ES2270953T3 - Cuentarrevoluciones electrico. - Google Patents

Abstract

Cuentarrevoluciones electrónico para motores de impulsión para dispositivos de accionamiento, que tienen un circuito para detectar las revoluciones y la dirección de rotación de un eje de transmisión, y que tienen una unidad de contaje que depende de la dirección de rotación y suman o restan las revoluciones con el objetivo de mostrar un valor de suma actual de forma correspondiente, conmutando elementos que están dispuestos con separación entre sí en la dirección de rotación del eje de transmisión y que son accionados por un campo magnético que cambia al girar el eje de transmisión, utilizado para generar impulsos que corresponden a las velocidades de giro, caracterizado porque como mínimo tres pares de elementos de conmutación (4, 4¿; 5, 5¿; 6, 6¿), cada uno de los cuales tiene dos elementos de conmutación (4, 4¿ ó 5, 5¿ ó 6, 6¿), respectivamente, que están dispuestos en serie, están distribuidos sobre la circunferencia del eje de transmisión (1), y por el hecho de que las lengüetas de contacto (7, 8) de los elementos de conmutación (4, 4¿; 5, 5¿; 6, 6¿) del par respectivo de elementos de conmutación (4, 4¿ ó 5, 5¿ ó 6, 6¿) pueden ser desplazados en la dirección opuesta por el campo magnético que actúa sobre los mismos, y porque un imán (3) que gira con el eje de transmisión (1) es utilizado para generar el campo magnético y se extiende a un ángulo de rotación del eje de transmisión (1) que es menor que la mitad del ángulo de rotación cubierto por el eje de transmisión entre, en cada caso, dos pares sucesivos 5 de elementos de conmutación (4, 4¿-5, 5¿) o (5, 5¿-6, 6¿) o (6, 6¿-4, 4¿), y porque en cada caso un elemento de conmutación (4, 5, 6) de cada par de elementos de conmutación (4, 4¿; 5, 5¿; 6, 6¿) está conectado a masa (10) y, en cada caso, un elemento de conmutación (4¿, 10 5¿, 6¿) de cada par de elementos de conmutación (4, 4¿; 5, 5¿; 6, 6¿) está conectado a una entrada (12, 13, 14) del circuito (15).

Description

Cuentarrevoluciones eléctrico.

La presente invención se refiere a un cuentarrevoluciones electrónico de acuerdo con la parte introductoria de la reivindicación 1.

En la construcción de instalaciones y aparatos, frecuentemente se tienen piezas constructivas que deben realizar movimientos repetidos y, por lo tanto, deben adoptar determinadas posiciones. La solución económica para la determinación de posiciones consiste en contar las revoluciones del motor de impulsión de la pieza constructiva correspondiente, y compararlas con un valor esperado o previsto.

En el contaje de las revoluciones, se debe tener en cuenta que la indicación de posición correspondiente no sea volátil, es decir que no se pierda incluso después de desconectar el suministro de energía (posición de paro después del final del trabajo o durante las vacaciones).

Una solución ampliamente utilizada consiste en un mecanismo de almacenamiento de las informaciones de tipo mecánico, con la ayuda de una caja de engranajes de varias etapas, de manera que, a cada etapa o conjunto de engranajes, esté asociado un determinado número de contaje. Después de la conexión del suministro de energía, se puede leer el valor de lectura actual. En el accionamiento a elevado régimen, esta solución mecánica es poco satisfactoria ya que, como mínimo, la primera etapa de la reducción mecánica puede sufrir un elevado desgaste mecánico. Estos problemas de desgaste se pueden evitar si se prevé que las revoluciones sean captadas y almacenadas de forma electrónica. Esto tiene lugar en un sensor de ángulo de giro, conocido por el documento DE 44 07 474 C1, de manera que como mínimo dos sensores de movimiento de un conductor de impulsos, desplazados entre sí y fijados sobre un desarrollo circular (sensores Wiegand), sean accionados como mínimo por un imán fijo. Los sensores Wiegand no han tenido una aceptación amplia en la técnica, a pesar de que son conocidos desde hace varias décadas, por la razón de que su control magnético que no es sencillo, de manera que, en la actualidad, a causa de las cantidades reducidas en que se fabrican, se han transformado en componentes constructivos de elevado precio. Los conmutadores que funcionan mecánicamente son mucho más económicos y se utilizan, por esta razón, en la patente JP 61-138165 A para el contaje de revoluciones. También se conoce la utilización de conmutadores mecánicos en forma de los llamados contactos Reed, que para su protección contra influencias ambientales están soldados en ampollas de vidrio y trabajan con una elevada frecuencia de conmutación a causa de la reducida masa de sus lengüetas de contacto. Se conoce un dispositivo contador electrónico dotado de dichos contactos Reed para un contador de agua por el documento DE 44 42 193 A1. Un cuentarrevoluciones dotado de elementos de conmutación constituidos en forma de contactos Reed es conocido además por el documento EP 0 550 794 B1. En este cuentarrevoluciones, dos contactos Reed desplazados entre sí en un ángulo de 90º son accionados mediante un imán semicircular que rodea el eje de transmisión. El inconveniente del cuentarrevoluciones conocido, dotado de conmutadores mecánicos, en especial contactos Reed, es que las lengüetas de conmutación de sus elementos conmutadores se abren o cierran, a causa de su masa reducida, en casos de efectos de fuerzas producidas por choques, y por esta razón pueden generar impulsos de contaje erróneos.

La presente invención se plantea como objetivo el conseguir un cuentarrevoluciones electrónico no sensible a los choques, en el que es suficiente un imán relativamente pequeño para conseguir impulsos de conmutación sin problemas. Este objetivo se consigue mediante el cuentarrevoluciones de la técnica conocida mediante las características que se definen en la reivindicación 1.

Los avances conseguidos por la presente invención posibilitan que el imán utilizado para la generación de impulsos de contaje puede ser reducido, lo que comporta una construcción compacta del cuentarrevoluciones. Puesto que los elementos de conmutación de cada par de elementos de conmutación están orientados uno hacia el otro, de forma que sus lengüetas de contacto se encuentran de manera correspondiente en posición opuesta entre sí, la apertura o cierre simultáneos de ambos contactos de un par de elementos de conmutación no entra en consideración por la acción de choques externos. Por la disposición de los elementos de conmutación de un par de elementos conmutadores de manera alineada entre masa y la entrada de conmutación, se garantiza que un impulso de conmutación llegue solamente a la entrada asociada al par de elementos de conmutación que está constituido en forma de circuito lógico, realizado mediante hardware o software.

En base a los impulsos conseguidos por la disposición de elementos según la invención, se generarán señales, según procedimientos conocidos, para subir o bajar el contador electrónico. La situación del contador puede ser por lo tanto leída de manera habitual.

Otras características de la invención resultarán de la descripción siguiente de varias soluciones, indicadas en los dibujos adjuntos, y otras características resultarán de las reivindicaciones dependientes. En los dibujos:

la figura 1 muestra la forma de realización preferente de la invención; y

la figura 2 muestra una forma de realización ligeramente modificada del cuentarrevoluciones según la figura 1.

En la figura 1 se ha mostrado con el numeral (1) el eje de transmisión de un cuentarrevoluciones electrónico. Con el eje de transmisión (1) está unido un disco de soporte (2) para un imán (3), que se extiende sobre un ángulo (\alpha) de menos de 25º. Sobre el desarrollo del eje de transmisión (1), están dispuestos tres pares de elementos de conmutación (4, 4'); (5, 5') y (6, 6') cuyos elementos de conmutación están constituidos preferentemente por conmutadores Reed, estando separados regularmente, es decir, con una separación angular entre ellos de unos 120º. Tal como se puede observar en el dibujo, las lengüetas de contacto (7) o (8) de los elementos de conmutación están dispuestas en cada uno de los pares de elementos de conmutación, de manera que, bajo la influencia del campo de los imanes (3), realizan movimientos de cierre en sentido contrario. Un contacto (9) de cada uno de los pares de elementos de conmutación está unido con la masa (10) y un contacto (11) con una de tres entradas (12), (13) y (14) de un circuito (15) constituido por un micro-procesador. Un conductor (16) une las lengüetas de contacto (7, 8), de manera que los elementos de conmutación de cada par de elementos de conmutación están dispuestos de forma alineada. Las entradas (12), (13) y (14) están sometidas a las llamadas resistencias "pull-up" (17, 18, 19) y los conmutadores (20, 21, 22) están unidos a una fuente de tensión (23) que, en caso de conmutadores cerrados (20, 21, 22), actúan de modo tal que en las correspondientes entradas (12, 13, 14) y en los contactos (11) unidos a éstas se encuentra un potencial elevado.

Si el imán (3) se desplaza en el sentido de las agujas del reloj y pasa por los elementos de conmutación (4, 4'), por los desplazamientos contrarios de las lengüetas de contacto (7, 8), los contactos (9) y (11) del par de elementos de conmutación (4, 4') se encontrarán cerrados básicamente durante el proceso de paso. Esto significa que a la entrada (12) se produce un potencial de masa y que el circuito (15) recibirá una señal baja. El microprocesador evalúa esta señal y abre el conmutador (20), de manera que la resistencia (17) queda separada de la fuente de tensión (23). En caso de que el imán (3) permaneciera en la zona del par de elementos de conmutación (4, 4') y los elementos de conmutación (4, 4') permanecieran cerrados, no puede pasar corriente alguna hacia masa.

Con la apertura del conmutador (20), los conmutadores (21) y (22) serán cerrados o bien se confirmarán en la posición cerrada. Si el imán (3) gira adicionalmente en el sentido de las agujas del reloj y alcanza el par de elementos de conmutación (5, 5'), el potencial de la entrada (14), subido a valor alto con intermedio de la resistencia (19) y del conmutador cerrado (22), será reducido al valor de masa, puesto que se cierran los elementos de conmutación (5, 5'). Esta reducción comporta que el microprocesador abra el conmutador (22) y cierre el conmutador (20), mientras que el conmutador (21) queda confirmado en su posición.

Para un avance continuado del imán (3), se llega al cierre del par de elementos de conmutación (6, 6') y el potencial alto dispuesto en la entrada (13) con intermedio del conmutador (21) y la resistencia (18) es reducido a masa. Esto es también evaluado por el microprocesador, de manera que, por el sentido de conmutación de las entradas (12, 13, 14), se reconoce la dirección de giro del eje transmisor (1).

La disposición mencionada hace necesario el desacoplamiento de los elementos de conmutación (4, 4'); (5, 5') y (6, 6') puesto que el microprocesador reacciona ya en el primer cierre de los contactos (9, 11) con intermedio de las lengüetas de contacto (7, 8). El choque de las lengüetas de contacto (7, 8) o un desplazamiento pendular del imán (3) no provoca un nuevo proceso de conmutación, puesto que éste requiere previamente la nueva conmutación de la resistencia que ha quedado separada de la fuente de tensión (23) por el primer proceso de conmutación. La correspondiente resistencia quedará unida nuevamente, tal como se ha descrito anteriormente, con la fuente de tensión solamente cuando el imán (3) se ha desplazado adicionalmente en una u otra dirección en 120º.

Puesto que las lengüetas de contacto (7, 8) desplazan los pares de elementos de contacto (4, 4'); (5, 5') y (6, 6') bajo la influencia del campo magnético en direcciones contrarias, no se producen impulsos erróneos por efectos de choques. Efectivamente, bajo la influencia de un choque, solamente, se puede cerrar una lengüeta de contacto de un elemento de conmutación abierto, mientras que las otras lengüetas de contacto quedan mantenidas en su posición de conmutación abierta. No obstante, una señal baja llega solamente al microprocesador cuando su entrada correspondiente está unida a la masa (10) con intermedio del contacto (11), la lengüeta de contacto (8), el conductor (16), la lengüeta de contacto (7) y el contacto (9).

La figura 2 en la que se utilizan iguales referencias numerales para piezas similares a las de la figura 1, muestra claramente que, para la forma de funcionamiento que se ha descrito en lo anterior, para el cuentarrevoluciones no depende de un tipo determinado de conexión de los elementos de conmutación (4, 4'); (5, 5') y (6, 6') con la masa (10) y las entradas (12, 13, 14) de un circuito (15) constituido por el microprocesador. Solamente es importante que los elementos de conmutación de uno de cada par de elementos de conmutación se encuentren, de manera correspondiente, alineados eléctricamente.

Claims (4)

1. Cuentarrevoluciones electrónico para motores de impulsión para dispositivos de accionamiento, que tienen un circuito para detectar las revoluciones y la dirección de rotación de un eje de transmisión, y que tienen una unidad de contaje que depende de la dirección de rotación y suman o restan las revoluciones con el objetivo de mostrar un valor de suma actual de forma correspondiente, conmutando elementos que están dispuestos con separación entre sí en la dirección de rotación del eje de transmisión y que son accionados por un campo magnético que cambia al girar el eje de transmisión, utilizado para generar impulsos que corresponden a las velocidades de giro, caracterizado porque como mínimo tres pares de elementos de conmutación (4, 4'; 5, 5'; 6, 6'), cada uno de los cuales tiene dos elementos de conmutación (4, 4' ó 5, 5' ó 6, 6'), respectivamente, que están dispuestos en serie, están distribuidos sobre la circunferencia del eje de transmisión (1), y por el hecho de que las lengüetas de contacto (7, 8) de los elementos de conmutación (4, 4'; 5, 5'; 6, 6') del par respectivo de elementos de conmutación (4, 4' ó 5, 5' ó 6, 6') pueden ser desplazados en la dirección opuesta por el campo magnético que actúa sobre los mismos, y porque un imán (3) que gira con el eje de transmisión (1) es utilizado para generar el campo magnético y se extiende a un ángulo de rotación del eje de transmisión (1) que es menor que la mitad del ángulo de rotación cubierto por el eje de transmisión entre, en cada caso, dos pares sucesivos de elementos de conmutación (4, 4'-5, 5') o (5, 5'-6, 6') o (6, 6'-4, 4'), y porque en cada caso un elemento de conmutación (4, 5, 6) de cada par de elementos de conmutación (4, 4'; 5, 5'; 6, 6') está conectado a masa (10) y, en cada caso, un elemento de conmutación (4', 5', 6') de cada par de elementos de conmutación (4, 4'; 5, 5'; 6, 6') está conectado a una entrada (12, 13, 14) del circuito (15).

2. Cuentarrevoluciones, según la reivindicación 1, caracterizado porque los pares de elementos de conmutación (4, 4'; 5, 5'; 6, 6') están distribuidos de forma regular sobre la periferia del eje de transmisión (1).

3. Cuentarrevoluciones, según la reivindicación 1 ó 2, caracterizado porque el circuito (15) está constituido por un microprocesador, cada una de cuyas entradas (12, 13, 14) puede estar conectada a una fuente de tensión (23) con intermedio de una resistencia
"pull-up" (17, 18, 19) y un conmutador (20, 21, 22).

4. Cuentarrevoluciones, según las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque el imán (3) se extiende a un ángulo (\alpha) del giro del eje de transmisión (1) que es, como máximo, de 30º.