DE2520851B2 - Vorrichtung zur erfassung der einwirkung eines sich bewegenden elements auf ein abgriffsystem - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Erfassung der Einwirkung eines sich bewegenden Elements, beispielsweise eines Winkelsektors einer sich mit konstanter Geschwindigkeit drehenden Welle zur Bewirkung von Schaltungs- und Arbeitsabfolgen im Ablauf eines Maschinentakts, auf ein eine induktive oder kapazitive Sonde umfassendes Abgriffsystem, dessen Ausgangssignal von dem sich bewegenden, keilförmigen Element veränderbar ist.

Eine solche Vorrichtung läßt sich als bekannt entnehmen beispielsweise der DT-AS 11 89 287 oder derDT-OS18 13 153.
Bei der aus der DT-OS 18 13 153 bekannt gewordenen Vorrichtung handelt es sich um ein System zur Umformung einer mechanischen Wegänderung in hierzu proportionale elektrische Signale unter Verwendung eines Plattenkondensators, an dessen einer Platte die Signalquelle anliegt und dessen andere Platte mit dem Eingang eines Verstärkers verbunden ist. Zwischen diesen beiden Platten ist eine dritte Platte vorgesehen, deren Relativstellung sich entsprechend der zu messenden mechanischen Wegänderung verändert. Da ein Kondensatorsystem zur Wegmessung verwendet wird, sind die an das System angelegten Spannungen Wechselspannungen; ein solcher kapazitiver Umformer Hefen ein Ausgangssignal, welches sich linear und proportional in seiner Amplitude zur kontinuierlichen Verdrehung der mittleren Abschirmplatte verändert.

Aufgrund der Größe der Amplitude der Ausgangswechselspannung läßt sich so der Drehwinkel der mittleren Abschirmplatte bestimmen.

Aus dieser DT-OS 18 13 153 ist es auch bekannt, die mittlere Platte so abzuwandeln, daß sie die Form eines gekrümmten Keils annimmt, so daß dann in dem angeschlossenen Verstärker ein Signal erzeugt wird, dessen Amplitude sich als Funktion der Drehung der Welle nichtlinear verändert.

Über eine bewegliche Keilform verfügt auch die aus

J5 der DT-AS 11 89 287 bekannte Meßeinrichtung, die einen dreischenkligen Transformator umfaßt, dessen mittlerem, mit einer Wicklung versehenen Schenkel eine konstante Speisewechselspannung zugeführt wird. An den Wicklungen auf den beiden seitlichen Schenkeln

■»ο läßt sich dann eine Meßwechselspannung abnehmen, die eine Funktion der Drehbewegung einer Welle ist. Hierzu sind auf der Welle keilförmige, ferromagnetische, den magnetischen Fluß zwischen den Schenkeln störende und Luftspalte zwischen diesen bildende Rückschlußteile vorgesehen, so daß die Übertragung der dem mittleren Schenke! zugeführten Wechselspannung auf die Außenschenkel je nach der Menge des sich in dem Luftspalt befindenden ferromagnetischen Rückschlußmaterials behindert wird. Die Menge dieses Materials läßt sich durch die Keilform und durch die Verdrehung der Welle, auf der die Rückschlußteile sitzen, beeinflussen.

Zusammengefaßt beziehen sich beide bekannten Meßsysteme auf Wechselspannungsmeßeinrichtungen, bei denen entweder kapazitiv oder induktiv durch keilförmige, verdrehbare Zwischenelemente ein Ausgangssignal übertragen wird, dessen Amplitude sich linear oder nichtlinear mit dem Drehwinkel der keilförmigen Übertragungselemente verändert.

W) Im Gegensatz hierzu bezieht sich die Erfindung allgemein auf induktive oder kapazitive Abgriffsysteme, die so ausgebildet sind, daß sich im Verlauf der Annäherung eines Gegenbetätigungselements ein bestimmter Schaltzustand (der sich üblicherweise nicht

h5 ändert) erreicht wird, der bei Durchlauf zunächst aufrechterhalten und zu einem weiteren vorgegebenen Zeitpunkt bei vorgegebener Entfernung des Gegenbetätigungselements zu einer Sonde wieder geändert wird,

so daß das Abgriffsystem seinen ursprünglichen Schaltzustand, beispielsweise Ausgangsspannung null, wieder annimmt. Solche induktiven oder kapazitiven Abgriffsysteme werden häufig als Auslöserrechanismen verwendet; sie: werden durch die Bewegung des üblicherweise metallischen Gegenelements in Annäherung oder Entfernung an eine Sonde geschaltet, so daß die Sonde eine Zustandsänderung bewirkt. Bekannte induktive Geber, die bevorzugt verwendet werden, weisen zu diesem Zweck einen Oszillator auf, der mit vorgegebenu Amplitude schwingt. Diese Amplitude gibt ihrer Größe nach einen ersten Schaltzustand an. Nähert sich der Schwingspule des Oszillators, die als Sonde bezeichnet werden kann, ein metallischer Gegenstand, dann ergibt sich dadurch eine Änderung im Schwingverhaiten des Oszillators, beispielsweise kann der dem Oszillator zugeordnete Schwingkreis so bedämpft werden, daß die Schwingamplitude sich merklich ändern oder, im Falle daß der Oszillator von vornherein kritisch gekoppelt gewesen ist, die Schwingungen vollständig abreißen. Es ergibt sich dann eine Zustandsänderung, die beispielsweise zur Schaltung von Relais od. dgl. ausgenutzt werden kann.

Als ein Beispiel für viele sei auf den induktiven Wegaufnehmer verwiesen, der sich der DT-AS 12 87 803 entnehmen läßt. Dieser bekannte induktive Wegaufnehmer ist allerdings durch bestimmte Maßnahmen so geändert worden, daß die von ihm abgegebene Ausgangsspannung eine Funktion des Wegs der Steuerfahne ist. Hierzu sind die Spulen des induktiven Wegaufnehmerüystems in Bewegungsrichtung der Steuerfahne langgestreckt und weisen an ihren Enden je zwei feldkonzentrierende Einsätze auf, so daß sich in einem relativ großen Bereich ein gewünschter linearer Zusammenhang ergibt. Die Steuerfahne ist rechteckförmig ausgebildet und durchläuft den Schlitz des Aufnehmersyste:ms, wobei dann das Ausgangssignal umso größer wird, je länger der Weg der Steuerfahne ist. Man erzielt auf diese Weise eine Art Amplitudenmodulation zusätzlich zu dem von einem solchen induktiven Wegaufnehmer abgegebenen JA-NElN-Signal, welches als Schaltzustandsänderung bei Annäherung der (metallischen) Steuerfahne abgegeben wird.

Die Schaltzustände, die beispielsweise ein solcher induktiver Geber einnehmen kann, hängen üblicherweise davon ab, in welcher Position sich das zugeordnete Gegenelement oder die Steuerfahne, die zur Erfassung von Bewegungsabläufen üblicherweise beweglich ist, angeordnet ist und wie lange die Steuerfahne in ihrer die Änderung des Schaltzustands des Abgriffsystems bestimmenden E'osition verbleibt. Läuft das Gegenelement nur kurz an der induktiv oder kapazitiv arbeitenden Sonde vorbei, dann ergibt sich ein entsprechend kurzer Schaltimpuls, der beispielsweise auch gezählt werden kann.

Die Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, ein solches Gebersystem, sei es auf induktiver oder kapazitiver Grundlage, so zu verbessern, dall zusätzlich zu der wegabhängigen Änderung des Schaltzustands zur Auswertung von Informationen auch noch die Schaltdauer, d. h. die Dauer der Einwirkung verändert werden kann, und zwar ohne daß auf die Geschwindigkeit der Bewegung der Steuerfahne, die als erster Schaltungsparameter die Dauer der Schaltzustandsänderung auf jeden Fall bestimmt, Einfluß genommen wird.

Zur Lösung dieser Aufgabe geht die Erfindung aus von der eingangs als bekannt vorausgesetzten Vorrichtung und besteht erfindungsgemäß darin, daß die Sonde des Abgriffsystems in Querrichtung zur Bewegungsrichtung des keilförmigen Elements zur Veränderung der Dauer der Schaltzeit verschiebbar angeordnet ist.

ί Es ergibt sich so der gegenüber den bekannten Systemen erhebliche Vorteil, daß einmal aus der Auslösung durch die Annäherung des Gegenelements eine Information gewonnen wird, andererseits diese information in ihrer Dauer aber mit einfachsten

lü mechanischen Mitteln beliebig einstellbar ausgebildet sein kann, so daß in vielfältiger 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 zugeführt 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 Maschinentaki 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

y, Puder od. dgl.

Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche und in diesen niedergelegt.

Im folgenden werden Aufbau un>' Wirkungsweise eines Ausführungsbeispiels der Erfindung anhand der Figuren im einzelnen näher erläutert. Dabei zeigt

F i g. 1 ein induktives Abgriffsystem mit zugeordnetem Gegenelement auf einer sich drehenden Welle,

F i g. 2 die Vorrichtung der F i g. 1 in einer Ansicht von oben und

F i g. 3 die Vorrichtung der F i g. 1 in einer Schnittdarstellung entlang der Linie 3-3 der Fig. 1.

In Fig. 1 ist dao 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 aufgebrach: 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 kann, beispielsweise

ho also von Bewegungen an hin- und herverlaufenden Schubstangen, Pleuelstangen oder sonstige Line^rbewegungen. Wie der Darstellung der F i g. 1 entnommen werden kann, ist das Gegenelement 1 allgemein keilförmig ausgebildet, und zwar beim dargestellten

h> Ausführungsbeispiel in der Weise, daß di? innere Randbegrenzung 4 als konzentrischer Kreis um den Scheibenmittelpunkt verläuft, während die äußere Randbegrenzung 5 des Gegenelements 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 F i g. 1 allgemein mit dem Bezugszeichen 6 versehen; er besteht aus einem Sondenteil 7, welches mit dsm Gegenelement 1 in Wirkverbindung gerät und einem nachgeschalteten Trägerteil oder Gehäuseteil 8, das auch die weiteren elektrischen 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 Gegenelements 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 Ausführungsbeispiel 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 F i g. 1 der durch einen Kreis 10 bezeichnete empfindliche Bereich des Sondenteils 7 räumlich über der Form des Gegenelements 1 befindet.

Da das Gegenelement seine Form im Verlauf seiner kontinuierlichen Bewegung ändert, ist es möglich, und dies ist ein wesentliches Merkmal vorliegender Erfindung, durch Verschiebung des Sondenteils 7 und, was zweckmäßiger ist, unmittelbar des gesamten Abgriffs 6 die Dauer der Überdeckung 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 Schrauben 12.

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

ίο 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 250° 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 F i g. 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.

Fig.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. dgl. 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 Maschihentakt erfolgt und daher diese Bewegung abgestimmt ist auf die Grundbewegung von Wellen u. dgl., so daß, wie auch im speziellen Ausführungsbeispiel erläutert, durch Ausnutzung dieser Wellenbewegung entsprechende Schalt- und Steuersignale gewonnen werden können.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (7)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zur Erfassung der Einwirkung eines sich bewegenden Elements, beispielsweise eines Winkelsektors einer sich mit konstanter Geschwindigkeit drehenden Welle zur Bewirkung von Schaltungs- und Arbeitsabfolgen im Ablauf eines Maschinentakts, auf ein eine induktive oder kapazitive Sonde umfassendes Abgriffsystem, dessen Ausgangssignal von dem sich bewegenden, keilförmigen Element veränderbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Sonde (7, 10) des Abgriffsystems (6) in Querrichtung zur Bewegungsrichtung des keilförmigen Elements (1) zur Veränderung der Dauer der Schaltzeit verschiebbar angeordnet ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch t, dadurch gekennzeichnet, daß das keilförmige Element (1) auf einem sich in translatorischer Richtung bewegenden Träger angeordnet ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das sich bewegende Element (1) in Form eines sich spiralig erweiternden Winkels auf einer als Träger ausgebildeten Scheibe (2) angeordnet ist, die sich auf einer drehbaren Welle (21) befindet.

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 beeinflussenden Material besteht, auf welches das Element (1) in Form einer Kupferkaschierung angeordnet ist, daß die innere Begrenzungslinie (4) des Elements (1) einer Kreisform und die äußere Begrenzungslinie (5) einer spiralig nach außen verlaufenden Linie folgt und daß die Vorderkante (9) des Elements (1) als Radius ausgebildet ist.

5. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der als induktives Schaltelement ausgebildete Abgriff (6) aus einer örtlich über oder im Bereich des Elements (1) angeordneten Sonde (7) und aus einem zugehörigen Trägergehäuse (8) besteht, welches vertikal verschiebbar auf einem stationären Lagerteil (13) gelagert ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Trägergehäuse für die Sonde (7) in seinem Inneren entsprechende Schaltungselemente aufnimmt und über einen Bügel (11) mit der Sonde (7) verbunden ist und daß am Trägergehäuse (8) Führungen für Lagerzapfen (16,17) ausgebildet sind, auf denen dieses in vertikaler Richtung gleitet.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß um einen der Lagerzapfen (17) zwischen Trägergehäuse (8) für die Sonde (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.