DE9116926U1 - Meßwertaufnehmer - Google Patents

Description

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PATENTANWÄLTE - EUROPEAN PATENT ATTORNEYS D--7000 Stuttgart 1 Hospitalstraße 8 Tel. (0711) 291133/292857

Stuttgart, den 08.07.1994

GA 10687

Dr.EW/Rö

Anm.: Hohner Elektrotechnik KG

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WinkeIste1lungs-Meßwertaufnehmer

Die Erfindung betrifft einen Winkelstellungs-Meßwertaufnehmer nach dem Oberbegriff des -^ispruches 1.

Es sind Meßwertaufnehmer bekannt, bei denen eine Antriebswelle drehbeweglich in einem Gehäuse gelagert ist. Die Antriebswelle ist mit einem sich drehenden Teil, beispielsweise einer Motorwelle, verbindbar, dessen Drehzahl oder Drehwinkel ermittelt werden soll. Auf der Antriebswelle sitzt senkrecht eine Impulsscheibe auf, deren Randbereich eine Lichtschranke zugeordnet ist. Durch die über die Antriebswelle eingetragene Drehbewegung werden an der Lichtschranke Impulse erzeugt, die einer Auswerteeinheit zugeführt werden. Soll die Anzahl der Umdrehungen bestimmt werden, so ist es bekannt, an der Auswerteeinheit eine Zähleinheit vorzusehen, die über die Anzahl der an der Lichtschranke vorliegenden Impulse die 'Umdrehungsanzahl ermittelt.

Aus der DE-OS 25 53 815 ist ein Meßwertaufnehmber bekannt, bei dem drei als Zahnräder gestaltete Impulsscheiben axial versetzt auf einer Antriebswelle angeordnet sind, wobei die erste Impulsscheibe drehfest und die beiden nachfolgenden Impulsscheiben frei drehbar auf dieser Welle sitzen und die Impulsscheiben nach Art eines Rollenzählwerkes miteinander verknüpft sind. Oberhalb und unterhalb jeder Impulsscheibe sind schubladenartig eingeführte Trägerplatten vorgesehen, die Leuchtdioden und ge-

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genüberliegende Fotosensoren, die als optische Abtastmittel dienen, tragen.

In der DE-OS 21 26 510 ist ein digitales Weg- und Winkelmeßgerät offenbart, das drei Impulsscheiben mit Impulsspuren aufweist, denen mit einer elektronischen Auswerteeinrichtung verbundene optische Abtastmittel, die eine einzige, zentrale Lichtquelle beinhalten, zugeordnet und die über ein Getriebe, das aus zusätzlich zu den Impulsscheiben vorgesehenen Zahnrädern aufgebaut ist, miteinander verbunden sind. Dabei sind eine erste Impulsscheibe drehfest auf einer Antriebswelle, eine zweite Impulsscheibe zur ersten axial fluchtend auf einer Hohlwelle und die dritte Impulsscheibe zwischen den beiden ersten Impulsscheiben mit zur Antriebswelle paralleler Drehachse angeordnet. Ein der mittleren Impulsscheibe zugeordneter photoelektrischer Sensor befindet sich in der Hohlwelle.

In der DE-OS 1 548 677 ist ein digitales Winkelmeßgerät gezeigt, das zwei sich axial fluchtend gegenüberliegende Impulsscheiben beinhaltet, von denen eine drehfest auf einer Antriebswelle sitzt und die über ein aus zusätzlichen Zahnrädern aufgebautes, zwischen den Impulsscheiben angeordnetes Getriebe gekoppelt sind, wobei ebenfalls optische Abtastmittel vorgesehen sind, die eine gemeinsame Lichtquelle sowie den Impulsscheiben jeweils zugeordnete Photodioden beinhalten.

In der US 4 511 798 ist ein Meßwertaufnehmer beschrieben, bei dem ein an eine Antriebswelle gekoppeltes Getriebe fünf parallel zueinander und in einer Reihe liegende Drehwellen aufweist, auf denen drehfest zum einen die Zahnräder des Getriebes höhenversetzt zueinander sowie zum anderen separate Codierscheiben gehalten sind, wobei sich die Codierscheiben sämtlich auf der gleichen axialen Höhe befinden. Den Codescheiben sind optische Abtastmittel in Form einer Lichtquelle mit lichtverteilender Scheibe einerseits sowie Fotozellen andererseits und eine zwischen den Codescheiben und der Fotozellenanordnung liegende

Abschirmplatte zugeordnet. Die lichtverteilende Platte, die abschirmende Platte sowie eine separate Trägerplatte für die Fotozellen sind zusätzlich zwischen zwei endseitigen Platten angeordnet, an denen die Drehwellen gelagert sind.

Aus der US 4 730 110 ist ein gattungsgemäßer Winkelstellungs-Meßwertaufnehmer bekannt, bei dem jeweils zwischen zwei aufeinanderfolgenden Impulsscheiben eine Trägerplatte angeordnet ist, auf deren einer Seite die lichtemittierenden und auf deren anderer Seite die lichtempfangenden Mittel der optischen Abtastmittel für jeweils benachbarte Impulsscheiben angeordnet sind.

Zusätzlich sind je eine Trägerplatte vor der antriebsseitig ersten Impulsscheibe und hinter der antriebsseitig letzten Impulsscheibe vorgesehen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Winkelstellungs-Meßwertaufnehmer der eingangs genannten Art zu schaffen, der aus verhältnismäßig wenig Teilen besteht und kompakt aufgebaut ist und eine zuverlässige Erfassung der Winkelstellung bzw. Umdrehungsanzahl eines auszuwertenden Bauteils ermöglicht.

Diese Aufgabe wird durch einen Winkelstellungs-Meßwertaufnehmer mit den Merkmalen des Patentanspruches 1 gelöst. i
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Aus der Stellung der als Impulsscheibe ausgebildeten Zahnräder und den bekannten Getriebewerten kann die Anzahl der Umdrehungen eines mit dem Meßwertaufnehmer verbundenen Teiles bestimmt werden. Die Stellung der Zahnräder des Getriebes stellt einen Absolutwert für die Umdrehungsanzahl dar. Hierbei ist besonders vorteilhaft, daß bei Störungen der Auswerteeinheit kein Informationsverlust auftritt, da der Absolutwert nicht untergeht. Aus der Stellung der Zahnräder kann jederzeit wieder die Anzahl der Umdrehungen bestimmt werden. Der Meßwertaufnehmer erfordert vergleichsweise wenige Bauteile, da die separaten Impulsschei-

ben gleichzeitig eine Getriebezahnradfunktion erfüllen. Dies erlaubt auch eine geringe Bauhöhe des Aufnehmers. Die als Zahnräder ausgebildeten Impulsscheiben können mit geringem Fertigungsaufwand z.B. aus Kunststoff hergestellt werden. Die geringe Anzahl an Bauteilen vereinfacht die Montage des neuen Meßwertaufnehmers. Mit herkömmlichen Aufnehmern, insbesondere Drehsignalgebern, ist der neue Meßwertaufnehmer in einfacher Weise kombinierbar. Die Halterung der Zahnrad-Impulsscheiben auf je einer Drehwelle, die sämtlich drehbeweglich zwischen denselben beiden parallelen Leiterplatten gelagert sind, ergibt einerseits einen geringen baulichen Aufwand und andererseits eine geringe Bauhöhe des Meßwertaufnehmers. Es kann hierbei vorgesehen sein, daß an den Leiterplatten Lageraufnahmen für die Enden der Drehwelle angeordnet sind. Derartige Lageraufnahmen können zweckmäßig in den jeweiligen Leiterplatten eingelassen sein. Die dem Getriebe zugeordnete Antriebswelle, die beispielsweise senkrecht zu den Leiterplatten angeordnet und an diesen gelagert ist, ist mit einem Drehteil koppelbar, dessen Drehbewegung erfaßt werden soll. Eine Lagerung der Antriebswelle an den Leiterplatten macht ein separates Trägerteil zur Aufnahme der Lagerung der Antriebswelle entbehrlich. Die Leiterplatten fungieren in diesem Fall als Trägerteil für die Antriebswelle.

In Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß das Getriebe als Untersetzungsgetriebe mit mehreren hintereinandergeschalteten Zahnrädern ausgebildet ist. Die über die Antriebswelle eingeleitete Drehbewegung wird an dem Getriebe durch die hintereinandergeschalteten Zahnräder untersetzt, wobei beispielshaft sechs hintereinandergeschaltete Zahnräder vorgesehen sind, die jeweils in einem Verhältnis von 4 : 1 untersetzt sind. Das letzte Zahnrad des Untersetzungsgetriebes führt somit eine sehr langsame Drehbewegung aus. Hierbei kann insbesondere vorgesehen sein, jede Impulsscheibe mit drei Impulsspuren, die jeweils durch eine dem Zahnrad zugeordnete Lichtschranke optoelektronisch abgetastet werden, zu versehen, wobei zwei Spuren mit

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einer Teilung von je 1 Impuls/Umdrehung um 90° zueinander phasenversetzt angeordnet sein können. Die dritte Spur kann mit einer Teilung von 2 Impulsen/Umdrehung um 45° phasenversetzt zu einer der beiden anderen Spuren positioniert sein. Werden von jedem Zahnrad 2 Bit erzeugt, so können 4096 Umdrehungen dargestellt werden.

In Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, daß die Auswerteeinheit die zugeführten Signale digitalisiert. Derartig digitalisierte Signale können in einfacher Weise weiterverarbeitet werden.

Es kann weiterhin vorgesehen sein, daß die Auswerteeinheit mit Mitteln zum Ausgleich des mechanischen Spiels und von Positionierfehlern der Zahnräder versehen ist. Derartige Fehlerkorrekturen können durch an der Auswerteeinheit vorgesehene kaskadierte Addierwerke durchgeführt werden.

Bei einer anderen Weiterbildung ist die Antriebswelle mit einer Impulsscheibe gekoppelt, der eine weitere Lichtschranke zugeordnet ist. Mit dieser Ausgestaltung ist die simultane Erfassung der Drehzahl und der Umdrehungsanzahl einer Antriebswelle möglich.

Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden nachfolgend beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 einen schematischen Vertikalschnitt durch eine erste Ausführungsform eines Meßwertaufnehmers,

Fig. 2 eine schematische Draufsicht auf das Getriebe des Meßwertaufnehmers gemäß Fig. 1,

Fig. 3 eine vergrößerte Darstellung eines Zahnrades des

Getriebes gemäß Fig. 2,

Fig. 4 den Schnitt längs der Linie IV-IV gemäß Fig. 3 und

Fig. 5 einen schematischen Schnitt durch eine weitere Ausführungsform eines Meßwertaufnehmers.

Mit dem in Fig. 1 dargestellten Meßwertaufnehmer (1) kann die Umdrehungsanzahl eines nicht dargestellten Drehteiles ermittelt werden, das mit der Antriebswelle (11) des Meßwertaufnehmers

(10) verbunden sind. Der Meßwertaufnehmer (10) besitzt ein Gehäuse (12), das mit einem Deckel (13) und mit einem Boden (14) ausgeführt ist. In dem Gehäuse (12) werden die wesentlichen Bauteile des Meßwertaufnehmers (10) aufgenommen, deren Anordnung nachfolgend beschrieben wird.

Der Meßwertaufnehmer (10) besitzt zwei Leiterplatten (15, 16), die parallel zueinander angeordnet sind. An den Leiterplatten (15, 16) sind nicht dargestellte elektronische Bauteile der Auswerteeinheit des Meßwertaufnehmers (10) angeordnet. Die mit Abstand zueinander angeordneten Leiterplatten (15, 16) sind über mehrere am Umfang der Leiterplatten (15, 16) angeordnete Stehbolzen (90) miteinander verbunden. Die Stehbolzen (90) bauen sich im wesentlichen aus einer durch eine Hülse (17), die zwischen den Leiterplatten (15, 16) angeordnet ist, geführten Schraube (18) auf, die mittels einer Mutter (19) festgelegt ist. Die Größe der Hülse (17) legt somit den Abstand der Leiterplatten (15, 16) fest.

Senkrecht zu den Leiterplatten (15, 16) ist die Antriebswelle

(11) angeordnet, die drehbeweglich mittels Rillenkugellagern (20, 21) gelagert ist. Die Rillenkugellager (20, 21) werden jeweils an Lagerhaltern (22, 23) aufgenommen, die auf der zugeordneten Leiterplatte (15, 16) festgelegt sind. Hierzu sind die Leiterplatten (15, 16) mit einer zur Antriebswelle (11) koaxialen Mittelöffnung (24, 25) ausgebildet.

Die Antriebswelle (11) des Meßaufnehmers (10) ist als Hohlwelle ausgebildet. Somit kann ein nicht dargestelltes Drehteil, dessen Drehbewegung ausgewertet werden soll, in das Innere der Antriebswelle (11) eingeführt werden und mittels einer Stiftschraube (13) festgelegt werden.

Im Bereich der Leiterplatte (15) ist die Antriebswelle (11) mit einer Außenverzahnung (26) ausgebildet. Die Außenverzahnung

(26) der Antriebswelle (11) ist mit einem Getriebe (27) verbunden, dessen Zahnradanordnung aus Fig. 2 hervorgeht. Das Getriebe (27) besitzt sechs hintereinandergeschaltete gleichartig ausgebildete Zahnräder (28, 29, 30). Die Lagerung der Zahnräder (28, 29, 30) erfolgt jeweils mittels einer im Zentrum des Zahnrads angeordneten Drehwelle (31) , deren Endbereiche an Lageaufnahmen (32) aufgenommen sind, die an den Leiterplatten (15, 16) festgelegt sind. In den Lageraufnahmen (32) werden die Drehwellen (31) gleitbeweglich aufgenommen.

Die übertragung der Drehbewegung von einer Getriebestufe zur anderen des Getriebes (27) erfolgt mittels Ritzeln (33) , die jeweils auf der Drehwelle (31) der Zahnräder (28, 29, 30) aufsitzen. Lediglich die Drehwelle (31) des letzten Zahnrades (34) des Getriebes (27) besitzt kein derartiges Ritzel (33). Die höhenversetzt zueinander angeordneten Zahnräder (28, 29, 30) werden durch die Verzahnung (26) der Antriebswelle (11) , die mit der Außenverzahnung des Zahnrades (28) kämmt, angetrieben. Das vorliegende Untersetzungsverhältnis von 4 : 1 in jeder Getriebestufe bewirkt, daß das letzte Zahnrad (34) nur eine sehr langsame Drehbewegung ausführt.

Aus den Fig. 3 und 4 geht die Ausbildung der Zahnräder (28, 29, 30, 34) des Getriebes (27) hervor. Das in Fig. 3 exemplarisch dargestellte Zahnrad (28) besitzt drei Impulsspuren (35, 36, 37), die auf unterschiedlichen Radien des Zahnrades (28) angeordnet sind. Die Impulsspuren (35, 36, 37) sind schlitzförmig ausgeführt. Im Bereich der Impulsspuren (35, 36, 37)

ist, wie aus Fig. 4 hervorgeht, das Zahnrad (28) unterbrochen. Die kreissegmentförmxg ausgeführten Impulsspuren (35, 36, 37) sind versetzt zueinander angeordnet. Gegenüber der außen liegenden Impulsspur (35) ist die mittlere Impulsspur (36) um 90° im Gegenuhrzeigersinn versetzt angeordnet. Die Impulsspuren (35, 36) sind so ausgestaltet, daß sie pro Umdrehung des Zahnrades (28) einen Impuls abgeben. Demgegenüber ist die um 45° gegenüber der Impulsspur (35) versetzt angeordnete innenliegende Impulsspur (37) mit zwei Abschnitten ausgestaltet, die bewirken, daß pro Umdrehung zwei Impulse abgegeben werden.

Die als Impulsscheiben ausgeführten Zahnräder (28, 29, 30) des Getriebes (27) ermöglichen einen besonders einfachen Aufbau des Meßwertaufnehmers (10). Insbesondere weist der Meßwertaufnehmer nur eine sehr geringe Bauhöhe auf. Die Zahnräder des Getriebes

(27) können in einfacher Weise als Kunststoffspritzteile hergestellt werden.

Wie aus Fig. 4 hervorgeht, besitzt das Zahnrad (28) an seinem Umfang eine Außenverzahnung (28¹). Im Zentrum des Zahnrades

(28) ist eine Aufnahme (28¹¹) für die zugeordnete Drehwelle (31) vorgesehen.

Jedem der Zahnräder (28, 29, 30) des Getriebes (27) ist eine Lichtschranke (38) zugeordnet, die jeweils aus einem Lichtsender (39f und einem Lichtempfänger (40) besteht. Zwischen dem Lichtsender (39) und dem Lichtempfänger (40) ist das zugeordnete Zahnrad (29) des Getriebes (27) angeordnet. Der Lichtsender (39) und der Lichtempfänger (40) sind mehrstufig ausgeführt, so daß jede der Impulsspuren (35, 36, 37) getrennt voneinander erfaßt werden können. Der Lichtsender (39) und der Lichtempfänger (40) sind an den zugeordneten Leiterplatten (15, 16) befestigt.

Nachfolgend soll die Funktionsweise des Meßwertaufnehmers (10) beschrieben werden. Die Antriebswelle (11) ist mit einem nicht

dargestellen Drehteil verbunden, dessen ümdrehungsanzahl ermittelt werden soll. Die Drehbewegung der Antriebswelle (11) wird über dessen Außenverzahnung (26) auf das erste Zahnrad (28) des Getriebes (27) übertragen. Dieses überträgt seine Drehbewegung über ein Ritzel (33) an ein nachgeschaltetes Zahnrad (29). In jeder Getriebestufe des Getriebes (27) erfolgt eine Untersetzung im Verhältnis 4:1. Somit führt das letzte Zahnrad (34) des Getriebes (27) nur eine sehr langsame Drehbewegung aus.

Die Drehbewegung der Zahnräder (28, 29, 30) des Getriebes (27) wird jeweils an den Zahnrädern zugeordneten Lichtschranken (38) erfaßt. Abhängig von der Position der jeweiligen Impulsspur (35, 36, 37) kann das von dem Lichtsender (39) ausgesendete Lichtsignal von dem zugeordneten Lichtempfänger (40) empfangen oder nicht empfangen werden. Die von dem Lichtempfänger (40) aufgenommenen Signale werden einer nicht näher dargestellten elektronischen Auswerteeinheit zugeführt, die die erhaltenen Signale zu digitalen Signalen umformt. In der Folgeelektronik werden die von jedem Zahnrad des Getriebes (27) erhaltenen Signale ausgewertet und logisch verknüpft. Hierbei können das mechanische Spiel und die Positionsfehler der Getriebezahnräder synchronisiert und ausgeglichen werden. Diese Fehlerkorrekturen werden durch drei Addierwerke erreicht, welche miteinander kaskadiert sind.

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Da von jedem Zahnrad 2 Bit erzeugt werden, steht nach der Auswertung dieser Signale ein Binär-Muster von 12 Bit bereit. Mit dem Getriebe (27) können somit 4096 (2 ) Umdrehungen dargestellt werden. Hierbei entspricht die jeweilige Stellung der Zahnradanordnung einer bestimmten Umdrehungsanzahl, der als Absolutwert vorliegt. Selbst bei einem Ausfall der Auswerteeinheit, beispielsweise durch eine Stromunterbrechung, kann somit wiederum die vorliegende Umdrehungsanzahl ermittelt werden, da sie durch die Stellung der Zahnräder festgehalten ist.

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Die Grundkodierung des Meßwertaufnehmers (10) ist binär. Diese Binär-Kodierung wird durch eine der Auswerteeinheit zugeordneten Code-Wandler, mit nachgeschalteten Endstufen in einen Gray-Code übersetzt. Hierbei sind die Endstufen mit einer Zählrichtungsumschaltung versehen.

Der in Fig. 5 dargestellte Meßgeber (50) besitzt einen Meßaufnehmer (51), der prinzipiell gleichartig wie der in Fig. 1 dargestellte Meßaufnehmer (10) ausgestaltet ist. Der Meßgeber (50) kann sowohl die Umdrehungsanzahl als auch die Drehzahl eines nicht dargestellten Drehteiles ermitteln, das mit seiner Welle (52) verbunden ist. Die Ermittlung der Drehzahl erfolgt mit einem Geber (80).

Zunächst soll der mechanische Aufbau des Meßgebers (50) beschrieben werden. Die Welle (52) ist an Rillenkugellagern (53, 54) gelagert, die an einem Trägerteil (55) angeordnet sind. Hierbei erfolgt die Abdichtung mittels eines Wellendichtringes (56), der der Welle (52) zugeordnet ist. Die Welle (52) wird von der als Hohlwelle ausgebildeten Antriebswelle (57) des Meßwertaufnehmers (51) aufgenommen. Auf einem über die Antriebswelle (57) hinaus verlängerten Bereich der Welle (52) sitzt eine Klemmscheibe (58) auf, mit der eine senkrecht zur Welle (52) angeordnete Impulsscheibe (60) festgelegt wird. Die zweiteilig aufgeführte Klemmscheibe (58) baut sich aus den Klemmelementen (61* und 61'') auf. Zwischen den Klemmelementen (61' und 61'') wird die Impulsscheibe (60) aufgenommen. Zur Befestigung dient eine Mutter (59) , die auf dem Endbereich der Welle (52) verschraubt ist.

Der Impulsscheibe (60) ist eine nicht dargestellte Lichtschranke zugeordnet, die einen Lichtsender und einen Lichtempfänger besitzt. Die Impulsscheibe (60) ist hierbei zwischen dem Lichtsender und dem Lichtempfänger angeordnet. Der Lichtsender und der Lichtempfänger sind an Leiterplatten (62, 63) befestigt, die im übrigen nicht dargestellte elektronische Bau-

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teile der Auswerteeinheit aufnehmen. Die parallel zueinander angeordneten Leiterplatten (62, 63) sind mittels Schrauben (64) an einem Zwischenboden (65) festgelegt.

Der Zwischenboden (65) sitzt auf einem ringförmigen Endbereich des Trägerteiles (55) auf. Der Außenumfang des Trägerteiles (56) und des Zwischenbodens (65) wird von einem Deckel (66) umfaßt, der mittels Schrauben (67) an dem Trägerteil (55) festgelegt ist. An dem Deckel (66) ist koaxial zur Welle (52) eine Kabelzuführung (68) befestigt, mit der ein Kabel (69) dem Meßwertgeber (50) zuführbar ist.

Der Meßwertaufnehmer (51) wird zwischen dem Zwischenboden (65) und dem Trägerteil (55) aufgenommen. Eine an der Leiterplatte

(70) des Meßwertaufnehmers (51) befestigte Lagerschale (71) sitzt auf einem O-Ring (72) auf, der in einer an dem Zwischenboden (65) vorgesehenen Aufnahme aufliegt. Im Bereich der parallel zu der Leiterplatte (70) angeordneten Leiterplatte (7 3) des Meßwertaufnehmers (51) ist keine Lagerung der Antriebswelle (57) vorgesehen. In eine öffnung (74) der Leiterplatte (73) greift ein Ringbereich (55') des Trägerteiles (55) ein.

Die Getriebeanordnung des Meßwertaufnehmers (51) entspricht derjenigen des Meßwertaufnehmers (10).

Nachfolgend soll die Funktion des Meßgebers (50) beschrieben werden. Die Drehbewegung der Welle (52) wird auf die Antriebswelle (57), die mit der Welle (52) über eine Schraube (75) verbunden ist, übertragen. Eine an der Antriebswelle (57) vorgesehene Verzahnung (76) treibt das Untersetzungsgetriebe des Meßwertaufnehmers (51) an. Den als Impulsscheiben ausgebildeten Zahnrädern des Untersetzungsgetriebes ist jeweils eine nicht dargestellte Lichtschranke zugeordnet, die die Impulsspuren der Zahnräder erfaßt. Die hierbei erhaltenen Signale werden einer nicht dargestellten Auswerteeinheit zugeführt, die aus der

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Position der Zahnräder die ümdrehungsanzahl der Welle (52) ermittelt. Wie schon im Zusammenhang mit dem Meßwertaufnehmer (10) beschrieben, entspricht die Stellung der Zahnräder des Getriebes einer bestimmten Umdrehungsanzahl, der als Absolutwert vorliegt.

Die Impulsscheibe (60) und die ihr zugeordneten Teile bilden einen Meßgeber (80) zur Ermittlung der Drehzahl oder der Winkellage der Welle (52). Bei der Drehbewegung der Impulsscheibe (60) werden an der ihr zugeordneten Lichtschranke Signale erzeugt, die der Drehzahl oder der Winkellage der Welle (52) entsprechen.

Der als Absolutwertgeber ausgebildete Geber (80) besitzt eine Impulsscheibe (60) mit einer maximalen Auflösung von 12 Bit. Diese 12 Bit können im Gray-Code als auch im Binär-Code ausgeführt sein und werden bit-parallel ausgegeben.

Das aus den Gebern (51 und 80) gebildete Gesamtsystem stellt somit einen Mehrgangabsolutwertgeber dar.

Claims (7)

Schutz ansprüche

1. Winkelstellungs-Meßwertaufnehmer mit

- mehreren Impulsscheiben (28, 29, 30, 34), von denen jede drehfest auf einer eigenen Drehwelle (31) angeordnet und mit Impulsspuren (35, 36, 37) versehen ist, denen jeweils eigene, mit einer elektrischen Auswerteeinrichtung verbundene optische Abtastmittel (39, 40) zugeordnet sind, wobei die Impulsscheiben als Zahnräder gestaltet und in ein Getriebe (27) mit aufeinanderfolgenden, jeweils eine Untersetzung bildenden Getriebestufen integriert sind, und einer Antriebswelle (11) , die mit einem auszuwertenden Bauteil verbindbar und an die das Getriebe angekoppelt ist,

dadurch gekennzeichnet, daß

- die Impulsscheiben (28, 29, 30, 34) zwischen zwei voneinander beabstandeten Leiterplatten (15, 16) zueinander höhenversetzt angeordnet und

die Drehwellen (31) an den beiden Leiterplatten gelagert und die optischen Abtastmittel (39, 40) auf den sich gegenüberliegenden Seiten der beiden Leiterplatten befestigt sind.

2. Wirikelstellungs-Meßwertaufnehmer nach Anspruch 1, weiter dadurch gekennzeichnet, daß die Drehwellen (31) mit den Impulsscheiben (28, 29, 30, 34) in einem Bogen um die Antriebswelle (11) angeordnet sind.

3. Meßwertaufnehmer nach Anspruch 1 oder 2, weiter dadurch gekennzeichnet, daß das Getriebe (27) sechs gleichartig ausgebildete Zahnrad-Impulsscheiben (28, 29, 30, 34) beinhaltet, wobei jede nachfolgende Impulsscheibe (29, 30, 34) jeweils mit einer Außenverzahnung (28') in ein drehfest mit der Drehwelle (31) der vorausgehenden Impulsscheibe (28, 29, 30) verbundenes

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Ritzel (33) eingreift und alle Getriebestufen das gleiche Untersetzungsverhältnis und gleich große Impulsscheiben aufweisen.

4. Meßwertaufnehmer nach Anspruch 3, weiter dadurch gekennzeichnet, daß das Untersetzungsverhältnis zwischen den Getriebestufen jeweils 4:1 beträgt und jede Impulsscheibe (28, 29, 30, 34) mit einer ersten, einen Impuls pro Umdrehung erzeugenden Impulsspur (35) , einer zweiten, ebenfalls einen Impuls pro Umdrehung erzeugenden Impulsspur (36) , die zur ersten Impulsspur um 90° versetzt ist, sowie mit einer dritten, zwei Impulse pro Umdrehung erzeugenden Impulsspur (37) versehen ist, die zur ersten Impulsspur um 45° versetzt ist.

5. Meßwertaufnehmer nach einem der Ansprüche 1 bis 4, weiter dadurch gekennzeichnet, daß die Auswerteeinrichtung die Signale der Abtastmittel (39, 40) digitalisiert, auswertet und logisch miteinander verknüpft.

6. Meßwertaufnehmer nach Anspruch 5, weiter dadurch gekennzeichnet, daß die Auswerteeinrichtung (3) miteinander kaskadierte Addierwerke enthält.

7. Meßwertaufnehmer nach einem der Ansprüche 1 bis 6,

weiter dadurch gekennzeichnet, daß eine weitere Impulsscheibe

(60) drehfest auf der Antriebswelle (11) angeordnet ist, die mit zugehörigen Abtastmitteln einen Absolutwertgeber (80) mit hoher Auflösung bildet.