DE2450186C3 - Elektromechanischer Taktgeber - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen elektromechanischen Taktgeber, dessen Taktsignale z. B. zur Steuerung einer Zähleinrichtung dienen und der aus einer rotierenden, lichtdurchlässigen Scheibe, an deren Umfang eine Strichrasterung vorgesehen ist, und einem feststehenden Scheibensegment mit gleicher Strichrasterung sowie einer fotoelektrischen Abtasteinrichtung besteht, mittels der die beim Vorbeilaufen der rotierenden Rasterung an der feststehenden Rasterung entstehenden Hell-Dunkel-Sprünge in elektrische Impulse umgewandelt werden.

Derartige Taktgeber sind im Prinzip bekannt und in verschiedenen Bereichen der Technik im Einsatz. So wird z.B. bei elektrischen Waagen die geradlinige Auslenkung des Waagentisches in eine Rotationsbewegung umgewandelt und hierdurch die rotierende Scheibe des Taktgebers angetrieben. Die Zahl der von der fotoelektrischen Abtasteinrichtung kommenden Impulse ist der Waagentischauslenkung und damit dem Gewicht direkt proportional. Dieses Prinzip wird z. B. in der DE-AS 12 08 087 beschrieben. Ermittelt man die Frequenz, d. h. die Anzahl der Impulse pro Zeiteinheit, so kann man direkt auf die Umdrehungsgeschwindigkeit schließen, wie dies beispielsweise in der DE-PS 7 23 541 dargelegt ist.

Bei derartigen Taktgebern ist es, um ein gut auswertbares Ausgangssignal zu erhalten, erforderlich,

daß die Rasterstriche der rotierenden Scheibe die

Lücken der Rasterung der feststehenden Scheibe in

wechselnder Folge möglichst vollständig abdecken und wieder freigeben. Zu diesem Zwecke müßen beim

Raster sowie bei der Justierung der rotierenden Scheibe

sehr enge Toleranzen, z. B. 0,01 mm und kleiner, eingehalten werden. Je feiner das Raster ist, um so schwieriger sind diese Toleranzen einzuhalten.

Um einerseits möglichst Lecklicht zwischen beiden

Rasterträgern und andererseits ein Verkratzen beider zu vermeiden, sind an sich zwei widersprechende Forderungen zu erfüllen; es müßen beide Rasterträger sehr dicht aneinander vorbeilaufen, sie dürfen sich jedoch nicht berühren. Bei den bisher bekanntgewordeis nen Taktgebern dieser Art werden daher ausschließlich dünne Glas- oder temperaturstabile starre Kunststoffscheiben als Rasterträger verwendet

Ein Verziehen der frei rotierenden Scheibe, auch bei Temperaturschwankungen, wird insbesondere bei der Verwendung von Glas weitestgehend ausgeschaltet Als nachteilig erweist sich jedoch, daß das Aufbringen der Rasterstriche auf das Glas sehr kostspielig und daß der Taktgeber durch den geringen Abstand der beiden Rasterträger sehr erschütterungsempfindlich ist Außer dem ist die Montage und Justierung der rotierenden Scheibe schwierig und störanfällig. Aus diesen und anderen fertigungstechnischen Gründen ist daher die Fertigung derartiger Taktgeber nur bei großen Serien vertretbar, wobei jedoch immer Fachpersonal erforder lieh ist

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, einen elektromechanischen Taktgeber der vorstehend genannten Art zu schaffen, dem die aufgezeigten Nachteile nicht anhaften und der insbesondere einfach hergestellt werden kann, so daß er auch bei Kleinserien preisgünstig ist.

Gegenstand der Erfindung ist also ein elektromechanischer Taktgeber, bei dem das am Umfang einer rotierenden, lichtdurchlässigen Scheibe befindliche Strichraster an einem Strichraster gleicher Teilung eines feststehenden Scheibensegments vorbeibewegt wird und die Raster fotoelektrisch abgetastet und die Hell-Dunkel-Sprünge in entsprechende elektrische Impulse umgewandelt werden.

Gemäß der Erfindung bestehen sowohl die rotierende Scheibe als auch das feststehende Scheibensegment aus dünnen, elastischen Kunststoffolien, und Scheibe und Scheibensegment gleiten im Bereich der Raster unter leichtem Druck aufeinander.

Eine Weiterbildung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß die rotierende Scheibe auf beiden Seiten durch je eine nicht in den Rasterbereich eingreifende Metallscheibe verstärkt ist, daß ferner die eine Verstärkungsscheibe an der der Rasterscheibe zugekehrten Seite einen ringsum laufenden Absatz aufweist, in welche das freie Ende des feststehenden Scheibensegments eingreift, und daß zur Erzeugung eines leichten Auflagedruckes zwischen rotierender Scheibe und Scheibensegment beide nicht in einer Ebene liegen, sondern die Befestigungsebene des Scheibensegmentes in Richtung der zweiten Verstärkungsscheibe versetzt ist.

Es ist am besten, wenn die Rasterstriche auf den nicht aufeinandergleitenden Seiten der rotierenden Scheibe

_b5 und des Scheibensegmentes aufgebracht sind.

Ferner ist es günstig, wenn als Material für Scheibe und Scheibensegment ein mit den Rasterungen belichteter Film verwendet wird.

Die Erfindung bringt eine Reihe von wesentlichen Vorteilen. So ist die Herstellung der rotierenden Scheibe und des Scheibensegmentes auf nur wenige unkritische Arbeitsgänge beschränkt, obwohl Toleranzen von 0,01 mm und weniger eingehalten werden können. Das verwendete Filmmaterial ist billig und leicht zu verarbeiten. Hohe Auflösungen, z. 3.10 000 bis 15 000 Rasterstriche pro Umfang bzw. Umdrehung sind leicht möglich, da auf Grund des konstanten und kleinen Abstandes der Raster zueinander keine zusätzlichen Optiken für paralleles Licht erforderlich sind. Ferner ist der Taktgeber gegen Erschütterungen, Schwingungen, Vibrationen und ähnliche Störungen unempfindlich und auch bei größeren Temperaturschwankungen einwandfrei einsetzbar.

Die Erfindung wird im folgenden an Hand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert Es zeigen

Fig. 1 und 2 schematisch die Rasterung der rotierenden Scheibe und des Scheibensegmenres des Taktgebers in zwei verschiedenen Stellungen bezüglich der Abtastanordnung,

Fig.3 schematisch die rotierende Scheibe und das Scheibensegment in Draufsicht,

Fig.4 eine Hälfte des erfindungsgemäßen Taktgebers im Schnitt,

F i g. 5 den zusammengebauten Taktgeber im Schnitt, wobei Gehäuseoberteil und -unterteil auseinandergezogen sind,

F i g. 6 den Taktgeber gemäß F i g. 5 in Draufsicht und

Fig.7 eine perspektivische Darstellung des erfindungsgemäßen Taktgebers.

In F i g. 1 und 2 sind die rotierende Taktgeberscheibe 3 und das feststehende Scheibensegment schematisch im Schnitt und die Strichrasterung vergrößert dargestellt; in der Stellung gemäß F i g. 1 kann das Licht der Lichtquelle 1 beide Rasterungen durchdringen und auf die Fotozelle 2 fallen, während gemäß F i g. 2, bei der die rotierende Scheibe 3 in Richtung des Pfeiles 5 weitergewandert ist, der Durchgang des Lichtes gesperrt ist.

Aus F i g. 3 kann man die Ausbildung der rotierenden Scheibe 3 mit dem Strichraster 8, wobei das Strichraster 8 sich auf dem gesamten Umfang fortsetzt, und des Scheibensegmentes 4 mit dem Strichraster 9 erkennen. Durch die Stanzlöcher 10 in der Scheibe 3 sowie die Löcher 12 und 13 in dem Scheibensegment 4 können Scheibe und Scheibensegment in dem Gehäuse des Taktgebers so fixiert werden, daß sich die Rasterstriche jeweils fluchtend decken.

F i g. 4 zeigt die eine Hälfte des einen Taktgebers im Schnitt. Wie man sieht, sind die rotierende Scheibe 3 und das feststehende Scheibensegment 4 relativ dünn; als Material kann Kunststoff dienen. Die Scheibe 3 ist auf beiden Seiten durch je eine Metallscheibe 6 bzw. 7 verstärkt, wobei der Bereich mit dem Strichraster 8 frei bleibt Das Scheibensegment 4 ist an dem Gehäuseunterteil 16 mittels der Stifte 15, die durch die Stanzlöcher 12 und 13 greifen, befestigt und greift mit seinem freien Ende in die umlaufende Aussparung 14 der Metallscheibe 6. Da die Befestigungsebene des Segmentes 4 gegenüber der Rotationsebene der Scheibe 3 versetzt ist, liegen die Scheibe 3 und das Segment 4 unter leichter Vorspannung aufeinander. Da die Rasterstriche jeweils

to auf den sich nicht berührenden Seiten der etwa 0,1 mm dicken Scheibe 3 und des Segmentes 4 angebracht sind, beträgt der durch den Andruck bedingte konstante Abstand beider Raster etwa 0,2 mm, was auch bei großer Auflösung eine Abtastung ohne Parallellicht ermöglicht und trotzdem gute Ergebnisse gewährleistet. Eine Abnutzung der Raster kann nicht stattfinden, da sich diese nicht berühren. Durch die geringe Masse der Scheibe 3 und des Scheibensegmentes 4 und die leichte Vorspannung bleibt auch bei größeren Beschleunigungen, ζ. B. infolge Vibrationen oder Schlag, der Abstand der Rasterungen unverändert. Die Gleiteigenschaften sind bei Verwendung von üblichem Filmmaterial sehr gut.

Die Auslenkung der Scheibe 3 aus ihrer Normallage durch das Segment 4 ist unter Ausnutzung des Widerstandsmomentes des Filmmaterials so gewählt, daß im erlaubten Temperaturbereich (bis ca. + 70° C) keine plastischen Verformungen eintreten, so daß die Geometrie der Rasterungen erhalten bleibt. Einfaches Verziehen der rotierenden Scheibe 3 und das daraus resultierende Torkeln wird durch die Auslenkung der Scheibe 3 aus der Ruhelage aufgefangen.

Für die Scheibe 3 und das Segment 4 kann man normales Filmmaterial verwenden; hierdurch wird die Herstellung beider Teile mit den Rasterungen auf wenige Arbeitsgänge beschränkt. Wie bei den bekannten Taktgebern wird das Raster in vergrößertem Maßstab, ζ. B. im Maßstab 10:1, gezeichnet und auf den Film unter gleichzeitiger Verkleinerung auf den Maßstab 1 :1 fotografiert.

Nach dem Entwickeln werden dann die Scheibe 3 und das Segment 4 ausgestanzt und montiert. Durch die Verwendung von Filmen erspart man irgendwelche Ätzvorgänge, die bei den bekannten Taktgebern mit Glasscheiben erforderlich sind.

Fig.5 zeigt den montierten Taktgeber im Schnitt, wobei Gehäuseunterteil 16 und Gehäuseoberteil 17 auseinandergezogen sind. In dem Teil 11 ist die Elektronik zusammen mit der Fotozelle 2 untergebracht. Die Draufsicht der F i g. 6 auf den Gehäuseunterteil 16 zeigt noch einmal das Zusammenspiel von Scheibe 3 und Segment 4, während die perspektivische Zeichnung der F i g. 7 einen guten Eindruck des Taktgebers (ohne Gehäuseoberteil 17) vermittelt.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Elektromechanischen Taktgeber, bei dem das am Umfang einer rotierenden, lichtdurchlässigen Scheibe befindliche Strichraster an einem Strichraster gleicher Teilung eines feststehenden Scheibensegments vorbeibewegt wird und die Raster fotoelektrisch abgetastet und die Hell-Dunkel-Sprünge in entsprechende elektrische Impulse umgewandelt werden, dadurch gekennzeichnet, daß sowohl die rotierende Scheibe als auch das feststehende Scheibensegment aus dünnen elastischen Kunststoffolien bestehen und Scheibe und Scheibensegment im Bereich der Raster unter leichtem Druck aufeinander gleiten.

2. Elektromechanischer Taktgeber nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die rotierende Scheibe auf beiden Seiten durch je eine nicht in den Rasterbereich eingreifende Metallscheibe verstärkt ist, daß die eine Verstärkungsscheibe an der der Rasterscheibe zugekehrten Seite einen ringsum laufenden Absatz aufweist, in welche das freie Ende des feststehenden Scheibensegments eingreift, und daß zur Erzeugung eines leichten Auflagedruckes zwischen rotierender Scheibe und Scheibensegment beide nicht in einer Ebene liegen, sondern die Befestigungsebene des Scheibensegmentes in Richtung der zweiten Verstärkungsscheibe versetzt ist.

3. Elektromechanischer Taktgeber nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Rasterungen auf den nicht aufeinandergleitenden Seiten der rotierenden Scheibe und des Scheibensegmentes aufgebracht sind.

4. Elektromechanischer Taktgeber nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Material für Scheibe und Scheibensegment ein mit den Rasterungen belichteter Film verwendet wird.