DE1253923B - Vorrichtung zum Anzeigen der Lage einer drehbaren Welle - Google Patents

Description

DEUTSCHES WTTIm PATENTAMT Deutsche Kl.: 42 d -1/15

AUSLEGESCHRIFT

Nummer: 1 253 923

Aktenzeichen: N 22907IX b/42 d

^ 253 923 Anmeldetag: 19.März 1963

Auslegetag: 9. November 1967

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Anzeige der Lage einer drehbaren Welle, insbesondere der Welle einer Werkzeugmaschine, die eine der Drehbewegung der Achse folgende, in einem zur Drehachse konzentrischen Kreis liegende, mit mehreren Öffnungen versehene Scheibe und eine die Scheibe beaufschlagende Lichtquelle sowie in räumlicher Zuordnung zu den Öffnungen in wenigstens zwei Kreisen unterschiedlicher Radien angeordnete photoempfindliche Elemente enthält, wobei der erste Kreis in regelmäßigen Abständen voneinander mehrere, vorzugsweise zehn photoelektrische Elemente und die Scheibe in einem zugeordneten Kreis eine einzige Öffnung aufweist, während die Scheibe auf einem entsprechenden zweiten Kreis mehrere, vorzugsweise zehn regelmäßig verteilte Öffnungen enthält und die zugeordneten photoelektrischen Elemente auf einem Kreisbogen angeordnet sind, der sich aus einem Winkel bestimmt, der einem Drehwinkel der Scheibe zwischen zwei benachbarten Öffnungen entspricht.

Eine solche Vorrichtung ist bereits bekannt. Sie hat jedoch den Nachteil, daß die Bemessung der Scheiben und der Stellen der photoelektrischen Elemente verhältnismäßig kritisch ist, so daß es nicht ausgeschlossen ist, daß zwei Röhren der gleichen Dekade gleichzeitig gezündet sind. Dieser Nachteil läßt sich in gewissem Maße dadurch beheben, daß die Anoden der Kaltkathodenröhre über einen einzigen Widerstand gespeist werden. Ein weiterer Nachteil besteht aber noch darin, daß eine Umschaltung von 9 auf 0 bei der ersten Dekade nicht immer im gleichen Zeitpunkt erfolgt wie die entsprechende Umschaltung bei der zweiten Dekade.

Diese Nachteile werden erfindungsgemäß dadurch beseitigt, daß ein dritter Kreis der bewegbaren Scheibe einen Kranz von Öffnungen aufweist, hinter denen zwei photoelektrische Elemente in derartigem Abstand voneinander angeordnet sind, daß mit dem Übergang der Aussteuerung von einem photoelektrischen Element zum anderen in der ersten Dekade auch ein Wechsel in der Aussteuerung der erwähnten zwei photoelektrischen Elemente erfolgt und daß diese photoelektrischen Elemente in zwei als Zündelektrodenkreise der beiden Entladungsröhren dienende Stromkreise liegen und daß die eine Entladungsröhre den photoelektrischen Elementen der ersten Dekade ungerader Rangordnung und die andere Entladungsröhre den photoelektrischen Elementen der Dekade gerader Rangordnung zugeordnet sind.

An Hand der Zeichnung wird die Erfindung näher beschrieben. Darin zeigt

Vorrichtung zum Anzeigen der Lage einer
drehbaren Welle

Anmelder:

N. V. Philips' Glöeilampenfabrieken,
Eindhoven (Niederlande)

Vertreter:
Dr. H. Scholz,

Patentanwalt, Hamburg 1, Mönckebergstr. 7

Als Erfinder benannt:

Peter Hubertus Gerardus van Vlodrop.

Eindhoven (Niederlande)

Beanspruchte Priorität:

Niederlande vom 23. März 1962 (276 353)

Fig. 1 eine Vorrichtung zum Anzeigen der Lage einer drehbaren Welle gemäß der Erfindung,

Fig. 2 eine bistabile Schaltungsanordnung mit Photoleitern,

F i g. 3 ein Schaltbild zur Speisung von Kaltkathodenröhren in einer Vorrichtung gemäß der Erfindung,

F i g. 4 einen Ausschnitt aus F i g. 1 und

Fig. 5 die Schaltung der Speiseleitungen für die Zündelektroden der Röhren der zweiten Dekade.

In F i g. 1 ist dieser dritte Kreis mit P bezeichnet. Er enthält über den Umfang S des zur Anzeige dienenden Teiles der bewegbaren Scheibe 500 Öffnungen, hinter denen zwei Photoelemente A und B in einem der Breite einer Öffnung gleichen Abstand voneinander angeordnet sind. Diese Elemente können auf die in F i g. 2 dargestellte Weise einen Teil einer bistabilen Schaltungsanordnung mit Entladungsröhren Vl und V 2 bilden, die mit Photoleitern O und E in optischem Kontakt stehen. Der Photoleiter O liegt in der Speiseleitung für die Zündelektrode der Röhren ungerader Rangordnung, und der Photoleiter E liegt in der Speiseleitung für die Zündelektrode der Röhren gerader Rangordnung. Die Röhren Vl und VI haben einen gemeinsamen Anodenwiderstand Ra, der bewirkt, daß in einem bestimmten Zeitpunkt nur eine der Röhren gezündet sein kann.

F i g. 2 zeigt, daß, wenn der Photoleiter A belichtet und somit sein Widerstand niedrig ist, die Zünd-

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Claims (1)

elektrode der Röhre Vl in bezug auf die Kathode eine niedrige Spannung hat. Im gleichen Augenblick befindet sich der Photoleiter B im Dunkeln, wodurch die Spannung der Zündelektrode der Röhre V 2 hoch in bezug auf die der Kathode ist. Die Röhre Fl ist dann stromlos und die Röhre V 2 stromführend, wodurch das Element O einen hohen und das Elemente einen niedrigen Widerstand hat. Bei jedem Wechsel der Belichtung der Elemente A und B kehrt sich der Zustand um. F i g. 3 zeigt das Schaltbild der Speisung der Entladungsröhren und der zugehörigen Zündelektroden. Wenn der Widerstand des Elementes A der F i g. 2 niedriger ist als der des Elementes B1 können nur die geraden Ziffern der ersten Dekade und im umgekehrten Fall nur die ungeraden Ziffern zum Aufleuchten gebracht werden. In Fig.! enthält der Kreis Q in der bewegbaren Scheibe 100 Öffnungen C in gleichen Abständen voneinander. Im dargestellten Zustand sind beide Elemente 2 und 3 des Kreises Q belichtet, aber nur eins kann ein Aufleuchten der entsprechenden Ziffer der ersten Dekade herbeiführen. Wenn die Scheibe etwas nach rechts bewegt wird, nimmt der Widerstand des Elementes B ab, wodurch die Ziffer 2 verschwindet und die Ziffer 3 aufleuchtet. Der richtige Zeitpunkt des Überganges hängt von der Genauigkeit der Öffnungen und der Photoelemente des äußeren Kreises P ab. Der Höchstwert der Abweichung von der Nennlage einer Öffnung im Kreis Q kann die Hälfte der Breite der Öffnung betragen, onne daß ein Fehler auftritt. Wenn die Scheibe um einen Winkel von einem Tausendstel des Umfanges nach rechts gedreht wird, wird das Element^ wieder stärker als das Element B belichtet und wird in der ersten Dekade die Speisung von »ungerade« auf »gerade« umgeschaltet. Die Öffnung C bedeckt in diesem Fall die Hälfte jedes der Elemente 3 und 4. Eine ähnliche Maßnahme kann für die zweite Dekade getroffen werden. Von den für diese Dekade erforderlichen zehn photoelektrischen Elementen sind in F i g. 1 nur die drei mit den Rangnummern 4, 5 und 6 dargestellt. Sie liegen auf einem mit S bezeichneten Kreis. Die zugeordnete Öffnung in der bewegbaren Scheibe ist mit E bezeichnet. Es wird angenommen, daß zehn derartige Öffnungen und hundert zugeordnete photoelektrische Elemente vorhanden sind. Im Kreis R befinden sich zwei feststehende photoelektrische Elemente L und P, und der zugeordnete Kreis R der bewegbaren Scheibe weist fünfzig regelmäßig über den Umfang verteilte Öffnungen D auf, durch die bei Drehung das Licht nacheinander auf die Elemente L und P fällt. Der Nachteil, daß ein Übergang von einer Ziffer auf die andere bei der zweiten Dekade nicht gleichzeitig mit dem Übergang von 9 auf 0 in der ersten Dekade erfolgt, läßt sich dadurch beheben, daß die zwei äußersten Elemente im Kreis Q, die den Ziffern 0 und 9 entsprechen und in der Figur gestrichelt dargestellt sind, weggelassen werden, während im Kreis R die Elemente 9' und 0' zwischen den Elementen L und P und die Elemente 9 und 0 am Ende des Elementes P angeordnet werden. Dies ist in F i g. 1 dargestellt. Die Anordnung der erwähnten Elemente in der Schaltung zeigt Fig. 3. F i g. 4 zeigt die Lage der Scheibe, bei der sich die Öffnung D gerade über den Elementen 9' und 0' und die Öffnung E sich in der Mitte über zwei Elemen- ten 4 und 5 befindet. Hierbei können auch am linken Ende des Elementes L zwei Elemente 9 und 0 angeordnet sein. Die Lage ist die Übergangslage von der Zahl 49 auf die Zahl 50. F i g. 5 zeigt die Speiseleitungen für die Zündelektroden der Röhren ungerader bzw. gerader Rangordnung der zweiten Dekade. Die Speisung erfolgt wieder mit unterbrochenem Gleichstrom über einige photoelektrische Elemente. Die obere Leitung dient zum Speisen der Röhren ungerader Rangordnung und die untere zum Speisen der Röhre gerader Rangordnung. Die Elemente P (R) und L (R) haben die gleiche Aufgabe in der zweiten Dekade wie die Elemente O und E in der ersten Dekade. Die Elemente L und P in der Scheibe werden durch die Öffnungen D hindurch belichtet, die verhältnismäßig schmal sind. Deshalb können diese Elemente nie gleichzeitig belichtet werden. Die Elemente 9' und 0' steuern zwei Gasentladungsröhren (Fig. 3) der ersten Dekade, die optisch mit den Elementen 9' (R) und 0' (R) der F i g. 5 gekoppelt sind. Von diesen Elementen ist in einem bestimmten Augenblick nur eine belichtet, weil in der ersten Dekade infolge des Vorhandenseins des Kreises P und der Elemente A und B nur eine Röhre im Betrieb sein kann. Die Elemente 9 und 0 der Fig. 1 steuern zwei weitere Entladungsröhren der ersten Dekade, die auf die in F i g. 3 dargestellte Weise parallel zu den zuerst erwähnten Röhren geschaltet sind, so daß die parallelgeschalteten Röhren die gleiche Ziffer der ersten Dekade steuern. Die von den Elementen 9 und 0 gesteuerten Entladungsröhren sind optisch mit Elementen 9 (R) und 9' (R) gekoppelt, von denen das Element 9 (R) in der Leitung liegt, über die die Zündelektroden ungerader Rangordnung gespeist werden, während das Element 9' (R) in der Speiseleitung für die Zündelektroden gerader Rangordnung liegt. Die paarweise nebeneinander angeordneten Elemente 0, 0', 9 und 9' sind wichtig, weil bei einer bestimmten Zahl, z. B. der Zahl 49 die »9« dafür sorgen muß, daß in der ersten Dekade eine gerade Ziffer (4) angezeigt werden kann, während eine Dekade weiter, d. h. beim Stand 59, die »9« dafür sorgen muß, daß nur eine ungerade Ziffer (5) in der ersten Dekade aufleuchten kann. Selbstverständlich kann die beschriebene Vorrichtung auf noch mehr Dekaden erweitert werden. Patentansprüche:

1. Vorrichtung zur Anzeige der Lage einer drehbaren Welle, insbesondere der Welle einer Werkzeugmaschine, die eine der Drehbewegung der Achse folgende, in einem zur Drehachse konzentrischen Kreis liegende, mit mehreren Öffnungen versehene Scheibe und eine die Scheibe beaufschlagende Lichtquelle sowie in räumlicher Zuordnung zu den Öffnungen in wenigstens zwei Kreisen unterschiedlicher Radien angeordnete photoempfindliche Elemente enthält, wobei der erste Kreis in regelmäßigen Abständen voneinander mehrere, vorzugsweise zehn photoelektrische Elemente und die Scheibe in einem zugeordneten Kreis eine einzige öffnung aufweist, während die Scheibe auf einem entsprechenden zweiten Kreis mehrere, vorzugsweise zehn regelmäßig