SE502008C2 - Givare avsedd att avkänna vridningsläget hos ett vridbart organ - Google Patents

Description

502 008 10 15 20 25 30 Uppfinningens syfte Föreliggande uppfinning har till syfte att lösa det nämnda problemet och således möjliggöra utnyttjandet av en billig potentiometer av standardtyp, eller någon annan typ av givare, som lägesavkännare för att avkänna läget av en vridbar axel, eller ett motsvarande organ och som ändock har en bättre upplösningsnoggrannhet än en konventionell givare åtminstone inom ett visst vinkelintervall.

Kort beskrivning av upfinningen I enlighet med uppfinningen åstadkommes de eftersträvade egenskaperna genom att lägesgivaren utformas med de kännetecken som anges i den kännetecknande delen av bifogat patentkrav l. Genom att anordna en kamtransmission mellan givarens lägesavkännares axel, exempelvis en potentiometers axel och den axel vars vridrörelse ska avkännas, kan noggrannheten hos givaren väsentligt förbättras. Detta möjliggör att en standardpotentiometer kan utnyttjas i applikationer som tidigare krävt en dyrare och mer noggrann potentiometer.

Utnyttjandet av en kamtransmission har ytterligare den fördelen att vridrörelsemöjligheten hos den avkännande axeln inte behöver vara densamma som vridrörelsemöjligheten hos avkännarens eller potentiometerns axel. Detta medför att väsentligen hela avkännarens eller potentiometerns vridrörelsemöjlighet kan utnyttjas för avkänningen. Det väsentligaste är emellertid att avkännarens eller potentiometerns noggrannhet förbättras och att de reglerorgan eller motsvarande som styrs i beroende av avkänt läge kan regleras med bättre noggrannhet. I det aktuella exemplet ovan medför det att stängningsrörelsen hos luckan kan avbrytas i rätt ögonblick.

Uppfinningen ytterligare utmärkande egenskaper och fördelar framgår av den bifogade beskrivningen i vilken uppfinningen exemplifieras i två utföringsformer.

Figurfórteckning Beskrivningen göres med hänvisning till bifogade ritningar av vilka Fig l visar en första utföringsform av en i givaren ingående kammekanism, Fig 2 visar en andra utföringsform av en i givaren ingående kammekanism, och Fig 3 visar schematiskt ett arrangemang vid ett fordon där en givare enligt fig l utnyttjas för att bestämma läget av en vridbar lucka. 10 15 20 25 30 502 008 Beskrivningsexempel.

Bifogade figurer 1 och 2 visar två varianter av en kammekanism 1 som ingår som väsentliga delar i en lägesavkännande givare. Denna givare är i detta exempel avsedd att utnyttjas i ett arrangemang vid ett fordon av cabrioletrnodell där suffletten i ett nedfällt läge täcks av en vridbar lucka. Därvid är luckans vridningsrörelse, dvs luckans öppnande och stängande, manövrerad med hjälp av en elmotor. Givaren är avsedd att avkänna luckans läge så att motoms drivning kan avbrytas vid luckans respektive ändlägen. Det är vid luckans stängning viktigt att stängningsrörelsen inte avbryts för tidigt så att luckan inte stängs helt. Det är också viktigt att luckans stängningsröielse inte avbryts för sent så att stängningen i praktiken inte sker förrän andra komponenter defonnerats onormalt. På motsvarande sätt är det viktigt att luckans öppningsrörelse kan avbrytas i rätt läge. Av denna anledning är givaren utformad att ha en bättre noggrannhet att avkänna läget av luckans läge i området för luckans stängda läge och för luckans helt öppna läge, än för luckans övriga lägen och vilket närmare framgår av den fortsatta beskrivningen.

Fig 3 visar schematisk ett dylikt arrangemang där en delvis visad lucka 20 är vridbar kring en axel 21. Denna axel 21 är vridbart förbunden med och i detta exempel även direkt förbunden med ett kugghjul 22 ingående i en transmission, som även innefattar ett drev 23 förbundet med den luckan 20 manövrerande elmotom 24. Vid det med luckans axel 21 fast förbundna kugghjulet 22 är anordnat en givare för avkänning av luckans 20 vridningsläge.

Givaren är uppbyggd kring en lägesavkännare i form av en potentiometer 25 som på i sig konventionellt sätt uppvisar en variabel resistans beroende på läget av potentiometerns 25 manöveraxel eller manöverspak. I detta exempel är potentiometem 25 en vridpotentiometer där läget av en vridningsaxel 2 för potentiometem 25 utnyttjas för att representera läget av luckan 20. Den resistans som potentiometem 25 uppvisar utnyttjas för att med hjälp av sedvanliga elektronikkretsar detektera luckans 20 aktuella läge och i beroende därav styra den luckan 20 manövrerande elmotorn 24. Dessa elektronikkretsar äri figuren visade som en styrenhet 26 som med en ledning 27 är förbunden med motorn 24 och med en annan ledning är förbunden med potentiometem 25. 502 008 10 15 20 25 30 4 För att överföra luckans 20 vridningsläge till potentiometern 25 utnyttjas en transmission i form av en kamrnekanism l som närmare visas i fig 1. Kammekanismen 1 innefattar en axel 3, vilken ingår i eller är förbunden med den transmission som förbinder motorn 24 med luckans vridningsaxel 21. I detta exempel är det en axel 3 som är direkt förbunden med kugghjulet 22 och med luckans vridningsaxel 21. Vid axeln 3 är fäst en med ett nav 4 försedd kamskiva 5. Axelns 3 möjliga vridningsområde utgöres av en vinkelsektor 6 motsvarande en vinkel a, vilket område motsvarar den rörelse luckan 20 kan röra sig inom.

Kamskivan 5 är utformad med en radiellt utåtriktad styryta 7 som samverkar med ett mot styrytan 7 anliggande styrorgan i form av ett styrstift 8. Potentiometerns vridningsaxel 2 är anordnad koaxiellt och parallellt med kamskivans 5 vridningsaxel 3, vilket medför att kamskivan 5 och styrstiftet 8 är vridbara kring med varandra parallella axlar. Vid potentiometerns vridningsaxel 2 är fästat en hävarm 30 som uppbär styrstiftet 8. l sin enklaste utföringsform är styrstiftet 8 helt fast förbundet med hävarmen 30, vilket medför att det kommer utföra en glidande rörelse mot kamskivans styrytan 7. I mer utvecklade utföringsformer kan styrstiftet 8 i stället vara lagrande fäst till hävarmen 30 så att styrstiftet 8 kan rulla utefter styrytan 7. Kring potentiometerns vridningsaxel 2 är anordnat en fjäder vilken säkerställer att styrstiftet 8 alltid anligger mot kamskivans styryta 7. Det möjliga vridningsortirådet för potentiometerns vridningsaxel 2 utgöres av en vinkelsektor 9 motsvarande en vinkel b. l detta exempel är kamskivans 5 vridningsområde 6, dvs vinkeln a ca 200 grader medan potentiometerns 25 vridningsområde 9, dvs vinkeln b är 135 grader.

Således är kamskivans 5 vridningsområde väsentligt mycket större än potentiometerns 25 vridningsområde 9. Luckans hela rörelseområde är således anpassat till potentiometerns hela rörelseornråde för att möjliggöra ett så stort utnyttjande som möjligt av hela potentiometerns rörelseorriråde och därmed fullt ut utnyttja dess noggrannhet. I alternativa utföringsformer kan förhållandet vara det helt motsatta, dvs att kamskivans vridningsområde 6 kan vara väsentligt mycket mindre än potentiometeraxelns 2 vridningsområde 9.

Fig l visar med heldragna linjer kamskivan 5 i ett första ändläge 10 vilket motsvarar det läge kamskivan 5 intager när luckan 20 är helt stängd. Med streckade linjer visas kamskivan 5 dels i ett andra ändläge 1 1 motsvarande luckans 20 helt öppna läge, dels i två mellanlägen 12. På motsvarande sätt visas potentiometerns styrstift 8 med heldragen linje i sitt ena ändläge 13 motsvarande den position det befinner sig vid helt stängd lucka 20. Med streckad linje visas 10 15 20 25 30 502 008 s styrstiftets 8 andra ändläge 14 motsvarande helt öppen lucka 20, liksom ett par mellanlägen.

Kamskivans styryta 7 är utformad så att rörelser i närheten av dess båda ändlägen 10,11 medför en relativt stort vinkelvridning av potentiometems axel 2 medan vridrörelser mellan dessa ändlägen 10,11 medför en relativt liten vinkelvridning av potentiometerns axel 2. På detta sätt erhålls en relativt bättre upplösningsnoggrannhet i ändområdena än i ett mellanområde. Detta möjliggör att en relativt enkel potentiometer av standardutförande kan utnyttjas trots att en dylik potentiometer för övrigt har en begränsad upplösningsnoggrannhet.

I det visade exemplet anligger i detta syfte styrstiftet 8 i sitt ena ändläge 13 mot styrytan 7 på ett nära avstånd till axeln 3 medan det i sitt andra ändläge anligger på ett stort radiellt avstånd från axeln 3. Kamskivans styryta 7 äri det motsvarande ena ändläget 13 utformad med en nästan tangentiell utsträckning och i det motsvarande andra ändläget 14 med en nästan radiell utsträckning. Däremellan i ett mellanområde är kamskivan 5 utformad med en axeln 3 nästan koncentrisk utformning. Vridrörelser inom det område som motsvaras av styrstiftets 8 anliggning mot styrytan 7 i detta mellanområde kommer således inte påverka potentiometeraxelns 2 vridning lika mycket som vridrörelser i närheten av ändlägena 13,14 Fig 2 visar en modifierad utföringsforrn av kammekanismen 1 där den största skillnaden jämfört med vad som beskrivits ovan utgöres av att styrstiftet 8 följer en radiellt invändig styryta 7 på kamskivan 5 i stället för en utvändig styryta. Fig 2 visar vidare med heldragna linjer läget hos kamskivan 5 och potentiometerns styrstift 8 i ett läge motsvarande helt öppen lucka. Likhetema för övrigt med vad som beskrivits ovan är så stora att samma hänvisningssiffror utnyttjas i fig 2 som i fig 1 för att beteckna samma eller analoga delar.

Funktionen av den i fig 2 visade utföringsformen är också densamma såtillvida att den uppvisar en bättre noggrannhet i närheten av kamskivans 5 ändlägen 10,11 än inom ett mellanområde. Även i detta fall utsträcker sig i nämnda syfte kamaxelns styryta 7 i ett mellanområde nästan koncentriskt med axeln 3 och varigenom vridrörelser inom detta mellanområde inte påverkar potentiometeraxelns vridning lika mycket som vridrörelser i närheten av ändlägena 13,14.

Den närmare utformningen av kamskivans styryta 7 äri de visade utföringsexemplen valda så att noggrannheten blir som bäst i dess ändlägen 10, l 1. I alternativa utföringsformer kan i stället andra vinkelornråden väljas, allt efter önskemål. 502 008 10 6 Uppflnningen är inte bunden till de visade utföringsfonnema eller det exemplifierade tillämpningsområdet utan kan inom ramen av bifogade patentlcrav utnyttjas där motsvarande problem föreligger och det finns ett behov av att avkänna vinkelläget hos ett vridbart organ.

I alternativa utföringsfonner av uppñnningen kan kamskivan 5 i stället vara utformad med ett styrspâr som på analogt sätt styr det potentiometern påverkande styrstiftet 8. I dylikt fall kan den potentiometeraxeln påverkande fjäder utelämnas eftersom anliggningen mellan styrstiftet 8 och kamskivans styryta 7 blir tvångsstyrd genom styrspäret.

Claims (9)

10 15 20 25 502 D08 Patentkrav

1. Givare avsedd att avkänna vridningsläget hos företrädesvis ett av en motor (24) vridbart organ (3, 20, 21) , vilken givare innefattar en lägesavkännare (25), varvid läget hos en vridningsaxel (2) för lägesavkännaren (25) utnyttjas för att representera vridningsläget hos organet (3, 20, 21) för att i beroende av det avkända läget företrädesvis styra den organet(3, 20, 21) reglerande motorn k ä n n e t e c k n a d a v att det vridbara organet är förbundet med lägesavkännarens vridningsaxel (2) via en kammekanism (1) , att endera lägesavkännarens vridningsaxel (2) eller en med organet(3, 20, 21) förbunden axel (21), direkt eller indirekt, är förbunden med en i kammekanismen ( 1) ingående kamskiva (5) och att den andra av dessa axlar (2,3,20,2l) är förbunden med ett med kamskivan (5) samverkande styrorgan (8) ingående i kammekanismen (1) .

2. Givare enligt patentkrav l k ä n n e t e c k n a d a v att givarens lägesavkännare utgöres av en potentiometer (25), företrädesvis en vridpotentiometer varvid läget hos en vridningsaxel (2) för potentiometern (25) utnyttjas för att detektera vridningsläget hos organet (3, 20, 21) .

3. Givare enligt patentkrav 1 k ä n n e t e c k n a d a v att kamskivan (5) och styrorganet (8) är vridbara kring med varandra parallella axlar.

4. Givare enligt patentkrav 2 k ä n n e t e c k n a d a v att kamskivan (5) är förbunden med en axel (3) som direkt eller indirekt är förbunden med organet (3, 20, 21) och att styrorganet (8) är förbundet med potentiometerns axel (2).

5. Givare enligt patentkrav 2 k ä n n e te c k n a d a v att kamskivan (5) är vridbar inom en vinkelsektor (6), att potentiometerns axel (2) är vridbar inom en annan vinkelsektor (9), och att kamskivans (5) vinkelssektor (6) är större än potentiometeraxelns (2) vinkelsektor (9). 10 15 20 502 008 8

6. Givare enligt patentkrav 2 k ä n n e t e c k n a d a v att kamskivan (5) är utformad med en styryta (7) som medför att en vridning av kamskivan (5) inom en begränsad vinkelsektor påverkar potentiometerns vridningsaxel (2) med en förutbestämd rörelse inom en andra begränsad vinkelsektor och att en lika stor vridning av kamskivan (S) i ett område utanför nämnda begränsade vinkelsektor motsvarar en mindre eller större, men inte lika stor, vridning av potentiometeraxelns (2) vridningsrörelse än nämnda förutbestämda rörelse.

7. Givare enligt patentkrav 2 k ä n n e t e c k n a d a v att kamskivan (5) är utformad med en styryta (7) som medför att en vridning av kamskivan (5) inom en första vinkelsektor i närheten av dess ena ändläge (10,11) påverkar potentiometerns vridningsaxel (2) med en rörelse inom en andra vinkelsektor och att en lika stor vridning av kamskivan (5) i ett område utanför nämnda ändläge (10,1 1) motsvarar en mindre eller större, men inte lika stor, vridning av potentiometeraxelns (2) vridningsrörelse.

8. Givare enligt patentkrav 2 k ä n n e te c k n a d a v att styrorganet utgöres av ett styrstift (8) och att styrstiftet (8) via en hävarm (30) är fästad till potentiometerns (25) vridningsaxel (2)-

9. Givare enligt något av föregående patentkrav varvid givaren utnyttjas för att avkänna vinkelläget hos en av en elmotor (24) vridbar lucka (20) på ett fordon och i beroende av avkänt läge styra elmotorns (24) drivning k ä n n e t e c k n a d a v att luckan (20) direkt eller indirekt är förbunden med kammekanismens (1) kamskiva (5) och att potentiometerns axel (2) är förbunden med det av kamskivan (5) samverkande styrorganet (8).