DE2036438C3 - Antriebsvorrichtung für schrittweisen und durchlaufenden Betrieb - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Antriebsvorrichtung für schrittweisen und durchlaufenden Betrieb und speziell auf eine solche mit kontinuierlichem Übergang zwischen den beiden Betriebsarten.

Antriebsvorrichtungen für durchlaufenden Betrieb sind in Vielzahl, z. B. in Form üblicher Elektromotoren, bekannt. Antriebsvorrichtungen dieser Art sind aber in aller Regel nicht geeignet, einen schrittweisen Betrieb mit definierten Schrittlängen und definierten Haltepunkten zu gewährleisten. Andererseits gibt es sogenannte Schrittschaltmotoren, mit denen ein schrittweiser Betrieb mit definierten Schrittlängen und definierten Haltepunkten möglich ist. Mit solchen Schrittschaltmotoren ist aber andererse'ts ein durchlaufender Betrieb, d. h. ein Betrieb mit praktisch konstanter Rotationsgeschwindigkeit einer Antriebswelle und einem gleichmäßigen Drehmotor an dieser Welle nicht möglieh. Dazu kommt, daß Schrittschaltmotoren mit nur in einer Ebene liegenden Stator- und Rotorpolen infolge der dann erforderlichen komplizierten Wicklungen nicht für kleinste Schrittwinkel realisiert werden können oder die Schrittschaltmotoren, bei denen die Stator- und Rotorpole in mehreren, auf einer gemeinsamen Welle hintereinanderliegenden Ebenen angeordnet sind, relativ aufwendige und voluminöse Einrichtungen darstellen.

Es ist zwar auch schon bekanntgeworden (FR-PS 1 482 468), bei einem Antriebssystem mit einem Schrittschaltmotor durch Erregen einer Wicklungskombination, deren zugeordnete Schrittstellung etwa zwei Schritte von der augenblicklichen Schrittstellung entfernt liegt, eine Betriebsart mit erhöhter Geschwindigkei> *»<·"ϊη sogenannten Schnellgang, vorzusehen. Abgesehen davon, daß auch dieser sogenannte Schnellgang kein Betrieb mit praktisch konstanter Rotationsgeschwindigkeit und gleichmäßigem Drehmoment, d. h. kein durchlaufender Betrieb ist, und für das ganze Antriebssystem ein komplizierter Schrittschaltmotor sowie eine sehr aufwendige Steuerung und Logik erforderlich ist, ist bei diesem bekannten System nur eine Umschaltung vom Normalgang auf den sogenannten Schnellgang, nicht aber ein kontinuierlicher Übergang ⁶S zwischen den beiden Betriebsarten möglich.

Für gewisse Aufgaben, wie z. B. in Verbindung mit dem Antrieb von Magnetbändern in Magnetbandgerä-438

ten, ist es aber erwünscht, eine Antriebsvorrichtung zu haben, die einerseits einen schrittweisen Betrieb mit sehr kleinen und sehr exakten Schritdängen und andererseits beim Vorschub über größere Strecken hinweg einen durchlaufenden Betrieb und einen kontinuierlichen Übergang zwischen beiden erlaubt.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Antriebsvorrichtung der obengenannten Art zu schaffen, die einfach und mit geringem Aufwand hergestellt werden kann, kleinste Schrittwinkel mit größter Stellungsgenauigkeit ermöglicht und kontinuierlich vom schrittweisen in den durchlaufenden Betrieb umgesteuert werden kann.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch einen Elektromotor, der läuferlageabhängig an eine Stromquelle anschaltbar ist, eine konzentrisch zu der Motorwelle angeordnete und mit dieser fest verbundene Zahnscheibe, deren Zähne den gleichzahligen Zähnen einer feststehenden Zahntrommel gegenüberliegen, und durch eine zwischen Zahnscheibe und Zahntrommel konzentrisch zur MotorweUe angeordnete und bei durchlaufendem Betrieb abschaltbare Magnetspule.

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen darin, daß kleinste Schrittwinkel ohne Getriebe erreichbar sind, ohne daß Stellungsfehler auftreten können. Die Anordnung bietet ferner die Möglichkeit, mit sehr geringem Aufwand einen kontinuierlichen Übergang vom schrittweisen zum durchlaufenden Betrieb zu erreichen. Es tritt dabei auch nicht die Forderung wie bei den herkömmlichen Schrittschaltmotoren auf. die Steuerimpulsfolgen und die Steuerimpulsdauer genau einzuhalten, um ein weiches Laufen des Antriebes zu bewirken. Die erfindungsgemäße Antriebsvorrichtung kann also sowohl im Schrittschaltbetrieb als auch im durchlaufenden Betrieb arbeiten, wobei in beiden Fällen nur ein geringer Steuer- bzw. Regelungsaufwand notwendig ist Die Antriebsvorrichtung ist mit wenig Aufwand herzustellen, da nur eine Wicklung notwendig ist Ein weiterer Vorteil besteht im geringen Platzbedarf der Antriebsvorrichtung. Weitere Vorteile der erfindungsgemäßen Antriebsvorrichtung sind an Hand eines Ausführungsbeispiels aufgezeigt das in den Figuren dargestellt und im folgenden näher beschrieben ist Es zeigt,

F i g. 1 ein Ausführungsbeispiel mit einem Scheibenläufermotor als Antriebsmotor im Längsschnitt

F i g. 2 den Querschnitt des in F i g. 1 dargestellten Ausführungsbeispiels.

An Hand des in F i g. 1 dargestellten Ausführungsbeispiels werden der prinzipielle Aufbau und die Arbeitsweise der erfindungsgemäßen Antriebsvorrichtung aufgezeigt Konzentrisch zur Welle 1 sind eine Zahntrommel 3 und eine Zahnscheibe 4, die beide dieselbe Zahnzahl besitzen und aus leicht magnetisierbarem Material bestehen, so angeordnet daß sich die Zähne S, 6 gegenüberstehen. Die Zahnscheibe 4 ist dabei mit der Welle 1 fest verbunden, die feststehende Zahntrommel 3 am Gehäuse 7 des Antriebsmotors befestigt Die Zahntrommel 3 und das Antriebsgehäuse 7 sind durch eine nicht magnetisierbare Distanzplatte 8 getrennt in dem Hohlraum 9 zwischen Zahnscheibe 4 und Zahntrommel 3 ist konzentrisch zur Welle 1 eine Magnetspule 10 angeordnet, die in dem magnetischen Kreis, bestehend aus Zahnscheibe 4, Zahntrommel 3 und Welle 1, einen magnetischen Fluß U erzeugt Die Luftspalte 12, >3 zwischen Zahntrommel 3 und Welle 1 und zwischen sich gegenüberliegenden Zähnen 5, 6 der

Zahntrommel 3 und der Zahnscheibe 4 sind möglichst !dein gehalten. Durch die Anzahl der auf der Zahnscheibe 4 bzw. auf der Zahntrommel 3 angeordneten Zähne 5. 6 wird der kleinstmögliche Schrittwinkel bestimmt Die für die Steuerung der Antiiebsvorrichtung erforderlichen Signale werden durch Abtasten der Stellung der Zahnscheibe erzeugt Zwischen zwei Zähnen 6 der Zahntrommel 4 wird der auf der gemeinsamen Welle 1 angeordnete Antriebsmotor 2 bewhleurigt, abgebremst und in der Ruhelage magnetisch eingerastet Dabei kauft die Schrittfolge kontinuierlich bis zu einem Obergang in den durchlaufenden Betrieb erhöht werden. In dem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist we-

gen seiner Eigenschaften ein Scheibenläufermotor als Antrieb verwendet Bekanntlich besitzt ein Scheibenläufermotor neben den Vorteilen, wie ein Minimum an Bauteilebedarf, kleines Schwungmoment, hohe spezifische Leistung je Gewichtseinheit und niedriges Gewicht, besonders die vorteilhafte Eigenschaft einer sehr kleinen Zeitkonstante.

In F i g. 2 ist eine Einzelheit des in F i g. 1 im Querschnitt dargestellten Ausfflhrungrbeispiels aufgezeigt Sie zeigt die sich gegenüberliegenden Zähne 5, 6 der Zahntrommel und der Zahnscheibe, die durch den Luftspalt 12 getrennt sind.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

Patentansprüche: 20

1. Antriebsvorrichtung für einen schrittweisen und einen durchlaufenden Betrieb mit kontinuierliehern Obergang zwischen beiden Betriebsarten, gekennzeichnet durch einen Elektromotor (2), der läuferlageabhängig an eine Stromquelle anschaltbar ist, eine konzentrisch zu der Motorwelle (1) angeordnete und mit dieser fest verbundene Zahnscheibe (4), deren Zähne den gleichzahligen Zähnen einer feststehenden Zahntrommel (3) gegenüberliegen, und durch eine zwischen Zahnscheibe (4) und Zahntrommel (3) konzentrisch zur Motorweüe angeordnete und bei durchlaufendem Be- is trieb abschaltbare Magnetspule (10).

2. Antriebsvorrichtung nach Anspruch !,dadurch gekonnzeichnet, daß als Elektromotor ein Scheibenläufermotor vorgesehen ist