DE3841216A1 - Druckrad-anordnung mit codiervorrichtung - Google Patents
Druckrad-anordnung mit codiervorrichtungInfo
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Description
Die Erfindung betrifft Codiervorrichtungen und insbe
sondere Vorrichtungen zum Schaffen oder Liefern von
Signalausgängen, welche die Position eines Typen- oder
Druckrades darstellen.
Druckrad-Codiervorrichtungen sind bekannt und beispiels
weise in den US-PSen 39 78 457 und 43 13 105 beschrieben
in Verbindung mit Druckrädern von Freistemplern. Als
Folge der großen Sicherheitsanforderungen in Vorrichtun
gen wie Freistemplern, die tatsächlich Geldwerte drucken,
sind viele der bekannten Codiervorrichtungen, welche
Schleifer bzw. Schleifkontakte aufweisen, die mechani
schen Schaltkontakt schaffen, gewöhnlich nicht ausrei
chend unempfindlich, um die Anzahl von Kreisläufen zu
erreichen, die für einen Freistempler angenomnen wird.
Zusätzlich wirkt auch die Umgebung von Postfreistemplern,
in der Papierstaub, bei den Umschlägen verwendeter Kleb
stoff und Wasser enthalten sind, gegen solche mechani
schen Vorrichtungen wegen der Kosten bzw. des Aufwandes
für den erforderlichen Schutz gegen Umgebungsfaktoren.
Um diesen Aspekt der Umgebungsprobleme zu vermeiden und
längere Lebensdauererwartung zu erzielen, sind optische
Codiervorrichtungen in Freistemplern auf verschiedene
Weise verwendet worden. Während optische Codiervorrich
tungen gut arbeiten, gibt es viele Fälle, in denen die
Anforderungen für das Codieren vergrößertes Volumen der
Einstellmechanismen für die Druckräder umfassen, einfach
weil ein Extraraum erforderlich ist, um die Codiervor
richtung und die Codierscheibe aufzunehmen.
In Postfreistemplern sind auch Hall-Effekt-Sensoren ver
wendet worden. Magnete sind an der Einstellzahnstange,
dem Einstellrahmen oder dergleichen angebracht worden,
und die magnetische Position wurde festgestellt, um
die Bestimmung der Position der Zahnstange zu unter
stützen, welche ein Druckrad antreibt, wie es in der
US-PS 43 98 458 offenbart ist. Magnetorestriktive
Sensoren sind in der US-PS 42 24 603 offenbart. In der
zuletzt genannten Patentschrift ist eine Vorrichtung
offenbart, die es erfordert, daß die Drucktrommel und
ihre Zahnstangen sich in Bewegung befinden, um die Ein
stellung der Druckräder zu bestimmen.
Hall-Effekt-Sensoren sind auch verwendet worden, um
positionsabhängige Impulse für Synchronisation zu er
zeugen. Eine solche Anwendung ist in der US-PS 39 39 372
offenbart, in welcher ein flußleitender Nocken nahe zu
dem Sensor gebracht wird, wenn eine Welle sich dreht, um
von dem Sensor einen Signalimpuls zu erzeugen. In dieser
Patentschrift ist auch ein spiralförmiger oder wendel
förmiger Magnet vorgeschlagen, der in Verbindung mit der
Hall-Effekt-Vorrichtung verwendet werden kann, um Posi
tionsinformationen zu liefern.
Bei Mechanismen zum Einstellen von Druckrädern in Post
freistemplern,wo jedes Druckrad gewöhnlich als eine ein
zelne Einheit behandelt werden muß, besteht eine Not
wendigkeit, Codierung in einem kleinen Raum vorzunehmen
und eine Codierausführung zu schaffen, die mit Bezug
bzw. gegenüber optischen Druckrad-Codiervorrichtungen
bequem zusammengefügt werden kann.
Es ist daher ein Zweck der Erfindung, eine Codierausfüh
rung zu schaffen, die das Problem des Anbringens und der
Schaffung der Codierung einer Mehrzahl von Druckrädern
in einer relativ verunreinigten Umgebung und in einem
kleinen Raum löst.
Es ist ein anderer Zweck der Erfindung, eine Anordnung
von Druckrädern zu schaffen einschließlich einer Positions
codiervorrichtung innerhalb des Druckradraumes.
Es ist ein noch anderer Zweck, eine Anordnung für abso
lute Positionscodierung einschließlich Druckrädern zu
schaffen, die Sicherheit gegen negative Störungen schafft.
Die Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnung
beispielsweise erläutert.
Fig. 1 ist ein Blockdiagramm eines elektronischen Post
freistemplers, der eine Codiervorrichtung gemäß
der Erfindung umfaßt.
Fig. 2 ist ein Blockdiagramm des Codiersystems gemäß der
Erfindung.
Fig. 3 ist eine Querschnittsansicht eines Druckrades mit
einer Codierausführung gemäß der Erfindung.
Fig. 4 ist eine schematische Stirnansicht des Verhält
nisses zwischen dem Magneten, dem Fühler und
einem Konzentrator.
Fig. 5 ist eine Seitenansicht des magnetflußleitenden
Ringes.
Fig. 6 ist eine Tabelle der Radien der Spiralfläche und
der zugehörigen Winkel des Druckrades.
Fig. 7 ist eine grafische Darstellung der Ausgangs
spannung über der Position einer Hall-Effekt-
Codiervorrichtung einer Ausführung, die ähnlich
der Ausführung des Druckrades gemäß Fig. 3 ist.
Fig. 8 ist ein Fließdiagramm für die Bestimmung von
Werten für absolutes Codieren des Druckrades.
Fig. 9 ist ein Fließdiagramm der Routine zum Verwenden
der Codierwerte beim Einstellen von Postfrei
stempler-Druckrädern.
Fig. 10 zeigt eine andere Ausführungsform eines Druckrades
und eines Schaftes unter Verwendung eines zusätz
lichen Hall-Effekt-Fühlers für Kompensation.
Fig. 11 zeigt eine abgewandelte Ausführungsform einer
Codiervorrichtung für ein Druckrad.
Fig. 12 ist ein Fließdiagramm einer Routine für Codieren
unter Verwendung der Ausführungsform gemäß
Fig. 11.
Fig. 13 ist eine schaubildliche Ansicht eines Druckrad
gebildes umfassend eine Codierausführung gemäß
der Erfindung.
Fig. 14 ist eine auseinandergezogene schaubildliche An
sicht, in welcher der Druckradschaft und die
Hall-Effekt-Vorrichtungen gemäß Fig. 12 weiter
erläutert sind.
Fig. 15 ist eine Querschnittsansicht des Druckradgebil
des, gesehen von der Seite.
Fig. 16 ist eine Draufsicht einer biegsamen PC-Tafel
(Impulsstromtafel) zum Anbringen der Hall-Effekt-
Fühler in dem biegsamen Fühlergebilde.
Fig. 1 ist ein Blockdiagramm eines elektronischen Post
freistemplers, der eine Codiervorrichtung gemäß der Er
findung aufweist. Typische Postfreistemplersysteme, in
denen eine Codiervorrichtung gemäß der Erfindung verwen
det werden kann, sind beispielsweise in der US-PS
39 78 457 und in der US-PS 43 01 507 offenbart, auf die
hiermit Bezug genommen wird.
In Fig. 1 ist ein elektronischer Postfreistempler darge
stellt, der unter der Steuerung einer zentralen Verarbei
tungseinheit arbeitet, die nachstehend als CPU bezeichnet
wird. Die CPU empfängt Eingangsdaten betreffend die zu
druckende Frankierung u.dgl. von einer Eingangstastatur I
oder von einer peripheren Vorrichtung, wie es in der
US-PS 43 01 507 beschrieben ist. Wie in Fig. 1 darge
stellt, können die Eingangsdaten an einem Multiplexer MP
empfangen werden, der zweckmäßig auch dazu dient, Aus
gangsdaten an eine Ausgangsanzeigevorrichtung zu liefern,
die mit "O" bezeichnet ist.
Die CPU führt Berechnungen an den Eingangsdaten aus und
schafft eine Steuerung des Betriebes des Freistemplers,
bestimmt durch ein Computerprogramm, welches in einem
Permanentspeicher PM enthalten ist. Abrechnungsdaten
werden zu einem nichtflüchtigen Speicher übertragen,
und zwar entweder auf der Basis Transaktion für Trans
aktion, wie es beispielsweise in der US-PS 44 84 307 be
schrieben ist, oder nach Berechnungen, die in einem
temporären Speicher TM ausgeführt worden sind, wonach
die Übertragung zu dem nichtflüchtigen Speicher erfolgt,
wiederum entweder auf der Basis Transaktion für Trans
aktion oder am Ende einer besonderen Partie oder eines
besonderen Bündels von Operationen oder am Ende eines
Durchlaufes bei Energieabschaltung, wie es in der US-PS
39 78 457 beschrieben ist.
Die CPU liefert in Übereinstimmung mit ihr zugelieferten
Eingangsdaten und unter der Steuerung des Programmes In
formationen für das Einstellen von Druckrädern über einen
Einstellmechanismus SP an den Frankierungsdrucker PP. Die
Position jeder Bank von Druckrädern wird von einer Co
diervorrichtung überwacht, um Daten an die CPU zu liefern,
um zu gewährleisten, daß die Druckräder entsprechend der
erwarteten Einstellung positioniert sind, die gemäß der
Erfindung durch den Einstellmechanismus SP geliefert
wird. Codierinformationen werden an die CPU geliefert
für den Vergleich mit der erwarteten Einstellung.
Während die vorliegende Erfindung mit einen Wert drucken
den Druckrädern dargestellt ist, ist zu verstehen, daß
die Codiervorrichtung der hier beschriebenen Ausführungs
form auch in Verbindung mit anderen Druckrädern verwendet
werden kann, beispielsweise mit solchen, die dazu verwen
det werden, Daten oder Identifizierungsnummern od.dgl.
zu drucken. Es ist auch zu verstehen, daß die Erfindung,
wie sie bei den gegenwärtigen Ausführungsformen darge
stellt und beschrieben ist für Winkeldrehung, auch für
lineare relative Bewegung anwendbar ist.
Fig. 2 zeigt ein Blockdiagramm der Codiervorrichtung ge
mäß der Erfindung. Lineare Hall-Effekt-Vorrichtungen 20,
die Druckrädern (in unterbrochenen Linien dargestellt)
gegenüberliegend angebracht sind, liefern, wie nach
stehend beschrieben, betreffende Ausgänge entsprechend
der Position jedes der Druckräder zu einer Multiplex
einrichtung 22, die mit einem A/D-Wandler 24 in Verbindung
steht, für den Ausgang von digitalen Positionssignalen
für die CPU, welche die tatsächliche Position der Druck
räder in der Druckeinrichtung PP gemäß Fig. 1 darstel
len.
Eine geeignete analoge Multiplexeinrichtung ist verfügbar
von der Firma National Semiconductor unter der Bezeich
nung CD 4053. Ein geeigneter A/D-Wandler zur Verwendung
mit der vorliegenden Erfindung ist verfügbar von der
Firma Analog Devices unter der Nummer AD 7574.
Fig. 3 zeigt einen Querschnitt eines Druckrades, welches
eine Codiervorrichtung gemäß der Erfindung aufweist. Das
Druckrad 30 besitzt eine Mehrzahl von Druckelementen,
von denen eines bei 32 dargestellt ist und die zweck
mäßig aus Kautschuk bestehen sowie regelmäßig angeordnet
und mit Vorsprüngen verbunden sind, die rund um den Umfang
des Druckrades 30 vorgesehen sind. Bei der dargestellten
Ausführungsform sind elf Elemente 32 vorhanden, es ist
jedoch zu verstehen, daß, falls es gewünscht wird, weni
ger oder mehr Vorsprünge vorhanden sein können bis zu
der Grenze, die durch die Größe der Druckelemente gegeben
ist.
Das Druckrad 30 ist an einem Schaft 34 drehbar angebracht.
Der Schaft 34 muß aus Nichteisenmaterial hergestellt sein,
welches gewählt werden kann zwischen Aluminium, Messing,
Kunststoff oder anderen nichtmagnetischen Materialien,
die in der Technik bekannt sind. Ein Magnet 36 ist in
einem Schlitz 38 des Schaftes 34 gehalten. Ein Hall-
Effekt-Linearfühler 40, zweckmäßig eine Hall-Effekt-
Vorrichtung Nr. XL 3505 der Firma Sprague, ist über dem
Schlitz 38 oberhalb des Magnetes 36 befestigt. Geeignete
Magnete sind von der Firma Indiana General verfügbar.
Innerhalb des Umfanges des Druckrades 30 ist, wie am
besten aus Fig. 5 ersichtlich, ein Ring 42 aus magnet
flußleitendem Material, vorzugsweise aus mildem oder
schweißbarem Stahl, vorgesehen. Die Innenfläche des Rin
ges 42 ragt nach innen in Spiralkonfiguration oder in
Gestalt einer Spiralschnecke 44 mit zunehmendem Abstand
von dem Umfang des Schaftes 34 mit einer Rückkehrstufe
zu der am nächsten liegenden Stelle, wie es bei 46 dar
gestellt ist. Es ist zu bemerken, daß die Vorsprünge
für die Druckelemente 32 über den Ring 42 geformt wer
den können, wie es in Fig. 5 dargestellt ist. Die Vor
sprünge können jedoch auch als Teil des Ringes 42 herge
stellt werden. Eine innere Lagerfläche 48 aus geformtem
Kunststoff vervollständigt das Druckrad 30. Druckräder
sind auch in Fig. 13 in schaubildlicher Ansicht darge
stellt.
Fig. 4 zeigt in schematischer Form das Verhältnis zwi
schen dem Magneten 36, dem Hall-Effekt-Fühler 40 und
der magnetflußleitenden Spirale oder Schnecke, die auch
als Konzentrator 44 bezeichnet werden kann. Es ist zu
verstehen, daß die bei 50 dargestellte Spaltabmessung
zwischen der Spiralfläche des magnetflußkonzentrieren
den Materials 44 und dem Hall-Effekt-Fühler 40 von der
Winkelposition des Druckrades 30 mit Bezug auf den
Hall-Effekt-Fühler 40 abhängt. Da der Ausgang des
linearen Hall-Effekt-Fühlers 40 von der Abmessung des
Spaltes zwischen dem magnetflußkonzentrierenden Material
und dem Fühler 40 abhängt, entspricht der Ausgang des
Fühlers 40 auch der tatsächlichen Spaltbreite zwischen
dem magnetflußkonzentrierenden Material direkt gegenüber
dem Fühler 40 und dem Hall-Effekt-Fühler 40. Auf diese
Weise befindet sich die tatsächliche Größe des Ausganges
relativ zum niedrigsten oder höchsten Ausgang in be
stimmbarer Entsprechung zur Winkelposition des Druck
rades 30 mit Bezug auf den Hall-Effekt-Fühler 40.
Wie in Fig. 4 dargestellt, hat der Querschnitt der Spiral
schnecke T-Gestalt. Für einzelnde Räder ist die Breite
der Spiralschnecke 44 weniger bedeutend als für Gebilde
aus eng nebeneinander angeordneten Rädern, bei denen die
Möglichkeit einer Querkopplung des magnetischen Flusses
zwischen den Spiralschnecken besteht. Es ist jedoch zu
bemerken, daß es eine minimale Materialmenge gibt, die
erforderlich ist, um zweckentsprechende Magnetflußkonzen
tration zu schaffen. Es ist gefunden worden, daß die
optimale Dicke für den Schneckenteil etwa 0,762 mm
(0,030 Zoll) für eine Konfiguration beträgt, wie sie in
Fig. 13 dargestellt ist. Es ist zu verstehen, daß mit
zunehmender Trennung zwischen benachbarten Druckrädern
die Dicke des Schneckenteiles zunehmen kann.
Fig. 5 zeigt eine bevorzugte Konfiguration für die
Schneckenfläche 44. Während eine Kreisspirale oder andere
sich ändernde Flächen verwendet werden können, wird es
bevorzugt, daß die Fläche als eine hyperbolische Spirale
gestaltet ist, um den Ausgang des Hall-Effekt-Fühlers 40
zu linearisieren. Für beste Ergebnisse ist die Stufe zwi
schen dem hohen und dem niedrigen Punkt hinterschnitten,
wie es bei 52 dargestellt ist, um einen scharfen Übergang
zwischen dem niedrigsten und dem höchsten Ausgang des
Hall-Effekt-Fühlers 40 zu schaffen. Fig. 6 ist eine
Tabelle, in welcher der Radius der Spiralfläche für
jeden Winkelschritt des Druckrades 30 dargestellt ist.
Fig. 7 ist eine grafische Darstellung der Ausgangsspan
nung mit Bezug auf die Position, gemessen in einer Test
anordnung. Die erforderliche Auflösung im A/D-Wandler
zum Bestimmen der tatsächlichen Position des Druckrades
hängt lediglich von der erforderlichen Genauigkeit ab.
Für den Fall von Druckrädern, die bestimmte diskrete
Winkelpositionseinstellungen haben, besteht das einzige
Erfordernis darin, daß das Druckrad sich innerhalb eines
gewissen Bereiches von Ausgangswerten befindet, und die
erforderliche Auflösung für absolutes Codieren ist rela
tiv gering.
Es ist weiterhin zu bemerken, daß die Stufe zwischen dem
höchsten und dem niedrigsten Ausgang bei Drehung des
Druckrades eine deutliche Anzeige für die Ausgangsstel
lung liefert. Alle Werte können dann mit Bezug auf den
Ausgang an dieser Übergangsstelle gemessen werden, um
den Bereichsausgang bei jeder Druckradeinstellung zu be
stimmen.
Fig. 8 zeigt eine Routine zum Eingeben gemessener Werte
des Ausganges des A/D-Wandlers entsprechend den Positions
schritten des Druckrades in einen nichtflüchtigen
Speicher. Der Übergang von HOCH zu NIEDRIG wird festge
stellt, und die erste Position danach wird als der Aus
gang der Position 1 gemessen. Der Ausgang wird abgelesen,
und der Wert wird in dem nichtflüchtigen Speicher ge
speichert. Das Druckrad wird um einen Schritt bewegt,
und der neue Wert wird abgelesen und gespeichert, bis
alle Werte abgelesen und gespeichert sind.
Es ist zu bemerken, daß die auf diese Weise durchgeführ
ten und gespeicherten Messungen jedwede Notwendigkeit
für Genauigkeitstoleranzen in der Konstruktion des Druck
rades und der Codiervorrichtung beseitigen. Die Druckrad
struktur wird hergestellt und an dem Schaft 34 ange
bracht, wonach die anfänglichen Messungen durchgeführt
und die erhaltenen Werte gespeichert werden. Danach wird
der Ausgang des Hall-Effekt-Fühlers 40 mit den gespei
cherten Werten verglichen, woraus die absolute Position
des Druckrades 30 bestimmt wird.
Fig. 9 zeigt eine Routine für das Betreiben der Codier
vorrichtung, beispielsweise beim Einstellen von Druck
rädern für Postfrankierungswerte. Unter der Steuerung
der CPU werden die Druckräder in eine neue gewünschte
Position bewegt. Der Ausgang des A/D-Wandlers entsprechend
dem analogen Ausgangssignals des Druckrad-Hall-Effekt-
Fühlers wird abgelesen und mit den bekannten Werten ver
glichen, die in dem nichtflüchtigen (non-volatile) Spei
cher gespeichert sind. Wenn keine Übereinstimmung be
steht, wird ein Fehler signalisiert. Wenn Übereinstimmung
besteht, wird die besondere Position angezeigt und die
CPU kehrt in einen Zustand zurück, um das nächste Druck
rad anzutreiben, oder sie kehrt zum Hauptprogramm zurück.
Von kontinuierlicher Bedeutung in analogen Vorrichtungen
ist die Änderung des analogen Ausganges über die Zeit
oder bei Änderungen der Konfiguration. Bei der vorlie
genden Ausführungsform ist zu bemerken, daß die Messung
des Ausgangssignals des Hall-Effekt-Fühlers über die
Winkelposition des Druckrades, die anfänglich gemessen
worden ist, um den Bereich des Ausganges bei jeder Ein
stellung zu erhalten, und die in dem nichtflüchtigen
Speicher gespeichert ist, dauernd verfügbar ist für
Vergleich zu vorbestimmten Zeitpunkten oder dann, wenn
es gewünscht wird, und zwar während Service-Überprüfungen,
um zu bestimmen, ob eine Korrektur erforderlich ist.
Der Ausgang des Hall-Effekt-Fühlers kann direkt an den
A/D-Wandler geliefert werden, wenn nur ein einziger Aus
gang erforderlich ist, jedoch wird vorzugsweise, wenn
mehrere Druckräder zu kodieren sind, der Ausgang von
allen zusätzlichen Fühlern multiplext über die Multi
plexeinrichtung 22, die in Fig. 2 dargestellt ist, so
daß der Ausgang jedes Hall-Effekt-Fühlers für jedes
Druckrad dem A/D-Wandler zugeführt wird, um digitale
Positionsinformationen für jedes Druckrad an die CPU
zu liefern.
Es ist zu bemerken, daß bei der Schaffung der Codier
vorrichtung gemäß der Erfindung die Spiralschnecken
fläche nicht darauf beschränkt ist, so angeordnet zu
werden, wie es dargestellt ist, d.h. an der Innenfläche
des Ringes 42 in dem Druckrad 30. Die Hall-Effekt-Vor
richtung und der Magnet könnten auch außerhalb der
Grenzen des Druckrades angeordnet werden, so daß der
Magnet sich auf der Außenseite befindet und die Schnecke
der äußere Umfang des Ringes ist, der um den Schaft
gegenüber dem Magnet angeordnet ist. Es ist auch zu be
merken, daß der Magnet und der Hall-Effekt-Fühler recht
winklig zu dem Druckrad angeordnet werden könnten, und
daß das magnetflußleitende Material derart angeordnet
werden könnte, daß die Spiralfläche und daher die Spalt
abmessung sich erhöht parallel zu der Achse und nicht
rechtwinklig zu der Achse, wie es bei der dargestellten
Ausführungsform der Fall ist.
Es ist jedoch weiter zu bemerken, daß die dargestellte
Ausführungsform die kompakteste Ausführung der oben
angegebenen verschiedenen Ausführungen ist. Sie hat
weiterhin den Vorteil, daß irgendwelche Streumagnet
felder durch das Material der Schnecke, welches milder
oder schweißbarer Stahl ist, wirksam abgeblockt werden,
so daß irgendwelche äußeren Umgebungsstreumagnetfelder
daran gehindert werden, den Druckradeinstellanzeiger
nachteilig zu beeinflussen, oder daß irgendwelche Be
strebungen unterbunden werden, die Sicherheit des Frei
stemplers aufzuheben, indem verhindert ist, daß richtige
Werte am Hall-Effekt-Fühler abgelesen werden.
Es ist auch zu bemerken, daß die Erfindung nicht auf die
dargestellte Kreisanordnung beschränkt ist, und daß
irgendwelche zwei Teile, die relative Verschiebungen
haben, durch die Anordnung des magnetflußkonzentrieren
den Materials derart, daß durch Verschiebung der Teile
der Spalt zwischen den Magnetflußkonzentrator und dem Hall-Effekt-
Fühler vergrößert oder verkleinert wird, codiert werden können.
Fig. 10 zeigt eine andere Ausführungsform einer Druck
rad-Codiervorrichtung gemäß der Erfindung. Bei dieser
Ausführungsform ist eine weitere Hall-Effekt-Vorrichtung
54 am Umfang des Schaftes 34, der Hall-Effekt-Vorrich
tung 40 gegenüberliegend angeordnet, um den Rückkehrfluß
zu dem Magneten 36 zu messen.
Das von diesem Hall-Effekt-Fühler 54 verfügbare Ausgangs
signal ändert sich in bezug auf den Abstand zwischen ihr
und der Schnecke 44 in der gleichen Weise wie der sich
ändernde Ausgang des Hall-Effekt-Fühlers 40. Die Stufen
änderungen des Magnetflusses haben das Bestreben, sich
zu verringern, wenn der Spalt zwischen der Schnecke 44
und dem Hall-Effekt-Fühler 40 sich vergrößert. Die Ände
rungen des Magnetflusses an der Hall-Effekt-Vorrichtung
54 liefert auch meßbare Änderungen des Rückkehrflusses,
die dazu verwendet werden können, das Signal von dem
Hall-Effekt-Fühler 40 zu verstärken. Dieses zusätzliche
Signal kann, wenn es mit den gespeicherten Werten ver
glichen wird, dazu verwendet werden, die Genauigkeit der
Ablesung zu gewährleisten.
Es ist zu bemerken, daß der Gesamtfluß durch die beiden
Fühler 40, 54 gewöhnlich konstant bleibt. Wenn demgemäß
aus irgendeinem Grunde der Wert der Summe der Ausgänge
der beiden Signale sich von einer zuvor bestimmten Summe
ändert, ist eine Anzeige für Falscharbeiten bzw. Fehler
haftigkeit geliefert.
Fig. 11 zeigt eine abgewandelte Ausführungsform des
Druckrades. Die Ausführung des Druckrades ist die glei
che, wie sie zuvor beschrieben worden ist, mit der Aus
nahme, daß anstelle der in Fig. 3 dargestellten konti
nuierlichen Spirale eine Mehrzahl von Zähnen aus mildem
bzw. schweißfähigem Stahl jeweils an jeder Druckradstufe
angeordnet ist, von denen einer bei 56 dargestellt ist,
wobei jeder Zahn 56 eine Tiefe hat, die vorzugsweise
der Spiralfläche gemäß Fig. 3 entspricht, und zwar ein
wärts von dem Ring 58. Es ist zu verstehen, daß, wenn
die Schlitze über dem Hall-Effekt-Fühler 40 angeordnet
sind, der Ausgang des Fühlers 40 niedrig wird. Die
Schlitze zwischen den Zähnen 56 dienen demgemäß dazu,
zu gewährleisten, daß das Druckrad den exakten Positions
schritt erreicht hat, wenn es den maximalen Wert für den
besonderen Positionsschritt erreicht, da der Ausgang zwi
schen benachbarten Zähnen auf ein Minimum fällt.
Weiterhin kann bei kontinuierlicher Überwachung des Aus
ganges der Hall-Effekt-Vorrichtung redundante Positions
information erhalten werden durch Zählung der Anzahl von
Schlitzen, die während der Bewegung des Druckrades aus
der anfänglichen Position zu der neuen Position über
strichen worden sind. Fig. 12 zeigt eine Routine bei der
Verwendung zur Codierung des Druckrades gemäß Fig. 11.
In den Fig. 13 und 14 sind schaubildliche Ansichten
eines Druckradgebildes dargestellt, umfassend eine
Codierausführung gemäß der Erfindung. Der Schaft 34,
der durch Spritzformung mittels Kunststoff gebildet wer
den kann oder aus Aluminium oder Messing durch Bearbei
tung hergestellt werden kann, wie es zuvor in Verbindung
mit Fig. 3 angegeben ist, besitzt einen sich in Längs
richtung erstreckenden Schlitz 38, in den ein Permanent
magnetstreifen 36 eingesetzt und in diesem befestigt ist.
Eine biegsame Hall-Effekt-Fühlereinrichtung 60 umfaßt
beabstandete lineare Hall-Effekt-Fühler 40 a bis 40 f,
beispielsweise zuvor genannte, von der Firma Sprague
hergestellte Fühler, die durch Goldschweißung mit Lei
tern 62 an einer sogenannten biegsamen Stromkreistafel
64 befestigt sind, die in Fig. 16 dargestellt ist und
vorzugsweise in einem Bandconnector 68 endet. Für beste
Ergebnisse wird der Schaft 34 eingekapselt, um die
Hall-Effekt-Fühler zu schützen und festzulegen, und
um eine kontinuierliche Lagerfläche für zusammengebaute
Druckräder zu schaffen. Es ist zu bemerken, daß, wenn
spritzgeformte Kunststoffe verwendet werden, die Fühler
einrichtung 60 und der Magnet 36 einfach in den den
Schaft 34 bildenden spritzgeformten Kunststoff einge
bettet werden können. Im Falle eines Schaftes 34, der
bearbeitet oder zuvor geformt worden ist, kann die ge
samte Einheit eingekapselt werden unter Verwendung üb
licher Epoxy-Einkapselungsmaterialien.
Einzelne Druckräder der in Verbindung mit den Fig.
3, 5 , 10 und 11 beschriebenen Arten werden geformt
derart, daß sie eine Lagerfläche für Drehung rund um
den Schaft 34 aufweisen. Die einzelnen Druckräder 30 a,
30 b, 30 c, 30 d, 30 e und 30 f sind für Drehung an dem
Schaft 34 angebracht. Vorzugsweise sind die Räder ein
fach nebeneinander angeordnet und in einer Stellung
gehalten, in der sie dem entsprechenden Hall-Effekt-
Fühler gegenüberliegen, und zwar zweckmäßigerweise
durch einen Flansch beispielsweise an einem Ende
(nicht dargestellt) und einen Klemmhalter (nicht dar
gestellt) am anderen Ende.
Die einzelnen Druckräder können durch einen Picker
mechanismus oder einen Treibermechanismus angetrieben
werden, wie er in der US-Patentanmeldung Serial Nr.
1 36 084 vom 21. Dezember 1987 beschrieben ist. Andere
geeignete Mechanismen zum Antreiben der Druckräder
umfassen die Verwendung von Zahnrädern, die an den
Druckrädern befestigt sind und durch Zahnstangen ange
trieben werden, oder Getriebezüge, wie sie bekannt sind.
Es ist weiterhin zu verstehen, daß jedes Druckrad einzeln
für Drehung um seinen eigenen entsprechenden Schaft ange
ordnet werden kann, und daß der Hall-Effekt-Fühler einzeln
angebracht werden kann, falls dies gewünscht wird.
Fig. 15 ist eine seitliche Querschnittsansicht des Druck
radgebildes. Es ist zu bemerken, daß bei dieser Ansicht
Ringe 42 a bis 42 f, wenn sie eng nebeneinander angeordnet
sind, einen nahezu kontinuierlichen magnetflußleitenden
Mantel rund um den Schaft bilden. Der Vorteil dieser Aus
führung besteht darin, daß die Hall-Effekt-Vorrichtungen
gegenüber äußeren Magnetfeldern geschützt sind, die von
dem Mantel absorbiert werden und daher zu dem Magnetfluß
durch den Fühler nicht beitragen können.
Claims (5)
1. Druckrad-Anordnung,
gekennzeichnet durch
- - einen Schaft (34) aus Nichteisenmaterial mit einem Schlitz, der entlang der Länge des Schaftes angeordnet ist,
- - einen in dem Schlitz angeordneten Magneten (36),
- - eine Mehrzahl von Hall-Effekt-Fühlern (40 a bis 40 f), die im Abstand voneinander entlang des Magneten und diesem gegenüberliegend angeordnet sind, wobei jeder Hall-Effekt-Fühler von ihm ausgehende Leiter hat,
- - eine Mehrzahl von Druckrädern (30 a bis 30 f), von denen jedes einen Ring aus Eisenmaterial eingeformt aufweist, wobei die Druckräder für Drehung an dem Schaft ange bracht und entlang des Schaftes gegenüber den Fühlern an dem Schaft angeordnet sind, wodurch ein Ausgangs signal an den betreffenden Leitern von jedem Fühler sich entsprechend der Winkelposition des betreffenden Druckrades ändert, und
- - eine an dem Schaft angebrachte Einrichtung, die sich von diesem erstreckt, um die Signale auf den Leitern zur Außenseite der Anordnung zu führen.
2. Druckrad-Anordnung nach Anspruch 1,
gekennzeichnet durch
eine Multiplex-Einrichtung (22) zum Empfangen der Signale
auf den Leitern, wobei die Multiplex-Einrichtung mit
einem A/D-Wandler verbunden ist, um einen digitalen Ausgang
zu liefern.
3. Druckrad-Anordnung nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, daß
der Ring aus eisenhaltigem Material T-förmigen Querschnitt hat.
4. Druckrad-Anordnung nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Druckräder (30) an dem Schaft (34) nahe aneinander
angeordnet sind, und daß die Ringe (42 a bis 42 f) einen
im wesentlichen kontinuierlichen eisenhaltigen Mantel um den
Schaft bilden.
5. Druckrad-Codier-Anordnung,
gekennzeichnet durch
- - einen Schaft (34) aus Nichteisenmaterial mit einem Schlitz, der entlang der Länge des Schaftes angeord net ist,
- - einen Magneten (36), der in dem Schlitz angeordnet ist,
- - eine Mehrzahl von Hall-Effekt-Fühlern (40 a bis 40 f), die im Abstand voneinander entlang des Magneten und diesem gegenüberliegend angeordnet sind, wobei jeder Fühler Leiter aufweist, die von ihm wegführen, und durch
- - eine Mehrzahl von Druckrädern (30 a bis 30 f), deren jedes einen Ring (42 a bis 42 f) aus eisenhaltigen Material mit T-förmi gem Querschnitt aufweist, wobei die Druckräder nahe aneinander angeordnet sind derart, daß die Ringe (42 a bis 42 f) einen im wesentlichen kontinuierlichen Mantel um den Schaft (34) bilden.
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