DE2537714C2 - Vorrichtung zur Positionsprüfung eines umlaufenden Anzeigeorgans - Google Patents

Description

dadurch gekennzeichnet, daß

d) in der Nähe des Umfangs des Rotors (15) ortsfest ein erstes magnetisches Fühlglied (16) zur Feststellung der Vorbeibewegung eines jeden Magnetpols des Rotors angeordnet ist, und

e) radial an einer mit dem Anzeigeorgan (12) über eine diskontinuierlich arbeitende Übertragungseinrichtung (23, 24, 31, 32, 33) verbundenen Welle (27) ein einzelner Magnet (28) angeordnet ist, mit-dem eir. zweites ortsfestes magnetisches Fühlgli?d (29) zur Feststellung der vollständigen Umdrehung des Anzeigeorgans (12) zusammenwirkt,

f) und die den Magneten (28) tragende Weile (27) bei jeder vollen Umdrehung des Anzeigeorgans (12) eine vollständige Umdrehung ausführt gnetpolen abwechselnder Polarität gebildeten Rotor und einen impulsweise gespeisten Stator besitzt

Bei einer bekannten Vorrichtung dieser Art (IT-PS 7 69 660) muß die Winkelstellung des Anzeigeorgans, nämlich einer mit Klappen versehenen Walze, von Zeit zu Zeit mit einer bestimmten Ausgangs- oder Null-Lage verglichen werden. Die Organe, welche die Position der Walze und damit die durch die Klappen gegebene Anzeige abfühlen, sind als elektromechanische Schleifkon takte ausgebildet, die von der rotierenden Walze angetrieben sind. Die Schleifkontakte haben jedoch den Nachteil, daß sie sich im Laufe der Zeit mechanisch abnutzen, ungenau und daher nur bedingt zuverlässig sind.

Es ist Aufgabe der Erfindung, eine gattungsgemäße Vorrichtung so zu verbessern, daß die Positionskontrolle berührungslos, also ohne mechanisch betätigte Kontakte erfolgt, und hierdurch die Probleme der Abnutzung, Ungenauigkeit und geringer Zuverlässigkeit ver mieden sind.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß

d) in der Nähe des Umfangs des Rotors ortsfest ein erstes magnetisches Fühlglied zur Feststellung der Vorbeibewegung eines jeden Magnetpols des Rotors angeordnet ist, und e) radial an einer mit dem Anzeigeorgan über eine

diskontinuierlich arbeitende Übertragungseinrichtung verbundenen Welle ein einzelner Magnet angeordnet ist, mit dem ein zweites ortsfestes magnetisches Fühlglied zur Feststellung der vollständigen Umdrehung des Anzeigeorgans zusammenwirkt,

f) und die den Magneten tragende Welle bei jeder vollen Umdrehung des Anzeigeorgans eine vollständige Umdrehung ausführt

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die diskontinuierlich arbeitende Übertragungseinrichtung ein Getriebeglied (23, 24) umfaßt, welches durch die Rotation des Schrittmotors (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

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Positionsprüfung eines umlaufenden Anzeigeorgans, insbesondere einer gelenkig mit ihr verbundene Klappen tragenden Walze, wobei

a) das Anzeigeorgan durch einen Schrittmotor über ein Untersetzungsgetriebe in vorbestimmter Drehrichtung schrittweise in Umdrehung versetzt ist, und

b) das Anzeigeorgan nach einer vorbestimmten geraden Anzahl von vollen Umdrehungen des Schrittmotors eine volle Umdrehung ausführt, und

c) der Schrittmotor einen durch eine Reihe von Ma-

Der durch die Erfindung erzielte, wesentliche techni-

sehe Fortschritt besteht im folgenden: Da die den Magneten tragende, diskontinuierlich angetriebene Welle bei jeder Partialdrehung des Anzeigeorgans eine volle Umdrehung ausführt, die Drehbewegung dieser Welle also schneller als die Bewegung des Anzeigeorgans ist und eine kleine Drehung des Anzeigeorgans eine größere Drehung des mit der Welle verbundenen Magneten veranlaßt, wird die Meßempfindlichkeit des mit dem Magneten zusammenarbeitenden Fühlgliedes erheblich verbessert, so daß dieses Fühlglied, welches von Haus aus zu einer Positionskontrolle an sich ungeeignet ist, im vorliegenden Fall für die erforderliche berührungsfreie Abtastung herangezogen werden kann.

Bei einer an sich bekannten, jedoch gattungsfremden Vorrichtung zur Messung der Winkelgeschwindigkeit

einer Welle (DE-AS 11 38 240) wirken zwar ebenfalls Magnete berührungslos mit einem als Hallgenerator ausgebildeten Fühlglied zusammen, die Anordnung dient jedoch nicht zur Positionsprüfung eines umlaufenden Organs, sondern zur Messung von dessen Ge- sehwindigkeit. Eine solche Geschwindigkeitsmessung ist mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Positionsprüfung bereits rein gedanklich nicht möglich, da dort das umlaufende Anzeigeorgan schrittweise angetrieben ist und mithin der Begriff der »Drehgeschwindigkeit« auf dieses Organ nicht anwendbar ist. Somit ist diese bekannte Vorrichtung mit dem Lirfindung.sgegensUind nicht vergleichbar, ganz abgesehen davon, daß die bekannte Vorrichtung nicht die erfindungsgemäß vorgese-

hene, diskontinuierlich angetriebene, einen Magneten tragende Welle aufweist, die bei jeder vollen Umdrehung des Anzeigeorgans eine vollständige Umdrehung ausführt Damit enthält die zuletzt genannte Druckschrift auch keine Anregungen, die den Fachmann auf die erwähnten Vorteile der hier vorgeschlagenen Positionsprüfvorrichtung hätten hinlenken können.

Die nachstehende Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung dient im Zusammenhang mit der Zeichnung der weiteren Erläuterung. Es zeigt

F i g. 1 eine Vorderansicht eines mit Klappen versehenen Anzeigeorgans;

F i g. 2 eine Querschnittsansicht entlang der Linie H-II in F i g. 1;

F i g. 3 eine Querschnittsansicht entlang der Linie HIHI in Fig. 1;

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

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

F ι g. 6 und 7 Ansichten, auf denen im einzelnen der Betätigungsmechanismus des Erregungsmagneten für das die Null-Stellung kontrollierende, elektromagnetisehe Fühlglied dargestellt ist

Auf der Zeichnung bezeichnet das Bezugszeichen 10 allgemein eine Einheit, die beispielweise sechzig Anzeigeklappen 11 aufweist Die Klappen 11 sind in herkömmücher Weise an einer Walze 12 gelenkig befestigt die durch einen polarisierten Schrittmotor 13 intermittierend angetrieben ist Der Schrittmotor 13 ist schematisch in F i g. 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 rbwechselr.d 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 KlaDpen U tragenden Walze 12 durch ein Getriebe verbunden, welches ein Ritzel 18 und zwei Zahnräder 19, 20 umfaßt. Eine elastische Klinke 21 greift in den gezahnten Rand eines weiteren Rades 22 ein, welches drehfest mit der Welle 17 verbunden ist, so daß auf diese Weise eine iur in einer Richtung wirkende Sperrung der Welle 17 verwirklicht ist.

Erfindungsgemäß trägt die Welle 17 weiterhin an i'.irern 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, elektfömagnetischen Fühlglied 29 (F i g. 3) zusammenwirkt

Die Nocke 23 hat einen größeren Durchmesser und stellt eine Kreisscheibe mit einer am Umfang liegenden Kerbe 30 dar, weich« dazu dient, bei jedem Umlauf der Antriebswelle 17 mit einem der aufeinanderfolgenden sechs Zähne 31 des Zahnrades 25 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
Die beschriebene Vorrichtung arbeitet in folgender Weise:

Die Kopplung, welche den Schrittmotor mit dem Erregungsmagneten 28 verbindet ist mit einem solcher. 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 We einer vollen Umdrehung vor. Während d&L 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 ;ich bekannte und äquivalente Einrichtungen verwendet werden, beispielsweise ein Malteserkreuz-Antrieb oder dgl.

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 WaI-zenwelle 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 Verarbe^.ungseinrichtung £ weiter verarbeitet und an einer Anzeigevorrichtung V angezeigt

Hierzu 5 Blatt Zeichnunger.

Claims (1)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zur Positionsprüfung eines umlaufenden Anzeigeorgans (12), insbesondere einer gelenkig mit ihr verbundene Klappen tragenden Walze, wobei

a) das Anzeigeorgan (12) durch einen Schrittmotor (13) über ein Untersetzungsgetriebe (23,24) in vorbestimmter Drehrichtung schrittweise in Umdrehung versetzt ist, und

b) das Anzeigeorgan nach einer vorbestimmten geraden Anzahl von vollen Umdrehungen des Schrittmotors eine volle Umdrehung ausführt, und

c) der Schrittmotor einen durch eine Reihe von Magnetpolen abwechselnder Polarität gebildeten Rotor und einen impulsweise gespeisten Stator besitzt,