DE3512800C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Verstelleinrichtung mit Schlupfsicherung gegen Überlastung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Eine Verstelleinrichtung des oben umschriebenen Typs ist aus der US-Patentschrift 41 01 206 bekannt. Diese Verstelleinrichtung bildet einen Teil eines Spiegelverstellgeräts. Das Verstellorgan ist zwischen zwei durch Anschläge gebildeten äußersten Stellungen bewegbar.

Wenn das Verstellorgan an einem dieser Anschläge anliegt, dann läuft der Antriebsmotor weiter, so daß an irgendeiner Stelle zwischen Antriebsmotor und Verstellorgan Schlupf in einem Antriebssystem auftreten muß. Bei dieser bekannten Konstruktion tritt der Schlupf zwischen dem Verstellorgan und der Abtriebswelle des Antriebssystems auf, weil das Verstellorgan elastisch ausgebildet ist und durch die Verzahnung auf der Abtriebswelle des Antriebssystems seitlich weggedrückt wird. Die Verzahnung der Abtriebswelle kann daher weiter rotieren, ohne daß das an einem Anschlag anliegende Verstellorgan verschoben wird.

Diese bekannte Konstruktion funktioniert ausgezeichnet, aber gibt Probleme, wenn man das Verstellorgan mit Hilfe des Antriebssystems in eine Anzahl vorprogrammierter Stellungen bringen will. Dazu ist ein Positions-Aufnehmer notwendig, der bei dieser bekannten Konstruktion ausschließlich an dem Verstellorgan selbst angeordnet werden könnte, weil keine feste Beziehung zwischen der Position des Verstellorgans und der Winkelstellung, die das Antriebssystem einnimmt, vorhanden ist. Das Anordnen eines Positions-Aufnehmers auf dem Verstellorgan ist schwierig und kompliziert, zumal auch, weil das Verstellorgan elastisch ausgebildet werden muß.

Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung einer Verstelleinrichtung, die zur Anwendung in programmierbaren Systemen geeignet ist, und wobei der Positions-Aufnehmer in das Antriebssystem der Verstelleinrichtung integriert ist.

Die Erfindung schlägt zur Lösung dieser Aufgabe vor, daß der ortsfeste Ring mit Reibungsflächen versehen ist, die an entsprechenden Flächen des Gehäuses anliegen, derart, daß der ortsfeste Ring unter Überlastung in bezug auf das Gehäuse schlüpfen kann, während ein elektrischer Positions-Aufnehmer an einer Stelle in der Antriebskette zwischen der Antriebswelle derselben und dem ortsfesten, unter Überlastung schlüpfenden Ring vorgesehen ist, welcher Positions-Aufnehmer ein elektrisches Signal abgeben kann, das ein Maß für die Position des Verstellorgans in bezug auf die Abtriebswelle ist.

In dieser Weise hat man die notwendige Schlupfmöglichkeit in dem Antriebssystem nach vorn in Richtung des Motors verschoben und hat eine feste Beziehung zwischen dem Ausgang des Antriebssystems und dem Verstellorgan erhalten. Diese Beziehung wird aufrechterhalten, wenn in dem Antriebssystem Schlupf aufgetreten ist.

Die Verschiebung der Schlupfmöglichkeit in Richtung des Motors verschafft die Möglichkeit, einen Positions-Aufnehmer auf dem Ausgangsteil der Übertragung anzubringen, welcher Positions-Aufnehmer ein elektrisches Signal abgeben kann, das ein Maß für die Position des Verstellorgans in bezug auf die Abtriebswelle des Antriebssystems ist. Die Positions-Information bleibt auch nach dem Auftreten von Schlupf in dem Antriebssystem beibehalten.

In der GB-PS 20 88 561 wird ein Positionsaufnehmer zum Bestimmen der Winkelstellung einer kreisförmigen Scheibe beschrieben. Auf dieser Scheibe sind ein kreisförmiger Widerstand um einen Umfangswinkel von <360° sowie zwei geschlossene, kreisförmige Leiter angebracht. Die Leiter und der Widerstand werden mit Hilfe einer Bürstenkonstruktion abgetastet und arbeiten nach dem Spannungsteilerprinzip. Dieser bekannte Positionsaufnehmer ist für Spielautomaten bzw. "fruit machines" gedacht, wobei die Scheibe rotiert und die Abtastbürsten stillstehen. Bei der erfindungsgemäßen Einrichtung steht die Scheibe still und sind die Bürsten in Rotationsrichtung um die Scheibenachse beweglich.

In der DE-OS 32 26 435 wird eine Verstelleinrichtung zum Verstellen eines Rückblickspiegels um zwei senkrecht aufeinanderstehende Achsen beschrieben, die von zwei Motoren angetrieben wird, die je ein Organ zum Verstellen der Spiegelstellung antreiben können. Zum Bestimmen bzw. Einstellen der Spiegelstellung in eine gewünschte Position sind zwei getrennte Positionsaufnehmer angebracht, die an der Rückseite einer Spiegeltragplatte befestigt sind. Die Positionsaufnehmer haben die Form linearer Potentiometer, die außerhalb des Antriebskreises zwischen dem Spiegelverstellorgan und dem zugehörigen Antriebsmotor angebracht sind. Sie bilden einen zusätzlichen Teil der Verstelleinrichtung und stellen dadurch eine Komplikation bei der möglichst kompakten Ausführung der Spiegelverstelleinrichtung dar.

Damit die auftretende Reibung zwischen dem ortsfesten Ring und dem Gehäuse zu beeinflussen ist, liegt der ortsfeste Ring vorzugsweise an einem in Rotationsrichtung fest, in Axialrichtung verschiebbar in dem Gehäuse angebrachten Reibungsring an, der unter Einfluß einer ringförmigen Blattfeder gegen den ortsfesten Ring andrückbar ist.

Durch eine geeignete Wahl der Federkonstante der ringförmigen Blattfeder ist die Größe der auftretenden Reibung einstellbar.

Die Länge des kreisförmigen, durch eine Kohlenschicht gebildeten Widerstandes kann maximal 360° betragen und ist aus praktischen Gründen vorzugsweise 330°.

Antriebssystem in aufgebrochener Form wiedergegeben.

Das Antriebssystem umfaßt ein Gehäuse 1, bestehend aus einem oberen Teil 2 und einem unteren Teil 3, wobei die Trennfläche zwischen den Teilen 2, 3 horizontal verläuft. In das Gehäuse ist ein in zwei Richtungen drehender Elektromotor 4 aufgenommen, der an der Unterseite versehen ist mit zwei Anschlußklemmen 5, die über eine Öffnung 6 in dem unteren Teil 3 des Gehäuses 1 zugänglich sind.

Die Welle des Motors 4 ist mit einem Planetenrad-Übertragungssystem 7 gekuppelt, dessen Abtriebswelle 8 mit einer Verzahnung 9 versehen ist, die mit dem verzahnten Teil 12 des Verstellorgans 10 im Eingriff ist. Auf einem Ende des Verstellorgans 10 ist ein Verbindungsknopf 11 vorhanden, über den das Verstellorgan 10 mit einem zu verstellenden Konstruktionsteil oder Gerät verbunden werden kann. Der Verstellweg des Verstellorgans 10 wird an der Unterseite durch den Boden des unteren Teiles 3 des Gehäuses 1 beschränkt. Die Verschiebung in Aufwärtsrichtung des Verstellorgans 10 ist gleichfalls durch einen Anschlag zu beschränken. Dazu dient der Nocken 33 an der Hinterseite des Verstelelorgans 10, welcher Nocken gegen den oberen Teil des Gehäuses 1 läuft.

Das Planeten-Übertragungssystem 7 umfaßt ein Sonnenrad 32, dessen eines Ende mit der Welle des Motors 4 verbunden ist und dessen anderes Ende frei drehbar in der Abtriebswelle 8 gelagert ist. Die Verzahnung des Sonnenrads 32 ist mit drei Planetenrädern 13 im Eingriff, die je mit zwei nebeneinander liegenden Zahnkränzen 14, 15 versehen sind. Der Zahnkranz 14 ist mit einem innenverzahnten ortsfesten Ring 16, der in das Gehäuse 1 aufgenommen ist, im Eingriff. Beim Antreiben des Sonnenrads 32 durch den Motor rollen die Planetenräder 13 via die Zahnkränze 14 über den stillstehenden innenverzahnten Ring 16 ab.

Die Anzahl Zähne jedes Zahnkranzes 15 zeigt einen kleinen Unterschied mit der Anzahl Zähne des Zahnkranzes 14 desselben Planetenrades 13. Vorzugsweise hat der Zahnkranz 15 einen Zahn weniger als der Zahnkranz 14. Die Zahnkränze 15 sind mit einer innenverzahnten Trommel 21 im Eingriff, deren Rand 22 in eine entsprechende Aussparung des ortsfesten Ringes 16 aufgenommen ist, wobei die Trommel 21 sich in Umfangsrichtung in bezug auf den ortsfesten Ring 16 verschieben kann. Wenn das Sonnenrad 32 durch den Motor 4 angetrieben wird, werden die Zahnkränze 14 über die stillstehende Verzahnung des ortsfesten Ringes 16 abrollen, und durch den geringen Unterschied der Zähnezahl zwischen den Zahnkränzen 14 und 15 wird die Trommel 21 mit größerer Verzögerung in bezug auf den ortsfesten Ring 16 rotieren. Mit dem oben beschriebenen Planeten-Übertragungssystem 7 kann die Trommel 21 mit einer Verzögerung in der Größenordnung von 10 : 1 bis ∞ : 1 in bezug auf die Drehzahl des Motors 4, abhängig von dem Zahnunterschied zwischen den Zahnkränzen 14 und 15 angetrieben werden. Die Abtriebswelle 8 des Planeten-Übertragungssystems 7 ist mit der Trommel 21 fest verbunden.

Der ortsfeste Ring 16 ist an der der Trommel 21 zugewandten Seite mit einer Friktionsfläche 17 und an der gegenüberliegenden Seite mit einer schräg verlaufenden Friktionsfläche 18 versehen. Die Friktionsfläche 18 liegt gegen einen Friktionsring 19 an, der in Umfangsrichtung fest in das Gehäuse 1 aufgenommen, aber in Axialrichtung verschiebbar ist unter Einfluß einer ringförmigen Blattfeder 20, deren Innenrand an der Vorderseite des Motors 4 und deren Außenrand an einem Innenrand des Friktionsringes 19 anliegt. Dadurch, daß eine Blattfeder 20 gewählt wird, kann die Anpreßkraft, mit welcher der Friktionsring 19 gegen die Friktionsfläche 18 des ortsfesten Ringes 16 gedrückt wird, eingestellt werden.

Wenn das Verstellorgan 10 sich frei zwischen den Anschlägen bewegt, verschiebt sich das Verstellorgan mit einer Geschwindigkeit, welche direkt mit der Umfangsgeschwindigkeit der Trommel 21 gekuppelt ist, welche Umfangsgeschwindigkeit der des Motors, geteilt durch den Reduktionsfaktor des Planeten-Übertragungssystems 7 gleich ist. Wenn das Verstellorgan an einen der Anschläge zu liegen kommt, wird Schlupf zwischen dem normalerweise ortsfesten Ring 16 und dem stillstehenden Gehäuse über die Friktionsflächen 17 und 18 auftreten. Wenn der Motor bei blockiertem Verstellorgan unter Spannung bleibt, treten daher keine Verformungen in der Antriebskette auf, und das Verstellorgan kann mit der Verzahnung 9 der Abtriebswelle des Antriebssystem im Eingriff bleiben dank der Bewegungsmöglichkeit des in bezug auf das Gehäuse 1 normalerweise ortsfesten Ringes 16. Der Schlupf wird in identischer Weise auftreten, wenn man das Verstellorgan 10 von Hand verstellt.

Der Positions-Aufnehmer 24 umfaßt eine Tragplatte 25, die fest mit dem Gehäuse an dessen dem Verstellorgan 10 zugewandter Seite verbunden ist. Auf dieser Tragplatte 25 ist in einer kreisförmigen Bahn ein Kohlenwiderstand 26 angebracht, wobei die Länge des Kohlenwiderstandes etwa dem Umfang des Teilungskreises dieses Kohlenwiderstandes 26 gleich ist. Die Enden des Kohlenwiderstandes 26 sind mit auf der Tragplatte 25 angebrachten Anschlußlippen 27 verbunden, über welche der Widerstand unter Spannung gebracht werden kann. Die Länge des Kohlenwiderstandbogens kann in der Praxis etwa 330° betragen.

Auf der der Tragplatte 25 zugewandten Außenseite der Trommel 21 ist ein Läufer 28 angebracht, der drei federnde Schleifkontakte 23 umfaßt, von denen zwei über den Kohlenwiderstand 26 laufen und einer über einen kreisförmigen Leiter 29, der elektrisch mit dem Läuferkontakt 30 verbunden ist, der auf der Tragplatte 25 angebracht ist. Der Positions-Aufnehmer 24 hat daher die Form eines Spannungsteilers, wobei über den Läuferkontakt 30 eine Spannung abgenommen werden kann, die ein Maß für die Position des Verstellorgans ist.

Wenn dieses Antriebssystem mit dem Positions-Aufnehmer 24 in einem Spiegelverstellgerät, wie in der US-PS 41 01 206 beschrieben, angewendet wird, zeigt es sich, daß die Spiegelverstellung mit einer Reproduzierbarkeit von 15 Bogenminuten innerhalb eines Temperaturbereichs von -30° bis +80° bei einer Länge des Kohlenwiderstandbogens 26 von 330° erfolgen kann.

Mit Hilfe des Antriebssystem gemäß der Erfindung und der zugehörigen Elektronik kann z. B. ein Spiegelverstellgerät programmierbar ausgebildet werden. Die zu einer bestimmten Spiegelstellung gehörende Spannung wird mit dem von dem Läuferkontakt 30 abgegebenen Spannungssignal verglichen und der Motor wird so lange angetrieben, bis eine zu einer bestimmten Wahlposition gehörende Einstellspannung der Spannung gleich ist, die von dem Läuferkontakt 30 abgegeben wird. In diesem Augenblick wird die Speisespannung des Motors 4 unterbrochen, und durch die geringen Massenträgheiten in dem Antriebssystem und den großen Verzögerungsfaktor des Planeten-Übertragungssystems 7 steht das Verstellorgan 10 still innerhalb der oben angegebenen Reproduzierbarkeitsgrenzen von 15 Bogenminuten für die Spiegelverstellung.

Es wird klar sein, daß der maximale Verstellweg des Verstellorgans 10 bei einer bestimmten Länge des Kohlenwiderstandes 26 des Spannungsteilers 24 von dem Durchmesser der Verzahnung 9 auf der Abtriebswelle 8 abhängig ist. Bei einem kürzeren Verstellweg des Organs 10 und gleichbleibender Länge des Kohlenwiderstandes 26 nimmt die Einstellgenauigkeit des Systems zu. Die Einstellgenauigkeit wird ja von dem Längenverhältnis zwischen dem Kohlenwiderstand und dem Verstellweg bestimmt, so daß eine maximale Länge, also ein möglichst großer Durchmesser für den Kohlenwiderstandteilungskreis erwünscht ist.

Claims (6)

1. Verstelleinrichtung mit Schlupfsicherung gegen Überlastung, versehen mit:

• - einem Gehäuse mit einem darin aufgenommenen elektrischen Antriebsmotor,
• - einem durch diesen Motor antreibbaren Planeten-Übertragungssystem;
• - bestehend aus einem mit der Motorwelle gekuppelten Sonnenrad, einem Satz durch dieses Sonnenrad antreibbarer Planetenräder mit doppelt ausgebildeten voneinander verschiedenen Zahnkränzen, von denen der eine mit einem innenverzahnten ortsfesten Ring und der andere mit einer antreibbaren Trommel, welche die Abtriebswelle trägt, im Eingriff ist;
• - welche Abtriebswelle eine Verzahnung aufweist, die mit einem verzahnten Teil des Verstellorgans im Eingriff ist,

dadurch gekennzeichnet, daß der ortsfeste Ring (16) mit Reibungsflächen (17, 18) versehen ist, die an entsprechenden Flächen des Gehäuses (1) anliegen, derart, daß der ortsfeste Ring (16) unter Überlastung in bezug auf das Gehäuse (1) schlüpfen kann, während ein elektrischer Positions-Aufnehmer (24) an einer Stelle in der Antriebskette zwischen der Abtriebswelle (8) derselben und dem ortsfesten, unter Überlastung schlüpfenden Ring (16) vorgesehen ist, welcher Positions-Aufnehmer (24) ein elektrisches Signal abgeben kann, das ein Maß für die Position des Verstellorgans (10) in bezug auf die Abtriebswelle (8) ist.

2. Verstelleinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der elektrische Positions-Aufnehmer (24) gebildet wird durch einen Spannungsteiler, dessen elektrischer Widerstand aus einer kreisförmig auf einer Tragplatte (25) angebrachten Kohlenschicht (26) besteht, welche Tragplatte (25) fest mit dem Gehäuse (1) an der Seite der Abtriebswelle (8) verbunden ist, während über diese Kohlenschicht (26) ein mit der Abtriebswelle gekuppelter Läufer (28) verschiebbar ist.

3. Verstelleinrichtung nach einem der Ansprüche 1-2, dadurch gekennzeichnet, daß die kreisförmige Kohlenschicht (26) sich über etwa 330° erstreckt.

4. Verstelleinrichtung nach einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß der Läufer (28) des Spannungsteilers an der Außenseite der antreibbaren Trommel (21) des Planeten-Übertragungssystems (7) angebracht ist, gegenüber der kreisförmigen Kohlenschicht (26) auf der Tragplatte (25), wobei der Läufer (28) über einen kreisförmigen Leiter (29) elektrisch mit einem auf der Tragfläche (25) angebrachten Läuferkontakt (30) verbunden ist.

5. Verstelleinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der ortsfeste Ring (16) an einem in Rotationsrichtung fest, in Axialrichtung verschiebbar in dem Gehäuse (1) angebrachten Reibungsring (19) anliegt, welcher unter Einfluß einer ringförmigen Blattfeder (20) gegen den ortsfesten Ring (16) andrückbar ist.