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MarnetoeleXtrischer Initiator an polraPhischen Maschinen
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Die Erfindung betrifft einen magnetoelektrischen Initiator an polygraphischen
Maschinen, insbesondere für die Anwendung als akt- bzw. Positionsgeber von Eisenteilen,
Für die Anwendung als Takt- und Positionsgeber sowie Bogenkontrolleinrichtungen
in polygraphischen Maschinen sind zur Zeit optoelektronische, kapazitive und induktive
Initiatoren üblich.
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Der Einsatz von optoelektronischen Initiatoren hat dabei den Nachteil,
daß Fremdlichtelnflüsse und Verschmutzungen zum Runktionsausfall f.5hren. Bei der
Verwendung von kapazitiven Initiatoren tritt die relativ große Bauform als Nachteil
auf. Verschmutzungen durch Öl, Pett usw. verfälschen ebenfalls den Meßwert.
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Die induktiven Initiatoren haben den Nachteil, daß sie eine Störstrahlungsempfindlichkeit
gegenüber Hochfrequenzfeldern besitzen und einen Mindestabstand zu anderen Metallteilen
erfordern.
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Nach der DE-OS 27 45 880 ist weiterhin ein Meßfiihler zur Messung
von Änderungen eines konstanten Magnetflusses bekannt, der zur Messung des Magnetfeldes
Hall-Generatoren oder andere Einrichtungen zur Messung eines Magnetfeldes aufweist.
Der die Magnetfelder beeinflussende Gegenstand ist dabei so angeordnet, daß er in
einem ersten von einer magnetfelderzeugenden Vorrichtung erzeugten Magnetfeld positioniert
ist. Der Hall-Generator oder andere entsprechende Einrichtungen sind bei dem bekannten
Meßfühler in einem durch die magnetfelderzeugende Vorrichtung erzeugten zweiten
Magnetfeld angeordnet.
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Durch diese Anordnung wird ein einfacher Meßftihler zur Ermittlung
des Abstandes von einem magnetisch leitenden Gegenstand oder zwischen magnetisch
leitenden Gegenständen geschaffen und der Aufwand für erforderliche elektronische
Einrichtungen verringert Der IIIeßfuhler bringt allerdings den Nachteil mit sich,
daß er bei der Anwendung an polygraphischen Maschinen und des damit verbundenen
vorhandenen geringen Raumes für die Anordnung des Initiators ungeeignet, sowie die
Empfindlichkeit bzw. Genauigkeit durch vorhandene Störeinflüsse wie beispielsweise
durch Hochfrequenzfelder zu gering ist.
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Es ist das Ziel der Erfindung, einen magnetfeldempfindlichen Initiator
zu schaffen, der eine kleine Bauform besitzt und bei einem geringen Aufwand eine
höhere Empfindlichkeit aufweist.
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Die technische Aufgabe der Erfindung ist es, den Initiator so zugestalten,
daß größere Abstände zwischen dem zu messenden Teil der Maschine und dem Initiator
ohne Vergrößerung des Initiators möglich sind sowie die Störeinflüsse durch Hochfrequenzfelder
und anderer magnetischer Pelder verhindert werden.
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Gelöst wird die Aufgabe dadurch, daß innerhalb einer geschlossenen
Baugruppe ein magnetoelektrischer Schaltkreis und eine erste diesem zugeordnete
magnetfelderzeugende Vorrichtung angeordnet ist sowie dem Schaltkreis außerhalb
der Baugruppe eine zur Erhöhung der Empfindlichkeit der Meßwertaufnahme dienende
zweite magnetfelderzeugende Vorrichtung zugeordnet ist und daß dem Schaltkreis eine
zur Auswertung der Schaltkreissignale dienende Auswerteschaltung innerhalb der geschlossenen
Baugruppe nachgeordnet ist.
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Vorteilhaft ist es, wenn der magnetoelektrische Schaltkreis als Hall-Element
ausgebildet ist. Effektvoll wird die Empfindlichkeit des Initiators dadurch erhöht,
daß der magnetoelektrische Schaltkreis als Magnetdiode ausgebildet ist.
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Pür eine einfache Gestaltung des Initiators ist es günstig, wenn in
der Auswerteeinrichtung ein, die von dem als Generator geschalteten magnetoelektrischen
Schaltkreis kommenden Schwingungssignale in binäre Signale umwandelnder Schaltkreis
angeordnet wird.
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Von Vorteil für stetige Messungen ist es auch, wenn in der Auswerteeinrichtung
ein die von dem als Generator geschalteten magnetoelektrischen Schaltkreis kommenden
Frequenzsignale, in analoge Signale umwandelnder Schaltkreis angeordnet ist. Nutzvoll
kann die Empfindlichkeitserhöhung und Justagemöglichkeit dadurch erreicht werden,
daß die magnetfelderzeugende Vorrichtung als Elektromagnet ausgebildet ist.
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Die Erfindung soll nachstehend an Hand eines Ausführungsbeispieles
näher erläutert werden. In der Zeichnung zeigt Fig. 1: die schematische Schaltungsanordnung
und Fig. 2: den Aufbau des Initiators 8.
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Die in Figur 1 dargestellte Schaltungsanordnung zeigt schematisch
eine mögliche Form der Beschaltung des magnetostriktiven Bauelementes. In dem dargestellten
Beispiel wird ein Eall-Element 1 als magnetostriktives Bauelement genutzt. Um eine
Erhöhung der Empfindlichkeit für besonders genaue Messungen zu erreichen, können
Magnetdioden angewendet werden.
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Das Hall-Element 1 ist als Generator geschaltet und erzeugt bei der
Annäherung von magnetisch leitenden Teilen elektrische Schwingungen, die über Widerstände
zur Auswerteschaltung 2 gelangen.
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In der Auswerteschaltung 2 werden die Schwingungssignale durch einen
kommerziellen Schaltkreis in binäre Ausgangssignale A und umgewandelt.
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Eine weitere Möglichkeit besteht in der Auswertung der Frequenz der
elektrischen Schwingung als Maß des Abstandes des magnetisch leitenden Teiles zum
magnetostriktiven Bauelement.
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Durch die Anordnung eines Permanentmagneten 3 unmittelbar hinter dem
als Schaltkreis 5 ausgebildeten magnetostriktiven Bauelement wird eine magnetische
Feldstärke im Schaltkreis 5 und in dem im Initiator eingearbeiteten Schlitz erzeugt,
die unterhalb der Schaltschwelle des Schaltkreises 5 liegt. Durch die Wahl des Permanentmagneten
3 wird die Differenz der Feldstärkewerte zwischen dem des Permanentmagneten 3 und
dem erforderlichen Peldstärkewert für die Auslösung des Schaltvorganges im Schaltkreis
so eingerichtet, daß bei Auftreten des maximalen Störfeldes die Schaltschwelle nicht
erreicht wird.
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In Figur 2 ist der Aufbau des Initiators 8 dargestellt. Der gegossene
Initiator 8 beinhaltet den Permanentmagneten 3, das als Schaltkreis 5 ausgebildete
Hall-Element 1 und die Takt ein richtung 4.
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Der Initiator 8 ist in diesem Anwendungsbeispiel so an der Maschine
angeordnet, daß eine an einer Welle 6 angeordnete Seg menteisenscheibe 7 durch das
Magnetfeld innerhalb des eingearbeiteten Schlitzes des Initiatorbausteines läuft.
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Auf Grund des vorhandenen Restmagnetismus und der Eagnetfeldbündelung
durch die Segmente der Segmenteisenscheibe 7 wird die fehlende Feldstärke für den
Schaltvorgang erzeugt.
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Um die Empfindlichkeit der Einrichtung weiter zu erhöhen und die Zuverlässigkeit
bei Auftreten stärkerer Störfelder zu vergrößern, ist es vorteilhaft die Segmentscheibe
als Permanentmagneten auszubilden oder magnetisch nichtleitende Segmentscheiben
mit magnetischer Beschichtung anzuwenden.
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Die Differenz der Peldstärkewerte zwischen dem des Permanentmagneten
3 und dem Feldstärkewert der Schalt schwelle wird dadurch größer.
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Die Takteinrichtung 4 erzeugt durch Umwandlung der von dem Schaltkreis
5 kommenden elektrischen Schwingungssignale eine Rechteckimpulsfolge, die als Maß
für die Stellung bzw. Drehzahl der Welle 6 ausgewertet wird.
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Um die Empfindlichkeit des Initiators 8 einstellbar zu gestalten sowie
dadurch eine Justagemöglichkeit vorzusehen, wird anstelle des Permanentmagneten
3 ein von außen steuerbarer Elektromagnet eingesetzt.
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Bezugszeichen 1 Hall-Element 2 Auswerteschaltung 3 Permanentmagnet
4 Takteinrichtung 5 Schaltkreis 6 Welle 7 Segmenteisenscheibe 8 Initiator