand dann an, wenn die Drehvorrichtung 104 die vorbestimmte Winkelstellung angenommen hat. Der Übergang des monostabilen Multivibrators 107 in einen stabilen Ausgangszustand kennzeichnet also die Winkelstellung der Drehvorrichtung 104.

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Das zweite Zeitintervall für den monostabilen Multivibrator 108 ist um eine Zeit länger als das Zeitintervall für den monostabilen Multivibrator 107, die zumindest gleich der zur Verringerung der Geschwindigkeit der Drehvorrichtung auf Null erforderlichen Zeit ist. Wenn der monostabile Multivibrator 107 eine Verzögerungszeit T₁ hat, so hat der monostabile Multivibrator 108 eine Verzögerungszeit T«, die um einen Betrag T^ langer ist als die Zeit T₁.

Zu einem Zeitpunkt T₁ nach der Erzeugung des Bezugsimpulses 105* durch den Fühler 105 hat die Drehvorrichtung 104 eine Winkelstellung, die gegenüber der ersten Winkelstellung um 360T₁ZT₁,⁰ verschieden ist. Der monostabile Multivibrator liefert ein Signal 107' an seinem Ausgang. Das Signal A und das Signal B liegen an der Koinzidenzschaltung 112, so daß diese an ihrem Ausgang ein Signal 112* erzeugt. Das Signal 107' wird der Koinzidenzschaltung 114 zusammen mit diesem Signal 112* zugeführt. Die Koinzidenzschaltung 114 erzeugt also ein Signal 114', das den miteinander verbundenen Eingängen der MuIt!vibratoren 107 und 108 zugeführt wird. Das Signal 114* steuert den Multivibrator 107 derart an, daß dieser seinen quasistabilen Ausgangszustand annimmt. Ferner bewirkt es den quasistabilen Ausgangszustand des Multivibrators 108. Der Übergang des Multivibrators 107 in den quasistabilen Ausgangszustand hat das Ende des Signals 107* und damit die Sperrung der Koinzidenzschaltung 114 zur Folge, wodurch auch das Signal 114* beendet ist.

Wenn nun ein Zustand eintritt, der die Stillsetzung der Drehvorrichtung 104 erfordert, beispielsweise in Form der Beendung des Signals B, so laufen folgende Vorgänge ab: Die monostabilen MuIt!vibratoren 107 und 108 bleiben in ihrem quasistabilen Ausgangszustand, die Drehvorrichtung 104 dreht sich weiter und der Fühler 105 erzeugt einen Bezugsimpuls 105' bei Feststellung einer vorgegebenen Winkelstellung der Dreh-

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vorrichtung 104. Wie bereits beschrieben., wird der Bezugsimpuls 1O5¹ den beiden Eingängen der Multivibratoren 107 und 108 zugeführt, so daß diese ihren jeweiligen quasistabilen Ausgangszustand beibehalten. Zum Zeitpunkt T^ nach der Erzeugung des Bezugsimpulses 105' nimmt der monostabile Multivibrator 107 seinen stabilen Ausgangszustand an, wie er durch das Signal 107¹ gekennzeichnet ist. Es ist jedoch zu beobachten, daß das Signal 112* der Koinzidenzschaltung 112 entsprechend dem Ende des Signals B beendet wurde. Entsprechend ist die Koinzidenzschaltung 114 gesperrt und liefert nicht das Signal 114*. Außerdem bewirkt das Ende des Signals 112* eine Ansteuerung des Inverters 115 , so daß dieser ein Eingangssignal an die beiden Koinzidenzschaltungen 109 und 110 legt. Die Koinzidenzschaltung 109 spricht auf den stabilen Ausgangszustand des monostabilen Multivibrators 108 an und erhält daher zu diesem Zeitpunkt kein zweites Eingangssignal. Die Koinzidenzschaltung 109 ist daher gesperrt, das Signal 109' wird durch den Inverter 111 invertiert und dann der Koinzidenzschaltung 110 zugeführt. Diese erhält nun an jedem Eingang ein Signal, so daß sie das Signal 110¹ liefert. Zu einem Zeitpunkt Tg nach der Ansteuerung nimmt der monostabile Multivibrator 108 seinen stabilen Ausgangszustand an, so daß die Koinzidenzschaltung 109 angesteuert wird und das Signal 109^f liefert. Der Inverter 111 spricht auf die Ansteuerung der Koinzidenzschaltung 109 an und sperrt die Koinzidenzschaltung 110. Daher wird das Signal 110» auf der Leitung 101a beendet. Das Signal 110' ist ein Impuls mit der Dauer T^.

Das Signal 110· unterbricht das erste Schwingungssignal, das der Antriebsschaltung 102 über die Leitung 101a zugeführt wird. Die Antriebsschaltung 102 liefert dann ein Einphasensignal an den Stator des Elektromotors 103, wodurch die Drehung des Drehfeldes beendet wird. Der Rotor des Elektromotors 103 besteht aus einem magnetischen Material, beispielsweise aus einer Aluminiumwelle mit Kobaltablagerungen. Wenn

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der Rotor durch das nun stationäre magnetische Feld gedreht wird, werden die magnetischen Domänen im Rotor umgedreht und im Rotor Wirbelströme erzeugt. Diese stellen eine Quelle für Bremsenergie dar, wodurch die Massenträgheitsenergie des Rotors auf Null verringert wird. Diese Erscheinung ist auch unter der Bezeichnung Hysteresebremsung bekannt. Die zur Beendung der Drehung des Elektromotors durch Hysteresebremsung erforderliche Zeit ist von der Stärke des Statorfeldes, der Winkelgeschwindigkeit des Motors und dessen Massenträgheit abhängig und hat daher einen festen Wert. Wenn ein die Stillsetzung der Drehvorrichtung 104 erfordernder Zustand nach der Drehung der Drehvorrichtung durch die vorbestimmte Winkelstellung eintritt, bewirkt die Hysteresebremsung, die dann auf die Drehvorrichtung einwirkt, eine Stillsetzung in einer Winkelstellung, die von der gewünschten Winkelstellung abweicht. Wenn die Hysteresebremsung nur dann eingeleitet wird, wenn der Elektromotor V3 (oder die mit ihm mechanische gekoppelte Drehvorrichtung 104) eine vorbestimmte Winkelstellung hat, so wird der Elektromotor 103 und damit die Drehvorrichtung 104 so gebremst, daß die Stillsetzung in einer gewünschten Winkelstellung erfolgt. Die in Fig. 1 gezeigte Einrichtung bewirkt eine Hysteresebremsung, wenn die Drehvorrichtung 104 eine vorbestimmte Winkelstellung hat, d.h. wenn der Multivibrator 107 seinen stabilen Ausgangszustand annimmt.

Wenn der monostabile Multivibrator 108 seinen stabilen Ausgangszustand annimmt, so wird das Signal 109' erzeugt und das Signal 110¹ beendet. Das Signal 109' wird als Eingangssignal den Koinzidenzschaltungen 116 und 117 zugeführt. Wenn das Signal B beendet ist, wodurch der beschriebene Zustand für die Stillsetzung der Drehvorrichtung 104 gekennzeichnet wird, liefert der Inverter 119 ein weiteres Eingangssignal an die Koinzidenzschaltung 117. Diese wird geöffnet und liefert ein Signal 117¹ an die Steuervorrichtung 101. Dieses Signal 117' sperrt die Steuervorrichtung 101, so daß das

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Schwingungssignal auf den Leitungen 101a und 101b beendet wird. Die Steuervorrichtung 101 kann also eine Schaltung enthalten, die durch das Signal 117¹ gesperrt wird. Die Drehvorrichtung 104 wird gegen eine weitere Drehung gesperrt, bis die zur Drehung erforderlichen Betriebsbedingungen wiederhergestellt sind.

Es sei nun angenommen, daß die in Fig. 2b gezeigten Betriebszustände eintreten. Der Fühler 105 erzeugt einen Bezugsimpuls 105* bei Feststellung einer vorgegebenen Winkelstellung der Drehvorrichtung 104. Der Bezugsimpuls wird den miteinander verbundenen Eingängen der Multivibratoren 107 und 108 über die ODER-Schaltung 106 zugeführt. Dadurch wird jeder Multivibrator seinen quasistabilen Ausgangszustand annehmen. Venn ein die Stillsetzung der Drehvorrichtung 104 erfordernder Zustand eintritt, der beispielsweise durch das Ende des Signals A gekennzeichnet ist, so wird das Signal 112' der Koinzidenzschaltung 112 beendet. Der Inverter 111 spricht auf die Sperrung der Koinzidenzschaltung 109 an und liefert ein Signal an die Koinzidenzschaltung 110, welches dem quasistabilen Ausgangszustand des Multivibrators 108 entspricht. Zum Zeitpunkt T,. nach der Erzeugung des Bezugsimpulses 105' nimmt der Multivibrator 107 seinen stabilen Ausgangszustand an. Das Ende des Signals 112' sperrt jedoch die Koinzidenzschaltung 114 gegen eine Durchschaltung des Signals 107'. Die miteinander verbundenen Eingänge der Multivibratoren 107 und 108 erhalten kein Steuersignal durch die Koinzidenzschaltung 114. Daher wird die Koinzidenzschaltung 110 mit einem Signal 107¹, der Umkehrung des Signals 109* und einem Steuersignal des Inverters 115 angesteuert. Das Signal 110¹ wird deshalb der Leitung 101a zugeführt, wodurch die Hysteresebremsung des Elektromotors erfolgt. Zum Zeitpunkt T₂ nach der Ansteuerung nimmt der Multivibrator 106 seinen stabilen Ausgangszustand an, wodurch die Koinzidenzschaltung 109 angesteuert wird. Das Signal 109* wird durch den Inverter 111 invertiert, wodurch das Signal 110^f

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endet. Das Signal 109*> das durch die Ansteuerung der Koinzidenzschaltung 109 erzeugt wurde, steuert die Koinzidenzschaltungen 116 und 117» so daß diese auf das Signal A bzw. B ansprechen. Da der die Stillsetzung der Drehvorrichtung 104 erfordernde Zustand durch das Ende des Signals A gekennzeichnet ist, steuert der Inverter 118 die Koinzidenzschaltung 116 zur Erzeugung eines Signals 116· an. Dieses wird der Steuervorrichtung 101 zugeführt und sperrt wie das bereits beschriebene Signal 117* die Steuervorrichtung 101, so daß diese die Schwingungssignale an den Leitungen 101a oder 101b sperrt. Die Koinzidenzschaltungen 116 und 117 sprechen auf das Ende der Signale A und B an, der monostabile Multivibrator 108 nimmt seinen stabilen Ausgangszustand nur bei Ende der Signale A oder B an, daher kann der Ausgang des monostabilen Multivibrators 108 direkt mit den Koinzidenzschaltungen 116 und 117 verbunden sein.

Der monostabile Multivibrator 107 und die Koinzidenzschaltung 114 haben eine derartige gemeinsame Wirkung, daß die relative Winkelstellung der Drehvorrichtung 104 zum ^-eitpunkt des Auftretens eines dieStillsetzung erfordernden Zustandes festgestellt wird. Das Signal 114* zeigt die vorbestimmte Winkelstellung der Drehvorrichtung 104 an, wenn das Signal A und das Signal B noch nicht beendet sind. Die Hysteresebremsung des Elektromotors 103 wird daher gesperrt, und der Zeitgeber 10 wird in seinen Anfangszustand zurückgestellt. Es sei ferner darauf hingewiesen, daß bei Ende des Signals A oder des Signals B die Hysteresebremsung des Elektromotors 103 nicht eingeleitet wird, bevor die Drehvorrichtung 104 die vorbestimmte Winkelstellung erreicht hat. Daher hat die wahlweise Beendung des Signals A oder des Signals B in der dargestellten Einrichtung die Stillsetzung der Drehvorrichtung 104 in einer gewünschten Winkelstellung zur Folge.

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Eine weitere vorteilhafte Eigenschaft der Erfindung besteht darin, daß eine genaue Unterscheidung zwischen vorübergehenden Unterbrechungen des Signals A oder des Signals B und dem tatsächlichen Ende des jeweiligen Signals möglich ist. Fig. 2c zeigt eine Unregelmäßigkeit des Signals A. Entsprechend enthält das Signal 112» der Koinzidenzschaltung 112 eine Unregelmäßigkeit. Diese steuert den Inverter 115, so daß dieser die Koinzidenzschaltung 109 öffnet, welche auf den stabilen Ausgangszustand des Multivibrators 108 ansprechen kann. Das Signal 109', welches nun den quasistabilen Ausgangszustand des monostabilen Multivibrators 108 kennzeichnet, wird durch den Inverter 111 invertiert und der Koinzidenzschaltung 110 zugeführt. Der quasistabile Ausgangszustand des monostabilen Multivibrators 107 sperrt jedoch die Koinzidenzschaltung 110, so daß diese auf das ihr zugeführte invertierte Signal nicht ansprechen kann. Die Koinzidenzschaltung liefert daher kein Bremssignal auf der Leitung OIa. Wenn der monostabile Multivibrator 107 jedoch seinen stabilen Ausgangszustand zum Zeitpunkt T₁ nach der Erzeugung des Bezugsimpulssignals 105* annimmt, so sind die Signale A und 112* wieder vorhanden. Daher spricht die Koinzidenzschaltung 114 auf die Signale 107' und 112« an, die ihr gleichzeitig zugeführt werden. Sie erzeugt das Signal 114*. Dieses steuert den monostabilen Multivibrator 107 an, so daß dieser seinen quasistabilen Ausgangszustand annimmt und das Signal 107* beendet. Der monostabile Multivibrator 108 wird durch das Signal 114' angesteuert, so daß er seinen quasistabilen Ausgangszustand beibehält. Der Zeitgeber 10 wird auf diese Weise in seinen Anfangszustand zurückgestellt.

Die Drehvorrichtung 104 wird weitergedreht, und der Fühler 105 erzeugt bei einer vorgegebenen Winkelstellung einen Bezugsimpuls 105'. Dieser wird dem gemeinsamen Eingang der monostabilen MuIt!vibratoren 107 und 108 über die ODER* Schaltung 106 zugeführt, so daß die MuIt!vibratoren in ihren

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quasistabilen Ausgangszustanden bleiben. Wenn nun das Signal B beendet wird und die Stillsetzung der Drehvorrichtung 104 kennzeichnet, wird die Koinzidenzschaltung 112 gesperrt und das Signal 112* entsprechend beendet. Der Inverter 115 spricht darauf an und ermöglicht eine Durchschaltung der Koinzidenzschaltung 109 zur Auswertung des stabilen Ausgangszustandes des monostabilen Multivibrators 108. Es sei darauf hingewiesen, daß das Ende des Signals 112* die Koinzidenzschaltung 114 sperrt, so daß diese auf das Signal 107* des monostabilen Multivibrators 107 bei dessen stabilem Ausgangszustand zum Zeitpunkt T₁ nach dem Bezugsimpuls 105* nicht ansprechen kann. Wenn die Drehvorrichtung 104 die vorbestimmte Winkelstellung erreicht, erhält die Koinzidenzschaltung 110 das Signal 107% die Invertierung des gesperrten Signals 109* und ein Steuersignal des Inverters 115. Das Signal 110¹ wird dadurch erzeugt und der Leitung 101a zugeführt, wodurch die Hysteresebremsung des Elektromotors 103 beginnt. Zum Zeitpunkt T₂ nach der Erzeugung des Bezugsimpulses 105* nimmt der monostabile Multivibrator 108 seinen stabilen Ausgangszustand an, wodurch die Koinzidenzschaltung 109 angesteuert wird. Die Koinzidenzschaltung 110 spricht auf den Beginn des Signals 109* an und wird entsprechend gesperrt, so daß das Signal 110* beendet wird. Der Beginn des Signals 109* Offnet die Koinzidenzschaltungen 116 und 117, so daß sie auf das jeweilige Ende der Signale A oder B ansprechen.

Die nach der Erfindung arbeitende Einrichtung ermöglicht die Auswertung der Drehung der Drehvorrichtung 104 zur Erzeugung eines Bremssignals vorbestimmter eingestellter Dauer, wenn die Drehvorrichtung eine vorbestimmte Winkelstellung erreicht hat. Dadurch wird eine Hysteresebremsung der Drehvorrichtung bis zu einem Stillsetzpunkt erzeugt, das Bremssignal wird jedoch gesperrt, wenn die Drehvorrichtung die vorbestimmte Winkelstellung vor dem Auftreten eines die Bremsung erfordernden Zustandes erreicht. Es ist zu erkenen, daß die Er-

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findung auch mit einer Einrichtung durchführbar ist, die komplementäre logische Schaltungen aus NAND- und NOR-Netzwerken enthält. Der monostabile Multivibrator 107 kann auch fehlen, wenn ein zusätzlicher Fühler vorgesehen ist, der die vorbestimmte Winkelstellung der Drehvorrichtung 104 auswertet. Es sei ferner darauf hingewiesen, daß die Dauer T^ des Signals 110^f zumindest gleich der zur Beendung der Drehung der Drehvorrichtung 104 erforderlichen Zeit sein muß, da die Drehvorrichtung 104 aus der vorbestimmten Winkelstellung in eine gewünschte Winkelstellung gedreht wird. Die Dauer T^ hängt also von der Stärke des Statorfeldes des elektrischen Motors 103 und der Massenträgheit des Motors sowie seiner Belastung ab. Die monostabilen Multivibratoren können auch mit Elementen beschaltet sein, die ihre Zeitkonstante ändern. Wenn der Elektromotor 103 mit einer erhöhten Winkelgeschwindigkeit gedreht wird, kann dann die Zeitkonstante des monostabilen Multivibrators 107 verringert werden, so daß das Signal 107* trotzdem der Winkelstellung der Drehvorrichtung 104 entspricht. In ähnlicher Weise kann die Zeitkonstante des monostabilen Multivibrators 108, die die zeitliche Dauer T^ des Signals 110* bestimmt, zur Anpassung an die zur Verringerung der Geschwindigkeit der Drehvorrichtung 104 auf Müll erforderliche Zeit verändert werden.

Die Erfindung wurde vorstehend anhand eines Ausführungsbeispiels für einen besonderen Anwendungszweck beschrieben, in gleicher Weise sind auch andere Anwendungsfälle denkbar, ohne vom Grundgedanken der Erfindung abzuweichen.

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Claims

Patentansprüche

( 1J Verfahren zur Stillsetzung einer rotierenden Vorrichtung in einer vorgegebenen Winkelstellung, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung mit einer vorgegebenen Winkelgeschwindigkeit gedreht und ihre Winkelstellung bestimmt wird, daß ein zur Verringerung der Winkelgeschwindigkeit auf den Wert Null ausreichendes Zeitintervall zur Drehung der Vorrichtung aus dieser Winkelstellung in die vorgegebene Winkelstellung bestimmt wird und daß ein dem Zeitintervall entsprechendes Bremssignal erzeugt wird, das eine Hysteresebremsung und damit ein die Stillsetzung der Vorrichtung in der vorgegebenen Winkelstellung bewirkendes Bremsmoment erzeugt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bestimmung der Winkelstellung durch Vorbeilauf der Vorrichtung an einem Bezugspunkt und durch selektive Erzeugung eines ersten oder zweiten Signals zu einem vorbestimmten Zeitpunkt nach Auftreten eines die Stillsetzung erfordernden Zustandes erzeugt wird, wobei das erste Signal nach Auftreten des genannten Zustandes und das zweite Signal bei Fehlen dieses Zustandes erzeugt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Erzeugung des genannten Zeitintervalls durch ein drittes Signal erfolgt, das die Bewegung der Vorrichtung durch den Bezugspunkt kennzeichnet und innerhalb eines vorbestimmten Zeitraumes nach der Erzeugung des ersten Signals beendet wird, jedoch bei Auftreten des zweiten Signals weitergeführt wird.

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4. Verfahren nach Anspruch 3_t dadurch gekennzeichnet, daß die Erzeugung des Bremssignals durch Kombination des ersten und dritten Signals erfolgt, so daß die Dauer des Bremssignals mit dem vorbestimmten Zeitintervall übereinstimmt und seine Erzeugung zu dem vorbestimmten Zeitpunkt nach der Bewegung der Vorrichtung an dem Bezugspunkt vorbei einsetzt.
5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Zeitpunkt des Auftretens eines die Stillsetzung erfordernden Zustandes mit der Winkelstellung der Vorrichtung verglichen und selektiv ein Bremssignal vorbestimmter Dauer während des genannten Zeitintervalls erzeugt wird, wenn der genannte Zustand vor der Bewegung der Vorrichtung durch die vorbestimmte Winkelstellung auftritt.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß ein erstes Gleichsignal zu einem vorbestimmten Zeitpunkt nach der Bewegung der Vorrichtung durch die vorbestimmte Winkelstellung entsprechend einer vorbestimmten weiteren Winkelstellung erzeugt wird und daß dieses Gleichsignal gesperrt wird, wenn die Vorrichtung die vorbestimmte weitere Winkelstellung vor dem Auftreten des genannten Zustandes erreicht.
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Bremssignal durch ein zweites Gleichsignal und dessen Koinzidenz mit dem ersten Gleichsignal erzeugt wird, wobei das zweite Gleichsignal nach dem vorbestimmten Zeitintervall nach der Drehung der Vorrichtung durch die vorbestimmte Winkelstellung beendet wird.

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8. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 7, gekennzeichnet durch einen die Vorrichtung (104) drehenden Elektromotor (103)» durch eine die Winkelstellung der Vorrichtung (104) kennzeichnende Markierungs- und FUhleranordnung (105) und durch eine Schaltungsanordnung zur Erzeugung eines Bremssignals bei Erreichen einer Winkelstellung, das die Stillsetzung in der darauf folgenden vorbestimmten Winkelstellung bewirkt.
9. Einrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Markierungs- und Fühleranordnung (105) einen die Drehung der Vorrichtung (104) an einem Bezugspunkt vorbei auswertenden Fühler (105) und einen damit verbundenen Zeitgeber (10) umfaßt, der Signale mit diskreten Zeitintervallen nach Ansteuerung mit Fühlersignalen erzeugt, wobei die diskreten Zeitintervalle abhängig von der Drehgeschwindigkeit der Vorrichtung (104) bemessen sind.
10. Einrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß ferner ein Vergleicher (11) zum Vergleich des Zeitpunktes eines die Stillsetzung erfordernden Zustandes mit der Winkelstellung der Vorrichtung (104), eine mit dem Vergleicher (11) verbundene Schaltung (112 bis 119) zur Sperrung der von dem Zeitgeber (10) gelieferten Signale bei Erreichen der vorbestimmten Winkelstellung vor dem Eintreten des genannten Zustandes und eine Verknüpfungsschaltung (12, 109) zur Erzeugung eines Bremssignals mit durch die Zeitintervalle vorbestimmter Dauer aus den Zeitgebersignalen und dem die Stillsetzung erfordernden Zustand vorgesehen sind.

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11. Einrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Zeitgeber (10) eine erste Zeitgeberschaltung (107) und eine zweite Zeitgeberschaltung (108) umfaßt, die durch den Fühler (105) und den Vergleicher (11) ansteuerbar sind und ein erstes bzw. zweites Signal mit einer ersten bzw. zweiten vorbestimmten zeitlichen Dauer erzeugen, wobei die zweite zeitliche Dauer gegeiiber der ersten um einen Betrag länger ist, der zumindest gleich der zur Verringerung der Geschwindigkeit der Vorrichtung (104) auf den Wert Null erforderlichen Zeit ist.
12. Einrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Verknüpfungsschaltung (12, 109) eine Koinzidenzschaltung (110) umfaßt, die mit der ersten und der zweiten Zeitgeberschaltung (107, 108) verbunden ist und ein Gleichsignal bei Koinzidenz des ersten Signals und des genannten Zustandes erzeugt, welches bei Koinzidenz des ersten und zweiten Signals endet und eine Ausschaltung des Elektromotors bzw. eine Hysteresebremsung bewirkt.
13· Einrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Zeitgeberschaltungen ein erster monostabiler Multivibrator (107) und ein zweiter monostabilder Multivibrator (108) sind, daß der erste monostabile Multivibrator (107) seinen quasistabilen Ausgangszustand für eine erste vorbestimmte Zeit nach Ansteuerung annimmt, die gleich der zur Drehung der Vorrichtung (104) von dem Bezugspunkt zu der vorbestimmten Winkelstellung erforderlichen Zeit ist, daß der zweite monostabile Multivibrator (108) seinen quasi stationären Ausgangszustand für eine zweite vorbestimmte Zeit nach Ansteuerung annimmt, die gegenüber der ersten vorbestimmten Zeit um einen Betrag länger ist, der mindestens der zur Beendung der Drehung der Vorrichtung (104) bis zu der vorgegebenen Winkelstellung erforderlichen Zeit ist, und daß die Multivibra-

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toren (107, 108) mit ihren zusammengeführten Eingängen mit Steuerschaltungen (106, 114) verbunden sind.
14. Einrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerschaltungen durch den Vergleicher (11) und ein ODER-Glied gebildet sind, welches durch den Vergleicher (11) und ein Signal angesteuert wird, das die Bewegung der Vorrichtung (104) an den Bezugspunkt vorbei kennzeichnet.
13. Einrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Vergleicher (11) eine Koinzidenzschaltung (114) umfaßt, deren einer Eingang mit dem Ausgang des ersten Multivibrators (107) und deren anderer Eingang mit der Invertierung eines den genannten Zustand kennzeichnenden Signals verbunden ist.
16» Einrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Verknüpfungsschaltung (12) eine Koinzidenzschaltung (110) umfaßt, die mit dem Ausgang des ersten und zweiten Multivibrators (107, 108) verbunden ist und durch ein den genannten Zustand kennzeichnendes Signal aufsteuerbar ist, wenn der erste Multivibrator (107) seinen stabilen Ausgangszustand und der zweite Multivibrator (108) seinen quasistabilen Ausgangszustand hat.
17. Steuersystem für einen Elektromotor mit einer Einrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß eine Steuervorrichtung (101) mit einer Motorantriebsschaltung (102) verbunden ist und daß das durch die Verknüpfungsschaltung (12, 109) erzeugte Bremssignal der Motorantriebsschaltung (102) unter Beeinflussung des Signals der Steuervorri ditung (101) zuführbar ist, wobei die Steuervorrichtung (101) die Speisung des Elektromotors (103) nach dessen Stillsetzung unterbricht.

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18. Steuersystem nach Anspruch 17» dadurch gekennzeichnet, daß die Motorantriebsschaltung (102) eine Anordnung zur Erzeugung eines Drehfeldes umfaßt, die durch das von der Verknüpfungsschaltung (12, 109) gelieferte Gleichsignal auf die Erzeugung eines stationären Feldes umschaltbar ist.

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