DE3100409C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Steuereinrichtung für fernbediente, mittels Schrittmotore angetriebene Stellelemente wie beispielsweise Farbzonenschrauben an Druckmaschinen.

Es ist bekannt (DD 85 081), zur Ansteuerung von Synchronmotoren im Schrittmotorbetrieb ein Ansteuerorgan und eine Schritterzeugerstufe zu verwenden. Nachteilig ist dabei, daß zur Ansteuerung der beispielsweise zur Verstellung der Farbzonenschrauben an Druckmaschinen verwendeten wahlweise parallelschaltbaren Schrittmotoren jeweils 4 Ansteuerleitungen erforderlich sind, was zu einem unvertretbar hohen Installationsaufwand führt.

Es ist auch allgemein bekannt, ein Ende aller Motorspulen an ein festen Massepotential zu legen und die anderen Enden der Motorspulen zwischen einer positiven und negativen Betriebsspannung mittels eines Umschaltkontaktes umzuschalten.

Nachteilig ist, daß dabei eine sehr hohe Schalthäufigkeit mit einer starken induktiven Last auftritt, was zu schnellen Ausfall der Schaltelemente führt.

Weiterhin ist nachteilig, daß durch die Vielzahl der wahlweise parallelschaltbaren Schrittmotoren eine starke Lastabhängigkeit auftritt.

Letztendlich ist es bekannt (DE 25 29 309 A1), daß die Beschaltung eines Schrittmotores mit ein Paar Halbleitereinrichtungen komplementären Leitungstyps und einem gemeinsamen Verbindungspunkt erfolgt. Nachteilig ist auch bei dieser Beschaltung der hohe Installationsaufwand und die Lastabhängigkeit bei der wahlweisen Parallelschaltung einer Vielzahl von Schrittmotoren.

Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung einer Steuereinrichtung für fernbediente Stellelemente mit geringem Installationsaufwand, ohne induktive Lasten beim Schaltvorgang und einer Lastunabhängigkeit bei der wahlweisen Parallelschaltung einer Vielzahl von Schrittmotoren.

Die Lösung ist dadurch charakterisiert, daß zwischen Schritterzeugerstufe und den freien Enden der mit den anderen Enden an ein festes Massepotential gelegten Motorspulen der Schrittmotoren je eine Verstärkerstufe mit einer potential­ freien Spannungsquelle, der einer Spannungsteilerschaltung mit einem basisseitig über einen mit der Schritterzeugerstufe ver­ bundenen Schrittfolgekontakt dem Mittenpotential der Spannungs­ quelle zugeordneten Eingangstransistor parallelgeschaltet ist, einen dem Eingangstransistor kollektorseitig über einen Ein­ schaltkontakt und ein mit dem Mittenpotential der Spannungs­ quelle verbundenen ersten Verzögerungsstufe basisseitig nachge­ ordneten, kollektorseitig an die positive Betriebsspannung und emitterseitig an den Ausgang der Verstärkerstufe ange­ schlossenen, ersten Ausgangstransistor und einen dem Eingangs­ transistor ermitterseitig über eine zweite Verzögerungsstufe und die Basis und den Kollektor eines ermitterseitig über das zweite Verzögerungsglied und den Fußpunkt der Spannungsteiler­ schaltung mit der Spannungsquelle verbundenen Transistor basisseitig nachgeordneten, kollektorseitig mit der negativen Betriebsspannung und ermitterseitig an den Ausgang der Ver­ stärkerstufe angeschlossenen zweiten, zum ersten Ausgangstransistor komplementären Ausgangstransistor angeordnet ist.

Je ein Begrenzer ist dabei zwischen der Basis und dem Kollektor der Ausgangstransistoren angeordnet.

Der Einschaltkontakt und der Schrittfolgekontakt ist als Opto­ koppler ausgebildet.

Nachfolgend wird die Erfindung an einem Ausführungsbeispiel näher beschrieben. In der Zeichnung zeigt

Fig. 1 Blockschaltbild der Steuereinrichtung,

Fig. 2 Verstärkeraufbau.

Die Steuereinrichtung besteht aus einem Ansteuerorgan 1, einer Schritterzeugerstufe 2 zur Erzeugung der Schrittfolge (Impuls­ folge und Anzahl der auszuführenden Schritte) der angeschlossenen Schrittmotoren, zwei gleich aufgebauten Verstärkerstufen 5.1, 5.2, ein oder mehreren Schrittmotor-Auswahlschaltern 6 und ein oder mehreren Schrittmotoren 16 mit jeweils zwei Motorspulen 16.1, 16.2.

Ein Ende der Motorspulen 16.1, 16.2 ist an ein festes Massepotential und ein anderes Ende an den Ausgang 20 einer der Verstärker­ stufen 5.1, 5.2 angeschlossen.

Die Verstärkerstufen 5.1, 5.2 werden jeweils über einer Einschalt­ leitung 3 und eine Schrittfolgeleitung 4.1, 4.2 mit der Schritterzeugerstufe 2 verbunden.

An den Verstärkerstufen 5.1, 5.2 liegt jeweils eine positive und eine negative Betriebsspannung an.

Jede der Verstärkerstufen 5.1, 5.2 besteht aus einer potential­ freien Spannungsquelle 7, die auch als gepulste Spannungs­ quelle ausgebildet sein kann, der eine Spannungsteiler­ schaltung mit zwei Widerständen 17 in Reihenschaltung mit einem Eingangstransistor 10 parallelgeschaltet ist. Die Basis des Eingangstransistors 10 ist über einen Schrittfolgekontakt 9 mit dem Mittenpotential der Spannungsquelle 7 verbunden. Kollektorseitig ist der Eingangstransistor 10 über einen Ein­ schaltkontakt 8 und eine erste Verzögerungsstufe 11, deren Auf­ bau bekannt ist und deshalb nicht näher erläutert wird, mit der Basis eines ersten Ausgangstransistors 13 verbunden.

Der Schrittfolgekontakt 9 und der Einschaltkontakt 8 können zweckmäßigerweise als Optokoppler ausgebildet werden. Kollektorseitig ist der erste Ausgangstransistor 13 mit der positiven Betriebsspannung und ermitterseitig mit dem Ausgang der Verstärkerstufe 5 verbunden. Zwischen Basis und Kollektor des ersten Ausgangstransistors 13 ist ein erster Begrenzer 15.1, bei­ spielsweise eine Zenerdiode, angeordnet. Mit dem Mittenpotential der Spannungsquelle ist über die erste Verzögerungsstufe 11 der Ausgang 20 der Verstärkerstufe 5.1, 5.2 verbunden.

Ermitterseitig ist dem Eingangstransistor 10 über eine zweite, analog wie die erste Verzögerungsstufe 11 aufgebaute Verzögerungs­ stufe 19 mit der Basis eines Transistors 12 verbunden. Kollektor­ seitig ist der Transistor 12 über einen Emitterwiderstand 18 mit der Basis eines zweiten Ausgangstransistors 14 verbunden. Der zweite Ausgangstransistor 14 ist kollektorseitig mit der negativen Betriebsspannung und ermitterseitig mit dem Ausgang 20 der Verstärkerstufe 5 verbunden. Der erste und der zweite Aus­ gangstransistor 13, 14 sind Komplementärtransistoren. Zwischen Basis und Kollektor des zweiten Ausgangstransistors 14 ist ein zweiter Begrenzer 15.2 angeordnet.

Der Emitter des Transistors 12 ist über die zweite Verzögerungs­ stufe 19 mit dem Fußpunkt der Spannungsteilerschaltung verbunden.

Die Begrenzer dienen zum Abbau der induktiven Spannungs­ spitzen, dabei ist die Begrenzungsspannung größer als die Summe der Versorgungsspannungen.

Die Verzögerungsstufen 11, 19 sind so ausgelegt, daß das Einschalten des jeweils angeschlossenen Transistors mehr als das Ausschalten verzögert wird.

Die Wirkungsweise der beschriebenen Einrichtung wird nach­ folgend beschrieben.

Von dem Ansteuerorgan 1 wird die Schritterzeugerstufe 2 an­ gesteuert. Die Schritterzeugerstufe 2 erfüllt zwei Aufgaben, einmal über die Einschaltleitung den Verstärker 5 und die Schrittmotoren 16 einzuschalten und zum anderen, über die Schrittfolgeleitung 4 die benötigte Impulsfolge nach der An­ zahl der auszuführenden Stellschritte an den Verstärker 5 aus­ zugeben.

Der Verstärker 5 hat die Aufgabe, über die Schrittmotor-Aus­ wahlschalter 6 die Motorspulen 16 der ausgewählten Schritt­ motoren abwechselnd an die positive und negative Betriebs­ spannung anzuschalten.

Zur Ausführung eines Schaltschrittes wird der Einschaltkontakt 8 geschlossen. Damit wird die positive Betriebsspannung auf den Ausgang 20 des Verstärkers 5 geschalten.

Zur Umschaltung auf die negative Betriebsspannung wird der Schrittfolgekontakt 9 angesteuert, wodurch der Eingangstransistor 10 öffnet, was zum Sperren des ersten Ausgangstransistors 13 und zum Öffnen von Transistor 12 und dem zweiten Ausgangstransistor 14 führt. Beim Öffnen des Schrittfolgekontaktes 9 erfolgt ein Öffnen des ersten Ausgangstransistors 13 und damit ein An­ schalten der Schrittmotoren an die positive Betriebsspannung. Um ein gleichzeitiges Öffnen der Ausgangstransistoren 13, 14 wäh­ rend der Umschaltphase und damit einen inneren Kurzschluß zu verhindern, sind die Zeitglieder 11, 19 den Ausgangstransistoren 13, 14 zugeordnet.

Bezugszeichenaufstellung

1  Ansteuerorgan
2  Schritterzeugerstufe
3  Einschaltleitung
4  Schrittfolgeleitung
5  Verstärker
5.1, 5.2  Verstärkerstufe
6  Schrittmotor-Auswahlschalter
7  Spannungsquelle
8  Einschaltkontakt
9  Schrittfolgekontakt
10  Eingangstransistor
11  erste Verzögerungsstufe
12  Transistor
13  erster Ausgangstransistor
14  zweiter Ausgangstransistor
15.1, 15.2  Begrenzer
16  Schrittmotor
16.1  erste Motorwicklung
16.2  zweite Motorwicklung
17.1  Widerstand
17.2  Widerstand
18  Ermitterwiderstand
19  zweite Verzögerungsstufe
20  Ausgang der Verstärkerstufe

Claims (8)

1. Steuereinrichtung für fernbediente, mittels Schrittmotore angetriebene Stellelemente an Druckmaschinen mit einem Ansteuerorgan, einer Schritterzeugerstufe mit Einschalt- und Schrittfolgeausgang, einem Verstärker und mehreren wahlweise parallelschaltbaren Schrittmotoren mit je zwei Motorspulen, deren eine Enden an ein festes Massepotential gelegt sind, gekennzeichnet durch folgende Merkmale:

• 1. der Verstärker (5) besteht aus zwei Verstärkerstufen (5.1; 5.2),
• 2. die Motorspulen (16.1; 16.2) sind mit den anderen Enden an den Ausgang je einer Verstärkerstufe gelegt,
• 3. jede Verstärkerstufe (5.1, 5.2) enthält
  • 3.1 einen ersten Ausgangstransistor (13), der verbunden ist,
    • 3.1.1. mit der positiven Betriebsspannung,
    • 3.1.2. mit dem Ausgang (20) der Verstärkerstufe (5.1, 5.2) und
    • 3.1.3. basisseitig über einen Einschaltkontakt (8) mit einer potentialfreien Spannungsquelle (7);
  • 3.2. einen zweiten Ausgangstransistor (14), der verbunden ist
    • 3.2.1. mit der negativen Betriebsspannung,
    • 3.2.2. mit dem Ausgang (20) der Verstärkerstufe (5.1, 5.2) und
    • 3.2.3. basisseitig über einen Schrittfolgekontakt (9) mit der potentialfreien Spannungsquelle (7).

2. Steuereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausgang (20) der Verstärkerstufe (5.1, 5.2) und der Schrittfolgekontakt (9) mit dem Mittenpotential der potentialfreien Spannungsquelle (7) verbunden ist.

3. Steuereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß dem Einschaltkontakt (8) eine der potentialfreien Spannungsquelle (7) parallelgeschaltete Spannungsteilerschaltung mit einem basisseitig mit dem Schrittfolgekontakt (9) verbundenen Eingangstransistor (10) vorgeordnet ist.

4. Steuereinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß dem Emitter des Eingangstransistors (10) die Basis eines mit dem Fußpunkt der Spannungsteilerschaltung und der Basis des zweiten Ausgangstransistors (14) verbundener Transistor (12) nachgeordnet ist.

5. Steuereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Basis des ersten Ausgangstransistors (13) eine mit dem Mittenpotential der potentialfreien Spannungsquelle (7) verbundene erste Verzögerungsstufe (11) vorgeordnet ist.

6. Steuereinrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Basis des Transistors (12) eine mit dem Fußpunkt der Spannungsteilerschaltung verbundene zweite Verzögerungsstufe (19) vorgeordnet ist.

7. Steuereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß je ein Begrenzer (15) zwischen der Basis und dem Kollektor der Ausgangstransistoren (13, 14) angeordnet ist.

8. Steuereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Einschaltkontakt (8) und der Schrittfolgekontakt (9) als Optokoppler ausgebildet sind.