DE4030321C2 - Stellungsgeber für Stellorgane - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Stellungsgeber für Stellorgane mit einer vom Stellorgan anzutreibenden Eingangswelle, einem an die Eingangswelle ange­ schlossenen Getriebe und einer vom Getriebe abgehenden Ausgangswelle oder mehreren vom Getriebe abgehenden Ausgangswellen für Anzeige- und/oder Schalt­ organe.

Stellungsgeber der zuvor erläuterten Art sind aus der Praxis bekannt. Die Anzeige- und Schaltgenauigkeit derartiger Stellungsgeber wird durch das Spiel des Getriebes begrenzt. Ein Getriebe ist aber erforderlich, um von einer Eingangswelle ausgehend mehrere Anzeige- und/oder Schaltorgane betä­ tigen zu können, beispielsweise Potentiometer, Drehwinkelgeber, Wegsignal­ schalter usw. und/oder um einen bestimmten Übersetzungsfaktor zu realisieren, beispielsweise aus einem Stellwinkel von maximal 90° an der Eingangswelle einen Stellwinkel von maximal 270° an der Ausgangswelle werden zu lassen.

Im Stand der Technik sind Räderzeigerwerke bekannt, bei denen Präzisionszahnwerke einen vollsynchronen Lauf eines Zeigers gewährleisten (Prospekte der Firma J. Erhard, Heidenheim a. d. Brenz, Druckschrift Nr. 104, 1969)). Hierbei sind Zeiger und Antriebselemente konzentrisch in einem runden Gehäuse angeordnet. Der Zeiger dreht sich um eine Antriebswelle in gleicher Richtung und ist von außen nicht verstellbar.

Ferner ist eine positionsrechnende Spindelskala bekannt, mit welcher sich Maschinen, Geräte und Apparate leicht und schnell bedienen lassen (Bericht in wt.-Z.ind.Fertig. 61 (1971) Nr. 11 - Seite 708). Durch diese positionsrechnende Spindelskala sind die Zustellwerte für Schlitten, Supporte und Pinolen und damit die Werkpositionen direkt ablesbar. Die positionsrechnende Spindelskala zeigt den zurückgelegten Weg, z. B. eines Werkzeuges, und damit die Werkzeugpositionen an.

Weiterhin sind Positions-Kontroll-Handräder bekannt, bei welchen eine Ablesestelle unabhängig von der Handraddrehung stillsteht (Prospekt der Firma F. Völkel, Wuppertal-Lagerfeld (1956)). Die das Präzisions-Kontroll-Handrad eingebaute Anzeigeuhr besteht im wesentlichen aus einem hoher Präzision hergestellten Umlaufrädergetriebe, das zur Erzeugung einer Relativbewegung zwischen dem Handradkörper, der Ablesemarke und der Skala dient.

Sowohl bei den bekannten Räderzeigewerken als auch bei der positionsrechnenden Spindelskala als auch bei den bekannten Präzisions-Kontroll-Handrädern ist eine genaue und präzise Fertigung und Herstellung der Antriebselemente notwendig. Aufgrund dieser unbedingt erforderlichen, sehr präzisen Herstellung der Antriebselemente, z. B. der Präzisionszahnräder, welche eine exakte Anzeige gewährleisten, wird der Herstellungsprozeß einer Vorrichtung, in welcher solche Antriebsmittel eingesetzt werden, entsprechend teuer. Außerdem läßt sich auch durch den Einsatz hoch präziser Zahnräder nur in begrenztem Maße das Spiel verringern.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Stellungsgeber der in Rede stehenden Art mit einem möglichst spielfreien Getriebe mit vergleichsweise geringem Aufwand zu realisieren.

Erfindungsgemäß ist bei dem eingangs genannten Stellungsgeber in einer ersten Ausführungsform die zuvor aufgezeigte Aufgabe dadurch gelöst, daß die jeweilige Ausgangsstellung und die jeweilige Endstellung der Eingangswelle und der Ausgangswelle bzw. der Ausgangswellen durch ein Formschlußelement exakt definiert ist. Bei der zweiten erfindungsgemäßen Ausführungsform ist alternativ dazu vorgesehen, daß an der Ausgangswelle des Getriebes eine zumindest in einer Drehrichtung wirksame Federvorspannung vorgesehen ist und dadurch die jeweilige Ausgangsstellung und die jeweilige Endstellung der Eingangswelle und der Ausgangswelle bzw. der Ausgangswellen exakt definiert ist.

Erfindungsgemäß ist erkannt worden, daß es für derartige Stellungsgeber im wesentlichen auf die exakte Erreichung bzw. Einhaltung der Ausgangsstellung und der Endstellung ankommt und das Spiel im Getriebe außer Betracht bleiben kann, wenn Ausgangsstellung und Endstellung der Eingangswelle und der Ausgangswelle bzw. der Ausgangswellen reproduzierbar definiert ist bzw. sind. Dann kann auch eintretender Verschleiß im Getriebe die letztlich erreichte Anzeige- und Schaltgenauigkeit nicht negativ beeinflussen.

In Weiterbildung der erstgenannten Alternative, bei der die jeweilige Ausgangsstellung und Endstellung durch ein Formschlußelement definiert ist, könnte dieses beispielsweise eine unter Federbelastung stehende, jeweils in eine entsprechende Kalotte einschnappende Formschlußkugel sein. Auch ein bei Erreichen einer bestimmten Annäherungsstellung bzgl. der Ausgangsstellung bzw. Endstellung aktiv einrückender Justierzapfen wäre hier vorstellbar.

Bei der alternativen Ausführungsform, bei der an der Ausgangswelle des Getriebes eine Federvorspannung zumindest in einer Drehrichtung vorgesehen ist, kommt es bei einer Ausgangswelle dazu, daß das entsprechende Ausgangszahnrad des Getriebes immer in einer Drehrichtung unter Federvorspannung steht, so daß die Eingangswelle über das Eingangszahnrad entgegen dieser Federvorspannung arbeitet. Bei entgegengesetzter Drehrichtung folgt demgegenüber das Ausgangszahnrad unter der Federvorspannung der Bewegung des Eingangszahnrades selbständig. Das führt dazu, daß auch bei vorhandenem Spiel zwischen den Zahnrädern diese immer die gleiche Relativlage zueinander haben. Das tatsächlich vorhandene Spiel ist dabei dadurch meßtechnisch unwirksam gemacht, daß einer der beiden Teile, zwischen denen das Spiel herrscht, dem anderen unter der Federvorspannung unmittelbar folgt.

Weiter bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand weiterer Ansprüche. Im folgenden wird die Erfindung anhand einer lediglich ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigt

Fig. 1 ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Stellungsgebers in einer Seitenansicht, Anzeige- und Schaltorgane nur strichpunk­ tiert angedeutet,

Fig. 2 den Gegenstand aus Fig. 1 in einem Schnitt entlang der Linie II-II und

Fig. 3 den Gegenstand aus Fig. 1 in einem Schnitt entlang der Linie III-III.

Fig. 1 zeigt in einer Seitenansicht und schematisch einen Stellungsgeber für Stellorgane mit einer vom Stellorgan anzutreibenden Eingangswelle 1. Die Ein­ gangswelle kann mit dem Stellorgan direkt, aber auch über eine weitere Welle, eine Kupplung od. dgl. verbunden sein. Die Eingangswelle ist in dem aus zwei Körperplatten 2, 3 und verbindenden Stützen 4 bestehenden Rahmen des Stel­ lungsgebers drehbar gelagert, an sie ist ein Getriebe 5, das ebenfalls im Rahmen gelagert ist, angeschlossen. Im hier dargestellten Ausführungsbeispiel weist das Getriebe 5 ein mit der Eingangswelle drehfest verbundenes Eingangs­ zahnrad 6 auf. Am Eingangszahnrad 6 befindet sich ein Blockierzapfen 7, dem an einer Körperplatte 2 ein Gegenzapfen 8 zugeordnet ist. Der Blockierzapfen 7 in Verbindung mit dem Gegenzapfen 8 verhindert ein Überdrehen des Getriebes 5, stellt also eine Anschlagbegrenzung für beide Drehrichtungen dar.

Mit dem Eingangszahnrad 6 kämmen zwei weitere Getriebezahnräder, nämlich die Ausgangszahnräder 9, 10. Sie sind drehfest verbunden mit zwei Ausgangswel­ len 11, 12, die vom Getriebe 5 abgehen und zum Antrieb von Anzeige- und/oder Schaltorganen 13, beispielsweise von Schaltern, Potentiometern, Drehwinkel­ gebern usw. dienen. Im dargestellten Ausführungsbeispiel sind zwei Ausgangs­ wellen 11, 12 vorgesehen, es könnte auch eine einzige Ausgangswelle vorge­ sehen sein, ebenso wie auch mehrere weitere Ausgangswellen vorgesehen sein könnten.

Wesentlich ist nun, daß die jeweilige Ausgangsstellung und Endstellung der Eingangswelle 1 und der Ausgangswelle 11, 12 bzw. der Ausgangswellen 11, 12 exakt reproduzierbar definiert ist. Im allgemeinen Teil der Beschreibung ist schon erläutert worden, was das Ergebnis der zuvor angesprochenen Lehre ist, und daß eine Möglichkeit zur Realisierung dieser Lehre darin besteht, die je­ weilige Ausgangsstellung und Endstellung durch ein Formschlußelement zu de­ finieren.

Das hier dargestellte Ausführungsbeispiel zeigt hingegen, daß an der Ausgangs­ welle 11 bzw. an der Ausgangswelle 12 des Getriebes 5 eine Federvorspannung in einer Drehrichtung vorgesehen ist. Da im dargestellten Ausführungsbeispiel zwei Ausgangswellen 11, 12 vorgesehen sind, sind auch an beiden Ausgangswel­ len 11, 12 Federvorspannungen realisiert. Das dargestellte Ausführungsbei­ spiel zeichnet sich dabei dadurch aus, daß insgesamt Federvorspannungen in beiden Drehrichtungen der Eingangswelle 1 realisiert sind. Dadurch wird die insgesamt vorliegende Federvorspannung, gegen die die Eingangswelle 1 in einer Drehrichtung arbeiten muß, nicht zu groß, wird gleichwohl aber für beide Aus­ gangswellen 11, 12 der zuvor erläuterte Folgeeffekt mit dem Ergebnis einer spielfreien Betriebsweise des Getriebes 5 erreicht.

Man könnte die Federvorspannung mit unterschiedlichen Federtypen realisieren. Welche Federtype man wählt, hängt in erster Linie von den Einbauverhältnissen und den auftretenden Kräften ab. Das dargestellte Ausführungsbeispiel zeigt insoweit eine bevorzugte Ausführungsform als hier die Federvorspannung durch eine Blattspiralfeder 14 bzw. 15 realisiert ist. Da hier die beiden Ausgangs­ wellen 11, 12 gleichen Drehsinn haben, haben die Blattspiralfedern 14, 15 ent­ gegengesetzten Wickelsinn, so daß die zuvor erläuterte gegenläufige Wirkung der Federvorspannungen an der Eingangswelle 1 gewährleistet ist.

Bei einander entgegengesetzten Drehsinnen der Ausgangswellen 11, 12 kämen für das gleiche Ergebnis gleiche Wickelsinne der Blattspiralfedern 14, 15 in Frage.

Claims (6)

1. Stellungsgeber für Stellorgane mit einer vom Stellorgan anzutreibenden Eingangswelle, einem an die Eingangswelle angeschlossenen Getriebe und einer vom Getriebe abgehenden Ausgangswelle oder mehreren vom Getriebe abgehenden Ausgangswellen für Anzeige- und/oder Schaltorgane, dadurch gekennzeichnet, daß die jeweilige Ausgangsstellung und die jeweilige Endstellung der Eingangswelle (1) und der Ausgangswelle (11, 12) bzw. der Ausgangswellen (11, 12) durch ein Formschlußelement exakt definiert ist.

2. Stellungsgeber für Stellorgane mit einer vom Stellorgan anzutreibenden Eingangswelle, einem an die Eingangswelle angeschlossenen Getriebe und einer vom Getriebe abgehenden Ausgangswelle oder mehreren vom Getriebe abgehenden Ausgangswellen für Anzeige- und/oder Schaltorgane, dadurch gekennzeichnet, daß an der Ausgangswelle (11 bzw. 12) des Getriebes (5) eine zumindest in einer Drehrichtung wirksame Federvorspannung vorgesehen ist und dadurch die jeweilige Ausgangsstellung und die jeweilige Endstellung der Eingangswelle (1) und der Ausgangswelle (11, 12) bzw. der Ausgangswellen (11, 12) exakt definiert ist.

3. Stellungsgeber nach Anspruch 2 mit zwei Ausgangswellen, dadurch gekennzeichnet, daß an beiden Ausgangswellen (11, 10) jeweils eine in einer Drehrichtung wirksame Federvorspannung vorgesehen ist und dadurch Federvorspannungen in beiden Drehrichtungen der Eingangswelle (1) realisiert sind.

4. Stellungsgeber nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Federvorspannung durch eine Blattspiralfeder (14 bzw. 15) realisiert ist.

5. Stellungsgeber nach Anspruch 4 mit zwei Ausgangswellen gleichen Drehsinnes, dadurch gekennzeichnet, daß die Blattspiralfedern (14 bzw. 15) entgegengesetzten Wickelsinn haben.

6. Stellungsgeber nach Anspruch 4 mit zwei Ausgangswellen entgegengesetzten Drehsinnes, dadurch gekennzeichnet, daß die Blattspiralfedern gleichen Wickelsinn haben.