DE2325961A1

DE2325961A1 - Vorrichtung zum einjustieren der steuerung eines drehzahlgeregelten positionierantriebes

Info

Publication number: DE2325961A1
Application number: DE2325961A
Authority: DE
Inventors: Guenter Schwinn
Original assignee: Quick Rotan Becker and Notz KG
Current assignee: Quick Rotan Becker and Notz KG
Priority date: 1973-05-22
Filing date: 1973-05-22
Publication date: 1974-12-12
Also published as: FR2231004A1; ES425943A1; CH564197A5; BR7404148D0; IT1011846B; GB1465928A; NL7405865A; JPS5015981A; BR7404148A

Description

PATENTANWALT DIPL.4NG. GERHARD SCHWAN

BÜRO: 8000 MÜNCHEN 83 · ELFENSTRASSE 32 OO Mal 1973

Quick-Rotan Becker & Notz KG. 6100 Darmstadt, Gräfenhäuser Straße 85

Vorrichtung zum Einjustieren der Steuerung eines drehzah.lgeregelten Positionierantriebes

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Einjustieren der Steuerung eines drehzahlgeregelten Positionierantriebes, der einen Antriebsmotor aufweist, dessen Abtriebswelle mit einer Arbeitswelle in Triebverbindung steht, die ihrerseits mit einem Positionsgeber drehfest verbunden ist.

Positionierantriebe der vorstehend genannten Art sind bekannt (DT-AS 1 613 350 und DT-PS 2 O54 501). Sie weisen einen Drehzahlmesser auf, der normalerweise innerhalb des Motorgehäuses auf der Motorabtriebswelle sitzt, da es im allgemeinen erwünscht ist, die Arbeitswelle selbst möglichst weitgehend von Zusatzeinrichtungen freizuhalten« Die Abtriebswelle des Motors ist über ein Getriebe, z. B, einen Riementrieb, mit der Arbeitswelle verbunden» Von Anwendungsfall zu Anwendungsfall, insbesondere in Abhängigkeit von verschiedenen Typen anzutreibender Arbeitsmaschinen, hat das die Abtriebswelle des Motors mit der Arbeitswel-Ie verbindende Getriebe ein jeweils anderes Übersetzungsverhältnis. Da für die Drehzanlregelung und Positionierung aber nicht die Drehzahl der Motorabtriebswelle, sondern die Drehzahl der Arbeitswelle entscheidend ist, muß ein Stellglied, in der Regel

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FERNSPRECHER: 081Ί/60Ι2039 · KABEL: ELECTRICPATENT MÜNCHEN

ein Potentiometer, einjustiert werden, um die Drehzahlmessung an die jeweilige Getriebeübersetzung anzupassen. Für diese Justierung muß die Drehzahl der Arbeitswelle gemessen werden. Bisher wurde dafür ein Handtachometer benutzt, das mit seinem Reibrädchen auf die Arbeitswelle gesetzt wurde.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zu schaffen, die es erlaubt, diesen Justiervorgang zu vereinfachen und insbesondere ohne die Verwendung von Zusatzgeräten durchzuführen, die relativ aufwendig und nicht immer zur Hand sind.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der rotierende Teil des Positionsgebers mit einer eine Strichteilung tragenden Stroboskopscheibe versehen ist. Fällt auf eine solche, an sich bekannte Stroboskopscheibe Licht von der aus dem Wechselstromnetz, beispielsweise einem 5O Hz- oder 6O Hz-Netz, gespeisten Raum- oder Einzelplatzbeleuchtung, scheint die Strichteilung der Stroboskopscheibe trotz· Relation der Scheibe stillzustehen, sobald die Arbeitswelle eine bestimmte von der Strichteilung und der Netzfrequenz abhängige Drehzahl erreicht. Es ist auf diese Weise möglich, durch Nachregeln der Drehzahl über die Steuerung eine bestimmte Bezugsdrehzahl der Arbeitswelle einfach und ohne weitere Hilfsmittel einzustellen, um auf Grund dieser Einstellung dann die Steuerung einzujustieren.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung kann die Stroboskopscheibe in mehrere Abschnitte unterteilt sein, die jeweils eine unter-

schiedliche Anzahl von Markierstrichen tragen. Dies erlaubt es, mehrere vorbestimmte Drehzahlwerte einzustellen. Neben der Grundjustierung des Drehzahlreglers können auf diese Weise vorbestimmte Drehzahlen eingestellt werden, die beispielsweise für· die Betätigung von Zusatzgeräten erforderlich sind. Außerdem lassen sich unterschiedliche Strichteilungen für unterschiedliche Netzfrequenzen vorsehen₅ beispielsweise für die Netzfrequenzen 5O Hz und 6O Hz.

Die Stroboskopscheibe kann zweckmäßig aus bedruckbarem Leichtmetall oder Kunststoff bestehen. Die Markier striche können der besseren Dauerhaftigkeit wegen in die Stroboskopscheibe eingefräst sein. Zur besseren Erkennung und gegebenenfalls Unterscheidung sind die Markierstriche vorzugsweise farbig ausgeführt und ist die Stroboskopscheibe eloxiert. Eine besonders handliche und kompakte Anordnung wird erhalten, wenn die Stroboskopscheibe mit dem Positionsgeber zu einer an die Arbeitswelle ansetzbaren, mit einer gemeinsamen Abdeckung versehenen Einheit zusammengefaßt ist.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigen:

Figur 1 eine aus Positionsgeber und Stroboskopscheibe bestehende Einheit im Schnitt, und

Figur 2 eine schematische Biockdarstellung eines" mit der Einheit nach Figur 1 ausgestatteten Positionieren t. ^r .i ebes ,

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Die in Figur 1 veranschaulichte Einheit weist einen Drehkörper 1 auf, der auf das eine Ende der Arbeitswelle aufgesteckt und mittels Stellschrauben 2 gehalten wird, die in Gewindebohrungen 3 des Drehkörpers 1 eingeschraubt werden. Auf den in Figur 1 rechten, verringerten Durchmesser aufweisenden Teil des Drehkörpers 1 sind zwei Kugellager 4,5 aufgezogen, deren Außenringe in stillstehenden Gehäuseteilen 6 bzw, 7 sitzen. Das Gehäuseteil 7 trägt einen Hallgenerator 8. Auf das äußere Ende des Drehkörpers 1 sind zwei im wesentlichen halbkreisförmige Scheiben 9,1O aufgesetzt. Die Scheibe 9 trägt einen parallel zur Achse des Drehkörpers 1 magnetisierten Dauermagneten 11, während an der Scheibe 10 ein Dauermagnet 12 in gleichem Radialabstand von der Achse des Drehkörpers 1 befestigt ist. Der Dauermagnet 12 ist ebenfalls parallel zur Achse des Drehkörpers 1, doch bezüglich des Dauermagneten 11 in entgegengesetzter Richtung magnetisiert. Die Scheiben 9,10 werden mittels einer in den Drehkörper 1 eingeschraubten Halteschraube 13 über eine Druckscheibe 14 gegen einen Zwischenring 15 gedruckt, der sich seinerseits gegen den Innenring des Kugellagers 5 abstützt. Solange die Halteschraube 13 gelöst i „ lassen sich die Scheiben 9„10 unabhängig voneinander mit Bezug auf den Drehkörper 1 und damit auf die Arbeitswelle einstellen, um die Winkelstellung der Dauermagnete 11,12 zu justieren. Nach Anziehen der Halteschraube 13 sind die Scheiben 9,1O über den Drehkörper 1 mit der Arbeitswelle drehfest verbunden.

Die Ausgänge des Hallgenerators 8 sind zweckmäßig mit einer Signale einer Polarität verstärkenden und Signale der anderen PoIa-

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rität unterdrückenden elektrischen Schalteinrichtung verbunden, während die Speisespannung des Hallgenerators umpolbar ist. Je nach der jeweils gewählten Polung der Hallgeneratorspeisespannung kann auf diese Weise der Positionsgeber Positionierbefehle in einer von zwei vorbestimmten Winkelstellungen geben.

Die insoweit beschriebene Anordnung ist im wesentlichen aus der DT-AS 1 763 657 bekannt.

Auf dem Drehkörper 1 ist ferner eine Stroboskopscheibe 18 angebracht, die ebenfalls mittels der Halteschraube 13 festgelegt wird. Die Stroboskopscheibe 18 trägt an ihrem Außenumfang eine farbig markierte Strichteilung 19. Die Strichteilung 19 ist so ausgelegt, daß auf Grund des Stroboskopeffekts in Verbindung mit einer aus dem Wechselspannungsnetz gespeisten Raum- oder Einzelplatzbeleuchtung die Strichteilung der rotierenden Stroboskopscheibe stillzustehen scheint, sobald die Arbeitswelle und mit ihr der Drehkörper 1 eine vorbestimmte Drehzahl erreicht haben. An Hand dieser Drehzahl kann dann die Steuerung des Positionierantriebes justiert werden. Die von Positionsgeber und Stroboskopscheibe gebildete Einheit ist mit einer gemeinsamen Abdeckung versehen.

Figur 2 zeigt schematisch einen Positionierantrieb mit einem Kupplungsmotor 21 , der eine im Betrieb ständig ro-tierende Motorwelle 22 aufweist, die eine Schwungscheibe 23 trägt. Auf der Abtriebsweile 24 des Kupplungsmotors sitzen eine Kupplungsscheibe

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25, eine Abtriebsriemenscheibe 26 und der rotierende Teil eines Drehzahlmeßgliedes 27. Durch Betätigen einer Kupplungswicklung 29 kann die Kupplungsscheibe 25 mit der Schwungscheibe 23 in Eingriff gebracht werden. Durch Erregen einer Bremswicklung 30 läßt sich die Kupplungsscheibe 25 gegen ein Bremswiderlager 31 anpressen. Die Abtriebsriemenscheibe 26 treibt über einen Riemen 32 eine Antriebsriemenscheibe 33 der Arbeitswelle 34 an, die ihrerseits mit dem insgesamt mit 35 bezeichneten Positionsgeber in Triebverbindung steht.

Das Drehzahlmeßglied 27 ist über ein Stellglied 38 mit dem einen Eingang eines Vergleichers 39 verbunden, dessen anderer Eingang über einen Schalter 40 wahlweise an ein Solldrehzahlstellglied 41 oder Bezugsdrehzahlgeber 42,43 anschließbar ist. Der Ausgang des Vergleichers 39 ist mit dem Eingang eines die Wicklungen 29, 30 steuernden Reglers 45 verbunden. Er steht ferner mit Detektoren 46, 47 in Verbindung, von denen der eine an ein Entsperrglied 48 zwischen den Positionsgeber 35 und der Bremswicklung 3O und der andere an eine Zusatzeinheit 5O angeschlossen ist.

Die Anordnung arbeitet wie folgt:

In der veranschaulichten Stellung des Schalters 40 geht an den Vergleicher 39 ein je nach der gewünschten Drehzahl willkürlich einstellbares Signal, das mit dem vom Drehzahlmeßglied 27 gelieferten Signal verglichen wird. An Hand dieses Drehzahlvergleiches steuert der Regler 45 die Wicklungen 29 und 30 derart, daß die.

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Abtriebswelle 24 mit der am Solldrehzahlstellglied 41 eingestellten Drehzahl rotiert=

Wird das Übersetzungsverhältnis der Übersetzung 26,32,33 geändert, würde sich ohne weiteren Eingriff bei entsprechender Einstellung des Solldrehzahlstellgliedes 41 eine andere Drehzahl der Arbeitswelle 34 ergeben= Um wieder das ursprüngliche Verhältnis zwischen der Einstellung des Solldrehzahlstellgliedes 41 und der Istdrehzahl der Arbeitswelle 34 herzustellen, wird das Stellglied 38 entsprechend justiert= Diese Justierung kann auf Grund der Stroboskopscheibe 18 rasch und einfach erfolgen.

Zum Positionieren wird der Vergleicher 39 an den Bezugsdrehzahlgeber 42 angeschlossen, der einen der Annäherungsdrehzahl entsprechenden Bezugswert liefert= Gleichzeitig wird in nicht näher dargestellter Weise der Detektor 46 wirksam gemacht, der seinerseits das Entsperrglied 48 öffnet, sobald der Vergleicher 39 ermittelt hat, daß die vom Drehzahlmeßglied 27 erfaßte Istdrehzahl mit der vom Geber 42 vorgegebenen Annäherungsdretizahl übereinstimmt. Das nächste vom Positionsgeber 35 kommende Abschaltsignal schaltet dann über das Entsperrglied 48 die Bremswicklung 30 ein, wodurch die Arbeitswelle 34 in der Sollhaltestellung stillgesetzt wird. Auch die Annäherungsdrehzahl läßt sich unter Benutzung der Stroboskopscheibe 18 je nach der gewählten Übersetzung des Triebes 26,32,33 durch entsprechende Justierung des Bezugsdrehzahlgebers 42 genau einstellen.

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Bei Antrieben der vorliegend betrachteten Art taucht außerdem
häufig das Problem auf j daß Zusatzeinrichtungen bei vorbestimmten Drehzahlen wirksam gemacht werden müssen. Für diesen Zweck
ist bei der veranschaulichten Ausführungsform der zweite Bezugsdrehzahlgeber 43 vorgesehen. Sobald dieser an den Vergleicher 39 angeschlossen wird, wird der Detektor 47 wirksam gemacht. Erreicht die Istdrehzahl den mittels des Gebers 43 eingestellten Drehzahlwert, betätigt der Detektor 47 die Zusatzeinheit 5O. Der für die Betätigung der Zusatzeinheit gewünschte Drehzahlwert läßt sich
am Geber 43 unter Verwendung der Stroboskopscheibe 18 genau einstellen.

Der beschriebene Antrieb eignet sich beispielsweise für die Nähtechnik. In einem solchen Falle ist die Arbeitswelle 34 die Hauptwelle einer Nähmaschine, während die Zusatzeinheit 5O beispielsweise ein Fadenabschneider sein kann. Der Geber 43 bestimmt dann die Schneiddrehzahl , die sich von Nähsystem zu Nähsystem ändert und deren Justierung infolgedessen erhebliche praktische Bedeutung zukommt. Bei Überschreiten der Sollschneiddrehzahl kann die Schneideinrichtung leicht zerstört werden. Wird die Sollschneiddrehzahl dagegen unterschritten, schneidet die Einrichtung
schlecht.

Bei Schnellnähern ist es des weiteren wichtig, daß die Nähmaschine ihre volle Enddrehzahl erreicht. Auch dies kann an Hand der
Stroboskopscheibe 18 laufend überwacht werden.

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Claims

Ansprüche

. Vorrichtung zum Einj.ustieren der Steuerung eines drehzahlgeregelten Positionierantriebes, der einen Antriebsmotor aufweist, dessen Abtriebswelle mit einer Arbeitswelle in Triebverbindung steht, die ihrerseits mit einem Positionsgeber drehfest verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß der rotierende Teil (1, 9» 1O) des Positionsgebers (35) mit einer eine Strichteilung (19) tragenden Stroboskopscheibe (18) versehen ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Stroboskopscheibe (18) in mehrere Abschnitte unterteilt ist, die jeweils eine unterschiedliche, vorbestimmte Anzahl von Markierstrichen tragen.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Stroboskopscheibe (18) aus bedruckbarem Leichtmetall oder Kunststoff besteht.
4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Markierstriche in die Stroboskopscheibe (18) eingefräst sind.
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Markierstriche farbig ausgeführt sind und die Stroboskopscheibe (18) eloxiert ist.

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6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch ge-• kennzeichnet, daß die Stroboskopscheibe (18) mit dem Positionsgeber (35) zu einer an die Arbeitswelle (34) ansetzbaren, mit einer gemeinsamen Abdeckung (20) versehenen Einheit zusammengefaßt ist.

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