DE3338972C2 - Nachlaufaggregat für ein Kompensationsmeßgerät - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Nachlaufaggregat für ein Kompensationsmeßgerät gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1, wie aus der DE-AS 12 78 743 bekannt.

Bekanntlich wird bei einer Kompensationsmeßmethode, die bevor­ zugt bei registrierenden Meßgeräten, als Beispiel seien Fahrt­ schreiber genannt, Anwendung findet, der von einem Geber ge­ lieferte Sollwert einer Meßgröße fortlaufend mit dem angezeig­ ten Istwert verglichen und bei Ungleichheit der Istwert und gleichzeitig auch die kompensierende Vergleichsgröße so lange verändert bzw. nachgestellt, bis der Ausgang des Verstärkers der Kompensationsmeßschaltung stromlos ist. Für diesen Nach­ führvorgang findet üblicherweise ein gleichstromgespeister Stellmotor Anwendung, der über ein geeignetes Getriebe gleich­ zeitig einerseits den Istwert an dem Registrier- oder Anzeige­ organ einstellt, andererseits beispielsweise ein Potentiometer betätigt, dessen istwertproportionale Ausgangsspannung zur Vergleichsstelle der Meßschaltung rückgeführt wird. Das dem Stellmotor nachgeschaltete Getriebe hat in diesem Falle die Aufgabe, durch eine geeignete Untersetzung die Einstellumdre­ hungen des Stellmotors an die für den jeweiligen Meßwert fest­ gelegten Zeiger- und Registrierausschläge anzupassen und, in­ dem das Getriebe auch als Drehmomentwandler wirkt, die Be­ lastung des Stellmotors durch die Registrierkräfte zu verrin­ gern.

Bisher stand, obwohl es bereits bekannt war, die Bauelemente eines derartigen Nachlaufaggregates an einem in das betreffende Meßgerät einsetzbaren Träger zu haltern, so daß das Nachlauf­ aggregat eine vom Meßgerät unabhängig handhabungs- und prüffähige Baueinheit darstellt, der Raumbedarf und der Montageaufwand des Nachlaufaggregates in einem krassen Gegensatz zum Aufwand der der Meßwertverarbeitung dienenden Kompensationsmeßschaltung. Beispielsweise befinden sich bei dem Nachlaufaggregat, wie es die Fig. 4 der eingangs genannten DE-AS 12 78 743 zeigt, ein Stellmotor mit einem Teil eines Untersetzungsgetriebes und ein als Winkelgeber dienendes Potentiometer als komplette Funktionseinheiten auf einer Seite einer Montageplatte, während ein Großteil der Zahnräder und der diesen zugeordneten Achsen sowie die für den Antrieb einer Anzeigevorrichtung vorgesehene Welle auf der anderen Seite der Montageplatte vorgesehen sind. Aufgrund der stockwerkartigen Architektur dieses Nachlaufaggregates ergibt sich eine erhebliche Bauhöhe. Ferner erfordert eine derartige Bauweise einen hohen Bauteilebedarf sowie einen unangemessenen hohen fertigungs- und montagetechnischen Aufwand.

Aufgrund dieser Situation und allgemeiner Forderungen nach vielseitiger Verwendbarkeit und Verbesserung der Austauschfähigkeit von Bau- und Funktionseinheiten, maschineller Montierbarkeit sowie Verringerung der Meßgerätebautiefen und somit Verdichten der einzelnen Funktionseinheiten besteht die Aufgabe, für ein derartiges Nachlaufaggregat eine sowohl bauteile- und raumoptimierte als auch produktiver herstellbare Architektur zu schaffen.

Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt bei einem Nachlaufaggregat gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 erfindungsgemäß durch die in seinem kennzeichnenden Teil angegebenen Merkmale.

Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel ist dadurch gekennzeichnet, daß ringförmige koaxial zur Stellwelle mit dem Träger verbundene Widerstandsbahnen und den Widerstandsbahnen zugeordnete an einem mit der Stellwelle verbundenen Zahnrad des Untersetzungsgetriebes befestigte Schleifer den Winkelgeber bilden.

Weitere vorteilhafte Lösungsmerkmale sind in den Unteransprüchen beschrieben.

Der gefundenen Lösung liegt der Gedanke zugrunde, daß die Stellwelle zusammen mit dem auf ihr montierten Kupplungsorgan dasjenige Bauelement im Nachlaufwerk darstellen wird, das bei konsequenter Miniaturisierung und Bauraumverdichtung letzten Endes die größte Baulänge aufweist. Dies deshalb, weil an der Stellwelle erhebliche Drehmomente wirksam sind und wegen der Übertragungsgenauigkeit eine weitgehend verschleißarme und spielfreie, also will man nicht ungewöhnliche enge Fertigungs­ toleranzen in Kauf nehmen, eine möglichst lange Lagerung ange­ strebt werden sollte. Somit bestimmt die Länge der Stellwelle die Tiefe eines Bauraumes innerhalb dessen zweckmäßigerweise sämtliche übrigen Bauelemente des Nachläufwerkes untergebracht werden müßten.

Die gefundene Lösung stellt abgesehen davon, daß die gestellte Aufgabe in jeder Hinsicht gelöst ist, eine leicht flanschbare flache Baueinheit dar, die vielseitig verwendbar ist und die, weil sie staubdicht gekapselt ist, als ein von einem bestimmten Meß- und Registriergerät unabhängiges Nachlaufaggregat gehan­ delt werden kann.

Dieses Ziel ist insbesondere dadurch erreicht worden, daß, wo es möglich war, einzelne Bauelemente für eine Mehrfachfunk­ tion ausgebildet und die bisherige stockwerksartige Architektur sowie die Einzelbefestigungen mittels zusätzlicher Befesti­ gungs- und Sicherungsmittel aufgegeben wurden, aber auch da­ durch, daß erkannt wurde, daß für die beabsichtigte Integra­ tion des Winkelgebers in das Nachlaufwerk in vorteilhafter Weise die hochgenaue Lagerung der Stellwelle nutzbar ist.

Im folgenden sei die Erfindung anhand der beigefügten Zeich­ nungen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 ein Anordnungsschema der für die verschie­ denen Funktionseinheiten des Nachlaufwerkes vor­ gesehenen Bauräume

Fig. 2 eine Schnittdarstellung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels des Nach­ laufwerkes,

Fig. 3 eine Draufsicht auf das Nachlaufwerk gemäß Fig. 1 bei abgenommenem Deckel,

Fig. 4 eine Ausführungsvariante insbesondere der Anordnung des Winkelgebers.

Wie das Anordnungsschema Fig. 1 zeigt, sind innerhalb des gesamten Bauraumes 0 einem Träger 1 einerseits ein von einem mit dem Träger 1 verbindbaren Deckel 2 abgeschlossener flacher Getrieberaum 3 andererseits ein Motorraum 4 sowie ein Stell­ wellenlagerraum 5 zugeordnet. Ein mit 6 bezeichneter Raum ist für den im Nachlaufwerk integrierten Winkelstellungsgeber vorgesehen. Die Bezugsziffern 7 bzw. 8 bezeichnen die Motorwelle bzw. die Stellwelle. Auf letzterer ist ein Kupplungsorgan 9 angeordnet oder anders ausgedrückt letztere dient der Lagerung des Kupplungsorganes 9.

Aus der Schnittdarstellung Fig. 2 ist ersichtlich, daß sämt­ liche Bauelemente des Nachlaufaggregates am Träger 1 mittelbar oder unmittelbar gelagert bzw. gehaltert sind und daß der Deckel 2 mit dem Träger 1 rastbar verbindbar ist. Hierzu sind an der Außenfläche einer umlaufenden Wand 10 des Trägers 1 mehrere Noppen ausgebildet, von denen einer mit 11 bezeichnet ist. Der axialen Halterung des Stellmotors 12 der mittels eines an ihm vorgesehenden Bundes 13 im Träger 1 zentriert ist, dienen am Träger 1 angeformte Rasthaken 14 und 15. Das Getriebe des Nachlaufwerkes umfaßt ein auf der Motorwelle 7 be­ festigtes Ritzel 16 welches in Eingriff steht mit einem Stirnzahnrad (17) eines Stirnzahnradpaares 17/18, ein weiteres Stirnzahnradpaar 19/20 sowie ein mit dessen einem Stirnzahnrad (20) in Eingriff stehenden Zahnrad 21, das seinerseits auf der Stellwelle 8 befestigt ist. Im Träger 1 befestigte Achsen 22 und 23 dienen den über die Stirnzahnräder 18 und 19 in Wirkverbindung stehenden Stirnzahnradpaaren 17/18 und 19/20 als Lagerelemente während der Deckel 2 die Funktion der axialen Sicherung übernimmt.

Wie ferner der Fig. 2 entnommen werden kann, ist die Stell­ welle 8 in einer geeignet langen, in den am Träger 1 angeform­ ten Lageransatz 24 eingepreßten Lagerbuchse gelagert. Ledig­ lich der Vollständigkeit halber sei erwähnt, daß an dem auf der Stellwelle 8 befestigten Kupplungsorgan 9 beispielsweise eine Verzahnung 25, die dem Träger eines Registrierorgans zu­ geordnet sein kann und eine Zentriersenkung 26 sowie ein Mitnahmeschlitz 27 als Kupplungsmittel für einen Zeiger aus­ gebildet sind.

Der die stellungsproportionale Umformung in eine elektrische Größe bewirkende Winkelstellungsgebers ist bei dem gewählten Ausführungs­ beispiel koaxial unmittelbar der Stellwelle 8 zugeordnet. Hier­ zu ist mit dem Träger 1 eine Platte 28 rastbar verbunden (von wenigstens 3 Rasthaken ist einer mit 29 bezeichnet), auf der flache Widerstandsbahnen 30 und 31 aus elektrisch leitendem Kunststoffmaterial aufgebracht sind. Als Abgriff dient eine in
geeigneter Weise in dem auf der Stellwelle 8 angeordneten Zahnrrad 21 befestigte Schleiffederbrücke 32, an welcher jeweils jeder der Widerstandsbahnen 30 und 31 zugeordnete nicht näher bezeichnete Schleiffedersätze ausgebildet sind. Die Grenzstellungen des beschriebenen Nachlaufaggregates werden, wie aus der Fig. 2 ferner ersichtlich ist, von einem am Zahnrad 21 angeformten Segment 33 bestimmt, das mit ortsfesten am Träger 1 ausgebildeten Zapfen 34 und 35 zusammenwirkt. Durch die Platte 28 durchgreifende und mit den Widerstandsbahnen 30 und 31 leitend verbundene Kontaktstifte 36, 37 und 38 dienen der Kontaktierung von nicht dargestellten Verbindungslitzen zwischen den Widerstandsbahnen 30 und 31 und einer Kompensationsmeßschaltung. Schlitzförmige Öffnungen 39 in der Wand 10 des Trägers 1 sind derart ausge­ bildet, daß sie bei aufgerastetem Deckel 2 eine zugentlastende Durchführung für die Verbindungslitzen darstellen. Zwei an dem Träger 1 angeformte nicht näher bezeichnete und mit Durchgangs­ öffnungen versehene Ansätze 40 und 41 sind für die Befesti­ gung des Nachlaufaggregats mittels geeigneter Schrauben an bei­ spielsweise einer Montageplatte 42 vorgesehen. Dabei dient ein Bund 43 der Zentrierung des Nachlaufaggregats, während ver­ schiedene am Träger 1 ausgebildete jedoch nur teilweise dar­ gestellten Flächen beispielsweise die ringförmige Fläche 44 als Flanschflächen ausgebildet sind. Denkbar ist demgegenüber aber auch, den Träger derart zu gestalten, daß das Nachlaufaggregat an der Montageplatte 42 oder einem Gehäuseelement des be­ treffenden Meßgerätes verrastet werden kann.

Aus Fig. 4 ist, abgesehen davon, daß lediglich für eine Lager­ stelle der Stellwelle 8 eine Lagerbuchse 45 vorgesehen und die andere Lagerstelle 46 unmittelbar im Träger 1 ausgeformt ist, ersichtlich, daß die Widerstandsbahnen 30 und 31 unmittelbar auf dem Träger 1 aufgebracht sind oder daß eine die Wider­ standsbahnen tragende Folie auf dem Träger 1 befestigt ist.

Claims (5)

1. Nachlaufaggregat für ein Kompensationsmeßgerät mit einem Stellmotor, einem Winkelstellungsgeber, einem als Stirnradgetriebe ausgebildeten Untersetzungsgetriebe, einer Stellwelle und einem Träger wobei das Stirnradgetriebe zwischen dem Stellmotor und der Stellwelle angeordnet ist, die Stellwelle über ein geeignetes Kupplungsorgan mit einem Registrier- und/oder Anzeigemittel verbindbar ist und die Wellen des Stellmotors, des Winkelstellungsgebers und des Stirnradgetriebes parallel zur Stellwelle dem Träger zugeordnet sind dadurch gekennzeichnet,
daß sich das Stirnradgetriebe (Ritzel 16, Stirnzahnradpaare 17/18 und 19/20, Zahnrad 21) vollständig auf der einen Seite des Trägers (1) befindet und eine geringe Bauhöhe aufweist,
daß die Stellwelle (8) in dem Träger (1) derart gelagert ist, daß sich das das Kupplungsorgan (9) tragende Ende der Stellwelle (8) auf der anderen, dem Stirnradgetriebe (Ritzel 16, Stirnzahnradpaare 17/18 und 19/20, Zahnrad 21) abgewandten Seite des Trägers (1) befindet,
daß der Stellmotor (12) und der Winkelstellungsgeber (Widerstandsbahn 30, 31, Schleiffederbrücke 32) derart am Träger (1) angeordnet sind, daß sie innerhalb eines Bauraums (0) liegen, dessen Höhe durch zwei gedachte parallele Ebenen bestimmt ist, deren Abstand der Länge der Stellwelle (8) entspricht, und daß ein Deckel (2) für das Stirnradgetriebe (Ritzel 16, Stirnzahnradpaare 17/18 und 19/20, Zahnrad 21) vorgesehen ist.

2. Nachlaufaggregat nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß ringförmige koaxial zur Stellwelle (8) mit dem Träger (1) verbundene Widerstandsbahnen (30, 31) und eine den Widerstands­ bahnen (30, 31) zugeordnete an einem mit der Stellwelle (8) verbundenen Zahnrad (21) des Stirnradgetriebes (Ritzel 16, Stirnzahnradpaare 17/18 und 19/20, Zahnrad 21) befestigte Schleiffederbrücke (32) den Winkelstellungsgeber bilden.

3. Nachlaufaggregat nach Anspruch 2 dadurch gekennzeichnet, daß die Widerstandsbahnen (30, 31) auf einer am Träger (1) anhaftbaren Folie angeordnet sind.

4. Nachlaufaggregat nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der mit dem Träger (1) rastbar verbindbare Deckel (2) den auf im Träger (1) befestigten Achsen (22, 23) lose laufenden Stirnzahnradpaaren (17/18 und 19/20) des Stirnradgetriebes (Ritzel 16, Stirnzahnradpaare 17/18 und 19/20, Zahnrad 21) als axiale Sicherung dient.

5. Nachlaufaggregat nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß an der dem Stirnradgetriebe (Ritzel 16, Stirnzahnradpaare 17/18 und 19/20, Zahnrad 21) abgewandten Seite des Trägers (1) Ausrichtmittel Bund (43) und Anflanschflächen Fläche (44) ausgebildet sind.