DE2537714A1

DE2537714A1 - Vorrichtung zur ueberpruefung der position eines umlaufenden anzeigeorgans

Info

Publication number: DE2537714A1
Application number: DE19752537714
Authority: DE
Inventors: Auf Nichtnennung Antrag
Original assignee: Solari & C SpA; Solari & C/udine SpA
Current assignee: SOLARI UDINE SpA UDINE IT
Priority date: 1974-09-04
Filing date: 1975-08-23
Publication date: 1976-03-18
Also published as: IT1020448B; NL7509575A; GB1516684A; CH597666A5; DE2537714C2; JPS5147395A; FR2284150A1; US4017851A; FR2284150B3; JPS601629B2

Description

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19. August 1975

SOLARI & C./UDINE S.p.A. Via Gino Pieri, 29
Udine / Italien

Vorrichtung zur Überprüfung der Position eines umlaufenden Anzeigeorgans

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Überprüfung der Position eines umlaufenden Anzeigeorgans, welches durch einen Motor mit einem abwechselnd Magnetpole verschiedener Polarität aufweisen Rotor schrittweise rotierend angetrieben ist.

Die Erfindung bezieht sich allgemein auf eine Vorrichtung zur Kontrolle einer ausgewählten Winkelposition eines Organs, welches schrittweise rotierend angetrieben ist. Insbesondere bezieht sich die Erfindung auf eine Vorrichtung,die in der Lage ist, die Winkelposition und die Null- oder Ausgangsstellung einer Walze zu überprüfen, wobei diese Walze mehrere Anzeigeklappen trägt und

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ein Bestandteil eines Fernanzeigesystems ist.

Es sind Fernanzeigeanlagen bekannt, bei denen sich die Information aus einer bestimmten Anzahl von Klappen zusammensetzt, die nebeneinander angeordnet sind und von denen jede einen Teil einer Einheit bildet, die ihrerseits eine Gruppe von Klappen umfaßt, die von einer schrittweise umlaufend angetriebenen Rolle oder Walze getragen sind. Dabei muß die Winkelstellung der die Klappen tragenden Walze von Zeit zu Zeit mit einer bestimmten Ausgangs- oder Null-Lage verglichen werden. Die Walzen werden von Schrittmotoren angetrieben, bei denen ein permanent magnetisierter Rotor eine abwechselnde Serie von Nord-Süd-Polaritäten aufweist und in Abhängigkeit von zwei ortsfesten Polschuhen angetrieben wird, die abwechselnd mit unterschiedlichen magnetischen Polaritäten erregt werden.

Die Organe, welche die Lage der Walze und damit die durch die Klappen gegebene Anzeige abfühlen, sind im allgemeinen als elektrische Schleifkontakte ausgebildet, die durch die Rotation der Walze angetrieben sind, wie dies beispielsweise im einzelnen in der italienischen Patentschrift 769 660 beschrieben ist.

Es ist Aufgabe der Erfindung, ohne solche mechanisch betätigte Kontakte auszukommen und dadurch die mit ihnen verbundenen Nachteile zu vermeiden, nämlich Abnutzung,Ungenauigkeit und geringe Zuverlässigkeit.

Der allgemeine Erfindungsgedanke richtet sich darauf, Elemente zu verwenden, welche die Position der Walze auf magnetischem Wege abfühlen.

Das Vorhandensein der abwechselnden Polaritäten an dem Rotor des

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Schrittmotors erlaubt es in bequemer Weise, daß die Schritte, beginnend mit einer bestimmten Ausgangsposition, mit Hilfe eines am Umfang des Rotors angeordneten, auf dem Hall-Effekt beruhenden Fühlgliedes gezählt werden.

Dabei wird bei jedem Schritt das Fühlglied gegenüber einem Nordoder einem Südpol in Stellung gebracht und liefert entsprechende Signale. Die Verwendung eines auf dem Hall-Effekt beruhenden Fühlgliedes wirft andererseits jedoch ein schwieriges Problem auf. Betrachtet man nämlich die beschränkte Zahl von Winkelgraden zwischen zwei aufeinanderfolgenden Positionen der Walze, so erzeugt die Anwesenheit eines Magnetschuhes, der zusammen mit der Walze verdreht wird, ein Feld, welches einen zu großen Winkelbereich überstreicht, wie es für eine eindeutige Anzeige des betreffenden Fühlgliedes erforderlich wäre. Das Fühlglied kann dabei bereits durch das Magnetfeld beeinflußt werden, bevor die Walze ihre tatsächliche Null-Stellung erreicht, und auch noch dann, nachdem die Walze diese Stellung überschritten hat.

Eine solche Zweideutigkeit des Signals erhält man auch selbst dann noch, wenn man unter Überwindung beträchtlicher technischer Schwierigkeiten einen Permanentmagneten herstellt und verwendet, der eine extrem kleine Querschnittsfläche besitzt.

Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe wird gelöst durch eine Anordnung, die ein erstes, dem Rotor zugeordnetes, magnetisches Abtast- und Steuersystem sowie ein zweites solches System aufweist, das einem radial an einer Welle befestigten Magneten zugeordnet ist, wobei die Welle mit dem Anzeigeorgan über eine diskontinuierlich arbeitende Übertragungseinrichtung mit einheitlichem übersetzungsverhältnis verbunden ist, so daß die Welle bei jeder Umdrehung des Anzeigeorgans einen vollen Umlauf ausführt.

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Gemäß der Erfindung ist also die Walze, deren Position abgefühlt wird, mit einer Welle verbunden, die einen radial an dieser angeordneten Permanentmagneten trägt. Die Verbindung zwischen der Walze und dieser Welle erfolgt durch die Vermittlung einer Mechanik, welche eine diskontinuierliche Antriebsübertragung gestattet, und zwar mit einem solchen Verhältnis, daß die den Magneten tragende Welle eine volle Umdrehung bei jeder Drehung der Walze ausführt; ein auf dem Hall-Effekt beruhendes Fühlglied ist im Weg des Magneten angeordnet.

Die Diskontinuität der Antriebsübertragung, die derart ist, daß eine kontinuierliche Drehbewegung in eine intermittierende Drehbewegung verwandelt wird, bewirkt eine in Phasen erfolgende Rotation der den Magneten tragenden Welle und während dieser Phasen ist die Drehbewegung der Welle schneller als die Bewegung der Walze, so daß eine kleinere Drehung der Walze Anlaß gibt zu einer größeren Drehung des Magneten, wodurch die Meßempfindlichkeit des auf dem Hall-Effekt beruhenden Fühlgliedes verbessert wird.

Die nachstehende Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen der Erfindung dient im Zusammenhang mit beiliegender Zeichnung der weiteren Erläuterung. Es zeigen:

Fig. 1 eine Vorderansicht eines mit Klappen versehenen Anzeigeorgans;

Fig. 2 eine Querschnittsansicht entlang der Linie II-II in Fig. 1;

Fig. 3 eine Querschnittsansieht entlang der Linie III-III in Fig. 1;

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Fig. 4 eine Seitenansicht in Richtung des Pfeiles F in Fig. 2;

Fig. 5 eine schematische Ansicht eines Schrittmotors mit einem Fühlglied zur Kontrolle der ausgeführten Schritte und

Fig. 6

und 7 Ansichten, auf denen im einzelnen der Betätigungsmechanismus des Erregungsmagneten für das die Null-Stellung kontrollierende, elektromagnetische Fühlglied dargestellt ist.

Auf der Zeichnung bezeichnet das Bezugszeichen 10 allgemein eine Einheit, die beispielsweise sechzig Anzeigeklappen 11 aufweist. Die Klappen 11 sind in herkömmlicher Weise an einer Walze 12 gelenkig befestigt, die durch einen polarisierten Schrittmotor 13 intermittierend angetrieben ist. Der Schrittmotor 13 ist schematisch in Fig. 5 dargestellt und umfaßt einen Stator 14 sowie einen Rotor 15 mit fünf Polschuhen "N" und fünf Polschuhen "S". Am Stator 15 ist ein elektromagnetisches Fühlglied 16 befestigt, das dem Umfang des Rotors zugeordnet ist. Infolgedessen wird bei jedem Schritt des Motors ein Pol entgegengesetzten Vorzeichens in Ausrichtung mit dem Fühlglied gebracht, wobei das letztere abwechselnd zwei verschiedene Ausgangssignale liefert. Durch einen Vergleich der Anzahl der dem Motor mitgeteilten Impulse mit der Anzahl der vom Fühlglied emittierten Signale ergibt sich eine genaue Überprüfung, ob die Anzahl der vom Motor ausgeführten Schritte der Anzahl der mitgeteilten Impulse gleich ist. Die Ausgangswelle 17 des Motors ist mit der die Klappen 11 tragenden Walze 12 durch ein Getriebe verbunden, welches ein Ritzel 18 und zwei Zahnräder 19, 20 umfaßt. Eine elastische Klinke 21

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greift in den gezahnten Rand eines weiteren Rades 22 ein, welches drehfest mit der Welle 17 verbunden ist, so daß auf diese Weise eine nur in einer Richtung wirkende Sperrung der Welle 17 verwirklicht ist.

Erfindungsgemäß trägt die Welle 17 weiterhin an ihrem dem Ritzel 18 abgekehrten Ende einen diskontinuierlichen Antriebsübertragungsmechanismus, welcher zwei Nocken 23, 24 umfaßt, die ihrerseits jeweils mit Nocken-Folgegliedern in der Form von Zahnrädern 25, 26 zusammenwirken. Die letzteren Zahnräder sind auf eine Welle 27 eines Erregungsmagneten 28 aufgekeilt, der mit einem auf dem Hall-Effekt beruhenden, elektromagnetischen Fühlglied 29 (Fig. 3) zusammenwirkt.

Die Nocke 23 hat einen größeren Durchmesser und stellt eine Kreis scheibe mit einer am Umfang liegenden Kerbe 30 dar, welche dazu dient, bei jedem Umlauf der Antriebswelle 17 mit einem der aufeinanderfolgenden sechs Zähne 31 des Zahnrades 2 5 in Eingriff zu gelangen. Der Umriß der Zahnräder 25 und 26 entspricht im wesentlichen demjenigen eines konventionellen, krenelierten Rades, von dem jedoch jeder dritte Zahn weggelassen ist.

Der Durchmesser der Nocke 23 ist so berechnet, daß sich die Nocke frei zwischen den Zähnen 31 drehen kann, bis einer von ihnen in die Kerbe 30 eingreift.

Die Nocke 24 weist einen geringeren Durchmesser auf und ist mit zwei Zähnen 32 versehen, die bei jedem Umlauf der Antriebswelle 17 mit einem der aufeinanderfolgenden sechs Zähne 33 des Zahnrades 26 in Eingriff gelangen. Die Zähne 33 des Zahnrades 26 sind gegenüber den Zähnen 31 des Zahnrades 25 jeweils um eine halbe Teilung versetzt.

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Die beschriebene Vorrichtung arbeitet in folgender Weise:

Die Kopplung, welche den Schrittmotor mit dem Erregungsmagneten 28 verbindet, ist mit einem solchen Verhältnis aufgebaut, daß
der Magnet nur dann in Ausfluchtung mit dem elektromagnetischen Fühlglied 29 gelangt, wenn durch die Klappen 11 die "Null-Anzeige" dargestellt ist.

Da im Hinblick auf diese Tatsache die Zahnräder 25, 26 jeweils
sechs Zähne haben, rücken bei jeder Umdrehung der Antriebswelle 17 die Welle 27 und damit der Magnet 28 um 1/6 einer vollen Umdrehung vor. Während der Vorrückbewegung ist jedoch das Getriebeoder Übersetzungsverhältnis zwischen den Wellen 17 und 27 eins, weil die Teilungskreise der Zähne 32 und 31 sowie 33 gleich sind. Die Umfangsgeschwindigkeit des Magneten 28 bezüglich des Fühlgliedes 29 ist sechsmal so groß als die Umfangsgeschwindigkeit, die er haben würde, wenn er auf der Welle der Walze 12 befestigt wäre. Dieser Umstand gestattet es, daß mit Hilfe einer
herkömmlichen Weiterverarbeitung des vom Fühlglied 29 abgegebenen Signals die Nullstellung mit ausreichender Genauigkeit festgestellt werden kann,wobei die Annäherung kleiner als die Teilung zwischen den Polen des Rotors 15 und damit auch kleiner als die Teilung zwischen den Klappen der Walze 12 ist.

Die Erfindung ist auf die besondere Ausbildung der intermittierenden Antriebsübertragung mit Hilfe der Nocken und Zahnräder 23, 24, 25, 26 nicht beschränkt. Da die alleinige Voraussetzung für die von der Erfindung beabsichtigte Wirkung die intermittierende Antriebsübertragung ist, können auch an sich bekannte und
äquivalente Einrichtungen verwendet werden, beispielsweise ein
Malteserkreuz-Antrieb oder dgl.

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Bei der dargestellten Ausführungsform treibt der Motor 13 die Walze 12 über ein Untersetzungsgetriebe an, so daß eine solche mechanische Ankopplung einen direkt übertragbaren Antrieb für das Führungsglied des intermittierenden Mechanismus liefert. Eine solche intermittierende Bewegung könnte jedoch auch bei einem entsprechenden Schnellgang der Bewegung der Walzenwelle übertragen werden, sollte dies aus irgendwelchen Gründen erwünscht sein.

Wie schematisch in Fig. 3 dargestellt, werden die von den Fühlgliedern 16 und 29 abgegebenen Signale durch eine Verarbeitungseinrichtung E weiter verarbeitet und an einer Anzeigevorrichtung V angezeigt.

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Claims

2b377H m - 150 19. August 1975 Patentansprüche:

1.) Vorrichtung zur Überprüfung der Position eines umlaufenden ^-._/ Anzeigeorgans, welches durch einen Motor mit einem abwechselnd Magnetpole verschiedener Polarität aufweisenden Rotor schrittweise rotierend angetrieben ist, gekennzeichnet durch ein erstes, dem Rotor (15) zugeordnetes, magnetisches Abtast- und Steuersystem (16) und durch ein zweites solches System (29), das einem radial an einer Welle (27) befestigten Magneten (28) zugeordnet ist, wobei die Welle (27) mit dem Anzeigeorgan (12) über eine diskontinuierlich arbeitende Übertragungseinrichtung (23, 24, 25, 26) mit einheitlichem Übersetzungsverhältnis verbunden ist, so daß die Welle (27) bei jeder Umdrehung des Anzeigeorgans (12) einen vollen Umlauf ausführt.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Anzeigeorgan eine Walze (12) ist, welche gelenkig mit ihr verbundene Klappen (11) trägt.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die diskontinuierlich arbeitende Übertragungseinrichtung ein Getriebeglied (23, 24) umfaßt, welches durch die Rotation des Motors (13) mit einer Geschwindigkeit angetrieben ist, die ein ganzzahliges Vielfaches der Umlaufgeschwindigkeit des Anzeigeorgans (12) ist, und daß das Getriebeglied (23, 24) bei jeder Umdrehung und über einen beschränkten Drehwinkelbereich hinweg in ein weiteres Getriebeglied (25, 26) eingreift, welches mechanisch mit der den Magneten (28) tragenden Welle (27) verbunden ist.

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