DE3338972A1

DE3338972A1 - Nachlaufwerk fuer ein kompensationsmessgeraet

Info

Publication number: DE3338972A1
Application number: DE19833338972
Authority: DE
Inventors: Norbert Helmschrott; Herbert Dipl.-Ing.(FH) 7730 Villingen-Schwenningen Kirner
Original assignee: Kienzle Apparate GmbH
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1983-10-27
Filing date: 1983-10-27
Publication date: 1985-05-09
Anticipated expiration: 2003-10-28
Also published as: FR2554226A1; JPS60173413A; GB2149115A; JPH053884B2; GB2149115B; GB8426981D0; FR2554226B1; DE3338972C2

Description

18.10.83 011.12 dö Ri Akte 1837

Nachlaufwerk für ein Kompensationsmeßgerät

Die Erfindung betrifft ein Nachlaufwerk, für ein Kompensationsmeßgerät mit einem Stellmotor, einem Winkelgeber, einem Unter-Setzungsgetriebe und einer Stellwelle, welche über ein geeignetes Kupplungsorgan mit einem Registrier- und/oder Anzeigemittel des Meßgerätes in Wirkverbindung steht und welche in- einem die Funktionselemente des Nachlaufwerkes aufnehmenden Träger parallel wenigstens zur Welle des Stellmotors gelagert ist.

Bekanntlich wird bei einer Kompensationsmeßmethode, die bevorzugt bei registrierenden Meßgeräten, als Beispiel seien Fahrtschreiber genannt. Anwendung findet, der von einem Geber gelieferte Sollwert einer Meßgröße fortlaufend mit dem angezeigten Istwert verglichen und bei Ungleichheit der Istwert und gleichzeitig auch die kompensierende Vergleichsgröße so lange verändert bzw. nachgestellt, bis der Ausgang des Verstärkers der Kompensationsmeßschaltung stromlos ist. Für diesen Nachführvorgang findet üblicherweise ein gleichstromgespeister Stellmotor Anwendung, der über ein geeignetes Getriebe gleichzeitig einerseits den Istwert an dem Registrier- oder Anzeigeorgan einstellt, andererseits beispielsweise ein Potentiometer betätigt, dessen istwertproportionale Ausgangsspannung zur Vergleichsstelle der Meßschaltung rückgeführt wird. Das dem Stellmotor nachgeschaltete Getriebe hat in diesem Falle die Aufgabe, durch eine geeignete Untersetzung die Einstellumdrehungen des Stellmotors an die für den jeweiligen Meßwert festgelegten Zeiger- und Registrierausschläge anzupassen und, in dem das Getriebe auch als Drehmomentwandler wirkt, die Belastung des Stellmotors durch die Registrierkräfte zu verringern.

Bisher stand, obwohl" es bereits bekannt war, die Bauelemente eines derartigen Nachlaufwerkes an einem in das betreffende Meßgerät einsetzbaren Träger zu haltern, so daß das Nachlauf-

werk eine vom Meßgerät unabhängig handhabungs- und prüffähige Baueinheit darstellt, der Raumbedarf und der Montageaufwand des Nachlaufwerkes in einem krassen Gegensatz zum Aufwand der der Meßwertverarbeitung dienenden Kompensationsmeßschaltung. Aufgrund dieser Situation und allgemeiner Forderungen nach vielseitiger Verwendbarkeit und Verbesserung der Austauschfähigkeit von Bau- und Funktionseinheiten, maschineller Montierbarkeit sowie Verringerung der Meßgerätebautiefen und somit Verdichten der einzelnen Funktionseinheiten hatte die Aufgäbe bestanden, für ein derartiges Nachlaufwerk eine sowohl bauteile- und raumoptimierte als auch produktiver herstellbare Architektur zu schaffen.

Die Lösung dieser Aufgabe sieht vor, daß das zwischen dem Stellmotor (12) und der Stellwelle (8) vorgesehene Untersetzungsgetriebe als Stirnradgetriebe (16, 17, 18, 19, 20, 21) ausgebildet und in einem im wesentlichen flachen Raum (3) an der einen Seite des Trägers (1) angeordnet ist.

Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel ist ferner dadurch gekennzeichnet, daß ringförmige koaxial zur Stellwelle (8) mit dem Träger (1) verbundene Widerstandsbahnen (30, 31) und den Widerstandsbahnen (30, 31) zugeordnete an einem mit der Stellwelle (8) verbundenen Zahnrad (21) des Untersetzungsgetriebes befestigte Schleifer (32) den Winkelgeber bilden.

Weitere vorteilhafte Lösungsmerkmale sind in den Unteransprüchen beschrieben.

Der gefundenen Lösung liegt der Gedanke zugrunde, daß die Stellwelle zusammen mit dem auf ihr montierten Kupplungsorgan dasjenige Bauelement im Nachlaufwerk darstellen wird, das bei konsequenter Miniaturisierung und Bauraumverdichtung letzten Endes die größte Baulänge aufweist. Dies deshalb, weil an der Stellwelle erhebliche Drehmomente wirksam sind und wegen der

Übertragungsgenauigkeit eine weitgehend verschleißarme und spielfreie, also will man nicht ungewöhnliche enge Fertigungstoleranzen in Kauf nehmen, eine möglichst lange Lagerung angestrebt werden sollte. Somit bestimmt die Länge der Stellwelle die Tiefe eines Bauraumes innerhalb dessen zweckmäßigerweise sämtliche übrigen Bauelemente des Nachlaufwerkes untergebracht werden müßten.

Die gefundene Lösung stellt abgesehen davon, daß die gestellte Aufgabe in jeder Hinsicht gelöst ist, eine leicht flanschbare flache Baueinheit dar, die vielseitig verwendbar ist und die, weil sie staubdicht gekapselt ist, als ein von einem bestimmten Meß- und Registriergerät unabhängiges Nachlaufaggregat gehandelt werden kann.
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Dieses Ziel ist insbesondere dadurch erreicht worden, daß, wo es möglich war, einzelne Bauelemente für eine Mehrfachfunktion ausgebildet und die bisherige stockwerksartige Architektur sowie die Einzelbefestigungen mittels zusätzlicher Befestigungs- und Sicherungsmittel aufgegeben wurden, aber auch dadurch, daß erkannt wurde, daß für die beabsichtigte Integration des Winkelgebers in das Nachlaufwerk in vorteilhafter Weise die hochgenaue Lagerung der Stellwelle nutzbar ist.

Im folgenden sei die Erfindung anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert.

Es zeigen: Figur 1 ein Anordnungsschema der für die verschiedenen Funktionseinheiten des Nachlaufwerkes vorgesehenen Bauräume

Figur 2 eine Schnittdarstellung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Nachlaufwerkes,
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Figur 3 eine Draufsicht auf das Nachlaufwerk gemäß

Figur 1 bei abgenommenen Deckel,

Figur 4 eine AusführungsVariante insbesondere der Anordnung des Winkelgebers.

Wie das Anordnungsschema Figur 1 zeigt, sind innerhalb des gesamten Bauraumes 0 einem Träger 1 einerseits ein von einem mit dem Träger 1 verbindbaren Deckel 2 abgeschlossener flacher Getrieberaum 3 andererseits ein Motorraum 4 sowie ein Stellwellenlagerraum 5 zugeordnet. Ein mit 6 bezeichneter Raum ist für den im Nachlaufwerk integrierten Winkelgeber vorgesehen.

7 und 8 bezeichnen die Motor- und die Stellwelle. Auf letzterer ist ein Stell- bzw. Kupplungsorgan 9 angeordnet oder anders ausgedrückt letztere dient der Lagerung des Kupplungsorganes

Aus der Schnittdarstellung Figur 2 ist ersichtlich, daß sämtliche Bauelemente des NachlaufWerkes am Träger 1 mittelbar oder unmittelbar gelagert bzw. gehaltert sind und daß der Deckel 2 mit dem Träger 1 rastbar verbindbar ist. Hierzu sind an der Außenfläche einer umlaufenden Wand 10 des Trägers 1 mehrere Noppen ausgebildet, von denen einer mit 11 bezeichnet ist. Der axialen Halterung des Stellmotors 12 der mittels eines an ihm vorgesehenden Bundes 13 im Träger 1 zentriert ist, dienen am Träger 1 angeformte Rasthaken 14 und 15. Das Getriebe des Nachlaufwerkes umfaßt ein auf der Stellmotorwelle 7 befestigtes Ritzel 16 welches in Eingriff steht mit der Verzahnung 17 eines Stirnzahnradpaares 17/18, ein weiteres Stirnzahnradpaar 19/20 sowie ein mit dessen Verzahnung 20 in Eingriff stehenden Zahnrad 21, das seinerseits auf der Stellwelle

8 befestigt ist. Im Träger 1 befestigte Achsen 22 und 23 dienen den über die Verzahnungen 18 und 19 in Wirkverbindung stehenden Zahnradpaaren 17/18 und 19/20 als Lagerelemente während der Deckel 2 die Funktion der axialen Sicherung übernimmt.

Wie ferner der Figur 2 entnommen werden kann, ist die Stellwelle 8 in einer geeignet langen _f in den am Träger 1 angeformten Lageransatz 24 eingepreßten Lagerbuchse gelagert. Lediglich der Vollständigkeit halber sei erwähnt, daß an dem auf der Stellwelle 8 befestigten Kupplungsorgan 9 beispielsweise eine Verzahnung 25, die dem Träger eines Registrierorgans zugeordnet sein kann und eine Zentriersenkung 26 sowie ein Mitnahmeschlitz 27 als Kupplungsmittel für einen Zeiger ausgebildet sind.

Der die stellungsproportionale Umformung in eine elektrische Größe bewirkende Winkelgeber ist bei dem gewählten Ausführungsbeispiel koaxial unmittelbar der Stellwelle 8 zugeordnet. Hierzu ist mit dem Träger 1 eine Platte 28 rastbar verbunden (von wenigstens 3 Rasthaken ist einer mit 29 bezeichnet), auf der flache Widerstandsbahnen 30 und 31 aus elektrisch leitendem Kunststoffmaterial aufgebracht sind. Als Abgriff dient ein in geeigneter Weise in dem auf der Stellwelle 8 angeordneten Zahnrad 21 befestigter Schleifer 32, an welchem jeweils jeder Widerstandsbahn 30/31 zugeordnete nicht näher bezeichnete Schleiffedersätze ausgebildet sind. Die Grenzstellungen des beschriebenen Nachlaufwerkes werden, wie aus der Figur 2 ferner ersichtlich ist, von einem am Zahnrad 21 angeformten Segment 33 bestimmt, das mit ortsfesten am Träger 1 ausgebildeten Zapfen 34 und 35 zusammenwirkt. Durch die Platte 28 durchgreifende und mit den Widerstandsbahnen 30 und 31 leitend verbundene Kontaktstifte 36, 37 und 38 dienen der Kontaktierung von nicht dargestellten Verbindungslitzen zwischen den Widerstandsbahnen 30 und 31 und einer Kompensationsmeßschaltung. Schlitzförmige öffnungen 39 in der Wand 10 des Trägers 1 sind derart ausgebildet, daß sie bei aufgerastetem Deckel 2 eine zugentlastende Durchführung für die Verbindungslitzen darstellen. Zwei an dem Träger 1 angeformte nicht näher bezeichnete und mit Durchgangsöffnungen versehene Ansätze 40 und 41 sind für die Befesti- gung des Nachlaufwerkes mittel geeigneter Schrauben an beispielsweise einer Montageplatte 42 vorgesehen. Dabei dient

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ein Bund 43 der Zentrierung des Nachlaufwerkes, während verschiedene am Träger 1 ausgebildete jedoch nur teilweise dargestellten Flächen beispielsweise die ringförmige Fläche 44 als Flanschflächen ausgebildet sind. Denkbar ist demgegenüber aber auch, den Träger derart zu gestalten, daß das Nachlaufwerk an der Montageplatte 42 oder einem Gehäuseelement des betreffenden Meßgerätes verrastet werden kann.

Aus Figur 4 ist abgesehen davon, daß lediglich für eine Lagerstelle der Stellwelle 8 eine Lagerbuchse 45 vorgesehen und die andere Lagerstelle 46 unmittelbar im Träger 1 ausgeformt ist ersichtlich, daß die Widerstandsbahnen 30 und 31 unmittelbar auf dem Träger 1 aufgebracht sind oder daß eine die Widerstandsbahnen tragende Folie auf dem Träger 1 befestigt ist. 15

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Claims

18.10.83 011.12 dö Ri Akte 1837

Patentansprüche;

Nachlaufwerk für ein Kompensationsmeßgerät mit einem Stellmotor, einem Winkelgeber, einem Untersetzungsgetriebe und einer Stellwelle welche über ein geeignetes Kupplungsmittel mit einem Registrier- und/oder Anzeigemittel des Meßgerätes in Wirkverbindung steht und welche in einem die Funktionselemente des Nachlaufwerkes aufnehmenden Träger parallel wenigstens zur Welle des Stellmotors gelagert ist dadurch gekennzeichnet,

daß das zwischen dem Stellmotor (12) und der Stellwelle (8) vorgesehene Untersetzungsgetriebe als Stirnradgetriebe (16, 17, 18, 19, 20, 21) ausgebildet und in einem im wesentlichen flachen Raum (3) an der einen Seite des Trägers (1) angeordnet ist,

daß die Stellwelle (8) in dem Träger (1) derart gelagert ist, daß sich das das Kupplungsorgan (9) tragende Ende de) Stellwelle (8) auf der anderen Seite des Trägers (1) befindet,

daß Stellmotor (12) und Winkelgeber (30, 31, 32) derart dem Träger (1) zugeordnet sind, daß ihre Konturen im wesentlichen innerhalb eines Bauraumes (0) liegen, dessen Höhe durch zwei parallele Ebenen bestimmt ist, deren Abstand der Länge der Stellwelle (8) entspricht und daß dem Träger (1) ein dessen Getriebeseite kapselnder Deckel (2) zugeordnet ist.

2. Nachlaufwerk nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß ringförmige koaxial zur Stellwelle (8) mit dem Träger (1) verbundene Widerstandsbahnen (30, 31) und den Widerstandsbahnen (30, 31) zugeordnete an einem mit der Stellwelle (8) verbundenen Zahnrad (21) des Untersetzungsgetriebes befestigte Schleifer (32) den Winkelgeber bilden.

BAD ORIGINAL

3. Nachlaufwerk nach Anspruch 1 und 2 dadurch gekennzeichnet, daß die Widerstandsbahnen (30, 31) auf einer am Träger (1) anhaftbaren Folie angeordnet sind.

4. Nachlaufwerk nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß der mit dem Träger (1) rastbar verbindbare Deckel (2) den auf im Träger (1) befestigten Achsen (22, 23) lose laufenden Zahnradpaaren (17/18 und 19/20) als axiale Sicherung dient.
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5. Nachlaufwerk nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß an der der Getriebeseite abgewandten Seite des Trägers (1) Ausrichtmittel (43) und Anflanschflächen (44) ausgebildet sind.