DE1253923B - Device for displaying the position of a rotatable shaft - Google Patents

Device for displaying the position of a rotatable shaft

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DE1253923B
DE1253923B DEN22907A DEN0022907A DE1253923B DE 1253923 B DE1253923 B DE 1253923B DE N22907 A DEN22907 A DE N22907A DE N0022907 A DEN0022907 A DE N0022907A DE 1253923 B DE1253923 B DE 1253923B
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DE
Germany
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decade
circle
openings
tubes
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Pending
Application number
DEN22907A
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German (de)
Inventor
Peter Hubertus Gerardu Vlodrop
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.)
Koninklijke Philips NV
Original Assignee
Philips Gloeilampenfabrieken NV
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Publication date
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    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01D—MEASURING 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
    • G01D5/00—Mechanical 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
    • G01D5/26—Mechanical 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
    • G01D5/32—Mechanical 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
    • G01D5/34—Mechanical 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
    • G01D5/36—Forming the light into pulses

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optical Transform (AREA)

Description

DEUTSCHES WTTIm PATENTAMT Deutsche Kl.: 42 d -1/15 GERMAN WTT in the PATENT OFFICE German class: 42 d -1/15

AUSLEGESCHRIFTEDITORIAL

Nummer: 1 253 923Number: 1 253 923

Aktenzeichen: N 22907IX b/42 dFile number: N 22907IX b / 42 d

^ 253 923 Anmeldetag: 19.März 1963^ 253 923 filing date: March 19, 1963

Auslegetag: 9. November 1967Opened on: November 9, 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. The invention relates to a device for displaying the position of a rotatable shaft, in particular the shaft of a machine tool, which follows one of the rotational movement of the axis, in a to Axis of rotation concentric circle, provided with several openings disc and a die Disc acting light source and in spatial assignment to the openings in at least contains photosensitive elements arranged in two circles of different radii, the first Circle several, preferably ten photoelectric elements at regular intervals from one another and the disk has a single opening in an associated circle while the disk is open a corresponding second circle contains several, preferably ten regularly distributed openings and the associated photoelectric elements are arranged on an arc of a circle consisting of determined an angle which corresponds to an angle of rotation of the disc between two adjacent openings.

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.Such a device is already known. However, it has the disadvantage that the dimensioning of the Slices and the locations of the photoelectric elements is relatively critical, so it is not it is impossible that two tubes of the same decade are ignited at the same time. This disadvantage can be remedied to a certain extent by having the anodes of the cold cathode tube via a single Resistance to be fed. Another disadvantage is that a switchover from 9 to 0 in the first decade does not always take place at the same point in time as the corresponding one Switchover at the second decade.

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.These disadvantages are eliminated according to the invention in that a third circle of the movable disc has a ring of openings, behind which two photoelectric elements at such a distance are arranged from each other that with the transition of the modulation from a photoelectric On the other hand, in the first decade there was also a change in the level of the mentioned ones two photoelectric elements takes place and that these photoelectric elements in two as ignition electrode circuits the two discharge tubes serving circuits and that the one discharge tube the photoelectric elements of the first decade of odd order and the other Discharge tube are assigned to the photoelectric elements of the decade of even rank.

An Hand der Zeichnung wird die Erfindung näher beschrieben. Darin zeigtThe invention is described in more detail with reference to the drawing. In it shows

Vorrichtung zum Anzeigen der Lage einer
drehbaren WelleDevice for displaying the position of a
rotatable shaft

Anmelder:Applicant:

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

Vertreter:
Dr. H. Scholz,Representative:
Dr. H. Scholz,

Patentanwalt, Hamburg 1, Mönckebergstr. 7Patent attorney, Hamburg 1, Mönckebergstr. 7th

Als Erfinder benannt:Named as inventor:

Peter Hubertus Gerardus van Vlodrop.Peter Hubertus Gerardus van Vlodrop.

Eindhoven (Niederlande)Eindhoven (Netherlands)

Beanspruchte Priorität:Claimed priority:

Niederlande vom 23. März 1962 (276 353)Netherlands 23 March 1962 (276 353)

Fig. 1 eine Vorrichtung zum Anzeigen der Lage einer drehbaren Welle gemäß der Erfindung,1 shows a device for displaying the position of a rotatable shaft according to the invention,

Fig. 2 eine bistabile Schaltungsanordnung mit Photoleitern,2 shows a bistable circuit arrangement with photoconductors,

F i g. 3 ein Schaltbild zur Speisung von Kaltkathodenröhren in einer Vorrichtung gemäß der Erfindung, F i g. 3 shows a circuit diagram for feeding cold cathode tubes in a device according to the invention,

F i g. 4 einen Ausschnitt aus F i g. 1 undF i g. 4 shows an excerpt from FIG. 1 and

Fig. 5 die Schaltung der Speiseleitungen für die Zündelektroden der Röhren der zweiten Dekade.5 shows the circuit of the feed lines for the ignition electrodes of the tubes of the second decade.

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.In Fig. 1 this third circle is denoted by P. It contains over the circumference S of the part of the movable disk 500 used for display, behind which two photo elements A and B are arranged at a distance from one another equal to the width of an opening. These elements can be based on the in FIG. 2 form part of a bistable circuit arrangement with discharge tubes Vl and V 2 , which are in optical contact with photoconductors O and E. The photoconductor O is in the feed line for the ignition electrode of the tubes of uneven rank, and the photoconductor E is in the feed line for the ignition electrode of the tubes of even rank. The tubes V1 and VI have a common anode resistance Ra, which has the effect that only one of the tubes can be ignited at a certain point in time.

F i g. 2 zeigt, daß, wenn der Photoleiter A belichtet und somit sein Widerstand niedrig ist, die Zünd-F i g. 2 shows that when photoconductor A is exposed and thus its resistance is low, the ignition

709 687/169709 687/169

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:electrode of the tube Vl has a low voltage with respect to the cathode. At the same time, the photoconductor B is in the dark, as a result of which the voltage of the ignition electrode of the tube V 2 is high in relation to that of the cathode. The tube F1 is then de-energized and the tube V 2 is energized, as a result of which the element O has a high resistance and the element has a low resistance. Each time the exposure of elements A and B changes, the state is reversed. F i g. 3 shows the circuit diagram of the supply to the discharge tubes and the associated ignition electrodes. When the resistance of element A of FIG. 2 is lower than that of element B1, only the even digits of the first decade and, in the opposite case, only the odd digits can be made to light up. In Fig.! the circle Q in the movable disk 100 includes openings C equidistant from one another. In the state shown, both elements 2 and 3 of circle Q are exposed, but only one can cause the corresponding digit of the first decade to light up. If the disc is moved a little to the right, the resistance of element B decreases, causing the number 2 to disappear and the number 3 to light up. The correct point in time for the transition depends on the accuracy of the openings and the photo elements of the outer circle P. The maximum value of the deviation from the nominal position of an opening in the circle Q can be half the width of the opening, unless an error occurs. If the disk is turned to the right by an angle of a thousandth of the circumference, element ^ is again exposed more strongly than element B and the supply is switched from "odd" to "even" in the first decade. The opening C in this case covers half of each of the elements 3 and 4. A similar measure can be taken for the second decade. Of the ten photoelectric elements required for this decade, FIG. 1 only the three with the rank numbers 4, 5 and 6 are shown. They lie on a circle marked with S. The associated opening in the movable disk is labeled E. It is assumed that there are ten such openings and a hundred associated photoelectric elements. In the circle R there are two fixed photoelectric elements L and P, and the associated circle R of the movable disk has fifty openings D distributed regularly over the circumference, through which the light falls on the elements L and P one after the other when rotated. The disadvantage that a transition from one digit to the other in the second decade does not take place at the same time as the transition from 9 to 0 in the first decade can be remedied by removing the two outermost elements in circle Q, the digits 0 and 9 and are shown in dashed lines in the figure, while the elements 9 'and 0' are arranged between the elements L and P and the elements 9 and 0 at the end of the element P in the circle R. This is in FIG. 1 shown. The arrangement of the mentioned elements in the circuit is shown in FIG. 3. F i g. 4 shows the position of the disk in which the opening D is just above the elements 9 'and 0' and the opening E is in the middle above two elements 4 and 5. Here, two elements 9 and 0 can also be arranged at the left end of the element L. The position is the transition position from the number 49 to the number 50. F i g. 5 shows the feed lines for the ignition electrodes of the tubes of odd or even hierarchy of the second decade. The power is supplied again with an interrupted direct current via some photoelectric elements. The upper line is used to feed the tubes of odd rank and the lower line to feed the tube of even rank. The elements P (R) and L (R) have the same task in the second decade as the elements O and E in the first decade. The elements L and P in the disc are exposed through the openings D, which are relatively narrow. Therefore, these elements can never be exposed at the same time. The elements 9 'and 0' control two gas discharge tubes (FIG. 3) of the first decade, which are optically connected to the elements 9 '(R) and 0' (R) of FIG. 5 are coupled. Only one of these elements is exposed at any given moment, because in the first decade, due to the presence of the circle P and the elements A and B, only one tube can be in operation. The elements 9 and 0 of FIG. 1 control two further discharge tubes of the first decade, which are based on the ones shown in FIG. 3 are connected in parallel with the first-mentioned tubes, so that the tubes connected in parallel control the same digit of the first decade. The discharge tubes controlled by elements 9 and 0 are optically coupled to elements 9 (R) and 9 '(R), of which element 9 (R) is in the line via which the ignition electrodes of odd order are fed while the element 9 '(R) in the feed line for the ignition electrodes is evenly ranked. The elements 0, 0 ', 9 and 9' arranged next to each other in pairs are important because with a certain number, e.g. B. the number 49, the "9" must ensure that an even digit (4) can be displayed in the first decade, while a decade further, i. H. at level 59, the "9" must ensure that only an odd number (5) can light up in the first decade. Of course, the device described can be extended to even more decades. Patent claims: 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 regelmäßig1. Device for displaying the position of a rotatable shaft, in particular the shaft of a Machine tool that follows the rotational movement of the axis in a concentric to the axis of rotation Circular disk provided with several openings and one acting on the disk Light source and arranged in spatial association with the openings in at least two circles of different radii Contains photosensitive elements, the first circle being regularly spaced from one another several, preferably ten photoelectric elements and the disk in one associated Circle has a single opening, while the disc on a corresponding second Circle several, preferably ten regularly
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