DE2520851A1 - Vorrichtung zur erfassung von zustandsaenderungen mittels induktiver oder kapazitiver abgriffsysteme - Google Patents

Description

• Vorrichtung zur Erfassung von Zustandsänderungen mittels induktiver oder kapazitiver Abgriffsysteme Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Erfassung von Zustandsänderungen, insbesondere unter Verwendung eines induktiven oder kapazitiven Abgriffssysteln mit einer Sonde, die durch ein sich bewegendes, zugeordnetes Gegenelement je nach dessen Position eine Anderung ihres Schaltzustands erfährt.
• Induktive oder auch kapazitive Abgriffsysteme sind durchaus bekannt, sie werden relativ häufig verwendet bei Durchlassgebern oder ähnlichen Anordnungen, die die Vorbeibewegung von metallichen Gegenständen zu erfassen haben. Allgemein sind induktive Abgriffsysteme oder induktive Geber als Auslösemechanismen geeignet; sie werden stets betätigt durch ein eine Bewegung durchführendes, metallisches Gegenelement oder doch ein Gegenelement, welches in der Lage ist, bei der Sonde des Abgriffsystems eine Zustandsänderung zu bewirken. Bekannte induktive Geber, die bevorzugt verwendet werden, sind zu diesem Zweck so aufgebaut, dass sie einen Oszillator umfassen, der mit vorgegebener Amplitude schwingt. Diese Amplitude gibt ihrer Grösse nach einen ersten Schaltzustand an. Nähert sich der Schwingspule des Oszillators, die daher allgemein als Sonde bezeichnet werden kann, ein metallischer Gegenstand, dann ergibt sich dadurch eine Änderung im Schwingverhalten, beispielsweise kann der dem Oszillator zugeordnete Schwingkreis derart bedämpft werden, daß die Schwingamplitude des Oszillators sich merklich ändert oder daß sogar, im Falle daß der Oszillator von vornherein kritisch gekoppelt worden ist, die Schwingungen vollständig abreißen.Dadurch ergibt sich eine Zustandsänderung des induktiven Abtastsystem, die zur Schaltung von Relais od. dergl.
• ausgenutzt werden kann.
• Die Schaltzustände, die ein solcher induktiver Geber einnehmen kann, hängen daher davon ab, in welcher Position sich das zugeordnete Gegenelement, welches üblicherweise beweglich ist, da häufig Bewegungsabläufe erfaßt werden müssen, angeordnet ist und wie lange es in seiner die Änderung des Schaltzustandes bestimmenden Position verbleibt. Läuft das Gegenelement nur kurz an der induktiv oder kapazitiv wirkenden Sonde vorbei, dann ergibt sich ein entsprechend kurzer Schaltimpuls, der beispielsweise gezählt werden kann.
• Die Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, ein solches Gebersystem, sei es auf induktiver oder kapazitiver Grundlage, insofern besser auszunutzen, als zusätzlich auch noch die Schaltdauer, genauer gesagt, die Dauer der Änderung des durch das Gegenelement hervorgerufenen Schaltzustandszur Auswertung von Informationen ausgenutzt wird. Diese Schaltdauer bestimmte sich bisher durch die Geschwindigkeit, mit welcher sich das Gegenelement an dem Abgriffsystem vorbeibewegte und es ist eine grundlegende Erkenntnis vorliegender Erfindung, daß es auch durch die Formgebung des Gegenelementes gelingt, zweckvolle Informationen zu erlangen.
• Die Aufgabe vorliegender Erfindung ist daher darin zu sehen, daß eine Vorrichtung zur Erfassung von Zustandsänderungen, insbesondere ein induktiver Abgriff geschaffen werden soll, der so ausgebildet ist, daß insbesondere bei mit konstanter Geschwindigkeit sich bewegenden Gegenelementen die Dauer der durch das Gegenelement hervorgerufenen Zustandsänderungeinste bar ist.
• Zur Lösung dieser Aufgabe geht die Erfindung aus von der eingangs genannten Vorrichtung und besteht erfindungsgemäß darin, daß das Gegenelement eine verjüngt zulaufende Keilform aufweist und daß die Sonde in ihrer Abtastposition gegenüber der Bewegungsrichtung des keilförmigen Gegenelements in der Weise verschiebbar angeordnet ist, daß die Zeitdauer der Beeinflussung der Sonde und damit ihres Schaltzustandes durch das Gegenelement veränderbar ist.
• Auf diese Weise ergibt sich der beträchtliche Vorteil, daß, was bei solchen Systemen stets der Fall ist, eis'may aus der Auslösung durch das Gegenelement eine Information aewonnen wird, andererseits diese Information in ihrer Dauer mit einfachsten mechanischen Mitteln beliebig einstellbar ausgebildet sein kann, so daß in vielfältigster Weise auf die Auslösung reagiert werden kann.
• Ein besonders vorteilhaftes Anwendungsgebiet findet die Erfindung beispielsweise im Bereich der Druckindustrie, wenn etwa Bögen unterschiedlicher Breite im Maschinentakt einer Anordnung zuführt oder von dieser abgezogen werden müssen. In diesem Falle kann das Gegenelement auf einer im Maschinentakt drehenden Welle oder einer von einer solchen Welle angetriebenen Scheibe befestigt sein; weist es dann die erwähnte Keilform auf, dann läßt sich durch entsprechende Vertikalverschiebung des induktiven Abgriffs die Dauer der in ihm durch das Gegenelement erzeugten Zustandsänderung bestimmen. Auf diese Weise ist es möglich, ein Signal zu gewinnen, welches den Abstand zwischen aufeinanderfolgenden Bögen angibt, die jeweils im Maschinentakt einer Druckmaschine oder einer sonstigen Maschine zu oder von dieser abgezogen werden. Da die Bogenbreite bekannt ist, wird der induktive Abgriff in entsprechender Weise positioniert und man gewinnt ein Signal, welches dann ständig dem Freiraum zwischen zwei Bögen entspricht und das in der Lage ist, andere Arbeitsfunktionen zu veranlassen, etwa das Einstäuben der Bögen mit einem Puder od.dergl.
• Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche und in diesen niedergelegt.
• Im folgenden werden Aufbau und Wirkungsweise eines Ausführungsbeispiels der Erfindung anhand der Figuren im einzelnen näher erläutert. Dabei zeigen: Figur 1 ein induktives Abgriffsystem mit zugeordnetem Gegenelement auf einer sich drehenden Welle, Figur 2 die Vorrichtung der Figur 1 in einer Ansicht von oben und Figur 3 die Vorrichtung der Figur 1 in einer Schnittdarstellung entlang der Linie 3-3 der Figur 1.
• In Figur 1 ist das Gegenelement oder der die Schaltzustandsänderung des vorzugsweise induktiven Abgriffs hervorrufende Teil allgemein mit dem Bezugszeichen 1 versehen, beim Ausführungsbeispiel handelt es sich um ein keilförmiges Element, welches auf einem Trägerteil 2 in Form einer Scheibe aufgebracht ist. Die Scheibe 2 ist ihrerseits wieder auf einer sich drehenden Welle angeordnet und auf dieser mit Hilfe einer Mutter 3 befestigt.
• In diesem Falle führt das Gegenelement 1 daher eine Rotationsbewegung aus, es versteht sich jedoch, daß auch jede Art von translatorischen Bewegungen in sinngemäßer Weise erfaßt werden k tn, beispielsweise also von Bewegungen an hin-und herverlaufenden Schubstangen, Pleuelstangen oder sonstige Linearbewegungen. Wie der Darstellung der Figur 1 entnommen werden kann, ist das Gegenelement 1 allgemein keilförmig ausgebildet, und zwar beim dargestellten Ausführungsbeispiel in der Weise, daß die innere Randbegrenzung 4 als konzentrischer Kreis um den Scheibenmittelpunkt verläuft, während die äußere Randbegrenzung 5 des Gegenelementes 1 sich von einem vorgegebenen Punkt aus spiralig nach außen vergrößert.
• Wird ein induktiver Abgriff verwendet, dann handelt es sich bei dem Gegenelement 1 um einen metallischen Teil, bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist das Gegenelement 1 als in dieser Form ausgebildete Kupferkaschierung auf die Scheibe 2 aufgezogen.
• Der induktive Abgriff ist in Figur 1 allgemein mit dem Bezugszeichen 6 versehen; er besteht aus einem Sondenteil 7, welches mit dem Gegenelement 1 in Wirkverbindung gerät und einem nachgeschalteten Trägerteil oder Gehäuseteil 8, das auch die weiterenelktrischen Schaltungselemente trägt. An sich ist es nicht erforderlich, auf die elektrische Funktion eines solchen, an sich bekannten Abgriffs, insbesondere in induktiver Ausführung einzugehen; es sei lediglich darauf hingewiesen, daß, verläuft beispielsweise die Drehrichtung des Trägers 2 in der durch den Pfeil A angegebenen Richtung, die Vorderkante 9 des Gegenelementes 1 den Schaltbeginn oder den Beginn der Zustandsänderung des induktiven Abgriffs durch entsprechende Beeinflussung des Sondenteils 7 einleitet. Diese Zustandsänderung bleibt dann so lange erhalten, wie, wieder auf das Auführungsbeispiel bezogen, der Sondenteil 7 mit dem Gegenelement 1 in Wirkverbindung verbleibt, und es ist ersichtlich, daß diese Wirkverbindung so lange erhalten bleibt, wie das auslösende Gegenelement 1 und der Sondenteil 7 sich in entsprechender räumlicher Nähe befinden oder, noch genauer ausgedrückt, so lange wie sich bei dem Ausführungsbeispiel der Figur 1 der durch einen Kreis 10 bezeichnete empfindliche Bereich des Sondenteils 7 räumlich über der Form des Gegenelementes 1 befindet.
• Da das Gegenelement seine Form im Verlauf seiner kontinuierlichen Bewegung ändert, ist es möglich, und dies ist ein wesentliches Merkmai vorliegender Erfindung, durch Verschiebung des Sondenteils 7 und, was zweckmäßiger ist, unmittelbar des gesamten Abgriffs 6 die Dauer der Uberdeckung oder der Wirkverbindung zwischen Sondenteil 7 und Gegenelement 1 zu beeinflussen.
• Beim Ausführungsbeispiel ist das Sondenteil über einen Bügel 11 mit dem Trägergehäuse 8 des induktiven Abgriffs verbunden, und zwar über Schrauben12 Das Trägergehäuse ist so ausgebildet, daß es mit Bezug auf eine stationär angeordnete Lagerplatine 13 vertikal verschiebbar ist, und zwar durch Betätigung einer Rändelschraube 14, die auf dem Gewinde 15 eines Lagerzapfens 16 verdrehbar ist.
• Das Trägergehäuse 8 gleitet auf diesem Lagerzapfen 16 und auf einem weiteren Lagerzapfen 17, wobei dieser Lagerzapfen 17 von einer Druckfeder 18 umgeben ist, die das Lagergehäuse 8 nach oben drückt. Es ist daher ohne weiteres ersichtlich, daß durch Verdrehung der Rändelschraube 15 in der einen oder der anderen Richtung die Vertikalposition des Lagergehäuses 8 verändert werden kann, damit auch die Vertikalposition des Sondenteils 7 mit Bezug auf das sich drehende, jedoch in seiner absoluten Vertikalposition nicht veränderbare, auslösende Gegenelement 1.
• Nimmt daher der induktive Abgriff seine höchste Vertikalposition ein, dann verbleibt der Sondenteil 7 nur einen winzigen Augenblick in Wirkverbindung mit dem eine räumlich ausgedehnte Form aufweisenden Gegenelement 1, gegebenenfalls gerade ausreichend, um durch einen Impuls einen Schaltvorgang einzuleiten, nimmt der induktive Abgriff dagegen seine unterste Position ein, dann bleibt der durch die Vorderkante 9 des Gegenelements 1 ausgelöste Schaltzustand des induktiven Abgriffs um etwa 2500 Wellenumdrehung erhalten. Selbstverständlich sind sämtliche Zwischenwerte einstellbar.
• Unter Verwendung eines solchen induktiven Abgriffs in Verbindung mit einem in dieser Weise räumlich in seiner Ausdehnung veränderlichen Gegenelement ist es daher möglich, beliebige Zeitdauern von bevorzugt induktiv eingeleiteten Schaltzuständen einzustellen und für beliebige Zeiträume aufrechtzuerhalten, die Einstellung ist äußerst einfach und geschieht durch Vertikalverschiebung des induktiven Abgriffs relativ zu dem Gegenelement, wobei selbstverständlich auch die umgekehrte Möglichkeit denkbar ist, sofern das Gegenelement einen entsprechenden Freiheitsgrad in dieser Richtung aufweist.
• Der Figur 2 läßt sich noch entnehmen, daß der Träger 2 einen schützenden oder isolierenden Zwischenbelag 20 tragen kann, auf den dann das Gegenelement 1, das im einfachsten Fall eine Kupferkaschierung sein kann, aufgebracht wird. Die antreibende Welle ist mit dem Bezugszeichen 21 versehen.
• Figur 3 zeigt, daß das Lagerelement 13 für das Trägergehäuse 8 in Form eines Winkels ausgebildet ist, der in beliebiger Weise an einer zugehörigen stationären Wand, einem Träger od.dergl.
• der Maschine angeschraubt sein kann.
• Wie schon erwähnt, eignet sich die erfindungsgemäße Vorrichtung insbesondere zur Anwendung auf dem Gebiet der Druckindustrie allgemein, da dort eine Bewegung von weiterzubehandelnden Elementen im Maschinentakt erfolgt und daher diese Bewegung abgestimmt ist auf die Grundbewegung von Wellen und dergl., so daß, wie auch im speziellen Ausführungsbeispiel erläutert, durch Ausnutzung dieser Wellenbewegung entsprechende Schalt- und Steuersignale gewonnen werden können.

Claims (7)

1. Patentansprüche :

   9 Vorrichtung zur Erfassung von Zustandsänderungen, insbesondere unter Verwendung eines induktiven oder kapazitiven Abgriffsystems, mit einer Sonde, die durch ein sich bewegendes, zugeordnetes Gegenelement je nach dessen Position eine Änderung ihres Schaltzustandes erfährt, d a d u r c h gekennzeichnet, daß das Gegenelement (1) eine verjüngt zulaufende Keilform aufweist und die Sonde (7) in ihrer Abtastposition in der Weise gegenüber der Bewegungsrichtung des keilförmigen Gegenelements verschiebbar angeordnet ist, daß die Zeitdauer der Beeinflussung der Sonde (7) und damit ihres Schaltzustands durch das Gegenelement (1) veränderbar ist.
2. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Gegenelement (1) in Form eines Keils auf einem sich in translatorischer Richtung bewegenden Träger in der Weise angeordnet ist, daß die Sonde (7) ausschließlich durch das Gegenelement und dessen Form beeinflußbar ist.
3. 3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Gegenelement (1) in Form eines sich spiralig erweiternden Winkels auf einer als Träger ausgebildeten Scheibe (2) angeordnet ist, die ihrerseits von einer Welle (21) drehbar ist.
4. 4. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Scheibe (2) aus einem, den Schaltzustand der Sonde (7) nicht beeinflussendem Material besteht, auf welches das Gegenelement in Form einer Kupferkaschierung angeordnet ist, wobei die innere Begrenzungslinie (4) des Gegenelementes eine Kreisform und die äußere Begrenzungslinie (5) einer spiralig nach außen verlaufenden Linie folqt und daß die Vorderkante (9) des Gegenelements (1) als Radius ausgebildet ist.
5. 5. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der induktive Abgriff (6) aus einem örtlich über oder im Bereich des Gegenelementes (1) angeordneten Sondenteil (7) und aus einem zugehörigen Trägergehäuse (8) besteht, welches vertikal verschiebbar auf einem stationären Lagerteil (13) gelagert ist.
6. 6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Trägergehäuse für den Sondenteil (7) in seinem Inneren entsprechende Schaltungselemente aufnimmt und über einen Bügel (11) mit dem Sondenteil (7) verbunden ist und daß am Trägergehäuse (8) Führungen für Lagerzapfen (16, 17) ausgebildet sind, auf denen dieses in vertikaler Richtung gleitet.
7. 7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß um einen der Laterzapfen (17) zwischen Trägergehäuse (8) für den Sondenteil (7) und Lagerteil (13) eine Schraubendruckfeder (18) angeordnet ist und die Vertikalverschiebung des Trägergehäuses (8) durch Verdrehen einer auf einen der Lagerzapfen (17, 16) aufgeschraubten Rändelmutter (14) erfolgt.