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Anordnung zur stetigen Funktionskontrolle eines in einem Registriergerät
angeordneten Elektromotors Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur stetigen Funktionskontrolle
eines in einem Registriergerät angeordneten Elektromotors mit einem in einem Signalstromkreis
liegenden Schalter und einem Schaltorgan, welches mit einer drehzahlabhängigen Schaltkraft
auf den Schalter einwirkt.
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Im allgemeinen ist es nicht erforderlich, die Funktion eines Elektromotors,
der in einem Registriergerät beispielsweise den Antrieb für den Aufzeichnungsträger
liefert oder auch dem Antrieb eines oder mehrerer Schreiborgane dient, durch zusätzliche
Mittel zli überwachen, da das einwandfreie Funktionieren des Motors durch unmittelbares
Beobachten der Aufzeichnungsvorgänge in ausreichender Weise erkennbar ist.
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Es sind jedoch Registriergeräte bekannt, bei denen eine unmittelbare
Beobachtung der Registriervorgänge wegen ihrer besonderen Bauweise nicht möglich
ist oder nur mit erheblichem Aufwand in einer meist nicht befriedigenden Weise verwirklicht
werden kann. In diese Gerätegattung gehören beispielsweise Fahrtschreiber, deren
Aufgabe es u.a. ist, die Arbeitszeiten der Fahrer von Kraftfahrzeugen in einer gut
lesbaren, insbesondere maschinell gut lesbaren Form darzustellen.
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Diese Forderung wird am besten durch eine Darstellung in Form von
Balkendiagrammen erfüllt, wobei die Erzeugung derartiger Balkendiagramme in der
Regel durch ein quer zur
Transportrichtung des Aufzeichnungsträgers
i chnungsträgers oszillierendes Schreiborgan erfolgt, zu dessen Antrieb vorzugsweise,
weil im Vergleich zu anderen Antrieben langlebig und weitgehend störungssicher,
ein Elektromotor Anwendung findet.
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In dem besonderen Falle des Fahrtschreibers besitzen nun diese Balkendiagramme
einen erheblichen dokumentarischen Wert, da sie als Grundlage für die Entlohnung
des Fahrers herangezogen werden. Demgemäß ist es auch erforderlich, daß diese Balkendiagramme
mit der größtmöglichsten Sicherheit aufgezeichnet werden und Störungen bei der Aufzeichnung
unmittelbar und unmißverständlich angezeigt werden. Ein gelegentliches Beobachten
der Aufzeichnungen, falls dies seitens des Geräteaufbaus überhaupt möglich ist,
wäre zu oberflächlich und würde für diesen speziellen Fall keine befriedigende Lösung
darstellen, abgesehen davon, daß dies dem Fahrer, während er ein Fahrzeug steuert,
kaum zugemutet werden kann. Es ist daher notwendig, Mittel für eine selbsttätige
und stetige Kontrolle solcher Aufzeichnungen vorzusehen und Störungen beispielsweise
durch ein optisches oder akustisches Signal anzuzeigen.
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Hinsichtlich des bereits beschriebenen technischen Konzepts, das auch
für das Aufzeichnen der Arbeitszeitdaten in einem Fahrtschreiber gut geeignet ist,
nämlich die Balkendiagramme mit einem motorisch betätigten Schreiborgan aufzuzeichnen,
wäre es an sich einfach, für die gewünschte Funktionskontrolle den Erregerstrom
des antreibenden Elektromotors zu nutzen. Darüber hinaus kann diese Kontrolle, wie
auch schon vorgeschlagen wurde, dadurch ergänzt werden, daß geprüft wird, ob überhaupt
ein Aufzeichnungsträger in dem Fahrtschreiber vorhanden ist, und ob das Schreiborgan
mit dem für eine befriedigende Aufzeichnung erforderlichen Schreibdruck auf demselben
aufliegt. Der entscheidende Nachteil dieser Methode ist jedoch die Tatsache, daß
die Kontrolle des Erregerstromes keine sichere Aussage darüber liefert,
ob
der Rotor des Elektromotors mit der erforderlichen Drehzahl umläuft und damit eine
Betätigung des Schreiborgans erfolgt. Insbesondere können bei impulsgesteuerten
Synchronmotoren, die für einen derartigen Zweck bevorzugt eingesetzt werden, Resonanzerscheinungen
auftreten, durch die der Synchronmotor zum Stillstand kommt oder unter Umständen
gar nicht anläuft. Im Falle der Ansteuerung des Elektromotors durch Impulse ist
außerdem die erforderliche elektronische Schaltung zur Verarbeitung des Erregerstromes
im Hinblick auf ein kontinuierliches Störsignal verhältnismäßig aufwendig.
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Ziel der vorliegenden Erfindung war es daher, eine Anordnung zur stetigen
Funktionskontrolle eines Elektromotors zu schaffen, die einerseits die Schwächen
einer eingangsseitigen rein elektrischen Kontrolle vermeidet und andererseits auf
eine möglichst einfache Weise nachweist, daß der Rotor des Elektromotors mit der
geforderten Drehzahl umläuft bzw. stillsteht. Dabei soll ein in einem Signalstromkreis
befindlicher Schalter durch ein geeignetes Schaltorgan drehzahlabhängig betätigbar
sein.
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Die Lösung dieser Aufgabe sieht vor, daß dem Schaltorgan eine Rutschkupplung
zugeordnet ist, über die das Schaltorgan mit einer im Getriebezug zwischen dem Elektromotor
und einem von dem Elektromotor anzutreibenden Organ befindlichen Welle in Verbindung
steht.
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Als Ausführungsbeispiel wird vorgeschlagen, daß die Rutschkupplung
als Flüssigkeitskupplung ausgebildet ist, insbesondere daß das Schaltorgan als Teil
eines geschlossenen Systems nach Art einer Flüssigkeitsdämpfung mit einer systemeigenen
Antriebswelle ausgebildet ist, und daß die Antriebswelle mittels einer lösbaren
Kupplung mit jeder beliebigen Welle des Getriebezuges zwischen dem Elektromotor
und dem anzutreibenden Organ verbindbar ist.
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Abgesehen von einer gegenüber einer elektrischen bzw. elektronischen
Lösung für die angestrebte Funktionskontrolle wesentlich konstengünstigeren Konstruktion
bietet die erfindungsgemäße Lösung durch die Einbeziehung von Fehlerquellen, die
mit der Kontrolle lediglich d.r elektrischen Betriebsbedingungen eines Elektromotors
nicht erfaßbar sind, eine entscheidend höhere Kontrollsicherheit und eine besonders
hohe Störsicherheit. Durch die Ausführung als geschlossenes System wird die gefundene
Anordnung je nach den räumlichen Gegebenheiten wahlweise verwendbar und kann auch
einem fertig montierten Getriebe als Stillstandsgeber für dessen Motor zugeordnet
werden.
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Weitere Vorteile ergeben sich aus der noch folgenden Beispielsbeschreibung.
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Im folgenden sei ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der
beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Dabei zeigt: Figur 1 eine Übersichtszeichnung
in perspektivischer Darstellung, Figur 2 eine Schnittzeichnung des mit einer Getriebewelle
gekuppelten Schaltorgans, Figur 3 eine Anordnungevariante des Schalters,der durch
das Schaltorgan betätigt wird.
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Die Übersichtszeichnung - Figur 1 - zeigt einen Elektromotor 1, auf
dessen Rotorwelle 2 ein Ritzel 3 befestigt ist, welches in der üblichen Weise mit
wenigstens einem weiteren zwischen dem Elektromotor 1 und dem anzutreibenden Organ
befindlichen, jedoch nicht dargestellten, Getriebeelement in Eingriff steht. Auf
der Rotorwelle 2 bzw.
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deren Verlängerung ist nun erfindungsgemäß ein eine Rutschkupplung,
die später noch näher beschrieben wird, umfassendes Schaltorgan 4 angeordnet. Dem
Schaltorgan 4, das einen Schaltarm 5 aufweist, ist einerseite ein Schalter 6 zugeordnet,
dessen
eine Kontaktfeder 7 mit dem Schaltarm 5 des Schaltorgans 4 zusammenwirkt. Der Schalter
6 ist elektrisch einem Signalstromkreis zugeordnet, in dem eine Lampe, eine Leuchtdiode
oder ein akustischer Signalgeber wirksam wird, wenn der Schalter 6 beispielsweise
nicht betätigt ist. Der Signalstromkreis selbst ist ebenso wie die vom Elektromotor
1 angetriebenen Organe, weil nicht erfindungswesentlich, der Einfachheit halber
in Figur 1 nicht dargestellt.
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Aus der Figur 2 ist ersichtlich, daß der Elektromotor 1 an einem geeigneten
Gestell 8 befestigt ist, und daß das auf der Rotorwelle 2 befestigte Ritzel 3 in
Eingriff steht mit dem Zahnrad 9, welches seinerseits auf einer Welle 10 befestigt
ist. Die Welle 10, die auf der einen Seite mit einem Zapfen 11 in einer am Elektromotor
1 befestigten Platine 12 gelagert ist, trägt eine Schnecke 13, mit der ein weiteres
nicht dargestelltes Getriebeelement, beispielsweise für den Antrieb von Schreiborganen,
in Eingriff steht.
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Auf der anderen Seite ist die Welle 10 mit einem Zapfen 14 in einer
Kupplungshülse 15 verpreßt, die ihrerseits in einem Wandteil 16 des Gestells 8 gelagert
ist. Eine Scheibe 17 dient als Laufbund. Selbstverständlich kann, wenn es die räumlichen
Verhältnisse zulassen, bei einem entsprechend verlängerten Zapfen 14 die Kupplungshülse
15 auch derart angebracht sein, daß sie im Gegensatz zu der Darstellung in Figur
2 nicht zusätzlich die Funktion einer Welle ausübt.
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Das Ausführungsbeispiel gemäß Figur 2 weist nun als Schaltorgan 4
ein nach Art einer Flüssigkeitsdämpfung ausgebildetes und in sich geschlossenes
System auf, dessen Welle 18 zwar von Hand ohne Werkzeugbedarf lösbar im Sinne einer
Mitnahme durch die Welle 10 jedoch fest mit der Kupplungshülse 15 verbunden ist.
Das System besteht außer der Welle 18 aus einem Gehäuse 19, in dem eine der Lagerung
der Welle 18 dienende Scheibe 20 befestigt ist, eine durch eine Membrane 21 abgedichtete
Kammer 22, die Dämpfungsflüssigkeit, beispielsweise
Silicon-Cl
enthält und einem Verdrängungskörper 23, der auf der Welle 18 befestigt ist und,
wenn die Welle 18 angetrieben wird, in der Dämpfungsflüssigkeit umläuft.
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Eine in die Kammer 22 eingelegte Platte 24 dient der Welle 18 als
Spurplatte, während ein Dichtungsring 25 und eine Dichtscheibe 26 der Abdichtung
des Systems dienen. Ein mit dem Gehäuse 19 verpreßter Ring 27 dient nach dem Einfüllen
der Dämpfungsflüssigkeit dem Verschließen der Einfüllöffnungen 28 und 29.
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Die auf diese Weise zwischen dem Schaltarm 5 und der Welle 18 hergestellte
Flüssigkeitskupplung hat den besonderen Vorteil, daß sich die Schaltkraft drehzahlabhängig
entwickelt, also erst bei einer bestimmten Drehzahl des Elektromotors 1 der Schalter
6 durch den Schaltarm 5 geschlossen wird. Ferner gewährleistet die gefundene Anordnung
auch bei geringer Rückstellkraft der Kontaktfeder 7 bei Stillstand des Elektromotors
ein hysteresefreies Rückdrehen des Schaltorgans 4 und Öffnen des Schalters 6. Falls
der Schalter 6 in umgekehrter Funktion verwendet wird, d.h. daß er bei Stillstand
des Elektromotors schließt, wie dies beispielsweise die Figur 3 zeigt, ist der gefundenen
Anordnung entsprechend der Kontaktdruck in voller Höhe erreichbar.
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In gleicher Weise ist in diesem Zusammenhang auch eine Wirbelstromkupplung
anwendbar, während eine reine Friktionskupplung wegen der Hystereseerscheinungen
nur bedingt brauchbar wäre.