DE3205500C2

DE3205500C2 - Steuervorrichtung für einen Schrittbetätigungsantrieb

Info

Publication number: DE3205500C2
Application number: DE3205500A
Authority: DE
Inventors: Knud Nordborg Blohm; Egon Soenderborg Krogh
Original assignee: Danfoss AS
Current assignee: Danfoss AS
Priority date: 1982-02-16
Filing date: 1982-02-16
Publication date: 1985-04-25
Also published as: FR2521798A1; DK56583D0; DK56583A; CA1214846A; SE456382B; SE8300533D0; GB8303858D0; JPS58151900A; DE3205500A1; US4538717A; GB2115186B; FR2521798B1; GB2115186A; SE8300533L

Abstract

Bei einer Steuervorrichtung für einen Schrittbetätigungsantrieb mit einer Umschaltkupplung (3) ist an eine mit dem Arbeitselement verbundene Scheibe und ein Fühler vorgesehen. Die Scheibe weist zwei Bereiche unterschiedlichen Zustandes auf. Die ersten Bereiche umfassen mindestens einen Abschnitt größerer Breite und weitere Abschnitte kleinerer Breite. Eine Auswerteschaltung (14) weist zwei Zeitvergleichsschaltungen (22, 23) auf, von denen die erste anspricht, wenn die jeweilige Abtastzeit eines ersten Bereichs einen ersten Grenzwert überschreitet, und die zweite anspricht, wenn die jeweilige Abtastzeit eines zweiten Bereichs bzw. eines ersten und eines benachbarten zweiten Bereichs einen zweiten Grenzwert überschreitet. Hierbei ist der erste Grenzwert größer als die Abtastzeit der Abschnitte kleinerer Breite und kleiner als die Abtastzeit der Abschnitte größerer Breite der ersten Bereiche bei Nenndrehzahl des Arbeitselements. Der zweite Grenzwert ist größer als die Abtastzeit der Abschnitte größerer Breite der zweiten Bereiche bzw. der Summe der Abtastzeiten eines ersten und eines benachbarten zweiten Bereichs bei Nenndrehzahl des Arbeitselements.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Steuervorrichtung für einen Schrittbetätigungsantrieb, dessen drehbares Arbeitselement über eine Umschaltkupplung wahlweise mit einem kontinuierlich laufenden Motor oder einer feststehenden Bremse kuppelbar ist, mit einer Drehzahl-Erfassungseinrichtung, die eine mit dem Arbeitseienicnt verbundene, auf einer Kreisbahn größtenteils regelmäßig verteilte erste und zweite Bareiche unterschiedlichen Zustands aufweisende Scheibe, einen feststehenden, die Bereiche abtastenden und dabei als Fühlersignal einen Impulszug abgebenden Fühler sowie eine Auswerteschaltung aufweise, weiche in Abhängigkeit von diesem Impulszug ein Drehzahlsignal abgibt, und mit einer Stop-Einrichtung zum Anhalten an vorbestimmten Stellen, die mindestens eine Markierung an der Geberscheibe und eine Schaltung aufweist, die bei Erreichen der Markierung ein Lage-Stopsignal zur Umschaltung auf Bremsbetrieb abgibt

Bei einer bekannten Steuervorrichtung dieser Art (DE-OS 24 12 895) weist die mit dem Arbeitselement verbundene Scheibe auf einer zur Drehachse konzentrischen Kreisbahn eine Lochreihe mit zugehörigem Führer auf, deren Löcher die ersten Bereiche und deren Zwischenräume die zweiten Bereiche für die Drehzahl-Erfassung bilden. Die Markierung zur Erzeugung des Lage-Stopsignals wird durch ein außerhalb der Lochreihe angeordnetes und ebenfalls mit einem Fühler versehenes Loch gebildet. Aus dem von der Lochreshe abgeleiteten Impulszug wird der Istwert der Drehzahl ermittelt. Dieser wird mit einem einstellbaren Sollwert verglichen, und in Abhängigkeit hiervon wird der Erregerstrom einer Kupplungsmagnetspule und einer Bremsmagnetspule so geändert, daß die gewünschte Drehzahl erzielt wird. Beim Auftreten des Lage-Stopsignals v/ird ein Schalter im Stromkreis der Kupplungsmagnetspule geöffnet und ein SciiaUer int Stromkreis der Bremsrnagnetspule geschlossen, so daß das Arbeitselement in einer vorgegebenen Lage zum Stillstand kommt

Bei einer weiteren bekannten Steuervorrichtung dieser Art (Danfoss Prospekt »Schritt-Aktivatoren für Stufenregelung« Ck. 54, 1980) wird eine am Umfang mit Einschnitten versehene Scheibe durch einen fotoelektrischen Fühler abgetastet. Sobald der Fühler einen Einschnitt feststellt, gibt er einen Impuls ab. Aus diesem wird in der Auswerteschaltung ein Stopsignal gewonnen, mit dessen Hilfe das Arbeitselement in einer definierten Winkellage stillgesetzt wird. Die Einschnitte sind gleichmäßig über den Umfang der Scheibe verteilt. Ihre Anzahl entspricht der Zahl der pro Umdrehung des Arbeitselements vorgesehenen Schrittpositionen. Für seiir viele AnwendungszweCke genügt es, lediglich einen Einschnitt oder wenige Einschnitte vorzusehen.

Es ist ferner bekannt, zuü Überwachung oder Regelung der Drehzahl von Elektromotoren eine Einrichtung vorzusehen (DE-AS 10 77 307), bei der ein monostabiler Multivibrator als Zeitnormal verwendet wird

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Steuervorrichtung der eingangs beschriebenen Art anzugcben, die nur einen Fühler zum Abtasten der ersten und zweiten Bereiche sowie der Markierung aufweist und mit einer Oberlast-Schutzschaltung ausgestattet ist

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Drehzahl-Erfassungseinrichtung bei einem

to Drehzahlabfall ein Überlast-Stopsignal abgibt, daß die ersten Bereiche mindestens einen die Markierung bildenden Abschnitt größerer Breite und im übrigen regelmäßig verteilte Abschnitte kleinerer Breite umfassen, daß die Auswerteschaltung eine erste Zeitvergleichs schaltung zur Abgabe des Lage-Stopsignals und eine zweite zur Abgabe eines Oberlast-Stopsignals aufweist, von denen die erste anspricht, wenn die jeweilige Abtastzeit eines ersten Bereichs einen ersten Grenzwert überschreitet, und die zweite anspricht, wenn die jewei lige Abtastzeit eines zweiten Bereitfrv einen zweiten vjFcnzwcrt ULrerscureitet, uau uer erste orenzwert großer ist als die Abtastzeit der Abschnitte kleinerer Breite und kleiner als die Abtastzeit der Abschnitte größerer Breite der ersten Bereiche bei Nenndrehzahl des Ar beitselements und daß der zweite Grenzwert größer ist als die Abtastzeit der regelmäßig verteilten Abschnitte gleicher Breite der zweiten Bereiche bei Nenndrehzahl des Arbeitselements.

Bei dieser Ausgestaltung dient ein ein7Jger Fühler in

Verbindung mit den ersten und zweiten Bereichen sowohl zur Feststellung der Positionen, in denen das Arbeitselement stillgesetzt werden soll, als auch zur Feststellung einer Überlastung oder Blockierung des Arbeitselements. Eine solche Überlastung führt zu einer Verlangsamung der Drehbewegung und damit zu einer Verlängerung der Abtastzeiten aller abgetasteten Bereiche. Der Überlastungszustand läßt sich daher durch einen Zeitvergleich feststellen und durch das im gegebenen Fall ausgelöste Überlast-Stopsignal beenden. Die- ses Stopsignal kann in den Bremsbetrieb umschalten oder uen kontinuierlich laufenden Motor abschalten. Es kann auch eine entsprechende Anzeige oder einen Alarm auslösen. Es hängt vom Einzelfall ab, ob der Stillstand endgültig ist oder ob noch weitere Anlaufversu- ehe unternommen werden.

Die beiden Funktionen werden dadurch unterschieden, daß derselbe Impulszug zwei verschiedenen Zeitvergleichsschaltungen, denen je ein eigener Grenzwert zugeordnet ist, zugeführt wird. Die eine Zeitvergleichs-

5ö schaltung wertet die Abtastzeiten der ersten Bereiche derart aus, daß lediglich die Abschnitte größerer Breite ein Lage-Stopsignal auslösen. Die andere Zeitvergleichs"'jrrichtung wertet die Abtastzeiten der zweiten Bereiche derart aus, daß bei der durch Überlast hervor gerufenen Vergrößerung der Abtastzeit das Oberlast- Stopsignal ausgelöst wird. Auf diese Weise gelingt es, die beiden Funktionen mit einem Minimum an zusätzlichen Aufwand getrennt zu überwachen. Bei einer alternativen Ausführungsform wird die ge stellte Aufgabe dadurch gelöst, daß die Drehzahl-Erfas sungseinrichtung bei einem Drehzahlabfall ein Überlast-Stopsignal abgibt, daß die ersten Bereiche mindestens einen die Markierung bildenden Abschnitt größerer Breite und im übrigen relgelmäßig verteilte Ab- schnitte kleinerer Breite umfassen, daß die Auswerteschaltung eine erste Zeitvergleichsschaltung zur Abgabe des Lage-Stopsignals und eine zweite zur Abgabe eines Überlast-Stopsignals aufweist, von denen die erste

anspricht, wenn die jeweilige Abtastzeit eines ersten Bereichs einen ersten Grenzwert überschreitet, und die zweite anspricht, wenn die jeweilige Abtastzeit eines ersten und eines benachbarten zweiten Bereichs einen zweiten Grenzwert überschreitet, daß der erste Grenzwert größer ist als die Abtastzeit der Abschnitte kleinerer Breite und kleiner als die Abtastzeit der Abschnitte größerer Breite der ersten Bereiche bei Nenndrehzahl des Arbeitselements und daß der zweite Grenzwert größer ist als die Summe der Abtastzeiten von regelmäßig verteilten, benachbarten Abschnitten eines ersten und eines zweiten Bereichs bei Nenndrehzahl des Arbeitselements.

Diese Ausgestaltung hat die gleichen Vorteile wie die erste Lösung. Die zweite Zeitvergleichsschaltung kann aber einfacher ausgebildet werden, da sie lediglich auf gleichartige Flanken des Impulszuges anzusprechen braucht

Bei einer bevorzugten Ausführungsfcrm ist die erste Zeitvergleichsschaltung eine Flankendetektorschaltung, die nach Überschreitung des ersten Grenzwertes das Lage-Stopsignal abgibt, wenn die das Ende des markierenden Abschnittes kennzeichnende Impulsflanke auftritt. Dadurch, daß das Lage-Stopsignal bis zum Auftreten der erwähnten Flanke verzögert wird, erhält man trotz des Zeitvergleichs eine sehr genaue Positonierung des Arbeitselements.

Insbesondere kann die Flankendetektorschaltung einen Differenzverstärker aufweisen, dessen nicht invertierender Eingang an einer ersten Bezugsspannung liegt und dessen invertierender Eingang über einen Reihenwiderstand mit einem Punkt verbunden ist, der einerseits über einen Kondensator am Fühlersignaleingang und andererseits über einen Entladewiderstand an einer zweiten höheren Bezugsspannung liegt Dies ergibt eine besonders einfache Schaltung, um einerseits den Zeitvergleich und andererseits die verzögerte Abgabe des Stopsignals zu bewirken.

Hierbei kann dem Entladewiderstand eine aus Diode und Zusatzwiderstand bestehende Reihenschaltung parallel liegen. Dies ergibt eine raschere Entladung des Kondensators nach Fortfall des Eingangsimpulses.

Die zweite Zeitvergleichsschaltung ist mit Vorteil ein monostabiler Multivibrator, dessen Rückstellzeit dem zweiten Grenzwert entspricht, der durch wiederkehrende Teile des Impulszuges getriggert wird und der im stabilen Zustand das Überlast-Stopsignal abgibt Dieser Multivibrator verbleibt normalerweise in seinem unstabilen Zustand, wobei ihm bei Nenndrehzahl jeweils nach einem Zeitintervall, das kurzer ist als die Rückstellzeit, erneut ein Trig£erimpuls zugeführt wird.

Wenn das Überlast-Stopsignal durch Überwachung der Abtastzeit der zweiten Bereiche erfolgt, kann der Multivibrator durch die der Abtastung der ersten Bereiche entsprechenden Teile des Impulszuges getriggert werden.

Wenn das Überlast-Stopsignal durch Überwachung der Summe der Abtastzeit eines ersten und eines benachbarten zweiten Bereichs ausgelöst wird, kann der Multivibrator durch einen Impuls getriggert werden, der beim Übergang vom zweiten Bereich zum ersten Bereich ausgelöst wird. Dieser Impuls kann gleichzeitig zum Ingangsetzen der ersten Zeitvergleichsschaltung benutzt werden.

Des weiteren empfiehlt sich ein Anlaufzeitgeber, der für eine vorgegebene Zeit nach Umschaltung auf Motorbetrieb die Abgabe eines Überlast-Stopsignals und eines Lage-Stopsignals unterbindet Hiermit kann der Tatsache Rechnung getragen werden, daß in einigen Fällen nach dem Umschalten auf Motorbelricb eine kurze Zeit vergeht, ehe das Arbeitselement die volle Nenndrehzahl erreicht, obwohl keine Überlastung vorhandcn ist.

Es empfiehlt sich, daß die Abschnitte kleinerer Breite der ersten Bereiche schmaler sind als die benachbarten Abschnitte einander gleicher Breite der zweiten Bereiche. Auf diese Weise ergibt sich ein möglichst großer

ίο Unterschied in der Breite der Abschnitte der ersten Bereiche und dementsprechend eine gute Unicrscheidbarkeit. Auf der anderen Seite werden die für die Übcrlasi-Überwachung verantwortlichen Abschnitte der zweiten Bereiche verhältnismäßig breit, so daß sich bei Überla-

stung entsprechend große Änderungen der Abtastzeiten ergeben.

Darüber hinaus wird eine sichere Funktion in einem größeren Drehzahlbereich gewährleistet.

Bei einer Steuervorrichtung mi', einer durch einen

M fotoelektrischen Fühler abgetasteten Scheibe, deren erste und zweite Bereiche durch Einschnitte und da/wischen verbleibende Zähne gebildet sind, kann mit Vorteil eine Scheibe mit einer Vielzahl von gleichmäßig angeordneten Zähnen verwendet und zur Erzielung ei nes Abschnitts größerer Breite des ersten Bereichs ein Einschnitt auf Kosten eines Teils eines Zahnes verbreitert werden. Die Herstellung einer solchen Scheibe ist sehr ünfach, da sie eine gleichmäßige Teilung hat und lediglich an einzelnen Stellen etwas breitere Einschnitte.

Eine solche Scheibe ist besonders für einen Betrieb in beiden Drehrichs.ungen geeignet.

Die Erfindung wird nachstehend anhand in der Zeichnung dargestellter, bevorzugter Ausführungsbcispiele näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 die schematische Darstellung eines Schrittbetätigungsantricbs, bei dem die erfinaungsgemäße Steuervorrichtung angewendet wird,

F i g. 2 eine Scheibe für die Abtastvorrichtung der erfindungsgemäßen Steuervorrichtung,

F i g. 3 die Steuervorrichtung im Blockschaltbild,

Fig.4 das Schaltbild für eine erste Zeitvcrgleichsschaltung.

F i g. 5 das Eingangssignal dieser Schaltung. Fig.6 das Eingangssignal des Vergleichers dieser

Schallung und

F i g. 7 das Ausgangssignal dieser Schaltung. Bei dem Schrittbetätigungsantrieb nach F i g. I wird die Welle 1 eines drehbaren Arbeitselementes 2 mittels einer Umschaltkupplung 3 wahlweise über eine An triebsscheibe 4 und einen Riemen 5 mit einem kontinu ierlich laufenden Motor 6 oder mit einer festSiühenden Bremsscheibe 7 gekuppelt Der Kupplungsvorgang erfolgt mit Hilfe von Unterdruck, der mittels einer Vakuumpumpe 8 erzeugt und über nicht veranschaulichte, in der Umschaltvorrichtung 3 angeordnete Ventile den Kupplungsstellen zugeleitet wird. Die Ventile sind Magnetventile, die von einer Steuereinheit 9 her erregt werden. Eine Abtastvorrichtung 10 weist eine Scheibe 11 auf der Welle 1 des Arbeitselements 2 und einen

ω fotoelektrischen Fühler 12 auf, dessen Fühlersignal über eine Leitung 13 zu einer Auswerteschaltung 14 geleitet wird. Diese Auswerteschaltung 14 gibt über zwei Leitungen 15 und 16 Stopsignale an die Steuereinheit 9, die über die Leitung 17 ein entsprechendes Stopsignal an die Umschaltkupplung 3 abgibt mit der Folge, daß diese auf Bremsbetrieb geschaltet wird. Aufgrund äußerer Befehle gibt die Steuereinheit 9 ein Startsignal über die Leitung 18 an die Umschaltkupplung 3. so daß auf Mo-

torbctricb geschaltet wird. Gleichzeitig geht ein Startsignal über die Leitung 19 an die Auswerteschaltung 14.

In Fig. 2 ist die Scheibe U der Abiastvorrichtung 10 in vergrößerter Darstellung veranschaulicht. Die Scheibe besitzt an ihrem Umfang Einschnitte 20 und Zähne 21, welche abwechselnd zwei Bereiche unterschiedlichen Zustandes, nämlich lichtdurchlässig und lichtundurchi^sig, bilden. Diese Bereiche haben eine gleichmäßige Teilung. Die ersten Bereiche umfassen einen Abschnitt 20a größerer Breite und 47 Abschnitte 206 kleinerer Breite. Die zweiten Bereiche 21 umfassen einen Abschnitt 21a kleinerer Breite und 47 Abschnitte 216 größerer Breite. Das Verhältnis ist so gewählt, daß die Breite der Abschnitte 21b größer ist als diejenige der Abschnitte 206, aber kleiner als diejenige des Abschnitts 20a. Bei kontinuierlicher Drehung erzeugt daher die Scheibe 11 ein Fühlersignal q, das die Form des Impulszuges der F i g. 5 hat.

Dieses Fühiersignai q wird gemäß Fi g. 3 in der Auswcrteschaltung 14 einer ersten Zeitvergleichsschaltung 22 und einer zweiten Zeitvergleichsschaltung 23 zugeführt. Die Zeitvergleichsschaltung 22 gibt ein Lage-Stopsignal 1 über die Leitung 15 an die Steuereinheit 9 ab, wenn die Abtastzeit der ersten Bereiche 20 einen ersten Grenzwert g 1 unterschreitet. Dieser Grenzwert liegt zwischen der Abtastzeit 11 für die Abschnitte 206 kleinerer Breite und der Abtastzeit / 2 für den Abschnitt 20a größerer Breite, wenn die Scheibe 11 ihre Nenndrehzahl hat. Die Zeitvergleichsschaltung 23 gibt über die Leitung 16 ein Überlast-Stopsignal ο an die Steuereinheit 9 und an eine Anzeigevorrichtung 24 ab, wenn ein zweiter Grenzwert g 2 überschritten wird. Das Arbcitselement 2 kommt daher zum Stillstand entweder wenn eine Position erreicht ist, in der der breitere Abschnitt 20a abgetastet wird, oder wenn das Arbeitselement 2 überlastet wird und infolgedessen seine Drehgeschwindigkeit unier die Nenndrehzah! sinkt. Wenn der Steuereinheit 9 über einen Eingang 25 ein Startsignal zugeführt wird, geht über die Leitung 18 ein entsprechendes Startsignal an die Umschaltkupplung 3, so daß die Kupplungsscheibe 4 wirksam wird. Gleichzeitig geht ein entsprechendes Startsignal über die Leitung 19 an einen Zeitgeber 26, der für eine kurze Zeit nach dem Start über die Leitung 27 ein Sperrsignal auf die Zeitvergleichsschaltung 23 gibt, so daß während dieser Zeit kein Überlastungs-Stopsignal ο abgegeben werden kann.

Zur Feststellung einer Überlastung sind zwei Betriebsweisen möglich:

a) Die Zeitvergleichsschaltung 23 vergleicht jeweils die Abtastzeit f 3 der Abschnitte 216 gleicher Breite der zweiten Bereiche 20 mit dem zweiten Grenzwert gZ In diesem Fall muß dieser Grenzwert g2 etwas größer sein als die Abtastzeit f 3 bei Nenndrehzahl der Scheibe 11.

b) Die Zeitvergleichsschaltung 23 vergleicht die Summe der Abtastzeiten 11 + 13 eines ersten Bereichs 20 und eines benachbarten zweiten Bereichs 21 mit dem zweiten Grenzwert g2. Dieser muß dann etwas größer sein als die Summe f 1 + i3 bei Nenndrehzahl der Scheibe 11.

Bei einem praktischen Beispiel hatte der Grenzwert g\ der ersten Zeitvergleichsschaltung 22 einen Wert von 5 ms. Die Anordnung konnte daher in einem Drehzahlbereich korrekt arbeiten, bei dem die obere Grenze durch die Angabe ί 2 < 5 ms, dessen untere Grenze durch die Angabe f 1 > 5 ms festgelegt war. Der zweite Grenzwert gi der zweiten Zeitverglcichsschaltung 23 hatte bei der Ausführungsform a) einen Wert von 4 ms und bei der Ausführungsform b) einen Wert von 7 ms. S Die Sperrzeit des Zeitgebers 26 belief sich auf 40 ms.

Die Zeitvergleichsschaltung 22 kann den in F ί g. 4 veranschaulichten Aufbau haben. Sie weist einen Vergleicher 28 in der Form eines Differenzverstärkers auf, an dessen nicht invertierendem Eingang eine positive

ίο Bezugsspannung U\ liegt. Der invertierende Eingang ist über einen Widerstand 29 mit einem Punkt 30 verbunden, der einerseits über einen Kondensator 31 mit dem Eingang und andererseits über einen Entladewiderstand 32 mit einer Bezugsspannung Ui verbunden ist, die einen höheren Wert hat als die Bezugsspannung U\. Parallel zum Entladewiderstand 32 liegt die Reihenschaltung einer Diode 33 und eines Zusatzwiderstandes 34. Der Ausgang 35 ist über einen Widerstand 36 mit der Bezugsspannung Ui verbunden. Aufgrund des Konuensators 31 und der Entladewiderstände 32 und 34 ergibt sich am invertierenden Eingang 36 des Vergleichers 28 das in F i g. 6 dargestellte Impulssignal m. Bei jeder positiven Flanke der Impulse des Fühlersignals q springt die Spannung am Eingang 36 auf einen positiven Wert, der aber wegen Entladung des Kondensators 31 mit der Zeit abnimmt. Solange die Impulse nur während der Abtastzeit 11 andauern, ist die negative Spitze an der Rückflanke der jeweiligen Impulse zu klein, um den Vergleicher 28 ansprechen zu lassen. Wenn aber die Entladung des Kondensators 31 während der Abtastzeit r2 des Abschnitts 20a erfolgt, springt an der Rückflanke die Spannung am Eingang 36 auf einen so großen negativen Wert, daß der Betrag der Bezugsspannung UX überschritten wird. Infolgedessen wird das Lage-Stopsignal 1 der F i g. 7 an der Rückflanke des breiten Impulses ausgelöst. Wegen der Parallelschaltung der Diode 33 in Reihe mit dem Widerstand 34 erfolgt die Entladung des eine negative Spannung aufweisenden Kondensators 31 rascher als bei positiver Aufladung. Beispielsweise beträgt die Bezugsspannung U\ = +3 V und die Bezugsspannung Ui = + 5 V.

Die Zeitvergleichsschaltung 23 besteht aus einem monostabilen Multivibrator, dessen Rückkehrzeit den zweiten Grenzwert g 2 bestimmt.

a) Bei der Ausführungsform a ist die Rückkehrzeit etwas größer als die Abtastzeit i3 der Abschnitte 206. Durch die positiven Impulse der Fühlerspannung q wird der monostabile Multivibrator jeweils

so in den unstabilen Zustand gebracht Dort verbleibt er, weil er jeweils vor Ablauf der Rückstellzeit durch einen neuen positiven Impuls getriggert wird. Nur dann, wenn infolge langsamerer Drehbewegung die Abtastzeit des Abschnitts 206 steigt, wird diese Rückstellzeit überschritten, so daß man das Signal, das der monostabile Multivibrator im stabilen Zustand abgibt, als Überlast-Stopsignal ο verwenden kann. Es ist ersichtlich, daß diese Funktionsweise für beide Drehrichtungen gilt

b) Bei der Ausführungsform b ist die Rückkehrzeit des Multivibrators etwas größer als die Summe der Abtastzeiten ί 1 + «3 bei NenndrehzahL Der Multivibrator wird jeweils durch Triggerimpulse 11 angesteuert, wenn die Fühlerspannung von einem Ab- schnitt 216 des zweiten Bereichs zu einen; Abschnitt 20ö des ersten Bereichs übergeht Demzufolge bleibt auch hier der Multivibrator in seinem unstabilen Zustand, weil er jeweils vor Ablauf der

Rückstellzeit durch einen Triggerimpuls angesteuert wird. Nur dann, wenn infolge langsamerer Drehbewegung die Summe der Abtastzeiten der Abschnitte 20b und 21 b steigt, wird diese Rückstellzeit überschritten, so daß der monostabile Multivi- brator in den stabilen Zustand zurückfällt und ein Überlast-Stjbpsignal ο abgeben kann. Bei entgegengesetzter Drehrichtung treten die Triggerimpulse 12 auf. Hier ist zwar zwischen dem Triggerimpuls zu Beginn des Abschnitts 20a und dem nächstfolgenden Abschnitt 20b ein so großer Zeitunterschied, daß der Multivibrator ein Überlast-Stopsignal abgibt. Dies ist aber unschädlich, weil zuvor schon ein Lage-Stopsignal von der ersten Zeitvergleichsschaltung 22 abgegeben worden ist. 1 s

Statt der veranschaulichten Impulszüge können auch invertierte Impulszüge verwendet werden, sofür der Fachmann entsprechende Schaltungsabwandlungen angeben kann.

Aus dieser Erläuterung ist ersichtlich, daß die Abtastvorrichtung 10 in Verbindung mit der Auswertevorrichtung 14 in der Lage ist, von einer einzigen Scheibe U sowohl eine Überwachung der Lage des Arbeitselements 2 als auch eine Überwachung des Überlastzustan- 2s des dieses Arbeitselements abzuleiten. Solange keine Überlastung oder Blockierung vorliegt, wird das Arbeitselement 2 jeweils beim Auftreten des Lage-Stopsignals 1 angehalten und erst beim Auftreten eines neuen Startsignals am Eingang 25 wieder für eine vollständige Umdrehung in Gang gesetzt Beispielsweise kann das Arbeitselement 2 ein Messer tragen, das ein kontinuierlich vorrückendes Band in bestimmten Längen abtrennt Ein Stillsetzen aufgrund der Überlastung kann in jeder beliebigen Winkelstellung der Scheibe 11 erfolgen, ausgenommen die erste kurze Zeit nach Abgabe eines Startsignals.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

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Claims

Patentansprüche:

1. Steuervorrichtung für einen Schrittbetätigungsantrieb, dessen drehbares Arbeitselement über eine Umschaltkupplung wahlweise mit einem kontinuierlich laufenden Motor oder einer feststehenden Bremse kuppelbar ist, mit einer Drehzahl-Erfassungseinrichtung, die eine mit dem Arbeitselement verbundene, auf einer Kreisbahn größtenteils regelmäßig verteilte erste und zweite Bereiche unterschiedlichen Zustands aufweisende Scheibe, einen feststehenden, die Bereiche abtastenden und dabei als Fühlersignal einen Impulszug abgebenden Fühler sowie eine Auswerteschaltung aufweist, welche in Abhängigkeit von diesem Impulszug ein Drehzahlsignal abgibt, und mit einer Stop-Einrichtung zum Anhalten an vorbestimmten Stellen, die mindestens eine Markierung an der Geberscheibe und eine Schaltung aulweist, die bei Erreichen der Markierung ein Lage-Stopsignai zur Schaltung auf Bremsbetrieb abgibt, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehzahl-Erfassungseinrichtung bei einem Drehzahlabfall ein Oberlast-Stopsignal (o) abgibt, daß die ersten Bereiche (20) mindestens einen die Markterung bildenden Abschnitt (2Sa) größerer Breite und im übrigen regelmäßig verteilte Abschnitte (20b) kleinerer Breite umfassen, daß die Auswerteschaltung (14) eine erste Zeitvergleichsschaltung (22) zur Abgabe des Lage-Stopsignals (1) und eine zweite (23) zur ALgabe eines Oberlast-Stopsignals (o) aufweist, von denen die erste anspricht, wenn die jeweilige Abtastzeit (t 1, 12) eines ersten Bereichs einen ersten Grenzwert überschreibt, und die zweite anspricht, wenn die jeweilige Abtastzeit (t3) eines zweiten Bereichs einen zweiten Grenzwert überschreitet, daß der erste Grenzwert größer ist als die Abtastzeit (t 1) der Abschnitte kleinerer Breite und kleiner als die Abtastzeit (t 2) der Abschnitte größerer Breite der ersten Bereiche bei Nenndrehzahl des Arbeitselements (2) und daß der zweite Grenzwert größer ist als die Abtastzeit (t 3) der regelmäßig verteilten Abschnitte gleicher Breite der zweiten Bereiche bei Nenndrehzahl des Arbeitselements.

2. Steuervorrichtung für einen Schrittbetätigungsantrieb, dessen drehbares Arbeitselement über eine Umschaltkupplung wahlweise mit einem kontinuierlich laufenden Motor oder einer feststehenden Bremse kuppelbar ist. mit einer Drehzahl-Erfassungseinrichtung, die eine mit dem Arbeitselement verbundene, auf einer Kreisbahn größtenteils regelmäßig verteilte erste und zweite Bereiche unterschiedlichen Zustands aufweisende Scheibe, einen feststehenden, die Bereiche abtastenden und dabei als Fühlersignal einen Impulszug abgebenden Fühler ss sowie eine Auswerteschaltung aufweist, welche in Abhängigkeit von diesem Impulszug ein Drehzahlsignal abgibt, und mit einer Stop-Einrichtung zum Anhalten an vorbestimmten Stellen, die mindestens eine Markierung an der Geberscheibe und eine Schal- &o tung aufweist, die bei Erreichen der Markierung ein Lage-Stopsignal zur Umschaltung auf Bremsbetrieb abgibt, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehzahl-Erfassungseinrichtung bei einem Drehzahlabfall ein Überlast-Stopsignal (o) abgibt, daß die ersten Bereiehe (20) mindestens einen die Markierung bildenden Abschnitt (20a) größerer Breite und im übrigen regelmäßig verteilte Abschnitte (20ο; kleinerer Breite umfassen, daß die Auswerteschaltung (14) eine erste Zeitvergleichsschaltung (22) zur Abgabe des Lage-Stopsignals (1) und eine zweite (23) zur Abgabe eines Oberlast-Stopsignals (o) aufweist, von denen die erste anspricht, wenn die jeweilige Abtastzeit (t 1, f2) eines ersten Bereichs einen ersten Grenzwert überschreitet, und die zweite anspricht, wenn die jeweilige Abtastzeit (ti + /3) eines ersten und eines benachbarten zweiten Bereichs einen zweiten Grenzwert überschreitet, daß der erste Grenzwert größer ist als die Abtastzeit (t 1) der Abschnitte kleinerer Breite und kleiner als die Abtastzeit (t 2) der Abschnitte größerer Breite der ersten Bereiche bei Nenndrehzahl des Arbeitselements (2) und daß der zweite Grenzwert größer ist als die Summe der Abtastzeiten (ti + r3) von regelmäßig verteilten, benachbarten Abschnitten eines ersten und eines zweiten Bereichs bei Nenndrehzahl des Arbeuselements.

3. Steuervorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet daß die erste Zeitvergleichsschaitung (22) eine Fiankendetektorschaitung ist die nach Überschreitung des ersten Grenzwertes das Lage-Stopsignal (1) abgibt wenn die das Ende des markierenden Abschnittes kennzeichnende Impulsfläche auftritt

4. Steuervorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet daß die Fiankendetektorschaitung einen Differenzverstärker (28) aufweist dessen, nichtinvertierender Eingang an einer ersten Bezugsspannung (Lk) liegt und dessen invertierender Eingang über einem Reihenwiderstand (29) mit einem Punkt (30) verbunden ist, der einerseits über einen Kondensator (31) am Fühlersignaleingang und andererseits über einen Entladewiderstand (32) an einer zweiten höheren Bezugsspannung (Ui) liegt.

5. Steuervorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet daß dem Entladewiderstand (32) eine aus Diode (33) und Zusatzwidersland (34) bestehende Reihenschaltung parallel iiegt.

6. Steuervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Zciivergleichsschaltung (23) ein monostabiler Multivibrator ist, dessen Rückstellzeit dem zweiten Grenzwert entspricht, der durch wiederkehrende Teile des Impulszuges getriggcrt wird und der im stabilen Zustand des Überlast-Stopsignal (OJ abgibt.

7. Steuervorrichtung nach Anspruch 1 und 6, dadurch gekennzeichnet daß der Multivibrator (23) durch die der Abtastung der ersten Bereiche (20) entsprechenden Teile des Impulszuges getriggcrt wird.

8. Steuervorrichtung nach Anspruch 2 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Multivibrator (23) durch einen Impuls getriggert wird, der beim Übergang vom zweiten Bereich (21) zum ersten Bereich (20) ausgelöst wird.

9. Steuervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, gekennzeichnet durch einen Anlaufzcitgeber (26), der für eine vorgegebene Zeit nach Umschaltung auf Motorbetrieb die Abgabe eines Überlast-Stopsignals (Ojund eines Lage-Stopsignals (I) unterbindet.

10. Steuervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Abschnitte (20b) kleinerer Breite der ersten Bereiche (20) schmaler sind als die benachbarten Abschnitte (2\b) einander gleicher Breite der zweiten Bereiche (21).

11. Steuervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, mit einer durch einen photoelektrischen Fühler abgetasteten Scheibe, deren erste und zweite Bereiche durch Einschnitte und dazwischen verbleibende Zähne gebildet sind, dadurch gekennzeichnet, daß eine Scheibe (11) mit einer Vielzahl von gleichmäßig angeordneten Zähnen (21 ty verwendet und zur Erzielung eines Abschnitts {20a) größerer Breite des ersten Be-eichs (20) ein Einschnitt (21) auf Kosten eines Teils eines Zahnes (2Ia^ verbreitert ist