DE3833467A1 - Mess- und regelwelle fuer einstellung eines konstanten drehmoments an einer antriebswelle, vorzugsweise fuer einen filmspulenantrieb - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Meß- und Regelvorrichtung für die Einstellung eines konstanten Drehmomentes an einer in beiden Drehrichtungen drehbaren Antriebswelle, vorzugsweise zum Antrieb einer Filmspule mit automati­ scher Filmbefestigung und -freigabe, mittels eines um­ steuerbaren Gleichstrommotors.

Zum Beispiel in fotografischen Printern werden Film­ auf- und -abwickelspulen verwendet, denen der zu kopie­ rende Film z. B. durch Transportwalzen oder -bänder zu­ geführt und an ihnen automatisch eingehängt und von de­ nen die Filmenden wieder durch diese Transportmittel abgezogen und von der Filmspule freigegeben werden. Wenn derartige Filmspulen nicht mit äußerst konstantem Drehmoment angetrieben werden, kommt es vor, daß beim Einhängen eines Filmanfangs an der Filmspule und beim Auf- und Abwickeln des Films auf bzw. von der Spule ruckartige Krafteinwirkungen auf den Film entstehen, die zu negativen Auswirkungen auf den restlichen, in den Transportmitteln geführten Film, z. B. Wegreißen, ungenaue Positionierung in einer Negativbühne und der­ gleichen, führen können.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Meß- und Regeleinrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, durch die auf besonders einfache, sichere und teilesparende Weise eine automatische Konstanthaltung des Drehmoments einer angetriebenen Welle erreichbar ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch die Merkmale des Hauptanspruchs. Weitere vorteilhafte Merk­ male nach der Erfindung sind den Unteransprüchen ent­ nehmbar.

Die Erfindung wird anhand von Zeichnungen näher erläu­ tert. Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Darstellung einer automati­ schen Meß- und Regelvorrichtung für den Antrieb der Welle einer Filmaufwickelspule,

Fig. 2 eine perspektivische Darstellung der erfin­ dungswesentlichen Teile der Meßvorrichtung nach Fig. 1,

Fig. 3 ein Diagramm des Helligkeits- bzw. Stromver­ laufs bei Drehung der Teile nach Fig. 2.

In Fig. 1 sind eine nur angedeutete Filmspule oder ein anderer drehbarer Körper mit 1, seine mit ihm verbunde­ ne Antriebswelle mit 2 und ein am freien Wellenende an­ geordneter Kupplungsflansch mit 3 bezeichnet. Der An­ trieb der Antriebswelle 2 erfolgt über einen umsteuer­ baren Gleichstrommotor 4, dessen Motorwelle 5 koaxial zur Antriebswelle 2 gelagert ist und an ihrem dem Kupp­ lungsflansch 3 zugewendeten Ende ebenfalls einen Kupp­ lungsflansch 6 aufweist. Die beiden Kupplungsflan­ sche 3, 6 sind durch eine Drehfeder 7, im Ausführungs­ beispiel durch eine Schrauben-Drehfeder 7, miteinander gekuppelt, deren Enden 7 a, 7 b je in einem der Kupp­ lungsflansche 3, 6 eingespannt sind. Wird der Motor 4 angetrieben, so wird die Drehfeder 7 zunächst etwas ge­ spannt, bis ein gewisses Drehmoment erreicht ist, und nimmt dann den Kupplungsflansch 3 mit. Dabei ist gegen­ über der Ausgangsstellung von Drehfeder 7 und Kupp­ lungsflanschen 6, 3 ein gewisser Drehwinkel α zwischen den Kupplungsflanschen 6, 3 jeweils für ein bestimmtes zu übertragendes Drehmoment maßgebend.

Damit die Drehfeder 7 nicht überspannt werden kann und der Winkel α im Bereich zwischen 0° und 90° einer Ver­ drehung zwischen den Kupplungsflanschen 6, 3 und nicht in einem Bereich zwischen 90° und 180° oder zwischen 0° und 90° zustandekommt, was dann völlig anderen Dreh­ momenten und instabilen Regelungszuständen entsprechen würde, ist an einem Kupplungsflansch 3 ein exzentri­ scher Stift 8 angeordnet, der in eine über 90° reichen­ de Nutkurve 9 im anderen Kupplungsflansch 6, die auf demselben Radius wie der Stift 8 liegt, eingreift. So ist sichergestellt, daß sich die Kupplungsflansche 6, 3 um nicht mehr als 90° gegeneinander verdrehen können. Es könnten stattdessen aber auch andere bekannte An­ schläge oder Mitnehmer an den Flanschen 6, 3 angeordnet sein, die bei Überschreiten einer 90°-Verdrehung zwi­ schen den Kupplungsflanschen jeweils die gemeinsame Be­ wegung beider Flansche unter allen Umständen sicher­ stellen. In Fig. 3 ist ein Diagramm dargestellt, das auf der Abszisse die Winkeldifferenz Δ α der beiden Kupplungsflansche 6 und 3 beim Antrieb des motorseiti­ gen Kupplungsflansches 6 unter Zwischenschaltung der Drehfeder 7 zeigt.

Hierbei soll der Soll-Verdrehungswinkel Δ α zwischen beiden Kupplungsflanschen 6, 3 zur Übertragung eines konstanten Drehmomentes auf die Antriebswel­ le 2 Δ α _s, z. B. 45°, betragen. Der Gleichstrom­ motor 4 muß also in jeder seiner Drehrichtungen jeweils mit einem solchen Drehmoment laufen, daß mittels der Drehfeder 7 von der Ruhestellung, in der beide Kupp­ lungsflansche 6, 3 nicht gegeneinander verspannt sind, eine Verdrehung der beiden Kupplungsflansche 6, 3 ge­ geneinander um Δ α _s, z. B. 45°, konstant erzielt wird.

Um dies zu erreichen, ist mit jedem Kupplungsflansch 6, 3 eine über diesen am Rand überstehende Polarisations­ filterscheibe 10, 11 verbunden, die sich also jeweils mit dem ihr zugeordneten Kupplungsflansch mitdreht. In der Ruhestellung, in der die Kupplungsflansche 6, 3 nicht gegeneinander verdreht sind, sind diese Polarisa­ tionsfilterscheiben 10, 11 mit ihren Polarisations­ ebenen zueinander gekreuzt angeordnet, so daß kein Licht durch sie hindurchgelangen kann. Die beiden Pola­ risationsfilterscheiben 10, 11 sind zwischen einer Ana­ loglichtschranke 12, 13 angeordnet, wobei das Licht der Lichtquelle 12 der Lichtschranke nur durch die beiden Polarisationsfilterscheiben 10, 11 hindurch auf den Empfänger, nämlich einen geeigneten Lichtdetektor 13 fällt. Das auf den Lichtdetektor 13 fallende Licht L wird in einen hierzu proportionalen Strom J umgewan­ delt, der an eine Verstärker- und Regelschaltung 14 ge­ leitet und dort in Gleichspannungswerte umgewandelt und zum dem Lichtstrom L proportionalen Antrieb des Mo­ tors 4 verwendet wird. In die Regelschaltung 14 ist außerdem der dem gewünschten Verdrehungswinkel Δ α _s entsprechende Sollstromwert J _s eingespeichert und es wird ein Vergleich zwischen dem aktuellen Stromwert J und dem Sollstromwert J _s durchgeführt.

Wird der Motor 4 - und dies gilt für beide Drehrichtun­ gen - eingeschaltet, so befinden sich die Polarisa­ tionsfilterscheiben 10, 11 in ihrer Ausgangsstellung mit Δ α = 0; es kommt also kein Lichtstrom L durch die Polarisationsfilterscheiben 10, 11, und die Regelschal­ tung 14 erhöht die Motorspannung. Wird der Verdrehungs­ winkel Δ α _s erreicht, so sind der durch die Polarisa­ tionsfilterscheiben 10, 11 hindurchgelangende Licht­ strom L und der Soll-Lichtstrom und somit auch der Stromwert J und der Sollstromwert J _s gleich; die Mo­ torspannung wird also auf dem entsprechenden Wert kon­ stant gehalten. Verdrehen sich aber durch irgendwelche Krafteinwirkungen die Kupplungsflansche 6, 3 und damit die Polarisationsfilterscheiben 10, 11 gegeneinander über den Winkel Δ a _s hinaus, so wird der durch die Polarisationsfilterscheiben 10, 11 gelangende Licht­ strom L größer und bewirkt über den entsprechenden Stromwert J eine Reduzierung der Motorspannung, bis der Verdrehungswinkel Δ α _s wieder erreicht ist. So werden über die mit den Kupplungsflanschen 6, 3 verbundenen Polarisationsfilterscheiben 10, 11 bzw. den durch sie hindurchgelassenen Lichtstrom L und den hierzu propor­ tionalen Stromwert J der Verdrehungswinkel Δ α zwischen den beiden Kupplungsflanschen 6, 3 beim Antrieb durch den Motor 4 und die Kraftübertragung durch die Dreh­ feder 7 gemessen und mit dem Sollwert Δ a _s für die Verdrehung fortlaufend verglichen und der Motor 7 zur Erzielung eines konstanten Drehmomentes an der An­ triebswelle 2 ständig automatisch nachgeregelt.

Claims (6)

1. Meß- und Regelvorrichtung für die Einstellung eines konstanten Drehmomentes an einer in bei­ den Drehrichtungen drehbaren Antriebswelle, vorzugsweise zum Antrieb einer Filmspule mit automatischer Filmbefestigung und -freigabe, mittels eines umsteuerbaren Gleichstrommotors, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebswelle in zwei koaxiale Wellenteile (2, 5) unterteilt ist, die durch eine Dreh-Mitnahmefeder (7) mit­ einander gekuppelt sind, daß mit jedem Wellen­ teil (2, 5) eine Polarisationsfilterschei­ be (11, 10) drehfest verbunden ist und die bei­ den Polarisationsfilterscheiben (11, 10) hin­ tereinander in einem Strahlengang einer Analog­ lichtschranke (12, 13) angeordnet sind, deren Meßergebnis einer elektrischen Auswert-, Ver­ gleichs- und Regeleinrichtung (14) zugeführt wird, durch die ein eingegebener Soll­ wert (J _s ) für das Meßergebnis mit dem augen­ blicklichen Istwert (J) desselben vergleichbar ist.

2. Meß- und Regelvorrichtung nach Anspruch 1, da­ durch gekennzeichnet, daß von der Auswert-, Vergleichs- und Regeleinrichtung (14) eine der Differenz zwischen Istwert und Sollwert propor­ tionale Gleichspannung erzeugt und an den Gleichstrommotor (14) geliefert wird.

3. Meß- und Regeleinrichtung nach einem der vor­ hergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß im Ruhezustand der Antriebswellenteile (2, 5) die Polarisationsfilterscheiben (11, 10) ge­ kreuzt sind, also der durch sie hindurchgehende Lichtstrom (L) und ein hierzu proportionaler, von einem Empfänger (13) der Lichtschranke (12, 13) gelieferter Strom (J) Null sind.

4. Meß- und Regeleinrichtung nach einem der vor­ hergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß an einander zugekehrten Wellenenden der Wellenteile (2, 5) Kupplungsflansche (3, 6) an­ geordnet sind, an denen die Polarisationsfil­ terscheiben (11, 10) angeordnet sind und zwi­ schen denen eine Schrauben-Drehfeder (7) mit ihren Enden (7 a, 7 b) verspannt ist.

5. Meß- und Regeleinrichtung nach einem der vor­ hergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den beiden Kupplungsflanschen (3, 6) eine Anschlagvorrichtung (8, 9) vorgesehen ist, durch die eine Verdrehung der beiden Kupp­ lungsflansche (3, 6) und damit der Polarisa­ tionsffilterscheiben (11, 10) um höchstens 90° gewährleistet ist.

6. Meß- und Regelvorrichtung nach Anspruch 5, da­ durch gekennzeichnet, daß die Anschlagvorrich­ tung aus einem exzentrisch gelagerten (8) Stift (8) am einen Kupplungsflansch (3) und einer über 90° reichenden, koaxialen kreisbo­ genförmigen Mut (9) am anderen Kupplungs­ flansch (6), in die der Stift (8) eingreift, besteht.