DE1092815B - Einrichtung zur motorischen Einstellung eines Gegenstandes in diskrete Winkelstellungen, die jeweils einem als Kombination der Komponenten eines Dualcodes vorgegebenen Kommando, Messwert od. dgl. entsprechen - Google Patents

Description

DEUTSCHES

Zur motorischen Einstellung eines Gegenstandes in diskrete Winkelstellungen, die jeweils einem als Kombination der Komponenten eines Dualcodes vorgegebenen Kommando, Meßwert od. dgl. entsprechen, sind Einrichtungen bekannt, bei denen mit dem Gegenstand ein Drehkörper gekoppelt ist, auf dem sämtliche vorkommenden Dualkombinationen abtastbar gespeichert sind und bei jedem Umlauf des Drehkörpers nacheinander abgetastet und mit der durch das Kommando vorgegebenen Dualkombination verglichen werden; ferner sind Schaltmittel (Relais) vorgesehen, die den Einstellmotor stillsetzen, sobald miteinander übereinstimmende (oder einander in sonstiger bestimmter Weise zugeordnete) Dualkombinationen zum Vergleich kommen.

Um bei einer solchen Einrichtung eine möglichst hohe Arbeitsgeschwindigkeit zu erzielen, ist es erwünscht, daß der Drehkörper (und damit der einzustellende Gegenstand) bei Kommandowechsel von der bisher eingenommenen Winkelstellung stets auf dem kürzesten Wege, d. h. also unter Zurücklegung des kleinsten Drehwinkels, in die neue Winkelstellung gelangt.

Eine dementsprechende Richtungssteuerung des Einstellmotors wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß die Komponenten einiger bestimmter, aus der Gesamtzahl der Codestellen des benutzten Codes ausgewählter Codestellen entsprechend ihren Kombinationen zusätzlich die Stromspulen eines zwei- oder mehrspuligen Verhältnisstrominstrumentes motorähnlicher Bauart in an sich bekannter Weise über Relais an Festspannungen legen, die geeignet sind, das Verhältnisstrominstrument in eine geringe Anzahl diskreter, vorzugsweise gleichmäßig über 360° verteilter Winkelstellungen einzustellen, wobei jeder dieser Winkelstellungen ein Winkeleinstellbereich des Drehkröpers zugeordnet ist, in welchem alle den jeweiligen vollständigen Dualkombinationen genau entsprechenden Winkeleinstellungen des Drehkörpers liegen, und daß zwischen der Rotorwelle des Verhältnisstrominstrumentes und der Antriebswelle des Drehkörpers eine Vergleichskontakteinrichtung angeordnet ist, die bei entgegengesetzten Drehrichtungen der beiden Wellen anspricht und gegebenenfalls über ein Relais die Drehrichtung des Einstellmotors umsteuert. Zu diesem Zweck sind also die Dualkombinationen auf dem Drehkörper in solcher Verteilung zu speichern, daß alle innerhalb eines solchen Winkeleinstellbereiches liegenden Dualkombinationen in denjenigen Dualkomponenten übereinstimmen, die zur Einstellung des Verhältnisstrominstrumentes in die diesem Bereich zugeordnete Winkelstellung aus den Kommandos ausgewählt sind.
Die Erfindung macht Gebrauch von der an sich be-Einrichtung zur motorischen Einstellung eines Gegenstandes in diskrete Winkelstellungen, die jeweils einem als Kombination der Komponenten eines Dualcodes vorgegebenen Kommando, Meßwert od. dgl. entsprechen

Anmelder:

HAGENUK

vormals Neufeldt & Kuhnke G.m.b.H., Kiel, Westring 431-451

Dipl.-Ing. Hermann Saacke, Kiel-Kronshagen, ist als Erfinder genannt worden

kannten Eigenschaft eines Verhältnisstrominstrumentes motorähnlicher Bauart, bei einem Wechsel der an die Spulen angelegten Spannungen sich in die neue Winkelstellung immer auf dem kürzesten Weg einzustellen. Da hierbei also nur der Drehsinn der Einstellbewegung des Verhältnisstrominstrumentes durch die Vergleichskontakteinrichtung festgestellt werden muß, genügt es, das Verhältnisstrominstrument in einige wenige Winkelstellungen, z. B. vier, sechs oder acht, bringen zu können, was bekanntlich mit verhältnismäßig wenigen Kontakten zu bewerkstelligen ist.

Für Einrichtungen der eingangs vorausgesetzten Art ist schon eine Schaltungsanordnung bekannt, mit der derselbe Zweck erreicht wird, den auch die Erfindung verfolgt. Bei der bekannten Schaltung wird die Drehrichtungssteuerung des Einstellmotors für den Drehkörper unmittelbar durch die Kontakte auf den Relais, die den Istwert der Einstellung des Drehkörpers mit dem Sollwert vergleichen, vorgenommen. Zu diesem Zweck sind auf diesen Relaiskontakten zwei Kontaktketten gebildet, und die Drehrichtung des Einstellmotors hängt davon ab, welche der beiden Kontaktketten geschlossen ist, was wiederum davon abhängt, welche der Istwert- und welche der Sollwertrelais angesprochen haben.

Diese bekannte Schaltung hat aber den Nachteil, * daß die Anzahl der auf diese Weise hintereinandergeschalteten Relaiskontakte sehr groß ist; bei einem 5stelligen Code z. B. liegen in jeder der beiden Kontaktketten zwölf Relaiskontakte in Reihe. Diese Zahl

009 647/66

ϊ 092815

erhöht sich außerdem bei jeder Vermehrung der Anzahl der Codestellen — also bei Vergrößerung der Anzahl der diskreten Einstellungen des Drehkörpers — für jede weitere Codestelle um zwei. Eine größere Anzahl hintereinandergeschalteter Relaiskontakte beeinträchtigt bekanntlich die Betriebssicherheit einer Schaltungsanordnung. Wie aus dem anschließend beschriebenen Ausführungsbeispiel hervorgeht, liegen bei der erfindungsgemäßen Einrichtung zwar auch hintereinandergeschaltete Relaiskontakte in einem Stromkreis, jedoch hängt deren Anzahl nur davon ab, auf wie viele diskrete Winkelstellungen das Verhältnisstrominstrument eingestellt werden soll. Zur Erzielung von beispielsweise acht diskreten Winkelstellungen sind nur maximal drei in Reihe liegende Relaiskontakte erforderlich. Die Anzahl der für das Verhältnisstrominstrument erforderlichen diskreten Winkelstellungen ist aber verglichen mit der Anzahl der erreichbaren diskreten Winkeleinstellungen des Drehkörpers gering, vor allem braucht sie nicht erhöht zu werden, wenn die Anzahl der Codestellen vergrößert wird.

Die Abbildungen zeigen in vereinfachter und schematischer Form ein Ausführungsbeispiel für den Gegenstand der Erfindung.

In der Abb. 1 ist als Drehkörper eine Drehscheibe D dargestellt, auf der in gleichmäßigen Winkelabständen die zweiunddreißig möglichen Kombinationen eines Sstelligen Dualcodes in der Form von radial angeordneten Gruppen offener und geschlossener Fenster gespeichert sind. Die geschlossenen Fenster sind durch die schwarz ausgefüllten Kreise angedeutet. Die Verteilung der Fenstergruppen ist so getroffen, daß immer vier benachbarte Gruppen in den Codestellen 1,2 und 3 übereinstimmen, so daß man die Drehscheibe als in acht 45°-Sektoren I... VIII eingeteilt betrachten kann.

In der Abb. 2 ist die Drehscheibe D seitlich und zum Teil im Schnitt gezeichnet. Sie ist mit dem einzustellenden Gegenstand (nicht dargestellt) gekoppelt zu denken und wird durch den Einstellmotor M über ein Untersetzungsgetriebe UG angetrieben. Die Abtastung der Stellung der Drehscheibe D geschieht hier fotoelektrisch, und zwar mittels der Fotozellen Z₁ ... Z₅ und der gemeinsamen Lichtquelle L, die sich beiderseits der Drehscheibe D gegenüberstehen. In der gezeichneten Stellung der Drehscheibe sind sämtliche Fotozellen unbelichtet. K₁ ... K₅ sind Relais zum Empfang der ankommenden Kommandos. A₁ ... A₅ sind Abtastrelais, die bei Belichtung der Fotozellen Strom bekommen. Alle Relaiskontakte sind in Ruhestellung gezeichnet. Jeder der Kontakte a_t... a₅ der ^-Relais liegt mit einem der Kontakte ^₁₁ ... k₅₁ der Ä-Relais in Wechselschaltung. Solange in jeder Codestelle die beiden zu der Wechselschaltung gehörenden Kontakte, also O₁-^₁₁, a₂-k₂₁ usf., entweder beide in Ruhe- oder beide in Arbeitsstellung stehen (Übereinstimmung), ist das Einschaltrelais E für den Einstellmotor M stromlos. Trifft jedoch ein neues, mit der an der Drehscheibe abgetasteten Fensterkombination nicht übereinstimmendes Kommando ein, so wird in wenigstens einer Codestelle von den zu dieser Codestelle gehörenden A- und ΛΓ-Relais das eine seine Arbeitsstellung und das andere seine Ruhestellung einnehmen. Die a- und ^-Kontakte dieser Relais schließen dann den Stromkreis für das -Ε-Relais, dieses zieht an, und sein Kontakt e_x legt den Einstellmotor M an Spannung. Dieser treibt nun die Drehscheibe D so lange an, bis den Fotozellen Z₁. . .Z₅ eine mit dem Kommando übereinstimmende Fensterkombination gegenübersteht. Sobald diese Fensterkombination abgetastet wird, nehmen die Kontakte der Kontaktpaare G₁-^₁₁... a₅-k₅₁ wieder übereinstimmende Stellungen ein, so daß der Stromkreis des Ε-Relais wieder unterbrochen und der Motor M abgeschaltet wird.

Von jedem Kommandorelais der drei ersten Codestellen, also K₁, K₂ und K_v werden noch drei weitere Kontakte betätigt, nämlich vom Relais K₁ die Kontakte k₁₂, k_is, k_u, vom Relais K₂ die Kontakte k₂₂, k_2s, k_2l und vom Relais K_s die Kontakte k₃₂, k._iV k_M. Diese

ίο Kontakte sind so zusammengeschaltet, daß sie die Spannungen + U, — U und 0 der beiden Spannungsquellen U₁ und U₂ gemäß den acht möglichen Teilkommandos in ebenso vielen verschiedenen Kombinationen an die raumfesten Kreuzspulen χ und 3' des Verhältnisstrominstrumentes VJ anlegen, so daß sich dessen Rotor N-S dementsprechend in acht verschiedene, jeweils um den Winkelbetrag eines Sektors der Drehscheibe voneinander entfernte diskrete Winkelstellungen einstellt, deren jede demjenigen Sektor auf der Drehscheibe zugeordnet ist, dessen Fensterkombinationen das gegebene Teilkommando enthalten. Zur Richtungssteuerung des Einstellmotors M ist zwischen der Rotorwelle des Verhältnisstrominstrumentes und der Antriebswelle des Drehkörpers eine Vergleichskontakteinrichtung NK vorgesehen, deren einer Kontaktarm r auf der Rotorwelle RW und deren anderer Kontaktarm d auf der Welle DW der Drehscheibe D sitzt. Sobald sich die beiden Kontaktarme d und r berühren, wird ein Steuerrelais 5" an Spannung gelegt, das durch Betätigung seines Wechselkontaktes S₁ die normale Laufrichtung des Motors M umkehrt, indem es die Feldwicklung FW₁ aus- und die umgekehrt gepolte Feldwicklung FW₂ einschaltet. Damit die umgesteuerte Laufrichtung des Motors M bis zum Erreichen der neuen Drehscheibenstellung beibehalten wird, auch wenn die Kontaktarme d und r sich nur vorübergehend berühren, so ist für das Relais S noch ein Selbsthaltekontakt S₉ zu den Kontaktarmen parallel geschaltet. Der Selbsthaltekreis des 5"-Relais wird bei Abschaltung des Einstellmotors durch den in diesem Relaisstromkreis liegenden Kontakt e₂ des £-Relais bei dessen Abfall wieder aufgetrennt. Da somit bei Einschaltung des Einstellmotors zunächst immer dieselbe Laufrichtung vorgegeben ist, genügt die dargestellte einfache, einseitig wirkende Kontakteinrichtung zur Umsteuerung.

Der Wirkungsablauf der vorstehend beschriebenen Anordnung ist folgender:

Beim Eintreffen eines neuen Kommandos bekommt auf die bereits näher beschriebene Weise das Einschaltrelais E Strom und setzt den Einstellmotor M in Lauf. Gleichzeitig wird das aus den Codestellen 1,2 und 3 abgeleitete Teilkommando dem Verhältnisstrominstrument VI zugeführt. Stimmt der Drehsinn der Einstellbewegung seines Rotors N-S mit der normalen Laufrichtung der Drehscheibe überein, so läuft der Kontaktarm r dem Kontaktarm d voraus, und der Rotor kann sich unmittelbar frei einstellen; die Drehscheibe D läuft ihm nach, bis sie ihre Einstellung erreicht hat. Ist jedoch der Drehsinn der Einstellbewegung des Rotors N-S der vorgegebenen Laufrichtung der Drehscheibe entgegengesetzt, so läuft der Kontaktarm r auf den Kontaktarm d auf, wodurch, wie bereits näher beschrieben, das .9-Relais betätigt wird, das die Laufrichtung des Motors M umsteuert; sodann laufen beide Kontaktarme gemeinsam in der neuen Richtung, bis der Rotor seine neue Winkelstellung erreicht hat. Darauf läuft die Drehscheibe D trotz öffnung des Kontaktes d, r (wegen des noch geschlossenen Selbsthaltekreises des ^-Relais) allein bis in ihre genaue

Winkelstellung innerhalb des zugeordneten Sektors weiter, bei deren Erreichung der Einstellmotor abgeschaltet wird.

Damit sich die Drehscheibe D ungehindert auf jedes Kommando innerhalb eines Sektors einstellen kann, sind die Kontaktarme d und r auf ihren Wellen in solcher gegenseitiger Lage angebracht, daß bei fest auf ein Teilkommando eingestelltem Rotor N-S eine Kontaktgabe dann und nur dann eintritt, wenn die Drehscheibe bei ihrer Einstellbewegung, bezogen auf die räumliche Lage der Abtasteinrichtung, die Grenze des der Winkeleinstellung des Rotors zugeordneten Sektors (bei normaler Laufrichtung des Einstellmotors) überschreitet.

Es sei noch der besondere Fall betrachtet, daß die neue Einstellung innerhalb desselben Sektors liegt wie die bisherige, jedoch bei normaler Laufrichtung des Motors nicht auf dem kürzesten Wege erreichbar ist. Da ja für alle Kommandos desselben Sektors das Teilkommando dasselbe ist, wird das Verhältnisstrominstrument in diesem Falle keine Einstellbewegung ausführen. Dies hat zur Folge, daß die Drehscheibe von der bestehenden Einstellung aus zunächst in normaler Laufrichtung bis zur Sektorgrenze läuft, wo der Kontaktarm d den Kontaktarm r erreicht und die Umsteuerung des Motors auf Rückwärtslauf erfolgt. Hierdurch entsteht zwar innerhalb dieses Sektors ein gewisser Umweg, der aber geringfügig ist gegenüber einem Umweg von nahezu 360°, den die Drehscheibe bei solcher Lage der neuen Einstellung ohne Riehtungssteuerung machen würde.

Für das beschriebene Ausführungsbeispiel ist lediglich aus Gründen der einfacheren Darstellung ein nur 5stelliger Code gewählt. In der praktischen Ausführung werden jedoch meist höherstellige Codes benötigt, um eine möglichst große Anzahl diskreter Winkelstellungen zu erzielen, so z. B. ein 7stelliger Code für hundertachtundzwanzig Winkelstellungen. Bei solchen höherstelligen Codes zeigt sich der Vorteil der Erfindung besonders deutlich, denn für jede weitere Codestelle ist zwar, wie üblich, ein weiteres Kommandorelais, ein weiteres Abtastrelais und eine weitere Fotozelle erforderlich, an der Umsteuerschaltung dagegen, insbesondere an der Anzahl der Kontakte für die Kontaktkombination zur Beaufschlagung des Verhältnisstrominstrumentes, braucht sich nichts zu ändern, da die Anzahl der gewählten diskreten Winkelstellungen des Verhältnisstrominstrumentes von der Anzahl der Einstellungen der Drehscheibe unabhängig beibehalten werden kann.

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Einrichtung zur motorischen Einstellung eines Gegenstandes in diskrete Winkelstellungen, die jeweils einem als Kombination der Komponenten eines Dualcodes vorgegebenen Kommando, Meßwert od. dgl. entsprechen, zu welchem Zwecke mit dem Gegenstand ein Drehkörper gekoppelt ist, auf dem sämtliche vorkommenden Dualkombinationen abtastbar gespeichert sind und bei jedem Umlauf des Drehkörpers nacheinander abgetastet und mit der durch das Kommando vorgegebenen Dualkombination verglichen werden, und bei welcher Einrichtung Schaltmittel (Relais) vorgesehen sind, die den Einstellmotor stillsetzen, sobald miteinander übereinstimmende (oder einander in sonstiger bestimmter Weise zugeordnete) Dualkombinationen zum Vergleich kommen, dadurch gekennzeichnet, daß zur Drehrichtungssteuerung des Einstellmotors die Komponenten einiger bestimmter, aus der Gesamtzahl der Codestellen des benutzten Codes ausgewählter Codestellen entsprechend ihren Kombinationen zusätzlich die Stromspulen eines zwei- oder mehrspuligen Verhältnisstrominstrumentes motorähnlicher Bauart in an sich bekannter Weise über Relais an Festspannungen legen, die geeignet sind, das Verhältnisstrominstrument in eine geringe Anzahl diskreter, vorzugsweise gleichmäßig über 360° verteilter Winkelstellungen einzustellen, wobei jeder dieser Winkelstellungen ein Winkeleinstellungsbereich des Drehkörpers zugeordnet ist, in welchem alle den jeweiligen vollständigen Dualkombinationen genau entsprechenden Winkeleinstellungen des Drehkörpers liegen, und daß zwischen der Rotorwelle des Verhältnisstrominstrumentes und der Antriebswelle des Drehkörpers eine Vergleichskontakteinrichtung angeordnet ist, die bei entgegengesetzten Drehrichtungen der beiden Wellen anspricht und gegebenenfalls über ein Relais die Drehrichtung des Einstellmotors umsteuert.

   In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 288 860, 767 980, 026, 947 536.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

   © 009 647/66 11.60