DE2748694C2 - Adjusting device - Google Patents

Adjusting device

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DE2748694C2
DE2748694C2 DE19772748694 DE2748694A DE2748694C2 DE 2748694 C2 DE2748694 C2 DE 2748694C2 DE 19772748694 DE19772748694 DE 19772748694 DE 2748694 A DE2748694 A DE 2748694A DE 2748694 C2 DE2748694 C2 DE 2748694C2
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Description

33

auch als Torsions-, Kreuzbandfeder o. ä. Lagerung aus- ist als die des Statorringes 2. Werden sämtliche Elektrogebildet sein kann, vorzugsweise als axial verspanntes magnete 3 zyklisch nacheinander angesteuert, so wird Duplex-Kugellagerpaar ausgebildet werden, so daß das der Rotor eine der Zahnteilung entsprechende kleine bei einem Radialkugellager unvermeidbare Axial- bzw. Verdrehung durchführen. In der gleichen Radialebene Radiailagerspiel eliminiert wird. 5 wie die Elektromagnete sind radial innen liegend durchalso designed as a torsion spring, cross-band spring or similar bearing than that of the stator ring 2. Are all electrified can be, preferably controlled cyclically one after the other as axially tensioned magnet 3, so is Duplex pair of ball bearings are formed so that the rotor has a small one corresponding to the tooth pitch Carry out unavoidable axial or twisting of a radial ball bearing. In the same radial plane Radial bearing play is eliminated. 5 like the electromagnets are radially inward through

Es hat sich als vorteilhaft erwiesen, als Winkelmeß- geeignete konstruktive Ausbildung die Signalelektronik vorrichtung einen Differentialtransformator (induktiven 17 sowie eine Winkelmeß vorrichtung 20 angeordnet Winkelmeßgeber) vorzusehen, welcher bei kleinsten Die Signal-Elektronik 17 ist auf einer ringförmigen Lei-Abmessungen eine hohe Auflösung und eine sehr kleine terplatte 18 angeordnet, wobei die hier nicht dargestell-Ansprechschwelle ergibt und insbesondere in radialer io ten elektrischen Verbindungsleitungen der Elektroma-Richtung geringe Abmessungen aufweist Außerdem gnete 3 sowie der Winkelmeßvorrichtung 20 unmittelsind dabei nur Stromzuföhrungen auf den Stator nötig. bar mit der Leiterplatte 18 verbunden sind. Die Winkel-Wird dem Stator ein konzentrisches, ringförmiges Bau- meßvorrichtung 20 ist als induktiver Differentialtransteil zugeordnet, so kann dieses im Hinblick auf eine formator ausgebildet, enthaltend ein auf der Abtriebseinfache Konstruktion bevorzugt mit der Anpaßfläche 15 welle 9 angeordnetes ferromagnetisches Teil 21, welversehen werden und sowohl zur Aufnahme der mecha- ches mit einem Ringspalt 22 auf dem Stator gegenübernischen Lagerung, als auch der Elektromagnete der liegend, Bleche 23 mit einer elektrischen Doppelwick-Stellvorrichtung sowie der Signalelektronik dienen. lung 24 für Versorgungsspannung bzw. MeBsignal zuge-It has proven to be advantageous to use the signal electronics as a suitable construction for measuring angles device a differential transformer (inductive 17 and an angle measuring device 20 arranged Angle encoder) to be provided, which with the smallest The signal electronics 17 is on an annular Lei dimensions a high resolution and a very small terplatte 18 arranged, the response threshold not shown here results and in particular in the radial io th electrical connecting lines of the electroma direction has small dimensions In addition, gnete 3 and the angle measuring device 20 directly only power supply to the stator is required. bar are connected to the circuit board 18. The angle-will A concentric, ring-shaped structural measuring device 20 is attached to the stator as an inductive differential part assigned, this can be designed with a view to a formator containing a simple output on the output Construction preferably with the adapter surface 15 shaft 9 arranged ferromagnetic part 21, welversehen niches with an annular gap 22 on the stator opposite to accommodate the mechanisms Storage, as well as the electromagnet of the lying, sheets 23 with an electrical Doppelwick adjusting device as well as the signal electronics. 24 for supply voltage or measurement signal assigned

Die Abtriebswelle wird bevorzugt mit einer Bohrung ordnet sind.The output shaft is preferably arranged with a bore.

versehen, welche die rotorseitige Anpaßfläche darstellt 20 provided, which represents the rotor-side adapting surface 20

Werden auf der Abiriebsweüe als einem in einer Ein- Hierzu 1 Blatt ZeichnungenAre on the Abiriebsweüe as a single sheet of drawings

spannung zu fertigenden Teil nebeneinander J agerung, voltage to be manufactured next to each other hunting,

Meßvorrichtung sowie Membran angeordnet so können diese sehr genau gefertigt und bei der Montage gegeneinander ausgerichtet werden, so daß Genauigkeitseinbußen von Stell- und Meßteil verhindert werden. Die Stell und Winkelmeßeinheit eignet sich aufgrund ihres geringen Platz- und Gewichtsbedarfes (»Pancake«-Bauweise) sowie der hohen Genauigkeit besonders für Anwendungen in der Raumfahrttechnik, insbesondere zur Verstellung von kardanischen Rahmensystemen, Antennen oder Solarpaddeln, wobei weitere aufwendige Montage- oder Justierarbeiten nicht erforderlich sind.Measuring device and membrane arranged so they can be manufactured very precisely and during assembly are aligned against each other, so that a loss of accuracy can be prevented by the control and measuring part. The adjusting and angle measuring unit is suitable due to their low space and weight requirements ("pancake" design) and their high accuracy especially for applications in space technology, especially for adjusting cardanic frame systems, Antennas or solar paddles, with no further complex assembly or adjustment work required are.

Die erfindungsgemäße Stell- und Winkelmeß-Einheit wird nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert. The adjusting and angle measuring unit according to the invention is explained in more detail below with reference to the drawing.

Der Stator 1 enthält einen topfförmigen Ring 2 zur Aufnahme einer Anzahl von Elektromagneten 3 der Stellvorrichtung, welche über den Umfang gleichmäßig verteilt sind. Der Stator 1 enthält weiterhin ein im wesentlichen ringförmig ausgebildetes Bauteil 4, mit einer zylindrischen Außenfläche 5a und einen Flansch mit Stirnfläche 5b zur Verbindung mit weiteren, hier nicht dargestellten Geräteteilen, wie zum Beispiel einem Rahmen eines kardanischen Rahmensystfc;Tis oder einem anderen Satellitenteii. Bauteil 4 ist gleichzeitig Aufnahme- und Führungsteil für die Statoren der Stell- und Winkelmeßvorrichtung sowie des Kugellageraußenrings. Ein Rotor 8 mit der Antriebswelle 9 ist mittels einer Lagerung 10 drehbar bezüglich des Stators angeordnet Zur Lagerung wird in einer bevorzugten Ausbildung ein axial verspanntes Duplex-Kugellagerpaar (nicht dargestellt) vorgesehen. Die Abtriebswelle ist mit einer axialen Bohrung 12 versehen, deren Wandung Ua und Stirnfläche 116 zur Verbindung mit einem zu bewegenden Geräteteil wie z. B. einer Antenne oder einem Solarpaddel dient Die Einheit kann somit ohne Schwierigkeiten mit einem Gerät verbunden werden, wobei lediglich die koaxialen Flächen 5a und 11 a und deren Stirnflächen 5b und Ub bzw. entsprechenden Flächen des Gerätes aneinander angepaßt werden müssen. Der Rotor 8 enthält eine in radialer Richtung steife und in axialer Richtung nachgiebige Membrane 13, mit welcher eine Taumelscheibe 14 verbunden ist. Die Taumelscheibe 14 und der Statorring 2 sind mit einander gegenüberliegenden Reibflächen oder Zahnkränzen 15 und 16 versehen, wobei die Zähnezahl der Taumelscheibe um eins kleinerThe stator 1 contains a cup-shaped ring 2 for receiving a number of electromagnets 3 of the actuating device, which are evenly distributed over the circumference. The stator 1 also contains an essentially ring-shaped component 4, with a cylindrical outer surface 5a and a flange with an end face 5b for connection to other device parts, not shown here, such as a frame of a cardanic frame system; Tis or another satellite part. Component 4 is at the same time a receiving and guiding part for the stators of the adjusting and angle measuring device as well as the ball bearing outer ring. A rotor 8 with the drive shaft 9 is arranged rotatably with respect to the stator by means of a bearing 10. In a preferred embodiment, an axially braced duplex ball bearing pair (not shown) is provided for the bearing. The output shaft is provided with an axial bore 12, the wall Ua and end face 116 for connection to a device part to be moved such as, for. B. an antenna or a solar paddle is used. The unit can thus be connected to a device without difficulty, only the coaxial surfaces 5a and 11a and their end faces 5b and Ub or corresponding surfaces of the device have to be matched to one another. The rotor 8 contains a diaphragm 13 which is rigid in the radial direction and flexible in the axial direction and to which a swash plate 14 is connected. The swash plate 14 and the stator ring 2 are provided with opposing friction surfaces or gear rings 15 and 16, the number of teeth on the swash plate being one smaller

Claims (5)

ι 2 Ansteuerung sind nicht Gegenstand der vorliegenden Patentansprüche: Erfindung. Mit einer derartigen Stellvorrichtung können sehr kleine, definierte einzelne Stellschritte erreichtι 2 control are not the subject of the present claims: Invention. With such an adjusting device, very small, defined individual adjusting steps can be achieved 1. Stellvorrichtung enthaltend einen Stator mit werden, wobei jedoch der Erfassung der momentanen mehreren auf einem Kreis angeordneten axial wir- 5 Stellung des Rotors sowie der Auflösung und Reprodukenden Elektromagneten, einen bezüglich des Sta- zierbarkeit der Winkelgrößen der einzelnen Stellschrittors drehbar gelagerten Rotor, dessen Abtriebswelle te besondere Bedeutung zukommt1. Actuating device containing a stator with, however, the detection of the momentary several axially arranged on a circle, position of the rotor as well as the resolution and reproduction Electromagnets, one with regard to the stability of the angular sizes of the individual positioning steps rotatably mounted rotor, whose output shaft te is of particular importance mit einer Taumelscheibe verbunden ist, wobei die Es ist zwar aus der US-PS 38 58 098 ein Positionsmes-is connected to a swash plate, although it is from US-PS 38 58 098 a position measuring Taumelscheibe den Elektromagneten gegenüberlie- ser bei einem Motor bekannt Dort wird jedoch lediglichSwash plate opposite the electromagnet is known in a motor gend angeordnet ist und durch deren nacheinander 10 ein Signal für die Steuereinrichtung einer Waschmaschi-is arranged and through their successive 10 a signal for the control device of a washing machine erfolgende Ansteuerung in eine Taumelbewegung ne erzeugt, Genauigkeitsforderungen sind hier keine zuresulting control in a tumbling motion ne generated, accuracy requirements are not here versetzt wird, und wobei die Lagerung der Abtriebs- erfüllen, außerdem zeigt der gesamte Aufbau von Mo-is offset, and where the bearings meet the output, also shows the entire structure of mo- welle und die Taumelscheibe in axialer Richtung hin- tor und Abgriff einen erhöhten Raumbedarf,shaft and the swash plate in the axial direction behind and tap an increased space requirement, tereinander angeordndet sind, dadurch ge- Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, dieare arranged one above the other, thereby ge The invention is therefore based on the object that kennzeichnet, daß koaxial zu den Elektroma- 15 Genauigkeit und Funktionssicherheit bei einer Vorrich-indicates that coaxial to the electrical 15 accuracy and functional reliability in a device gneten (3) in der gleichen Radialebene und axial zwi- tung der eingangs genannten Art bei gleichzeitig kom-gneten (3) in the same radial plane and axially between the type mentioned at the same time schen der Lagerung (10) und der Taumelscheibe (14) paktem Aufbau zu erhöhen.between the storage (10) and the swash plate (14) to increase compact structure. eine Winkelmeßvorrichtung (20) vorgesehen ist, und Diese Aufgabe wird durch die im Kennzeichen desan angle measuring device (20) is provided, and this task is carried out by the feature of the daß im Stator (1) radial zwischen den Elektromagne- ersten Patentanspruches angegebenen Merkmale ge-that in the stator (1) radially between the electromagnetic first patent claim specified features ge ten (3) und eier Winkelmeßvorrichtung (20) eine Si- 20 löstth (3) and eier angle measuring device (20) a Si-20 solves gnaieiektronik (17) angeordnet ua4 mit beiden eiek- Die Verwendung einer Winkeirneßvorrichtung er-gnaieiektronik (17) arranged ua4 with both eiek- The use of an angle measuring device trisch verbunden ist möglicht die genaue Erfassung des Verdrehwinkels undtrically connected enables the exact detection of the angle of rotation and 2. Stellvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch ge- stellt somit in Verbindung mit der Signalelektronik eine kennzeichnet daß die Abtriebswelle (9) eine Boh- wirkungsvolle Kontrolle dar. Durch die beanspruchte rung (12) aufweist deren Wandung (Ha) die Anpaß- 25 Anordnung der Winkelmeßeinrichtung in der Stellvorfläche für eine anzutreibende Welle bildet richtung wird die Genauigkeit weiter erhöht Durch die2. Adjusting device according to claim 1, characterized in that in connection with the signal electronics one indicates that the output shaft (9) is a drilling effective control. Due to the claimed tion (12), its wall (Ha) has the adapting arrangement the angle measuring device in the front surface for a shaft to be driven forms direction, the accuracy is further increased by the 3. Stellvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, da- Integrierung der Sig.alelektronik und die dadurch erdurch gekennzeichnet, daß die Abtriebswelle (9) in möglichten kurzen elektronischen Verbindungen wird der Radialebene der Meßvorrichtung (20) einen ge- die Funktionssicherheit erhöht Durch beide Maßnahringeren Durchmesser aufweist als bei der Lagerung 30 men zusammen erhält man eine kompakte Bauweise.
(10). Es sind zwar Winkelmeßvorrichtungen mit entspre-3. Adjusting device according to claim 1 or 2, integrating the Sig.alelektronik and characterized in that the output shaft (9) in possible short electronic connections, the radial plane of the measuring device (20) increases the functional reliability by both Maßnahringeren Has a diameter of 30 men together for storage, a compact design is obtained.
(10). There are angle measuring devices with corresponding 4. Stellvorrichtung nach einem der vorhergehen- chend hoher Auflösung, beispielsweise Sychros, Resolden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die als ver und Differentialtransformatoren, bekannt doch be-Differentialtransformator ausgebildete Winkelmeß- reitet deren Anpassung an verdrehbare Teile z. B. Stellvorrichtung (20) eine statorfest angeordnete elektri- 35 vorrichtungen usw. und insbesondere die exakte Aussehe Doppelwicklung (24) und ein mit der Abtriebs- richtung dieser Vorrichtungen erhebliche Schwierigkeiwelle (9) verbundenes, konzentrisches, ferromagne- ten. Außerdem können die innerhalb von Fertigungstisches Teil (12) aufweist, wobei zwischen Doppel- und Montagetoleranzen auftretenden Flucht- und Winwicklung (24) und Teil (21) ein Ringspalt (22) vornan- kligkeitsfehler zwischen Taumelscbsibenmotor und den ist 40 Winkelmeßvorrichtung zu Meß- bzw. Einstell- oder4. Adjusting device according to one of the previous high resolution, for example Sychros, Resolden Claims, characterized in that they are known as ver and differential transformers, but be differential transformers trained Winkelmeß- rides their adaptation to rotatable parts z. B. adjusting device (20) an electrical device, etc., which is fixed to the stator, and in particular the exact appearance Double winding (24) and a considerable difficulty with the output direction of these devices (9) connected, concentric, ferromagnetic th. In addition, the inside of the production table part (12), with alignment and windings occurring between double and assembly tolerances (24) and part (21) an annular gap (22) anchoring defects between the swash plate motor and the is 40 angle measuring device for measuring or setting or 5. Stellvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 Schrittwinkelfehlern führen, welche die Vorteile der hobis 4, gekennzeichnet durch die Anwendung in Luff- hen Auflösung des Winkelsensors bzw. die Exaktheit oder Raumfahrttechnik. der definierten Winkelschritte der Stellvorrichtung5. Adjusting device according to one of claims 1 lead step angle errors, which have the advantages of hobis 4, characterized by the application in Luffhen resolution of the angle sensor and the accuracy or space technology. the defined angular steps of the adjusting device weitgehend aufheben. Darüber hinaus ist zu beachten,largely cancel. In addition, it should be noted 45 daß bei Anwendung in der Raumfahrttechnik außer der45 that when used in space technology other than the Genauigkeit eine höchstmögliche Funktionssicherheit und eine geringe Masse angestrebt werden muß. EineAccuracy, the highest possible functional reliability and a low mass must be sought. One Die Erfindung betrifft eine Stellvorrichtung nach der räumliche Trennung der drei Funktionen — Lagerung,The invention relates to an adjusting device after the spatial separation of the three functions - storage, Gattung des Hauptanspruchs. Stellvorrichtung und Winkelmeßvorrichtung — hat ne-Genre of the main claim. Adjusting device and angle measuring device - has ne- Aus der US-PS 35 79 276 ist eine solche Stellvorrich- 50 ben größerem Platzbedarf und Gewicht höhere Ferti-From US-PS 35 79 276 such an adjusting device is 50 larger space requirements and weight higher production tung mit einem Schrittmotor bekannt gungs- und Montage- sowie Ausrichttoleranzen und so-processing with a stepper motor, disclosure and assembly and alignment tolerances and so on Der Schrittmotor zeigt ein auf einem Kugelgelenk nrt eine Genauigkeitseinbuße zur Folge,
gelagerten und taumelscheibenartig ausgebildeten Ro- Die erfindungsgemäße Stellvorrichtung kann für vertor, der einen äußeren und einen inneren axialgerichte- schiedene Geräte, wie z. B. Rahmenanordnungen für ten Zahnkranz aufweist, wobei der äußere Zahnkranz 55 Schwungräder, Nachführmechanismen oder Antennen mit einem Zahnkranz auf dem Stator und der innere und Solarpaddeln, aber auch für zivile Anwendungen Zahnkranz mit einem Zahnkranz auf der Abtriebswelle universell zum Einsatz gelangen. Von entscheidender durch Ansteuern der Motorspulen in Eingriff gebracht Bedeutung ist daß hierbei Ausrichtfehler oder Fluchtwird. Ein zyklisches Ansteuern der Motorspulen be- fehler zwischen Lagerung, Stell- und Meßvorrichtung wirkt eine wobbelartige Bewegung des Rotors und da- 60 weitgehend vermieden werden, da die Komponenten mit ein Abrollen der Zahnkränze aufeinander. Durch räumlich beisammen in der gleichen Axial- und Radialeunterschiedliche Zähnezahl wird eine Drehbewegung bene angeordnet sind und durch geeignete konstruktive der Abtriebswelle erzeugt Ausbildung sehr genau gegeneinander ausgerichtetThe stepper motor shows a nrt a loss of accuracy on a ball joint,
The adjusting device according to the invention can be used for vertor, the one outer and one inner axially straightening device, such as. B. has frame arrangements for th ring gear, the outer ring gear 55 flywheels, tracking mechanisms or antennas with a ring gear on the stator and the inner and solar paddles, but also for civil applications ring gear with a ring gear on the output shaft are universally used. Of crucial importance brought into engagement by driving the motor coils is that alignment errors or misalignments occur. A cyclic activation of the motor coil error between the bearing, the setting and the measuring device causes a wobble-like movement of the rotor and thus largely avoided, since the components roll over one another with the gear rims. By spatially co-located in the same number of axially and radially different teeth, a rotational movement will be arranged and the output shaft will be very precisely aligned with one another by means of a suitable design of the output shaft Anstelle der Zahnrk —nze können Rotor und Stator werden können.Instead of the sprocket, the rotor and stator can be used. mit Reibbelägen versehen sein (unendliche große Zäh- 65 Die Gesamtgenauigkeit wird somit wesentlich ver-be provided with friction linings (infinitely large toughness 65 The overall accuracy is thus significantly reduced nezahl). Die Ausbildung der Zahnkränze, welche gege- bessert Zur weiteren Genauigkeitssteigerung diesernezahl). The formation of the gear rims, which are improved To further increase the accuracy of these benenfalls auch durch Reibflächen ersetzt werden oder Einheit kann die Lagerung, die prinzipiell als Gleit-, Ku-If necessary, it can also be replaced by friction surfaces, or the bearing unit, which is basically a sliding, der Taumelscheibe sowie deren elektromagnetische gellager oder bei eingeschränkter Winkelbewegungthe swash plate and its electromagnetic bearing or with limited angular movement
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