DE3246449C2 - - Google Patents
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- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03K—PULSE TECHNIQUE
- H03K17/00—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking
- H03K17/94—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking characterised by the way in which the control signals are generated
- H03K17/965—Switches controlled by moving an element forming part of the switch
- H03K17/97—Switches controlled by moving an element forming part of the switch using a magnetic movable element
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- Switches That Are Operated By Magnetic Or Electric Fields (AREA)
- Control Of Position Or Direction (AREA)
- Toys (AREA)
Description
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung mit wenigstens
einem Näherungsfühler, der in Abhängigkeit von der Entfernung
eines metallischen Gegenstandes ein analoges
Ausgangssignal liefert (DE 29 10 491 A1).
Näherungsfühler, die in Abhängigkeit von der Entfernung
eines metallischen Gegenstandes ein entsprechendes analoges
Ausgangssignal liefern, sind beispielsweise aus
der DE 29 10 491 A1 und DE 26 06 253 A1 bekannt. Derartige
Näherungsfühler oder -detektoren werden beispielsweise
zum Sortieren von Gegenständen in Abhängigkeit
von deren Abmessungen oder deren Stellung, zum Messen
der Annäherungsgeschwindigkeit sowie zur Anzeige der Bewegungsrichtung
von Gegenständen und dergleichen verwendet
(vgl. DE 29 10 491 A1).
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung der eingangs
genannten Art zu schaffen, die insbesondere für
eine feinfühlige Ansteuerung beispielsweise eines Elektromotorantriebs
geeignet und bei einfachem Aufbau
problemlos handhabbar ist.
Die Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst, daß
der metallische Gegenstand eine mit dem Näherungsfühler
zusammenwirkende elastische Lamelle ist, der wenigstens
ein Druckknopf zugeordnet ist, durch dessen Schaft diese
Lamelle beaufschlagbar ist.
Aufgrund dieser Ausbildung wird insbesondere im Vergleich
zu den bisher zur Drehzahlregelung von Elektromotorantrieben
verwendeten Potentiometerknöpfen und
mehrere Raststellungen aufweisenden Betätigungsknöpfen
zur stufenweisen Steuerung eine wesentlich feinfühligere
Ansteuerung des jeweiligen Elektromotorantriebs
ermöglicht. Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist insbesondere
auch in sog. Hängesteuerkästen verwendbar, die
zur Steuerung unterschiedlichster Bewegungsabläufe entsprechend
der jeweiligen Druckknopfbetätigung dienen.
Gemäß einer besonders vorteilhaften Ausführungsvariante
der Erfindung ist vorgesehen, daß der elastischen Lamelle
zwei Druckknöpfe zugeordnet sind, durch deren Schäfte
diese gemeinsame Lamelle beaufschlagbar ist, daß
zwei mit der Lamelle zusammenwirkende induktive Näherungsfühler
vorgesehen sind, daß die Näherungsfühler in
einem Gehäuse angeordnet sind und die Lamelle an einer
Wand dieses Gehäuses befestigt ist, daß die empfindlichen
Elemente der Näherungsfühler diese Wand durchdringen
und gegenüber der Lamelle in Höhe der Anlagebereiche
der Schäfte der Druckknöpfe angeordnet sind, und
daß die Näherungsfühler jeweils mit einer Schaltung
verbunden sind, um zwei Ausgangssignale zur Steuerung
eines Elektromotors in dessen beiden Drehrichtungen zu
liefern.
Insbesondere für eine stufenweise Steuerung von Motoren
beispielsweise mittels eines Hängesteuerkastens ist
zweckmäßigerweise vorgesehen, daß jedem der beiden
Druckknöpfe jeweils eine vom betreffenden analogen
Ausgangssignal beaufschlagte Logikschaltung zur Weiterverarbeitung
des jeweiligen analogen Ausgangssignals
zugeordnet ist, die die folgenden Einheiten umfaßt:
eine Einrichtung, die das jeweilige analoge Ausgangssignal
freigibt, wenn dieses zwischen zwei Bezugsspannungen
liegt und das jeweils andere analoge Ausgangssignal
nicht freigegeben ist, eine Einrichtung, die das jeweilige
Analoge Ausgangssignal im Falle seiner Freigabe
mit einer ersten Auslöseschwelle vergleicht und einem
ersten Steuerausgang in Abhängigkeit vom Vergleichsergebnis
ein erstes binäres Steuersignal liefert, eine
Einrichtung, die das analoge Ausgangssignal bezüglich
des Auftretens des ersten binären Steuersignals verzögert
mit einer zweiten Auslöseschwelle vergleicht und
einem zweiten Steuerausgang in Abhängigkeit vom Vergleichsergebnis
ein zweites binäres Steuersignal liefert,
und eine Einrichtung, die das analoge Ausgangssignal
bezüglich des Auftretens des zweiten binären Steuersignals
verzögert mit einer dritten Auslöseschwelle
vergleicht und einem dritten Steuerausgang ein drittes
binäres Steuersignal liefert.
Die Erfindung wird im folgenden anhand von Ausführungsbeispielen
unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher
erläutert. In dieser zeigt
Fig. eine Ausführungsvariante einer Vorrichtung
mit zwei Näherungsfühlern und zwei
diesen zugeordneten Druckknöpfen zur
Erzeugung von Analogen Ausgangssignalen,
Fig. 2 eine schematische Darstellung eines
Hängesteuerkastens mit drei der in
Fig. 1 gezeigten Vorrichtungen, denen
jeweils eine Schaltung zur Weiterverarbeitung
der analogen Ausgangssignale
zugeordnet ist,
Fig. 3 ein Schaltbild einer der drei in Fig. 1
gezeigten Schaltungen zur Weiterverarbeitung
der analogen Ausgangssignale
und
Fig. 4 ein Diagramm zur Darstellung der Arbeitsweise
der in Fig. 3 gezeigten
Schaltung.
Die in Fig. 1 gezeigte Vorrichtung besitzt zwei Druckknöpfe
1 und 2, die zwischen zwei starren Tragplatten 3
und 4 montiert sind und deren Schaftenden auf den beiden
Enden einer verformbaren oder elastischen Lamelle 5 aus Metall aufliegen. Die elastische
Lamelle 5 ist an einem Gehäuse 6 befestigt, das zwei
analoge Näherungsfühler 7, 8 enthält. Die empfindliche Elemente
dieser Näherungsfühler 7, 8 sind so im
aus Isoliermaterial bestehenden Gehäuse angeordnet, daß sie der
Lamelle 5 in Höhe der Auflagebereiche der Schaftenden der
Druckknöpfe 1, 2 gegenüberliegen. Die elektronische Schaltung
der Näherungsfühler ist in dem Gehäuse 6 angeordnet. An diesem Gehäuse
6 sind Anschlußklemmen 9 vorgesehen.
Bei den Näherungsfühlern kann es sich um induktive
Fühler gemäß der französischen Patentschrift 78 07 758 handeln.
Sie liefern demnach ein Ausgangssignal, das im wesentlichen
eine lineare Funktion des Abstandes zwischen den von den
Druckknöpfen 1, 2 verformten Teilen der elastischen Lamelle 5
und den empfindlichen Elementen der Näherungsfühler 7, 8 ist. Dieser Abstand
ist von der von der Bedienungsperson ausgeübten
Kraft abhängig. Die maximale Bewegung der Lamelle 5
kann beispielsweise 1 mm erreichen und einer Druckkraft
von 2 kg entsprechen. Diese maximale Bewegung ist für
die Bedienungsperson nicht berechenbar. Die Vorrichtung wird
somit nach Gefühl gesteuert. Die beschriebene Vorrichtung
gestattet allgemein die Steuerung der Bewegung einer beweglichen
Einrichtung in zwei einander entgegengesetzten Richtungen,
da sie zwei elektrische Ausgangssignale E₁, E₂ liefert (vgl. auch Fig. 3), die getrennt
eingestellt und behandelt werden können. Die Erfindung
umfaßt jedoch auch Vorrichtungen, die nur einen einzigen
Druckknopf besitzen, dem eine elastische Lamelle und
ein einziger Näherungsfühler zugeordnet ist.
Bei einer Verwendung dieser Vorrichtung zur Geschwindigkeitssteuerung eines Motors über einen elektronischen Drehzahlregler wird
gegenüber einem Potentiometer der Vorteil erzielt, daß
ein zuverlässiges Arbeiten möglich ist, da insbesondere keine Reibungen
auftreten. Bei gleicher Qualität ist die erfindungsgemäße Vorrichtung weniger aufwendig,
wobei sie eine Steuerung nach Gefühl ermöglicht.
Bei den Motoren hoher Leistung, für die beispielsweise
drei Geschwindigkeitsstufen (sehr niedrige, niedrige und
hohe Geschwindigkeit) vorgesehen werden, kann man, anstatt
wie bisher Knöpfe mit drei mechanischen Raststellungen
zu benutzen, den oben beschriebenen "elektronischen" Knopf
mit einer Schaltung verbinden, die binäre bzw. Ja-Nein-Steuersignale
für drei verschiedene Ausgangsstufen des elektronischen
Knopfs liefert.
Diese Betriebsweise ist in Fig. 4 gezeigt. Die Ausgangsspannung
Vs des elektronischen Knopfs (in Volt) ist in
Abhängigkeit von der Kraft F (in kg) dargestellt.
Bei einer Kraft zwischen O und F₁ liegt der Wert der Spannung
Vs zwischen Vmax und V₁. Die zugeordnete Schaltung
ist, wie noch erläutert wird, so ausgebildet, daß in diesem
Zustand kein Steuersignal geliefert wird. Bei einer
Kraft zwischen F₁ und F₂ liegt Vs zwischen V₁ und V₂ und
die zugeordnete Schaltung liefert ein erstes Steuersignal.
Zwischen F₂ und F₃ liefert die zugehörige Schaltung
ein zweites Steuersignal und zwischen F₃ und F₄ ein drittes
Steuersignal. Über F₄ findet kein Betrieb statt.
Bei dieser Anwendung besitzt der elektrische Knopf neben
dem Vorteil der bequemen Bedienung und der Betriebszuverlässigkeit
noch den Vorteil, daß für seinen Anschluß weniger
Draht erforderlich ist. Wie Fig. 3 zeigt, genügen bei
elektronischen Knöpfen acht Leiter, während ein Hängesteuerkasten
mit sechs mechanischen Knöpfen dreizehn Leiter
erfordert.
Fig. 2 zeigt schematisch einen Hängesteuerkasten für sechs
Bewegungen, der drei Vorrichtungen 10, 11, 12 gemäß Fig. 1
enthält, die jeweils die Bewegungssteuerung in einer der
beiden Richtungen längs den drei Achsen eines rechtwinkligen
Koordinatensystems gestattet. Die Einrichtung besitzt
zwei gemeinsame Leiter (+ und -) zur Speisung der Knöpfe
und Behandlungsschaltungen, die mit einer Speisevorrichtung
16 verbunden sind, und für jede der drei Vorrichtungen
zwei Leiter S₁ S₂, S₃ S₄ bzw. S₅ S₆ für die Ausgangssignale
der Fühler. Drei Schaltungen 13, 14, 15 behandeln
die von den jeweiligen Leiterpaaren S₁ S₂, S₃ S₄
und S₅ S₆ übertragenen Signale. Die Schaltung zur Steuerung
der Motoren ist mit dem Rechteck 17 dargestellt.
Fig. 3 zeigt eine Ausführungsform einer der Schaltungen
13, 14 oder 15. Das Ausgangssignal bzw. die Ausgangsspannung E₁ des ersten Fühlers
wird an zwei Vergleicher 130, 131 einer Einrichtung 161 angelegt, die diese
Spannung mit zwei Bezugsspannungen Vref₁ und Vref₂ vergleichen
(Fig. 4). Wenn E₁ kleiner als Vref₁ ist, liefert der Vergleicher
130 ein logisches Signal 1.
Wenn E₁ größer als Vref₂ ist, liefert der Vergleicher 131
ein logisches Signal 1. Ein UND-Glied 132 liefert ein
logisches Signal 1 (Signal S₁), wenn E₁ zwischen Vref₁
und Vref₂ liegt (Betriebsbereich des elektronischen Knopfs)
und wenn das Signal ₂, das von einem Umkehrglied 1320
kommt, welches an seinem Eingang das Signal S₂ erhält, den
logischen Wert 1 hat. Die Bedeutung dieses Signals S₂ wird
im nachstehenden noch erläutert. Das Signal S₁ setzt eine
Einrichtung 133 zur Abtastung der ersten Auslösestufe bzw. -schwelle in Betrieb,
die einen Vergleicher 1330 besitzt, der die Spannung V₁ erhält,
die eine erste Schwelle darstellt. Wenn E₁ kleiner als V₁
ist, liefert der Vergleicher 1330 ein logisches Signal 1,
das in einem UND-Glied 1331 durch das Signal S₁ gültig gemacht
wird, und der Ausgang S₁₁ des UND-Glieds löst eine
Schaltung bzw. einen Steuerausgang 134 zur Steuerung der Bewegung mit der ersten
Geschwindigkeit und in einer ersten Richtung aus. Nach
einer Verzögerungszeit, die ein Organ 135 bewirkt, wird
durch den Übergang des Signals S₁₁ auf den logischen Wert
1 eine Einrichtung 136 zur Abtastung einer zweiten Schwelle in Betrieb
gesetzt, die einen Vergleicher 1360 und ein UND-Glied
1361 enthält. Dieses liefert ein Signal S₁₂, sobald
E₁ kleiner als V₂ ist. Das Signal S₁₂ löst eine
Schaltung bzw. einen Steuerausgang 137 zur Steuerung der Bewegung mit der zweiten
Geschwindigkeit und in der ersten Richtung aus.
Nach einem Zeitraum, der durch ein Verzögerungsorgan 138
bestimmt wird, wird eine Einrichtung 139 zur Abtastung einer dritten
Schwelle in Betrieb gesetzt, die aus einem Vergleicher
1390 und einem UND-Glied 1391 besteht. Wenn E₁ kleiner
als V₃ ist, wird eine Schaltung oder ein Steuerausgang 140 zur Steuerung der Bewegung
mit der dritten Geschwindigkeit und in der ersten
Richtung ausgelöst. Für die zweite Bewegungsrichtung wird
eine zweite Einheit 141 bis 151 in Betrieb gesetzt, die wie
die erste Einheit 130 bis 140 ausgebildet ist.
Wenn S₁=1 ist, wird der Betrieb der zweiten Einheit
durch eine Einrichtung 160 gesperrt. Wenn S₂=1 ist, wird
auf dieselbe Weise der Betrieb der ersten Einheit durch
die Einrichtung 161 gesperrt. Auf diese Weise können die
Signale zur Steuerung in den beiden Bewegungsrichtungen
im Fall einer falschen Manipulation der Bedienungsperson
nicht gleichzeitig erzeugt werden. Ferner bewirken die
Verzögerungsorgane, daß bei Ausübung eines heftigen
Drucks auf einen Druckknopf eine sukzessive und allmähliche
Einschaltung der ersten, der zweiten und dann
der dritten Geschwindigkeitsstufe stattfindet.
Claims (3)
1. Vorrichtung mit wenigstens einem Näherungsfühler,
der in Abhängigkeit von der Entfernung eines metallischen
Gegenstandes ein analoges Ausgangssignal
liefert,
dadurch gekennzeichnet,
daß der metallische Gegenstand eine mit dem Näherungsfühler
(7, 8) zusammenwirkende elastische Lamelle
(5) ist, der wenigstens ein Druckknopf (1, 2)
zugeordnet ist, durch dessen Schaft diese Lamelle
(5) beaufschlagt ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß der elastischen Lamelle (5) zwei Druckknöpfe
(1, 2) zugeordnet sind, durch deren Schäfte diese
gemeinsame Lamelle (5) beaufschlagbar ist, daß zwei
mit der Lamelle (5) zusammenwirkende induktive Näherungsfühler
(7, 8) vorgesehen sind, daß die Näherungsfühler
(7, 8) in einem Gehäuse (6) angeordnet
sind und die Lamelle (5) an einer Wand dieses Gehäuses
(6) befestigt ist, daß die empfindlichen
Elemente der Näherungsfühler (7, 8) diese Wand
durchdringen und gegenüber der Lamelle (5) in Höhe
der Anlagebereiche der Schäfte der Druckknöpfe (1,
2) angeordnet sind, und daß die Näherungsfühler (7,
8) jeweils mit einer Schaltung verbunden sind, um
zwei Ausgangssignale (E₁, E₂) zur Steuerung eines
Elektromotors in dessen beiden Drehrichtungen zu
liefern.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß jedem der beiden Druckknöpfe (1, 2) jeweils
eine vom betreffenden analogen Ausgangssignal (E₁,
E₂) beaufschlagte Logikschaltung (13, 14, 15) zur
Weiterverarbeitung des jeweiligen analogen Ausgangssignals
(E₁, E₂) zugeordnet ist, die die folgenden
Einheiten umfaßt:
eine Einrichtung (161, 160), die das jeweilige analoge Ausgangssignal (E₁, E₂) freigibt, wenn dieses zwischen zwei Bezugsspannungen (Vref1, Vref2) liegt und das jeweils andere analoge Ausgangssignal (E₂ bzw. E₁) nicht freigegeben ist, eine Einrichtung (133, 144), die das jeweilige analoge Ausgangssignal (E₁, E₂) im Falle seiner Freigabe mit einer ersten Auslöseschwelle (V₁) vergleicht und einem ersten Steuerausgang (134, 149) in Abhängigkeit vom Vergleichsergebnis ein erstes binäres Steuersignal liefert, eine Einrichtung (136, 146), die das analoge Ausgangssignal (E₁, E₂) bezüglich des Auftretens des ersten binären Steuersignals verzögert (135, 145) mit einer zweiten Auslöseschwelle (V₂) vergleicht und einem zweiten Steuerausgang (137, 150) in Abhängigkeit vom Vergleichsergebnis ein zweites binäres Steuersignal liefert, und eine Einrichtung (139, 148), die das analoge Ausgangssignal (E₁, E₂) bezüglich des Auftretens des zweiten binären Steuersignals verzögert (138, 147) mit einer dritten Auslöseschwelle (V₃) vergleicht und einem dritten Steuerausgang (140, 151) ein drittes binäres Steuersignal liefert.
eine Einrichtung (161, 160), die das jeweilige analoge Ausgangssignal (E₁, E₂) freigibt, wenn dieses zwischen zwei Bezugsspannungen (Vref1, Vref2) liegt und das jeweils andere analoge Ausgangssignal (E₂ bzw. E₁) nicht freigegeben ist, eine Einrichtung (133, 144), die das jeweilige analoge Ausgangssignal (E₁, E₂) im Falle seiner Freigabe mit einer ersten Auslöseschwelle (V₁) vergleicht und einem ersten Steuerausgang (134, 149) in Abhängigkeit vom Vergleichsergebnis ein erstes binäres Steuersignal liefert, eine Einrichtung (136, 146), die das analoge Ausgangssignal (E₁, E₂) bezüglich des Auftretens des ersten binären Steuersignals verzögert (135, 145) mit einer zweiten Auslöseschwelle (V₂) vergleicht und einem zweiten Steuerausgang (137, 150) in Abhängigkeit vom Vergleichsergebnis ein zweites binäres Steuersignal liefert, und eine Einrichtung (139, 148), die das analoge Ausgangssignal (E₁, E₂) bezüglich des Auftretens des zweiten binären Steuersignals verzögert (138, 147) mit einer dritten Auslöseschwelle (V₃) vergleicht und einem dritten Steuerausgang (140, 151) ein drittes binäres Steuersignal liefert.
Applications Claiming Priority (1)
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FR8123377A FR2518359A1 (fr) | 1981-12-15 | 1981-12-15 | Dispositif generateur d'un signal analogique fonction de la deformation d'une plaque metallique et application a la commande " intuitive " de mouvements |
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FR2644622B1 (fr) * | 1989-03-15 | 1991-07-05 | Hardellet Daniel | Contacteur de commande notamment pour circuit d'alimentation d'un moteur electrique pour chariot de manutention |
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