DE2705620C3 - Codieranordnung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Codieranordnung mit einem Aufnahmegerät und einem relativ dazu bewegbaren mit einem Codemuster versehenen Teil.

65 Ein typisches Beispiel für eine derartige Codieranordnung ist ein sogenannter Wellencodierer, bei dem die Winkellage einer sich drehenden Welle od. dgl. mittels eines Codemusters an der rotierenden Welle erfaßt wird, die sich an irgendeiner Aufnahmeeinrichtung vorbeibewegt. Typischerweise wird gegenwärtig ein Magnet an den sich bewegenden Mechanismus angefügt, der sich an einer Aufnahmespule so vorbeibewegt, daß ein elektrischer Impuls erzeugt wird. In manchen Fällen stellt die Masse des Magneten jedoch ein Problem insofern dar, als Unwucht erzeugt wird; in anderen Fällen läßt die Arbeitsumgebung die Verwendung von magnetischen Geräten nicht ratsam erscheinen.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine Codieranordnung mit möglichst massearmen Codierungsträgern zu schaffen, die auch in für magnetische Geräte nicht geeigneter Umgebung einsetzbar ist.

Die Aufgabe wird gelöst mit einer Anordnung der eingangs genannten Art, bei der das Codemuster durch mindestens einen Abschnitt aus elektrisch gepoltem Kunststoffmaterial gebildet und bei der das Aufnahmegerät ein kapazitives Aufnahmegerät ist.

Das auch als »Elektret« bekannte elektrisch gepolte Kunststoffmaterial ist beispielsweise aus »Elektrotechnik« 58, Heft 6, Seiten 18 und 19 (1976) und aus »Elektronik« 22, Heft 1, Seiten 35 und 36 bekannt.

Da;- Material wird bisher dazu eingesetzt, besonders leichte Mikrofone mit hoher Wiedergabetreue zu erzeugen oder um Tastensätze mit geringem Platzbedarf und hoher Zuverlässigkeit herzustellen. Ferner ist bekannt, die Eigenschaft des Materials, durch eingeprägte elektrische Felder Staubteilchen anzuziehen, bei der Herstellung von Luftfiltern auszunützen.

Mit der Verwendung von Elcktrctmaterial zum Codieren von Wellen und anderen mechanischen Teilen kann ein massearmer Codierungsträger geschaffen werden, der auchdort voll einsetzbar ist, wo etwa auftretende Wechselmagnetfelder eine magnetische Codierung schädigen oder vernichten würden. Unter den zur Verfugung stehenden Materialien befinden sich Kunststoffe mit relativ niedrigem spezifischen Gewicht, so daß eine Codierung ohne Aufbringen zusätzlicher Gewichte leicht möglich ist.

Vorzugsweise wird als elektrisch gepoltes Kunststoffmaterial Polyvinylydenfluorid (PVF₂) verwendet.

Derartige Codieranordnungen kennen so ausgeführt werden, wie es in den kennzeichnenden Merkmalen der Ansprüche 3-10 analog zu den an sich bekannten Ausgestaltungen der magnetischen Codiergeräte dargestellt ist.

Die Erfindung wird beispielsweise an Hand der Zeichnung näher erläutert, in der die Fig. 1, 2 und 3 schematisch drei verschiedene Arten von Codieranordnungen im Einklang mit der Erfindung zeigen.

In Fig. 1 ist eine Scheibe 1 aus Polyvinylidenfluorid (PVF₂) so angeordnet, daß sie, wie durch den Pfeil 2 angezeigt, um ihren Mittelpunkt 3 drehbar ist. Ein kleiner Abschnitt 4 der Kunststoffscheibe 1 ist elektrisch polarisiert oder, in anderen Worten, dauernd aufgeladen.

Die Technik für diese Aufladung ist gut bekannt. In Kürze dargestellt wird der Abschnitt einem elektrischen Feld von annähernd einem Megavolt/cm bei erhöhter Temperatur, typischerweise 100° C unterworfen. Der Abschnitt wird bei aufrechterhaltenem

elektrischem Feld abgekühlt, wobei der Abschnitt die Eigenschaften einer permanenten, obwohl mit hohem Widerstand versehenen Ladungsquelle aufweist, die auf einer Seite positiv und auf der anderen Seite negativ geladen ist.

In der Bahn des polarisierten Abschnitts 4 bei der Rotation der Scheibe 1 befindet sich ein kapazitives Aufnahmegerät 5. Dieses kapazitive Aufnahmegerät 5 besteht aus zwei Armen 6 und 7, die gegeneinander isoliert sind, und die kapazitive Aufnahmenlatten 8 und 9 tragen, zwischen denen der polarisierte Abschnitt 4 hindurchtritt.

Wenn der polarisierte Abschnitt 4 zwischen den statischen Aufnahmeplatten 8 und 9 hindurchtritt, werden komplementäre Ladungen und dementsprechende Verschiebungsströme erzeugt und ein Impuls geformt, der nach Erfassung und Vergrößerung dazu benutzt werden kann, die augenblickliche Lage und/ oder die Drehgeschwindigkeit der Scheibe 1 anzuzeigen.

In dem in Fig. 2 dargestellten FaH ist die Scheibe 1 mit drei Reihen von polarisierten Abschnitten versehen, die mit verschiedener Radialentfernung vom Drehungsmittelpunkt 3 der Scheibe 1 angeordnet sind. Die äußere Reihe 10 besteht aus zehn einzelnen, polarisierten Abschnitten, die so angeordnet sind, daß sie der Reihe nach abwechselnd zwischen den kapazitiven Platten eines kapazitiven Aufnahmegerätes 11 hindurchtreten.

Die mittlere Reihe 12 besteht aus zwei polarisierten Abschnitten, die so angeordnet sind, daß sie zwischen den kapazitiven Platten eines anderen Aufnahmegerätes 13 hindurchtreten. Die innerste Reihe 14 besteht aus einem einzelnen Abschnitt, der zwischen den kapazitiven Platten eines weiteren kapazitiven Aufnahmegerätes 15 hindurchtritt. Die kapazitiven Aufnahmegeräte 11, 13 und 15 sind alle von der gleichen Art wie das kapazitive Aufnahmegerät 5 nach Fig. 1.

Bei der Anordnung nach Fig. 2 erzeugt jedes kapazitive Aufnahmegerät 11,13 und 15 eine verschiedene

ίο Folge von Impulsen, die beispielsweise benutzt werden kann, um Steuerfunktionen einzuleiten, wenn eine wiederholte Folge von solchen Funktionen benötigt wird.

InFig. 3 ist ein Streifen 16 aus Polyvinylidenfluorid (PVF₂) mit drei Reihen 17,18 und 19 aus polarisierten Abschnitten versehen, die jeweils zwischen den kapazitiven Platten eines von drei kapazitiven Aufnahmegeräten 20, 21 und 22 hindurchtreten, die wiederum gleichartig wie das kapazitive Aufnahmegerät 5 der Fig. 1 ausgeführt sind.

In diesem Fall wird der Streifen 16 linear, wie durch den Pfeil 23 dargestellt, an den Aufnahmegeräten 20 und 22 vorbeibewegt, gerade so, wie ein Magnetband an einem magnetischen Aufnahmekopf vorbeigeführt wird. Wiederum können die erzeugten Impulszüge für Steuerfunktionen benutzt werden.

Bei einem Streifen wie in Fig. 3 ist es auch möglich, ihn in einen Zylinder zu formen, der eine Welle, eine Trommel oder ähnliches umgibt, so daß die Abschnitte aus polarisiertem Kunststoff wiederholt an den kapazitiven Aufnahmegeräten 20 bis 22 vorbeitreten.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (10)

Patentansprüche:

1. Codieranordnung mit einem Aufnahmegerät und einem relativ dazu bewegbaren mit einem i Codemuster versehenen Teil, dadurch gekennzeichnet, daß das Codemuster (1) durch wenig- ■ stens einen Abschnitt aus elektrisch gepoltem Kunststoffmaterial gebildet und daß das Aufnahmegerät (S) ein kapazitives Aufnahmegerät ist. ι ο

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das elektrisch gepolte Kunststoffmaterial (4) Polyvinylidenfluorid (PVF₂) ist.

3. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das mit einem Codemuster versehene Teil eine drehbare Scheibe (1) aus Kunststoffmaterial mit einem oder mehreren Abschnitten (10,12,14) ist, die elektrisch polarisiert sind.

4. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das mit einem Codemuster versehene Teil einen Streifen (16) aus Kunststoffmaterial umfaßt, der einen oder mehrere elektrisch polarisierte Abschnitte (17, 18, 19) aufweist. 2>

5. Anordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein einzelnes kapazitives Aufnahmegerät in bezug auf eine Reihe von Abschnitten aus polarisiertem Kunststoffmaterial vorgesehen ist. jo

6. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß eine Vielzahl kapazitiver Aufnahmegeräte (11,13,15) vorgesehen sind, von denen jedes Gerät einem bestimmten Abschnitt oder einer bestimmten Reihe (10, 12,14) von Abschnitten aus polarisiertem Kunstsloffmaterial zugeordnet ist.

7. Anordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine Reihe von Abschnitten aus polarisiertem Kunst-Stoffmaterial vorgesehen ist, welche gleichartige effektive Längen und gleiche Abstände besitzen.

8. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß eine Reihe von Abschnitten aus polarisiertem Kunststoff material vorgesehen ist, deren effektive Längen und/oder deren Abstände verschieden sind, um ein vorbestimmtes identifizierbares Impulsmuster in den jeweiligen Aufnahmegeräten zu erzeugen.

9. Anordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das mit einem Codemuster versehene Teil ein Streifen (16) aus Kunststoffmaterial ist, der so eingerichtet ist, daß er sich an dem kapazitiven Aufnahmegerät oder den Geräten (20, 21, 22) linear vorbeibewegt wie ein Magnetband in einem Magnetbandgerät.

10. Anordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das mit einem Codemuster versehene Teil ein Streifen (16) aus Kunststoffmaterial ist, der benutzt wird, um eine Weile, eine to Trommel, einen Zylinder od. dgl. zu bilden.