DE2923450C2

DE2923450C2 - Drehwinkelgeber, insbesondere Stellungsgeber für Meß- und Regelgeräte

Info

Publication number: DE2923450C2
Application number: DE19792923450
Authority: DE
Inventors: Gerhard 7054 Korb Fischer
Original assignee: Eckardt AG
Current assignee: Eckardt AG
Priority date: 1979-06-09
Filing date: 1979-06-09
Publication date: 1986-04-03
Also published as: DE2923450A1

Description

Die Erfindung betrifft einen Drehwinkelgeber, insbesondere Stellungsgeber für Meß- und Regelgeräte mit einem mechanisch über einen bestimmten Winkel bewegbaren Schwenkhebel, dessen Bewegung ein Ausgangsstrom über einen fest mit der Schwenkachse verbundenen Geber zugeordnet wird.

Stellungsgeber dieser Art sind bekannt. Sie ordnen einem bestimmten Schwenkwinkel Ausgangsströme zu, die weiterverarbeitet werden können in Meß- oder Regeleinheiten. Stellungsgeber dieser Art besitzen beispielsweise genormte Drehwinkelgeber, die einem festen Meßbereich, z. B. für einen Schwenkwinkel von 0° bis 45° einen Ausgangsstrom von 0 bis 20 mA zuordnen, mit dem nachgeschaltete Regeleinrichtungen beaufschlagbar sind. Werden solche Drehwinkelgeber beispielsweise von dem Hub einer Ventilspindel o. dgl. beaufschlagt, die unterschiedliche Maximalhübe besitzt, so ist es bei Einsatz bekannter Drehwinkelgeber nicht möglich, den vollen Ausschlag des Drehwinkelgebers auszunutzen und auch nicht die volle, von diesem abgegebene Stromstärke. Da den bekannten Drehwinkelgebern im allgemeinen wiederum genormte Meß- oder Regelgeräte nachgeschaltet werden, deren Funktionsbereich beispielsweise auf den vorher erwähnten Strombereich von 0 bis 25 mA ausgelegt ist, lassen sich

I^ die bekannten Drehwinkelgeber bisher im allgemeinen nur für bestimmte Zwecke einsetzen, da nämlich, wo Schwenkwinkel in eben der Größe vorliegen, wie sie der Drehwinkelgeber zur maximalen Aussteuerung seines Bereiches besitzt.

Der Erfindung liegt demgegenüber die Aufgabe zugrunde, einen Drehwinkelgeber so auszugestalten, daß der Geber auch dann voll ausgesteuert wird, wenn auf der Eingangsseite nur wegabhängige Größen eingeleitet werden, die zu einem kleineren Schwenkwinkel führen, als es dem Aussteuerbereich des Gebers entspricht Die Erfindung besteht darin, daß der Schwenkhebel in zwei miteinander gekoppelte Teilhebel mit unterschiedlicher Schwenkachse unterteilt ist, von denen der erste, mit der Schwenkachse des Gebers verbundene Teilhebei mit einem längsverstellbaren Gleitstein versehen ist, der in eine am zweiten Teilhebel in dessen Längsrichtung verlaufenden Kulisse eingreift, und daß in der Ausgangslage der Schwenkbewegung beide Schwenkachsen der Teilhebel und die Mittelachse des Gleitsteins in einer Ebene liegen. Durch diese Ausgestaltung wird es in einfacher Weise durch Verstellung des Gleitsteines in der Ausgangslage möglich, das Übersetzungsverhältnis zwischen den Schwenkbewegungen zu verändern, ohne daß hierbei eine Drehbewegung zwischen den Teilhebein entsteht. Nach Bedarf kann daher abhängig vom Eingangsschwenkwinkel der volle Schwenk- und Aussteuerbereich des Gebers ausgenutzt werden.

Eine vorteilhafte Ausführungsform ergibt sich, wenn der Gleitstein als ein vom ersten Teilhebel senkrecht abstehender Stift ausgebildet ist, der in einen als Kulisse wirkenden Schlitz im zweiten Teilhebel eingreift Diese Ausführung ist einfach herzustellen, so daß sie ausreichende Genauigkeit zu verwirklichen erlaubt. Vorteilhaft ist es, wenn der Nullpunkt des Schwenkbereiches zusammen mit den vorher erwähnten Schwenkachsen in einer Ebene liegt, weil dann eine Nullpunktjustierung nicht mehr nötig ist.

Zur Einstellung des Abstandes zwischen der Schwenkachse des ersten Teilhebels und dem Stift kann eine Einstellschraube vorgesehen sein, die zweckmäßig in Richtung des Schlitzes verlaufend angeordnet ist. Diese Einstellschraube, die auch als Schraubhülse mit einem Schraubstift ausgebildet sein kann, kann mit einem genügend langen Gewinde versehen sein, das vorteilhaft selbsthemmend ausgebildet ist, so daß der einmal eingestellte Abstand nicht mehr verändert wird. Natürlich ist es auch möglich, übliche Arretiermethoden für die Einstellschraube vorzusehen.
Um die in der Regel notwendige Vergrößerung des Schwenkbereiches am Geber zu erreichen, ist es vorteilhaft, die Schwenkachse des ersten Teilhebels in der Ausgangslage zwischen der Schwenkachse des zweiten Teilhebels und dem Stift anzuordnen. Natürlich ist es in

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alien Fallen, wo eine Verkleinerung des Schwenkberei- befindet sich der zweite Teilhebel 20, beispielsweise in

'■■'-■. ches gewünscht wird, auch möglich, die Schwenkachse der Ausgangsstellung und in der Null-Lage des Gerätes.

ν auf der vom Stift abgewandten Seite der Schwenkachse Es ist zu erkennen, daß in dieser Lage die Schwenkachse

des zweiten Teilhebels vorzusehen. 2 des zweiten Teilhebels 20, die Schwenkachse 8 des

Die Erfindung ist in der Zeichnung anhand von einem 5 Stellungsgebers 6 und der Stift 15 in einer Ebene liegen,

,: Ausführungsbeispiel dargestellt und in der nachfolgen- die durch die Achse 26 angedeutet ist. Die Schwenkach-

den Beschreibung erläutert. Es zeigt se 8 des Stellungsgebers 6 liegt dabei in dieser Ebene 26

F i g. 1 einen schematischen Längsschnitt durch einen zwischen dem Stift 15 und der Schwenkachse 2. Ausge-

Stellungsgeber gemäß der Erfindung, hend von dieser Lage des Stiftes 15 relativ zu den beiden

F ig. 2 die teilweise aufgebrochene Draufsicht auf den 10 Achsen 8 und 2 vollführt der erste Teilhebel, der um die

Stellungsgeber der Fig. 1, jedoch mit abgenommener Schwenkachse 8 verschwenkt, daher bei einem Ein-

Abdeokhaubeund gangsschwenkwinkel α des zweiten Teilhebels (20) ei-

Fig.3 eine schematische Darstellung der durch die nen Schwenkwinkel /fc, der wesentlich größer als der

neue Ausgestaltung hervorgerufenen Getriebekinema- Eingangsschwenkwinkel α und im Ausführungsbeispiel

tik. 15 ca. 75° ist. Das wird dadurch bedingt, daß der Stift 15 bei

^: In den Fig. 1 und 2 ist in einer Basisplatte 1 eines der Schwenkung des zweiten Teilhebels 20 um den Ein-Stellungsgebers, der einem bestimmten Schwenkwinkel gangsschwenkwinkel cc aus der Lage 15 in die Endlage einen Ausgangsstrom zuordnet, eine Schwenkachse 2 15' bewegt wird, so daß er dadurch den ersten Teilhebel über eine Lagerhülse 3 gelagert, an derem unteren Ende in die durch die ausgezogene Linie 27 bezeichnete Endein nicht dargestellter Kurbeltrieb angebracht wird, der 20 stellung führt. Wird dagegen der Stift mit Hilfe der

---. zu einer Schwenkbewegung der Schwenkachse 2, bei- Schraubhülse IS und der Einstellschraube 17 in die Nä-

spielsweise in Abhängigkeit von dem Hub eircr Ventil- he der Endlage des Schlitzes 19, d. h. in die Stellung 15a

spindel führt. An der Grundplatte 1 ist außerdem über bewegt so führt dann der erste Teilhebel nur eine

mindestens eine Stützsäule 4 eine Platine 5 gelagert, auf Schwenkbewegung um den Schwenkwinkel ß\ aus, der

der ein elektrischer Stellungsgeber 6 fest montiert ist, 25 im Ausführungsbeispiel etwa bei 30° liegt Der Stift wird

: der, wie aus Fig.2 hervorgeht mit Anschlußklemmen dabei von seiner Ausgangslage 15a auf der Ebene 16 in

\ zur Stromzufuhr und Stromabnahme 7 versehen ist Der die Endlage 15a'bewegt und nimmt dabei entsprechend

; Stellungsgeber 6 weist eine zentrale Schwenkachse 8 den ersten Teilhebel mit, der um die Schwenkachse 8

'■'}, auf, an der mit Hilfe einer Klemmschraube 9 ein Dreh- verschwenkt wird.

' \ körper 10 befestigt ist, der gegen Kippen an einem zy- 30 Durch Verschieben des Stiftes 15 in dem Schlitz 19

lindrisch fest mit dem Gehäuse des Stellungsgebers 6 wird es daher möglich, einem bestimmten Eingangs-

Vj verbundenen Ansatz 11 geführt ist Der Drehkörper 10 Schwenkwinkel α verschiedene Ausgangswinkel des

Vi wird in bekannter Weise über eine Rückstellfeder 12 durch die beiden Teilhebel 13 und 20 gebildeten Getrie-

[;■. von einer Rückstellkraft beaufschlagt. be zuzuordnen, wobei die Schwenkwinkel ß-, bzw. /?2

ij Fest mit dem Drehkörper 10 verbunden ist ein erster 35 o. dgl. dann als Eingangsschwenkwinkel für den Stel-

ü Teilhebel 13, der aus einer aus Kunststoff herstellbaren lungsgeber 6 dienen. Es ist daher möglich, genormten

.■ Schlitzführung 14 für einen in Richtung zu der Schwenk- Stellungsgebern 6 durch entsprechende Einstellung des

achse 8 verlaufenden Stift 15 und aus einer an dem Teil Stiftes 15 den vollen Einstellbereich zuzuordnen, der

' 14a dieser Führung gehaltenen Gewindebüchse 16 für beispielsweise bei 45° Ausschlag liegt, auch dann, wenn

eine Stellschi aube 17 besteht, an deren Ende der Stift 15 40 der Schwenkachse 2 beispielsweise nur Schwenkwinkel

angebracht ist Die Ausgestaltung ist dabei so getroffen, von 15° o. dgl. zur Verfügung stehen, die bedingt sind

daß die Gewindehülse 16 über eine an ihrem linken durch die Größe des Hubes einer Ventilspindel. Durch

Ende angeordnete Inbusvertiefung 18 verdrehbar, aber die neue Ausgestaltung wird daher der Anwendungsbe-

axial fest ist, während die Stellschraube 17 sich bei einer reich von Drehwinkelgebern wesentlich erweitert.

Drehbewegung der Schraubhülse 16 axial verschiebt da 45

sie aufgrund¹ der Führung des Stiftes ta in dem Schlitz 14 Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

und in einem noch zu erläuternden Schlitz 19 nicht ver-

drehbar ist. Der Schlitz 19, in den der Stift 15 eingreift,
ist Teil eines zweiten Teilhebels 20, der fest auf einer
Platte 21 sitzt, die ihrerseits fest mit der Schwenkachse 2 50
verbunden ist. An der Platte 21 ist außerdem noch ein
aus Blech ausgestanzter Zeiger 22 angeordnet, der an
einer Skala geführt werden kann. An einem Vorsprung
23 dieses ausgestanzten Teiles greift eine weitere Rück-

;'.. slcllfeder 24 an, die in nicht näher gezeigter Weise über 55
einen Stift 25 mit der Grundplatte 1 fest verbunden ist

Wird bei dieser Ausführungsform daher eine vom
Hub einer Ventilspindel o. dgl. abhängige Winkelbewegung über die Schwenkachse 22 eingeleitet, so verschwenkt sich der zweite Teilhebel 20 um einen entspre- 60

g chenden Winkel, nimmt dadurch über den Stift 15 den

p zweiten Teilhebel 13 mit, der seinerseits über die

;f Schwenkachse 8 den Stellungsgeber beaufschlagt.

iji Aus der F i g. 3 geht hervor, daß es durch diese Ausge-

ft, staltung möglich v/i¥d, einem Eingangsschwenkwinkel α S5

.·,:.; in der Größenordnung von beispielsweise 15° am Stel-

;_;: lungsgeber 6 Schwenkwifckelß\ bzw.ßi zuzuordnen, die

# wesentlich größer sind. In der ausgezogenen Stellung

Claims

Patentansprüche:

1. Drehwinkelgeber, insbesondere Stellungsgeber für Meß- und Regelgeräte mit einem mechanisch über einen bestimmten Winkel bewegbaren Schwenkhebel, dessen Bewegung ein Ausgangsstrom über einen fest mit der Schwenkachse verbundenen Geber zugeordnet wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Schwenkhebel in zwei miteinander gekoppelte Teilhebel (13,20) mit unterschiedlich angeordneter Schwenkachse (8 bzw. 2) unterteilt ist, von denen der erste, mit der Schwenkachse (8) des Gebers (6) verbundene Teilhebel (13) mit einem längsverstellbaren Gleitstein (15) versehen ist, der in einer am zweiten Teilhebel (20) in dessen Längsrichtung verlaufenden Kulisse (19) eingreift und daß in der Ausgangslage der Schwenkbewegung beide Schwenkachsen (8, 2) der Teilhebel (13, 20) i'2d die Mittelachse des Gleitsteins (15) in einer Ebesre (16) liegen.

2. Drehwinkelgeber nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Gleitstein als ein vom ersten Teilhebel (13) senkrecht abstehender Stift (15) ausgebildet ist, der in einen als Kulisse wirkenden Schlitz (19) am zweiten Teilhebel (20) eingreift

3. Drehwinkelgeber nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß in der Ausgangslage auch der Nullpunkt des Schwenkbereiches auf der Ebene (26) liegt.

4. Drehwinkelgeber nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß zur Einstellung des Abstandeo zwischen der Sc4iwenkachse (8) des ersten Teilhebels (13) und dem Stift (15) eine Einstellschraube (17,18) vorgesehen Ls.

5. Drehwinkelgeber nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Einstellschraube in Richtung des Schlitzes (19) verlaufend angeordnet ist.

6. Drehwinkelgeber nach den Ansprüchen 4 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Einstellschraube aus einer drehbaren, aber axial am ersten Teilhebel (13) gehaltenen Schraubhülse und aus einer in dieser axial verstellbar, aber unverdrehbar gehaltenen Einstellschraube (17) besteht.

7. Drehwinkelgeber nach den Ansprüchen 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Einstellschraube (17) mit einem selbsthemmenden Gewinde versehen ist.

8. Drehwinkelgeber nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwenkachse (8) des ersten Teilhebels in der Ausgangslage zwischen der Schwenkachse (2) des zweiten Teilhebels (20) und dem Stift (15) angeordnet ist.