DE3833467C2

DE3833467C2 -

Info

Publication number: DE3833467C2
Application number: DE3833467A
Authority: DE
Inventors: Volker 8028 Taufkirchen De Weinert
Original assignee: Agfa Gevaert AG
Current assignee: Agfa Gevaert AG
Priority date: 1988-10-01
Filing date: 1988-10-01
Publication date: 1991-11-07
Also published as: DE3833467A1; US4918361A

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 gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

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.

In der DE-OS 28 52 633 wird eine Anordnung zur Erfas sung eines Drehmoments beschrieben. Hierzu sind zwei durch einen Torsionsstab verbundene Wellenenden mit je einer Polarisationsfilterscheibe fest verbunden. Der Verdrehwinkel zwischen beiden Filterscheiben ist pro portional zu dem zu messenden Drehmoment und wird über die Intensität eines durch beide Scheiben hindurchtre tenden Lichtstrahles bestimmt. In der DE-OS 26 49 392 ist eine Vorrichtung zum Konstanthalten des Drehmoments innerhalb eines sehr kleinen Bereiches gezeigt. Bei dieser Vorrichtung kann jedoch die Größe des Drehmo ments nicht über einen Sollwert vorgegeben werden. Aus der US-PS 21 67 484 ist eine Einrichtung bekannt, bei der im Strahlengang von zwei Lichtschranken mehrere Po larisationsfilterscheiben angeordnet sind. Über die Differenz der Ausgangssignale der Empfänger der beiden Lichtschranken wird ein Motor angesteuert. Die US-PS 29 45 167 zeigt einen Servo-Mechanismus mit einer Lichtschranke und zwei im Strahlengang befindlichen Strichscheiben, die gegen Verdrehung über einen be stimmten Winkel hinaus durch einen Anschlagmechanismus gesichert sind.

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. Vorteilhafte Weiterbil dungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteran sprüchen.

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 von wesentli chen Teilen 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 7a, 7b 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° zustandekommt, was dann völlig anderen Dreh momenten und instabilen Regelungszuständen entsprechen würde, ist an dem 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 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 Δα der beiden Kupplungsflansche 6 und 3 beim Antrieb des motorseiti gen Kupplungsflansches 6 unter Zwischenschaltung der Drehfeder 7 zeigt.

Hierbei soll der Soll-Verdrehungswinkel Δα zwischen beiden Kupplungsflanschen 6, 3 zur Übertragung eines konstanten Drehmomentes auf die Antriebswel le 2 Δα_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 Δα_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 Δα_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 Δα = 0; es kommt also kein Lichtstrom L durch die Polarisationsfilterscheiben 10, 11, und die Regelschal tung 14 erhöht die Motorspannung. Wird der Verdrehungs winkel Δα_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 Δα_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 Δα_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 Δα 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 Δα_s für die Verdrehung fortlaufend verglichen und der Motor 4 zur Erzielung eines konstanten Drehmomentes an der An triebswelle 2 ständig automatisch nachgeregelt.

Claims

1. Meß- und Regelvorrichtung für die Einstellung eines konstanten Drehmomentes an einer in beiden Drehrichtungen drehbaren Antriebswelle, vor zugsweise zum Antrieb einer Filmspule mit auto matischer Filmbefestigung und -freigabe, mit tels eines umsteuerbaren Gleichstrommotors, wo bei die Antriebswelle in zwei koaxiale Wellen teile unterteilt ist, die durch eine Dreh-Mit nahmefeder miteinander gekuppelt sind, wobei mit jedem Wellenteil eine Polarisationsfilter scheibe drehfest verbunden ist und die beiden Polarisationsfilterscheiben hintereinander in einem Strahlengang einer Analoglichtschranke angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß das Meßergebnis der Analoglichtschranke (12, 13) einer elektrischen Auswert-, Ver gleichs- und Regeleinrichtung (14) zugeführt wird, durch die ein eingegebener Sollwert für das Meßergebnis mit dem augenblicklichen Ist wert desselben vergleichbar ist, und daß von der Auswert-, Vergleichs- und Regeleinrich tung (14) eine der Differenz zwischen Istwert und Sollwert proportionale Gleichspannung er zeugt und an den Gleichstrommotor (4) geliefert wird, daß an einander zugekehrten Wellenenden der Wellenteile (2, 5) Kupplungsflansche (3, 6) angeordnet sind, an denen die Polarisationsfil terscheiben (11, 10) angeordnet sind und daß zwischen den beiden Kupplungsflanschen (3, 6) eine Anschlagvorrichtung (8, 9) vorgesehen ist, durch die die maximale Verdrehung der beiden Kupplungs flansche (3, 6) und damit der Polarisations filterscheiben (11, 10) gegeneinander auf 90° begrenzt ist.

2. Meß- und Regelvorrichtung nach Anspruch 1, da durch gekennzeichnet, daß die Anschlagvorrich tung aus einem exzentrisch gelagerten Stift (8) am einen Kupplungsflansch (3) und einer über 90° reichenden, koaxialen kreisbogenförmigen Nut (9) am anderen Kupplungsflansch (6), in die der Stift (8) eingreift, besteht.

3. Meß- und Regeleinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß im Ruhezustand der Wellenteile (2, 5) die Polarisati onsfilterscheiben (11, 10) gekreuzt sind, also der durch sie hindurchgehende Lichtstrom (L) und ein hierzu proportionaler, von einem Emp fänger (13) der Lichtschranke (12, 13) gelie ferter Strom (J) Null sind.