DE19636607A1

DE19636607A1 - Servo-drive for shaft setting

Info

Publication number: DE19636607A1
Application number: DE1996136607
Authority: DE
Inventors: Guenter Dammann; Josef Wittenborg
Original assignee: Miele und Cie KG
Current assignee: Miele und Cie KG
Priority date: 1996-09-10
Filing date: 1996-09-10
Publication date: 1998-03-12
Anticipated expiration: 2016-09-11
Also published as: DE19636607C2

Abstract

The drive involves motor (4) and drive shaft (7) with a profiled end to locate on to a corresponding profile on the end of the driven shaft. An outer sleeve (9) locates the two shaft ends axially and allows some axial play in the coupling. The driven shaft is fitted with a contact switch to monitor the angular settings of the shaft. The outer sleeve has a chamfered input end for ease of locating over the end of the driven shaft. The motor mounting flange is secured on a fixed flange (14) with a limited amount of rotation in either direction. This movement is limited by pins (20) on the fixed plate locating in slots in the motor flange.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur automatischen Änderung der Winkelstellung einer Welle durch eine motorbetätigte Mitnehmerwelle, wobei die Welle und/oder die Mitnehmerwel le zur Ausführung einer formschlüssigen Kopplung ihrer Enden in axialer Richtung zueinander bewegbar sind. Desweiteren betrifft die Erfindung ein Verfahren/eine Vorrichtung zur automa tischen Änderung der Winkelstellung einer Welle unter Verwendung einer solchen Vorrichtung. Außerdem betrifft die Erfindung eine Vorrichtung bzw. Verfahren zur Überprüfung der Schalt stellungen eines Drehwahlschalters unter Verwendung einer Vorrichtung und/oder eines Ver fahrens zur automatischen Änderung der Winkelstellung der vorgenannten Art.The invention relates to a device for automatically changing the angular position of a Shaft through a motor-driven driver shaft, the shaft and / or the driver shaft le to perform a positive coupling of their ends in the axial direction to each other are movable. Furthermore, the invention relates to a method / an apparatus for automa table change the angular position of a shaft using such a device. The invention also relates to a device and method for checking the switching positions of a rotary selector switch using a device and / or a Ver driving to automatically change the angular position of the aforementioned type.

Es sind Prüfvorrichtungen für Drehwahlschalter bekannt, bei denen der Prüfvorgang vollständig automatisiert ist. Bei diesen wird die Leiterkarte, auf der sich der Drehwahlschalter befindet, unter der Prüfvorrichtung plaziert und die Lötpunkte des Schalters über gefederte Kontaktstifte oder andere geeignete Kontaktiervorrichtungen mit einer Prüfvorrichtung verbunden. Diese Prüfvorrichtung beinhaltet einen Steuerrechner, Meßinstrumente und einen Schrittmotor. Durch den Schrittmotor wird über eine Mitnehmerwelle die Schalterwelle Schaltstufe für Schaltstufe gedreht und die ordnungsgemäße Kontaktbelegung in den einzelnen Stufen durchgemessen.Test devices for rotary selector switches are known in which the test process is complete is automated. In these, the circuit board on which the rotary selector switch is located placed under the test device and the solder points of the switch via spring-loaded contact pins or other suitable contacting devices connected to a test device. This Test device includes a control computer, measuring instruments and a stepper motor. Through the stepper motor, the switch shaft switching stage for a driver shaft Switching stage rotated and the correct contact assignment in the individual stages measured.

Besitzt das Ende der Schalterwelle eine Form deren Querschnitt von einem Kreis abweicht, so kann die Kopplung der Mitnehmerwelle mit der Schalterwelle in einfacher Weise durch Form schluß erfolgen. Dieser Formschluß kann, nachdem die Leiterkarte ihre horizontale Prüfposi tion eingenommen hat, durch eine Bewegung der Leiterkarte in axialer Richtung der Schalter welle, also in der Vertikalen erfolgen. Dabei ist zu berücksichtigen, daß das Anfahren der hori zontalen Prüfposition der Leiterkarte sowie die Position des Schalters auf der Karte mit Tole ranzen behaftet ist.If the end of the switch shaft has a shape whose cross-section deviates from a circle, then can form the coupling of the driver shaft with the switch shaft in a simple manner in the end. This positive locking can take place after the printed circuit board has completed its horizontal test posi tion, by moving the circuit board in the axial direction of the switch wave, that is vertical. It should be noted that starting the hori Central check position of the circuit board as well as the position of the switch on the card with tole satchel is afflicted.

Der Erfindung stellt sich daher in allgemeiner Weise das Problem, eine Vorrichtung bzw. ein Verfahren zur automatischen Änderung der Winkelstellung einer Welle der eingangs be schriebenen Art zu offenbaren, bei dem ein axialer Versatz zwischen Welle und Mitnehmerwel le ausgeglichen werden kann.The invention therefore generally presents the problem of a device or Method for automatically changing the angular position of a shaft of the beginning type to disclose, in which an axial offset between the shaft and driving shaft le can be compensated.

Erfindungsgemäß wird dieses Problem durch eine Vorrichtung bzw. ein Verfahren mit den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbil dungen der erfindungsgemäßen Vorrichtung ergeben sich aus den nachfolgenden Unteran sprüchen. According to the invention, this problem is solved by a device or a method with the Features of the independent claims solved. Advantageous refinements and training The device according to the invention is derived from the following subordinate statements sayings.

Eine erfindungsgemäß ausgebildete Vorrichtung bzw. ein erfindungsgemäß ausgebildetes Verfahren zur Überprüfung der Schaltstellung eines Drehwahlschalters ist durch die Verwen dung einer Vorrichtung und/oder eines Verfahrens nach einem der unabhängigen oder ab hängigen Ansprüche gekennzeichnet.A device designed according to the invention or a device designed according to the invention The procedure for checking the switch position of a rotary selector switch is by the user a device and / or a method according to one of the independent or pending claims.

Mit der erfindungsgemäßen Ausbildung der Vorrichtung sind folgende Vorteile erreichbar:
Durch die Zentrierhilfe wird zunächst der axiale Versatz der beiden Wellen ausgeglichen. Bei alleiniger Verwendung dieser Zentrierhilfe würde jedoch der Motor samt Mitnehmerwelle beim Ausgleich des Versatzes gekippt, was eine Schrägstellung der beiden Wellen zueinander zur Folge hätte. Eine Drehung der Schalterwelle in dieser gekippten Stellung wäre winkelgenau nicht möglich, außerdem würde eine Beschädigung der zu drehenden Welle erfolgen. Durch die Ausgleichseinrichtung und die schwimmende Lagerung des Motors wird sein Kippen in eine Bewegung in einer zu den Wellenachsen senkrechten Ebene umgesetzt. Durch die Fixiereinrichtung wird erreicht, daß dabei die Drehung des Motors trotz seiner beweglichen Lagerung auf einen geringen Winkel begrenzt wird. Wäre dies nicht der Fall, würde sich beim Prüfvorgang nicht die Schalterwelle, sondern der Motor selbst drehen.The following advantages can be achieved with the design of the device according to the invention:
The axial offset of the two shafts is initially compensated for by the centering aid. If this centering aid were used alone, however, the motor and driver shaft would be tilted to compensate for the offset, which would result in the two shafts being inclined relative to one another. A rotation of the switch shaft in this tilted position would not be possible at the exact angle, and damage to the shaft to be rotated would also occur. The compensation device and the floating mounting of the motor convert its tilting into a movement in a plane perpendicular to the shaft axes. The fixing device ensures that the rotation of the motor is limited to a small angle despite its movable mounting. If this were not the case, the switch shaft would not rotate during the test process, but the motor itself.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen rein schematisch dargestellt und wird nachfolgend näher beschrieben. Es zeigen:An embodiment of the invention is shown purely schematically in the drawings and is described in more detail below. Show it:

Fig. 1 Eine erfindungsgemäß aufgebaute Vorrichtung zur Prüfung eines Drehwahl schalters (2) im Querschnitt Fig. 1 An inventive device for testing a rotary switch ( 2 ) in cross section

Fig. 2 Die Vorrichtung gemäß Fig. 1 in Explosionsdarstellung Fig. 2 The device of FIG. 1 in an exploded view

Fig. 3 Die Vorrichtung gemäß Fig. 1 in dreidimensionaler Darstellung Fig. 3 The device of FIG. 1 in a three-dimensional representation

Fig. 4 a-c Die Mitnehmerwelle (7) der Vorrichtung während des Positioniervorgangs auf die Welle des Drehwahlschalters (2). Fig. 4 ac The driver shaft ( 7 ) of the device during the positioning process on the shaft of the rotary selector switch ( 2 ).

Die Figuren zeigen eine erfindungsgemäß aufgebaute Vorrichtung zur automatischen Ände rung der Winkelstellung einer Welle am Beispiel einer Prüfvorrichtung für Drehwahlschal ter (2). Zur Ausführung des Prüfvorgangs wird die Leiterkarte (1), auf der sich der Drehwahl schalter (2) befindet, zunächst durch eine Transporteinrichtung (nicht dargestellt) in horizonta ler Richtung bewegt, bis sich die Schalterwelle (3) unter der Prüfvorrichtung befindet. An schließend hebt die Transporteinrichtung die Leiterkarte (1) in vertikaler Richtung bis zum Er reichen der Prüfposition an. Der Drehwahlschalter (2) besitzt am Schalterwellenende (4) eine Abflachung (5) zur drehfesten Befestigung eines in den Zeichnungen nicht dargestellten Kne bels.The figures show a device constructed according to the invention for automatically changing the angular position of a shaft using the example of a test device for rotary selector switch ( 2 ). To carry out the test procedure, the circuit board ( 1 ) on which the rotary selector switch ( 2 ) is located is first moved horizontally by a transport device (not shown) until the switch shaft ( 3 ) is located under the test device. Then the transport device lifts the circuit board ( 1 ) in the vertical direction until it reaches the test position. The rotary selector switch ( 2 ) has a flattened portion ( 5 ) on the switch shaft end ( 4 ) for the rotationally fixed fastening of a lever not shown in the drawings.

Die Prüfvorrichtung beinhaltet einen Schrittmotor (6), der eine Mitnehmerwelle (7) dreht. Das Ende der Mitnehmerwelle (7) ist als formschlüssige Aufnahme für das Schalterwellenende (4) ausgebildet (s. Fig. 4a). Es ist hierzu ebenfalls mit einer Abflachung (8) versehen, die mit der Abflachung (5) am Schalterwellenende (4) korrespondiert und von einer Zentrierhülse (9) um geben. Das zur Welle gerichtete Öffnungsende der Zentrierhülse (9) besitzt eine Phase (10), die bei geringem axialen Versatz die Schalterwelle (3) zur Mitnehmerwelle (7) führt (s. Fig. 4b). Der Schrittmotor (6) ist samt Mitnehmerwelle (7) auf einer Flanschplatte (11) fixiert, welche in ihrer Mitte eine Bohrung (12) sowie eine angeformte Paßhülse (13) besitzt, in der die Mit nehmerwelle (7) geführt ist.The test device includes a stepper motor ( 6 ) that rotates a drive shaft ( 7 ). The end of the driver shaft ( 7 ) is designed as a positive receptacle for the switch shaft end ( 4 ) (see Fig. 4a). For this purpose, it is also provided with a flattened portion ( 8 ) which corresponds to the flattened portion ( 5 ) at the switch shaft end ( 4 ) and which is provided by a centering sleeve ( 9 ). The opening end of the centering sleeve ( 9 ) facing the shaft has a phase ( 10 ) which, with a slight axial offset, leads the switch shaft ( 3 ) to the drive shaft ( 7 ) (see Fig. 4b). The stepper motor ( 6 ) is fixed together with the driver shaft ( 7 ) on a flange plate ( 11 ), which has a bore ( 12 ) and a molded adapter sleeve ( 13 ) in its center, in which the drive shaft ( 7 ) is guided.

Die Lagerung des Schrittmotors (6) und der gesamten Ausgleichseinrichtung erfolgt durch ei nen Grundkörper (14), der durch eine angedeutete Halteplatte (15) ortsfest über der Trans porteinrichtung positioniert ist. Der Grundkörper (14) besitzt in seiner Mitte eine Bohrung (16) zur Aufnahme der Paßhülse (13). Um eine Bewegung der Flanschplatte (11) samt Motor und Mitnehmerwelle (7) in der Horizontalen, also senkrecht zur Achse der Mitnehmerwelle (7) zu ermöglichen, ist die Paßhülse (13) gegenüber der Bohrung (16) im Grundkörper (14) mit Spiel angeordnet. Das Spiel zwischen Bohrung (16) und Paßhülse (13) ist so dimensioniert, daß es mit der Ausdehnung der Phase (10) in horizontaler Richtung übereinstimmt. Zur schwimmen den Lagerung der Flanschplatte (11) besitzt die Bohrung (16) eine Senkung (17), in der ein Axialkugellager (18) mit umgedrehten Lagerschalen (19a, b) angeordnet ist.The storage of the stepper motor ( 6 ) and the entire compensation device is carried out by egg nen base body ( 14 ), which is positioned by an indicated holding plate ( 15 ) stationary over the trans port device. The base body ( 14 ) has a bore ( 16 ) in its center for receiving the adapter sleeve ( 13 ). To a movement of the flange plate (11) together with the motor and driving shaft (7) in the horizontal, thus allowing perpendicular to the axis of the driving shaft (7), the adapter sleeve (13) opposite the bore (16) in the base body (14) with play arranged. The play between the bore ( 16 ) and the adapter sleeve ( 13 ) is dimensioned so that it corresponds to the extension of the phase ( 10 ) in the horizontal direction. For floating the mounting of the flange plate ( 11 ), the bore ( 16 ) has a counterbore ( 17 ) in which an axial ball bearing ( 18 ) with upside down bearing shells ( 19 a, b) is arranged.

Eine Fixiereinrichtung, bestehend aus einem in der Bohrung (23) im Grundkörper (14) befe stigten Stift (20) und einem Langloch (21) in der Flanschplatte (11), bewirkt, daß sich die Drehung des Schrittmotors (6) während des Prüfbetriebs auf den Drehwahlschalter (2) über trägt und der Schrittmotor (6) aufgrund seiner schwimmenden Lagerung nicht selbst relativ zur Schalterwelle (3) gedreht wird. Das Spiel der Paßhülse (13) in der Bohrung (16) und die Aus dehnung des Langlochs (21) in Längsrichtung sind derart bemessen, daß die während des Toleranzausgleichs ausgeführte Bewegung größtenfalls eine Drehung beinhaltet, welche klei ner als die zur Änderung einer Schaltstelle notwendige Drehung der Mitnehmerwelle (7) ist.A fixing device, consisting of a pin ( 20 ) in the bore ( 23 ) in the base body ( 14 ) and a slot ( 21 ) in the flange plate ( 11 ), causes the stepper motor ( 6 ) to rotate during the test operation the rotary selector switch (2) bears on and the stepping motor (6) itself is not rotated because of its floating mounting relative to the switch shaft (3). The game of the adapter sleeve ( 13 ) in the bore ( 16 ) and the elongation from the elongated hole ( 21 ) in the longitudinal direction are dimensioned such that the movement carried out during the tolerance compensation contains at most a rotation which is smaller than that required to change a switching point Rotation of the driver shaft ( 7 ) is.

Befindet sich der Drehwahlschalter (2) nach der Einnahme der Position unter der Prüfeinrich tung nicht in seiner Ausgangsstellung, d. h., die Schalterwelle (3) ist verdreht worden, so ist durch die unterschiedliche Winkelstellung der Abflachungen (5; 8) ein formschlüssiger Eingriff nicht möglich (s. Fig. 4c). In diesem Fall drückt die Schalterwelle (3) beim Einnehmen der Prüfposition die Mitnehmerwelle (7) samt Schrittmotor (6) und Flanschplatte (11) nach oben. Induktive Näherungssensoren (22a, b) in der Flanschplatte (11) reagieren dann auf eine Ent fernung vom Grundkörper (14), wodurch vom Steuerrechner der Prüfvorrichtung eine Fehler meldung abgegeben werden kann.If the rotary selector switch ( 2 ) is not in its initial position after taking the position under the test device, ie the switch shaft ( 3 ) has been rotated, a positive engagement is not possible due to the different angular position of the flats ( 5 ; 8 ) (see Fig. 4c). In this case, the switch shaft ( 3 ) pushes the driver shaft ( 7 ) together with the stepper motor ( 6 ) and flange plate ( 11 ) upwards when the test position is reached. Inductive proximity sensors ( 22 a, b) in the flange plate ( 11 ) then react to a distance from the base body ( 14 ), whereby an error message can be issued by the control computer of the test device.

Claims

1. Device for automatically changing the angular position of a shaft ( 3 ) by a motor-driven drive shaft ( 7 ), the shaft ( 3 ) and / or the drive shaft ( 7 ) for executing a positive coupling of their ends in the axial direction to each other be movable, marked by

- A centering aid arranged on at least one of the ends for bridging an axial offset of the shafts ( 3; 7 )
- A compensation device, which supports the motor and the driver shaft ( 7 ) movably in a plane perpendicular to the shaft axes, and
- A fixing device which limits rotation of the motor ( 6 ) within the compensation device to a predetermined maximum angle.

2. Device for automatically changing the angular position of a shaft according to claim 1, characterized in that a centering sleeve ( 9 ) arranged on the driving shaft ( 7 ) is used as the centering aid, the opening end of which is directed towards the shaft ( 3 ) and provided with a phase ( 10 ) is.

3. Device for automatically changing the angular position of a shaft according to one of claims 1 or 2, characterized in that the compensating device from a fixed body with respect to the positioned shaft ( 3 ) ( 14 ) with a bore ( 16 ) for carrying out the driver shaft ( 7th ) and a with respect to the base body ( 14 ) floating flange plate ( 11 ) for receiving the motor ( 6 ).

4. Device for automatically changing the angular position of a shaft according to claim 3, characterized in that the floating mounting of the flange plate ( 11 ) relative to the base body ( 14 ) by a bearing cage of an axial ball bearing ( 18 ) in a recess ( 17 ) formed as a bearing bush Bore ( 16 ) exists.

5. Device for automatically changing the angular position of a shaft according to one of claims 3 or 4, characterized in that a fitting sleeve ( 13 ) arranged on the flange plate ( 11 ) is guided through the bore ( 16 ).

6. Device for automatically changing the angular position of a shaft according to one of claims 1 to 5, characterized in that the fixing device from a on the flange plate ( 11 ) arranged elongated hole ( 21 ), egg nem on the base body ( 14 ) arranged pin ( 20 ) and there is a limitation of the bearing tolerance between the bore ( 16 ) and fitting sleeve ( 13 ).

7. The device for automatically changing the angular position of a shaft according to one of claims 1 to 6, characterized by a device for sensing the distance between the base body ( 14 ) and the flange plate ( 11 ).

8. The method for automatically changing the angular position of a shaft ( 3 ) by a motor-operated drive shaft ( 7 ), the shaft ( 3 ) and / or the drive shaft ( 7 ) for executing a positive coupling of their ends in the axial direction to each other be movable , characterized,

- That the shaft ( 3 ) is moved under the driver shaft ( 7 ),
- That a centering aid is used to bridge an axial offset of the shafts ( 3 ; 7 ),
- That the centering movement of the motor ( 6 ) is limited to a plane perpendicular to the shaft axes by storage in a compensating device
- And that a fixing device limits the rotation of the motor within the compensation device to a predetermined maximum angle.

9. The device or method for checking the switching positions of a rotary selector switch ( 2 ) using a device and / or a method according to one of claims 1 to 8.