DE2416113A1 - Istwertgeber fuer drehzahlgeregelte antriebe - Google Patents

Istwertgeber fuer drehzahlgeregelte antriebe

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Description

PATENTANWALT DIPL.-ING. GERHARD SCHWAN
BÜRO: 8000 MÜNCHEN 83 · ELFENSTRASSE 32 2,
Quick-Rotan Becker & Notz KG. 61OO Darmstadt, Gräfenhäuser Straße 85
Istwertgeber für drehzahlgeregelte Antriebe
Die Erfindung betrifft einen Istwertgeber für drehzahlgeregelte Antriebe, insbesondere Positionierantriebe der Nähtechnik, mit einer synchron zur Arbeitswelle angetriebenen, eine Folge von ringsum verteilten Hell-Dunkel-Zonen aufweisenden Kodierscheibe und einem damit zusammenwirkenden Stator, der einen lichtemittierenden Sender und einen lichtempfindlichen Empfänger aufweist.
Bei einem bekannten, als Istdrehzahlgeber eines drehzahlgeregelten Kupplungsmotorantriebes bestimmten Geber dieser Art (GB-PS 1 026 535) liefert der Empfänger ein Signal, dessen augenblickliche Amplitude davon abhängt, ob im Strahlengang zwischen Sender und Empfänger gerade eine Hell- oder eine Dunkelzone der Kodierscheibe steht. Mittels dieses Wechselspannungssignals wird ein Diskriminator angesteuert, der ein Gleichspannungssignal liefert, das seinerseits eine Funktion der Frequenz des Wechselspannungssignals des Empfängers ist. Das so erhaltene Gleichspannungssignal wird mit einer den Drehzahlsollwert darstellenden Bezugsgleichspannung verglichen. In Ab-
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FERNSPRECHER: 0811/6012039 - KABEL: ELECTRICPATENT MÜNCHEN
hängigkeit von dem auf Grund dieses Vergleichs erzeugten Differenzsignal werden Kupplung bzw. Bremse des Kupplungsmotors betätigt. Die Hell-Dunkel-Steuerung des Empfängers durch die Hell-Dunkel-Zonen der Kodierscheibe erfolgt bei dieser bekannten Anordnung nur solange einwandfrei, wie die in der Bewegungsrichtung der Kodierscheibe gemessene Breite des Empfängers gleich oder kleiner als die halbe Teilung der Kodierscheibe, d. h. bei gleicher Breite der Hell- und der Dunkelzone gleich oder kleiner als die Breite einer Hellzone bzw. einer Dunkelzone, ist. Da die lichtempfindlichen Empfänger jedoch eine nicht unerhebliche Breite für die lichtempfindliche Oberfläche erfordern, um ein für die Weiterverarbeitung ausreichend starkes Signal zu erhalten, erlaubt die bekannte Anordnung nur eine verhältnismäßig grobe Strichteilung. Das bedeutet, daß entweder der Durchmesser der Kodierscheibe unerwünscht groß oder die für jede volle Umdrehung der Kodierscheibe erhaltene Anzahl von Impulsen verhältnismäßig klein wird. Ist der Empfänger breiter als die halbe Teilungsbreite, liegen ständig Teile der Empfängeroberfläche einer oder mehreren Dunkelzonen und ständig andere Teile der Empfängeroberfläche einer oder mehreren Hellzonen gegenüber. Dadurch verringert sich die Signalamplitude. Das Nutzsignal des Empfängers wird umso kleiner, je breiter der Empfänger im Vergleich zur Teilung der Kodierscheibe ist. Außerdem hat die bekannte Anordnung den Nachteil, daß das Nutzsignal vollkommen zu Null wird, wenn di,e Empfängerbreite gleich einem ganzzahligen Vielfachen der halben Teilung wird, Das bedeutet, daß bei einem Austausch der Kodierscheibe gegen
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eine Kodierscheibe mit abweichender Teilung unter Umständen auch der lichtempfindliche Empfänger gegen einen Empfänger anderer Breite ausgewechselt werden muß, um überhaupt noch ein Nutzsignal zu erhalten.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Istwertgeber zu schaffen, der ein einwandfrei auszuwertendes Nutzsignal auch noch bei kleinem Kodierscheibendurchmesser und/oder feiner Ködierscheibenteilung liefert. Es sollen verhältnismäßig breite und damit leistungsfähige lichtempfindliche Empfänger bei beliebig feiner Teilung der Kodierscheibe eingesetzt werden können. Das erhaltene Nutzsignal soll im wesentlichen unabhängig von dem Verhältnis zwischen der Teilung der Kodierscheibe und der Empfängerbreite sein.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß im Strahlengang zwischen Sender und Empfänger zusätzlich ein gehäusefestes Kodiersegment mit zwei Hell-Dunkel-Zonenbereichen sitzt, deren Teilung jeweils gleich der Teilung der HeIl-Dunkel-Zonen der Kodierscheibe ist und die um eine halbe Teilung gegeneinander versetzt sind, und daß jedem der beiden Hell-Dunkel-Zonenbereiche des Kodiersegments ein eigener lichtempfindlicher Empfänger zugeordnet ist.
Es läßt sich leicht zeigen, daß bei einer derartigen Ausbildung das Ausgangssignal der beiden Empfänger immer zwischen
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einem ausgeprägten Kleinstwert und einem ausgeprägten Höchstwert schwankt. Dabei erreicht der dem einen Hell-Dunkel-Zonenbereich zugeordnete Empfänger seinen Höchstwert immer genau dann, wenn das Ausgangssignal des dem anderen Hell-Dunkel-Zonenbereich zugeordneten Empfängers den Kleinstwert durchläuft. Dies gibt die Möglichkeit, die Ausgangssignale der beiden Empfänger über eine Differenzstufe auszuwerten. Die Auswertesicherheit wird gegenüber bekannten Anordnungen wesentlich erhöht. Das Auswertesignal läßt sich problemlos und mit besonders niedrigem Schaltungsaufwand weiterverarbeiten.
Grundsätzlich kann den Empfängern eine einzige Lichtquelle gemeinsam zugeordnet werden. Um jedoch verhältnismäßig eng gebündelte Strahlen zu erzielen und eine störende Beeinträchtigung der Empfänger durch Streulicht zu vermeiden, ist vorzugsweise jedem der beiden lichtempfindlichen Empfänger ein eigener lichtemittierender Sender, zweckmäßigerweise in Form einer Lumineszenzdiode, zugeordnet.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung sind die Dunkelzonen der Kodierscheibe und/oder des Kodiersegments breiter als die dazwischenliegenden Hellzonen. Dies stellt eine vollkommene Abdunklung der Strahlengänge auch unter Berücksichtigung gewisser Toleranzen für die Hell-Dunkel-Zonengrenzen sicher, ohne daß die Größe des Maximalwertsignals der Empfänger wesentlich beeinträchtigt wird.
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Die Breite der lichtempfindlichen Fläche der Empfänger ist in der Bewegungsrichtung der Kodierscheibe vorzugsweise mindestens gleich der Teilung der Hell-Dunkel-Zonen. Dadurch wird erreicht, daß die Ausgangssignale der Empfänger unabhängig von der Ausrichtung der Empfänger mit Bezug auf die HeIl-Dunkel-Zonenbereiche des Kodiersegments werden. Eine genaue gegenseitige Justierung wird unnötig.
Zweckmäßig ist es ferner, die lichtempfindliche Fläche der Empfänger im wesentlichen rechteckig zu gestalten und dafür zu sorgen, daß ihre Längssymmetrieachse mit dem betreffenden Radius der Kodierscheibe einen Winkel von ungefähr 45 bildet. Dies gewährleistet optimale Lichtverhältnisse.
Die Empfänger können aus zwei oder mehr parallelgeschalteten Fotozellen bestehen, die unter einer gemeinsamen Linse sitzen und die für die Auswertung zweckmäßigerweise parallelgeschaltet sind.
Vorzugsweise sind ein drittes oder weitere Lichtsender-Empfänger-Paare vorgesehen, die mit einer oder mehreren Einzelmarkierungen der Kodierscheibe zusammenwirken, die auf einem oder mehreren von dem Radius der Hell-Dunkel-Zonenfolge abweichenden Radien der Kodierscheibe angeordnet sind. Dadurch wird es möglich, den Istwertgeber nicht nur zur Drehzahlbestimmung, sondern statt dessen oder zusätzlich zur Ermittlung der Drehwinkelstellung der Arbeitswelle heranzuziehen. Zweckmäßig wird
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eine Einzelmarkierung von einer einzelnen Hellzone in einem im übrigen geschlossenen dunklen Ring gebildet.
Statt zur Winkelmessung ein oder mehrere zusätzliche Lichtsender-Empfänger-Paare heranzuziehen, kann in weiterer Ausgestaltung der Erfindung auch mindestens ein Magnet, vorzugsweise Dauermagnet, vorgesehen sein, der gemeinsam mit der Kodierscheibe umläuft und mit einem gehäusefest montierten Hallgenerator zusammenwirkt. Die auf diese Weise erhaltene Kombination von optoelektronischer Drehzahlmessung mit Winkelmessung über an Hallgeneratoren vorbeigeführte Magnete ist besonders sicher und einfach; sie erlaubt eine sehr genaue Positionierung.
Die Kodierscheibe und/oder das Kodiersegment können zweckmäßig aus Acrylglas mit Fotoaufdruck bestehen. Entsprechend einer abgewandelten Ausführungsform können sie auch von einer Kupferschicht gebildet sein, aus der Hellzonen ausgeätzt sind.
Die Erfindung ist im folgenden an Hand bevorzugter Ausführungsbeispiele näher erläutert. In den beiliegenden Zeichnungen zeigen:
Fig. 1 einen Axialschnitt durch den Istwertgeber gemäß einer ersten Ausführungsform,
Fig. 2 eine Draufsicht auf die Kodierscheibe des Istwertgebers nach Figur 1,
Fig. 3 eine Draufsicht auf das Kodiersegment des Istwertgebers nach Figur 1,
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Fig. 4 eine Teilansicht der Kodierscheibe und des Kodiersegments in einer bestimmten Drehstellung der Kodierscheibe ,
Fig. 5 eine Teilansicht ähnlich Figur 4, wobei jedoch die Kodierscheibe gegenüber dem Kodiersegment um eine einer halben Teilung entsprechende Strecke weiterbewegt wurde,
Fig. 6 eine stark vergrößerte schematische Darstellung der Überdeckung der Hell-Dunkel-Zonenfolgen von Kodierscheibe und Kodiersegment für die Stellung gemäß Figur 4,
Fig. 7 eine schematische Darstellung entsprechend Figur 6 für die Stellung gemäß Figur 5, und
Fig. 8 einen Axialschnitt durch einen Istwertgeber gemäß einer abgewandelten zweiten Ausführungsform.
Der Istwertgeber nach Figur 1 weist eine Stummelwelle 1O auf, die an ihrem einen, in Figur 1 linken Ende zu einem Aufnahmestück 11 erweitert ist. Das Aufnahmestück 11 kann auf das eine Ende der nicht veranschaulichten Arbeitswelle aufgeschoben und mit dieser über Stellschrauben verbunden werden, die in Gewindebohrungen 12, 13 des Aufnahmestückes eingeschraubt werden. Auf die Stummelwelle 10 s_ind zwei Kugellager 14 aufgezogen, über die die Welle in einem Gehäuse 15 drehbar gelagert ist. Ein Sicherungsring 16 legt in Verbindung mit einer Schulter 17 des Gehäuses 15 das Gehäuse in axialer Richtung mit Bezug auf die Welle 1O fest.
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Auf das dem Aufnahmestück 11 gegenüberliegende Ende der Stummelwelle 10 ist eine Flanschhülse 18 aufgesetzt, die mit der Welle 10 kraftschlüssig, Z0 B. über einen Preßsitz, verbunden ist. Gegen die in Figur 1 rechte Seite des Flanschs 19 der Flanschhülse 18 legt sich über eine Unterlegscheibe 20 eine vorzugsweise aus Acrylglas gefertigte Kodierscheibe 23 an, die mit einer Mitnehmerhülse 24, beispielsweise über Stifte, verbunden ist. Mit dem äußeren Ende der Mitnehmerhülse 24 ist, beispielsweise ebenfalls über Stifte, eine Verstellscheibe 25 verbunden. Gegen die Außenfläche der Verstellscheibe 25 legt sich eine Druckscheibe 26 an, die mittels einer in das stirnseitige Ende der Welle 10 eingeschraubten Spannschraube 27 gegen die Verstellscheibe 25 angepreßt werden kann.
Die Stirnwand des Gehäuses 15 ist mit einer Ausnehmung 30 versehen, in die eine Leiterplatte 31 eingesetzt ist. Die Leiterplatte 31 ist über eine Schraube 32 mit dem Gehäuse 15 lösbar verbunden. Sie trägt in einem ersten Radialabstand von der Achse der Stummelwelle 1O eine Lumineszenzdiode 33 sowie in einem zweiten Radialabstand von der Achse der Welle 10 zwei weitere in Umfangsrichtung gegeneinander versetzte Lumineszenzdioden 34, 35, von denen in Figur 1 nur die eine zu erkennen ist. Die Lumineszenzdioden arbeiten als Infrarotemitter. Im Bereich der Ausnehmung 30 sitzt auf der Innenseite der Stirnwand des Gehäuses 15 ein Kodiersegment 36, das vorzugsweise ebenfalls aus Acrylglas gefertigt ist.
Eine zweite Leiterplatte 37 trägt drei lichtempfindliche Empfänger 38, 39, 40, von denen jeder mit jeweils einer der Lumineszenzdioden 33, 34, 35 und diesen Dioden zugeordneten Öffnungen 41, bzw. 43 der Stirnwand des Gehäuses 15 axial ausgerichtet ist.
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, _ 9 Das Gehäuse 15 ist mittels eines Deckels 45 abgeschlossen.
Wie im einzelnen aus Figur 2 hervorgeht, ist die als Blende wirkende Kodierscheibe 23 in ihrem radial außen liegenden Bereich 47 mit einer Folge von Hell-Dunkel-Zonen versehen. Der radial nach innen anschließende Ringbereich 48 ist über seinen größeren Teil dunkel und weist eine einzige Hellzone 49 auf.
Das im einzelnen in Figur 3 veranschaulichte, als Maske dienende Kodiersegment 36 weist einen ersten Hell-Dunkel-Zonenbereich 50 und einen zweiten Hell-Dunkel-Zonenbereich 51 auf, die mittels einer breiteren Dunkelzone 52 voneinander getrennt sind. Radial innerhalb der Bereiche 5O1 51 befindet sich eine Dunkelzone 53, die von einer einzelnen Hellzone 54 unterbrochen ist. Die Hellzone 54 ist mit der Dunkelzone 52 radial ausgerichtet und fluchtet im montierten Zustand mit der Hellzone 49.
Die Hell-Dunkel-Zonen von Kodierscheibe und Kodiersegment sind vorzugsweise durch Fotodruck aufgebracht.
Wie aus den Figuren 4 und 5 hervorgeht, bestehen die Empfänger aus jeweils zwei Fotozellen mit rechteckiger lichtempfindlicher Fläche 56 bzw» 57. Die Längssymmetrieachse der Flächen 56, 57 bildet mit
ο dem zugehörigen Radius einen Winkel von ungefähr 45 . Die Flächen 56, 57 sitzen unter einer gemeinsamen Linse, die in Figur 1 für die Empfänger 38, 39 bei 58 und 59 angedeutet ist.
Wenn sich die Arbeitswelle dreht, nimmt sie über das Aufnahmestück 11 die Stummelwelle 10 des Istwertgebers mit. Infolgedessen rotiert die Kodierscheibe 23. Die Hell-Dunkel-Zonen der Kodierscheibe laufen dabei im Strahlengang zwischen den Lumi-
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neszenzdioden 33 bis 35 und den lichtempfindlichen Empfängern 38 bis 40 an den Hell-Dunkel-Zonen des Kodiersegments 36 vorbei .
Bei der schematischen, stark vergrößerten Darstellung nach den Figuren 6 und 7 ist der Einfachheit halber der Radius von Kodierscheibe und Kodiersegment als unendlich angenommen. Außerdem sind die Hell-Dunkel-Zonen der Kodierscheibe senkrecht zu deren Bewegungsrichtung gegenüber den Hell-Dunkel-Zonen des Kodiersegments versetzt gezeichnet, um das Zusammenwirken von Kodierscheibe und Kodiersegment noch deutlicher erkennen zu lassen.
Die Breite eines Hell-Dunkel-Zonenpaares wird vorliegend als Teilung T bezeichnet. Die Teilung von Kodierscheibe und Kodiersegment ist gleich. Die Dunkelzonen sind jedoch etwas breiter als die Hellzonen. Bei der veranschaulichten Ausführungsform ist beispielsweise die Breite einer Dunkelzone 6O gleich O16 T und die Breite einer Hellzone 61 gleich O,4 T. Die Dunkelzone 52 ist so breit gewählt, daß die Folge der Hell-Dunkel-Zonen im Bereich 50 gegen die Folge der Hell-Dunkel-Zonen im Bereich 51 um den Wert T/2 in der Bewegungsrichtung der Kodierscheibe versetzt ist.
Bei der in den Figuren 4 und 6 betrachteten Relativstellung von Kodierscheibe 23 und Kodiersegment 36 stehen auf der Seite des Hell-Dunkel-Zonenbereichs 5O die Dunkelzonen der Kodier-
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scheibe den Hellzonen des Kodiersegments gegenüber, so daß der Strahlengang zwischen Lumineszenzdiode 34 und Empfänger 39 abgedunkelt ist. Dagegen sind auf der Seite des Hell-Dunkel-Zonenbereichs 51 des Kodiersegments 36 die Dunkelzonen von Kodierscheibe und Kodiersegment miteinander ausgerichtet. Auf den Empfänger 40 fällt daher maximale Lichtenergie auf.
Die Figuren 5 und 7 lassen die Verhältnisse erkennen, die sich ergeben, wenn sich die Kodierscheibe 23 gegenüber dem Kodiersegment 36 um eine Strecke entsprechend T/2 weiterbewegt hat. In diesem Falle sind auf der Seite des Hell-Dunkel-Zonenbereichs 50 die Dunkelzonen von Kodierscheibe und Kodiersegment miteinander ausgerichtet, während auf der Seite des Hell-Dunkel-Zonenbereichs 51 die Dunkelzonen der Kodierscheibe den Hellzonen des Kodiersegments gegenüberstehen. Infolgedessen trifft auf den Empfänger 39 maximale Lichtenergie auf, während der Empfänger 40 mit minimaler Lichtenergie beaufschlagt wird.
Dieser Wechsel wiederholt sich. Das Ausgangssignal des Empfängers 39 erreicht jeweils seinen Höchstwert, während gleichzeitig das Ausgangssignal des Empfängers 4O einen Kleinstwert durchläuft, und umgekehrt. Schließt man die Ausgänge der Empfänger 39, 40 an einen Differenzverstärker an, wird ein ausgeprägtes Auswertesignal erhalten, das sich mit geringem Aufwand sicher weiterverarbeiten läßt. Der Differenzverstärker kann, gegebenenfalls mit weiteren elektronischen Komponenten der Auswerteschaltung, unmittelbar auf der Leiterplatte 37 montiert
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Die zuvor beschriebenen Verhältnisse werden unabhängig davon erhalten, wie im einzelnen Sender und Empfänger mit Bezug auf das feststehende Kodiersegment 36 in der Bewegungsrichtung der Kodierscheibe ausgerichtet sind. Das bedeutet, daß eine aufwendige Justierung des Kodiersegments 36 gegenüber den Empfängern und den Sendern überflüssig ist.
Die Hellzone 49 läßt in Verbindung mit der Hellzone 54 bei jeder vollen Umdrehung der Kodierscheibe 23 einmal kurzzeitig Licht von der Lumineszenzdiode 33 zum lichtempfindlichen Empfänger 38 gelangen. Der Empfänger 38 liefert infolgedessen einen Impuls je Umdrehung der Kodierscheibe 23.
Der beschriebene Istwertgeber läßt sich einsetzen, um sowohl den Drehzahlistwert als auch den Winkelstellungsistwert der Kodierscheibe und damit der Arbeitswelle zu bestimmen. Geeignete Auswerteschaltungen stehen dem Fachmann zur Verfügung und bedürfen infolgedessen vorliegend keiner näheren Erläuterung. Beispielsweise kann zur Drehzahlbestimmung die je Zeiteinheit anfallende Anzahl der Ausgangsimpulse der Empfänger 39, 40 bzw. des an diese Empfänger angeschlossenen Differenzgliedes herangezogen werden. Der Winkelstellungsistwert kann unter Verwendung des beschriebenen Istwertgebers sowohl analog als auch digital bestimmt werden. Für eine analoge Winkelstellungsbestimmung braucht beispielsweise lediglich die Hellzone
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49 des Ringbereichs 48 herangezogen zu werden. Stellt man nach Lösen der Spannschraube 27 mittels der Verstellscheibe 25 die Kodierscheibe 23 derart ein, daß die Hellzone 49 mit einer bestimmten Position der Arbeitswelle übereinstimmt, beispielsweise bei einem Nähmaschinenpositionierantrieb mit der Stellung "Nadel unten" oder "Nadel oben", liefert der Empfänger 38 einen Impuls jedesmal dann, wenn diese Position erreicht ist.
Die Auswertung kann aber auch so ausgelegt sein, daß zur Winkelistwertbestimmung die auf die Hell-Dunkel-Zonen des Bereichs 47 der Kodierscheibe 23 zurückzuführenden Impulse· mittels eines Zählers ausgezählt und dieser Zähler auf Grund des bei Durchlauf der Hellzone 49 durch den Strahlengang von Lumineszenzdiode 33 und Empfänger 38 abgegebenen Impulses jeweils zurückgestellt wird.
Im Rahmen der Erfindung sind zahlreiche Abwandlungen möglich. Beispielsweise kann zur Trennung der beiden Hell-Dunkel-Zonenbereiche 50 und 51 des Kodiersegments 36 statt einer Dunkelzone 52 auch eine entsprechend breite Hellzone vorgesehen werden. Die Trennzone kann auch breiter als dargestellt sein. Wesentlich ist nur, daß die Versetzung von T/2 zwischen der Hell-Dunkel-Zonenfolge im Bereich 5O und der Hell-Dunkel-Zonenfolge im Bereich 51 aufrechterhalten bleibt. Die Anzahl der Hell-Dunkel-Zonen im Bereich 47 der Kodierscheibe 23 kann den jeweiligen Erfordernissen angepaßt werden. Zusätzlich zur Ringzone 48 können eine oder mehrere weitere Ringbereiche mit jeweils einer einzigen Hellzone vorgesehen sein, um eine feste Vorgabe be-
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stimmter Winkelpositionen zu ermöglichen. Statt einer einzelnen Hellzone kann eine einzelne Dunkelzone vorhanden und der Bereich 48 im übrigen als durchgehende Hellzone ausgelegt sein.
Bei der abgewandelten Ausführungsform nach Figur 8 ist das der Drehwinkelmessung dienende Lichtsender-Empfänger-Paar 33, 38 durch einen auf der Kodierscheibe 23 befestigten, parallel zur Achse der Stummelwelle 1O magnetisierten Dauermagneten 65 und einen Hallgenerator 66 ersetzt, der in gleichem Radialabstand von der Stummelwellenachse auf der Leiterplatte 37 sitzt. Entsprechend entfallen die Hell-Dunkel-Bereiche 48, 49 und die HeIl-Dunkel-Zonen 53, 54 von Kodierscheibe 23 und Kodiersegment 36, die beide im übrigen in der gleichen Weise ausgebildet sind, wie dies vorstehend an Hand der Figuren 2 bis 7 erläutert ist. Rotiert die Kodierscheibe 23 und kreist infolgedessen der Dauermagnet um die Stummelwellenachse, liefert der Hallgenerator 66 jedesmal dann einen Spannungsimpuls, wenn an ihm der Dauermagnet 65 vorbeiläuft. Auch in diesem Falle kann nach Lösen der Spannschraube mittels der Verstellscheibe 25 die Kodierscheibe 23 so einjustiert werden, daß der vom Hallgenerator 66 erzeugte Abschaltimpuls in der gewünschten Winkelstellung der Arbeitswelle auftritt.
Falls erwünscht, kann der Dauermagnet 65 auch auf einem von der Kodierscheibe 23 gesonderten Träger sitzen. Es können ferner zwei oder mehr Dauermagnete vorgesehen sein, die in an sich bekannter Weise (DT-PS 1 763 657) mit einem oder mehreren Hallgeneratoren zusammenwirken.
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Bei einem handlichen Gesamtdurchmesser des beschriebenen Istwertgebers läßt sich ohne weiteres eine hohe Auflösung von 200 bis 3OO Impulsen pro Umlauf erzielen. Damit wird eine stabile Regelung auch noch bei Arbeitswellendrehzahlen von 5O L)/ min und weniger möglich. Durch Auszählen der unmittelbar weiterverarbeitbaren, keine Umformung erfordernden Impulse kann leicht eine Winkelmessung auf ungefähr 1 genau durchgeführt werden. Insgesamt wird der Istwertgeber nicht teurer als die bisher insbesondere in der Nähtechnik eingesetzten Synchronisatoren.
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Claims (12)

  1. - 16 Ansprüche
    Λ Istwertgeber für drehzahlgeregelte Antriebe, insbesondere Positionierantriebe der Nähtechnik, mit einer synchron zur Arbeitswelle angetriebenen, eine Folge von ringsum verteilten Hell-Dunkel-Zonen aufweisenden Kodierscheibe und einem damit zusammenwirkenden Stator, der einen lichtemittierenden Sender und einen lichtempfindlichen Empfänger aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß im Strahlengang zwischen Sender (34, 35) und Empfänger (39, 4O) zusätzlich ein gehäusefestes Kodiersegment (36) mit zwei Hell-Dunkel-Zonenbereichen (50, 51) sitzt, deren Teilung jeweils gleich der Teilung der Hell-Dunkel-Zonen (47) der Kodierscheibe (23) ist und die um eine halbe Teilung gegeneinander versetzt sind, und daß jedem der beiden Hell-Dunkel-Zonenbereiche des Kodiersegments ein eigener lichtempfindlicher Empfänger (39 und 4O) zugeordnet ist.
  2. 2. Istwertgeber nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jedem der beiden lichtempfindlichen Empfänger (39, 40) ein eigener lichtemittierender Sender (34 bzw. 35) zugeordnet ist.
  3. 3. Istwertgeber nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Dunkelzonen (60) der Kodierscheibe (23) und/oder des Kodiersegments (36) breiter als die dazwischenliegenden Hellzonen (61 ) sind .
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  4. 4. Istwertgeber nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Breite der lichtempfindlichen Fläche (56, 57) der Empfänger (39, 40) in der Bewegungsrichtung der Kodierscheibe (23) mindestens gleich der Teilung der Hell-Dunkel-Zonen ist.
  5. 5. Istwertgeber nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die lichtempfindliche Fläche (56, 57) der Empfänger (39, 40) im wesentlichen rechteckig ist und ihre Längssymmetrieachse mit dem betreffenden Radius einen Winkel von ungefähr 45 bildet.
  6. 6. Istwertgeber nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Empfänger (38, 39, 4O) aus jeweils zwei oder mehr parallelgeschalteten Fotozellen bestehen, die unter einer gemeinsamen Linse (58, 59) sitzen.
  7. Istwertgeber nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Sender aus Lumineszenzdioden (33, 34, 35) bestehen.
  8. 8. Istwertgeber nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein oder mehrere weitere Lichtsender-Empfänger-Paare (33, 38) vorgesehen sind, die mit einer öder mehreren Einzelmarkierungen (49) der Kodierscheibe (23) zusammenwirken, die auf einem oder mehreren von dem Radius der He11-Dunkel-Zonenfolge (47) abweichenden Radien der Kodierscheibe angeordnet sind.
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  9. 9. Istwertgeber nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Einzelmarkierung von einer einzelnen Hellzone (49) in einem im übrigen geschlossenen dunklen Ring (48) gebildet ist.
  10. 10. Istwertgeber nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine Leiterplatte (37) die Empfänger (38, 39, 40) und zugehörige Auswerteinrichtungen wie Impulsformerstufen, Verstärker und Zähler trägt.
  11. 11. Istwertgeber nach einem der Ansprüche 1 bis 7, gekennzeichnet durch mindestens einen Magneten (65), der gemeinsam mit der Kodierscheibe (23) umläuft und mit einem gehäusefesten Hallgenerator (66) zusammenwirkt.
  12. 12. Istwertgeber nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Kodierscheibe (23) und/oder das Kodiersegment (36) aus Acrylglas mit Fotoaufdruck bestehen.
    13c Istwertgeber nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Kodierscheibe und/oder das Kodiersegment von einer Kupferschicht gebildet sind, aus der Hellzonen ausgeätzt sind=
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