EP0145733A1 - Vorrichtung zum erzeugen eines elektrischen koinzidenzsignales wenn ein drehbarer körper eine bestimmte winkelposition einnimmt. - Google Patents
Vorrichtung zum erzeugen eines elektrischen koinzidenzsignales wenn ein drehbarer körper eine bestimmte winkelposition einnimmt.Info
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- EP0145733A1 EP0145733A1 EP19840902002 EP84902002A EP0145733A1 EP 0145733 A1 EP0145733 A1 EP 0145733A1 EP 19840902002 EP19840902002 EP 19840902002 EP 84902002 A EP84902002 A EP 84902002A EP 0145733 A1 EP0145733 A1 EP 0145733A1
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- EP
- European Patent Office
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- electrically conductive
- rolling
- axis
- angular position
- rotation
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
- H01H35/00—Switches operated by change of a physical condition
- H01H35/02—Switches operated by change of position, inclination or orientation of the switch itself in relation to gravitational field
Definitions
- the invention relates to a device according to the preamble of claim 1.
- Known devices of this type are designed as mercury switches, which change their contact state when they receive a certain orientation, which they, when attached to the rotatable body, reach the rotatable body at a certain angular position.
- a disadvantage of the known devices is that they are sensitive and have only a poor resolution 0, so that good accuracy cannot be achieved with them.
- the invention has for its object to provide a device according to the generic term, which 5 is characterized by a simple, reliable and robust structure and have a high resolution and thus a high accuracy.
- the resolving power and thus the accuracy are a function of the radius of the runway, the radius of the roll path of the roll body and the slot width, all of which can be selected within wide limits and with appropriate dimensioning Resolutions of significantly less than 1 °
- the device itself consists of a few, easy-to-manufacture parts and can easily be switched into a circuit as a make contact by a display element indicating the closed state of the contact.
- the device is particularly well suited, inter alia, for setting different measuring positions on shafts arranged one behind the other, which have to be measured in order to determine misalignments, for which purpose they are brought together into measuring positions that differ by 90 ° over a full revolution, according to a known method Need to become.
- FIG. 2 shows the section through the device according to FIG. 1 along the section line II-II in FIG. 1,
- FIG. 3 shows a schematic section from the device according to FIGS. 1 and 2 with values for calculating the resolving power
- K Fig. 4 shows another embodiment of the device in front view.
- the device according to FIGS. 1 and 2 has a plate 1 made of insulating material, which is provided with a circular hole 2, the wall 2a of which is made of conductive material, for example a 35 / a thick layer of copper and above it a 5 ⁇ m thick layer of gold.
- This covering is interrupted at 90 ° intervals by narrow slits 3, which create an electrical interruption between the two conductive sections 4 of the wall 2a adjacent to them.
- a disk 2 Arranged in the interior of the hole is a disk 2 made of gold-plated brass which is tapered on the circumference and which is circular at least with respect to the cone apex running around the circumference and whose diameter r is only slightly smaller than the diameter R of the hole 2.
- This brass disk forms one Rolling body 5 which can roll on the high wall 2a forming a runway for it when the plate 1 rotates or is pivoted about an axis 9 which is approximately parallel to the central axis of the hole 2, provided that this axis 9, which is also the axis of rotation or swivel for the body K, is aligned horizontally, so that the force of gravity strives to bring the rolling body 5 into the lowest position with respect to the vertical in the hole 2 to 5.
- J Q conductive roll path 5 bridging the apex line extending around its circumference, thus establishing an electrical connection between the adjacent conductive sections 4.
- the conductive sections are in a contact brushes or the like
- the device has a circular plate 1 * made of insulating material, the peripheral wall 2a * of which is covered with conductive material, for example a 35 .mu.m thick layer of copper and a 5 at. Thick layer of gold.
- This covering is interrupted at 90 ° intervals by narrow slots 3 ', which create an electrical interruption between the two conductive sections 4 * of the wall 2a * adjacent to them.
- a ring 2' Arranged around the circumferential wall 2a * of the plate 1 ' is a ring 2' made of gold-plated brass which is tapered on the inner circumference and which is circular at least with respect to the apex of the cone running around the inner circumference and whose diameter R * is only slightly larger than that Diameter r 'of the peripheral wall 2a' of the plate 1 '.
- the individual slits 3 * come one after the other under the ring or rolling element 5 ° rolling thereon, which slits with their electrically conductive rolling path 5a' - which extend around their inner circumference crest line extending around - each bridged and so that an electrical connection between the adjoining conductive sections 4 * of the peripheral wall 2a * is established.
- the conductive sections are included via contact brushes or the like in a circuit which corresponds to the circuit 6 in the embodiment according to FIGS. 1 and 2, in which a current flow occurs when the bridging state of the slot in question 3 * has occurred, the electrically conductive sections 4 * and the rolling element 5 * acting in this circuit as a make contact.
- the angle ⁇ # is calculated using the diameter designations shown in FIG. 4 according to the same relationship that was given on page 4 for the embodiment according to FIGS. 1 and 2.
Landscapes
- Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)
- Switches Operated By Changes In Physical Conditions (AREA)
Description
Vorrichtung zum Erzeugen eines elektrischen Koinzidenzsig wenn ein drehbarer Körper eine bestimmte inkelposition e
B e s c h r e i b u n g
!0 Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Bekannte Vorrichtungen dieser Gattung sind als Queck¬ silber-Schalter ausgeführt, die ihren Kontaktzustand = ändern, wenn sie eine bestimmte Ausrichtung erhalten, die sie, an den drehbaren Körper angebracht - in einer be¬ stimmten WinkelStellung - des drehbaren Körpers er¬ reichen. An den bekannten Vorrichtungen ist nachteilig, daß sie empfindlich sind und eine nur schlechte Auflösung 0 aufweisen, so daß mit ihnen eine gute Genauigkeit nicht erreichbar ist.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrich¬ tung gemäß dem Gattungsbegriff zu schaffen, die sich 5 durch einen einfachen, betriebssicheren und robusten Aufbau auszeichnet und eine hohe Auflösung und damit eine große Genauigkeit aufweisen.
Die vorstehende Aufgabe wird durch die im Kennzeichnungs¬ teil des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst. 0 Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist das Auflösungs¬ vermögen und damit die Genauigkeit eine Funktion des Ra¬ dius der Rollbahn, des Radius der Abrollbahn des Roll¬ körpers und der Schlitzbreite, die alle in weiten Grenzen beliebig wählbar sind und bei entsprechender Dimensionie¬ 5 rung Auflösungen von wesentlich weniger als 1° ermög-
OMP
V ?
liehen. Die Vorrichtung selbst besteht aus wenigen, leicht herstellbaren Teilen und kann als Schließkontakt leicht in einen Stromkreis eingeschaltet werden, indem ein Anzeigeelement den Schließzustand des Kontaktes an¬ zeigt.
Die Vorrichtung eignet sich unter anderem besonders gut zum Einstellen verschiedener Meßpositionen an hinter- einander angeordneten Wellen, die zur Feststellung von Fluchtungsfehlern vermessen werden müssen, wofür sie nach einem bekannten Verfahren gemeinsam jeweils über einen vollen Umlauf in sich um 90° unterscheidende Me߬ positionen gebracht werden müssen.
Die Unteransprüche betreffen bevorzugte Ausgestaltungen des Gegenstandes des Hauptanspruchs.
Die Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnung an zwei Ausführungsbeispielen noch näher erläutert.
In der Zeichnung zeigt:
Fig. 1 die Vorrichtung in Ansicht von vorn,
Fig. 2 den Schnitt durch die Vorrichtung nach Fig. 1 entlang der Schnittlinie II-II in Fig. 1,
Fig. 3 einen schematischen Ausschnitt aus der Vor¬ richtung nach Fig. 1 und 2 mit Werten zur Berechnung des Auflösungsvermögens, und
K
Fig. 4 eine weitere Ausführung der Vorrichtung in Ansicht von vorn.
Die Vorrichtung nach Fig. 1 und Fig. 2 weist eine Platte 1 aus Isoliermaterial auf, die mit einem kreisrunden Loch 2 versehen ist, dessen Wandung 2a mit leitendem Ma¬ terial, beispielsweise einer 35 /a dicken Schicht aus Kupfer und darüber einer 5 αm dicken Schicht aus Gold, belegt ist. Dieser Belag ist im Abstand von jeweils 90° durch schmale Schlitze 3 unterbrochen, die zwischen den beiden jeweils an sie angrenzenden, leitenden Abschnitten 4 der Wandung 2a eine elektrische Unterbrechung schaf¬ fen.
Im Innern des Loches ist eine am Umfang kegelig verjüngte Scheibe 2 aus vergoldetem Messing angeordnet, die min¬ destens hinsichtlich des um den Umfang herumlaufenden Kegelscheitels kreisrund ist und deren Durchmesser r nur wenig kleiner ist als der Durchmesser R des Loches 2. Diese Messingscheibe bildet einen Rollkörper 5, der an der eine Rollbahn für ihn bildenden I.ochwandung 2a ab¬ rollen kann, wenn sich die Platte 1 um eine Achse 9 dreht oder um diese verschwenkt wird, die zu der Mittelachse des Loches 2 etwa parallel liegt, sofern diese Achse 9, die auch die Dreh- oder Schwenkachse für den Körper K ist,
horizontal ausgerichtet ist, so daß die Schwerkraft be¬ strebt ist, den Rollkörper 5 jeweils in die tiefste Stellung bezüglich der Vertikalen in dem Loch 2 zu 5 bringen.
Beim Drehen der Lochwandung 2a kommen unter den darauf abrollenden Rollkörper 5 nacheinander die einzelnen Schlitze 3 zu liegen, der diese mit seiner elektrisch
JQ leitenden Abrollbahn 5a- der sich um seinen Umfang herum erstreckenden Scheitellinie- jeweils überbrückt und damit eine elektrische Verbindung zwischen den daran angren¬ zenden leitenden Abschnitten 4 herstellt. Die leitenden Abschnitte sind über Kontaktbürsten oder dgl. in einen
,5 elektrischen Stromkreis 6 einbezogen, in dem ein Strom¬ fluß zustandekommt, wenn der Überbrückungszustand des betreffenden Schlitzes eingetreten ist, wobei die elektrisch leitenden Abschnitte 4 und der Rollkörper 5 in diesem Stromkreis als Schließkontakt wirken. 0
Der Winkel A ( ,über den der Schließkontakt nach Her¬ stellen des Schließzustandes geschlossen bleibt, bevor er wieder öffnet, während sich die Lochwandung 2a weiter¬ dreht, errechnet sich unter Bezugnahme auf Fig. 3
_ς gemäß Nachstehendem
Δ 0 = f + z
Δ& = r Ϊ- - Z
0 z = § - Δ<X
Δ o = | + ü - A
R r
IΔ<X = 1 R + - r
JÜREÄ OMPI
^ RZ°\
Bei der Ausführung nach Fig. 4 weist die Vorrichtung eine kreisrunde Platte 1* aus Isoliermaterial auf, deren Umfangswandung 2a* mit leitendem Material, beispiels¬ weise einer 35/um dicken Schicht aus Kupfer und darüber einer 5 At dicken Schicht aus Gold belegt ist. Dieser Belag ist im Abstand von jeweils 90° durch schmale Schlitze 3' unterbrochen, die zwischen den beiden je¬ weils an sie angrenzenden leitenden Abschnitte 4* der Wandung 2a* eine elektrische Unterbrechung schaffen.
Um die Umfangswandung 2a* der Platte 1' herum ist ein am Innenumfang kegelig verjüngter Ring 2' aus vergolde¬ tem Messing angeordnet, der mindestens hinsichtlich des um den Innenumfang herumlaufenden Kegelscheitels kreis¬ rund ist und dessen Durchmesser R*nur wenig größer ist als der Durchmesser r'der Umfangswandung 2a' der Platte 1'. Dieser Messingring bildet einen Rollkörper 51, der an der eine Rollbahn für ihn bildenden Umfangswandung 2a' der Platte 1' abrollen kann, wenn sich die Platte 1* um eine Achse dreht oder um diese verschwenkt wird, die zu der Mittelachse der Umfangswandung 2a• etwa parallel liegt, sofern diese Achse etwa horizontal aus¬ gerichtet ist, so daß die Schwerkraft bestrebt ist, den Rollkörper 5* jeweils in die tiefste Stellung bezüglich der Vertikalen durch den Mittelpunkt der Scheibe 1' zu bringen, in der der Rollkörper 5β oben mit der Umfangs¬ wandung 2a' der Platte 1' in Berührung steht.
Beim Drehen der Platte 1° und damit der Umfangswandung 2a' kommen unter den darauf abrollenden Ring oder Roll¬ körper 5° nacheinander die einzelnen Schlitze 3* zu liegen, der diese mit seiner elektrisch leitenden Ab¬ rollbahn 5a' - der sich um seinen Innenumfang herum erstreckenden Scheitellinie - jeweils überbrückt und
damit eine elektrische Verbindung zwischen den daran angrenzenden leitenden Abschnitten 4* der Umfangswandung 2a* herstellt. Die leitenden Abschnitte sind über Kon¬ taktbürsten o. dgl. in einen Stromkreis, der dem Strom¬ kreis 6 bei der Ausführung nach Fig. 1 und 2 entspricht, einbezogen, in dem ein Stromfluß zustande kommt, wenn der Überbrückungszustand des betreffenden Schlitzes 3* eingetreten ist, wobei die elektrisch leitenden Abschnit¬ te 4* und der Rollkörper 5* in diesem Stromkreis als Schließkontakt wirken.
Der Winkel Δ# errechnet sich mit den aus Fig. 4 ersicht¬ lichen Durchmesserbezeichnungen nach der gleichen Be¬ ziehung , die auf Seite 4 für die Ausführung nach Fig. 1 und 2 angegeben worden ist.
In den Figuren 1,- 2 und 4 der Zeichnung ist der Körper K an den die Vorrichtung anzuschließen ist, nicht näher dargestellt, da die Platte 1 bzw. 1' aus Isolierstoff wegen ihres starren Anschlusses an ihn als ein Teil von ihm angesehen werden kann .
^RZ°
Claims
1. Vorrichtung zum Erzeugen eines elektrischen Koin¬ zidenzsignales, wenn ein bezüglich einer etwa horizontal gerichteten Drehachse drehbarer Körper eine zu kennzeichnende, vorgegebene Winkelstellung bezüglich dieser Achse einnimmt, gekennzeichnet durch eine gekrümmte Rollbahn (2a,2a*) , die im an dem Körper ( K ) befestigten Gebrauchszustand der Vorrichtung mit ihrer Ebene ( E ) im wesentlichen senkrecht zur Drehachse (9,9') des Körpers ( K ) ausgerichtet ist und für jede zu kennzeichnende WinkelStellung des Körpers ( K ) zwei voneinander isolierte, elektrisch leitende Abschnitte (4,4 ; 4', 4' ) aufweist, die durch einen engen, sich pa¬ rallel oder zumindest mit einer parallelen Kom¬ ponente zur Drehachse ( 9,9') des Körpers ( R ) er¬ streckenden Schlitz (3,3') getrennt sind, der ent¬ lang der Rollbahn (2a,2a*)eine solche Position hat, daß er ir. der zugehörigen, zu kennzeichnenden Win¬ kelstellung des Körpers ( K ) durch eine beim Drehen desselben unter der Schwerkraft an der Roll¬ bahn(2a,2a')abrollenden, entlang seiner Abrollbahn (5a,5a')rundherum elektrisch leitenden Rollkörper (5,5' )unter Herstellung einer elektrisch leitenden Verbindung zwischen den benachbarten elektrisch leitenden Abschnitten (4,4;4',4 überbrückt wird,
OMPI w WδIPOδ
^ SN I so daß die elektrisch leitenden Abschnitte mit dem Rollkδrper (5,5') einen Schließkontakt bilden.
5 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, d a d u r c h ge¬ kennzeichnet, daß die Rollbahn (2a,2a*)in sich ge¬ schlossen ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, d a d u r c h ge- 0 kennzeichnet, daß der Rollkörper ( 5' ) die Roll¬ bahn ( 2a' ) umgibt.
4. Vorrichtung nach Anspruch 2, d a d u r c h ge¬ kennzeichnet, daß die Rollbahn ( 2a ) den Roll- 5 körper ( 5 ) umgibt.
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, d a d u r c h gekennzeichnet, daß die Rollbahn (2a,
2a* ) eine kontinuierliche Krümmung aufweist. 0
6. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden An¬ sprüche, d a d u r c h gekennzeichnet, daß die Ro11bahn(2a,2a') einer Kreislinie folgt.
5 7. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden An¬ sprüche, d a u r c h gekennzeichnet, daß der Radius der Abrollbahn(5a,5a')des Rollkörpers (5,5*) nur wenig größer bzw. kleiner ist als der Krüm¬ mungsradius der Rollbahn (2a,2a*). 0
8. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden An¬ sprüche, gekennzeichnet durch eine Platte ( 1 ) aus Isoliermaterial mit einem Loch ( 2 ) , dessen Wandung ( 2a ) mit einem elektrisch leitenden Stoff c belegt ist und die Rollbahn bildet.
Applications Claiming Priority (2)
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Legal Events
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Inventor name: LYSEN, HEINRICH |