DE4111562A1 - Messwertaufnehmer - Google Patents

Messwertaufnehmer

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Description

Die Erfindung betrifft einen Meßwertaufnehmer mit mindestens einer durch einen Antrieb getriebenen Impulsscheibe, der eine Lichtschranke zugeordnet ist, an der durch die Drehbewegung der Impulsscheibe einer Auswerteeinheit zuführbare Impulse erzeugt werden.
Bei bekannten Meßwertaufnehmer dieser Art ist eine Antriebs­ welle drehbeweglich in einem Gehäuse gelagert. Die Antriebs­ welle ist mit einem sich drehenden Teil, beispielsweise einer Motorwelle, verbindbar, dessen Drehzahl oder Drehwinkel er­ mittelt werden soll. Auf der Antriebswelle sitzt senkrecht eine Impulsscheibe auf, deren Randbereich eine Lichtschranke zugeord­ net ist. Durch die über die Antriebswelle eingetragene Drehbe­ wegung werden an der Lichtschranke Impulse erzeugt, die einer Auswerteeinheit zugeführt werden. Soll die Anzahl der Um­ drehungen bestimmt werden, so ist es bekannt, an der Auswerte­ einheit eine Zähleinheit vorzusehen, die über die Anzahl der an der Lichtschranke vorliegenden Impulse die Umdrehungsanzahl ermittelt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Meßwert­ aufnehmer derart auszugestalten, daß eine von der Auswerte­ einheit unabhängige Erfassung der Umdrehungsanzahl möglich ist.
Zur Lösung dieser Aufgabe wird bei einem Meßwertaufnehmer der eingangs genannten Art vorgeschlagen, daß ein die Drehbewegung des Antriebs übertragendes Getriebe vorgesehen ist, das mit mindestens einem als Impulsscheibe ausgebildeten Zahnrad aus­ geführt ist. Aus der Stellung des als Impulsscheibe ausgebil­ deten Zahnrades und dem bekannten Getriebewerten kann die Anzahl der Umdrehungen eines mit dem Meßwertaufnehmer ver­ bundenen Teiles bestimmt werden. Die Stellung der Zahnräder des Getriebes stellt einen Absolutwert für die Umdrehungsanzahl dar. Hierbei ist besonders vorteilhaft, daß bei Störungen der Auswerteeinheit kein Informationsverlust auftritt, da der Absolutwert nicht untergeht. Aus der Stellung des Zahnrades kann jederzeit wieder die Anzahl der Umdrehungen bestimmt werden. Der Meßwertaufnehmer besitzt einen besonders einfachen Aufbau, da keine separaten Impulsscheiben erforderlich sind. Dies führt auch zu einer sehr geringen Bauhöhe des Aufnehmers. Die als Zahnräder ausgebildeten Impulsscheiben können mit ge­ ringem Fertigungsaufwand hergestellt werden. Die geringe Anzahl an Bauteilen vereinfacht die Montage des neuen Meßwertauf­ nehmers. Mit herkömmlichen Aufnehmern insbesondere Drehsignal­ gebern ist der neue Meßwertaufnehmer in einfacher Weise kombi­ nierbar.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vor­ gesehen, daß das mindestens eine Zahnrad schlitzförmige Impuls­ spuren besitzt, die auf verschiedenen Radien angeordnet sind. An den Impulsspuren werden durch die dem Zahnrad zugeordnete Lichtschranke der Umdrehungsanzahl entsprechende Impulse er­ zeugt. Ein derartiges Zahnrad kann in einfacher Weise aus Kunststoff hergestellt werden.
Hierbei kann insbesondere vorgesehen sein, daß die Impulsspuren unterschiedliche Längen aufweisen und in Radialrichtung des Zahnrades zueinander versetzt angeordnet sind. Bei einer der­ artigen Impulsscheibe können beispielsweise drei Impulsspuren vorgesehen sein. Jede Impulsspur wird durch die dem Zahnrad zugeordnete Lichtschranke optoelektronisch abgetastet. Hierbei kann vorgesehen sein, daß zwei Spuren mit einer Teilung von je 1 Impuls/Umdrehung um 90° zueinander phasenversetzt angeordnet sind. Die dritte Spur kann mit einer Teilung von 2 Impulsen/Um­ drehung um 45° phasenversetzt zu einer der beiden anderen Spuren positioniert sein.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung wird vorgesehen, daß das mindestens eine Zahnrad auf einer Drehwelle aufsitzt, die drehbeweglich zwischen zwei parallelen Leiterplatten gelagert ist. Mit einer derartigen Ausgestaltung ist einerseits ein geringer baulicher Aufwand und andererseits eine geringe Bau­ höhe des Meßwertaufnehmers verbunden. Es kann hierbei vor­ teilhaft vorgesehen sein, daß an den Leiterplatten Lagerauf­ nahmen für die Enden der Drehwelle angeordnet sind. Derartige Lageraufnahmen können zweckmäßig in den jeweiligen Leiter­ platten eingelassen sein.
Bei einer weiteren Ausgestaltung ist vorgesehen, daß dem Ge­ triebe eine Antriebswelle zugeordnet ist, die senkrecht zu den Leiterplatten angeordnet und an diesen gelagert ist. Eine der­ artige Antriebswelle ist mit einem Drehteil koppelbar, dessen Drehbewegung erfaßt werden soll. Diese Lagerung der Antriebs­ welle macht ein separates Trägerteil zur Aufnahme der Lagerung der Antriebswelle entbehrlich. Somit fungieren die Leiter­ platten als Trägerteil für die Antriebswelle.
Die Ankopplung an ein Drehteil, dessen Drehbewegung erfaßt werden soll, wird besonders einfach, wenn die Antriebswelle als Hohlwelle ausgebildet ist. Eine derartige Ausgestaltung ist be­ sonders dann zweckmäßig, wenn der neue Meßwertaufnehmer mit einem herkömmlichen Drehsignalgeber verbunden werden soll.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß das Getriebe als Untersetzungsgetriebe ausgebildet ist. Das Ge­ triebe kann vorteilhaft mit mehreren hintereinandergeschalteten Zahnrädern ausgebildet sein. Die über die Antriebswelle einge­ leitete Drehbewegung wird an dem Getriebe durch die hinterein­ andergeschalteten Zahnräder untersetzt. Hierbei erfaßt die den Zahnrädern jeweils zugeordnete Lichtschranke deren Drehbewe­ gung. Bei einer vorteilhaften Ausführungsform sind sechs hintereinandergeschaltete Zahnräder vorgesehen, die in einem Verhältnis von 4 : 1 untersetzt sind. Das letzte Zahnrad des Untersetzungsgetriebes führt somit eine sehr langsame Dreh­ bewegung aus.
Werden von jedem Zahnrad 2 Bit erzeugt, so können 4096 Um­ drehungen dargestellt werden.
In Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, daß die Aus­ werteeinheit die zugeführten Signale digitalisiert. Derartig digitalisierte Signale können in einfacher Weise weiterver­ arbeitet werden.
Es kann weiterhin vorgesehen sein, daß die Auswerteeinheit mit Mitteln zum Ausgleich des mechanischen Spiels und von Positio­ nierfehlern der Zahnräder versehen ist. Derartige Fehlerkorrek­ turen können durch an der Auswerteeinheit vorgesehene kaskadierte Addierwerke durchgeführt werden.
Bei einer anderen Weiterbildung ist die Antriebswelle mit einer Impulsscheibe gekoppelt, der eine weitere Lichtschranke zuge­ ordnet ist. Mit dieser Ausgestaltung ist die simultane Erfas­ sung der Drehzahl und der Umdrehungsanzahl einer Antriebswelle möglich.
Eine vorteilhafte Verwendung des neuen Meßwertaufnehmers sieht vor, daß mehrere derartige Meßwertaufnehmer hintereinanderge­ schaltet werden, wobei die Ausgangsstufe eines vorgeschalteten Meßwertaufnehmers die Eingangsstufe eines nachgeschalteten Meßwertaufnehmers antreibt. Durch eine derartige Hinterein­ anderschaltung kann eine noch höhere Auflösung realisiert werden.
Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind in der Zeich­ nung dargestellt und werden nachfolgend beschrieben. Es zeigt
Fig. 1 einen schematischen Vertikalschnitt durch eine erste Ausführungsform eines Meßwertaufnehmers,
Fig. 2 eine schematische Draufsicht auf das Getriebe des Meßwertaufnehmers gemäß Fig. 1,
Fig. 3 eine vergrößerte Darstellung eines Zahnrades des Getriebes gemäß Fig. 2,
Fig. 4 den Schnitt längs der Linie IV-IV gemäß Fig. 3 und
Fig. 5 einen schematischen Schnitt durch eine weitere Ausführungsform eines Meßwertaufnehmers.
Mit dem in Fig. 1 dargestellten Meßwertaufnehmer (1) kann die Umdrehungsanzahl eines nicht dargestellten Drehteiles ermittelt werden, das mit der Antriebswelle (11) des Meßwertaufnehmers (10) verbunden sind. Der Meßwertaufnehmer (10) besitzt ein Ge­ häuse (12), das mit einem Deckel (13) und mit einem Boden (14) ausgeführt ist. In dem Gehäuse (12) werden die wesentlichen Bauteile des Meßwertaufnehmers (10) aufgenommen, deren Anord­ nung nachfolgend beschrieben wird.
Der Meßwertaufnehmer (10) besitzt zwei Leiterplatten (15, 16), die parallel zueinander angeordnet sind. An den Leiterplatten (15, 16) sind nicht dargestellte elektronische Bauteile der Auswerteeinheit des Meßwertaufnehmers (10) angeordnet. Die mit Abstand zueinander angeordneten Leiterplatten (15, 16) sind über mehrere am Umfang der Leiterplatten (15, 16) angeordnete Stehbolzen (16) miteinander verbunden. Die Stehbolzen (16) bauen sich im wesentlichen aus einer durch eine Hülse (17), die zwischen den Leiterplatten (15, 16) angeordnet ist, geführten Schraube (18) auf, die mittels einer Mutter (19) festgelegt ist. Die Größe der Hülse (17) legt somit den Abstand der Leiterplatten (15, 16) fest.
Senkrecht zu den Leiterplatten (15, 16) ist die Antriebswelle (11) angeordnet, die drehbeweglich mittels Rillenkugellagern (20, 21) gelagert ist. Die Rillenkugellager (20, 21) werden jeweils an Lagerhaltern (22, 23) aufgenommen, die auf der zu­ geordneten Leiterplatte (15, 16) festgelegt sind. Hierzu sind die Leiterplatten (15, 16) mit einer zur Antriebswelle (11) koaxialen Mittelöffnung (24, 25) ausgebildet.
Die Antriebswelle (11) des Meßaufnehmers (10) ist als Hohlwelle ausgebildet. Somit kann ein nicht dargestelltes Drehteil, dessen Drehbewegung ausgewertet werden soll, in das Innere der Antriebswelle (11) eingeführt werden und mittels einer Stift­ schraube (13) festgelegt werden.
Im Bereich der Leiterplatte (15) ist die Antriebswelle (11) mit einer Außenverzahnung (26) ausgebildet. Die Außenverzahnung (26) der Antriebswelle (11) ist mit einem Getriebe (27) ver­ bunden, dessen Zahnradanordnung aus Fig. 2 hervorgeht. Das Getriebe (27) besitzt sechs hintereinandergeschaltete gleich­ artig ausgebildete Zahnräder (28, 29, 30). Die Lagerung der Zahnräder (28, 29, 30) erfolgt jeweils mittels einer im Zentrum des Zahnrads angeordneten Drehwelle (31), deren Endbereiche an Lageraufnahmen (32) aufgenommen sind, die an den Leiterplatten (15, 16) festgelegt sind. In den Lageraufnahmen (32) werden die Drehwellen (31) gleitbeweglich aufgenommen.
Die Übertragung der Drehbewegung von einer Getriebestufe zur anderen des Getriebes (27) erfolgt mittels Ritzeln (33), die jeweils auf der Drehwelle (31) der Zahnräder (28, 29, 30) auf­ sitzen. Lediglich die Drehwelle (31) des letzten Zahnrades (34) des Getriebes (27) besitzt kein derartiges Ritzel (33). Die höhenversetzt zueinander angeordneten Zahnräder (28, 29, 30) werden durch die Verzahnung (26) der Antriebswelle (11), die mit der Außenverzahnung des Zahnrades (28) kämmt, angetrieben. Das vorliegende Untersetzungsverhältnis von 4 : 1 in jeder Getriebestufe bewirkt, daß das letzte Zahnrad (34) nur eine sehr langsame Drehbewegung ausführt.
Aus den Fig. 3 und 4 geht die Ausbildung der Zahnräder (28, 29, 30, 34) des Getriebes (27) hervor. Das in Fig. 3 exemplarisch dargestellte Zahnrad (28) besitzt drei Impulsspuren (35, 36, 37), die auf unterschiedlichen Radien des Zahnrades (28) angeordnet sind. Die Impulsspuren (35, 36, 37) sind schlitz­ förmig ausgeführt. Im Bereich der Impulsspuren (35, 36, 37) ist, wie aus Fig. 4 hervorgeht, das Zahnrad (28) unterbrochen. Die kreissegmentförmig ausgeführten Impulsspuren (35, 36, 37) sind versetzt zueinander angeordnet. Gegenüber der außen liegenden Impulsspur (35) ist die mittlere Impulsspur (36) um 90° im Gegenuhrzeigersinn versetzt angeordnet. Die Impulsspuren (35, 36) sind so ausgestaltet, daß sie pro Umdrehung des Zahn­ rades (28) einen Impuls abgeben. Demgegenüber ist die um 45° gegenüber der Impulsspur (35) versetzt angeordnete innen­ liegende Impulsspur (37) mit zwei Abschnitten ausgestaltet, die bewirken, daß pro Umdrehung zwei Impulse abgegeben werden.
Die als Impulsscheiben ausgeführten Zahnräder (28, 29, 30) des Getriebes (27) ermöglichen einen besonders einfachen Aufbau des Meßwertaufnehmers (10). Insbesondere weist der Meßwertaufnehmer nur eine sehr geringe Bauhöhe auf. Die Zahnräder des Getriebes (27) können in einfacher Weise als Kunststoffspritzteile herge­ stellt werden.
Wie aus Fig. 4 hervorgeht, besitzt das Zahnrad (28) an seinem Umfang eine Außenverzahnung (28′). Im Zentrum des Zahnrades (28) ist eine Aufnahme (28′′) für die zugeordnete Drehwelle (31) vorgesehen.
Jedem der Zahnräder (28, 29, 30) des Getriebes (27) ist eine Lichtschranke (38) zugeordnet, die jeweils aus einem Licht­ sender (39) und einem Lichtempfänger (40) besteht. Zwischen dem Lichtsender (39) und dem Lichtempfänger (40) ist das zuge­ ordnete Zahnrad (29) des Getriebes (27) angeordnet. Der Licht­ sender (39) und der Lichtempfänger (40) sind mehrstufig aus­ geführt, so daß jede der Impulsspuren (35, 36, 37) getrennt voneinander erfaßt werden können. Der Lichtsender (39) und der Lichtempfänger (40) sind an den zugeordneten Leiterplatten (15, 16) befestigt.
Nachfolgend soll die Funktionsweise des Meßwertaufnehmers (10) beschrieben werden. Die Antriebswelle (11) ist mit einem nicht dargestellen Drehteil verbunden, dessen Umdrehungsanzahl er­ mittelt werden soll. Die Drehbewegung der Antriebswelle (11) wird über dessen Außenverzahnung (26) auf das erste Zahnrad (28) des Getriebes (27) übertragen. Dieses überträgt seine Drehbewegung über ein Ritzel (33) an ein nachgeschaltetes Zahn­ rad (29). In jeder Getriebestufe des Getriebes (27) erfolgt eine Untersetzung im Verhältnis 4 : 1. Somit führt das letzte Zahnrad (34) des Getriebes (27) nur eine sehr langsame Dreh­ bewegung aus.
Die Drehbewegung der Zahnräder (28, 29, 30) des Getriebes (27) wird jeweils an den Zahnrädern zugeordneten Lichtschranken (38) erfaßt. Abhängig von der Position der jeweiligen Impulsspur (35, 36, 37) kann das von dem Lichtsender (39) ausgesendete Lichtsignal von dem zugeordneten Lichtempfänger (40) empfangen oder nicht empfangen werden. Die von dem Lichtempfänger (40) aufgenommenen Signale werden einer nicht näher dargestellten elektronischen Auswerteeinheit zugeführt, die die erhaltenen Signale zu digitalen Signalen umformt. In der Folgeelektronik werden die von jedem Zahnrad des Getriebes (27) erhaltenen Signale ausgewertet und logisch verknüpft. Hierbei können das mechanische Spiel und die Positionsfehler der Getriebezahnräder synchronisiert und ausgeglichen werden. Diese Fehlerkorrekturen werden durch drei Addierwerke erreicht, welche miteinander kaskadiert sind.
Da von jedem Zahnrad 2 Bit erzeugt werden, steht nach der Auswertung dieser Signale ein Binär-Muster von 12 Bit bereit. Mit dem Getriebe (27) können somit 4096 (211) Umdrehungen dar­ gestellt werden. Hierbei entspricht die jeweilige Stellung der Zahnradanordnung einer bestimmten Umdrehungsanzahl, der als Absolutwert vorliegt. Selbst bei einem Ausfall der Auswerte­ einheit, beispielsweise durch eine Stromunterbrechung, kann somit wiederum die vorliegende Umdrehungsanzahl ermittelt werden, da sie durch die Stellung der Zahnräder festgehalten ist.
Die Grundkodierung des Meßwertaufnehmers (10) ist binär. Diese Binär-Kodierung wird durch eine der Auswerteeinheit zugeord­ neten Code-Wandler, mit nachgeschalteten Endstufen in einen Gray-Code übersetzt. Hierbei sind die Endstufen mit einer Zähl­ richtungsumschaltung versehen.
Der in Fig. 5 dargestellte Meßgeber (50) besitzt einen Meßauf­ nehmer (51), der prinzipiell gleichartig wie der in Fig. 1 dar­ gestellte Meßaufnehmer (10) ausgestaltet ist. Der Meßgeber (50) kann sowohl die Umdrehungsanzahl als auch die Drehzahl eines nicht dargestellten Drehteiles ermitteln, das mit seiner Welle (52) verbunden ist. Die Ermittlung der Drehzahl erfolgt mit einem Geber (80).
Zunächst soll der mechanische Aufbau des Meßgebers (50) beschrieben werden. Die Welle (52) ist an Rillenkugellagern (53, 54) gelagert, die an einem Trägerteil (55) angeordnet sind. Hierbei erfolgt die Abdichtung mittels eines Wellendicht­ ringes (56), der der Welle (52) zugeordnet ist. Die Welle (52) wird von der als Hohlwelle ausgebildeten Antriebswelle (57) des Meßwertaufnehmers (51) aufgenommen. Auf einem über die Antriebswelle (57) hinaus verlängerten Bereich der Welle (52) sitzt eine Klemmscheibe (58) auf, mit der eine senkrecht zur Welle (52) angeordnete Impulsscheibe (60) festgelegt wird. Die zweiteilig aufgeführte Klemmscheibe (58) baut sich aus den Klemmelementen (61′ und 61′′) auf. Zwischen den Klemmelementen (61′ und 61′′) wird die Impulsscheibe (60) aufgenommen. Zur Befestigung dient eine Mutter (59), die auf dem Endbereich der Welle (52) verschraubt ist.
Der Impulsscheibe (60) ist eine nicht dargestellte Licht­ schranke zugeordnet, die einen Lichtsender und einen Licht­ empfänger besitzt. Die Impulsscheibe (60) ist hierbei zwischen dem Lichtsender und dem Lichtempfänger angeordnet. Der Licht­ sender und der Lichtempfänger sind an Leiterplatten (62, 63) befestigt, die im übrigen nicht dargestellte elektronische Bau­ teile der Auswerteeinheit aufnehmen. Die parallel zueinander angeordneten Leiterplatten (62, 63) sind mittels Schrauben (64) an einem Zwischenboden (65) festgelegt.
Der Zwischenboden (65) sitzt auf einem ringförmigen Endbereich des Trägerteiles (55) auf. Der Außenumfang des Trägerteiles (56) und des Zwischenbodens (65) wird von einem Deckel (66) umfaßt, der mittels Schrauben (67) an dem Trägerteil (55) fest­ gelegt ist. An dem Deckel (66) ist koaxial zur Welle (52) eine Kabelzuführung (68) befestigt, mit der ein Kabel (69) dem Meßwertgeber (50) zuführbar ist.
Der Meßwertaufnehmer (51) wird zwischen dem Zwischenboden (65) und dem Trägerteil (55) aufgenommen. Eine an der Leiterplatte (70) des Meßwertaufnehmers (51) befestigte Lagerschale (71) sitzt auf einem O-Ring (72) auf, der in einer an dem Zwischen­ boden (65) vorgesehenen Aufnahme aufliegt. Im Bereich der parallel zu der Leiterplatte (70) angeordneten Leiterplatte (73) des Meßwertaufnehmers (51) ist keine Lagerung der An­ triebswelle (57) vorgesehen. In eine Öffnung (74) der Leiter­ platte (73) greift ein Ringbereich (55′) des Trägerteiles (55) ein.
Die Getriebeanordnung des Meßwertaufnehmers (51) entspricht derjenigen des Meßwertaufnehmers (10).
Nachfolgend soll die Funktion des Meßgebers (50) beschrieben werden. Die Drehbewegung der Welle (52) wird auf die Antriebs­ welle (57), die mit der Welle (52) über eine Schraube (75) ver­ bunden ist, übertragen. Eine an der Antriebswelle (57) vor­ gesehene Verzahnung (76) treibt das Untersetzungsgetriebe des Meßwertaufnehmers (51) an. Den als Impulsscheiben ausgebildeten Zahnrädern des Untersetzungsgetriebes ist jeweils eine nicht dargestellte Lichtschranke zugeordnet, die die Impulsspuren der Zahnräder erfaßt. Die hierbei erhaltenen Signale werden einer nicht dargestellten Auswerteeinheit zugeführt, die aus der Position der Zahnräder die Umdrehungsanzahl der Welle (52) ermittelt. Wie schon im Zusammenhang mit dem Meßwertaufnehmer (10) beschrieben, entspricht die Stellung der Zahnräder des Getriebes einer bestimmten Umdrehungsanzahl, der als Absolut­ wert vorliegt.
Die Impulsscheibe (60) und die ihr zugeordneten Teile bilden einen Meßgeber (80) zur Ermittlung der Drehzahl oder der Winkellage der Welle (52). Bei der Drehbewegung der Impuls­ scheibe (60) werden an der ihr zugeordneten Lichtschranke Signale erzeugt, die der Drehzahl oder der Winkellage der Welle (52) entsprechen.
Der als Absolutwertgeber ausgebildete Geber (80) besitzt eine Impulsscheibe (60) mit einer maximalen Auflösung von 12 Bit. Diese 12 Bit können im Gray-Code als auch im Binär-Code aus­ geführt sein und werden bit-parallel ausgegeben.
Das aus den Gebern (51 und 80) gebildete Gesamtsystem stellt somit einen Mehrgangabsolutwertgeber dar.

Claims (15)

1. Meßwertaufnehmer, mit mindestens einer durch einen Antrieb getriebenen Impulsscheibe, der eine Lichtschranke zugeordnet ist, an der durch die Drehbewegung der Impulsscheibe einer Auswerteeinheit zuführbare Impulse erzeugt werden, dadurch gekennzeichnet, daß ein die Drehbewegung des Antriebs übertragendes Getriebe (27) vorgesehen ist, das mit mindestens einem als Impulsscheibe ausgebildeten Zahnrad (28, 29, 30) ausgeführt ist.
2. Meßwertaufnehmer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß das mindestens eine Zahnrad (28, 29, 30) schlitz­ förmige Impulsspuren (35, 36, 37) besitzt, die auf verschie­ denen Radien angeordnet sind.
3. Meßwertaufnehmer nach Anspruch 2, dadurch gekennzeich­ net, daß die Impulsspuren (35, 36, 37) unterschiedliche Längen aufweisen und in Radialrichtung des Zahnrades (28, 29, 30) zueinander versetzt angeordnet sind.
4. Meßwertaufnehmer nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das mindestens eine Zahnrad (28, 29, 30) auf einer Drehwelle (31) aufsitzt, die drehbeweglich zwischen zwei parallelen Leiterplatten (15, 16) gelagert ist.
5. Meßwertaufnehmer nach Anspruch 4, dadurch gekennzeich­ net, daß an den Leiterplatten (15, 16) Lageraufnahmen (32) für die Enden der Drehwelle (31) angeordnet sind.
6. Meßwertaufnehmer nach einem der Ansprüche 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß dem Getriebe (27) eine Antriebs­ welle (11) zugeordnet ist, die senkrecht zu den Leiterplatten (15, 16) angeordnet und an diesen gelagert ist.
7. Meßwertaufnehmer nach Anspruch 6, dadurch gekennzeich­ net, daß die Antriebswelle (11) als Hohlwelle ausgebildet ist.
8. Meßwertaufnehmer nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Getriebe (27) als Unter­ setzungsgetriebe ausgebildet ist.
9. Meßwertaufnehmer nach Anspruch 8, dadurch gekenn­ zeichnet, daß mehrere hintereinandergeschaltete Zahnräder (28, 29, 30) vorgesehen sind.
10. Meßwertaufnehmer nach Anspruch 9, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Zahnräder (28, 29, 30) in einem Verhältnis von 4 : 1 untersetzt sind.
11. Meßwertaufnehmer nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Auswerteeinheit die zugeführten Signale digitalisiert.
12. Meßwertaufnehmer nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Auswerteeinheit mit Mitteln zum Ausgleich des mechanischen Spiels und von Positionierfehlern der Zahnräder (28, 29, 30) versehen ist.
13. Meßwertaufnehmer nach Anspruch 12, dadurch gekennzeich­ net, daß die Auswerteeinheit mit kaskadierten Addierwerken aus­ gebildet ist, die die erforderlichen Fehlerkorrekturen aus­ führen.
14. Meßwertaufnehmer nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebswelle (11) mit einer Impulsscheibe (60) gekoppelt ist, der eine weitere Licht­ schranke zugeordnet ist.
15. Verwendung eines Meßwertaufnehmers nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere der­ artige Meßwertaufnehmer hintereinandergeschaltet werden, wobei die Ausgangsstufe eines vorgeschalteten Meßwertaufnehmers die Eingangsstufe eines nachgeschalteten Meßwertaufnehmers an­ treibt.
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DE (1) DE4111562C2 (de)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4430392A1 (de) * 1994-04-22 1995-10-26 Hohner Elektrotechnik Kg Absolutstellungsgeber zur Erfassung der Stellung eines dreh- oder translationsbeweglichen Bauteils
FR2736150A1 (fr) * 1995-06-21 1997-01-03 Limitorque Corp Codeur angulaire absolu
DE10339963A1 (de) * 2003-08-26 2005-04-07 Børsting, John Drehgeber
CN100483065C (zh) * 2007-09-28 2009-04-29 清华大学 一种基于双码盘的低速测量方法
CN106290960A (zh) * 2016-08-30 2017-01-04 苏州品诺维新医疗科技有限公司 一种手术器械的刀头转速确定装置及方法
CN107356273A (zh) * 2016-05-09 2017-11-17 成都安驭科技有限公司 一种提高编码检测装置可靠性的方法

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102011109269B3 (de) * 2011-08-03 2012-11-29 Maschinenfabrik Reinhausen Gmbh Stellungsmeldeanordnung

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1290347B (de) * 1963-01-30 1969-03-06 George Richard & Company Ltd Anordnung zum Erzeugen eines von der Winkelstellung zweier gegeneinander drehbarer Koerper abhaengigen Anzeige-und/oder Steuersignals
DE1548677A1 (de) * 1966-07-30 1969-08-21 Jenoptik Jena Gmbh Digitales Winkelmessgeraet
DE2126510A1 (de) * 1970-09-17 1972-03-30 Jenoptik Jena Gmbh Digitales Weg- und Winkelmeßgerät
DE2553815A1 (de) * 1975-11-29 1977-06-02 Zscherpel Elektronik G Gray-code-aufnehmer
US4511798A (en) * 1983-02-23 1985-04-16 Westinghouse Electric Corp. Meter encoding register with tapered aperture in baffle insert
EP0178694A2 (de) * 1984-10-04 1986-04-23 ELCIS s.a.s. di Battaglino - Piccoli e C. Rotationsgeher mit elastischem Hub zur direkten Kopplung an eine drehende Welle
US4730110A (en) * 1984-07-27 1988-03-08 Spaulding Instruments Shaft position encoder
DE3809804A1 (de) * 1987-03-24 1988-10-13 Canon Kk Codierer

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1290347B (de) * 1963-01-30 1969-03-06 George Richard & Company Ltd Anordnung zum Erzeugen eines von der Winkelstellung zweier gegeneinander drehbarer Koerper abhaengigen Anzeige-und/oder Steuersignals
DE1548677A1 (de) * 1966-07-30 1969-08-21 Jenoptik Jena Gmbh Digitales Winkelmessgeraet
DE2126510A1 (de) * 1970-09-17 1972-03-30 Jenoptik Jena Gmbh Digitales Weg- und Winkelmeßgerät
DE2553815A1 (de) * 1975-11-29 1977-06-02 Zscherpel Elektronik G Gray-code-aufnehmer
US4511798A (en) * 1983-02-23 1985-04-16 Westinghouse Electric Corp. Meter encoding register with tapered aperture in baffle insert
US4730110A (en) * 1984-07-27 1988-03-08 Spaulding Instruments Shaft position encoder
EP0178694A2 (de) * 1984-10-04 1986-04-23 ELCIS s.a.s. di Battaglino - Piccoli e C. Rotationsgeher mit elastischem Hub zur direkten Kopplung an eine drehende Welle
DE3809804A1 (de) * 1987-03-24 1988-10-13 Canon Kk Codierer

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4430392A1 (de) * 1994-04-22 1995-10-26 Hohner Elektrotechnik Kg Absolutstellungsgeber zur Erfassung der Stellung eines dreh- oder translationsbeweglichen Bauteils
FR2736150A1 (fr) * 1995-06-21 1997-01-03 Limitorque Corp Codeur angulaire absolu
EP0834056A1 (de) * 1995-06-21 1998-04-08 Limitorque Corporation Absolutkodierer
EP0834056A4 (de) * 1995-06-21 1999-11-24 Limitorque Corp Absolutkodierer
DE10339963A1 (de) * 2003-08-26 2005-04-07 Børsting, John Drehgeber
DE10339963B4 (de) * 2003-08-26 2007-07-26 Børsting, John Drehgeber
CN100483065C (zh) * 2007-09-28 2009-04-29 清华大学 一种基于双码盘的低速测量方法
CN107356273A (zh) * 2016-05-09 2017-11-17 成都安驭科技有限公司 一种提高编码检测装置可靠性的方法
CN107356273B (zh) * 2016-05-09 2021-04-30 成都安驭科技有限公司 一种提高编码检测装置可靠性的方法
CN106290960A (zh) * 2016-08-30 2017-01-04 苏州品诺维新医疗科技有限公司 一种手术器械的刀头转速确定装置及方法

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