DEF0011133MA - - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

Tag der Anmeldung: 21. Februar 1953 Bekanntgem&cht am 25. Oktober 1956

DEUTSCHES PATENTAMT

Es ist bekannt, mittels Steuervorrichtungen Körper in ihren Lagen zueinander zu verstellen, so z. B. bei Kopiervorrichtungen bei Werkzeugmaschinen. Es gibt in der Technik indessen eine große Zahl Fälle, bei denen zur Durchführung eines technischen Vorganges ein stets gleichbleibender Abstand zwischen zwei Körpern eingehalten werden muß. Ein Beispiel dafür ist die elektrische Bogenlampe, bei der die Kohlen stets gleichen Abstand haben müssen. Aber auch bei elektrischen. Schweißmaschinen u. dgl. kommt es auf genaue Abstandseinhaltung der Elektroden zum Werkstück an, wenn qualifizierte Arbeit geleistet werden soll.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, mit sehr hoher Präzision den Abstand zweier zueinander lagenveränderlicher Körper zu regeln, und zwar soll die Regelung so fein wie möglich und so schnell wie möglich wirken.

Es ist bekannt, den Abstand zwischen zwei Körpern durch den Widerstand einer Flamme auf einem Bestwert dadurch zu halten, daß eine Bewegung der Körper aufeinander zu oder voneinander hinweg sowie ein Ruhezustand ermöglicht wird. In diesem Falle arbeitet die Einrichtung abhängig von dem Widerstand der Flamme.

Nach der Erfindung werden zur Steuerung des Abstandes zweier zueinander lagenveränderlicher

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Körper Elektronenröhren benutzt, deren Gitter durch einen die beiden Körper hintereinander durchfließenden Strom beeinflußt werden. Dabei

^; wird erfindungsgemäß der eine der lagenveränderliehen Körper durch eine elektromechanische Kupplung oszillierend hin- und herbewegt, wobei eine Hinbewegung des Körpers den Schaltvorgang für eine Herbewegung auslöst.

Für die Einstellung eines bestimmten Abstandes

ίο zwischen zwei Körpern, wobei die Körper sich nicht mehr berühren, gibt es zwei Möglichkeiten:

1. Die Verwendung der Kapazität zwischen den beiden Körpern und einer Vergleichskapazität in einer kapazitiven Brückenschaltung, wobei die Größe dieses Vergleichskondensators den Abstand-, zwischen den, beiden Körpern, bestimmt. /. ■

2. Die Verwendung einer induktiven Brücken^ schaltung, bei der an dem einen, der beiden Körper eine Induktionsspule und an dem anderen, ein in diese Spule tauchender Eisenkern befestigt _:. ist, Durch Änderung der Vergleichsinduktivität in der Brücke kann jeder beliebige Abstand eingestellt werden.

Erfindungsgemäß wird der hintereinander, durch die Körper fließende Strom über eine induktiv und kapazitiv wirksame verstärker- und stuf enlose Regelvorrichtung geleitet derart, daß die Beeinflussung des Gitters der Elektronenröhren unter gewissem einstellbarem Abstand der Körper vön-

einander erfolgen kann, Der lagenveränderliche Körper wird erfindungsgemäß von einem Motor über eine von den Elektronenröhren gesteuerte . elektromechanische Wendekupplung hin- und herbewegt, und es wird eine elektromechanische

35- Wendekupplung verwendet, bei der eine dünne Scheibe geringer Trägheit zwischen zwei von einem Kegelritzel angetriebenen, mit Magneten und Spulen versehenen Zahnrädern angeordnet ist

' und jeweils von einem der mit den Zahnrädern verbundenen'Magneten mitgenommen, wird. ■'■

Die Erfindung bietet den Vorteil, daß es gelingt, eine nahezu trägheitslose Regelung des Abstandes der beiden Körper zueinander durchzuführen,
Die Zeichnungen zeigen Ausführungsbeispiele für die Erfindung, und zwar zeigen

Fig. ι und 2 eine Vorrichtung, bei der zwei Stifte zur Anlage aneinander oder in gewissem Abstand voneinander gebracht werden sollen;
Fig. 3 zeigt das Schaltschema der verwendeten Elektronenröhren der Fig. 1 und 2.

Der Rahmen, ι in Fig. 1 trägt'einen, stabförmigen Körper 11. Dessen Stirnseite gegenüber ist ein Stab 10 angeordnet, der mit seiner Stirnseite an der Stirnseite des Stabes 11 zur Anlage bzw. dauernden Berührung gebracht werden soll. Die Zeichnung zeigt die beiden Körper 10 und, 11 in kleinem Abstand voneinander. Damit der Stabi ίο gegen den Stabil bewegt werden kann, sitzt er am unteren Ende eines Schlittens 2. Der Schlitten. 2

,60 ist durch Kugeln 3 spielfrei in einer Schlittenführung 4 in dem Rahmen, ι geführt, Er besitzt ein Gegengewicht 5, durch welches er in der Schwebe gehalten wird. Außerdem weist der Schlitten eine Zahnstange 6 auf,; in die ein Ritzel 7 ,'eingreift^r. Das· *' Ritzel 7 sitzt auf einer Welle 12, auf der auch eine Scheibe 13 axial verstellbar, aber radial mitnehmend angeordnet ist.

Auf der Welle 12 laufen frei drehbar zwei Kegelzahnräder 14 und 15, die von einem Ritzel 16 aus in Drehung versetzt werden und sich in entgegengesetztem Drehsinne drehen. Das .Ritzel 16,wird von einem Elektromotor^: 17 'ständig angetrieben. Die beiden Kegelzahnräder 14 und 15 sind mit Elektromagneten versehen,, durch deren Erregung die Scheibe 13 angezogen wird. Wird der Elektromagnet des Zahnrades 14 erregt, so wird die Scheibe 13 durch den entsprechenden Elektromagneten angezogen, und die Scheibe 13 dreht sich zusammen mit ,der. Welle 12 und dem Ritzel 7, wodurch/der Körper 10 an dem Schlitten 2 je nach Drehsinn des Zahnrades 14 auf- oder abwärts bewegt wird. Wird an Stelle dieses Elektromagneten der andere Elektromagnet am Zahnrad 15 erregt, wobei der gegenüberliegende Elektromagnet strom-■ los ist,.so wird die Scheibe 13: von dem dem Rad 15 zugehörigen Elektromagneten. angezogen, welches sich, wie oben erwähnt, in, entgegengesetztem Drehsinne dreht und den Körper 10 an dem Schlitten. 2 in entgegengesetzter Richtung antreibt.

Soll nun der Körper 10 in dauernder loser Berührung zu dem Körper 11 sich befinden, und sei z. B. angenommen, daß der Körper 11 sich langsam absetzt oder abwärts bewegt, so muß der Schlitten 2 mit dem Körper 10 in dem Maße des Ausweichens der Stirnwand des Körpers 11 nachgestellt werden.

Es sei nun angenommen, daß durch Anlage der Scheibe 13 an den Elektromagneten des Zahnrades 15 eine Abwärtsbewegung des Schlittens 2 mit dem Körper 10 erreicht wird. In diesem Falle muß also· der Elektromagnet des Zahnrades 15 so lange erregt werden, bis die Stirnwand des Körpers 10 die Stirnwand des Körpers 11 gerade berührt. In dem Augenblick der Berührung muß der Elektromagnet des Zahnrades 15 ausgeschaltet werden, und es muß eine geringe Gegenbewegung eingeleitet werden. Zu diesem Zweck muß die Scheibe 13 von, dem Elektromagneten, des Zahnrades 14 kurz angezogen werden, SO' daß eine kaum merkbare Zurückbewegung des Körpers Io stattfindet, Die beiden Elektromagneten der beiden Zahnräder 13 und 14 müssen also dauernd abwechselnd in sehr schneller Folge erregt und stromlos gemacht werden, damit durch das Zittern der Scheibe 13 zwischen den. Magneten auch bei Lägenveränderung der Stirnwand des ^Körpers 11 eine dauernde gleichmäßige Anlage der Körper aneinander aufrechterhalten werden kann.

Zu diesem Zweck werden nun bei dem Erfindungsvorschlag die Elektromagneten über die beiden Elektronenröhren 8 und 9 gesteuert. Die Kathoden der.Röhre»8 liegen in Serie mit dem Elektromagneten des Zahnrades 15, während die Kathoden der Elektronenröhre 9 in: Serie mit dem Elektromagneten des ' Zahnrades 14 geschaltet sind. Die Fig. 1 zeigt die Schaltung nur in den Grundzügen,, während Fig. 3 ein komplettes Schalt-

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schema für die Elektronenröhren. 8 und 9 zeigt. Das Gitter der Röhre 8 ist in Fig. 1 mit dem Körper 11 verbunden. Die Körper 10 und 11 liegen, in dem Stromkreis des Gitters 8 derart, daß eine Beeinflussung des Röhrengitters'stattfindet, wenn sich die Körper 10 und 11 berühren. Wird das Gitter 8 durch die Berührung beeinflußt, so wird der Elektromagnet des Zahnrades 15 erregt und die Scheibe 13 von, diesem Elektromagneten angezogen. Hierdurch erfolgt infolge des Drehsinnes des Zahnrades 15 eine Aufwärtsbewegung des Schlittens 2 mit dem Körper 10, wodurch der Strom zwischen den Körpern 10 und, 11 unterbrochen wird. Die Unterbrechung des Stromes hat eine Aufhebung der Beeinflussung des Elektromagneten 15 zur Folge, während durch die gegebene Schaltung, die später beschrieben wird, nunmehr das Gitter der Elektronenröhre 9 zur Wirkung kommt. Hierdurch wird der Elektromagnet des Zahnrades 14 erregt und die Scheibe 13 von diesem Zahnrad angezogen,, was zur Folge hat, daß der Körper 10 sich wiederum an die Stirnwand des Körpers 11 anlegt. Es findet eine dauernde ganz geringe Aufundabbewegung durch die dauernde Umsteuerung der Scheibe 13 über die Elektronenröhren, 8 und 9 statt, so daß die beiden Körper 10 und 11 in, stetiger Lage unmittelbar nebeneinander gehalten werden.

Die Fig. 3 zeigt schematisch die Röhren 8 und 9 sowie die Körper 10 und 11. Außerdem sind eine Anzahl· Widerstände mit R₁ bis R₇ bezeichnet. Die beiden Elektromagneten der Zahnräder 14 und 15 sind schematisch angedeutet sowie die an die Schaltung angelegten Spannungen. U. Die Röhre 8 ist durch die Vorspannung U₃ an ihrem Gitter über den Widerstand ^₁ gesperrt. Hierdurch wird an, dem Gitter der Röhre 9 nur die an dem Kathodenwiderstand R₇ abfallende Vorspannung wirksam. Dadurch ist die Röhre 9 geschlossen, und die Spule des Elektromagneten 14 wird erregt. Der Elektromagnet 14 kann jetzt die Scheibe 13 auf der Welle 12 mitnehmen, Sobald die Körper 10 und 11 aneinander anstoßen, bricht durch Überbrückung der Spannung U₃ mit dem Widerstand R₂ die Sperrspannung an dem Widerstand R₁ zusammen,, derart, daß lediglich die an dem Kathodenwiderstand R₁ abfallende Spannung über den Widerstand R₂ bzw. i?₃ an dem Gitter der Röhre 8 liegt. Hierdurch ist die Röhre 8 geschlossen, und es wird der Elektromagnet des Zahnrades 15 erregt. Dadurch, daß nun die Kathoden der Röhre 8 und 9 miteinander verbunden, sind, gelangt der gesamte Spannungsabfall im Kathodenkreis der Röhre 8 als negative Vorspannung über den Widerstand R₅ an das Gitter der Röhre 9 und sperrt diese. Es ergibt sich auf diese Weise eine ständige Wechselwirkung zwischen den beiden Röhren, wenn infolge der gewählten Anordnung die Körper 10 und 11 aufeinander treffen und durch den Kontakt wieder voneinander weg bewegt werden, Die Schaltfrequenz wird durch die Selbstinduktion der Magnetspulen verkleinert, indessen läßt sich diese Verzögerung durch Widerstände R_s und R₉ vor den Kathoden der Röhren kleinhalten..

In Fig. 2 bezeichnen die gleichen Bezugszeichen die gleichen Teile wie in Fig. 1. Als Unterschied besitzt das Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 2 in die Leitung zwischen dem Körper 11 und dem Gitter der Röhre 8 eingeschaltet einen induktiv oder auch kapazitiv wirkenden Verstärker und eine stufenlose Regeleinrichtung 20. Mit dieser Verstärkereinrichtung ausgerüstet ist es möglich, die beiden Stirnwände der Körper 10 und, 11 in gewissem Abstand voneinander zu halten, Es ergibt sich hierbei der gleiche oszillierende Vorgang der Scheibe 13 mit dem Schlitten 2 und, dem Körper 10, und zwar um das Maß der mittels der Vorrichtung 20 eingestellten Distanz zwischen den Körpern 10 und 11, wobei die Wirkung der Wirkung einer Einrichtung gemäß Fig. I entspricht.

Eine Änderung der Entfernung der Stirnwände der Körper 10 und 11 abweichend vom eingestellten. Maß schaltet die Gittervorspannungen. der Elektronenröhren 8 und 9 wechselweise in, positivem und negativem Sinne um, derart, daß die Entfernung zwischen den Stirnwändien durch den Oszilliervorgang eingehalten wird.

Claims (3)

PATENTANSPRÜCHE:

1. Einrichtung zur Steuerung des Abstandes zweier zueinander lagenveränderlicher Körper durch Elektronenröhren, deren Gitter durch einen die beiden Körper hintereinander durchfließenden Strom beeinflußt werden, dadurch gekennzeichnet, daß der eine der lagenveränder- 95 '· liehen Körper durch eine elektromagnetische Kupplung oszillierend hin- und herbewegt wird und eine Hinbewegung des Körpers den Schaltvorgang für eine Herbewegung auslöst.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der hintereinander durch die Körper 10 und 11 fließende Strom über einen, induktiv oder kapazitiv wirksamen. Verstärker und eine stufenlose Regelvorrichtung geleitet wird, derart, daß die Beeinflussung des Gitters der Elektronenröhren unter gewissem einstellbarem Abstand der Körper voneinander erfolgen kann.

3. Einrichtung nach Anspruch 1 und 2, da,-durch gekennzeichnet, daß der lagenveränderliehe Körper von einem Motor über eine von, den Elektronenröhren gesteuerte elektromagnetische Wendekupplung hin-und herbewegt wird.

In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 525 134, 667285; USA.-Patentschrift Nr. 2 534958.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen