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I. Anwendungsgebiet
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Die Erfindung betrifft eine Wegmessvorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie ein Verfahren zur Herstellung einer solchen Wegmessvorrichtung.
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II. Technischer Hintergrund
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Das Grundprinzip besteht darin, dass ein Wegmess-Element in Längsrichtung der Vorrichtung – entlang der vermessbaren Messlänge – verläuft, und demgegenüber ein das Signal auslösender Positionsgeber in Längsrichtung bewegbar ist.
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Bei einer magnetostriktiven Wegmessvorrichtung ist das Grundprinzip einer solchen Vorrichtung so weitergebildet, dass ein Wellenleiter aus einem sowohl elektrisch leitenden als auch magnetisierbaren Material in Messrichtung – der Längsrichtung der Vorrichtung – verläuft, insbesondere in leicht gespanntem Zustand.
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Ein Magnet ist mit demjenigen Bauteil, dessen Position in Längsrichtung gemessen bzw. überwacht werden soll, verbunden und wird durch dieses Bauteil in Längsrichtung entlang des Wellenleiters berührungslos, jedoch in ausreichend geringem Abstand, bewegt.
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Ein in den Wellenleiter eingegebener Stromimpuls bewirkt in Wechselwirkung mit dem Magneten eine mechanische Welle, die von der Position des Magneten aus den Wellenleiter entlang läuft und hinsichtlich ihrer Laufzeit von der Auswerteelektronik, die meist am einen Ende des Wellenleiters angeordnet ist, detektiert wird, woraus die Längsposition des Magneten und damit des zu überwachenden Bauteiles relativ zum Wellenleiter bekannt ist.
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Da derartige Wegmess-Vorrichtungen häufig in Maschinen, auch in produzierenden Maschinen, eingesetzt werden, müssen sie eine Reihe von Forderungen erfüllen wie Schutz der Messvorrichtung gegen mechanische Beschädigung und Verschmutzung, insbesondere gegen Eindringen von Feuchtigkeit in die Auswerteelektronik, Beibehaltung des ursprünglichen Spannungszustandes des Wellenleiters, Abschirmung der elektromagnetischen Strahlung der Auswerteelektronik nach außen und innen, Montage- und Wartungsfreundlichkeit der Messvorrichtung.
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Zum einen ist es diesbezüglich bereits bekannt, den Wellenleiter in einer stützenden, jedoch nicht zu stark dämpfenden Umhüllung aufzunehmen und in dieser Form als Wellenleiter-Einheit zu handhaben, wie z. B. in der
DE 102 01 880 A1 oder der
DE 101 08 925 A1 offenbart.
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Zum anderen ist es bereits bekannt, den Wellenleiter bzw. die erwähnte Wellenleiter-Einheit geschützt im Inneren eines am Umfang geschlossenen hohlen Rohrprofils anzuordnen, welches kostengünstig als Strangpress-Profil herstellbar ist, wie z. B. in der
DE 20 2004 006 144 U1 offenbart.
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Dabei müssen die Rohr-Profile je nach Einsatzweck unterschiedliche Anforderungen erfüllen:
- – hohe Steifigkeit gegen Biegebeanspruchung in Querrichtung,
- – geringer Platzbedarf, vor allem als sehr flach ausgebildetes Rohrprofil,
- – symmetrische Ausbildung des Innenraumes des Rohres für variablen Einsatz,
- – spezifische Befestigungsart des Rohrprofils gegenüber der Umgebung,
- – Drehbarkeit des Rohrquerschnittes, insbesondere auch im bereits montierten Zustand gegenüber dem das Profil tragendem Bauteil,
- – besonders kostengünstige Herstellung,
- – Möglichkeit der Anordnung in einem zusätzlich schützenden zweiten Gehäuse.
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Zu diesem Zweck weisen sowohl Außenkontur als auch Innenkontur des Profils eine definierte Gestaltung auf. Die Innenkontur war ausgerichtet auf die Aufnahme sowohl der Wellenleitereinheiten als auch der die Auswerteelektronik tragenden einen oder mehreren Platinen. Die Konturgestaltungen, vor allem der Innenkontur, mussten dafür unterschiedliche technische Ausstattungen zulassen können.
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Für hohe Dichtigkeitsanforderungen, bei denen das stumpfe Aufsetzen eines Deckels mit Flachdichtung auf die Stirnseite des Profils nicht ausreichend war, mussten die stirnseitigen Endbereiche des Profils ausgefräst werden zu einer absatzlosen Kontur, in die dann ein Abschlussdeckel mit einem entsprechend gestalteten Fortsatz, dessen Außenumfang eine Ringnut zur Aufnahme eines O-Ringes aufwies, eingeschoben werden konnte, was wesentlich höhere Dichtigkeiten ermöglicht.
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Absatzlos bedeutet in diesem Zusammenhang, dass die so bezeichnete Innenkontur keine konkaven oder konvexen Vorsprünge bzw. Vertiefungen aufwies, deren Krümmungsradius so klein ist, dass ein darüber geführter, dichtender O-Ring dabei auf Dauer beschädigt wird und seine Dichtungswirkung verliert.
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Dieses Ausfräsen war jedoch zeitaufwendig und darüber in der Durchführung schwierig aufgrund der zum Teil über 5 Meter langen Profile, in deren Endbereiche diese Ausfräsungen durchgeführt werden mussten.
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III. Darstellung der Erfindung
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a) Technische Aufgabe
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Es ist die allgemeine Aufgabe der Erfindung, eine Wegmessvorrichtung zur Verfügung zu stellen, die bei einer effektiven Ausnutzung des Innenraums des Profils eine Gewichtsreduzierung zulässt und insgesamt auch einfach und kostengünstiger herstellbar ist.
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b) Lösung der Aufgabe
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Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
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Durch eine absatzlose Innenkontur des Profils über die ganze Länge wird für die mechanische Fixierung der im Inneren des Profils unterzubringenden Komponenten ein Einsatz längsfest und drehfest in der absatzlosen Innenkontur des Metallprofils angeordnet, der beispielsweise auch aus Kunststoff bestehen kann, und wobei die Innenkontur des Einsatzes Nuten, insbesondere hinterschnittene Nuten, Innenecken, Außenecken und Absätze, aufweist.
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Absatzlos bedeutet in diesem Zusammenhang, dass die Innenkontur des Profils durch eine umlaufende, radial von innen nach außen gegen diese Innenkontur wirkende Dichtung, beispielsweise einen O-Ring, eingelegt in eine Außenumfangsnut eines entsprechenden, ins Innere des Profils ragenden, Fortsatzes eines Enddeckels, abdichtbar ist.
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Dies bedeutet, dass die Innenkontur des Profils zwar durchaus Biegungen und Krümmungen, sowohl konkav als auch konvex, aufweisen darf, die jedoch betrachtet in der Querschnittsebene des Profils keinen so kleinen Krümmungsradius besitzen dürfen, dass das abdichtende Anliegen eines O-Ringes am Profil und am hineinragenden Teil, das den O-Ring trägt, verhindert oder durch die starke Krümmung dessen frühzeitige Ermüdung und Beschädigung und damit Undichtigkeit zu befürchten ist.
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Für die Herstellung der Wegmessvorrichtung wird dieser, die gestaltete Innenkontur aufweisende, Einsatz kürzer abgelängt als das umgebende Metallprofil, und – vor oder zusammen mit der Wellenleitereinheit und/oder den Platinen der Auswertesteuerung – axial und in der richtigen Drehlage in das Innere des Profils eingeschoben oder bei einem Profil aus zwei Halbschalen dazwischen eingelegt und in Drehrichtung, sowie vorzugsweise auch in Längsrichtung dort fixiert, entweder aufgrund eines vorhandenen Übermaßes, einer radial nach außen gerichteten Eigenspannung oder einfach durch Verkleben. Die axiale Positionierung erfolgt dabei so, dass in den axialen Endbereichen Endräume im absatzlosen Innenprofil verbleiben, die nicht von dem Einsatz besetzt sind, und die eine solche axiale Länge besitzen, dass dort die entsprechend gestalteten Fortsätze der Enddeckel, in deren Außenumfang der eine oder mehrere abdichtende O-Ring in einer Außenumfangsnut im Fortsatz eingelassen ist, eingeschoben werden können, und die von ihrem Querschnitt her so dimensioniert sind, dass dann der O-Ring dichtend am Innenumfang des absatzlosen Innenprofils anliegt.
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Die Enddeckel werden zu diesem Zweck vorzugsweise lösbar am Profil befestigt, beispielsweise durch in Längsrichtung durch den Deckel hindurch in das Profil hineinreichende Verschraubungen, die beispielsweise mittels selbstschneidender Schrauben in die Ecknuten der Außenkontur des Profiles hineingeschraubt werden.
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Auf diese Art und Weise wird für die Verbindung zwischen Deckel und Profil das Profil nicht beschädigt, so dass auch bei Öffnen der Wegmessvorrichtung das Profil anschließend nicht gewechselt werden muss.
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Der Einsatz, der in der Regel aus Kunststoff besteht, besitzt eine Außenkontur, die formschlüssig in die Innenkontur des Profils passt.
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Zu diesem Zweck kann die Außenkontur des Einsatzes insbesondere über mehr als 180° der Innenkontur des Profils angepasst sein oder auch nur einen größten Durchmesser besitzen, der dem größten Durchmesser der Innenkontur des Profils entspricht, in Richtung des kleineren Durchmessers jedoch zur Innenkontur des Profils beabstandet ist.
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Letzteres ermöglicht es auch, einen Universal-Einsatz zu schaffen mit einem länglichen Querschnitt, der in unterschiedliche Innenkonturen verschiedener Profile, beispielsweise etwa eines außen grob quadratischen Profils mit einer kreisrunden Innenkontur ebenso wie in ein außen flaches Profil mit einer länglichen Innenkontur, einsetzbar ist.
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Vorzugsweise ist der Querschnitt des Einsatzes dabei federnd ausgebildet, so dass er sich trotz unvermeidbarer Herstellungstoleranzen immer genau genug mit seinem Außenumfang an dem Innenumfang des Profils anpassen kann.
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Dies ist bei einem umfänglich geschlossenen Querschnitt des Einsatzes möglich, indem dieser beispielsweise Einbuchtungen nach innen aufweist, die federnd wirken, insbesondere in Form einer oder mehrerer nach außen offener Wellenleiter-Freiräume.
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Vor allem zwei einander gegenüber liegende, nach außen offene Wellenleiter-Freiräume bieten den Vorteil, dass die in die Wellenleiter-Freiräume eingelegte Wellenleitereinheit in Querrichtung elastisch ausgebildet ist und damit den Einsatz gegenüber der Innenkontur des Profils kraftschlüssig verspannt, wenn die Summe aus Wellenleitereinheit und Einsatz dabei in Querrichtung ein Übermaß aufweist gegenüber der Innenkontur des Profils. Vorzugsweise wird dabei in beide Wellenleiter-Freiräume aus Gründen der in radialer Richtung elastischen Verpressung je eine Wellenleitereinheit eingelegt, von der nur eine Wellenleitereinheit eine funktionierende Wellenleitereinheit sein muss, die andere lediglich aus der in Querrichtung elastischen Umhüllung einer üblichen Wellenleitereinheit bestehen kann.
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Für das federnde Anliegen am Profil kann der Einsatz jedoch auch ein umfänglich offenes Profil aufweisen.
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Wenn beispielsweise nur ein Wellenleiter im Einsatz aufgenommen werden soll, genügt eine hierfür im Zentralbereich des Einsatzes ausgeführte, vorzugsweise über mehr als 180° umgebende oder gar umfänglich geschlossene Aufnahmenut, von der seitlich nach Art der Rippenbögen vom Brustbein rippenähnliche, radial federnde Streben abragen können, die ebenfalls über mehr als 180° der Innenkontur angepasst sein können, ohne dass zwingend ein umfänglich geschlossenes Profil als Einsatz vorliegen muss, welches natürlich die stabilste und am besten positionierbare Variante darstellt, die jedoch den höchsten Materialbedarf aufweist.
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Ebenso kann anstelle eines über die gesamte Längsrichtung des Profiles – bis auf die Endräume – durchgehenden, unveränderten Querschnitt des Einsatzes, welcher dann kostengünstig im Strangpressverfahren herstellbar ist, der Einsatz entweder in Längsrichtung abschnittweise unterschiedliche Querschnittsgestaltungen aufweisen.
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So können die rippenähnlichen Fortsätze, die die radial nach außen gerichtete Einspreizung im absatzlosen Innenprofil bewirken, nur in größeren Längsabständen vorhanden sein. Ebenso können in Längsrichtung beabstandet nicht nur ein, sondern mehrere solcher einzeln vorhanden sein, deren Abstände so bemessen sind, dass dazwischen die Eigenstabilität z. B. der Wellenleitereinheit ausreichend ist für die Funktion der gesamten Wegmessvorrichtung.
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Ein Einschieben in das Profil ist dann vorzugsweise dadurch möglich, dass diese einzelnen, in Längsrichtung beabstandeten, Einsätze zuvor in den richtigen Abständen längsfest und vorzugsweise auch drehfest auf der Wellenleitereinheit befestigt und dann zusammen mit dieser in das Profil eingeschoben werden.
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Die absatzlose Innenkontur ist vorzugsweise eine Kontur mit Abschnitten aus Teilkreisen, insbesondere eine Ovalkontur oder Langlochkontur, und im Idealfall eine Kreiskontur.
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Durch die spezifische Ausgestaltung der Außenkontur des Profils so, dass in einer das Profil teilweise, aber mehr als 180° umfassenden, Innenkontur sowohl eine definierte Positionierbarkeit in Querrichtung als auch eine Drehbarkeit des Profils gegeben ist, kann die fertiggestellte Vorrichtung trotz Befestigung mittels herkömmlicher Schellen, Klammern, Lagerböcke oder ähnlicher Haltemittel, eine Fixierung und zumindest nach der Grobfixierung noch eine Drehung des Profils um die Längsachse als Feinpositionierung durchgeführt werden, was den Montageablauf wesentlich erleichtert.
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Um zu wissen, nahe welcher Stelle des Umfanges des Profils im Inneren der Wellenleiter positioniert ist, ist hierfür entweder auf dem Profil oder auf dem verschließenden Enddeckel eine Markierung angebracht.
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Um an dem Außenumfang Befestigungsmöglichkeiten zu haben, sind entlang des Außenumfanges, vorzugsweise mehrere, insbesondere symmetrisch über den Umfang verteilte, Außennuten angeordnet, die nach außen offen sind. Vorzugsweise sind diese Außennuten als sog. Kombinuten ausgebildet, deren Querschnitt einerseits zum Einschrauben von Schrauben in Längsrichtung geeignet ist, und andererseits zum Einschieben von plattenförmigen Elementen, etwa Spannpratzen oder den Fortsätzen des außen auf dem Profil zu führenden Schlittens, in Querrichtung.
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Zu diesem Zweck sind die Kombinuten beispielsweise vasenförmig gestaltet, indem sie einen kreissegmentförmigen Querschnitt im tiefer liegendem Bereich der Nut aufweisen, und dort vorzugsweise die Nut auch einen ebenen Boden aufweist, und sich von diesem tiefer liegendem Bereich aus ein Hals V-förmig erweitert nach außen erstreckt, so dass die engste Stelle der Kombinut der Übergang zwischen dem Hals und dem tiefer liegendem Bereich ist.
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Vorzugsweise sind über den Umfang des Profils verteilt dabei vier Außennuten, insbesondere vier Kombinuten, angeordnet, und zwar vorzugsweise symmetrisch zur Längsmittelebene und zusätzlich auch zur dazu im rechten Winkel liegenden Quer-Mittelebene.
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Die Innenkontur des Einsatzes wird dadurch bestimmt, dass dort wenigstens ein Wellenleiter-Freiraum und wenigstens ein Paar von Platinennuten vorhanden sein müssen, vorzugsweise derer jeweils zwei, um eine redundante Ausbildung der Wegmessvorrichtung zu gestatten, also mit zwei Wellenleitereinheiten und zwei jeweils zugeordneten Platinen mit darauf befindlicher Auswerteschaltung.
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Der Wellenleiter-Freiraum ist dabei eine hinterschnittene, insbesondere mit kreisbogenförmig gestaltetem Innenumfang ausgebildete Nut, deren Innendurchmesser so gewählt ist, dass die in der Regel zylindrische Wellenleitereinheit formschlüssig in Längsrichtung darin eingeschoben werden kann, und nicht in Querrichtung herausrutschen kann. Der Wellenleiter-Freiraum ist dabei zum Innenraum des Profils hin ebenso offen wie die paarweise sich gegenüberliegenden Platinennuten, zwischen welche die Platinen mit ihren längsseitigen Rändern eingeschoben werden.
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Die Lagefixierung in Längsrichtung erfolgt dabei jeweils kraftschlüssig, bei den Platinen durch einen oder zwei entlang der Längskanten der Platine im Nutengrund eingelegte, elastische, gespannte Schnur, wie etwa Gummi oder Silikon, oder einem entsprechenden Schlauch, der nach Längspositionierung an der gewünschten Stelle losgelassen wird und durch die dann erfolgende Querausdehnung des elastischen Schlauches oder der elastischen Schnur die Platine zwischen den Platinennuten verklemmt.
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Die Wellenleitereinheit hat dagegen selbst einen ausreichend großen Reibwert gegenüber dem Innenumfang der Wellenleiter-Freiraum, um nach Einschieben in Längsrichtung sich nicht mehr selbsttätig zu bewegen, da sie am Außenumfang vorzugsweise ebenfalls einen rutschhemmenden und elastischen Schlauch, z. B. aus Silikon umfasst, der zum Einschieben der Wellenleiter-Einheit ebenfalls gestreckt werden kann.
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Die Platinennuten sind dabei entweder so angeordnet, dass die darin einzubringenden Platinen – jeweils parallel zueinander – quer zur Längsmittelebene, die durch die Mitte des Profils und die Mitte der wenigstens einen Wellenleiter-Freiraum oder durch die Verbindungslinie zwischen zwei Wellenleiter-Freiräume definiert wird, liegt.
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Die andere Möglichkeit besteht darin, die Platinennuten so anzuordnen, dass die entsprechenden, darin eingeschobenen Platinen parallel zur Längsmittelebene, natürlich seitlich versetzt zu den Wellenleiter-Freiräumen, liegen.
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Vorzugsweise sind auch die Platinennuten als hinterschnittene Nuten, insbesondere als Kombinuten, ausgebildet.
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Je nach zu wählendem Primärziel kann das Profil selbst eine möglichst gleichmäßige Wandstärke an allen Stellen des Umfanges, also mit einer Abweichung der Dicke von maximal +/–30%, insbesondere maximal +/–20%, aufweisen oder im Gegensatz dazu abgesehen von den notwendigen Hohlräumen im Innenraum, also zur Unterbringung der Platinen und der darauf angeordneten Bauelemente, und der Wellenleitereinheiten möglichst viel Material anhäufen, sodass die in radialer Richtung gemessene Wandstärke an der dicksten Stelle mindestens das Dreifache, besser das Fünffache der Wandstärke an der dünnsten Stelle beträgt.
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Vorzugsweise weist die Innenkontur zwei, insbesondere einander gegenüberliegende, Wellenleiter-Freiräume auf sowie zwei, besser drei, Paare von Platinennuten, insbesondere auch für die Anordnung von unterschiedlich breiten Platinen.
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Die Innenkontur ist dabei symmetrisch vorzugsweise zur Längsmittelebene, insbesondere und/oder zur Quermittelebene, ausgebildet.
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Stirnseitig wird das Profil durch Abschlussdeckel verschlossen, wobei aus wenigstem einem der Abschlussdeckel vor allem bei redundanter Ausbildung unter Umständen sogar aus beiden Abschlussdeckeln, elektrische Kabel herausgeführt werden, um die Signale an eine weiterverarbeitende Einheit zu leiten.
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Vorzugsweise sitzt der Abschlussdeckel auf der Stirnfläche des Profils auf und ist auf dieser verschraubt – unter Zwischenlage einer Dichtung – indem durch entsprechend angeordnete Schraublöcher des Abschlussdeckels eine Verschraubung in die Außennuten des Profils hinein erfolgt mittels üblicher selbstschneidender Schrauben, z. B. Blechschrauben oder selbstfurchenden Schrauben, wodurch die Dichtung ohne Unterbrechung z. B. innerhalb der Verschraubung umläuft. Eine O-Ring-Dichtung kann in einer Außenumfangsnut des in das Profil hineinragenden, passenden Fortsatzes des Deckels vorhanden sein, und dichtet dann gegenüber der Innenumfangskontur des Profils ab, während eine mit dem Fortsatz insbesondere einstückig verbundene Deckelplatte stumpf auf der Stirnfläche des Profils anliegt.
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Die Herausführung des Kabels durch den Abschlussdeckel erfolgt durch eine entsprechende Kabelbohrung, in welche eine Kabeltülle eingeschraubt ist, oder durch eine einstückig an den Abschlussdeckel angeformte Kabeltülle. An Stelle eines herausgeführten Kabels kann in der Kabeltülle auch direkt eine Steckereinheit untergebracht werden, die ihrerseits wiederum mit einem O-Ring gegenüber dem Innenumfang der Tülle abgedichtet oder auch verklebt ist, so dass ein Anschluss der Vorrichtung über Steckverbindung möglich wird.
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Der Abschlussdeckel und/oder das Profil bestehen vorzugsweise aus elektrisch leitendem Material, insbesondere Metall, insbesondere Zink. Aufgrund des wenigstens segmentweise runden Außenumfanges des Profils oder sogar eines das Profil nochmals umgebenden Schutzrohres kann die Befestigung an der Umgebung entweder des Profils oder des Rohres mittels handelsüblicher Haltemittel wie Rohrschellen, Lagerböcken, Spannpratzen oder ähnlichem erfolgen, wobei Spannpratzen eine Bohrung zum Einbringen der Verschraubung exzentrisch positioniert aufweisen, um bei bereits erfolgter loser Verschraubung noch durch Drehen der Spannpratze einen Eingriff in die Außennut bewirken zu können.
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Das Signal auslösende in Längsrichtung entlang der Vorrichtung bewegliche Element, meist ein Schlitten mit einem Magnet, kann dabei entweder an einem umgebenen Bauteil geführt sein und keinen Kontakt zu dem Profil oder dem das Profil umgebenden Schutzrohr aufweisen, oder an dem Profil bzw. Schutzrohr entlang formschlüssig geführt werden.
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Eine Möglichkeit besteht darin, den Schlitten mittels entsprechender Fortsätze formschlüssig in die entsprechenden Außennuten des Profils eingreifen zu lassen, und damit entlang des Außenumfanges zu führen.
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Die Außenkontur des Profiles ist vorzugsweise polygonal, insbesondere rechteckig.
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Die Außenflächen des Profiles sind vorzugsweise ebene, insbesondere mehrteilige, Außenflächen, wobei – wie an sich bereits bekannt – nur die Randbereiche dieser Außenflächen zueinander parallele Teil-Außenflächen bilden, und der übrige mittige Teil demgegenüber zurückversetzt ist. Beim Anlegen an eine gegenüberliegende Planfläche liegen damit nur die Randbereiche an, so dass bei einer unebenen Gegenfläche eine sichere, definierte Anlage gegeben ist.
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Jeder Außenfläche sind zwei beabstandete, also ein Paar, von Außennuten, insbesondere identischen Außennuten, zugeordnet, wobei es sich insbesondere um in den Eckbereichen des Außenprofiles angeordnete Ecknuten handelt.
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Zusätzlich ist in einer der Außenflächen, insbesondere genau in deren Mitte, eine Mittelnut angeordnet, so dass die Außenkontur symmetrisch zur durch die Mittelnut verlaufenden Längsmittelebene des Profiles ist.
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Ecknut und/oder Mittelnuten sind vorzugsweise hinterschnitten, wobei die Ecknuten Flanken aufweisen, die parallel zu einer der Außenflächen verlaufen.
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Da die Ecknuten vorzugsweise symmetrisch zur Winkelhalbierenden der Ecke, in der sie angeordnet sind, ausgebildet sind, weist dann jede Ecknut zwei solcher Flanken auf, die parallel jeweils zu einer der angrenzenden Außenflächen verlaufen, wodurch die Ecknuten insbesondere eine etwa dreieckige oder trapezförmige Grundform besitzen. Dabei sind die durch die zur Außenfläche parallelen Flanken gebildeten, frei endenden Vorsprünge, die zwischen sich die Ecknut aufnehmen, soweit voneinander beabstandet, dass zwischen dem freien Ende eines solchen Vorsprunges – gemessen in Erstreckung des Vorsprunges zu dem gegenüberliegenden Vorsprung derselben Ecknut – ein Abstand verbleibt.
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Ebenso wie die Ecknuten sind vorzugsweise auch die Mittelnuten symmetrisch zu ihrer Mittelebene, in diesem Fall der Mittelebene des ganzen Profiles, ausgebildet.
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Die Mittelnut weist vorzugsweise zwei in stumpfem Winkel voneinander wegweisende Ausnehmungen auf, die zwischen sich einen Boden bilden und damit einen etwa dachförmigen Querschnitt der Mittelnut bewirken. Der Boden der Mittelnut zwischen den beiden tiefer hinabragenden Ausnehmungen stellt einen Teil oder vollständig den abgesenkten mittleren Bereich derjenigen Außenfläche dar, in welcher sich die Mittelnut befindet.
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Entlang der Außenkontur des Profiles kann ein Schlitten verfahren werden, der durch die Außenkontur formschlüssig vom Profil gehalten wird in allen Richtungen quer zur Längsrichtung.
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In der Regel wird der Schlitten dabei entlang einer der Außenflächen geführt, und greift zu diesem Zweck formschlüssig entweder in die Mittelnut oder in die beidseits der gewünschten Außenfläche vorhandenen Ecknuten ein. In beiden Fällen ist in der Regel gewünscht, dass diejenige Außenfläche, entlang welcher der Schlitten verfahren wird, durch den Schlitten weitestgehend abgedeckt wird, um Verschmutzungen dieser Außenfläche zu vermeiden. Zu diesem Zweck weist der Schlitten in etwa einen dachförmigen Querschnitt auf, der die entsprechende Außenfläche abdeckt und an dieser möglichst großflächig anliegt oder hierzu nur einen sehr geringen Abstand einnimmt.
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Sofern der Schlitten in der Mittelnut geführt ist, greift er mit entsprechenden Fortsätzen in die Ausnehmungen der Mittelnut ein, hält jedoch zu deren mittleren Boden einen Abstand zur Verringerung der Reibung. Insbesondere besitzen die in die Ausnehmungen eingreifenden Fortsätze des Schlittens einen gerundeten oder runden Querschnitt, um die Anlageflächen zwischen Fortsätzen und Ausnehmungen zu minimieren.
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Durch die Anordnung von Kombinuten in der Außenkontur des Querschnitts des Schutzprofiles werden unterschiedliche Aufgaben gleichzeitig erfüllt:
Dadurch, dass in die Kombinuten in Querrichtung plattenförmige Elemente eingeschoben werden können, kann an jeder beliebigen Stelle der Längserstreckung des Schutzprofiles dieses mittels Spannpratzen, die mit ihrem plattenförmigen Abschnitt in die Kombinuten eingreifen, an einem aufnehmenden Bauteil befestigt werden, unter Umständen auch mit unterschiedlichen Abständen der Verschraubung zu dem Schutzprofil.
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Dadurch, dass in diese Kombinuten in Längsrichtung von der Stirnseite her Schrauben selbstschneidend einschraubbar sind, können die gleichen Kombinuten zum Aufschrauben von z. B. stumpf aufgesetzten Abschlussdeckeln auf die Stirnseiten des Schutzprofiles verwendet werden, wodurch eine sehr einfache und kostengünstige Möglichkeit zum Abdichten des inneren Freiraumes des Schutzprofiles – z. B. mittels zwischengelegter Flachdichtung – erreicht wird, insbesondere wenn einer der Abschlussdeckel eine Kabeldurchführung zum Anschluss der Auswerteelektronik im Inneren des Schutzprofiles aufweist. Insbesondere steht in diesem Fall kein Element über die Außenkontur des Schutzprofiles seitlich vor.
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Zur Innenkontur des Einsatzes:
Die Kontur des umlaufend geschlossenen Einsatzes wird dadurch bestimmt, dass dort wenigstens ein Wellenleiter-Freiraum und wenigstens ein Paar von Platinennuten vorhanden sein müssen, vorzugsweise derer jeweils zwei, um eine redundante Ausbildung der Wegmessvorrichtung zu gestatten, also mit zwei Wellenleitereinheiten und zwei jeweils zugeordneten Platinen mit darauf befindlicher Auswerteschaltung.
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Der Wellenleiter-Freiraum ist dabei eine mit kreisbogenförmig gestaltetem Innenumfang ausgebildete, insbesondere hinterschnittene Nut, deren Innendurchmesser so gewählt ist, dass die in der Regel zylindrische Wellenleitereinheit formschlüssig in Längsrichtung darin eingeschoben werden kann, und nicht in Querrichtung herausrutschen kann.
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Der Wellenleiter-Freiraum kann auf der Außenseite des Profils des Einsatzes ausgebildet sein, wodurch nach Einsetzen des Einsatzes in das Profil ein für die Wellenleitereinheit passender Freiraum zwischen Einsatz und Profil entsteht.
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Der Wellenleiter-Freiraum kann auch im Innenraum des Einsatzes ausgebildet sein, und ist dann in aller Regel ein umfänglich geschlossener Wellenleiter-Freiraum oder zumindest ein offener, jedoch hinterschnittener, Wellenleiter-Freiraum um die Wellenleitereinheit in den Querrichtungen formschlüssig zu halten.
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Auch die in der Innenkontur des Einsatzes ausgebildeten Platinennuten sind zum Innenraum hin offen ausgebildet.
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Die Lagefixierung in Längsrichtung erfolgt dabei jeweils kraftschlüssig, bei den Platinen durch eine oder zwei entlang der Längskanten der Platine im Nutengrund eingelegte, elastische, gespannte Schnur, wie etwa Gummi oder Silikon, oder einen entsprechenden Schlauch, der nach Längspositionierung an der gewünschten Stelle losgelassen wird und durch die dann erfolgende Querausdehnung des elastischen Schlauches oder der elastischen Schnur die Platine zwischen den Platinennuten verklemmt.
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Die Wellenleitereinheit hat dagegen selbst einen ausreichend großen Reibwert gegenüber dem Innenumfang des Wellenleiter-Freiraums, um nach Einschieben in Längsrichtung sich nicht mehr selbsttätig zu bewegen, da sie am Außenumfang vorzugsweise ebenfalls einen rutschhemmenden und elastischen Schlauch, z. B. aus Silikon umfasst, der zum Einschieben der Wellenleiter-Einheit ebenfalls gestreckt werden kann.
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Die Platinennuten sind dabei entweder so angeordnet, dass die darin einzubringenden Platinen – jeweils parallel zueinander – quer zur Längsmittelebene, die durch die Mitte des Profils und die Mitte des wenigstens einen Wellenleiter-Freiraums oder durch die Verbindungslinie zwischen zwei Wellenleiter-Freiräumen definiert wird, liegt.
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Die andere Möglichkeit besteht darin, die Platinennuten so anzuordnen, dass die entsprechenden, darin eingeschobenen Platinen parallel zur Längsmittelebene, natürlich seitlich versetzt zu den Wellenleiter-Freiräumen, liegen.
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Vorzugsweise sind auch die Platinennuten als hinterschnittene Nuten, insbesondere als Kombinuten, ausgebildet.
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Je nach zu wählendem Primärziel kann das Profil selbst eine möglichst gleichmäßige Wandstärke an allen Stellen des Umfanges, also mit einer Abweichung der Dicke von maximal +/–30%, insbesondere maximal +/–20%, aufweisen oder im Gegensatz dazu abgesehen von den notwendigen Hohlräumen im Innenraum, also zur Unterbringung der Platinen und der darauf angeordneten Bauelemente, und der Wellenleitereinheiten möglichst viel Material anhäufen, sodass die in radialer Richtung gemessene Wandstärke an der dicksten Stelle mindestens das Dreifache, besser das Fünffache der Wandstärke an der dünnsten Stelle beträgt.
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Vorzugsweise weist die Innenkontur des Einsatzes zwei, insbesondere einander gegenüberliegende, Wellenleiter-Freiräume auf sowie zwei, besser drei, Paare von Platinennuten, insbesondere auch für die Anordnung von unterschiedlich breiten Platinen.
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Die Innenkontur ist dabei symmetrisch vorzugsweise zur Längsmittelebene, insbesondere und/oder zur Quermittelebene, ausgebildet.
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Die Innenkontur des Einsatzes, insbesondere im Folgenden genannten Rohrprofiles, ist vorzugsweise doppelt spiegelbildlich, also mittensymmetrisch, ausgebildet, einerseits zur Längsmittelebene der Außenkontur und andererseits zu einer hierzu im rechten Winkel liegenden Querebene.
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Zusätzlich ist der Querschnitt der Leiternut deutlich größer als der der Platinennuten, da der kleinste freie Querschnitt der Platinennuten der Dicke des Platinenmaterials, insbesondere des Materials der später zu beschreibenden Platinenhalter, ist. Diese Nuten der Innenkontur dienen dem Einschieben von Bauteilen, die zur Auswerteelektronik der Wegmess-Vorrichtung gehören. In eine oder sogar beide Leiternuten kann eine Wellenleiter-Einheit eingeschoben werden. In die Platinennuten können Platinen, die Teile der Auswerteeinheit tragen, oder Platinenhalter, an denen dann diese eine oder mehrere Platinen der Auswerteelektronik befestigt sind, eingeschoben werden. Zusätzlich können diese Platinennuten aufgrund ihrer Formgebung zum stirnseitigen Verschrauben von Baugruppen, etwa Deckeln, dienen, indem in die stirnseitig offenen Enden dieser Platinen insbesondere selbstschneidende Schrauben einschraubbar sind.
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Ein Verrutschen in Längsrichtung derartiger Baugruppen in den Platinennuten wird durch rutschhemmendes Material, insbesondere einen um die eingeschobenen Platinen bzw. Platinenhalter herumgelegten O-Ring sichergestellt, der in den Querschnitt der Platinennuten mitaufgenommen wird.
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Damit ist es möglich – durch Wahl des Rohrprofiles in seiner Länge etwas länger als die beabsichtigte Länge des Wellenleiters – die Auswerteelektronik ebenfalls vollständig innerhalb des umfänglich geschlossenen Rohrprofiles unterzubringen.
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Die Kontur des Einsatzes weist in einer ersten bevorzugten Ausführungsform nur einen einzigen ersten Hauptraum zur Aufnahme des Wellenleiters und einen zweiten Hauptraum zur Aufnahme der Auswerteelektronik, insbesondere in Form von einer oder mehreren Platinen, auf, wobei erster und zweiter Hauptraum über eine Engstelle miteinander verbunden oder vollständig voneinander sind, was dem Schutzprofil zusätzliche Stabilität bietet.
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Die Außenkontur des Profiles ist vorzugsweise wenigstens dreimal so breit wie hoch, wobei die Kombinuten paarweise jeweils vorzugsweise nur in den Schmalseiten angeordnet sind, und zwar mit übereinstimmenden Abständen zu den jeweiligen Breitseiten hin. In einer anderen Ausführungsform können die Kombinuten auch unmittelbar im Eckbereich zwischen Breitseiten und Schmalseiten der Außenkontur angeordnet werden, so dass plattenförmige Elemente dann sowohl parallel zur Schmalseite als auch parallel zur Breitseite liegend in die Kombinuten eingesetzt werden können.
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Die Kombinuten selbst weisen eine Innenkontur auf, die wenigstens teilweise kreisbogenförmig ist oder Aufwölbungen aufweist, die über eine kreisbogenförmige theoretische Innenkontur nach innen ragen. Insbesondere besitzen die Kombinuten eine im Wesentlichen sich über mehr als 250° erstreckende kreisbogenförmige Innenkontur, deren offene Seite sich konusförmig nach außen erweitert.
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Kombinuten, die im Eckbereich der Außenkontur angeordnet sind, besitzen einen im wesentlichen dreieckigen Innenraum, der von sich gegenseitig nicht vollständig erreichenden, parallel zu den angrenzenden Seitenflächen verlaufenden Fortsätzen gebildet wird, wobei vorzugsweise von der Bodenfläche des etwa dreieckigen Innenraumes parallel zu dessen Mitte zwei Erhebungen aufragen, die zum Einschneiden der Gewindegänge von in die Kombinut eingeschraubten Schrauben dienen, ohne dass hierdurch der Gesamtquerschnitt der Kombinut verformt wird.
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c) Ausführungsbeispiele
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Ausführungsformen gemäß der Erfindung sind im Folgenden beispielhaft näher beschrieben. Es zeigen:
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1: eine erste Bauform der Wegmessvorrichtung im teilweisen aufgeschnittenen Zustand,
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2a: einen Querschnitt durch die Vorrichtung ähnlich der 1,
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2b: einen Querschnitt durch den Einsatz gemäß 2a,
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3: eine zweite Bauform einer Wegmessvorrichtung im teilweisen aufgeschnittenen Zustand,
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4a: einen Querschnitt durch eine Bauform ähnlich 3,
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4b: das Profil gemäß 3,
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4c: den Einsatz gemäß 3,
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4d–4h: analoge Einsätze entsprechend demjenigen der 3,
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5: unterschiedliche Enddeckel-Gestaltungen und
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6: die Verwendung eines Universal-Einsatzes.
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Bei den 1 und 2 befindet sich ein Kunststoff-Einsatz 50 in der passenden, absatzlosen, in diesem Fall kreisförmigen, Innenkontur 54 des aus Metall bestehenden, stabilen Profils 1, welches auf die gewünschte Länge abgelängt und stirnseitig mittels dicht angebrachten Abschlussdeckeln 29 verschlossen ist, von denen in 1 nur einer dargestellt ist. Der andere nicht dargestellte Abschlussdeckel muss dabei keine Kabeldurchführung und keinen integrierten Steckerteil aufweisen, sondern kann lediglich dem dichten Verschließen des hinteren Endes des Profils 1 dienen.
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Die Innenkontur 54 des Profils 1 ist deshalb absatzlos und in diesem Fall auch kreisförmig, um darin in den Endbereichen die Abdichtung gegenüber den Abschlussdeckeln 29 vornehmen zu können:
Diese Abdichtung wird realisiert, indem der Abschlussdeckel 29 einerseits eine Deckelplatte 46 aufweist, die stumpf auf die Stirnfläche 22 des Profils 1 aufgelegt wird und in ihren Eckbereichen Durchgangslöcher zum Hindurchführen von Schrauben 42 aufweist, welche in das Profil 1, nämlich dessen Außennuten 6, insbesondere dessen Ecknuten 7, eingeführt werden, wodurch der Abschlussdeckel 29 fest auf die Stirnfläche 22 gepresst wird.
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Von der Deckelplatte 46 ragt ein Fortsatz 45 in Längsrichtung 10 vorwärts in den Innenraum 14 des Profils 1 hinein, wobei die Außenkontur des Fortsatzes 45 geringfügig kleiner ist, als die absatzlose Innenkontur 54 des Profils 1.
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Dadurch ist es möglich, im Außenumfang dieses Fortsatzes 45 eine oder in axialer Richtung hintereinander sogar mehrere Ringnuten 28 anzuordnen und darin jeweils einen O-Ring 24 einzulegen, der so dimensioniert ist, dass er sich beim Einschieben des Fortsatzes 45 gegenüber der Innenkontur 54 des Profils 1 anpresst und dadurch den Abschlussdeckel 29 gegenüber dem Profil 1 zuverlässig abdichtet. Da diese Abdichtung im Inneren des Profils 1 liegt und nicht an der von außen sichtbaren Fuge zwischen Deckelplatte 46 und Stirnfläche 22 des Profils 1, ist die Dichtwirkung sehr viel höher und hält auch einer Beaufschlagung mittels z. B. eines Hochdruckreinigers problemlos stand.
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Der Kunststoff-Einsatz 50 ist ein umfänglich geschlossenes Rohrprofil mit einer Außenkontur 55 passend in die Innenkontur 54 des Profils 1 und kann dort, gegebenenfalls durch zusätzliches Verkleben, in Längsrichtung und auch hinsichtlich der Drehlage sicher positioniert werden. Die Innenkontur 4 des Einsatzes 50 ist dabei entsprechend gestaltet – wie im folgenden dargelegt – um die funktionalen Teile wie Wellenleitereinheit 2 und eine oder mehrere Platinen 23, welche die Auswerteelektronik 12 tragen, aufzunehmen.
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Der Einsatz 50 wird dabei kürzer abgelängt als das Profil 1 und in dessen mittleren Längsbereich des Profils 1 so positioniert, dass in den Endbereichen des Profils 1 Endräume 47a, b entstehen, in welche der Einsatz 50 nicht hineinreicht, und die somit zum Einstecken des Fortsatzes 45 des Abschlussdeckels 29 zur Verfügung stehen. Die Endräume 47a, b können dabei unterschiedlich groß benötigt werden, aufgrund unterschiedlicher Ausgestaltung der beiden Enddeckel, insbesondere mit oder ohne Herausführung von Kabeln aus dem Innenraum 14 des Profils 1.
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Die Außenkontur 55 des Einsatzes 50 ist in 1 und 2 dementsprechend im Wesentlichen ebenfalls kreisrund mit gegebenenfalls geringen in Längsrichtung verlaufenden linienförmigen Erhebungen 18', die ein Übermaß darstellen gegenüber dem Innenumfang des Profils 1 und dem sicheren kraftschlüssigen Aufnehmen im Innenprofil dienen. Der Einsatz 50 weist zwei Wellenleiter-Freiräume 20 und darüber hinaus die Innenkontur 4 des Einsatzes 56 eine Vielzahl von Platinennuten 19 auf.
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Die Wellenleiter-Freiräume 20 dienen dem Einschieben der stabförmigen oder schlauchförmigen, von dem Außenumfang her in der Regel kreisrunden, Wellenleitereinheit 2, die sich im wesentlichen über die gesamte Länge des Einsatzes 50 erstrecken soll, und in deren Inneren sich der Wellenleiter 3 befindet. Dementsprechend ist der Wellenleiter-Freiraum 20 ein umfänglich geschlossener Freiraum 20 mit passendem, ebenfalls kreisförmigem inneren Querschnitt (2c) oder eine entsprechend geformte und dimensionierte offene z. B. hinterschnittene, Nut 20', wie in der 2b als nach außen offen in der Außenkontur 5 dargestellt. Die Fixierung in Längsrichtung erfolgt durch die ausreichend hohe Reibung der Wellenleitereinheit 2 sowohl gegenüber dem Einsatz 50 als auch dem Profil 1.
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Dabei liegen sich die beiden Wellenleiter-Freiräume 20 und 20' vorzugsweise einander gegenüber.
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Der Einsatz 50 ist dabei so im Profil 1 positioniert, dass diejenigen Wellenleiter-Freiräume 20, in denen sich auch tatsächlich eine Wellenleitereinheit 2 befindet (bei nach außen offenen Nuten 20' vorzugsweise in beiden), direkt unter der Mittelnut 16 liegen, die in der Außenkontur des Profils 1 ausgebildet ist, der andere Wellenleiter-Freiraum 20' dient dem Einbringen einer weiteren Wellenleitereinheit 2 bei redundanter Ausbildung der Wegmessvorrichtung.
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Zwischen den Wellenleiter-Freiräumen 20 bzw. 20' sind in der Innenkontur 4 eine Vielzahl von Platinennuten 19 ausgebildet, die so dimensioniert und positioniert sind, um die Längskanten der Platinen 23, auf deren mittlerem Bereich die Auswerteelektronik 12 aufgebaut ist, formschlüssig aufzunehmen.
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Die Platinen 23 werden – natürlich vor dem Aufsetzen des Abschlussdeckels 29 – zwischen zwei einander gegenüberliegende Platinennuten 19 eingeschoben und in Längsrichtung fixiert. Über den Innenumfang des Einsatzes 50 verteilt sind mehrere solcher Paare von Platinennuten 19 angeordnet, die das Einschieben von unterschiedlich breiten Platinen 23 an unterschiedlichen Stellen des Querschnittes des Einsatzes 50 zulassen, und wahlweise sowohl in einer Orientierung parallel zur Verbindungsebene zwischen den beiden Wellenleiter-Freiräumen 20 als auch quer hierzu.
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Während in 2a nur eine solche Platine 23 dargestellt ist, können auch mehrere Platinen, entweder in Längsrichtung hintereinander oder über den Querschnitt verteilt an der gleichen Längsposition, angeordnet werden.
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Über elektrische Leitungen 40 erfolgt eine Verbindung sowohl des in der Wellenleitereinheit 2 vorhandenen Wellenleiters 3, als auch des Rückleiters über je eine Leitung mit der Platine 23, von wo aus wiederum Leitungen 40 nach außen führen, im Falle der 1 zu einem in dem Abschlussdeckel 29 zentral eingebauten Stecker 30, der in dem Steckerdurchgang 26 der Deckelplatte 46 dicht angeordnet ist.
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Die Außenkontur des Profils 1 ist entsprechend der kreisförmigen Innenkontur etwa quadratisch, mit im rechten Winkel zueinander stehenden Außenflächen, die in ihrem mittleren Bereich jeweils eine flache Hohlkehle aufweisen, und damit nur mit ihren Randbereichen an einer ebenen Fläche der Umgebung aufliegen bzw. anliegen. Diese Seitenflächen sind in Form von Fortsätzen 17 über den als Ecknuten 7 ausgebildeten Bereich vorstehend ausgebildet, wodurch eine hinterschnittene Ecknut mit etwa dreieckigem bzw. trapezförmigen Querschnitt entsteht. Durch zwei Erhebungen vom Boden der Ecknuten 7, jeweils beabstandet zu dessen Mitte, erfüllen diese Ecknuten 7 eine Doppelfunktion:
Zum einen dienen sie dem Einschrauben von selbstschneidenen Schrauben 42, die der Verschraubung der Abschlussdeckel 29 in Längsrichtung dienen, wobei sich die Gewinde unter anderem in den Erhebungen 18 aber auch den Innenecken der Flanken 17 einschneiden.
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Dadurch ist die Demontierbarkeit der Abschlussdeckel 29 sichergestellt, so dass auch bei Reparaturen an der Wegmessvorrichtung diese anschließend wieder dicht verschlossen werden kann, ohne das Profil wechseln zu müssen.
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Wie 2a zeigt, dienen die Ecknuten 7 jedoch auch dem Einschieben von plattenförmigen Elementen, radial von der Seite her, beispielsweise von Spannpratzen 27, die eine Durchgangsbohrung besitzen und mittels Verschraubung 37 und ggf. einem entsprechenden Abstandshalter unter der plattenförmigen Spannpratze 27 entsprechend der Dicke der Flanke 17 gegen den Untergrund verschraubt werden können und dadurch das Profil 1 sicher an diesem Untergrund halten können.
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Auf einer der Außenseiten ist die flache Mittelnut tiefer und hinterschnittener ausgebildet, weshalb dort die Wandstärke des Profils 1 größer sein muss, und dient der formschlüssigen Führung eines Schlittens 11 in Längsrichtung, in dem der Magnet 32 untergebracht ist, welcher das positionsgebende Element für die Messvorrichtung darstellt, und die Wellenleitereinheit 2 beeinflusst.
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Die 3 und 4 zeigen eine Bauform mit anderer Querschnittsform, nämlich einem flachen rechteckförmigen Profil 1' und einem entsprechend flachen Einsatz 50' aus Kunststoff, und auch einen entsprechend flach rechteckig gestalteten Abschlussdeckel 29'.
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Ansonsten ist Zielsetzung, Montage und innerer Aufbau analog. Die vorhandenen Unterschiede sind folgende:
In 3 ist an dem einem Abschlussdeckel 29' kein Stecker angeordnet, sondern eine Kabel-Tülle 25, durch die das Kabel 48 dicht aus dem Innenraum 14 herausgeführt werden kann.
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Das Profil 1' besitzt keine Mittelnut, so dass der positionsgebende Magnet berührungslos, eventuell geführt von einem anderen Bauteil, vorzugsweise im Abstand außen entlang des Profils 1 in Längsrichtung 10 geführt werden muss.
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Auch hier ist in 3 das Profil 1' umfänglich geschlossen und einstückig ausgebildet.
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Das Profil 1' weist Außennuten nicht in Form von Ecknuten auf, sondern paarweise untergebracht, jeweils in den Schmalseiten des Profils 1', welches im Einsatz vorzugsweise mit einer Breitseite auf dem Untergrund aufgelegt und befestigt werden wird.
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Die Nuten sind als Kombinuten 51 ausgebildet, und besitzen einen hinterschnittenen, insbesondere vasenförmigen Querschnitt, mit einer nochmals rechteckigen Vertiefung im Boden der Nut.
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Dadurch erfüllen sie die gleiche Doppelfunktion wie die Ecknuten der Lösung gemäß 1 und 2.
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Eine Markierung 44 in Form einer Längsnut ist auf beiden Breitseiten in der Außenfläche an derjenigen Stelle des Profils 1' eingearbeitet, an der sich bei fertig montierten Wegmessvorrichtung die Wellenleitereinheit 2 befinden soll, welche bei der Lösung der 3 und 4 mit einem Schlauch dargestellt ist, dessen Außenkontur gezackt ist, damit sich die nach außen überstehenden elastischen Erhebungen der Wellenleitereinheit am Innenumfang der Wellenleiter-Freiraum verpressen und eine hohe Haftreibung erzeugen.
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Ein wesentlicher Unterschied des in 4c einzeln dargestellten Einsatzes 50' besteht darin, dass der Wellenleiter-Freiraum 20 nicht Bestandteil des Innenraumes 14 des Einsatzes 50' ist, sondern auf dessen Außenseite gebildet wird.
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Dementsprechend ist die Außenkontur 55' des Einsatzes 50' nicht über den gesamten Umfang an die Innenkontur 56' des Profils 1' angepasst, welches ja bei dieser Lösung eine Innenkontur in Langlochform besitzt.
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Stattdessen ist in einer der Schmalseiten des Einsatzes 50 die Außenkontur als Hohlkehle ausgebildet, so dass nach Einsetzen des Einsatzes 50' in dem Profil 1' zwischen dieser Hohlkehle und der zugeordneten Schmalseite der langlochförmigen Innenkontur 54 des Profils 1' ein kreisrunder Wellenleiter-Freiraum 20 entsteht.
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Damit ist aufgrund des umfänglichen geschlossenen Profils des Einsatzes 50' der Wellenleiter-Freiraum 20 in Querrichtung vom Innenraum 14 des Einsatzes 50' getrennt, in dem die Platine 23 – wiederum durch Einschieben zwischen zwei paarweise vorhandene Platinennuten 19 – im fertig montierten Zustand vorhanden ist. Die Platinen 23 sind hier vorzugsweise nur in einer Ebene parallel zur Breitseite des Einsatzes 50' angeordnet, jedoch sind auch dort mindestens zwei Paare von Platinennuten 19 zum Einschieben zweier unterschiedlich breiter Platinen vorhanden.
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Das Anordnen des Wellenleiter-Freiraums 20 außerhalb des Innenraumes des Einsatzes 50 ist bei jeder Bauform, also auch bei der Bauform der 1 und 2, möglich.
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Der Einsatz 50' gemäß 4d unterscheidet sich von demjenigen der 4c nur in kleineren Details:
Während beim Einsatz 50' gemäß 4c die Schmalseite, in der kein Wellenleiterfreiraum 20' ausgebildet ist, halbrund, also entsprechend der Innenkontur des aufnehmenden Profiles 1' an dieser Stelle, ausgebildet ist, ist der Einsatz 50' der 4d an dieser Stelle abgeflacht, um hier Fertigungstoleranzen auszugleichen.
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Auch der Innenraum 14 weist eine andere Gestaltung auf, indem die Platinennuten 19 dabei nur in den Schmalseiten des Innenraumes 14 angeordnet sind und insbesondere der gesamte Einsatz 50' symmetrisch zu seiner Längsmittelebene ausgebildet ist.
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Die Bauform des Einsatzes 50' gemäß 4e ist zusätzlich auch symmetrisch zur Quermittelebene ausgebildet. Ein Wellenleiterfreiraum 20', ausgebildet als nach außen offene Nut, ist in beiden Schmalseiten des Einsatzes 50' ausgebildet.
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Unabhängig davon kann der Innenraum 14 dabei unsymmetrisch ausgebildet sein und insbesondere eine Gestaltung wie in 4c aufweisen, was am Beispiel des Einsatzes der 4f realisiert ist.
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Die 4g und 4h zeigen das Profil 50' entsprechend der 4e fertig montiert in einem entsprechenden flachen Profil 1' im Querschnitt (4g bzw. in teilgeschnittener perspektivischer Ansicht (4h), also entsprechend der Darstellung der 3 und 4a.
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In den 5a und 5b sind Abschlussdeckel 29' analog zum Abschlussdeckel der 3 dargestellt, jedoch mit unterschiedlichen Arten der Durchführung für eine elektrische Leitung:
Während in 3 eine übliche Kabeltülle 25 zum dichten Hindurchführen eines Kabels 48 vorhanden war, verfügt der Enddeckel 29' der 5a über eine fest mit dem Enddeckel 29', also dessen Deckelplatte 46, zusammen einstückig ausgebildete Kabeltülle 25' aus Metall, die ein Innengewinde 25a aufweist, welches zum formschlüssigen festen Einschrauben eines Kabels 48 verwendet werden kann, wobei sich die Zähne des Innengewindes 25a in den Außenumfang der Isolierung des Kabels 48 graben.
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Der Enddeckel 29' gemäß 5b zeigt dagegen einen einstückig angeformten Steckerdurchgang 26 mit einem Außengewinde 26a auf der Außenseite, zum dichten Aufschrauben eines passenden Steckers.
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Unabhängig von diesem Gestaltungsdetail weist jeder Abschlussdeckel 29 dieser Bauform einen von der Deckelplatte 46 aus ins Innere des Profiles hineinragenden Fortsatz 45 auf, dessen Außenumfang in die Innenkontur des Profils 1 bzw. 1' passt.
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Im Außenumfang des Fortsatzes 45 ist dabei eine Ringnut 28 oder sogar mehrere axial hintereinander ausgebildet, zum Einlegen eines dann über die Ringnut 28 nach außen vorstehenden O-Ringes 24, der die Dichtung gegenüber dem Innenumfang des Profils 1 darstellt.
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Die 6a und 6b zeigen darüber hinaus die Verwendung des Einsatzes 50' der 4e als Universalprofil, indem der gleiche Einsatz 50'' in ein vom Außenumfang her etwa rechteckiges Profil 1 analog der 1 und 2 eingesetzt ist:
Es entsprechen die Ansichten der 6a und 6b denjenigen der 1 und 2a.
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Dies ist möglich, indem der mit Wellenleitereinheiten 2 bzw. einem entsprechenden nicht funktionierenden Dummy 2' einer Wellenleitereinheit ausgestattete Einsatz 50'' einen größten Durchmesser aufweist, der nicht nur in den größten Innendurchmesser des flachen Profils 1' passt, sondern auch in den kreisförmigen Innendurchmesser des Profils 1, und sich in beiden in Querrichtung über die elastische Wellenleitereinheit 2 einerseits sowie den in den anderen Wellenleiter-Freiraum 20 eingesetzten Dummy 2' einer Wellenleitereinheit oder einem analog quer-elastischen, längs verlaufenden Element, beispielsweise einem elastischen Schlauch, abstützt, indem wenigstens einer der beiden radial nach außen aus dem entsprechenden Wellenleiter-Freiraum 20 vorsteht und sich in der Innenkontur 54 des Profils 1 abstützt.
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Bezugszeichenliste
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- 1, 1'
- Profil
- 2
- Wellenleiter-Einheit
- 3
- Wellenleiter
- 4
- Innenkontur (von 50)
- 5
- Außenkontur (von 50)
- 6
- Ecknuten (Kombinuten)
- 8
- Querrichtung
- 9
- Längsmittelebene
- 10
- Längsrichtung
- 11
- Schlitten
- 12
- Auswerte-Elektronik
- 13
- Quermittelebene
- 14
- Innenraum
- 15
- Schnur
- 16
- Mittelnut
- 17
- Flanke
- 18, 18'
- Erhebung
- 19
- Platinennut
- 20
- Wellenleiter-Freiraum
- 21
- Hüllkreis
- 22
- Stirnfläche
- 23
- Platine
- 24
- O-Ring
- 25, 25'
- Kabel-Tülle
- 25a
- Innengewinde
- 26
- Steckerdurchgang
- 26a
- Außengewinde
- 27
- Spannpratzen
- 28
- Ringnut
- 29, 29'
- Abschlussdeckel
- 30
- Stecker
- 31
- Rohrschelle
- 32
- Magnet
- 33
- Lagerbock
- 34
- erster Hauptraum
- 35
- zweiter Hauptraum
- 37
- Verschraubung (der Spannpratzen)
- 38
- gezackter Schlauch
- 40
- Leitung
- 42
- Schraube
- 43
- Klemmelemente
- 44
- Markierung
- 45
- Fortsatz (von 29)
- 46
- Deckelplatte
- 47a, b
- Endraum
- 48
- Kabel
- 50, 50'
- Kunststoffeinsatz
- 51
- Kombinut
- 52
- Fortsatz
- 53
- Brücke
- 54
- Innenkontur (Profil 1)
- 55, 55'
- Außenkontur (des Abschlussdeckels 29)
