DE3320303A1 - Vorrichtung zum erzeugen eines elektrischen koinzidenzsignales, wenn ein drehbarer koerper eine bestimmte winkelstellung einnimmt - Google Patents

Description

• Vorrichtung zum Erzeugen eines elektrischen Koinzidenz-
• signales, wenn ein drehbarer Körper eine bestimmte Winkelposition einnimmt Beschreibung Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
• Bekannte Vorrichtungen dieser Gattung sind als Quecksilber-Schalter ausgeführt, die ihren Kontaktzustand ändern, wenn sie eine bestimmte Ausrichtung erhalten, die sie, an den drehbaren Körper angebracht - in einer bestimmten Winkelstellung - des drehbaren Körpers erreichen. An den bekannten Vorrichtungen ist nachteilig, daß sie empfindlich sind und eine nur schlechte Auflösung aufweisen, so daß mit ihnen eine gute Genauigkeit nicht erreichbar ist.
• er Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung gemäß dem Gattungsbegriff zu schaffen, die sich durch einen einfachen, betriebssicheren und robusten Aufbau auszeichnet und eine hohe Auflösung und damit eine große Genauigkeit aufweisen.
• Die vorstehende Aufgabe wird durch die im Kennzeichnungsteil des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst.
• Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist das Auflösungsvermögen und damit die Genauigkeit eine Funktion des Radius der Rollbahn, des Radius der Abrollbahn des Rollkörpers und der Schlitzbreite, die alle in weiten Grenzen beliebig wählbar sind und bei entsprechender Dimensionierung Auflösungen von wesentlich weniger als 1" ermöglichen lichen. Die vorrichtung selbst besteht aus wenigen, leicht herstellbaren Teilen und kann als Schließkontakt leicht in einen Stromkreis eingeschaltet werden, indem ein Anzeigeelement den Schließzustand des Kontaktes anzeigt.
• Die Vorrichtung eignet sich unter anderem besonders gut zum Einstellen verschiedener Meßpositionen an hintereinander angeordneten Wellen, die zur Feststellung von Fluchtungsfehlern vermessen werden müssen, wofür sie nach einem bekannten Verfahren gemeinsam jeweils über einen vollen Umlauf in sich um 90" unterscheidende Meßpositionen gebracht werden müssen.
• Die Unteransprüche betreffen bevorzugte Ausgestaltungen des Gegenstandes des Hauptanspruchs.
• Die Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnung an zwei Ausführungsbeispielen noch näher erläutert.
• In der Zeichnung zeigt: Fig. 1 die Vorrichtung in Ansicht von vorn, Fig. 2 den Schnitt durch die Vorrichtung nach Fig. 1 entlang der Schnittlinie II-II in Fig. 1, Fig. 3 einen schematischen Ausschnitt aus der Vorrichtung nach Fig. 1 und 2 mit Werten zur Berechnung des Auflösungsvermögens, und Fiq. 4 Fig. 4 eine weitere Ausführung der Vorrichtung in Ansicht von vorn.
• Die Vorrichtung nach Fig. 1 und Fig. 2 weist eine Platte 1 aus rsoJjcrmateria auf, die mit einem kreisrunden Loch 2 veren ist, dessen Wandung 2a mit leitendem Material, beispielsweise einer 35 um dicken Schicht aus Kupfer und darüber einer 5vum dicken Schicht aus Gold belegt ist. Dieser Belag ist im Abstand von jeweils 900 durch schmale Schlitze 3 unterbrochen, die zwischen den beiden jeweils an sie angrenzenden leitenden Abschnitten 4 der Wandung 2a eine elektrische Unterbrechung schaffen.
• Im Innern des Loches ist eine am Umfang kegelig verjüngte Scheibe 2 aus vergoldetem Messing angeordnet, die mindestens hinsichtlich des um den Umfang herumlaufenden Kegelscheitels kreisrund ist und deren Durchmesser r nur wenig kleiner ist als der Durchmesser R des Loches 2.
• Diese Messingscheibe bildet einen Rollkörper 5, der an der eine Rollbahn für ihn bildenden Lochwandung 2a abrollen kann, wenn sich die Platte 1 um eine Achse 9 dreht oder um diese verschwenkt wird, die zu der Mittelachse des Loches 2 etwa parallel liegt, sofern diese Achse 9, die auch die Dreh- oder Schwenkachse für den Körper K ist, horizontal horizontal ausgerichtet ist, so daß die Schwerkraft bestrebt ist, den Rollkörper 5 jeweils in die tiefste Stellung bezüglich der Vertikalen in dem Loch 2 zu bringen.
• Beim Drehen der Lochwandung 2a kommen unter den darauf abrollenden Rollkörper 5 nacheinander die einzelnen Schlitze 3 zu liegen, der diese mit seiner elektrisch leitenden Abrollbahn 5a- der sich um seinen Umfang herum erstreckenden Scheitellinie- jeweils überbrückt und damit eine elektrische Verbindung zwischen den daran angrenzenden leitenden Abschnitten 4 herstellt. Die leitenden Abschnitte sind über Kontaktbürsten oder dgl. in einen elektrischen Stromkreis 6 einbezogen, in dem ein Stromfluß zustandekommt, wenn der Überbrückungszustand des betreffenden Schlitzes eingetreten ist, wobei die elektrisch leitenden Abschnitte 4 und der Rollkörper 5 in diesem Stromkreis als Schließkontakt wirken.
• Der Winkel #α ,über den der Schließkontakt nach Herstellen des Schließzustandes geschlossen bleibt, bevor er wieder öffnet, während sich die Lochwandung 2a weiterdreht, errechnet sich unter Bezugnahme auf Fig. 3 gemäß Nachstehendem s a«= R + Z 5 r Z = s - #α r #α= s + s - #α R + r s s 2#α= R + r s l + l #α= 2 #R r# Bei der Ausführung nach Fig. 4 weist die Vorrichtung eine kreisrunde Platte 10 aus Isoliermaterial auf, deren Umfangswandung 2a° mit leitendem Material, beispielsweise einer 35,im dicken Schicht aus Kupfer und darüber einer 5,:ini dicken Schicht aus Gold belegt ist. Dieser Belag ist im Abstand von jeweils 900 durch schmale Schlitze 3° unterbrochen, die zwischen den beiden jeweils an sie angrenzenden leitenden Abschnitte 4° der Wandung 2a0 eine elektrische Unterbrechung schaffen.
• Um die Umfangswandung 2a0 der Platte 10 herum ist ein am Innenumfang kegelig verjüngter Ring 20 aus vergoldetem Messing angeordnet, der mindestens hinsichtlich des um den Innenumfang herumlaufenden Kegelscheitels kreisrund ist und dessen Durchmesser R nur wenig größer ist als der Durchmesser r'der Umfangswandung 2a° der Platte 1°. Dieser Messingring bildet einen Rollkörper 5D, der an der eine Rollbahn für ihn bildenden Umfangswandung 2a0 der Platte 10 abrollen kann, wenn sich die Platte 10 um eine Achse dreht oder um diese verschwenkt wird, die zu der Mittelachse der Umfangswandung 2a0 etwa parallel liegt, sofern diese Achse etwa horizontal ausgerichtet ist, so daß die Schwerkraft bestrebt ist, den Rollkörper 50 jeweils in die tiefste Stellung bezüglich der Vertikalen durch den Mittelpunkt der Scheibe 1 n zu bringen, in der der Rollkörper 5° oben mit der Umfangswandung 2a'l der Platte 10 in Berührung steht.
• Beim Drehen der Platte 1 und damit der Umfangswandung 2as kommen unter den darauf abrollenden Ring oder Rollkörper 5D nacheinander die einzelnen Schlitze 30 zu liegen, der diese mit seiner elektrisch leitenden Abrollbahn 5a0 - der sich um seinen Innenumfang herum erstreckenden Scheitellinie - jeweils' überbrückt und damit damit eine elektrische Verbindung zwischen den daran angrenzenden leitenden Abschnitten 4" der Umfangswandung 2aD herstellt. Die leitenden Abschnitte sind über Kontaktbürsten o. dgl. in einen Stromkreis, der dem Stromkreis 6 bei der Ausführung nach Fig. 1 und 2 entspricht, einbezogen, in dem ein Stromfluß zustande kommt, wenn der Überbrückungszustand des betreffenden Schlitzes 3° eingetreten ist, wobei die elektrisch leitenden Abschnitte 40 und der Rollkörper 5 e in diesem Stromkreis als Schließkontakt wirken.
• Der Winkel t errechnet sich mit den aus Fig. 4 ersichtlichen Durchmesserbezeichnungen nach der gleichen Beziehung , die auf Seite 4 für die Ausführung nach Fig.
• 1 und 2 angegeben worden ist.
• In den Figuren 1, 2 und 4 der Zeichnung ist der Körper K an den die Vorrichtung anzuschließen ist, nicht näher dargestellt, da die Platte 1 bzw. 10 aus Isolierstoff wegen ihres starren Anschlusses an ihn als ein Teil von ihm angesehen werden kann .
• - Leerseite -

Claims (8)

1. Patentansprüche Vorrichtung zum Erzeugen eines elektrischen Koinzidenzsignales, wenn ein bezüglich einer etwa horizontal gerichteten Drehachse drehbarer Körper eine zu kennzeichnende, vorgegebene Winkelstellung bezüglich dieser Achse einnimmt, gekennzeichnet durch eine gekrümmte Rollbahn (2a,2a'), die im an dem Körper ( K ) befestigten Gebrauchszustand der Vorrichtung mit ihrer Ebene ( E ) im wesentlichen senkrecht zur Drehachse (9,9') des Körpers ( K ausgerichtet ist und für jede zu kennzeichnende Winkelstellung des Körpers ( K ) zwei voneinander isolierte, elektrisch leitende Abschnitte (4,4 ; 4', 4' ) aufweist, die durch einen engen, sich parallel oder zumindest mit einer parallelen Komponente zur Drehachse ( 9,9') des Körpers ( K ) erstreckenden Schlitz (3,3') getrennt sind, der entlang der Rollbahn(2a,2a')eine solche Position hat, daß er in der zugehörigen, zu kennzeichnenden Winkelstellung des Körpers ( K ) durch eine beim Drehen desselben unter der Schwerkraft an der Rollbahn(2a,2a' ) abrollenden, entlang seiner Abrollbahn (5a,5a')rundherum elektrisch leitenden Rollkörper (5,5')unter Herstellung einer elektrisch leitenden Verbindung zwischen den benachbarten elektrisch leitenden Abschnitten (4,4;4',45 überbrückt wird, so daß so daß die elektrisch leitenden Abschnitte mit dem Rollkörper (5,5') einen Schließkontakt bilden.
2. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, d a d u r c h gekennzeichnet, daß die Rollbahn (2a,2a')in sich geschlossen ist.
3. 3. Vorrichtung nach Anspruch 2, d a d u r c h gekennzeichnet, daß der Rollkörper ( 5' ) die Rollbahn (2a') umgibt.
4. 4. Vorrichtung nach Anspruch 2, d a d.u r c h gekennzeichnet, daß die Rollbahn ( 2a) den Rollkörper ( 5 ) umgibt.
5. 5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, d a d u r c h gekennzeichnet, daß die Rollbahn (2a, 2a' ) eine kontinuierliche Krümmung aufweist.
6. 6. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h gekennzeichnet, daß die Rollbahn(2a,2a')einer Kreislinie folgt.
7. 7. Vorrichtung nach einem der vornergehenden Ansprüche, d a d u r c h gekennzeichnet, daß der Radius der Abrollbahn(5a,5a')des Kollkörpers (5,5') nur wenig größer bzw. kleiner ist als der Krümmungsradius der Rollbahn (2a,2a').
8. 8. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Platte il aus Isoliermaterial mit einem Loch ( 2 ), dessen Wandung ( 2a ) mit einem elektrisch leitenden Stoff belegt ist und die Rollbahn bildet.