DE19611998A1 - Hallsensor sowie Fadenliefergerät mit einem Hallsensor - Google Patents
Hallsensor sowie Fadenliefergerät mit einem HallsensorInfo
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Description
Die Erfindung betrifft einen Hallsensor gemäß dem Oberbegriff
des Patentanspruchs 1 sowie ein Fadenliefergerät gemäß dem
Oberbegriff des Patentanspruchs 7.
Hallsensoren werden in der fadenverarbeitenden Technik in
großem Umfang zur Fadendetektion oder Bewegungsdetektion ein
gesetzt. EP-B-171 516 betrifft ein Fadenliefergerät, bei dem
mehrere Hallsensoren zum Steuern des Antriebsmotors des Auf
wickelelements die Größe eines auf der Speichertrommel gebil
deten Fadenvorrats abtasten (Minimal-, Maximal- oder Refe
renz-Vorratsgrößen-Sensor). Dabei wird der jeweils das Halle
lement zum Ansprechen bringende Magnet, z. B. ein Permanentma
gnet, durch den Fadenvorrat aus einer ersten Lage, in der der
Magnet dem Hallelement näher ist, in eine zweite Lage bewegt,
in der er vom Hallelement weiter entfernt ist. Auf diese Be
wegung spricht das Hallelement digital oder analog an. Der
Hallsensor erzeugt ein Signal, das den Antriebsmotor steuert
(einschaltet oder abschaltet, beschleunigt oder verzögert).
Häufig ist in einem solchen Fadenliefergerät ferner ein Hall
sensor als Geschwindigkeits- oder Zählsensor vorgesehen, der
jeweils auf den Durchgang des mit der Antriebswelle oder dem
Aufwickelelement rotierenden Magneten mit einem Signal an
spricht. Hallsensoren sind außerordentlich zuverlässige elek
tronische Komponenten. Es zeigt sich in der Praxis, daß in
einer Baureihe von Fadenliefergeräten oder unter den mehreren
Hallsensoren in ein und demselben Fadenliefergerät die An
sprechempfindlichkeit der Hallsensoren streut. Dies liegt an
den Hallsensoren und gegebenenfalls auch an Herstellungs- oder
Montagetoleranzen. Beispielsweise liegt bei einem Hall
sensor als Maximal-Vorratsgrößensensor der Umschaltpunkt bei
einem anderen Abstand zwischen dem Hallelement und dem Magne
ten, als bei dem gleichen Maximal-Vorratsgrößensensor eines
weiteren Fadenliefergeräts derselben Bauserie. Dies kann so
gar zwischen den Hallsensoren in ein und demselben Fadenlie
fergerät auftreten. Es ist wünschenswert, zwischen den Hall
sensoren in ein und demselben Fadenliefergerät dasselbe An
sprechverhalten zu haben, oder unter den gleichen Hallsenso
ren in verschiedenen Fadenliefergeräten einer Baureihe das
selbe Ansprechverhalten gewährleisten zu können, damit die
Motorsteuerung jeweils identisch erfolgt. Bei der Verwendung
von Hallsensoren ist es in der Praxis generell bekannt, das
Ansprechen des Hallelements durch einen in der Nähe des Hall
elements angebrachten Metallkörper zu verbessern, und zwar
durch Konzentrieren des magnetischen Flusses.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Hallsensor
der eingangs genannten Art sowie ein Fadenliefergerät zu
schaffen, bei denen in einer Bauserie oder unter den Hallsen
soren in einem Fadenliefergerät auf baulich einfache Weise
das Ansprechverhalten änderbar oder innerhalb der Serie glei
che Ansprechverhalten möglich sind.
Die gestellte Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den Merkmalen
des Patentanspruchs 1 bzw. bei einem Fadenliefergerät mit den
Merkmalen des Patentanspruchs 7 gelöst.
Durch Veränderung des Abstands zwischen dem Trimmkörper und
dem Hallelement läßt sich die Ansprechempfindlichkeit des
Hallelementes verändern bzw. der Umschaltpunkt auf einen be
stimmten Abstand zwischen dem Halteelement und den Magneten
einstellen. Sollte in einer Serie von Hallsensoren eine
Streuung vorliegen, so läßt sich die Streuung nachträglich
nivellieren. Innerhalb einer Bauserie oder in einem Fadenlie
fergerät sind identische Ansprechverhalten der Hallsensoren
untereinander erzielbar. Es ist auch möglich, das Ansprech
verhalten des Hallsensors mittels des Trimmkörpers nachträg
lich gewollt an bestimmte Verhältnisse anzupassen, falls dies
für den jeweiligen Einsatzfall zweckmäßig ist. Besonders gün
stig ist, daß die Veränderung der Ansprechempfindlichkeit bei
bereits funktionsgerecht eingebautem Hallsensor jederzeit,
d. h. auch nachträglich, möglich ist. Der Trimmkörper sollte
ein magnetischen Fluß leitendes Material aufweisen, z. B. Me
tall.
Die Ausführungsform gemäß Anspruch 2 ist besonders zweckmäßig
und baulich wie montagetechnisch einfach. Die Handhabung ist
bequem. Die Metallmasse der Schraube definiert den Trimmkör
per, auf den das Hallelement reagiert. In der Gewindebohrung,
z. B. mit einem Feingewinde, ist feinfühlig und reproduzierbar
(mit Hilfe von Markierungen) eine exakte Verstellung des
Trimmkörpers möglich.
Bei der alternativen Ausführungsform gemäß Anspruch 3 fun
giert die Schraube als Träger des Trimmkörpers.
Bei der Ausführungsform gemäß Anspruch 4 reagiert das Halle
lement unmittelbar auf die Verstellung der Schraube.
Die Ausführungsform gemäß Anspruch 5 ist kompakt und spart
Einbauraum. Die Gewindebohrung hat eine Doppelfunktion, da
sie der Positionierung des Hallelements dient.
Die Ausführungsform gemäß Anspruch 6 bezieht sich in allge
meiner Form auf einen verstellbaren Trimmkörper. Der Trimm
körper kann nach Art eines Bajonettverschlusses, einer Exzen
terverstellung oder dgl. relativ zum Hallelement bewegt wer
den. D.h., daß das Trimmelement nicht notwendigerweise eine
Schraube in einer Gewindebohrung, sondern ein einfacher Me
tallkörper mit dem Eingriffselement ist und sich relativ zum
Hallelement verstellen läßt. Denkbar wäre es ferner, eine
Schraubspindel oder eine Schraube nur als Antrieb für den da
von getrennten und damit in Eingriff stehenden beweglich ge
führten Trimmkörper zu verwenden.
Bei dem Fadenliefergerät von Anspruch 8 ist der Hallsensor
Teil wenigstens eines Fadensensors, mit dessen Signalen der
Antriebsmotor des Fadenliefergeräts gesteuert wird. Durch die
Verstellung des Trimmkörpers lassen sich Fadensensoren inner
halb einer Baureihe von Fadenliefergeräten oder in demselben
Fadenliefergerät nachträglich abstimmen, um identische Steue
rungsverhältnisse mit den Hallsensoren oder für die Antriebs
motoren der Fadenliefergeräte der Bauserie zu erreichen.
Bei der Ausführungsform gemäß Anspruch 9 ist der Hallsensor
ein Geschwindigkeits- oder Zählsensor. In einer Bauserie von
Fadenliefergeräten lassen sich hier mittels des verstellbaren
Trimmkörpers identische Ansprechverhalten nachträglich her
stellen. Bei beiden vorgenannten Ausführungsformen werden
mittels des Trimmkörpers z. B. aus durch Fertigungs- und Mon
tagetoleranzen bedingte Streuungen im Ansprechverhalten der
Hallsensoren nachträglich beseitigt.
Die Handhabung ist bei der Ausführungsform gemäß Anspruch 10
besonders zweckmäßig, weil sich der Hallsensor jederzeit be
quem trimmen läßt.
Anhand der Zeichnung werden Ausführungsformen des Erfindungs
gegenstandes erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 eine schematische Seitenansicht, teilweise im
Schnitt, eines Fadenliefergeräts mit Hallsensoren,
und
Fig. 2 einen Teilschnitt aus Fig. 1, der die Komponenten
eines Hallsensors im Detail zeigt.
Ein Fadenliefergerät F gemäß Fig. 1 weist ein Gehäuse 1 auf,
in dem eine Antriebswelle 2 drehbar gelagert und mittels ei
nes Antriebsmotors M zur Drehung antreibbar ist. Die An
triebswelle 2 trägt ein schräg nach außen geführtes Fadenauf
wickelelement 3. Der in das Gehäuse 1 in Fig. 1 von links
einlaufende Faden Y durchsetzt das Aufwickelelement 3 und
wird bei dessen Rotation in nebeneinanderliegenden Windungen
in einem Fadenvorrat 4 auf die Oberfläche 11 einer Speicher
trommel 5 aufgewickelt, die drehbar auf der Antriebswelle 2
gelagert und durch nicht dargestellte Mittel am Mitdrehen ge
hindert wird (stationäre Speichertrommel). Ein Fadenlieferge
rät einer anderen Art (nicht gezeigt) könnte jedoch auch mit
einer mit der Antriebswelle 2 rotierenden Speichertrommel und
stationärem Aufwickelelement 3 betrieben werden.
Die Oberfläche 11 der Speichertrommel 5 ist bei dieser Aus
führungsform durch axiale und ineinandergreifende Stäbe 10, 8
definiert. Die Stäbe 8 sind in einer Nabe 6 angebracht, die
mit Lagern 7 auf der Antriebswelle 2 drehbar angeordnet ist,
und zwar mit einer Schrägstellung und einer Exzentrizität.
Die Stäbe 10 sind hingegen an einer über Lager 9 auf der An
triebswelle koaxial angeordneten Nabe angebracht. Dank der
Schrägstellung und der Exzentrizität führen die Stäbe 8 bei
der Drehbewegung der Antriebswelle 2 eine periodische Taumel
bewegung relativ zu den Stäben 10 aus, durch die die Faden
windungen auf der Speichertrommel in Fig. 1 nach rechts vor
wärts gefördert und voneinander separiert werden.
Dem Aufwickelelement 3 kann ein Geschwindigkeits- oder Zählsen
sor D zugeordnet sein, der einen Hallsensor H mit einem Hall
element 16 aufweist, das auf einen am Aufwickelelement 3 an
geordneten Magneten 28 ausgerichtet ist und bei jedem Durch
gang des Aufwickelelements ein Signal erzeugt.
Ferner sind in einem Ausleger 21 des Gehäuses 1 Fadensensoren
G angeordnet, die zwei Hallsensoren H mit Hallelementen 16
und 17 und zugeordnete Fühlelemente 14, 15 aufweisen. Die
Hallsensoren H sind in einer Sensorschaltung S enthalten, die
an eine Steuervorrichtung C zum Steuern des Antriebsmotors M
angeschlossen ist. Jedes Fühlelement 14, 15 ist durch den Fa
denvorrat 4 aus einer, z. B. über die Oberfläche 11 der Spei
chertrommel 5 vorstehenden, Position (s. Fühlelement 15) in
eine der Achse der Speichertrommel 5 näherliegende Position
bewegbar. Auf diese Bewegung spricht der zugeordnete Hallsen
sor H bzw. dessen Hallelement 16 bzw. 17 an, um für die Steu
ervorrichtung c Steuersignale zu erzeugen. In Fig. 1 reicht
der Fadenvorrat 4 gerade bis zum Fühlelement 15, das noch
nicht nach innen verlagert wurde. Die Mindestgröße des Vor
rats wird vom Fühlelement 14 überwacht, das bei entsprechen
der Verkleinerung des Fadenvorrats aufgrund Verbrauchs frei
gegeben wird und sich dann dem Hallelement 16 nähert, worauf
dieses ein Signal erzeugt, mit dem der Antriebsmotor M entwe
der beschleunigt oder überhaupt eingeschaltet wird. Bei Betä
tigen des Fühlelements 15 wird hingegen der Antriebsmotor M
stillgesetzt oder verzögert. Die Hallelemente 16, 17 sind in
einer Abdeckung 18 oder knapp dahinter angeordnet. Durch
Streuung oder/und Fertigungs- und Montagetoleranzen können
innerhalb einer Bauserie von Fadenliefergeräten oder zwischen
Hallsensoren in demselben Fadenliefergerät die Abstände zwi
schen dem Fühlelement 14 bzw. 15 und dem Hallelement 16 bzw.
17 variieren, bei denen der jeweilige Umschaltpunkt des Hall
sensors (digitales Schalten) erreicht wird, wodurch sich in
nerhalb der Bauserie oder zwischen den Hallsensoren uner
wünschte Unterschiede der Steuerung der Antriebsmotoren M er
geben. Um diese Unterschiede beseitigen zu können, ist (Fig. 2)
bei jedem Hallelement 16 ein Trimmkörper T derart angeord
net, daß er sich hinsichtlich seines Abstandes vom Hallele
ment 16 verstellen läßt. Der Trimmkörper T besteht, zumindest
zu einem erheblichen Teil, aus magnetischen Fluß leitenden
Material, z. B. aus Metall und beeinflußt das Ansprechverhal
ten des Hallelements 16. Durch eine Abstandsverstellung des
Trimmkörpers relativ zum Hallelement 16 läßt sich dessen An
sprechverhalten verändern, so daß die vorerwähnte Streuung
der Hallsensoren durch Trimmen mittels der Trimmkörper T be
seitigbar ist. Der Umschaltpunkt des Hallsensors läßt sich
jedoch mit dem Trimmkörper T auch bewußt verlagern.
In Fig. 2 ist eine Halterung 22 für das Hallelement 16 des
Hallsensors H an einer Platte 23 angeordnet. Die Halterung 22
weist eine Gewindebohrung 25 auf, in die als Trimmkörper T
eine Schraube 26 aus Metall eingeschraubt ist. Das Hallele
ment 16 befindet sich an der Mündung der Gewindebohrung 25
und reagiert in seinem Ansprechverhalten auf die Nähe des
Trimmkörpers T. Gegebenenfalls fungiert die Schraube 26 nur
als Träger und Antrieb einer Metallmasse 27. Durch Verschrau
ben der Schraube 26 in der mit ihrer Achse auf das Hallele
ment 16 ausgerichteten Gewindebohrung 25 läßt sich der Ab
stand des Trimmkörpers T zum Hallelement 16 verändern. Die
vom Hallsensoren erzeugten Signale werden über eine Leitung
24 zur Sensorschaltung S (Fig. 1) übertragen. Die Abdeckung
18 befindet sich in diesem Fall im Abstand vor dem Hallele
ment 16.
Das Fühlelement 14 enthält einen Magneten 28, z. B. einen
Permanentmagneten, dessen Magnetfeld das Hallelement 16 zum
Ansprechen bringt. Das Fühlelement 14 ist an einem Federarm
19 angebracht, der bei 20 in einem der Stäbe 10 der Speicher
trommel 5 gelagert ist. Die Fadenwindungen im Fadenvorrat 4
verlagern bei der dargestellten Größe des Fadenvorrats 4 das
Fühlelement 14 nach unten, so daß das Hallelement 16 schwä
cher vom Magnetfeld des Magneten 28 beaufschlagt wird. Ver
kleinert sich der Fadenvorrat 4 so weit, daß das Fühlelement
14 frei wird, dann drückt der Federarm 19 das Fühlelement 14
mit dem Magneten 28 nach oben, bis das Hallelement 16 auf die
zunehmende Intensität des Magnetfelds des Magneten 28 an
spricht, den Umschaltpunkt überschreitet und ein Signal er
zeugt. Durch Verschrauben des Trimmkörpers T läßt sich die
Ansprechempfindlichkeit verändern.
Der Trimmkörper T könnte nach Art eines Bajonetteingriffes in
seinem Abstand zum Hallelement 16 verstellbar sein. Ferner
ist es denkbar, eine geführte Metallkugel oder Metallmutter
auf einer Schraube oder Schraubspindel anzuordnen und durch
Drehen der Schraube oder Schraubspindel, die selbst nicht
axial beweglich ist, näher zum Hallelement 16 zu bringen oder
weiter von diesem entfernen. Auch eine Verstellung mittels
eines Hebels oder eines Exzenters wäre für den Trimmkörper T
denkbar.
Es wird durch Verstellen des Trimmkörpers relativ zum Halle
lement das Ansprechverhalten des Hallelements auf einfache
Weise verändert, zweckmäßigerweise zu dem Zweck, eine Streu
ung der Ansprechempfindlichkeit des Hallsensors nachträglich
zu beseitigen, um innerhalb einer Baureihe in einem oder in
mehreren Fadenliefergeräten ein identisches Ansprechverhalten
der Hallsensoren und gleiche Steuerungs-Voraussetzungen zu
erhalten.
Dies gilt auch für den Geschwindigkeits- oder Zählsensor D in
Fig. 1, dessen Hallelement 16 mit einem verstellbaren Trimm
körper T (nicht gezeigt) zusammenwirkt.
Die Hallsensoren H können digital oder analog arbeiten.
Claims (10)
1. Hallsensor, insbesondere in einem Fadenliefergerät, mit
einem Hallelement, das in einer Halterung angeordnet und auf
den Bewegungsbereich eines relativ zum Hallelement bewegli
chen Magneten ausgerichtet und durch den Magneten zum Anspre
chen bringbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß bei dem Halle
lement (16) des Hallsensors (H) wenigstens ein in seinem re
lativen Abstand zum Hallelement (16) verstellbarer Trimmkör
per (T, 27) aus magnetischen Fluß leitendem Material vorgese
hen ist, durch dessen Verstellung die Ansprechempfindlichkeit
des Hallsensors (H) veränderbar ist.
2. Hallsensor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
der Trimmkörper (T, 27) eine in einer Gewindebohrung (25)
verschraubbare Schraube (26), vorzugsweise aus Metall, ist.
3. Hallsensor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
der, vorzugsweise aus Metall bestehende, Trimmkörper (27) an
einer in einer Gewindebohrung (25) verschraubbaren Schraube
(26) angeordnet ist.
4. Hallsensor nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet,
daß die Schraube (26) an der dem Magneten (28) abgewandten
Seite des Hallelements (16) angeordnet und mit ihrer Achse in
etwa auf das Hallelement (16) ausgerichtet ist.
5. Hallsensor nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet, daß das Hallelement (16) an der Hal
terung (22) an der Mündung der Gewindebohrung (25) vorgesehen
ist, in welcher die Trimmkörperschraube (26, T, 27) angeord
net ist.
6. Hallsensor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
der Trimmkörper (T, 27) wenigstens ein Eingriffselement auf
weist und in einer formschlüssig zum Eingriffselement passen
den Drehaufnahme (25) drehbar angeordnet und durch Drehen
entweder des Trimmkörpers (P, 27, 26) oder der Drehaufnahme
(25) in seinem Abstand zum Hallelement (16) verstellbar ist.
7. Fadenliefergerät mit einem eine Antriebswelle aufweisenden
Gehäuse, einem mittels der Antriebswelle drehbaren Aufwickel
element, einer an der Antriebswelle angeordneten Speicher
trommel, und mit wenigstens einem ein Hallelement aufweisen
den Hallsensor, dessen Hallelement auf einem Bewegungsbereich
eines relativ zum Hallelement beweglichen Magneten ausgerich
tet und durch den Magneten zum Ansprechen bringbar ist, da
durch gekennzeichnet, daß bei dem Hallelement (16) des Hall
sensors (H) wenigstens ein in seinem relativen Abstand zum
Hallelement (16, 17) verstellbarer Trimmkörper (T, 27) aus
magnetischen Fluß leitendem Material vorgesehen ist, durch
dessen Abstandsverstellung die Ansprechempfindlichkeit des
Hallsensors (H) veränderbar ist.
8. Fadenliefergerät nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet,
daß der den verstellbaren, vorzugsweise aus Metall bestehen
den Trimmkörper (T, 26, 27) aufweisende Hallsensor (H) ein
Fadensensor (G) zum Abtasten der Größe eines auf der Spei
chertrommel (5) aufgewickelten, verbrauchsabhängig variieren
den Fadenvorrats (4) ist, außerhalb der Speichertrommel (5)
stationär angeordnet und mit seinem Hallelement (16, 17) auf
den in der Speichertrommel (5) durch den Fadenvorrat (4) re
lativ zum Hallelement (16, 17) beweglichen Magneten (28) aus
gerichtet ist.
9. Fadenliefergerät nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet,
daß der den verstellbaren, vorzugsweise aus Metall bestehen
den, Trimmkörper (T, 26, 27) aufweisende Hallsensor (H) ein
Geschwindigkeits- oder Zählsensor (D) ist, der im Gehäuse (1)
angeordnet und mit seinem Hallelement (16) auf einen mit der
Antriebswelle (2) oder dem Aufwickelelement (3) rotierenden
Magneten (28) ausgerichtet ist.
10. Fadenliefergerät nach wenigstens einem der Ansprüche 7
bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Trimmkörper (T, 27)
eine von außerhalb zugängliche, auf das Hallelement (16) aus
gerichtete Schraube (26) ist.
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8139 | Disposal/non-payment of the annual fee |