-
Die Erfindung betrifft eine schwenkbare Haltevorrichtung für eine Messanordnung gemäß dem Anspruch 1.
-
In vielfältigen Industrieanwendungen werden lineare Bewegungen von Medien bzw. Messmedien mittels kontaktbehafteter Messanordnungen erfasst. Die kontaktbehafteten Messanordnungen umfassen vorzugsweise einen Messradencoder, der ein Messrad aufweist, das in Kontakt mit dem zu messenden Medium bzw. dem Messmedium steht und eine lineare Bewegung des Messmediums in eine rotative Bewegung umsetzt. Das Messmedium ist beispielsweise eine Papierbahn, eine Folienbahn, ein Fließ- bzw. Förderband oder weitere linear bewegte Oberflächen.
-
Es ist von großer Wichtigkeit, dass das Messrad keinen Kontaktverlust und somit einen schlupffreien Kontakt zu der zu messenden Oberfläche hat. Um diesen schlupffreien Kontakt sicherzustellen, wird das Messrad mit einer Elastomerlauffläche ausgerüstet und mit einem definierten Anpressdruck auf das Messmedium gebracht. Dieser Anpressdruck darf nicht zu groß sein, um einen Verschleiß der Lauffläche oder eine Beschädigung des Messmediums zu vermeiden, und gleichzeitig auch nicht zu klein sein, um den Kontaktverlust bzw. den Schlupf auszuschließen. Ein etwaiger Höhenschlag des Messmediums wird durch diese entsprechende Vorrichtung ausgeglichen.
-
Hierfür wird ein Schwenkarm eingesetzt, der die Messanordnung hält und diese gegen die Oberfläche des Messmediums presst.
-
Solch ein Schwenkarm ist beispielsweise aus
EP 3 118 587 A1 bekannt, der die Merkmale des Oberbegriffs des Anspruchs 1 aufweist. Der Schwenkarm des Standes der Technik hat den Nachteil, dass zur Einstellung des Anpressdruckes eine zentrale Befestigungsschraube an einem Gelenk des Schwenkarmes gelöst werden muss, wodurch das federbelastet gelagerte Gelenk des Schwenkarmes kurzzeitig demontiert ist. Hierbei kann ein nicht gewolltes Auslenken des Schwenkarmes aufgrund der Federkraft stattfinden, die auf das Gelenk wirkt. Eine Bedienperson muss demnach den Schwenkarm gegen die Federkraft festhalten, während sie die Befestigungsschraube löst, den Anpressdruck einstellt und die Befestigungsschraube wieder befestigt.
-
Aus der
DE 10 2015 107 243 A1 und
DE 10 2015 107 244 A1 ist jeweils eine Messvorrichtung zum Messen eines Weges und/oder einer Geschwindigkeit eines sich relativ zu der Messvorrichtung bewegenden Objektes beschrieben, die ein an einer Welle eines Drehgebers befestigtes Messrad und eine Halteeinheit aufweist. Mittels der Halteeinheit ist die Messvorrichtung an einem ortsfesten Bauteil montierbar, wobei die Halteeinheit auf der Seite des Bauteils eine Drehlagerung mit einem Federelement aufweist, so dass die Halteeinheit mittels des Federelements das Messrad gegen das Objekt drückt.
-
-
Es ist daher eine Aufgabe der Erfindung, eine schwenkbare Haltevorrichtung der eingangs genannten Art derart zu verbessern, dass eine Einstellung des Anpressdruckes des Schwenkarmes einfach und sicher durchgeführt werden kann.
-
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine schwenkbare Haltevorrichtung für eine Messanordnung, insbesondere ein Messradencoder, mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
-
Mit anderen Worten, die schwenkbare Haltevorrichtung umfasst einen Schwenkarm mit einem ersten, schwenkbaren Ende, an dem die Messanordnung angeordnet ist, und einem zweiten, eine Schwenkachse aufweisenden Ende, mit dem die Haltevorrichtung an einer stationären Halterung befestigbar ist, und eine Einstelleinrichtung, mittels derer der Schwenkarm in eine erste Schwenkrichtung mit einer Federkraft vorgespannt gehalten werden kann, wobei die Einstelleinrichtung ein Einstellrad umfasst, mit dem die Federkraft auf den Schwenkarm einstellbar ist, wobei die Einstelleinrichtung derart ausgebildet ist, dass in einem für einen Betrieb montierten Zustand der Haltevorrichtung an die Halterung das Einstellrad in die erste Schwenkeinrichtung zum Erhöhen der Federkraft manuell drehbar ist und entgegen der ersten Schwenkeinrichtung gegen eine Drehung blockiert ist.
-
Hierdurch ergibt sich der Vorteil, dass der Anpressdruck der erfindungsgemäßen Haltevorrichtung mit nur einer Hand und werkzeuglos eingestellt werden kann, obwohl die Haltevorrichtung fest an die stationäre Halterung montiert, insbesondere verschraubt, ist.
-
Gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel umfasst die Einstelleinrichtung einen Einstellkranz, eine Haltescheibe und einen in dem Einstellkranz eingreifenden Rastbolzen, wobei die Haltescheibe drehfest mit der Halterung verbunden ist und den Rastbolzen aufnimmt, der zu dem Einstellkranz radial gerichtet angeordnet ist, und der Einstellkranz drehfest mit dem Einstellrad verbunden ist. Dies hat den Vorteil, dass das Einstellrad zur Erhöhung der Federkraft gegenüber dem Einstellkranz drehbar ist und der Einstellkranz und der Rastbolzen ein Zurückdrehen des Einstellrades und somit ein Lösen der Federkraft verhindern. Vorteilhafterweise ist der Rastbolzen radial beweglich und federbelastet in der Haltescheibe vorgesehen, so dass ein unbeabsichtigtes und selbstständiges Lösen der Einstelleinrichtung verhindert ist.
-
Gemäß einem weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel umfasst der Einstellkranz einen Zahnkranz, wobei Zahnschneiden des Zahnkranzes entgegen der ersten Schwenkrichtung der Einstelleinrichtung gerichtet sind und Ausnehmungen zwischen jeweils zwei Zahnschneiden in Richtung der ersten Schwenkrichtung abfallend ausgebildet sind. Hierdurch kann der Rastbolzen trotz Kontakt mit dem Einstellkranz bzw. dem Zahnkranz ohne nennenswerten Kraftaufwand entlang des Zahnkranzes und entgegen der ersten Schwenkrichtung gleiten, so dass eine Erhöhung des Anpressdrucks auf den Schwenkarm einfach durchgeführt werden kann. Ferner presst vorzugsweise eine Druckfeder den Rastbolzen axial gegen den Einstellkranz. Vorteilhafterweise ist durch ein Betätigen des Rastbolzens ein Kontakt zwischen dem Rastbolzen und dem Einstellkranz aufhebbar und der Schwenkarm entgegen der ersten Schwenkrichtung durch die Einstelleinrichtung frei schwenkbar. Hierdurch ergibt sich der Vorteil, dass durch ein einzelnes Betätigen des Rastbolzens der Schwenkarm mit der Messanordnung von der Oberfläche des Messmediums wegbewegt werden kann, ohne dass der Schwenkarm bzw. die Haltevorrichtung von der Halterung gelöst werden muss.
-
Gemäß einem weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel ist der Schwenkarm mittels des Rastbolzens in einer ersten Position gehalten, in der die Messanordnung in Kontakt mit dem Messmedium steht, und kann der Schwenkarm mittels des Rastbolzens in einer zweiten Position gehalten werden, in der die Messanordnung von dem Messmedium beabstandet ist. Mit anderen Worten, nach einer Montage der Haltervorrichtung an die stationäre Halterung ist der Schwenkarm mit der Messanordnung werkzeuglos in allen möglichen Positionen schwenkbar, wobei lediglich der Rastbolzen betätigt, das heißt erst gelöst und dann wieder verriegelt, werden muss.
-
Gemäß einem weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel ist der Einstellkranz auf einer Welle der Einstelleinrichtung angeordnet, so dass ein Zusammenbau der Einstelleinrichtung und der Einstelleinheit platzsparend ist.
-
Ferner umfasst gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel die Einstelleinrichtung eine Schenkelfeder, die mit einem ersten Federende am Schwenkarm und mit einem zweiten Federende am Einstellrad befestigt ist. Hierdurch wirkt permanent eine Federkraft auf den Schwenkarm, so dass der Schwenkarm in Richtung der ersten Schwenkrichtung gedrückt wird. In diesem Zusammenhang bedeutet die erste Schwenkrichtung, dass sich der Schwenkarm um die Schwenkachse des zweiten Endes schwenkt und dabei die Messanordnung auf die Oberfläche des Messmediums gedrückt wird. Das heißt, in Richtung der ersten Schwenkrichtung kann der Anpressdruck des Schwenkarmes kontinuierlich erhöht werden.
-
Gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist am Außenumfang der Einstelleinrichtung ein Markierungsprofil vorgesehen. Vorteilhafterweise stellt jede Markierung des Markierungsprofils eine definierte Federkraft auf das erste Ende des Schwenkarmes dar. Dadurch ist es leicht sichtbar für die Bedienperson, anhand der Markierungen den entsprechenden Anpressdruck auf den Schwenkarm und somit auf die Messanordnung einzustellen.
-
Die erfindungsgemäße schwenkbare Haltevorrichtung kann auf ähnliche Weise durch weitere Merkmale ausgestaltet werden und zeigt dabei ähnliche Vorteile. Derartige weitere Merkmale sind beispielhaft, aber nicht abschließend in den sich an den unabhängigen Anspruch anschließenden Unteransprüchen beschrieben.
-
Die Erfindung wird nachstehend auch hinsichtlich weiterer Vorteile und Merkmale unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung anhand eines Ausführungsbeispiels erläutert. Die Figur der Zeichnung zeigt in:
- 1 eine schematische 3D-Darstellung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen schwenkbaren Haltevorrichtung,
- 2 eine schematische 3D-Explosionsdarstellung des Ausführungsbeispiels der Haltevorrichtung, und
- 3 eine schematische 3D-Schnittansicht einer erfindungsgemäßen Einstelleinrichtung.
-
In der 1 ist eine schematische 3D-Darstellung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen, schwenkbaren Haltevorrichtung 1 für eine Messanordnung M gezeigt. Hierbei umfasst die Messanordnung M einen Messradencoder mit einem Messrad M1, das dafür vorgesehen ist, um in Kontakt (nicht dargestellt) mit einem Messmedium gebracht zu werden und dessen lineare Bewegung, beispielsweise in Form von Länge, Geschwindigkeit, Beschleunigung oder dergleichen zu bestimmen.
-
Die erfindungsgemäße Haltevorrichtung 1 umfasst einen Schwenkarm 2, der ein erstes, verschwenkbares Ende E1 und ein zweites, eine Schwenkachse A aufweisendes Ende E2 aufweist. An dem ersten, verschwenkbaren Ende E1 des Schwenkarmes 2 ist die Messanordnung M angeordnet. Mit dem zweiten Ende E2 des Schwenkarmes 2 ist die Haltevorrichtung 1 an einer stationären Halterung 4 befestigt. Ferner weist die Haltevorrichtung 1 eine Einstelleinrichtung 3 auf, die an dem zweiten Ende E2 des Schwenkarmes 2 vorgesehen ist.
-
Der Schwenkarm 2 ist über ein nicht dargestelltes Lager, beispielsweise Kugel- oder Kegellager, auf einer in den 2 und 3 dargestellten Welle 6 angeordnet, so dass der Schwenkarm 2 um die Welle 6 bzw. um dessen mit der Schwenkachse A koaxialen Wellenachse schwenkbar ist.
-
Die Einstelleinrichtung 3 ist auf die Welle 6 und an dem Schwenkarm 2 angeordnet, so dass über die Einstelleinrichtung 3 der Schwenkarm 2 mit der stationären Halterung 4 verbunden ist. Die stationäre Halterung 4 kann, wie in der 1 dargestellt, beispielsweise ein verstellbarer Haltewinkel sein, mit dem die daran befestigte Haltevorrichtung 1 gegenüber dem Messmedium ausgerichtet werden kann. Die stationäre Halterung 4 kann jedoch auch ein Maschinengestell, eine Wand oder dergleichen sein. Hierbei ist die Haltevorrichtung 1 mittels der Einstelleinrichtung 3 derart an die stationäre Halterung 4 montiert, dass der Schwenkarm 2 um die Schwenkachse A des zweiten Endes E2 des Schwenkarmes 2 schwenkbar ist und der Schwenkarm 2 in eine erste Schwenkrichtung R1 mit einer Federkraft vorgespannt gehalten werden kann, wobei die Einstelleinrichtung 3 ein Einstellrad 3a umfasst, mit dem die Federkraft auf den Schwenkarm 2 einstellbar ist. Bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel ist die Einstelleinrichtung 3 vorzugsweise mittels vier Schrauben S1 an die stationäre Halterung 4 angeschraubt.
-
Erfindungsgemäß ist die Einstelleinrichtung 3 derart ausgebildet, dass in einem für einen Betrieb montierten Zustand der Einstelleinrichtung 3 an die stationäre Halterung 4 das Einstellrad 3a in die erste Schwenkrichtung R1 zum Erhöhen der Federkraft auf den Schwenkarm 2 manuell drehbar ist und entgegen der ersten Schwenkrichtung R1 gegen eine Drehung blockiert ist. Das heißt mit anderen Worten, obwohl der Schwenkarm 2 fest an die stationäre Halterung 4 montiert ist, lässt sich das Einstellrad 3a der Einstelleinrichtung 3 weiterhin in die erste Schwenkrichtung R1 manuell drehen, so dass auf den, mit einem nicht dargestellten Messmedium in Kontakt befindlichen Schwenkarm 2 eine höhere Federkraft eingestellt wird. Gleichzeitig ist das Einstellrad 3a entgegen der ersten Schwenkrichtung R1 blockiert, so dass die eingestellte erhöhte Federkraft auf den Schwenkarm 2 lasten bleibt. In diesem Zusammenhang bedeutet „fest“, dass die Haltevorrichtung 1 bereit für den Betrieb montiert ist und alle Befestigungsschrauben vollständig angezogen sind.
-
Hierdurch kann nach einer Montage der Haltevorrichtung 1 bzw. des Schwenkarmes 2 über die Einstelleinrichtung 3 an die stationäre Halterung 4 eine Bedienperson den Schwenkarm 2 einfach und werkzeuglos in eine vorgesehene Betriebsposition der Messanordnung M mit einem vorgesehenen Anpressdruck drehen. Die Einstelleinrichtung 3 verhindert ein selbstständiges Zurückdrehen des Schwenkarmes 2 aufgrund der Federkraft der Einstelleinrichtung 3, die auf den Schwenkarm 2 lastet.
-
Wie die schematische 3D-Explosionsdarstellung des Ausführungsbeispiels der Haltevorrichtung 1 in der 2 zeigt, umfasst die Einstelleinrichtung 3 vorzugsweise einen Einstellkranz 3b, einen in dem Einstellkranz 3b eingreifenden Rastbolzen 3c und eine Haltescheibe 3d. Hierbei ist die Haltescheibe 3d der Einstelleinrichtung 3 drehfest mit der Halterung 4 verbunden, beispielsweise bei dem Ausführungsbeispiel in der 1 mittels der vier Schrauben S1, so dass die Haltescheibe 3d in Bezug auf das Einstellrad 3a und den Schwenkarm 2 nicht drehbar ist.
-
Der Rastbolzen 3c ist radial beweglich und federbelastet in der Haltescheibe 3d vorgesehen, so dass der Rastbolzen 3c gegenüber dem Einstellrad 3a und dem Schwenkarm 2 ebenfalls nicht drehbar ist. Hierbei ist der Rastbolzen 3c zu dem Einstellkranz 3b radial gerichtet angeordnet, wodurch der Rastbolzen 3c in dem Einstellkranz 3b eingreifen kann.
-
Der Einstellkranz 3b ist auf der Welle 6 angeordnet und drehfest mit dem Einstellrad 3a verbunden. Das heißt, entgegen der Haltescheibe 3d und dem Rastbolzen 3c ist der Einstellkranz 3b gegenüber der stationären Halterung 4 drehbar bzw. mit dem Einstellrad 3a mitdrehbar, so dass wenn das Einstellrad 3a gedreht wird, um die Federkraft auf den Schwenkarm 2 zu erhöhen, dreht sich der Einstellkranz 3b mit und der Rastbolzen 3c sperrt den Einstellkranz 3b und das Einstellrad 3a gegenüber einem Zurückdrehen.
-
Das Einstellrad 3a ist über eine Schenkelfeder 7 mit dem Schwenkarm 2 verbunden, die mit einem ersten Federende 7a am Schwenkarm 2 und mit einem zweiten Federende 7b am Einstellrad 3a der Einstelleinrichtung 3 befestigt ist. Die Schenkelfeder 7, wobei jedes andere Federelement mit einer gleichen Funktionalität verwendet werden könnte, übt die bereits genannte Federkraft der Einstelleinrichtung 3 auf den Schwenkarm 2 aus, so dass das erste Ende E1 des Schwenkarmes 2 mit der Messanordnung M in die erste Schwenkrichtung R1 federbelastet ist bzw. in Richtung des Messmediums gepresst ist.
-
Am Außenumfang der Einstelleinrichtung 3 ist vorzugsweise ein Markierungsprofil 8 vorgesehen, das aus einer Vielzahl von nach Innen oder nach Außen des Außenumfanges gewölbte längliche Rillen, Kerben, Nuten oder dergleichen besteht. Die länglichen Rillen, Kerben, Nuten oder dergleichen sind parallel zu der Schwenkachse A der Einstelleinrichtung 3 ausgerichtet, wodurch der Außenumfang der Einstelleinrichtung 3 einen rutschfesten Griff für die Bedienperson ermöglicht. Zusätzlich stellt jede Rille, Kerbe, Nut oder dergleichen des Markierungsprofils 8 eine definierte Federkraft der Schenkelfeder 7 auf das erste Ende E1 des Schwenkarmes 2 dar, so dass die Bedienperson durch Ablesen der Rillen, Kerben, Nuten oder dergleichen die eingestellte Federkraft der Schenkelfeder 7 bzw. den Anpressdruck der Haltevorrichtung 1 ableiten kann.
-
Aus der 3 ist eine schematische 3D-Schnittansicht der erfindungsgemäßen Einstelleinrichtung 3 zu entnehmen, wobei der Einstellkranz 3b und der Rastbolzen 3c in mehr Details dargestellt sind.
-
Der Rastbolzen 3c ist im Eingriff mit dem Einstellkranz 3b, so dass der Einstellkranz 3b und das Einstellrad 3a entgegen der Schwenkrichtung R1 blockiert sind. Hierzu umfasst der Einstellkranz 3b einen Zahnkranz, wobei Zahnschneiden 5 des Zahnkranzes entgegen der ersten Schwenkrichtung R1 des Schwenkarmes 2 gerichtet sind. Ausnehmungen 5a zwischen jeweils zwei Zahnschneiden 5 sind in Richtung der ersten Schwenkrichtung R1 abfallend ausgebildet.
-
Hierdurch rastet der Rastbolzen 3c einerseits, wie in der 3 dargestellt, gegen die Zahnschneide 5 des Zahnkranzes des Einstellkranzes 3b ein und verhindert die Drehung bzw. das Schwenken des Schwenkarmes 2 bzw. der Einstelleinrichtung 3 um die Schwenkachse A der Welle 6 entgegen der ersten Schwenkrichtung R1. Andererseits kann der Rastbolzen 3c entlang der Ausnehmung 5a des Zahnkranzes des Einstellkranzes 3b gleiten und gegen die nachfolgende Zahnschneide 5 einrasten, wenn der Schwenkarm 2 bzw. die Einstelleinrichtung 3 in die erste Schwenkrichtung R1 geschwenkt wird, wobei die Schenkelfeder 7 weiter zusammen gestaut wird, so dass der Anpressdruck des Schwenkarmes 2 bzw. der Messanordnung M auf das Messmedium erhöht wird und der Anpressdruck der Haltevorrichtung 1 eingestellt ist.
-
Zusätzlich ist der Rastbolzen 3c mittels einer Druckfeder 3e radial gegen den Einstellkranz 3b federbelastet. Das heißt, die Druckfeder 3e presst den Rastbolzen 3c in radialer Richtung gegen den Einstellkranz 3b, so dass der Kontakt zwischen dem Rastbolzen 3c und dem Einstellkranz 3b bzw. eine Sperrung der Einstelleinrichtung 3 sichergestellt sein kann.
-
Um den Schwenkarm 2 bzw. die Einstelleinrichtung 3 für eine Drehung mittels der Federkraft der Schenkelfeder 7 um die Schwenkachse A der Welle 6 bzw. entgegen der ersten Drehrichtung R1 freizugeben, das heißt ein Wegbewegen der Messanordnung M von dem Messmedium, sind lediglich ein Betätigen des Rastbolzens 3c entgegen der Druckfeder 3e und ein Schwenken des Schwenkarmes 2 nötig. Der Kontakt zwischen dem Rastbolzen 3c und dem Einstellkranz 3b ist dann aufgehoben, so dass der Schwenkarm 2 um die Schwenkachse A der Einstelleinrichtung 3 entgegen der ersten Schwenkrichtung R1 frei drehbar ist.
-
Das heißt mit anderen Worten, durch ein Betätigen des Rastbolzens 3c entgegen der Federkraft der Druckfeder 3e lässt sich der Schwenkarm 2 von dem Einstellkranz 3b entriegeln und einerseits in eine erste, sogenannte Betriebsposition, Position schwenken, in der der Rastbolzen 3c wieder mit dem Einstellkranz 3b verriegelt wird. In dieser Betriebsposition steht die Messanordnung M in Kontakt mit dem Messmedium. Durch Drehen des Einstellrades 3a kann der Anpressdruck des Schwenkarmes 2 erhöht werden.
-
Andererseits lässt sich der Schwenkarm 2 durch Betätigen des Rastbolzens 3c entgegen der Federkraft der Druckfeder 3e von dem Einstellkranz 3b entriegeln und in eine zweite Position schwenken, in der der Rastbolzen 3c wieder mit dem Einstellkranz 3b verriegelt wird und die Messanordnung M von dem Messmedium beabstandet ist. In dieser zweiten, sogenannten Parkposition kann an der Messanordnung M bzw. an der gesamten Haltevorrichtung 1 gearbeitet werden, ohne dass die Montage der Haltevorrichtung 1 an die stationäre Halterung 4 gelöst werden muss.
-
Somit ist eine Einstellung des Anpressdruckes des Schwenkarmes 2 bzw. der Haltevorrichtung 1 werkzeuglos und ohne Lösen der Montage des Schwenkarmes 2 möglich.
-
Bezugszeichenliste
-
- 1
- Schwenkbare Haltevorrichtung
- 2
- Schwenkarm
- 3
- Einstelleinrichtung
- 3a
- Einstellrad
- 3b
- Einstellkranz
- 3c
- Rastbolzen
- 3d
- Haltescheibe
- 3e
- Druckfeder
- 4
- Stationäre Halterung
- 5
- Zahnschneide
- 5a
- Ausnehmung
- 6
- Welle
- 7
- Schenkelfeder
- 7a
- Erstes Federende
- 7b
- Zweites Federende
- 8
- Markierungsprofil
- A
- Schwenkachse
- E1
- Erstes Ende
- E2
- Zweites Ende
- M
- Messanordnung
- M1
- Messrad
- R1
- Erste Schwenkrichtung
- S1
- Schraube
