DE2520851C3 - Vorrichtung zur Erfassung der Einwirkung eines sich bewegenden Elements auf ein Abgriffsystem - Google Patents
Vorrichtung zur Erfassung der Einwirkung eines sich bewegenden Elements auf ein AbgriffsystemInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Erfassung der Einwirkung eines sich bewegenden
Elements, beispielsweise eines Winkelsektors einer sich mit konstanter Geschwindigkeit drehenden Welle zur
Bewirkung von Schaltungs- und Arbeitsabfolgen im Ablauf eines Maschinentakts, auf ein eine induktive oder
kapazitive Sonde umfassendes Abgriffsystem, dessen Ausgangssignal von dem sich bewegenden, keilförmigen
Element veränderbar ist
Eine solche Vorrichtung läßt sich als bekannt entnehmen beispielsweise der DE-AS 1189 287 oder
der DE-OS 18 13 153.
nen Vorrichtung handelt es sich um ein System zur Umformung einer mechanischen Wegänderung in
hierzu proportionale elektrische Signale unter Verwendung eines Plattenkondensators, an dessen einer Platte
die Signalquelle anliegt und dessen andere Platte mit
dem Eingang eines Verstärkers verbunden ist Zwischen
diesen beiden Platten ist eine dritte Platte vorgesehen, deren Relativstellung sich entsprechend der zu messenden mechanischen Wegäiiderung verändert Da ein
Kondensatorsystem zur Wegmessung verwendet wird,
sind die an das System angelegten Spannungen
Wechselspannungen; ein solcher kapazitiver Umformer liefert ein Ausgangssignal, welches sich linear und
proportional in seiner Amplitude zur kontinuierlichen Verdrehung der mittleren Abschirmplatte verändert.
Aufgrund der Größe der Amplitude der Ausgangswechselspannung läßt sich so der Drehwinkel der mittleren
Abschirmplatte bestimmen.
Aus dieser DE-OS 18 13 153 ist es auch bekannt, die mittlere Platte so abzuwandeln, daß sie die Form eines
gekrümmten Keils annimmt, so daß dann in dem
angeschlossenen Verstärker ein Signal erzeugt wird,
dessen Amplitude sich als Funktion der Drehung der
-S5 der DE-AS 1189 287 bekannte Meßeinrichtung, die
einen dreischenkligen Transformator umfaßt, dessen mittlerem, mit einer Wicklung versehenen Schenkel
eine konstante Speisewechselspannung zugeführt wird. An den Wicklungen auf den beiden seitlichen Schenkeln
läßt sich dann eine Meßwechselspannung abnehmen, die eine Funktion der Drehbewegung einer Welle ist.
Hierzu sind auf der Welle keilförmige, ferromagnetische, den magnetischen Fluß zwischen den Schenkeln
störende und Luftspalte zwischen diesen bildende
Rückschlußteile vorgesehen, so daß die Übertragung
der dem mittleren Schenkel zugeführten Wechselspannung auf die Außenschenkel je nach der Menge des sich
in dem Luftspalt befindenden ferromagnetischen Rückschlußmaterials behindert wird. Die Menge dieses
so Materials läßt sich durch die Keilform und durch die Verdrehung der Welle, auf der die Rückschlußteile
sitzen, beeinflussen.
Zusammengefaßt beziehen sich beide bekannten Meßsysteme auf Wechselspannungsmeßeinrichtungen,
bei denen entweder kapazitiv oder induktiv durch keilförmige, verdrehbare Zwischenelemente ein Ausgangssignal übertragen wird, dessen Amplitude sich
linear oder nichtlinear mit dem Drehwinkel der keilförmigen Übertragungselemente verändert.
Im Gegensatz hierzu bezieht sich die Erfindung allgemein auf induktive oder kapazitive Abgriffsysteme,
die so ausgebildet sind, daß sich im Verlauf der Annäherung eines Gegenbetätigungselements ein bestimmter Schaltzustand (der sich üblicherweise nicht
h5 ändert) erreicht wird, der bei Durchlauf zunächst
aufrechterhalten und zu einem weiteren vorgegebenen Zeitpunkt bei vorgegebener Entfernung des Gegenbetätigungselements zu einer Sonde wieder geändert wird,
so daß das Abgriff system seinen ursprünglichen Schaltzustand, beispielsweise Ausgangsspannung null,
wieder annimmt Solche induktiven oder kapazitiven /-ibgriffsysteme werden häufig als Auslösemechanismen
verwendet; sie werden durch die Bewegung des üblicherweise metallischen Gegenelements in Annäherung oder Entfernung an eine Sonde geschaltet, so daß
die Sonde eine Zustandsänderung bewirkt Bekannte induktive Geber, die bevorzugt verwendet werden,
weisen zu diesem Zweck einen Oszillator auf, der mit vorgegebener Amplitude schwingt Diese Amplitude
gibt ihrer Große nach einen ersten Schaltzustand an. Nähert sich der Schwingspule des Oszillators, die als
Sonde bezeichnet werden kann, ein metallischer Gegenstand, dann ergibt sich dadurch eine Änderung im
Schwingverhalten des Oszillators, beispielsweise kann der dem Oszillator zugeordnete Schwingkreis so
bedämpft wender;, daß die Schwingamplitude sich merklich ändert oder, im Falle daß der Oszillator von
vornherein kritisch gekoppelt gewesen ist, die Schwingungen vollständig abreißen. Es ergibt sich dann eine
Zustandsänderung, die beispielsweise zur Schaltung von Relais od. dgl. ausgenutzt werden kann.
Als ein Beispiel für viele sei auf den induktiven Wegaufnehmer verwiesen, der sich der DE-AS
12 87 803 entnehmen läßt Dieser bekannte induktive Wegaufnehmer ist allerdings durch bestimmte Maßnahmen so geändert worden, daß die von ihm abgegebene
Ausgangsspannung eine Funktion des Wegs der Steuerfahne ist Hierzu sind die Spulen des induktiven
Wegaufnehmersystems in Bewegungsrichtung der Steuerfahne langgestreckt und weisen an ihren Enden je
zwei feldkonzentrierende Einsätze auf, so daß sich in einem relativ großen Bereich ein gewünschter linearer
Zusammenhang ergibt. Die Steuerfahne ist rechteckförmig ausgebildet und durchläuft den Schlitz des
Aufnehmersystems, wobei dann das Ausgangssignal umso größer wird, je länger der Weg der Steuerfahne
ist. Man erzielt auf diese Weise eine Art Amplitudenmodulation zusätzlich zu dem von einem solchen
induktiven Wegaufnehmer abgegebenen JA-NEIN-Signal, welches als Schaltzustandsänderung bei Annäherung der (metallischen) Steuerfahne abgegeben wird.
Die Schaltzustände, die beispielsweise ein solcher induktiver Geber einnehmen kann, hängen üblicherweise davon ab, in welcher Position sich das zugeordnete
Gegenelement oder die Steuerfahne, die zur Erfassung von Bewegungsabläufen üblicherweise beweglich ist,
angeordnet ist und wie lange die Steuerfahne in ihrer die Änderung des Schaltzustands des Abgriifsystems
bestimmenden Position verbleibt Läuft das Gegenelement nur kurz an der induktiv oder kapazitiv
arbeitenden Sonde vorbei, dann ergibt sich ein entsprechend kurzer Schaltimpuls, der beispielsweise
auch gezählt werden kann.
Die Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, ein solches Gebersystem, sei es auf induktiver oder
kapazitiver Grundlage, so zu verbessern, daß zusätzlich zu der wegabhängigen Änderung des Schaltzustands
zur Auswertung von Informationen auch noch die Schaltdauer, d. h. die Dauer der Einwirkung verändert
werden kann, und zwar ohne daß auf die Geschwindigkeit der Bewegung der Steuerfahne, die als erster
Schaltungsparameter die Dauer der Schaltzustandsänderung auf jeden Fall bestimmt, Einfluß genommen
wird.
Zur Lösung dieser Aufgabe geht die Erfindung aus von der eingangs als bekannt vorausgesetzten Vorrichtung und besteht erfindungsgemäß darin, daß die Sonde
des Abgriffsystems in Querrichtung zur Bewegungsrichtung des keilförmigen Elements zur Veränderung der
Dauer der Schaltzeit verschiebbar angeordnet ist
Es ergibt sich so der gegenüber den bekannten Systemen erhebliche Vorteil, daß einmal aus der
Auslösung durch die Annäherung des Gegenelements eine Information gewonnen wird, andererseits diese
Information in ihrer Dauer aber mit einfachsten
mechanischen Mitteln beliebig einstellbar ausgebildet
sein kann, so daß in vielfältiger Weise auf die Auslösung reagiert werden kann.
Ein besonders vorteilhaftes Anwendungsgebiet findet die Erfindung beispielsweise im Bereich der Druckindu
strie, wenn etwa Bögen unterschiedlicher Breite im
Maschinentakt einer Anordnung zugeführt oder von dieser abgezogen werden müssen. In diesem Falle kann
das Gegenelement auf einer im Maschinentakt drehenden Welle oder einer von einer solchen Welle
angetriebenen Scheibe befestigt sein; weist es dann die erwähnte Keilform auf, dann läßt sich durch entsprechende Vertikalverschiebung des induktiven Abgriffs
die Dauer der in ihm durch das Gegenelement erzeugten Zustandsänderung bestimmen. Auf diese
Weise ist es möglich, ein Signal zu gewinnen, welches den Abstand zwischen aufeinanderfolgenden Bögen
angibt, die jeweils im Maschinentakt einer Druckmaschine oder einer sonstigen Maschine zu oder von dieser
abgezogen werden. Da die Bogenbreite bekannt ist,
wird der induktive Abgriff in entsprechender Weise
positioniert, und man gewinnt ein Signal, welches dann ständig dem Freiraum zwischen zwei Bögen entspricht
und das in der Lage ist, andere Arbeitsfunktionen zu veranlassen, etwa das Einstäuben der Bögen mit einem
Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche und in diesen niedergelegt.
Im folgenden werden Aufbau und Wirkungsweise eines Ausführungsbeispiels der Erfindung anhand der
F i g. 1 ein induktives Abgriffsystem mit zugeordnetem Gegenelement auf einer sich drehenden Welle,
F i g. 2 die Vorrichtung der F i g. 1 in einer Ansicht von oben und
"s F ι g. 3 die Vorrichtung der F i g. 1 in einer Schnittdarstellung entlang der Linie 3-3 der F i g. 1.
In F i g. 1 ist das Gegenelement oder der die Schaltzustandsänderung des vorzugsweise induktiven
Abgriffs hervorrufende Teil allgemein mit dem Bezugsso zeichen 1 versehen, beim Ausführungsbeispiel handelt
es sich um ein keilförmiges Element, welches auf einem Trägerteil 2 in Form einer Scheibe aufgebracht ist. Die
Scheibe 2 ist ihrerseits wieder auf einer sich drehenden Welle angeordnet und auf dieser mit Hilfe einer Mutter
3 befestigt.
In diesem Falle führt das Gegenelement 1 daher eine Rotationsbewegung aus, es versteht sich jedoch, daß
auch jede Art von translatorischen Bewegungen in sinngemäßer Weise erfaßt werden kann, beispielsweise
ho also von Bewegungen an hin- und herverlaufenden
Schubstangen, Pleuelstangen oder sonstige Linearbewegungen. Wie der Darstellung der F i g. 1 entnommen
werden kann, ist das Gegenelement 1 allgemein keilförmig ausgebildet, und zwar beim dargestellten
fvi AusfOhrungsbeispiel in der Weise, daß die innere
Randbegrenzung 4 als konzentrischer Kreis um den Scheibenmittelpunkt verläuft, während die äußere
Randbegrenzung 5 des Gegenelements 1 sich von einem
vorgegebenen Punkt aus spiralig nach außen vergrößert.
Wird ein induktiver Abgriff verwendet, dann handelt es sich bei dem Gegenelement 1 um einen metallischen
Teil, bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist das Gegenelement 1 als in dieser Form ausgebildete
Kupferkaschierung auf die Scheibe 2 aufgezogen.
Der induktive Abgriff ist in F i g. 1 allgemein mit dem
Bezugszeichen 6 versehen; er besteht aus einem Sondenteil 7, welches mit dem Gegenelement 1 in
Wirkverbindung gerät und einem nachgeschalteten Trägerteil oder Gehäuseteil 8, das auch die weiteren
elektrischen Schaltungselemente trägt An sich ist es nicht erforderlich, auf die elektrische Funktion eines
solchen, an sich bekannten Abgriffs, insbesondere in induktiver Ausführung, einzugehen; es sei lediglich
darauf hingewiesen, daß, verläuft beispielsweise die Drehrichtung des Trägers 2 in der durch den Pfeil A
angegebenen Richtung, die Vorderkante 9 des Gegenelements 1 den Schaltbeginn oder den Beginn der
Zustandsänderung des induktiven Abgriffs durch entsprechende Beeinflussung des Sondenteils 7 einleitet.
Diese Zustandsänderung bleibt dann so lange erhalten, wie, wieder auf das Ausführungsbeispiel bezogen, der
Sondenteil 7 mit dem Gegenelement 1 in Wirkverbindung verbleibt, und es ist ersichtlich, daß diese
Wirkverbindung so lange erhalten bleibt, wie das auslösende Gegenelement 1 und der Sondenteil 7 sich in
entsprechender räumlicher Nähe befinden oder, noch genauer ausgedrückt, so lange wie sich bei dem
Ausführungsbeispiel der F i g. 1 der durch einen Kreis 10 bezeichnete empfindliche Bereich des Sondenteils 7
räumlich über der Form des Gegenelements 1 befindet.
Da das Gegenelement seine Form im Verlauf seiner kontinuierlichen Bewegung ändert, ist es möglich, und
dies ist ein wesentliches Merkmal vorliegender Erfindung, durch Verschiebung des Sondenteils 7 und, was
zweckmäßiger ist, unmittelbar des gesamten Abgriffs 6 die Dauer der Überdeckung oder der Wirkverbindung
zwischen Sondenteil 7 und Gegenelement 1 zu beeinflussen.
Beim Ausführungsbeispiel ist das Sondenteil über einen Bügel 11 mit dem Trägergehäuse 8 des induktiven
Abgriffs verbunden, und zwar über Schrauben 12.
Das Trägergehäuse ist so ausgebildet, daß es mit Bezug auf eine stationär angeordnete Lagerplatine 13
vertikal verschiebbar ist, und zwar durch Betätigung einer Rändelschraube 14, die auf dem Gewinde 15 eines
Lagerzapfens 16 verdrehbar ist. Das Trägergehäuse 8 gleitet auf diesem Lagerzapfen 16 und auf einem
weiteren Lagerzapfen 17, wobei dieser Lagerzapfen 17 von einer Druckfeder 18 umgeben ist die das
Lagergehäuse 8 nach oben drückt Es ist daher ohne weiteres ersichtlich, daß durch Verdrehung der Rändelschraube
15 in der einen oder der anderen Richtung die Vertikalposition des Lagergehäuses 8 verändert werden
kann, damit auch die Vertikalposition des Sondenteils 7 s mit Bezug auf das sich drehende, jedoch in seiner
absoluten Vertikalposition nicht veränderbare, auslösende Gegenelement 1. Nimmt daher der induktive
Abgriff seine höchste Vertikalposition ein, dann verbleibt der Sondenteil 7 nur einen winzigen
ίο Augenblick in Wirkverbindung mit dem eine räumlich
ausgedehnte Form aufweisenden Gegenelement 1, gegebenenfalls gerade ausreichend, um durch einen
Impuls einen Schaltvorgang einzuleiten, nimmt der induktive Abgriff dagegen seine unterste Position ein,
dann bleibt der durch die Vorderkante 9 des Gegenelements 1 ausgelöste Schaltzustand des induktiven
Abgriffs um etwa 250° Wellenumdrehung erhalten. Selbstverständlich sind sämtliche Zwischenwerte einstellbar.
Unter Verwendung eines solchen induktiven Abgriffs in Verbindung mit einem in dieser Weise räumlich in
seiner Ausdehnung veränderlichen Gegenelement ist es daher möglich, beliebige Zeitdauern von bevorzugt
induktiv eingeleiteten Schaltzuständen einzustellen und für beliebige Zeiträume aufrechtzuerhalten, die Einstellung
ist äußerst einfach und geschieht durch Vertikalverschiebung des induktiven Abgriffs relativ zu dem
Gegenelement, wobei selbstverständlich auch die umgekehrte Möglichkeit denkbar ist, sofern das
Gegenelement einen entsprechenden Freiheitsgrad in dieser Richtung aufweist
Der F i g. 2 läßt sich noch entnehmen, daß der Träger
2 einen schützenden oder isolierenden Zwischenbelag 20 tragen kann, auf den dann das Gegenelement 1, das
im einfachsten Fall eine Kupferkaschierung sein kann, aufgebracht wird. Die antreibende Welle ist mit dem
Bezugszeichen 21 versehen.
Fig.3 zeigt, daß das Lagerelement 13 für das
Trägergehäuse 8 in Form eines Winkels ausgebildet ist, der in beliebiger Weise an einer zugehörigen stationären
Wand, einem Träger od. dgl. der Maschine angeschraubt sein kann.
Wie schon erwähnt, eignet sich die erfindungsgemäße Vorrichtung insbesondere zur Anwendung auf dem
Gebiet der Druckindustrie allgemein, da dort eine Bewegung von weiterzubehandelnden Elementen im
Maschihentakt erfolgt und daher diese Bewegung abgestimmt ist auf die Grundbewegung von Wellen
u. dgl., so daß, wie auch im speziellen Ausführungsbeispiel
erläutert durch Ausnutzung dieser Wellenbewegung entsprechende Schalt- und Steuersignale gewonnen
werden können.
Hierzu 2 Blatt Zeichnungen
Claims (7)
1. Vorrichtung zur Erfassung der Einwirkung eines
sich bewegenden Elements, beispielsweise eines Winkelsektors einer sich mit konstanter Geschwindigkeit drehenden Welle zur Bewirkung von
Schaltungs- und Arbeitsabfolgen im Ablauf eines Maschinentakts, auf ein eine induktive oder kapazitive Sonde umfassendes Abgriffsystem, dessen Ausgangssignal von dem sich bewegenden, keilförmigen
Element veränderbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Sonde (7, 10) des Abgriffsystems (6) in Querrichtung zur Bewegungsrichtung
des keilförmigen Elements (1) zur Veränderung der Dauer der Schaltzeit verschiebbar angeordnet ist
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das keilförmige Element (1) auf einem
sich in translatorischer Richtung bewegenden Träger angeordnet ist
3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das sich bewegende Element (1) in
Form eines sich spiralig erweiternden Winkels auf einer als Träger'ausgebildeten Scheibe (2) angeordnet ist, die sich auf einer drehbaren Welle (21)
befindet
4. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet daß die
Scheibe (2) aus einem, Jen Schaltzustand der Sonde (7) nicht beeinflussenden Material besteht auf
welches das Element (1) in Form einer Kupferkaschierung angeordnet ist, daß die innere Begrenzungslinie (4) des Elements (1) einer Kreisform und
die äußere Begrenzungslinie (5) einer spiralig nach außen verlaufenden Linie folgt und daß die
Vorderkante (9) des Elements (1) als Radius ausgebildet ist
5. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der
als induktives Schaltelement ausgebildete Abgriff (6) aus einer örtlich über oder im Bereich des Elements
(1) angeordneten Sonde (7) und aus einem zugehörigen Trägergehäuse (8) besteht, welches
vertikal verschiebbar auf einem stationären Lagerteil (13) gelagert ist
6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Trägergehäuse für die Sonde (7) in
seinem Inneren entsprechende Schaltungselemente aufnimmt und über einen Bügel (U) mit der Sonde
(7) verbunden ist und daß am Trägergehäuse (8) Führungen für Lagerzapfen (16,17) ausgebildet sind,
auf denen dieses in vertikaler Richtung gleitet.
7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet daß um einen der Lagerzapfen (17)
zwischen Trägergehäuse (8) für die Sonde (7) und Lagerteil (13) eine Schraubendruckfeder (18) angeordnet ist und die Vertikalverschiebung des
Trägergehäuses (8) durch Verdrehen einer auf einen der Lagerzapfen (17, 16) aufgeschraubten Rändelmutter (14) erfolgt.
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