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Stand der Technik
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Die Erfindung geht aus von einer Einrichtung zur Drehrichtungs erfassung
nach der Gattung des Hauptanspruches. Es ist schon eine derartige Einrichtung zur
Drehrichtungserfassung von rotierenden Teilen, z.B. von Motoren, bekannt, bei der
beispielsweise zwei Geber verwendet werden und bei der aus der Aufeinanderfolge
der Ausgangssignale der beiden Geber auf Rechts- bzw. Linkslauf geschlossen werden
kann. Die Verwendung von zwei Gebern ist aber aufwendig und teuer. Außerdem ist
hei vielen Anwendungsfällen der zur Anbringung der Geber zur Verfügung stehende
Raum außerordentlich begrenzt, so daß derartige Lösungen vielfach bereits aus Raumgründen
ausscheiden.
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Es ist auch bekannt, aus mehreren Gebersignalen den Mittelwert zu
bilden und aus diesem Mittelwert auf Rechts- bzw. Linkslauf zu schließen. Nachteilig
bei einer derartigen Lösung ist, daß bis zur Drehrichtungserkennung mehrere Geberimpulse
erzeugt werden müssen.
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Vorteile der Erfindung Die erfindungsgemäße Einrichtung mit den kennzeichnenden
Sierkmalen des Hauptans-pruches hat demgegenüber den Vorte-il, daß nur ein Geber
erforderlich ist und daß bereits bei der Vorbeibewegung eines auf dem rotierenden
Teil angeordneten signalaus-lösenden Elementes an dem Differentialgeber eine zuverlässige
Aussage über die Drehrichtung möglich ist.
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Zeichnung Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung
dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen: Fig.
1 ein Schaltbild einer Einrichtung zur Drehrichtungserfassung-und Fig. 2 a und b
Impulsdiagramme zur Erläuterung der Wirkungsweise der Einrichtung nach Fig. 1 bei
Rechtslauf und bei Linkslauf.
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Beschreibung der Erfindung In Figur 1 ist ein Differentialgeber mit
zwei in Reihe geschalteten magnetfeldabhängigen Widerständen 10 und 11 dargestellt.
Diese magnetfeldabhängigen Widerstände 10 und 11 können beispielsweise Feldplatten
oder X hlelemente sein.
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Die beiden magnetfeldabhängigen Widerstände 10 und 11 sind einem Magnetfeld
ausgesetzt, das durch Vorbeibewegung eines signalauslösenden Elementes 12 auf einem
rotierenden Teil 13 verändert wird. Das signalauslösende Element 12 ist im vorliegenden
Fall ein Zahn auf einer Zahnscheibe. Wird der Zahn 12 in der durch einen Pfeil dargestellten
Drehrichtung an dem Differentialgeber 1O,11 vorbeibewegt, dann steht er zunächst
dem magnetfeldabhängigen Viderstand 10 gegenüber. Dieser magnetfeldabhängige Widerstand
wird niederohmig, während der andere magnetfeldabhängige Widerstand 1t hochohmig
ist. Wenn der Zahn 12 zwischen den beiden magnetfeldabhängigen Widerständen 10 und
11 steht, wird der magnetfeldabhångige Widerstand 10 etwas hochohmiger und der magnetfeldabhängige
Widerstand 11 etwas niederohmiger, der Gesamtwiderstand aber insgesamt betrachtet
niederohmiger als der Gesamtwiderstand bei einem dem magnetfeldabhängigen Widerstand
10 gegenüberstehenden Zahn 12, und wenn der Zahn 12 dem magnetfeldabhängigen Widerstand
11 gesenubertsteht, wird dieser magnetfeldabhängige Widerstand 11 niederohmig und
der magnetfeldabhängige Widerstand 10 hochohmig. Den beiden in Reihe geschalteten
magnetfeldabhängigen Widerständen 10 und 11 sind zwei in Reihe zueinander geschaltete
Referenzwiderstände 14 und 15 parallel geschaltet. Die Widerstände 10,11,14 und
15 bilden damit eine Brückenschaltung die einerseits ruder einen Widerstand 16 an
eine Versorgungsspannung, beispielsweise den Pluspol einer Batterie angelegt ist
und die über einen Widerstand 17 mit dem negativen Pol dieser Batterie verbunden
ist.
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Die Brückenschaltung aus den magnetfeldabhängigen Widerständen 10,11
und den Referenzwiderständen 14 und 15 ist mit einem ersten Komparator lg sowie
einem zweiten Komparator 19 verbunden. Der Aufbau derartiger Komparatoren ist -allgemein
bekannt
und soll deshalb im vorliegenden Fall nicht näher erläutert werden. An einen ersten
Eingang des Komparators 18 ist dabei der Verbindungspunkt der magnetfeldabhängigen
Widerstände 10 und 11 und an den zweiten Eingang des Komparators 18 der Verbindungspunkt
der beiden Referenzwiderstände 14 und 15 angeschlossen. Damit liegt die Brückendiagonalspannung
an dem Komparator 18 an. Der zweite Komparator 19 ist an seinem ersten Eingang mit
der Brückengesamtspannung verbunden, d.h. dieser erste Eingang ist an den Verbindungspunkt
der Widerstände 10 und 14 angeschlossen. An den zweiten Eingang des Komparators
19 ist ein Widerstand 20 zur Bestimmung eines Schwellwertes geschaltet, dieser Widerstand
20 legt fest, bei welcher Eingangsspannung an dem ersten Eingang des Komparators
19 das Ausgangssignal des Komparators 19 umkippt. An dem Ausgang des Komparators
18 ist ein Ausgangssignal S1 und an dem Ausgang des zweiten Komparators ein Ausgangssignal
S2 abnehmbar. Das Ausgangssignal wird mit Hilfe eines Inverters 21 invertiert, so
daß ein Ausgangssignal s2 entsteht.
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Die Wirkungsweise der beschriebenen Schaltungsanordnung wird anhand
des Impulsplanes gemäß Figur 2 erläutert. In Figur 2 ist eine Impulsfolge aufgetragen,
die bei Rechts lauf des rotierenden Teiles 13 auftritt und im linken Teil ist die
Impulsfolge bei Linkslauf des rotierenden Teiles 13 aufgetragen.
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In Figur 2a ist die Spannung am Verbindungspunkt der beiden magnetfeldabhängigen
Widerstände 10 und 11 aufgetragen.
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Figur 2b zeigt die Ausgangssignale S1 des ersten Komparators 18, Figur
2c zeigt die Brückengesamtspannung, die am Verbindungspunkt der Widerstände 10 und
14 auftritt und in Figur 2d ist die Ausgangsspannung S2 am Ausgang des zweiten Ror.uparators
19 aufgetragen. Figur 2e zeigt das invertierte,Signal S2.
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Bei Vorbeibewegung des Zahnes 12 an dem Differentialgeber mit den
magnetfeldabhängigen Widerständen 10 und 11 wird das in Fig. 2a dargestellte Signal
am Verbindungspunkt der beiden Widerstände 10 und 11 erzeugt. Dieses Signal und
das Signal am Verbindungspunkt der beiden Referenzwiderstände 14 und 15 ist an die
beiden Eingänge des ersten Komparators 18 angelegt.
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Bei Abweichung'von einer bestimmten Spannung, nämlich der Referenzspannung,
schaltet der erste Komparator 18 um und die in Figur 2b dargestellte Impulsfolge
tritt am Ausgang des ersten Komparators 18 auf. Dabei ist zu erkennen1 daß jeweils
ein Signalwechsel bei der ersten positiven Flanke des Ausgangssignales des Differentialgebers
10 iii erzeugt wird. Das Ausgangssignal des ersten Komparators 18 kippt wieder um,
wenn die nächste negative Flanke des Signales nach Fig. 2a einen bestimmten Wert
erreicht.
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In Fig. 2c ist die Brijckengesamtspannung aufgetragen. Aus dem Kurvenzug
ist zu erkennen, daß jeweils bei Vorbeibewegung des Zahnes 12 an den magnetfeldabhängigen
Widerständen 10,11 die Spannung am Verbindungspunkt der Widerstände 10 und 14 absinkt.
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Diese Spannung ist an den zweiten Komparator 19 angelegt. Bei Unterschreiten
eines mit dem Widerstand 20 vorgegebenen Schwellwertes kippt das Ausgangssignal
S2 des zweiten Komparators 19 um. Dieses Ausgangssignal ist in Fig. 2d dargestellt.
Das invertierte Ausgangssignal S2 zeigt Fig. 2e. Vergleicht man die zeitliche Aufeinanderfolge
der Impulse gemäß Fig. 2b und Fig. 2e, dann kann man erkennen, daß die Ausgangsimpulse
S1 des ersten Komparators 18 bei Rechtslauf früher als die Ausgangsimpulse 2 des
zweiten Komparators 19 auftreten. Dagegen erscheinen die Ausgangsimpulse S2 des
zweiten Komperators 19 bei Linkslauf des rotierenden Teiles 13 vor den Ausgangssignalen
des ersten Komparators 18. Aus der zeitlichen Aufeinanderfolge jeweils nur eines
Ausgangssignales der beiden Komparatoren 18 und 19 kann auf die Drehriclltung des
rotierenden Teiles geschlossen werden. Beispielsweise mit Hilfe einer bistabilen
Kippschaltung, an deren Eingänge die beiden Signale 1 und
angelegt
sind, kann ein elektrisches Signal erzeugt werden, das den Rechts- bzw. Linkslauf
des rotierenden Teiles 13 zuverlässig kennzeichnet, auch wenn der Zahn 12 nur ein
einziges Mal an dem Differentialgeber 10,11 vorbeibewegt wurde. Auch bei einer Vielzahl
von Zähnerr auf dem rotierenden Teil 13 genagt die Vorbeibewegung nur eines Zahnes,
um die Drehrichtung sicher zu erkennen.