[go: up one dir, main page]

WO2013017511A1 - Stellungsmeldeanordnung - Google Patents

Stellungsmeldeanordnung Download PDF

Info

Publication number
WO2013017511A1
WO2013017511A1 PCT/EP2012/064642 EP2012064642W WO2013017511A1 WO 2013017511 A1 WO2013017511 A1 WO 2013017511A1 EP 2012064642 W EP2012064642 W EP 2012064642W WO 2013017511 A1 WO2013017511 A1 WO 2013017511A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
coding
position indicator
detection elements
board
path
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
PCT/EP2012/064642
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Klaus Hainzlmeier
Klaus Mittenmaier
Harald SCHÖPFER
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Maschinenfabrik Reinhausen GmbH
Scheubeck GmbH and Co
Original Assignee
Maschinenfabrik Reinhausen GmbH
Maschinenfabrik Reinhausen Gebrueder Scheubeck GmbH and Co KG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Maschinenfabrik Reinhausen GmbH, Maschinenfabrik Reinhausen Gebrueder Scheubeck GmbH and Co KG filed Critical Maschinenfabrik Reinhausen GmbH
Publication of WO2013017511A1 publication Critical patent/WO2013017511A1/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01HELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H9/00Details of switching devices, not covered by groups H01H1/00 - H01H7/00
    • H01H9/0005Tap change devices
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01DMEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01D5/00Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable
    • G01D5/26Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable characterised by optical transfer means, i.e. using infrared, visible, or ultraviolet light
    • G01D5/32Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable characterised by optical transfer means, i.e. using infrared, visible, or ultraviolet light with attenuation or whole or partial obturation of beams of light
    • G01D5/34Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable characterised by optical transfer means, i.e. using infrared, visible, or ultraviolet light with attenuation or whole or partial obturation of beams of light the beams of light being detected by photocells
    • G01D5/347Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable characterised by optical transfer means, i.e. using infrared, visible, or ultraviolet light with attenuation or whole or partial obturation of beams of light the beams of light being detected by photocells using displacement encoding scales
    • G01D5/3473Circular or rotary encoders
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01DMEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01D5/00Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable
    • G01D5/26Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable characterised by optical transfer means, i.e. using infrared, visible, or ultraviolet light
    • G01D5/32Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable characterised by optical transfer means, i.e. using infrared, visible, or ultraviolet light with attenuation or whole or partial obturation of beams of light
    • G01D5/34Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable characterised by optical transfer means, i.e. using infrared, visible, or ultraviolet light with attenuation or whole or partial obturation of beams of light the beams of light being detected by photocells
    • G01D5/347Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable characterised by optical transfer means, i.e. using infrared, visible, or ultraviolet light with attenuation or whole or partial obturation of beams of light the beams of light being detected by photocells using displacement encoding scales
    • G01D5/34776Absolute encoders with analogue or digital scales
    • G01D5/34792Absolute encoders with analogue or digital scales with only digital scales or both digital and incremental scales
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01HELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H9/00Details of switching devices, not covered by groups H01H1/00 - H01H7/00
    • H01H9/16Indicators for switching condition, e.g. "on" or "off"
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01HELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H19/00Switches operated by an operating part which is rotatable about a longitudinal axis thereof and which is acted upon directly by a solid body external to the switch, e.g. by a hand
    • H01H19/54Switches operated by an operating part which is rotatable about a longitudinal axis thereof and which is acted upon directly by a solid body external to the switch, e.g. by a hand the operating part having at least five or an unspecified number of operative positions
    • H01H19/60Angularly-movable actuating part carrying no contacts
    • H01H19/63Contacts actuated by axial cams

Definitions

  • the invention relates to a position indicator arrangement for motor drives of step shifters
  • Position detection systems as part of the motor drive are used for Stellungsfeman Attache or information of the respective current position of the tap changer o. ⁇ . They capture this current position electrically and prepare the information obtained accordingly; This processed information, in turn, is the starting point and prerequisite for the actual (remote) position display or further information processing.
  • Signal contact arrangement for obtaining the information about the respective operating position of the motor drive, further a position reporting module for processing this information according to the desired display form of the operating position of the motor drive. Due to the spatial separation of the signal contact arrangement for obtaining information on the one hand and easily replaceable position reporting module for information processing on the other hand, a simple adaptation to all industrial conditions, in particular to different types of coding, only by replacing the position reporting module possible.
  • Step switch o. A. correspond, optionally connectable with a Ableittrainingring.
  • Signal contact arrangement is equipped with a connector which leads via connecting lines to the remote position detection modules. This is, as already explained, without intervention in the area of the signal contact arrangement, an adaptation of the position indicator altogether possible.
  • the object of the invention is therefore to provide a generic position indicator, which is simple and robust, has a small size and allows a largely error-free position detection and information analysis.
  • the essence of the invention is generally that in both a single module both signal contact arrangement and - spatially separated according to the prior art - position detection module are included, wherein the signaling contact arrangement of a
  • Positioning board is the corresponding at least one side
  • the corresponding position message codes can be designed, for example, as cam tracks which are located on a plurality of concentric circles. Such cam tracks are mechanically z.
  • a coding reflection is provided, d. h., It is done, each offset by 180 degrees to each other, a double evaluation of the respective coding.
  • the individual coding tracks are arranged in a plurality of concentric circles on the position indicator board. This can be 2 n positions of the tap changer to capture above, where n is the number of concentric circles. In other words, the number of concentric codings alone can be used to calculate the
  • Position indicator easily adapt to de facto any number of tap changer positions.
  • Gray code for coding enables a particularly reliable, error-free coding; this will be discussed later in more detail.
  • Double entry of the coding and a corresponding plausibility check are recognized by the system
  • Figure 1 is a first position indicator according to the invention in a schematic representation
  • Figure 2 shows a second position indicator according to the invention, also in a schematic
  • Figure 3 is a tabular representation of an exemplary assignment of different
  • Step switch positions to positions of the position indicator board in the invention
  • Figure 4 is a schematic tabular representation of a particularly advantageous Gray coding
  • Figure 5 is a tabular representation of the particularly advantageous self-monitoring of
  • Figure 7 is an extract of the plausibility check with current error message.
  • a position indicator board 1 is shown, which is rotatable about an axis 2.
  • the position indicator board 1 at each circuit of the tap changer o. A. rotated by a certain angle. This angle corresponds to the pitch of the applied coding.
  • the actual encoding is up
  • Coding tracks 3 attached, which in turn are in a plurality of concentric circles on the position indicator board 1. In the example shown here five such coding tracks 3 are provided.
  • the coding tracks 3 are embodied here as optical codings which can be scanned by optical detection elements 4 and 5. It is within the scope of the invention also possible to form the coding tracks 3 as cam tracks with a high deep structure, which are scanned by mechanical switching elements. Also other codings, about
  • FIG. 2 shows a second embodiment of the invention in which, in a further development, a mirrored effect of the coding takes place.
  • the coding tracks 3 are unchanged, but here, offset by 180 degrees, two - identical to each other - optical detection elements 4.1, 4.2 and 5.1, 5.2 are provided.
  • FIG. 3 shows an exemplary assignment of different tap changers o. A. with different maximum position numbers for encoding the positioner board.
  • a single position message board cover all areas of possible levels.
  • the coding on the slope signaling board is such that the maximum number of tap positions is covered and symmetrical allocation of all possible number of steps is made possible. This is possible in the case of 36, 72 or 108 here
  • Tap positions - these are practical values, the number 216.
  • the evaluation, d. H. Assignment of the respective position is achieved by the combinatory logic shown in the figure.
  • the position indicator arrangement according to the invention covers with only one position message board, the maximum number of possible tap positions and allows a symmetrical assignment of all possible levels numbers. For possible number of stages 36, 72 and 08, this is the number 216, ie the lowest common multiple. Thus, compared with the prior art, in which three different position message boards would be necessary for this purpose, only a single
  • FIG 4 shows the principle of the particularly advantageous embodiment of the coding on the board as Gray coding.
  • the Gray code consists in the example shown here of five digits, which corresponds to the five concentric circles of the coding track 3 in Figures 1 and 2.
  • the Gray code used has the particular advantage that it requires only one state change per switching step change, even when transitioning from the maximum position n max to zero. In other words: For each change of position of the tap changer, exactly one bit change takes place of the gray coding and thus of the position signal design. This can be used in a particularly advantageous manner as a test criterion.
  • Figure 5 shows a schematic representation of the corresponding bit sequence, again with respect to five concentric coding circuits, with two separate, offset by 180 degrees, captures the Coding according to Figure 2. It can be seen that the respective coding detections - with the same position of the tap changer and thus the position message board - differ at the detection elements 4.1, 5.1 and 4.2, 5.2 also by exactly one bit. The differing bits and thus differently detected codings are greased. This fact with a particularly advantageous Gray coding can easily lead to error detection and
  • Piausibilticianskontrolle the position indicator arrangement according to the invention can be used.
  • FIG. 6 shows a schematic flow chart of such an error detection
  • the position indicators 1 and 2 in this illustration correspond to the optical detection elements 4.1, 5.1 and 4.2, 5.2 in Figure 2. Since, as shown, with each switching of the tap changer exactly one bit of the coding path 3 changes and there, as also shown in stationary If the encoding of the coding path is also different by one bit given a double offset offset by 180 degrees, this is interrogated accordingly in the context of the error detection. If the actual codings with these prerequisites do not match, the generation of an error signal occurs, otherwise the
  • FIG. 7 shows an excerpted flow chart of the error detection described, in which only the active error message is shown.
  • the evaluation results in an active error message in that no bit change has taken place twice here.
  • an evaluation of a step change within an allowable and predetermined time window can be actively and reliably detected by an evaluation electronics.
  • the position indicator arrangement according to the invention allows for a simple, cost-effective and space-saving design universal detection of the position of the most diverse
  • Step switch o A. with simultaneous self-monitoring.

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Control Of Position Or Direction (AREA)
  • Transmission And Conversion Of Sensor Element Output (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Stellungsmeldeanordnung für Motorantriebe von Stufenschaltern, Umstellern oder Tauchkernspulen, wobei auf einer Stellungsmeldeplatine (1), die bei jedem Schaltschritt um einen bestimmten Winkel gedreht wird, eine Codierung (3) vorgesehen ist, die durch Erfassungselemente (5) direkt abgegriffen und als elektrisches Signal weiterverarbeitet werden kann. Bei der Erfindung werden die nach dem Stand der Technik erforderlichen festen Meldekontakte, die beschaltet werden müssen, überflüssig.

Description

Stellungsmeldeanordnung
Die Erfindung betrifft eine Stellungsmeldeanordnung für Motorantriebe von Stufenschaitern,
Umstellern und Tauchkernspulen.
Stellungsmeldeanordnungen als Bestandteil des Motorantriebes dienen zur Stellungsfemanzeige bzw. -Information der jeweiligen aktuellen Stellung des Stufenschalters o. ä. Sie erfassen diese aktuelle Stellung elektrisch und bereiten die gewonnenen Informationen entsprechend auf; diese aufbereiteten Informationen wiederum sind Ausgangspunkt und Voraussetzung für die eigentliche (Fern-)Stellungs-anzeige oder weitere Informationsverarbeitung.
Aus der WO 98/36435 ist bereits eine solche Stellungsmeldeanordnung bekannt, die die jeweilige aktuelle Stellung des Stufenschalters o. ä. erfasst und diese Information als elektrisches Signal weitergibt. Bei dieser bekannten Anordnung ist eine Platine vorgesehen, die feste Meldekontakte trägt, weiterhin ist eine drehbare Nockenscheibe vorhanden, die einerseits diese festen Kontakte elektrisch beschaltet und über einen Sprungschalter mit einer Ableitung verbindet und deren stirnseitige Nockenkontur andererseits den Sprungschalter betätigt.
Aus der WO 98/53276 ist eine weitere Stellungsmeldeanordnung bekannt, die aus zwei räumlich getrennten Baugruppen besteht, die elektrisch miteinander verbunden sind: Eine
Meldekontaktanordnung zur Gewinnung der Information über die jeweilige Betriebsstellung des Motorantriebes, weiterhin einem Stellungsmeldemodul zur Verarbeitung dieser Information entsprechend der gewünschten Anzeigeform der Betriebsstellung des Motorantriebes. Durch die räumliche Trennung von Meldekontaktanordnung zur Informationsgewinnung einerseits und leicht wechselbarem Stellungsmeldemodul zur Informationsverarbeitung andererseits ist eine einfache Anpassung an alle industriellen Gegebenheiten, insbesondere an unterschiedliche Codierungsarten, allein durch Auswechseln des Stellungsmeldemoduls möglich.
Bei dieser bekannten Stellungsmeldeanordnung sind bei Drehung einer Nockenscheibe
unterschiedliche einzelne Meldekontakte, die den jeweiligen möglichen Schaltstellungen des
Stufenschalters o. a. entsprechen, wahlweise mit einem Ableitkontaktring verbindbar. Diese
Meldekontaktanordnung ist mit einem Steckverbinder ausgestattet, der über Verbindungsleitungen zu den räumlich entfernten Stellungsmeldemodulen führt. Damit ist, wie bereits erläutert, ohne Eingriff in den Bereich der Meldekontaktanordnung eine Anpassung der Stellungsanzeige insgesamt möglich.
Wie erläutert, ist die zuletzt beschriebene Stellungsmeldeanordnung demnach universell an die unterschiedlichsten Auswertemodi anpassbar - dies ist ihr Vorteil. Ein Nachteil dieser bekannten Anordnung ergibt sich daraus allerdings ebenfalls: Sie ist sehr komplex aufgebaut, für viele
Anwendungsfälle zu teuer und zudem fehleranfällig. Hoher Platzbedarf kommt dazu. Ein weiterer, funktionaler Nachteil ergibt sich daraus, dass die eigentliche Signalerfassung über einen Kontaktfinger oder ähnlich ausgebildeten mechanischen Kontakt erfolgt, der bei seiner Winkelbewegung die einzelnen festen Meldekontakte anfährt, die jeweils einer konkreten Stellung des Stufenschalters entsprechen. Der Kontaktwiderstand dieses Kontaktfingers o. a. beeinflusst das Messergebnis negativ. Besonders bei hoher Staubbelastung oder aber auch seltener Betätigung des Motorantriebes und damit des Kontaktfingers können Schmutz- oder Oxidschichten den Kontaktwiderstand extrem erhöhen, was das Ergebnis ebenfalls verfälscht. In Extremfällen kann der Kontaktfinger auch ganz abbrechen. Schließlich ist es für verschiedene Auswertungen der konkreten Stufenstellung über die Meldekontaktanordnung auch notwendig, die Widerstände der elektrischen Zuleitungen zur mit Spannung beaufschlagten Stellungsmeldeanordnung zu kompensieren. Erschwerend kommt hinzu, dass unvermeidliche zeitliche Temperaturänderungen permanent den (unerwünschten)
Widerstandswert der Zuleitungen verändern und damit eine Kompensation erschweren. Aufgabe der Erfindung ist es demnach, eine gattungsgemäße Stellungsmeldeanordnung anzugeben, die einfach und robust aufgebaut ist, eine nur geringe Baugröße aufweist und eine weitestgehend fehlerfreie Stellungsmeldeerfassung und Informationsauswertung gestattet.
Diese Aufgabe wird durch eine Stellungsmeldeanordnung mit den Merkmalen des ersten
Patentanspruches gelöst. Die Unteransprüche betreffen vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung.
Das Wesen der Erfindung besteht ganz allgemein darin, dass in nur einer einzigen Baugruppe sowohl Meldekontaktanordnung als auch das - nach dem Stand der Technik räumlich getrennte - Stellungsmeldemodul enthalten sind, wobei die Meldekontaktanordnung aus einer
Stellungsmeldeplatine besteht, die an mindestens einer Seite entsprechende
Codierungsmarkierungen enthält. Bei jeder Betätigung des Motorantriebes und damit Umschaltung des Stufenschalters o. a. wird diese Stellungsmeldeplatine um einen bestimmten Winkel gedreht. Die entsprechenden Stellungsmeldecodierungen können beispielsweise als Nockenbahnen ausgebildet sein, die sich auf mehreren konzentrischen Kreisen befinden. Derartige Nockenbahnen sind mechanisch z. B. durch Mikroschalter oder -Stößel erfassbar, die auf der jeweiligen Nockenkontur laufen. Ebenso ist es möglich, die Stellungsmeldecodierungen als Farbcodierung auszubilden, die optisch erfasst wird.
Besonders vorteilhaft ist es, als Codierung eine Gray-Codierung vorzusehen.
Nach einer besonders vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist eine Codierungsspiegelung vorgesehen, d. h., es erfolgt, jeweils um 180 Grad zueinander versetzt, eine doppelte Auswertung der jeweiligen Codierung. Damit ist de facto eine Selbstüberwachung der Stellungsmeldeanordnung möglich.
Bei der Erfindung sind, wie bereits erläutert, die einzelnen Codierungsbahnen in mehreren konzentrischen Kreisen auf der Stellungsmeldeplatine angeordnet. Damit lassen sich 2n Stellungen des Stufenschalters o. a. erfassen, wobei n die Zahl der konzentrischen Kreise bedeutet. Mit anderen Worten: Allein durch die Zahl der konzentrischen Codierungen lässt sich die
Stellungsmeldeanordnung auf einfache Weise an de facto beliebig viele Stufenschalterstellungen anpassen.
Die Vorteile der Erfindung bestehen zunächst in der einfachen Bauweise; sowohl eine einfache
Stufenschalter-Stellungserfassung als auch die Signalverarbeitung selbst erfolgen an einem einzigen Bauteil, der erläuterten Stellungsmeldeplatine. Dadurch werden elektrische Verbindungen mittels
Steckverbinder und separaten Leitungen, die fehlergeneigt sind, vermieden.
Der besonders vorteilhaft verwendete Gray-Code zur Codierung ermöglicht eine besonders zuverlässige, fehlerfreie Codierung; darauf wird später noch näher eingegangen werden.
Durch die besonders vorteilhafte Selbstüberwachung der Stellungsmeldeerfassung durch die
Doppelerfassung der Codierung und eine entsprechende Plausibilitätsprüfung erkennt das System
Fehler praktisch selbst; auch dies wird später noch näher erläutert werden.
Die Erfindung soll nachfolgend an Hand von Zeichnungen näher erläutert werden.
Es zeigen:
Figur 1 eine erste erfindungsgemäße Stellungsmeldeanordnung in schematischer Darstellung Figur 2 eine zweite erfindungsgemäße Stellungsmeldeanordnung, ebenfalls in schematischer
Darstellung
Figur 3 eine tabellarische Darstellung einer beispielhaften Zuordnung unterschiedlicher
Stufenschalterstellungen zu Stellungen der Stellungsmeldeplatine bei der Erfindung
Figur 4 eine schematische tabellarische Darstellung einer besonders vorteilhaften Gray- Codierung Figur 5 eine tabellarische Darstellung der besonders vorteilhaften Selbstüberwachung der
Stellungsmeldeanordnung durch doppelte Codierungserfassung, um 180 Grad versetzt
Figur 6 einen schematischen Ablaufplan einer solchen Plausibilitätsprüfung und
Selbstüberwachung
Figur 7 einen Auszug der Plausibilitätsprüfung mit aktueller Fehlermeldung.
In Figur 1 ist eine Stellungsmeldeplatine 1 gezeigt, die um eine Achse 2 drehbar ist. Durch hier nicht dargestellte Mittel in einem Steuergetriebe des Motorantriebes wird die Stellungsmeldeplatine 1 bei jeder Schaltung des Stufenschalters o. a. um einen bestimmten Winkel gedreht. Dieser Winkel entspricht der Teilung der aufgebrachten Codierung. Die eigentliche Codierung ist auf
Codierungsbahnen 3 angebracht, die ihrerseits in mehreren konzentrischen Kreisen sich auf der Stellungsmeldeplatine 1 befinden. Im hier gezeigten Beispiel sind fünf solche Codierungsbahnen 3 vorgesehen. Die Codierungsbahnen 3 sind hier als optische Codierungen ausgebildet, die durch optische Erfassungselemente 4 und 5 abtastbar sind. Es ist im Rahmen der Erfindung auch möglich, die Codierungsbahnen 3 als Nockenbahnen mit einer Hoch Tiefstruktur auszubilden, die von mechanischen Schaltelementen abgetastet werden. Auch andere Codierungen, etwa
Lochcodierungen, sind im Rahmen der Erfindung möglich. Auf die Codierung der Codierungsbahn 3 wird später noch näher eingegangen.
Figur 2 zeigt eine zweite Ausführungsform der Erfindung, bei der in Weiterentwicklung eine gespiegelte Auswirkung der Codierung erfolgt. Die Codierungsbahnen 3 sind unverändert, jedoch sind hier, um 180 Grad versetzt, zwei - untereinander identische - optische Erfassungselemente 4.1 , 4.2 und 5.1 , 5.2 vorgesehen.
Figur 3 zeigt eine exemplarische Zuordnung unterschiedlicher Stufenschalter o. a. mit verschiedenen maximalen Stellungszahlen zu einer Codierung der Stellungsmeldeplatine. Hierbei kann eine einzige Stellungsmeldeplatine alle Bereiche möglicher Stufenzahlen abdecken.
In bevorzugter Weiterentwicklung der Erfindung ist die Codierung auf der Steilungsmeldeplatine derart, dass die maximale Zahl an Stufenstellungen abgedeckt und symmetrische Zuordnung aller möglicher Stufenzahlen ermöglicht wird. Dies ist im Fall von hier 36, 72 oder 108 möglichen
Stufenstellungen - dies sind in der Praxis vorkommende Werte, die Zahl 216. Die Auswertung, d. h. Zuordnung der jeweiligen Stellung wird durch die in der Figur gezeigte kombinatorische Logik erreicht. Die erfindungsgemäße Stellungsmeldeanordnung deckt mit nur einer Stellungsmeldeplatine die maximale Anzahl möglicher Stufenstellungen ab und gestattet eine symmetrische Zuordnung aller möglichen Stufenzahlen. Bei möglichen Stufenzahlen 36, 72 und 08 ist dies die Zahl 216, also das kleinste gemeinsame Vielfache. Somit kann gegenüber dem Stand der Technik, bei dem hierfür drei unterschiedliche Stellungsmeldeplatinen notwendig wären, nur mit einer einzigen
Stellungsmeldeplatine gearbeitet werden.
Figur 4 zeigt das Prinzip der besonders vorteilhaften Ausbildung der Codierung auf der Platine als Gray-Codierung. Der Gray-Code besteht im hier gezeigten Beispiel aus fünf Stellen, was den fünf konzentrischen Kreisen der Codierungsbahn 3 in den Figuren 1 und 2 entspricht. Der verwendete Gray-Code hat den besonderen Vorteil, dass er nur einen Zustandswechsel pro Schaltschrittänderung benötigt, auch beim Übergang von der Maximalstellung nmax auf Null. Mit anderen Worten: Für jeden Stellungswechsel des Stufenschalters erfolgt genau ein Bitwechsel der Gray-Codierung und damit der Stellungsmeldesignaie. Dies kann auf besonders vorteilhafte Weise als Prüfkriterium verwendet werden.
Figur 5 zeigt in schematischer Darstellung die entsprechende Bitfolge, wiederum bezogen auf fünf konzentrische Codierungskreise, bei zwei getrennten, um 180 Grad versetzten, Erfassungen der Codierung gemäß Figur 2. Es ist zu sehen, dass die jeweiligen Codierungserfassungen - bei gleicher Stellung des Stufenschalters und damit der Stellungsmeldeplatine - sich an den Erfassungselementen 4.1 , 5.1 sowie 4.2, 5.2 ebenfalls um genau ein Bit unterscheiden. Die sich unterscheidenden Bits und damit unterschiedlich erfassten Codierungen sind gefettet. Diese Tatsache bei einer besonders vorteilhaften Gray-Codierung kann auf einfache Weise zu einer Fehlererkennung und
Piausibilitätskontrolle der erfindungsgemäßen Stellungsmeldeanordnung verwendet werden.
Figur 6 zeigt einen schematischen Ablaufplan einer solchen Fehlererkennung und
Piausibilitätskontrolle. Die Stellungsmelder 1 und 2 in dieser Darstellung entsprechen den optischen Erfassungselementen 4.1 , 5.1 sowie 4.2, 5.2 in Figur 2. Da, wie dargestellt, bei jeder Umschaltung des Stufenschalters genau ein Bit der Codierungsbahn 3 sich ändert und da, wie ebenfalls dargestellt, bei stationärer Stellung die Codierung der Codierungsbahn bei doppelter, um 180 Grad versetzter Abfrage sich ebenfalls um ein Bit unterscheidet, wird dies im Rahmen der Fehiererkennung entsprechend abgefragt. Bei Nichtübereinstimmung der tatsächlich erfassten Codierungen mit diesen Voraussetzungen erfolgt die Generierung eines Fehlersignales, ansonsten ist die
Stellungsmeldeerfassung in Ordnung.
Figur 7 zeigt einen auszugsweisen Ablaufplan der beschriebenen Fehlererkennung, bei der nur die aktive Fehlermeldung dargestellt ist. Durch die Auswertung erfolgt eine aktive Fehlermeldung dadurch, dass hier zweimal kein Bitwechsel stattgefunden hat. Besonders vorteilhaft kann von einer Auswerteelektronik zusätzlich ein Nichterfolgen einer Stufenänderung innerhalb eines zulässigen und vorgegebenen Zeitfensters aktiv und sicher der detektiert werden.
Insgesamt ermöglicht die erfindungsgemäße Stellungsmeldeanordnung auf einfache, kostengünstige und platzsparende Bauweise eine universelle Erfassung der Stellung der verschiedensten
Stufenschalter o. a. bei gleichzeitiger Selbstüberwachung. Durch die Integration von
Stellungsmeldeerfassung und -auswertung in einer einzigen Baugruppe werden zudem
Fehlermöglichkeiten durch elektrische Verbindungsleitungen, Steckverbinder o. a. vermieden.
Eine wesentliche Vereinfachung bei der erfindungsgemäßen Stellungsmeldeanordnung ergibt sich allein schon deswegen, weil keine festen Meldekontakte überhaupt notwendig sind, die elektrische geschaltet werden müssten.

Claims

Patentansprüche
1 . Stellungsmeldeanordnung für Motorantriebe von Stufenschaltern, Umstellern oder
Tauchkernspulen,
wobei eine drehbare Stellungsmeldeplatine vorgesehen ist, wobei die Stellungsmeldeplatine vom Motorantrieb bei jeder Betätigung des Stufenschalters oder dgl. von einer Stellung auf eine neue Stellung um einen bestimmten Winkel gedreht wird, derart, dass der vollständige Stellbereich des Stufenschalters o. a. einer vollständigen Drehung der Stellungsmeldeplatine entspricht,
dadurch gekennzeichnet,
dass auf der Stellungsmeldeplatine (1 ) in mehreren konzentrischen Kreisen eine
Codierungsbahn (3) vorgesehen ist,
dass außerhalb der Stellungsmeldeplatine (1 ) mit der Codierungsbahn (3) korrespondierende Erfassungselemente (5) zum Codierungsabgriff vorgesehen sind
und dass die abgegriffene Codierung als elektrisches Signal, d. h. Bitfolge, weiterverarbeitet wird.
2. Stellungsmeldeanordnung nach Anspruch 1 ,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Codierungsbahn (3) eine Kurven- bzw. Nockenbahn aufweist
und dass die Erfassungselemente (5) als darauf ablaufende Schaltelemente ausgebildet sind.
3. Stellungsmeldeanordnung nach Anspruch 1 ,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Codierungsbahn (3) als Farbcodierung ausgebildet ist
und dass die Erfassungselemente (5) als optische Erfassungselemente ausgebildet sind.
4. Stellungsmeldeanordnung nach Anspruch 1 ,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Codierungsbahn eine Struktur mit Löchern bzw. Durchbrüchen aufweist, und dass die Erfassungselemente (5) als optische Erfassungselemente ausgebildet sind.
5. Stellungsmeldeanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Codierungsbahn eine Gray-Codierung besitzt.
6. Stellungsmeldeanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Zahl der einzelnen konzentrischen Codierungen auf der Codierungsbahn (3) derart bemessen ist, dass bei n konzentrischen Codierungskreisen 2" Stellungen des
Stufenschalters o. dgl. erfassbar sind.
7. Stellungsmeldeanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
dadurch gekennzeichnet,
dass mit der Codierungsbahn (3) korrespondierende zwei unabhängige Erfassungselemente (5a. 5b) vorgesehen sind, die um 180 Grad versetzt angeordnet sind, derart, dass die Codierung der Codierungsbahn (3) separat und doppelt erfasst wird.
PCT/EP2012/064642 2011-08-03 2012-07-26 Stellungsmeldeanordnung Ceased WO2013017511A1 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102011109269.6 2011-08-03
DE102011109269A DE102011109269B3 (de) 2011-08-03 2011-08-03 Stellungsmeldeanordnung

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2013017511A1 true WO2013017511A1 (de) 2013-02-07

Family

ID=46650521

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/EP2012/064642 Ceased WO2013017511A1 (de) 2011-08-03 2012-07-26 Stellungsmeldeanordnung

Country Status (2)

Country Link
DE (1) DE102011109269B3 (de)
WO (1) WO2013017511A1 (de)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107727005A (zh) * 2017-11-13 2018-02-23 深圳中天云隼科技有限公司 角度测量机构

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108225383B (zh) * 2018-01-31 2024-08-02 深圳和而泰智能控制股份有限公司 一种非接触编码器及电子设备
CN109163746B (zh) * 2018-09-13 2020-10-27 重庆理工大学 单码道绝对式时栅角位移传感器
CN109341545A (zh) * 2018-11-16 2019-02-15 广州市精谷智能科技有限公司 一种绝对位置位移传感器光栅绝对位置编码及译码方法

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1297665B (de) * 1966-05-05 1969-06-19 Phoenix Telephones Ltd Elektrischer Kodierungsschalter
DE3014821A1 (de) * 1980-04-15 1981-10-22 Mannesmann AG, 4000 Düsseldorf Taktstation zum erzeugen von impulsfolgen fuer das erfassen von position, geschwindigkeit und bewegungsrichtung eines maschinenelementes, insbesondere fuer einen matrixdrucker
JPS6443718A (en) * 1987-08-12 1989-02-16 Omron Tateisi Electronics Co Rotary encoder
DE4226683A1 (de) * 1991-08-14 1993-02-18 Copal Co Ltd Optischer bewegungsaufnehmer
WO1998053276A1 (de) * 1997-05-16 1998-11-26 Maschinenfabrik Reinhausen Gmbh Stellungsmeldeanordnung für motorantriebe
DE102005058793B3 (de) * 2005-12-09 2006-12-07 Maschinenfabrik Reinhausen Gmbh Umsteller für Schaltüberwachungseinrichtung

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
IT1131810B (it) * 1980-06-03 1986-06-25 Alfa Romeo Spa Trasduttore digitale basato sulla codifica di gray
DE4111562C2 (de) * 1991-04-10 1994-12-22 Hohner Elektrotechnik Kg Winkelstellungs-Meßwertaufnehmer
JPH0518711A (ja) * 1991-07-16 1993-01-26 Mitsubishi Electric Corp 位置検出方法及びその装置
JPH08261798A (ja) * 1995-03-20 1996-10-11 Yazaki Corp 針式表示装置
US6483104B1 (en) * 1996-09-23 2002-11-19 Valeo Schalter Und Sensoren Gmbh Rotational angle sensor using a CCD line with enhanced measuring precision
DE19705576C2 (de) * 1997-02-14 1999-01-07 Reinhausen Maschf Scheubeck Stellungsmeldeanordnung
DE19728313A1 (de) * 1997-07-03 1999-01-07 Zf Luftfahrttechnik Gmbh Drehwinkelsensor
DE10256574A1 (de) * 2002-12-04 2004-06-17 Nestler, Wolfgang, Dr.-Ing. Winkelgeber beispielsweise zur Steuerung eines Verbrennungsmotors
JP2006084348A (ja) * 2004-09-16 2006-03-30 Alps Electric Co Ltd 絶対角検出装置

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1297665B (de) * 1966-05-05 1969-06-19 Phoenix Telephones Ltd Elektrischer Kodierungsschalter
DE3014821A1 (de) * 1980-04-15 1981-10-22 Mannesmann AG, 4000 Düsseldorf Taktstation zum erzeugen von impulsfolgen fuer das erfassen von position, geschwindigkeit und bewegungsrichtung eines maschinenelementes, insbesondere fuer einen matrixdrucker
JPS6443718A (en) * 1987-08-12 1989-02-16 Omron Tateisi Electronics Co Rotary encoder
DE4226683A1 (de) * 1991-08-14 1993-02-18 Copal Co Ltd Optischer bewegungsaufnehmer
WO1998053276A1 (de) * 1997-05-16 1998-11-26 Maschinenfabrik Reinhausen Gmbh Stellungsmeldeanordnung für motorantriebe
DE102005058793B3 (de) * 2005-12-09 2006-12-07 Maschinenfabrik Reinhausen Gmbh Umsteller für Schaltüberwachungseinrichtung

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107727005A (zh) * 2017-11-13 2018-02-23 深圳中天云隼科技有限公司 角度测量机构

Also Published As

Publication number Publication date
DE102011109269B3 (de) 2012-11-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2113742B2 (de) Messvorrichtung mit Zwei-Kanal-Abtastung
EP3642639B1 (de) Schaltungsanordnung zur auswertung von zumindest zwei schaltzuständen eines betätigungselementes, verfahren zum betreiben einer schaltungsanordnung sowie schaltvorrichtung
WO2013017511A1 (de) Stellungsmeldeanordnung
EP2715288B1 (de) Elektrische eingabetaste
EP1932007B1 (de) Vorrichtung und verfahren zum fehlersicheren auswerten eines stellungsgebers, insbesondere eines potentiometers
EP0981721B1 (de) Stellungsmeldeanordnung für motorantriebe
DE102004004102B3 (de) Magnetisch passiver Positions-Sensor
EP2050110B1 (de) Schaltungsanordnung
DE10227633B4 (de) Codierter Getriebepositionsschalter
EP0939008A2 (de) Lenkstockschalter für die Schaltstellung beschreibende codierte Schaltsignale
EP1876055B1 (de) Lenkstockschalter
EP1920220A2 (de) Positionssensor und verfahren zum betreiben eines positionssensors
EP2507807B1 (de) Schalter und schaltungsanordnung zur auswertung von mindestens zwei schaltzuständen eines schalters
DE102021214570A1 (de) Elektrohydraulisches Bremsmodul
DE102010048750B4 (de) Schaltungsanordnung zur Auswertung von Schaltzuständen und Schalter mit einer solchen Schaltungsanordnung
DE102009014511A1 (de) Anordnung zur berührungslosen Messung einer Position mit einem magneto-resistiven Sensor und Verfahren zu deren Betrieb
DE102008043966B4 (de) Sensorvorrichtung und Betriebsverfahren hierfür
DE102008049679A1 (de) Schaltermodul mit Sensormitteln zur Erkennung von Schaltpositionen
DE102014017906A1 (de) Lenkrad mit Wechselschalter
EP2048677A1 (de) Bedieneinrichtung zur Bedienung einer Werkzeugmaschine, Produktionsmaschine und/oder eines Roboters
EP0989677B1 (de) Kodierer zur Umwandlung einer analogen Eingabe in Digitalsignale
DE102020131767A1 (de) Lenkgetriebe, insbesondere für eine Steer-by-Wire-Lenkung eines Fahrzeuges sowie Kraftfahrzeug
DE102004062358B4 (de) Schalter
DE102008058166A1 (de) Vorrichtung zur Erfassung sämtlicher Schaltpositionen bei einem Schaltgetriebe
DE102016009039A1 (de) Winkelmesssystem

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 12746065

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 12746065

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1