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Die Erfindung betrifft eine Einbauvorrichtung für einen entlang eines Messstabes verstellbaren Messfühler aufweisende Längenmesssysteme, die ähnlich einer ZylinderKolbeneinheit ausgebildet ist, bei der ein den Messstab aufnehmendes, mit einer Flüssigkeit gefülltes Schutzgehäuse den Zylinder und ein mit dem Messfühler gekuppelter, die zu messende Stellbewegung übertragender Mitnehmer den Kolben bildet und die Kolbenstange abgedichtet herausgeführt ist, der Kolben Aussparungen oder Längsöffnungen zum Durchlass der Flüssigkeit aufweist und ein mit dem Innenraum der Zylinder-Kolbeneinheit verbundener Nachfüll- bzw. Ausgleichsraum für die Flüssigkeit vorgesehen ist.
Eine derartige Einbauvorrichtung ist aus der eigenen AT 2966 U bekannt. Durch die Einbauvorrichtung wird auch bei rauhem Betrieb ein Schutz des Messsystems vor mechanischen Beschädigungen, Verschmutzungen, Korrosionsangriff usw. erzielt.
Unter anderem ist die Einbauvorrichtung für Messsysteme bei Lastfahrzeugen zur Erfassung bzw. Einstellung der Lenkauslenkung von Vorder- und Hinterrädern gedacht, findet aber auch bei Werkzeugmaschinen, Spritzgussmaschinen, Hubwerken, wie Autokränen, und insbesondere überall dort Verwendung, wo eine Einstellung durch Stelltriebe, z. B. pneumatische oder hydraulische Kotbentriebe, Zahnstangengetriebe oder sonstige Stelleinrichtungen gemessen oder vorgegeben werden muss.
Ein neueres Anwendungsgebiet für in eine entsprechende Einbauvorrichtung integrierte Messsysteme ergibt sich bei Randstelleinrichtungen an Papiermaschinen, bei denen bisher die Maschine für die Randeinstellung stiligesetzt und dann nach der Einstellung wieder in Betrieb genommen werden muss, was bei den Maschinen grosser Arbeitsbreite zu einem beträchtlichen, möglichst zu vermeidenden Kostenaufwand führt.
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Als Längenmesssysteme werden vorzugsweise Systeme verwendet, die nach induktiven, kapazitiven oder ohmschen Abtastprinzipien arbeiten, wobei durch im Messfühler untergebrachte Leiterschleifen, Leiterplatten oder Eisen- bzw.
Magnetkerne möglichst berührungslos Induktivität, Kapazitit und/oder ohm'scher Widerstand entsprechender, im Messstab untergebrachter Elemente verändert werden, so dass aus dieser Veränderung über Messkreise der Verstellweg des Messfühlers bzw. die momentane Lage des Messfühlers und damit die zu messende Länge bestimmt werden kann. Angestrebt wird dabei eine Abnahme der Messsignale am feststehenden Messstab, um Ausgleichsschleifen in den herauszuführenden Messleitungen zu vermeiden.
Bei der bekannten Einbauvorrichtung ist der mit dem Innenraum des ZylinderKolbeneinheit verbundene Nachfüll- bzw. Ausgleichsraum neben oder über der Zylinder-Kolbeneinheit der Einbauvorrichtung angebracht. Dazu wird bemerkt, dass der Ausgleichsraum notwendig ist, da sich das Füllvolumen des den Innenraum der Zylinder-Kolbeneinheit bildenden Zylinderraumes mit der Auszugsstellung der herausgeführten Kolbenstange ändert, sich also beim Herausziehen vergrössert und beim Hineinschieben der Kolbenstange verkleinert. Durch die bekannte Anbringung des den Ausgleichsraum enthaltenden Behälters ergibt sich eine Vergrösserung des Bauvolumens, wobei dieser Behälter wegen seiner Sperrigkeit oft nur kaum ordnungsgemäss untergebracht werden kann.
Bei einem über der eigentlichen Einbauvorrichtung angebrachten Ausgleichsbehälter, der nur einen Flüssigkeitsvorrat enthält, müssen die sich ändernden Füllstände bei der Kolbenstangenbewegung durch Luftzufuhr ausgeglichen werden, was für die verwendete Flüssigkeit abträglich sein und jedenfalls die Einhaltung von kurzen Wartungsintervallen bedingen kann.
Eine frei herausgeführte Kolbenstange unterliegt der Verschmutzung. Diese Verschmutzungen können zwar durch an der Zylinderdichtung vorgesehene Abstreifer und ähnliche Elemente entfernt werden, doch kommt es dadurch wieder zu einem erhöhten Verschleiss der erwähnten Elemente und der Gefahr, dass auch diese Elemente frühzeitig altern.
Schliesslich sollte darauf geachtet werden, dass die aus der Einbauvorrichtung herausgeführten Messleitungen möglichst leicht angeschlossen werden können und ebenfalls hinreichend geschützt werden.
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Aufgabe der Erfindung ist demnach eine Verbesserung der Einbauvorrichtung der eingangs genannten Art, um die aufgezeigten Schwierigkeiten zu beseitigen und insbesondere eine Einbauvorrichtung zu schaffen, die als Gesamteinheit leicht montiert werden kann, betriebssicher und weitgehend wartungsfrei arbeitet und bei der insbesondere ein praktisch vollkommener Schutz der Messsysteme und Messleitungen erzielt werden kann.
Die gestellte Aufgabe wird prinzipiell dadurch gelöst, dass der Ausgleichsraum in einem Verlängerungsrohr des Zylinders der Zylinder-Kolbeneinheit untergebracht ist.
Hier geht die Erfindung von der Erkenntnis aus, dass bei fast allen vorkommenden Einbaufällen die Einbaulänge der Einbauvorrichtung nicht kritisch ist, also beträchtlich über der durch die Länge des Messstabes gegebenen Messlänge liegen kann. Es wird eine Einbauvorrichtung geschaffen, die praktisch in der Aussenkontur im wesentlichen eine runde Stange bildet, von der ein Ende fest und das andere Ende an dem Teil zu befestigen ist, dessen Versteilbewegung gemessen bzw. vorgegeben werden soll.
Selbstverständlich können an beiden Enden Gelenke angebracht werden, wenn sich die Lage des Messsystems und damit der Einbauvorrichtung auch durch Querverstellung oder durch eine Schwenkbewegung ändern kann.
Nach einer bevorzugten Weiterbildung ist der Ausgleichsraum als Ausgleichszylinder mit einem feder- oder druckgasbeaufschlagten, gegen den mit dem Innenraum der Zylinder-Kolbeneinheit verbundenen Ausgleichszylinderraum verstellbaren Kolben ausgebildet. Hier kann ein ausreichender Flüssigkeitsvorrat untergebracht werden, um auch über lange Zeiträume hinweg allfällige Leckverluste auszugleichen. Wird nur eine Gasfeder verwendet, so wird einfach der zweite Zylinderraum des Ausgleichszylinders mit einem unter Überdruck stehenden Gas gefüllt.
Eine Alternative besteht hier darin, den Innenraum der Zylinder-Kolbeneinheit mit einem im Zylinderraum des Ausgleichszylinders angeordneten dehnbaren Ballon oder Balgen zu verbinden und den Zylinderraum wieder mit unter Überdruck stehendem Gas zu füllen, so dass die Flüssigkeit im wesentlichen unter konstantem bzw. zumindest für den Ausgleich der Volumsänderungen im Innenraum des Zylinder-Kolbeneinheits
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ausreichendem Druck gehalten wird. Bei allen Varianten empfiehlt es sich, wenn der freie Zylinderraum des Ausgleichszylinders mit einem inerten Gas gefüllt ist, so dass Oxidationen oder sonstige Alterungserscheinungen der Betriebsflüssigkeit eingeschränkt bzw. verhindert werden.
Im Rahmen der Lösung der Gesamtaufgabe besteht eine Weiterbildung darin, dass zwischen dem Innenraum der Zylinder-Kolbeneinheit und dem Ausgleichszylinder ein Träger für den Messstab angeordnet ist, der eine Auswertungs- oder Anschlussstufe für die Messsignale aufnimmt, deren Anschlussleitung bzw. -leitungen zwischen dem Innenraum und dem mit ihm über einen Durchlass des Trägers verbundenen Aus-
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Die Auswertungs- oder Anschlussstufe für die Messsignale kann, je nach Messsystem und Anwendungsfall, eine reine Messstufe, eine Schnittstelle, eine Signalformerstufe oder auch eine Signalwandlerstufe, z.
B. ein A/D-Wandler, sein, um für den jeweiligen Anwendungsfall die spezifisch benötigten Messsignale zu erhalten, wobei sowohl die Signalform als auch die Signalhöhe durch entsprechende Ausgestaltung der Anschlussstufe einstellbar sein kann. Bei Verwendung eines Ausgleichszylinders mit Ausgleichskolben kann man die Messleitungen entlang des Ausgleichszylinders weiter führen. Es ist aber auch eine Unterbringung in einer Aussennut des Ausgleichszylinders möglich, wenn dieser eine ausreichende Wandstärke hat.
Schliesslich kann man den Ausgleichszylinder mit kleinerem Durchmesser als den Zylinder der ZylinderKolbeneinheit ausführen und in Verlängerung der Zylinder-Kolbeneinheit ein Aussenschutzrohr vorsehen, wobei im Spalt zwischen diesem Schutzrohr und der Aussenwand des Ausgleichszylinders Platz für das Herausführen der Messleitungen freibleibt. Bei der beschriebenen Variante mit einem in den Zylinderraum hineinragenden dehnbaren Ausgleichsballon kann die Messleitung auch durch den Zylinderraum selbst geführt werden.
Bei einer erhöhten Verschmutzungsgefahr für den ausfahrenden Teil der Kolbenstange, wie sie etwa z. B. bei in Papiermaschinen eingebauten Längenmess-
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systemen durch Papierschnitzet oder Zellstofffasern, die überdies zum Festkleben neigen, gegeben ist, kann man nach einer Weiterbildung noch für den abgedichtet aus dem Zylinderinnenraum der Zylinder-Kolbeneinheit ausfahrbaren Teil der mit dem Messfühler gekuppelten Kolbenstange eine Aussenabdeckung, vorzugsweise in Form eines in seiner Länge verstellbaren bzw. zusammendrückbaren Balgens vorsehen.
Weitere Einzelheiten und Vorteile des Erfindungsgegenstandes entnimmt man der nachfolgenden Zeichnungsbeschreibung. In der Zeichnung ist der Erfindungsgegenstand beispielsweise im Längsschnitt veranschaulicht.
Die Einbauvorrichtung ist für ein Längenmesssystem bestimmt, das im wesentlichen aus einem Messstab 1, einer entlang des Messstabes 1 verstellbaren, nach Abtastprinzipien der vorstehend genannten Art arbeitenden Abtasteinheit 2, einer Halterungs- und Auswertungs- bzw. Signalformereinheit 3 und einer Signalleitung 4 besteht. Die Einheit 3 ist in einem Träger 5 gehalten, durch den die Signalleitung 4 herausgeführt ist und der ein Zwischenstück zwischen einem Zylinder 6 und einem Schutzrohr 7 bildet. Im Zylinder 6 ist ähnlich einer Zylinder-Kolbeneinheit ein kolbenartiger Bauteil 8 mit Dichtungs- bzw. Führungsringen geführt, der die Abtasteinheit 2 aufnimmt, Durchlässe 24 aufweist, und in eine rohrförmige Kolbenstange 9 übergeht, in der das Ende des Messstabes 1 mit Federringen oder sonstigen elastisch nachgiebigen Halterung 10 geführt ist.
Die Kolbenstange 9 ist durch Abdichtungen und Abstreifer 11,12 aus dem Zylinder 6 herausgeführt, wobei das Ende der Kolbenstange einen Abschluss 13 mit einem Anschlussgewinde 14 für einen Mitnehmer bzw. die Befestigungssraube eines Mitnehmers aufweist. Bis zu diesem Abschluss 13 ist der herausragende Teil der Kolbenstange 9 von einem Balgen 15 abgedeckt, der dicht an den Zylinder 6 und den Teil 13 anschliesst und dessen Länge wegen der Elastizität sich mit dem Ausziehweg der Kolbenstange 9 ändert.
Das Schutzrohr 7 und der Zylinder 6 haben gleiche Aussenduchmesser. Das Schutzrohr 7 besitzt einen dichten Endabschluss 16, der wieder mit einem Gewinde 17 zur Montage der Einbauvorrichtung versehen ist. Innerhalb des Schutzrohres 7 ist
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durch ein weiteres Rohr 18 mit Enddeckel 19 ein Ausgleichszylinder realisiert, in dem ein Kolben 19 verstellbar ist, der durch eine Feder 20 und oder auch durch ein unter Überdruck stehendes inertes Gas in Richtung auf den Zylinderraum 21 beaufschlagt Ist, welcher Zylinderraum 21 mit dem Innenraum des Zylinders 6 über wenigstens eine Durchführungsbohrung 22 oder einen Kanal im Träger 5 in Verbindung steht,
so dass beim Herausziehen der Kolbenstange 9 aus dem Zylinder 6 Flüssigkeit aus dem Zylinderraum 21 in den Innenraum des Zylinders 6 und beim Einschieben der Kolbenstange 9 die Flüssigkeit wieder aus dem Innenraum des Zylinders 6 in den Zylinderraum 21 strömen kann. Die Leitung 4 ist unter einer Schutzabdeckung 23 zum Endteil 16 geführt und kann von da aus mit den entsprechenden Signalempfängern einer Steuer- oder Messeinrichtung verbunden werden.