DE3526645A1 - Drehimpulsgeber - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft einen Drehimpulsgeber, bei welchem
auf einer an wenigstens zwei Lagerstellen drehbar gelagerten
Welle mindestens eine mit in Umfangsrichtung
angeordneten Markierungen versehene Scheibe angebracht
ist, deren Markierungen von einer gehäusefesten Abtasteinrichtung
erfaßt und zu einem für die Drehgeschwindigkeit
repräsentativen Signal umgeformt werden, insbesondere
opto-elektronischer Drehimpulsgeber mit einer in
einer Lichtschranken-Anordnung rotierenden Schlitzscheibe.
Ein derartiger Drehimpulsgeber ist aus der Druckschrift
POG 9 "Drehimpulsgeber" der Anmelderin bekannt. Ein
solcher Drehimpulsgeber wird in der Meß-, Steuer- und
Regeltechnik als Meßgrößenumformer verwendet, um die
mechanische analoge Eingangsgröße "Drehzahl" oder "Drehwinkel"
in eine entsprechende Anzahl von digitalen elektrischen
Impulsen umzusetzen. Die exakte Umformung erfolgt
insbesondere opto-elektronisch mit Infrarot-Lichtschranken,
deren Strahlengang durch eine Scheibe mit radialen
Schlitzen intermittierend unterbrochen und freigegeben
wird. Bei dieser bekannten Anordnung ist die Scheibe,
die auch als Impulsscheibe zu bezeichnen ist, zwischen zwei
Lagern auf einer drehbaren Welle angeordnet. Die beiden
Lager sind in verschiedenen Gehäuseteilen angebracht, die
zunächst getrennt hergestellt und schließlich zusammengebaut
werden. Bei dieser Konstruktion hat sich als nachteilig
erwiesen, daß die Justierarbeiten an der Elektronik,
beispielsweise das Einstellen des Trigger-Punktes für die
Umwandlung der fast sinusförmigen opto-elektrischen Signale
in Rechteck-Signale erheblich erschwert wird. Weiterhin
machen sich bei einer großen Anzahl von Markierungen
(Schlitzen in der Scheibe) Fertigungstoleranzen zwischen
dem einen Gehäuseteil, in welchem das eine Lager sitzt,
und dem anderen Gehäuseteil mit dem anderen Lager stö
rend bemerkbar. Wenn die Drehbewegung der Scheibe näm
lich nicht hinreichend exakt abläuft, wenn beispielsweise
ein axiales Spiel oder eine Taumelbewegung oder auch ein
Planschlag der Scheibe auftritt, so kann dies zu einer un
erwünschten Modulation des Ausgangssignals führen, so daß
sich das Tastverhältnis der abgegebenen Impulse, deren
Lage in bezug auf den räumlichen Winkel oder die Lage
der bei vielen Drehimpulsgeber zweikanalig erzeugten
ein axiales Spiel oder eine Taumelbewegung oder auch ein
planschlag der Scheibe auftritt, so kann dies zu einer un
erwünschten Modulation des Ausgangssignals führen, so daß
sich das Tastverhältnis der abgegebenen Impulse, deren
Lage in bezug auf den räumlichen Winkel oder die Lage
der bei vielen Drehimpulsgeber zweikanalig erzeugten
Signale zueinander ändert.
Weiterhin ist grundsätzlich eine Anordnung bei einem
Drehimpulsgeber bekannt, bei welchem die Welle mit der
Impulsscheibe nur einseitig gelagert ist, wobei die
beiden verwendeten Lager unmittelbar nebeneinander in
einem Gehäuseflansch angebracht sind. Diese Anordnung
leidet auch unter den oben geschilderten Nachteilen und
weist zusätzlich noch den Nachteil auf, daß die radialen
Kräfte, welche auf die Antriebswelle wirken, durch die
Lagerung nur ungenügend aufgenommen werden können.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Dreh
impulsgeber der eingangs näher genannten Art zu schaffen,
mit welchem ohne besondere Anforderungen an die Qualität
der Wellenlager gleichwohl ein praktisch modulationsfreies
Ausgangssignal zu erreichen ist.
Zur Lösung dieser Aufgabe sieht die Erfindung vor, daß
die beiden Lagerstellen an einem in einem einzigen Arbeitsgang
hergestellten, langgestreckten ersten Gehäuseteil
auf erheblichem Abstand voneinander angeordnet sind
und daß die Scheibe dicht benachbart zu der einen Stirnseite
des ersten Gehäuseteils und zu der einen Lagerstelle
angeordnet ist.
Bei der erfindungsgemäßen Anordnung wird der wesentliche
Vorteil erreicht, daß die Fertigungs- und Passungstoleranzen
außerordentlich gering gehalten werden, ohne
daß dazu ein besonders hoher Fertigungsaufwand erforderlich
ist. Da die beiden Lagerstellen sehr weit auseinander
liegen können, wird das axiale ebenso wie das radiale
Lagerspiel auf ein praktisch nicht störendes Mindestmaß
beschränkt. Es kann also ein besonders exaktes und
sauberes Ausgangssignal erreicht werden. Außerdem ist
der elektronische Teil des Drehimpulsgebers leicht zugänglich
Eine besonders vorteilhafte Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes
besteht darin, daß das erste Gehäuseteil
nicht nur in einem einzigen Arbeitsgang hergestellt
wird, sondern auch zugleich einstückig ausgebildet ist.
Weiterhin kann im Hinblick auf eine möglichst kompakte
Anordnung vorgesehen sein, daß das erste Gehäuseteil
im wesentlichen kreiszylindermantelförmig ausgebildet
ist und zwischen den Lagerstellen in seiner äußeren
Mantelfläche eine Ausnehmung aufweist, in welcher auf
einer das erste Gehäuseteil umgebenden ersten Leiter
platte angebrachte Bauteile aufnehmbar sind. Auf diese
Weise kann der Raum im Gehäuse besonders günstig ausge
nutzt werden.
Eine robuste und kompakte Konstruktion ergibt sich vor
zugsweise auch dadurch, daß das erste Gehäuseteil im
Bereich seiner Stirnseiten Befestigungsflansche auf
weist. Die Befestigungsflansche können nicht nur in
vorteilhafter Weise zur Anbringung von Bauteilen oder
Gehäuseteilen verwendet werden, sondern dienen zugleich
auch zu einer Vergrößerung der Festigkeit der gesamten
Anordnung.
Vorzugsweise kann weiterhin vorgesehen sein, daß an den
Lagerstellen Wälzlager, insbesondere Kugellager, vorge
sehen sind.
Eine stabile und gleichwohl übersichtliche sowie leicht
zugängliche Anordnung ergibt sich dadurch, daß an dem der
Scheibe zugewandten Befestigungsflansch wenigstens eine
zweite Leiterplatte für elektrische Bauteile angebracht
ist, welche die Welle konzentrisch umgibt.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung des Erfindungs
gegenstandes zeichnet sich dadurch aus, daß an der zweiten
Leiterplatte eine als Lichtschranken-Anordnung ausgebilde
te Abtasteinrichtung angebracht ist.
Auf diese Weise wird es möglich, die Scheibe relativ dicht
benachbart zu der einen Lagerstelle anzuordnen, wodurch
die störungsfreie und präzise Ausbildung des Ausgangssig
nals gefördert wird.
Der Grundgedanke der Erfindung ermöglicht sogar die Weiter
bildung, daß an der zweiten Leiterplatte zwei in axialer
Richtung unmittelbar benachbarte, als Lichtschranken-
Anordnung ausgebildete Abtasteinrichtungen angebracht sind.
Eine vorteilhafte Anwendung kann ein derartiger Doppel-Dreh
impulsgeber dort finden, wo es beispielsweise auf ver
schiedene Impulszahlen ankommt. Auf diese Weise lassen sich
komplizierte Untersetzungsgetriebe oder elektronische Teiler
schaltungen vermeiden. Es ergeben sich jedoch auch vorteil
hafte Anwendungsmöglichkeiten, bei denen Impulsscheiben mit
identischen Markierungszahlen vorgesehen werden. Beispiels
weise kann die eine Abtasteinrichtung eine Fernanzeige in
einer Schaltwarte ansteuern, während die andere Abtastein
richtung für eine digitale Lageregelung bei einer Werkzeug
maschine dient.
Gemäß einer vorteilhaften weiteren Ausgestaltung des Er
findungsgegenstandes kann auch vorgesehen sein, daß die
zweite Leiterplatte dadurch eine Doppelfunktion erfüllt,
daß die erste Leiterplatte an der zweiten Leiterplatte
befestigt ist.
Weiterhin kann vorzugsweise die Anordnung derart getroffen
sein, daß an dem ersten Gehäuseteil ein zweites Gehäuseteil
angebracht ist, welches das erste Gehäuseteil und die erste
Leiterplatte ebenso wie die zweite Leiterplatte umgibt.
Das zweite Gehäuseteil kann in beliebiger bekannter Weise
an dem ersten Gehäuseteil leicht lösbar angebracht sein,
so daß das zweite Gehäuseteil im Bedarfsfall zu Wartungs-
Arbeiten oder dergleichen leicht entfernt werden kann.
Wenn eine besonders raumsparende Anordnung angestrebt wird
und eine im wesentlichen runde Gehäuseform vorgegeben ist,
kann vorzugsweise vorgesehen sein, daß die erste Leiterplatte
das erste Gehäuseteil konzentrisch umgibt und als Kreiszy
lindermantel ausgebildet ist. Alternativ dazu kann auch vor
gesehen sein, daß die erste Leiterplatte das erste Gehäuse
teil konzentrisch umgibt und in einem senkrecht zur Wellen
achse geführten Schnitt polygonal ausgebildet ist.
Schließlich sieht eine besonders bevorzugte Ausführungsform
des Erfindungsgegenstandes vor, daß die Welle einen aus der
einen Stirnseite des Gehäuses herausragenden Wellenansatz
aufweist, der zur Aufnahme eines Hohlwellen-Tachometerdy
namos ausgebildet ist. Auf diese Weise läßt sich der Dreh
impulsgeber als digitales Wegemeßgerät mit einem Tacho
meterdynamo als analoges Drehzahlmeßinstrument ohne Verwen
dung einer Kupplung kombinieren.
Die Erfindung wird nachfolgend beispielsweise anhand der
Zeichnung beschrieben; in dieser zeigen:
Fig. 1 einen Schnitt durch eine erste Ausführungsform
eines erfindungsgemäßen Drehimpulsgebers und
Fig. 2 einen Schnitt durch eine zweite Ausführungsform
des erfindungsgemäßen Drehimpulsgebers.
Gemäß der Darstellung in der Fig. 1 ist ein erstes Gehäuse
teil 10 als ein Bauteil ausgebildet, welches eine im
wesentlichen kreiszylindermantelförmige Form aufweist
und an seinen beiden Stirnseiten jeweils einen Befesti
gungsflansch 20 bzw. 21 aufweist. Ein derartiges erstes
Gehäuseteil 10 läßt sich leicht aus einem einzigen Stück
und in einem einzigen Arbeitsgang herstellen. Auf diese
Weise können die beiden Lagerstellen auf einem großen Ab
stand voneinander angeordnet werden, so daß gleichwohl
wegen der geringen Fertigungs-und Passungstoleranzen
eine außerordentlich präzise Lagerung erreicht werden
kann, ohne daß an die Qualität der Lager selbst beson
ders hohe Anforderungen gestellt werden müßten.
In zwei Lagern 12 a und 12 b, welche als Kugellager ausge
bildet sein können, ist eine Welle 13 drehbar gelagert.
Die beiden Lager 12 a und 12 b sind jeweils im Bereich der
stirnseitigen Enden des ersten Gehäuseteils 10 angeord
net. Im Bereich dieser stirnseitigen Enden des ersten Ge
häuseteils 10 sind auch die beiden Befestigungsflansche
20 und 21 ausgebildet. Der eine Befestigungsflansch,
nämlich der Befestigungsflansch 21 dient zur Anbringung
von wenigstens einer Leiterplatte. Bei der in der Fig. 1
dargestellten Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes
sind die meisten elektrischen und/oder elektronischen Bau
teile auf einer ersten Leiterplatte 16 angebracht, und
zwar in der Weise, daß die auf der Innenseite der ersten
Leiterplatte 16 angeordneten Bauteile in eine Ausnehmung
19 hineinragen, welche im Bereich des Außenumfangs des
ersten Gehäuseteils 10 vorgesehen ist. Auf diese Weise er
gibt sich eine besonders günstige Raumausnutzung.
Die erste Leiterplatte 16 ist an einer zweiten Leiter
platte 17 befestigt, welche ihrerseits an dem Befesti
gungsflansch 21 angebracht ist. An dieser zweiten Leiter
patte 17 ist weiterhin eine Lichtschranken-Anordnung 15
befestigt. Da die Lichtschranken-Anordnung 15 dicht be
nachbart zu der einen Stirnseite des ersten Gehäuseteils
10 angeordnet ist, ergibt sich die Möglichkeit, auf der
Welle 13 eine Scheibe 14, die als Impulsscheibe oder
Schlitzscheibe ausgebildet sein kann, in einem sehr ge
ringen Abstand zu dem einen Lager 12 b anzuordnen. Auf die
se Weise wird ein sehr ruhiger Lauf der Scheibe 14 gewähr
leistet.
An dem Befestigungsflansch 20 des ersten Gehäuseteils 10,
welcher auf der von der Scheibe 14 abgewandten Seite ange
ordnet ist, ist ein zweites Gehäuseteil 11 angebracht
Dieses zweite Gehäuseteil 11 kann an dem Befestigungs
flansch 20 des ersten Gehäuseteils 10 auf eine an sich
bekannte Art und Weise leicht lösbar angebracht werden.
Das zweite Gehäuseteil 11 übergreift das gesamte erste
Gehäuseteil einschließlich der beiden Leiterplatten 16 und
17 sowie der Lichtschrankenanordnung 15 von außen becher
artig. Die Öffnung des zweiten Gehäuseteils 11 stirnseitig
neben der Lichtschranken-Anordnung 15 und der Scheibe 14
ist durch einen Gehäusedeckel 18 abgedeckt.
Ein aus dem Gehäuse herausgezogener Wellenansatz ermöglicht
es, auf der Welle den Rotor eines Hohlwellen-Tachometerdynamos
anzubringen.
Durch die weit voneinander entfernt angeordneten Lager
stellen mit den Lagern 12 a und 12 b, die außerdem noch in
einem einstückigen, in einem einzigen Arbeitsgang herge
stellten Bauteil angeordnet sind, in Verbindung mit der
besonders dicht neben der einen Lagerstelle angeordneten
Lichtschranken-Anordnung wird die vorteilhafte Möglichkeit
geschaffen, ohne besonderen Lageraufwand und ohne beson
ders enge Fertigungstoleranzen ein außerordentlich zu
verlässiges und modulationsfreies Ausgangssignal bereit
zustellen.
Weiterhin besteht die Möglichkeit, gemäß der Darstellung
in der Fig. 2 eine weitere Lichtschranken-Anordnung 15′
mit einer entsprechenden weiteren Scheibe 14′ vorzusehen.
Gemäß der Darstellung in der Fig. 2 ist an der einen Licht
schranken-Anordnung 15 eine weitere zweite Leiterplatte 17′
angebracht, an welcher die weitere Lichtschranken-Anordnung
15′ befestigt ist, so daß die beiden Scheiben 14 und 14′
auf derselben Welle 13′ dicht benachbart nebeneinander
laufen können. Im übrigen stimmt die in der Fig. 2 darge
stellte Anordnung mit der Anordnung gemäß Fig. 1 überein
und entsprechende Bauteile sind jeweils mit denselben Be
zugszeichen bezeichnet. Die Ausführungsform mit den beiden
Lichtschranken-Anordnungen 15 und 15′ gemäß Fig. 2 kann
vorteilhaft dort eingesetzt werden, wo verschiedene Im
pulszahlen gewünscht werden, beispielsweise 360 Impulse
entsprechend einem Grad für die Abtastung der Winkellage
und beispielsweise 1024 Impulse, also eine Binärzahl, für
die weitere Impulsscheibe. Auf diese Weise können kompli
zierte Untersetzungsgetriebe oder elektronische Teiler
schaltungen vermieden werden. Es können auch Scheiben,
d. h. Impulsscheiben mit identischer Schlitzzahl einge
setzt werden. Es kann beispielsweise von der einen Licht
schranken-Anordnung eine Fernanzeige in einer Schaltwarte
angesteuert werden, und es kann über die andere Licht
schranken-Anordnung eine digitale Lageregelung an einer
Werkzeugmaschine durchgeführt werden.
Claims (16)
1. Drehimpulsgeber, bei welchem auf einer an wenigstens zwei
Lagerstellen drehbar gelagerten Welle mindestens eine mit
in Umfangsrichtung angeordneten Markierungen versehene
Scheibe angebracht ist, deren Markierungen von einer ge
häusefesten Abtasteinrichtung erfaßt und zu einem für die
Drehgeschwindigkeit repräsentativen Signal umgeformt wer
den, insbesondere opto-elektronischer Drehimpulsgeber mit
einer in einer Lichtschranken-Anordnung rotierenden Schlitz
scheibe,
dadurch gekennzeichent,
daß die beiden Lagerstellen (12 a, 12 b) an einem in einem ein
zigen Arbeitsgang hergestellten, langgestreckten ersten Ge
häuseteil (10) auf erheblichem Abstand voneinander angeordnet
sind und daß die Scheibe (14) dicht benachbart zu der einen
Stirnseite des ersten Gehäuseteils (10) und zu der einen
Lagerstelle (12 b) angeordnet ist.
2. Drehimpulsgeber nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß das erste Gehäuseteil (10) einstückig ausgebildet ist.
3. Drehimpulsgeber nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß das erste Gehäuseteil (10) im wesentlichen kreiszylinder
mantelförmig ausgebildet ist und zwischen den Lagerstellen
(12 a, 12 b) in seiner äußeren Mantelfläche eine Ausnehmung
(19) aufweist, in welcher auf einer das erste Gehäuseteil
(10) umgebenden ersten Leiterplatte (16) angebrachte Bau
teile aufnehmbar sind.
4. Drehimpulsgeber nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß das erste Gehäuseteil (10) im Bereich seiner Stirn
seiten Befestigungsflansche (20, 21) aufweist.
5. Drehimpulsgeber nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß an den Lagerstellen (12 a, 12 b) Wälzlager vorgesehen
sind.
6. Drehimpulsgeber nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet,
daß an den Lagerstellen (12 a, 12 b) Kugellager angeordnet
sind.
7. Drehimpulsgeber nach einem der Ansprüche 4 bis 6,
dadurch gekennzeichnet,
daß an dem der Scheibe (14) zugewandten Befestigungsflansch
(21) wenigstens eine zweite Leiterplatte (17) für elek
trische Bauteile angebracht ist, welche die Welle (13) kon
zentrisch umgibt.
8. Drehimpulsgeber nach einem der Ansprüche 4 bis 7,
dadurch gekennzeichnet,
daß an der zweiten Leiterplatte (17) eine als Licht
schranken-Anordnung (15) ausgebildete Abtasteinrichtung
angebracht ist.
9. Drehimpulsgeber nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß auf der Welle (13′) eine weitere Scheibe (14′) an
gebracht ist und daß konzentrisch zur Welle (13′) an
der Lichtschranken-Anordnung (15) eine weitere zweite
Leiterplatte (17′) befestigt ist, an der eine weitere
Lichtschranken-Anordnung (15′) angebracht ist, welche
der weiteren Scheibe (14′) zugeordnet ist.
10. Drehimpulsgeber nach einem der Ansprüche 7 bis 9,
dadurch gekennzeichnet,
daß die zweite Leiterplatte (17) an der ersten Leiter
platte (16) befestigt ist.
11. Drehimpulsgeber nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß an dem ersten Gehäuseteil (10) ein zweites Gehäuse
teil (11) angebracht ist, welches das erste Gehäuseteil
(10) und die erste Leiterplatte (16) ebenso wie die
zweite Leiterplatte (17) umgibt.
12. Drehimpulsgeber nach einem der Ansprüche 4 bis 10,
dadurch gekennzeichnet,
daß das zweite Gehäuseteil an dem von der Scheibe (14)
abgewandten Befestigungsflansch (20) lösbar angebracht ist.
13. Drehimpulsgeber nach einem der Ansprüche 3 bis 12,
dadurch gekennzeichnet,
daß die erste Leiterplatte (16) das erste Gehäuseteil
(10) konzentrisch umgibt und als Kreiszylindermantel
ausgebildet ist.
14. Drehimpulsgeber nach einem der Ansprüche 3 bis 12,
dadurch gekennzeichnet,
daß die erste Leiterplatte das erste Gehäuseteil
konzentrisch umgibt und in einem senkrecht zur Wellen
achse geführten Schnitt polygonal ausgebildet ist.
15. Drehimpulsgeber nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Welle (13, 13′) einen aus einer Stirnseite des
Gehäuses herausragenden Wellenansatz aufweist, der zur
Aufnahme eines Hohlwellen-Tachometerdynamos ausgebildet
ist.
16. Drehinpulsgeber nach einem der Ansprüche 1 bis 14,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Welle (13, 13′) einen aus einer Stirnseite des
Gehäuses herausragenden Wellenansatz aufweist, der zur
Aufnahme eines Fliehkraftschalters ausgebildet ist.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19853526645 DE3526645A1 (de) | 1985-07-25 | 1985-07-25 | Drehimpulsgeber |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19853526645 DE3526645A1 (de) | 1985-07-25 | 1985-07-25 | Drehimpulsgeber |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE3526645A1 true DE3526645A1 (de) | 1987-01-29 |
Family
ID=6276762
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19853526645 Ceased DE3526645A1 (de) | 1985-07-25 | 1985-07-25 | Drehimpulsgeber |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE3526645A1 (de) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP1209446A1 (de) * | 2000-11-23 | 2002-05-29 | Hübner Elektromaschinen AG | Drehimpulsgeber |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4047106A (en) * | 1976-06-01 | 1977-09-06 | Charles Elbert Robinson | Motor speed sensor |
US4326128A (en) * | 1979-05-25 | 1982-04-20 | Robert Bosch Gmbh | Incremental rotary transmitter |
DE3227035A1 (de) * | 1982-07-20 | 1984-01-26 | W. Luigs & G. Neumann, 4030 Ratingen | Winkelgeber |
DE3420187C1 (de) * | 1984-05-30 | 1985-07-11 | Dr. Johannes Heidenhain Gmbh, 8225 Traunreut | Positionsmeßeinrichtung |
-
1985
- 1985-07-25 DE DE19853526645 patent/DE3526645A1/de not_active Ceased
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