DE3347491C2

DE3347491C2 -

Info

Publication number: DE3347491C2
Application number: DE3347491A
Authority: DE
Inventors: Donivan Max Toledo Ohio Us Shetterley
Original assignee: Owens Illinois Inc
Current assignee: OI Glass Inc
Priority date: 1982-12-30
Filing date: 1983-12-29
Publication date: 1987-11-19
Also published as: JPS59125002A; GB2132771A; FR2538895B1; US4445923A; AU543515B2; ES528532A0; MX155098A; IT8349484A0; DE3347491A1; AU2140783A; GB2132771B; FR2538895A1; IT1169380B; GB8333318D0; CA1213019A; ES8501935A1; ZA838513B

Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Erfassung der Position eines Mechanismus, insbesondere in einer Glasformmaschine gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Eine bekannte IS-Glasformmaschine enthält mehrere Sektoren, von denen jeder Mechanismen zur Formung von Glasgegenständen in einer zeitlichen Folge bestimmte Schritte aufweist. Die Formmechanismen in jedem Sektor werden durch pneumatische Motoren oder Betätigungsglieder betätigt. Die pneumatischen Motoren werden von einem Ventilblock gesteuert, der seinerseits von einem elektronischen Steuersystem angesteuert wird. Dieses weist für jeden einzelnen Sektor einen Computer auf. Ein derartiges System ist beispielsweise in der US-Patentschrift 41 52 143 beschrieben. Die einzelnen Sektoren können mehrere Positionssensoren enthalten, die an die Formmechanismen gekoppelt sind und deren Position überwachen, wie in der US-Patentschrift 41 38 116 beschrieben ist. Die Ausgangssignale der Sensoren werden dem entsprechenden Computer des individuellen Sektors zugeführt, der diese Ausgangssignale verarbeitet.

Bei den Positionssensoren kann es sich um bekannte magnetische Annäherungsschalter handeln (DE-AS 28 27 951). Dabei tritt ein elektrisches Bauteil, das an dem Mechanismus befestigt ist, in ein magnetisches Feld ein, welches aus der Ansprechseite eines Elektromagneten austritt. Dadurch wird die Schwingung des den Elektromagneten erregenden Oszillators gedämpft und der Näherungsschalter liefert ein Signal entsprechend der Position des Mechanismus. Üblicherweise muß das Bauteil mehr oder weniger genau vor dem Elektromagnet angebracht werden. Die erforderliche Genauigkeit wird durch den Schaltbereich des Näherungsschalters bestimmt, d. h., durch die minimale Entfernung, um welche sich das Bauteil oder der Elektromagnet bewegen muß, damit das Ausgangssignal des Schalters seinen Zustand verändert. Ein großer Schaltbereich ist wünschenswert, damit die Position des Bauteils vor dem Elektromagnet nicht so kritisch ist. Bei Verwendung der herkömmlichen quadratischen Bauteile ist der Schaltbereich, d. h., das physikalische "Fenster", in dem das Bauteil angebracht werden kann, zu klein.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Einrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, bei welcher das Bauteil weniger genau positioniert werden muß.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale im Kennzeichen des Anspruchs 1 gelöst.

Erfindungsgemäß kann der Schaltbereich bzw. das physikalische Fenster, in welchem das Bauteil angebracht werden kann, so erweitert werden, daß der Näherungsschalter kommerziell praktikabel ist.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert; es zeigt

Fig. 1 die schematische Teilansicht eines Näherungsschalters an einem Herausnahmemechanismus;

Fig. 2 die schematische Teilansicht eines Näherungsschalters an einem Umkehrmechanismus;

Fig. 3 die schematische Teilansicht des Näherungsschalters der Fig. 1 und 2 sowie eine ihm zugeordnete elektrische Schaltungsanordnung;

Fig. 4 den Graph der entfernungsabhängigen Ausgangsspannung des Näherungsschalters für ein quadratisches Bauteil;

Fig. 5 den Graph der entfernungsabhängigen Ausgangsspannung des Näherungsschalters für ein geneigtes Bauteil;

Fig. 6 den Graph des Schaltbereiches eines Näherungsschalters für ein quadratisches Bauteil und ein erfindungsgemäß geneigtes Bauteil;

Fig. 7 den Graph der entfernungsabhängigen Ausgangsspannung des Näherungsschalters mit geneigtem Bauteil bei verschiedenen Versorgungsspannungen.

Die bekannte IS-Glasformmaschine enthält mehrere Sektionen, von denen jeder einen Mechanismus zur Formung von Glasgegenständen in einer Folge bestimmter Schritte aufweist. In Fig. 1 ist beispielsweise ein Herausnahmemechanismus insgesamt mit 11 bezeichnet. Der Herausnahmemechanismus 11 umfaßt einen doppelt wirkenden pneumatischen Zylinder (nicht gezeigt), welcher eine die Kolbenstange bildende Zahnstange 12 betätigt. Diese verdreht ein Herausnahmezahnrad 13 um eine feststehende Welle 14. Eine Zangenarm- Wellenanordnung 15 verbindet das Zahnrad 14 mit einer Zangenarmanordnung 16. Das Zahnrad 13 verdreht die Wellenanordnung 15, welche ihrerseits die Zangenarmanordnung 16 unter Beibehaltung deren vertikaler Ausrichtung nach oben und bewegt. Die Zangenarmanordnung 16 trägt zwei Herausnahmezangen 17, welche bei Betätigung eine Flasche festhalten bzw. freigeben. Der Herausnahmemechanismus 11 betätigt die Zangenarmanordnung 16 und die Herausnahmezangen 17 zum Aufnehmen von Flaschen und deren Übertragung von einer Position zur anderen. In Fig. 2 ist als weiteres Beispiel ein Umkehrmechanismus dargestellt, der insgesamt mit 21 bezeichnet ist. Auch der Umkehrmechanismus 21 umfaßt einen doppelt wirkenden pneumatischen Zylinder (nicht gezeigt), welcher eine als Kolbenstange dienende Zahnstange 22 betätigt. Diese verdreht ein Umkehrzahnrad sowie einen hieran befestigten Umkehrarm 25 um eine Welle 24. Eine nach oben gerichtete Bewegung der Zahnstange 22 führt dazu, daß sich der Umkehrarm 25 aus der dargestellten Position in eine Position verdreht, die durch die gestrichelte Linie 26 angedeutet ist. Dies erfolgt entlang eines Weges, der durch den Pfeil 27 bezeichnet ist. Sowohl der Herausnahmemechanismus 11 als auch der Umkehrmechanismus 21 sind dem Fachmann bekannt.

In Fig. 1 ist beispielsweise der Annäherungsschalter mit 31 bezeichnet; er besitzt eine Ansprechseite 32, welche so positioniert ist, daß sie der Zahnstange 12 gegenüberliegt. Eine metallische Bedämpfungsfahne im folgenden als Bauteil 33 bezeichnet ist an der Zahnstange 12 montiert und besitzt eine quadratische Fläche 34. Das Bauteil ist derart an der Zahnstange positioniert, daß es sich an einem bestimmten Überwachungspunkt vor dem Schalter 31 präsentiert und so anzeigt, daß sich die Zahnstange 12 in ihre oberste Position bewegt hat und daß sich der Herausnahmearm 15 in der Position "Heraus" befindet. In dieser dargestellten Position befindet sich der Arm 15 über der (nicht gezeigten) Ofenplatte. Ein weiteres Bauteil 36, welches ebenfalls eine quadratische Fläche 37 besitzt, ist derart an der Zahnstange 12 positioniert, daß es vor dem Schalter 31 an einem Überwachungspunkt liegt, der anzeigt, daß sich die Zahnstange 12 in ihre unterste Position bewegt hat. In dieser befindet sich der Herausnahmearm 15 in der Position "Ein", ungefähr um 180° im Uhrzeigersinn von der dargestellten Position entfernt. In dieser Position befindet sich der Arm 15 über der (nicht gezeigten) Form. Wenn eines der Bauteile 33 bzw. 36 den entsprechenden Überwachungspunkt erreicht, läßt der Schalter 31, der über ein Kabel 39 ein Ausgangssignal an den IS-Computer abgibt, dieses Ausgangssignal sich verändern. Die Ansprechseite 32 liegt derart der Zahnstange 12 gegenüber, daß ein von ihr erzeugtes magnetisches Feld im wesentlichen senkrecht aus der Ansprechseite 32 in einer Richtung auf eine feststehende Position in der Nähe des Weges, durch den sich die Zahnstange 12 bewegt, austritt. Die Zahnstange 12 bewegt die Bauteile 33 und 36 entlang eines im wesentlichen linearen Weges, der praktisch parallel zu der Ansprechseite 32 des Schalters 31 liegt. Der lineare Weg ist im wesentlichen senkrecht zur Richtung der auf die Bauteilposition geleiteten Feldlinien.

In Fig. 2 ist als weiteres Beispiel ein Annäherungsschalter mit 41 bezeichnet. Er weist eine Ansprechseite 42 auf, welche dem Rand der Nabe 43, die konzentrisch auf dem Umkehrzahnrad 23 montiert ist, gegenüber liegt. Ein Bauteil 44 mit einer quadratischen Fläche 45 befindet sich am Rand der Nabe 43, derart, daß es vor den Schalter 41 an einem Überwachungspunkt gelangt, der anzeigt, daß sich die Zahnstange 22 in die unterste Position bewegt hat. In dieser ist der Umkehrarm 25, wie dargestellt, positioniert. Ein weiteres Bauteil 47, das ebenfalls eine quadratische Fläche 48 besitzt, ist an dem Rand der Nabe 43 so positioniert, daß es vor den Schalter 41 an einem Überwachungspunkt gelangt, der anzeigt, daß sich die Zahnstange 22 in ihre oberste Position bewegt hat. In dieser befindet sich der Umkehrarm 25 bei 26. Wenn eines der Bauteile 44 bzw. 47 den entsprechenden Überwachungspunkt erreicht, verändert der Schalter 41, der ein Ausgangssignal über das Kabel 50 an den IS-Computer abgibt, dieses Ausgangssignal. Die Ansprechseite 42 des Schalters 41 liegt der quadratischen Fläche 45 des Bauteils 44 gegenüber, wenn sie richtig positioniert ist. Das durch sie erzeugte magnetische Feld strahlt so in Richtung auf eine feste Position in Nähe zu einem Weg, der vom Rand der Nabe 43 durchquert wird. Die Zahnstange 22 bewegt die 44 und 47 entlang eines kurvilinearen Weges, deren Tangentiallinie an der Bauteilposition im wesentlichen parallel zur Ansprechseite 42 des Sensors 41 ist. Die Tangentiallinie verläuft im wesentlichen senkrecht zur Richtung der Strahlung auf das Bauteil zu.

Nachfolgend wird genauer auf die Bauweise des Annäherungsschalters 31 bzw. 41 eingegangen, der in Fig. 3 mit 51, 52 bezeichnet ist. Der Annäherungsschalter 51 weist eine kreisförmige Ansprechseite 53 auf und umfaßt einen Oszillator 54 sowie einen Elektromagnet 55, der elektrisch mit dem Ausgang des Oszillators 54 verbunden ist. Der Elektromagnet 55 erzeugt ein mit hoher Frequenz oszillierendes Magnetfeld, das aus der Ansprechseite 53 austritt und auf ein Bauteil 52 gerichtet ist, das sich in Pfeilrichtung 56 bewegt. Ein Eingang des Oszillators 54 ist in Reihe mit einem Ende des Lastwiderstandes R geschaltet. Der andere Eingang des Oszillators 54 und das andere Ende des Lastwiderstandes R sind mit einer Gleichspannungsquelle verbunden, welche eine Versorgungsspannung V _s abgibt. Die Ausgangsspannung V₀ an der Gleichspannungsquelle und dem Lastwiderstand R wird einem Analog-Digital-Wandler (nicht gezeigt) durch ein geeignetes Interface (nicht gezeigt) zugeführt. Der Wandler legt ein digitales Signal an den IS-Computer, der die Ausgangssignale verarbeitet. Das Bauteil besteht aus schweißbarem Stahl mit einer Dicke (t) von mindestens 1,0 mm. Die Länge (l) der Seite des Bauteils 52 ist ungefähr gleich dem Durchmesser des Kreises, der vom aktiven Abschnitt der Ansprechseite 52 des Schalters 51 gebildet ist, nämlich ungefähr 18 mm. Damit der Schalter 51 richtig arbeitet, muß der Abstand SP zwischen der Fläche 57 des Bauteils 52 und der Ansprechseite 53 des Schalters 51, Abstand innerhalb eines bestimmten Bereiches liegen. Der maximale Abstand SP liegt bei ungefähr 10,0 mm. Das Bauteil kann auch aus einem anderen Metall, beispielsweise aus Edelstahl, Quecksilber, Messing, Aluminium oder Kupfer hergestellt sein. In diesem Falle wird der maximale Abstand SP von 10,0 mm für schweißbaren Stahl einfach durch einen Korrekturfaktor multipliziert, woraus sich der maximale Abstand SP für das jeweilige Material ergibt. Die Korrekturfaktoren für die oben genannten Materialien sind wie folgt:

Edelstahl (je nach Legierung)0,52 bis 0,9 Quecksilber0,85 Messing0,55 Aluminium0,45 Kupfer0,40

Bevor das Bauteil 52 in das Feld des Elektromagneten 55 eintritt, befindet sich der Schalter 51 in ungedämpften Zustand, in welchem die innere Impedanz des Oszillators 54 niedrig ist, d. h., bei ungefähr 8,2 VDC ungefähr 1,0 kohm beträgt. Der Eingangsstrom ist hoch, d. h., ungefähr 2,2 mA. Wenn das Bauteil in das Feld des Elektromagneten 55 eintritt, befindet sich der Schalter 51 in gedämpften Zustand, indem die innere Impedanz des Oszillators 54 hoch ist, d. h., bei ungefähr 0,2 VDC ungefähr 8,0 kohm beträgt. Der Eingangsstrom ist gering, d. h., ungefähr 1,0 mA. Im elektrisch leitenden Bauteil 52 werden Wirbelströme induziert, welche die Induktivität des Elektromagneten 55 verändern. Die induktive Veränderung verstimmt den Oszillator 54, der weniger Strom aus der Vergleichsspannungsquelle zieht. In der Folge wird auch der Spannungsabfall am Lastwiderstand R verringert.

Unter bestimmten Umständen ist es notwendig, die Versorgungsspannung V _s zu erhöhen, beispielsweise, wenn parallel zum Oszillator 54 eine nennenswerte Kapazität liegt. Im wesentlichen erhöht die vergrößerte Versorgungsspannung V _s den Strom durch den Oszillator 54 und durch die Last R, wodurch diese stabiler wird. Die Vergrößerung der Versorgungsspannung V kann jedoch erforderlich machen, daß das Interface einen Spannungsteiler enthält, der die Ausgangsspannung V _s auf einen Wert reduziert, der mit dem Analog- Digital-Wandler kompatibel ist. Außerdem kann das Interface in den Fällen, in denen die Oszillatorfrequenz oder andere Wechselstromkomponenten vorliegen, ein geeignetes Tiefpaßfilter zusammen mit dem Spannungsteiler erforderlich machen.

Da Annäherungsschalter normalerweise in einer Konfiguration arbeiten, in der das Bauteil sich entlang eines Weges bewegt, der im wesentlichen senkrecht zu der Ansprechseite 53 ist, ist der Betriebsparameter normalerweise der Abstand SP. Wie oben beschrieben, wird jedoch das Bauteil 52 entlang eines im wesentlichen linearen Weges 56 bewegt, der praktisch parallel zur Ansprechseite 53 verläuft, oder entlang eines kurvilinearen Weges mit einer Tangentiallinie 56 an der Zielposition, die praktisch parallel zur Ansprechseite 53 ist. Demzufolge ist der interessierende Parameter diejenige Distanz, um welche das Bauteil 52 die Ansprechseite 53 des Schalters 51 überlappt bzw. überquert, d. h., die überquerte Entfernung DT. Da es schwierig ist, das Bauteil 52 genau vor der Ansprechseite 53 des Schalters zu positionieren, während es sich dem Ende der Bewegung in eine bestimmte Überwachungsposition nähert, ist der Schaltbereich SR funktional gesprochen empfindlich klein. Der Schaltbereich SR ist die kleinste Überquerungsdistanz bzw. das Fenster, um die bzw. das sich das Bauteil 52 bzw. der Schalter 51 bewegen müssen, damit sich die Ausgangsspannung V₀ verändert. In Fig. 4 ist beispielsweise die Ausgangsspannung V₀ gegen die durchquerte Entfernung DT für verschiedene Abstände SP aufgetragen. Beispielsweise beträgt der Schaltbereich SR bei einem Abstand SP von ungefähr 2,5 mm ungefähr 5 mm. Die Endpunkte des Schaltbereiches SR sind dabei in der Nähe der Sättigungs-Ausgangsspannung V₀ und der minimalen Ausgangsspannung V₀ definiert. Das 5 mm-Fenster beginnt, wenn die Fläche 57 des Bauteils die Ansprechseite 53 des Schalters 51 um 1,3 mm überlappt, und hört auf, wenn die Fläche 57 des Bauteils 52 die Ansprechseite des Schalters 51 um 6,2 mm überlappt. Innerhalb dieses 5 mm- Fensters erfolgt eine Veränderung des Zustandes.

Es hat sich jedoch herausgestellt, daß das 5 mm-Fenster zu klein und daher kritisch ist. Das sehr rasche Ansprechen, welches durch die entsprechende Empfindlichkeit von 4 V/2,5 mm gemessen wird, macht die Positionierung des Bauteils 52 sehr schwierig, da eine Zustandsveränderung zwischen der Sättigungs-Ausgangsspannung V₀ und der minimalen Ausgangsspannung V₀ benötigt wird. Demzufolge ist ein größerer Schaltbereich SR notwendig, wenn die Positionierung des Bauteils 52 vor dem Schalter 51 nicht kritisch sein soll. Ein Weg zur Ausdehnung des Schaltbereiches SR besteht darin, den Abstand SP zu vergrößern. Beispielsweise ist der Schaltbereich SR bei einem Abstand SP von 6,2 mm ein 13 mm-Fenster. 13 mm sind zwar schon nahe an einem zufriedenstellenden Schaltbereich SR; dies ist jedoch schon in etwa der maximale Schaltbereich SR für ein quadratisches Bauteil. Im tatsächlichen Einsatz sollte das Bauteil 52 einfach dadurch ausgerichtet werden können, daß es in einer Position angebracht wird, in der es die Ansprechseite 53 des Schalters 51 vollständig überlappt. Da die Länge l des Bauteils 52 ungefähr 18 mm beträgt, ist auch die durchquerte Entfernung DT für die Ausrichtung ungefähr gleich 18 mm. Bei dieser Ausrichtungsposition muß die Steigung der charakteristischen Kurve ausreichend groß sein, damit sich eine ausreichende Auflösung bzw. Empfindlichkeit ergibt. Dies wird weiter unten noch ausführlicher erläutert. Wie in Fig. 4 zu erkennen ist, ist die Steigung der charakteristischen Kurve für 6,2 mm bei einer durchquerten Entfernung DT von 18 mm im wesentlichen Null. Für praktische Anwendungsfälle ist daher das bevorzugte Verfahren zur Vergrößerung des Schaltbereiches SR, das Bauteil 52 zu formen. Das Ergebnis der Formung des Bauteils 52 ist in Fig. 5 dargestellt, die zeigt, daß die Steigung der charakteristischen Kurve von 3,8 mm bei einer durchquerten Entfernung DT von 18 mm sehr viel größer als Null ist.

Das Bauteil 52 ist so geformt, daß eine Fläche 58 von der vorlaufenden Kante zur nachlaufenden Kante in einer Richtung auf die Ansprechseite 53 zu schräg verläuft, wenn das Bauteil 52 in Pfeilrichtung 56 bewegt wird. Unter erneuter Bezugnahme auf den Herausnahmemechanismus 11 von Fig. 1 ist zu erkennen, daß das Bauteil 36, wie durch die gestrichelte Linie 38 angedeutet, geformt ist. Die geformte Fläche 38 verjüngt sich somit in einer Richtung auf die Ansprechseite 32 zu, wenn die Zahnstange 12 das Bauteil 36 durch die Zielposition in ihrer untersten Stellung bewegt. In entsprechender Weise ist das Bauteil 33, wie durch die gestrichelte Linie 35 angedeutet, so geformt, daß die geformte Fläche 35 sich von der voreilenden Kante zur nachlaufenden Kante in Richtung auf die Ansprechseite 32 zu verjüngt, wenn die Zahnstange 12 das Bauteil 33 durch die Zielposition in die oberste Stellung bewegt. Bei dem Umkehrmechanismus 21 von Fig. 2 ist das Bauteil 47, wie durch die gestrichelte Linie 49 angedeutet, so geformt, daß sich die geformte Fläche 49 von der voreilenden Kante zur nachlaufenden Kante auf die Ansprechseite 42 zu verjüngt, wenn die Nabe 43 das Bauteil 47 durch die Zielposition in die Position bewegt, in welcher der Inverterarm 25 durch die gestrichelte Linie 26 dargestellt ist. Entsprechend ist das Bauteil 44 wie durch die gestrichelte Linie 46 angedeutet, so geformt, daß sich die geformte Fläche 46 von der voreilenden Kante zur nachlaufenden Kante auf die Ansprechseite 42 zu verjüngt, wenn die Nabe 43 das Bauteil 44 durch die Zielposition in die Position bewegt, bei welcher der Inverterarm 25 nicht gezeigt ist. Es hat sich herausgestellt, daß sich der Schaltbereich SR auf einen nicht kritischen Wert vergrößert, wenn sich die geformte Fläche 58 des Bauteils 52 ausreichend verjüngt. Genauer wurde gefunden, daß die geformte Fläche des Bauteils sich um zwischen ungefähr 0,1 und ungefähr 1,0 mm/mm Weg, welcher vom Bauteil 52 durch die Zielposition hindurch zurückgelegt wird, verjüngen sollte. Beim bevorzugten Ausführungsbeispiel wird eine Verjüngung von ungefähr 0,2 mm/mm Weg verwendet.

In Fig. 5 ist die Ausgangsspannung V₀ gegen die durchquerte Entfernung DT bei verschiedenen Abständen SP für ein Bauteil dargestellt, dessen geformte Fläche sich mit ungefähr 0,2 mm/mm verjüngt. Wie zu erkennen ist, hat sich der Schaltbereich SR bzw. das Fenster stark bei einem ähnlichen Abstand SP von 2,5 mm vergrößert. Bei einem Abstand SP von 2,5 mm ist das Fenster ungefähr 15 mm breit und verläuft von dem Punkt, bei dem die geformte Fläche 58 die Ansprechseite 53 um 5 mm überlappt, bis zu einem Punkt, an dem die voreilende Kante der geformten Fläche 58 die Ansprechseite 53 um 20 mm überlappt. Aus dem Vergleich der Fig. 5 und 4 ergibt sich, daß das Fenster für die geformte Fläche ungefähr dreimal so groß wie dasjenige des quadratischen Bauteils ist. Demzufolge ist, wie auch aus Fig. 6 hervorgeht, die Größe des Fensters bzw. der Schaltbereich SR für ein geformtes Bauteil viel größer als derjenige eines quadratischen Bauteils für jeden beliebigen Abstand SP. Die richtige Positionierung des Bauteils ist demzufolge nicht mehr kritisch.

Wie oben erwähnt, ist mit dem vergrößerten Schaltbereich SR ein langsameres Ansprechverhalten bzw. eine verringerte Empfindlichkeit verknüpft. Bei einem Abstand SP von 2,5 mm ist die Empfindlichkeit auf ungefähr 2 V/2,5 mm abgefallen. Eine Aufgabe besteht nun darin, den Schaltbereich SR zu vergrößern, dabei aber eine minimale Empfindlichkeit bzw. Auflösung aufrecht zu erhalten. Die minimale Auflösung, die bei der Überwachung von Bewegungspositionen an einer IS- Maschine eingehalten werden sollte, ist diejenige, die zur Steuerung der Bewegungen auf ein halbes Grad in einem 360- Grad-Zyklus benötigt wird. Für den Hochgeschwindigkeitseinsatz bei 4,6 Sekunden pro Zyklus ist die zeitliche Auflösung ( Δτ ), die notwendig ist, gleich 0,006 Sekunden pro Grad, d. h., 4 Sekunden pro Zyklus geteilt durch 720 Halb- Grade pro Zyklus. Bei dem Herausnahmemechanismus 11 führt eine kleine Bewegung Δ X des Bauteils 33 zu einer entsprechenden Veränderung Δ V₀ in der Ausgangsspannung V₀ nach der folgenden Gleichung:

Δ V₀ = S Δ X.

Hierbei ist S die Empfindlichkeit des Schalters 31, ausgedrückt in V/2,5 mm. Die kleine Bewegung Δ X des Bauteils 33 ist gleich seiner Geschwindigkeit (V ¹) mal der Zeitveränderung (Δ t) bzw. der Geschwindigkeit (v) der Herausnahmezangen 17 mal der Zeitveränderung (Δ t), korrigiert durch die mechanische Untersetzung (m), die mit diesem Gestänge verbunden ist, d. h., v Δ t/m. Die Veränderung Δ V₀ der Ausgangsspannung läßt sich somit durch folgende Gleichung ausdrücken:

Δ V₀ = S v Δ t/m.

Der Analog-Digital-Wandler, an welchen die Ausgangsspannung V₀ angelegt wird, besitzt ebenfalls eine charakteristische Empfindlichkeit R, ausgedrückt in Zählungen/V, so daß die Veränderung Δ V₀ der Ausgangsspannung mit der digitalen Ausgangsveränderung Δ C nach der folgenden Gleichung verknüpft werden kann:

Δ C = R Δ V₀ = Rsv Δ t/m.

Hierbei ist Δ C als digitale Zählungen ausgedrückt.

Zur Bestimmung der zeitlichen Auflösung des Systemes muß bestimmt werden, welches kleinste Zeitintervall Δ t der Mechanismusbewegung noch aufgelöst werden kann. Wenn somit in einem Zeitintervall Δ T die Zahnstange 12 sich so bewegt, daß eine Veränderung von Δ C herbeigeführt wird, die weniger als ein bestimmter Wert C _n ist (C _n ist dabei durch das Rauschen des Systems bestimmt), kann die Bewegung nicht vom Rauschen unterschieden werden. Wenn demzufolge Δ C gleich C _n ist, ist Δ T die zeitliche Auflösung des Mechanismus, welche nach der folgenden Gleichung ausgedrückt werden kann:

Δ T = m C _n/RSv.

Das System entspricht den Anforderungen, wenn die mechanische Auflösung Δ T kleiner oder gleich der zeitlichen Auflösung Δτ von 0,006 Sekunden ist. Beim Herausnahmemechanismus 11 ist die mechanische Untersetzung m ungefähr gleich 6. Der Rauschwert C _n des Analog-Digital-Wandlers ist ungefähr 10 Zählungen. Die Analog-Digital-Empfindlichkeit R ist 409,6 Zählungen pro Volt. Die Geschwindigkeit (v) der Herausnahmezangen 17 in der Nähe des Endes beträgt ungefähr 100 mm/s. Da die Empfindlichkeit S des Schalters bei einem Abstand SP von 2,5 mm ungefähr 20 V pro 25 mm ist, ist die mechanische Auflösung Δ T gleich 0,0018 Sekunden, was wesentlich besser als die erforderliche zeitliche Auflösung Δτ von 0,006 Sekunden ist. Die anderen Mechanismen der IS-Maschine können in ähnlicher Weise ausgewertet werden. Es ist somit zu erkennen, daß der Schaltbereich SR bzw. das Fenster durch Verwendung eines geformten Bauteils erheblich vergrößert werden kann, ohne daß die Empfindlichkeit des Systemes in nachteiliger Weise verringert wird.

Der Schaltbereich SR wird weiter durch den Lastwiderstand R und die Versorgungsspannung V _s beeinflußt. In Fig. 7 ist die Ausgangsspannung V₀ gegen die Entfernung aufgetragen, um welche das Bauteil 52 die Ansprechseite 53 überlappt, und zwar für verschiedene Versorgungsspannungen V _s bei einem geformten Bauteil. Bei einem vorgegebenen Lastwiderstand R wurde die Versorgungsspannung V _s so eingestellt, daß die maximale Ausgangsspannung V _0max, d. h., die Sättigungsspannung, ungefähr 6 Volt betrug. Wie zu erkennen ist, ergibt die Wahl der Versorgungsspannung V _s mit 8 Volt ungefähr den maximalen Schaltbereich SR. Größere Lasten R und demzufolge größere Versorgungsspannungen V _s führen zu einer sehr kleinen Ausdehnung des Schaltbereiches SR.

Der Annäherungsschalter 51 kann, wie dargestellt, eine einzige Anspruchseite 58 haben. Dies ist das bevorzugte Ausführungsbeispiel. Es ist jedoch auch möglich, daß mindestens eine hauptsächliche Anspruchfläche in der Nähe von Nebenflächen liegt, welche für die Funktion des Schalters 51 unwesentlich sind.

Claims

1. Einrichtung zur Erfassung der Position eines Mechanismus, insbesondere in einer Glasformmaschine mit einem magnetischen Annäherungsschalter, bestehend aus:
einer elektrischen Last (R);
einem Oszillator (54), dessen Eingang in Reihe mit der Last (R) mit einer Gleichspannungsquelle (V _s ) verbindbar ist;
einem Elektromagneten (55), der elektrisch mit dem Ausgang des Oszillators (54) verbunden ist und eine Ansprechseite (53) aufweist, aus der ein magnetisches Feld in Richtung auf ein elektrisch leitendes Bauteil austritt, das in das Feld eintritt,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Bauteil (52) parallel zur Ansprechseite (53) des Elektromagneten (55) bewegbar ist und die der Ansprechseite gegenüberliegenden Fläche (58) des Bauteils zu jener in solcher Weise geneigt ausgebildet ist, daß sich in Bewegungsrichtung gesehen der Abstand dieser Fläche zu der Ansprechseite von der Vorderkante zur Hinterkante verringert.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Neigung der Fläche (58) zwischen etwa 0,1 und 1,0 Längeneinheiten je Längeneinheit des vom Bauteil (52) im Ansprechbereich zurückgelegten Weges beträgt.