DE102018100516B4 - MEASUREMENT DEVICE, ESPECIALLY LINEAR POSITION MEASUREMENT DEVICE - Google Patents
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Abstract
Messgerät auf Basis eines im Inneren befindlichen Linearwegsensors zur Positionsbestimmung eines geradlinig und in Richtung der Messgerätlängsachse führbaren Betätigers:i) mit einem Hauptgehäuse, gebildet durch ein an einer Längsseite und den beiden Stirnseiten offenes Leichtmetallprofil (2) sowie ein geschlossenes, aber an den beiden Stirnseiten offenes Kunststoffprofil (1) mit nahezu identischem Längenmaß und verschiedenen thermischen Ausdehnungskoeffizienten, wobeij) der thermische Ausdehnungskoeffizient des Kunststoffprofils (1) größer ist als der des Leichtmetallprofils (2)k) das Kunststoffprofil (1) und das Leichtmetallprofil (2) parallele oder identische Längsachsen aufweisen,l) das Kunststoffprofil (1) im Leichtmetallprofil (2) fixiert, insbesondere verrastet ist, vorzugsweise über ein integriertes Außenprofil und einkorrespondierendes Innenprofil, jedoch Längsaxialbeweglichkeit bzgl.des Leichtmetallprofil (2) aufweist, so dassm) die Profile (1, 2), in Längsrichtung gesehen, bei Änderungen der Umgebungs- und/oder Materialtemperaturen und dadurch relativ zueinander reibungsbasiert längsaxialbeweglich sind,n) mit je einer Endkappe (13), die die entsprechende Stirnseite des Kunststoffprofils (1) verschließt, an dieser mechanisch fixiert ist und die größer ist als die Querschnittsfläche des Kunststoffprofils (1), wobeio) die jeweilige Endkappe (13) so gestaltet ist, dass das Leichtmetallprofil (2) zumindest bei einer bestimmten Umgebungs- bzw. Gerätetemperatur direkt, oder indirekt über eine Dichtung, insbesondere eine Flachdichtung, auf entsprechend überstehende Bereiche der Kappe (13) drückt,p) das Leichtmetallprofil (2) mindestens eine in diese integrierte Feder aufweist, die einstückig mit dem Leichtmetallprofil (2) ausgebildet ist und durch mindestens zwei konträre, insbesondere parallele Schlitze (5, 6) mit Überlappungsbereich gebildet ist, wobei deren Winkel zur Längsachse des Leichtmetallprofils (2) größer als 45 Grad sind, insbesondere annähernd oder genau 90 Grad, so dassq) bei Temperaturerniedrigung die Feder aufgrund der unterschiedlichen thermischen Ausdehnungskoeffizienten einen Teil der Längenzunahme des Leichtmetallprofils (2) ausgleichen kann.Measuring device based on an internal linear displacement sensor for determining the position of an actuator that can be guided in a straight line and in the direction of the longitudinal axis of the measuring device:i) with a main housing, formed by a light metal profile (2) that is open on one long side and the two end faces, and a closed but closed one at the two end faces Open plastic profile (1) with almost identical linear dimensions and different thermal expansion coefficients, where j) the thermal expansion coefficient of the plastic profile (1) is greater than that of the light metal profile (2) k) the plastic profile (1) and the light metal profile (2) have parallel or identical longitudinal axes l) the plastic profile (1) is fixed in the light metal profile (2), in particular latched, preferably via an integrated outer profile and a corresponding inner profile, but has longitudinal axial mobility with respect to the light metal profile (2), so thatm) the profiles (1, 2) , seen longitudinally, be i changes in the ambient and/or material temperatures and can therefore be moved longitudinally and axially relative to one another based on friction,n) each with an end cap (13) which closes the corresponding end face of the plastic profile (1), is mechanically fixed to it and which is larger than the cross-sectional area of the plastic profile (1), whereino) the respective end cap (13) is designed in such a way that the light metal profile (2) at least at a certain ambient or device temperature directly or indirectly via a seal, in particular a flat seal, onto correspondingly protruding areas of the cap (13), p) the light metal profile (2) has at least one spring integrated into it, which is designed in one piece with the light metal profile (2) and is formed by at least two contrary, in particular parallel slots (5, 6) with an overlapping area, wherein the angles to the longitudinal axis of the light metal profile (2) are greater than 45 degrees, in particular approximately or ge Exactly 90 degrees, so that when the temperature drops, the spring can compensate for part of the increase in length of the light metal profile (2) due to the different thermal expansion coefficients.
Description
Die Erfindung betrifft ein Messgerät, insbesondere ein LinearwegmessgerätThe invention relates to a measuring device, in particular a linear path measuring device
Linearwegmessgeräte werden bevorzugt für Industrieanwendungen eingesetzt. Diese Systeme messen Wege mit einer sehr hohen Präzision bei rauen Umgebungsbedingungen.Linear displacement measuring devices are preferably used for industrial applications. These systems measure distances with a very high level of precision under harsh environmental conditions.
Zum allgemeinen Stand der Technik zählt, dass bis Messlängen von etwa 1000 mm ein induktives Messprinzip zum Einsatz gelangt, während bei Messlängen oberhalb von etwa 1000 mm auf das sog. magnetostriktive Messverfahren zurückgegriffen wird.The general state of the art is that an inductive measuring principle is used up to measuring lengths of around 1000 mm, while for measuring lengths above around 1000 mm the so-called magnetostrictive measuring method is used.
In der Regel kommen Gehäuse zum Einsatz, die aus Aluminium- bzw. Aluminiumlegierungsprofilen in Wirkverbindung mit Kunststoffelementen stehen. Oberhalb von Messlängen von 1000 mm werden Dehnungsänderungen der beteiligten Werkstoffe und deren störende Differenzen (Metall zu Kunststoff) besonders stark wirksam. Dies macht sich insbesondere beim Kunststoffelement bemerkbar, da selbiges einen größeren Ausdehnungskoeffizienten als das Aluminiumprofil hat. Im Temperaturbereich zwischen -40° C und +85° C können sich die unterschiedlichen Ausdehnungskoeffizienten dergestalt negativ auswirken, dass es zur Undichtigkeit (im Bereich der Stirnseiten) oder gar zur Zerstörung des Gehäuses, respektive des Linearwegmessgerätes, kommen kann.As a rule, housings are used that are made of aluminum or aluminum alloy profiles in operative connection with plastic elements. Above measuring lengths of 1000 mm, changes in expansion of the materials involved and their disturbing differences (metal to plastic) become particularly effective. This is particularly noticeable with the plastic element, since the latter has a greater coefficient of expansion than the aluminum profile. In the temperature range between -40° C and +85° C, the different coefficients of expansion can have such a negative effect that leaks (in the area of the front sides) or even the destruction of the housing or the linear displacement measuring device can occur.
Typische Längenausdehnungskoeffizienten α werden wie folgt angegeben:
- 1)
Polyamid 6 mit 30 % Glasfaser (PA 6 GF30): α = 50 - 100 x 10-b m/mk Längenausdehnung längs/quer zur Fließrichtung ISO 11359 - 2) Alu: 23,8 x 10-6 m/mk ä 0,024 mm/k für ein 1-m-Gerät Differenz:
Faktor 3 = 0,048 mm/mk: Delta: 20 bis -40 Grad: 60 x 0,05 mm = 0,3 mm für ein 1-m-Gerät, 0,6 mm für ein 2-m-Gerät ä 80 bis -40 Grad = 1,2 mm für ein 2-m-Gerät
- 1)
Polyamide 6 with 30% glass fiber (PA 6 GF30): α = 50 - 100 x 10-bm/mk linear expansion longitudinal/transverse to the flow direction ISO 11359 - 2) Alu: 23.8 x 10-6 m/mk ä 0.024 mm/k for a 1 m device Difference:
Factor 3 = 0.048 mm/mk: Delta: 20 to -40 degrees: 60 x 0.05 mm = 0.3mm for a 1m device, 0.6mm for a 2m device ä 80 to -40 degrees = 1.2mm for a 2m device
Zum Stand der Technik sei bspw. auf folgende Druckschriften verwiesen:
- Der
DE 10 2010 053 217 A1
- the
DE 10 2010 053 217 A1
Durch die
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Messgerät, insbesondere ein Linearwegmessgerät, bereitzustellen, das unabhängig von unterschiedlichen Ausdehnungskoeffizienten der eingesetzten Materialien in der Lage ist, auch bei Messlängen oberhalb von 1000 mm präzise Messergebnisse zu realisieren, ohne dass es zu Beschädigungen oder Undichtigkeiten an bzw. zwischen den Gehäusebauteilen, respektive dem Messgerät, insbesondere dem Linearwegmessgerät, kommen kann.The invention is based on the object of providing a measuring device, in particular a linear displacement measuring device, which is able, independently of different coefficients of expansion of the materials used, to realize precise measurement results even with measurement lengths of more than 1000 mm, without causing damage or leaks on or in the housing .between the housing components, or the measuring device, in particular the linear displacement measuring device.
Der Erfindung liegt des Weiteren die Aufgabe zugrunde, eine Einheit, insbesondere eine Maschine bereitzustellen, die mit einem Messgerät, insbesondere einem Längenmessgerät, ausgerüstet ist.The invention is also based on the object of providing a unit, in particular a machine, which is equipped with a measuring device, in particular a length measuring device.
Der erste Teil der Aufgabe wird gelöst durch ein Messgerät auf Basis eines im Inneren befindlichen Linearwegsensors zur Positionsbestimmung eines geradlinig und in Richtung der Messgerätlängsachse führbaren Betätigers:
- i) mit einem Hauptgehäuse, gebildet durch ein an einer Längsseite und den beiden Stirnseiten offenes Leichtmetallprofil sowie ein geschlossenes, aber an den beiden Stirnseiten offenes Kunststoffprofil mit nahezu identischem Längenmaß und verschiedenen thermischen Ausdehnungskoeffizienten, wobei
- j) der thermische Ausdehnungskoeffizient des Kunststoffprofils größer ist als der des Leichtmetallprofils
- k) das Kunststoffprofil und das Leichtmetallprofil parallele oder identische Längsachsen aufweisen,
- l) das Kunststoffprofil im Leichtmetallprofil fixiert, insbesondere verrastet ist, vorzugsweise über ein integriertes Außenprofil und ein korrespondierendes Innenprofile, jedoch Längsaxialbeweglichkeit bzgl. des Leichtmetallprofil aufweist, so dass
- m) die Profile, in Längsrichtung gesehen, bei Änderungen der Umgebungs- und/oder Materialtemperaturen und dadurch relativ zueinander reibungsbasiert längsaxialbeweglich sind,
- n) mit je einer Endkappe, die die entsprechende Stirnseite des Kunststoffprofils verschließt, an dieser mechanisch fixiert ist und die größer ist als die Querschnittsfläche des Kunststoffprofils, wobei
- o) die jeweilige Endkappe so gestaltet ist, dass das Leichtmetallprofil zumindest bei einer bestimmten Umgebungs- bzw. Gerätetemperatur direkt, oder indirekt über eine Dichtung, insbesondere eine Flachdichtung, auf entsprechend überstehende Bereiche der Kappe drückt,
- p) das Leichtmetallprofil mindestens eine in diese integrierte Feder aufweist, die einstückig mit dem Leichtmetallprofil ausgebildet ist und durch mindestens zwei konträre, insbesondere parallele Schlitze mit Überlappungsbereich gebildet ist, wobei deren Winkel zur Längsachse des Leichtmetallprofils größer als 45 Grad sind, insbesondere annähernd oder genau 90 Grad, so dass
- q) bei Temperaturerniedrigung die Feder aufgrund der unterschiedlichen thermischen Ausdehnungskoeffizienten einen Teil der Längenzunahme des Leichtmetallprofils ausgleichen kann.
- i) with a main housing, formed by a light metal profile that is open on one long side and the two end faces and a closed plastic profile that is open on the two end faces and has almost identical linear dimensions and different thermal expansion coefficients, wherein
- j) the thermal expansion coefficient of the plastic profile is greater than that of the light metal profile
- k) the plastic profile and the light metal profile have parallel or identical longitudinal axes,
- l) the plastic profile is fixed in the light metal profile, in particular latched, preferably via an integrated outer profile and a corresponding inner profile, but has longitudinal axial mobility with respect to the light metal profile, so that
- m) the profiles, seen in the longitudinal direction, are longitudinally axially movable in the event of changes in the ambient and/or material temperatures and are therefore friction-based relative to one another,
- n) each with an end cap, which closes the corresponding end face of the plastic profile, is mechanically fixed thereto and is larger than the cross-sectional area of the plastic profile, wherein
- o) the respective end cap is designed in such a way that the light metal profile presses directly or indirectly via a seal, in particular a flat seal, onto correspondingly protruding areas of the cap at least at a certain ambient or device temperature,
- p) the light metal profile has at least one spring integrated into it, which is formed in one piece with the light metal profile and is formed by at least two contrary, in particular parallel slots with an overlapping area, the angles of which to the longitudinal axis of the light metal profile are greater than 45 degrees, in particular approximately or exactly 90 degrees so that
- q) when the temperature drops, the spring can compensate for part of the increase in length of the light metal profile due to the different thermal expansion coefficients.
Vorteilhafte Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Messgeräts sind den zugehörigen Unteransprüchen zu entnehmen.Advantageous developments of the measuring device according to the invention can be found in the associated dependent claims.
Von besonderem Vorteil ist, dass die Kappe so gestaltet ist, dass sie im montierten Zustand und zumindest bei mittlerer Temperatur (ca. 0 - 20° C) direkt oder indirekt über eine Dichtung, vorzugsweise Flachdichtung, auf die zugehörige Stirnseite des Leichtmetallprofils drückt, an dieser aber nicht fixiert ist.It is of particular advantage that the cap is designed in such a way that, when assembled and at least at medium temperature (approx. 0 - 20° C.), it presses directly or indirectly via a seal, preferably a flat seal, onto the associated end face of the light metal profile but this is not fixed.
Des Weiteren wird vorgeschlagen, dass eine Überlappungslänge von mindestens 20 - 50% der Schlitzlänge jedes Schlitzes gegeben ist.Furthermore, it is proposed that an overlap length of at least 20-50% of the slit length of each slit is given.
Der erste Teil der Aufgabe wird auch gelöst durch ein induktiv oder magnetisch arbeitendes Linearwegmessgerät, beinhaltend ein zur mittel- oder unmittelbaren Aufnahme mindestens eines Sensorelements dienendes metallisches Gehäuse, insbesondere gebildet durch ein Leichtmetall - sowie ein Kunststoffprofil, wobei die Profile in Längsrichtung gesehen, relativ zueinander beweglich sind, insbesondere auch im funktionsfähigen bzw. Betriebszustand des Gerätes, des Weiteren beinhaltend Endkappen, die insbesondere lösbar mit dem Kunststoffprofil verbunden sind, wobei innerhalb des Kunststoffprofils Mess- und Übertragungsmittel vorgesehen sind und zum Ausgleich unterschiedlicher Dehnungskoeffizienten der zum Einsatz gelangenden Profile im Leichtmetallprofil Ausnehmungen eingebracht sind, des Weiteren beinhaltend Endkappen, die vorzugsweise lösbar mit dem Kunststoffprofil verbunden sind, vorzugsweise durch Verschraubung, wobei innerhalb des Kunststoffprofils Mess- und Übertragungsmittel vorgesehen sind und zum Ausgleich unterschiedlicher Dehnungskoeffizienten der zum Einsatz gelangenden Profile im Leichtmetallprofil Ausnehmungen eingebracht sind.The first part of the task is also solved by an inductively or magnetically working linear path measuring device, containing a metal housing serving for the direct or indirect reception of at least one sensor element, in particular formed by a light metal - and a plastic profile, with the profiles viewed in the longitudinal direction relative to one another are movable, in particular when the device is functional or operating, also including end caps, which are in particular detachably connected to the plastic profile, measuring and transmission means being provided within the plastic profile and recesses in the light metal profile to compensate for different expansion coefficients of the profiles used are introduced, further including end caps, which are preferably detachably connected to the plastic profile, preferably by screwing, wherein measuring and transmission means are provided within the plastic profile and to compensate for different expansion coefficients of the profiles used, recesses are introduced in the light metal profile.
Vorteilhafte Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Linearwegmessgerätes sind den Unteransprüchen zu entnehmen.Advantageous developments of the linear path measuring device according to the invention can be found in the dependent claims.
Der zweite Teil der Aufgabe wird gelöst durch eine Einheit, mindestens bestehend aus einer (mechanischen, elektrischen, pneumatischen, hydraulischen oder elektronischen) Maschine, wie z.B. eine Drehmaschine, und mindestens einem Messgerät, insbesondere einem Linearwegmessgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche.The second part of the task is solved by a unit consisting at least of a (mechanical, electrical, pneumatic, hydraulic or electronic) machine, such as a lathe, and at least one measuring device, in particular a linear travel measuring device according to one of the preceding claims.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Einheit, insbesondere der Maschine, sind den zugehörigen Unteransprüchen zu entnehmen.Advantageous developments of the unit, in particular of the machine, can be found in the associated dependent claims.
Bei der erfindungsgemäßen Einheit ist der Betätiger an einem, insbesondere bewegbaren Teil der Maschine angebracht, wobei das Messgerät, insbesondere das Längenmessgerät, starr zum Grundgerüst und/oder Gehäuse der Maschine positioniert ist.In the unit according to the invention, the actuator is attached to a part of the machine, in particular a movable part, with the measuring device, in particular the length measuring device, being positioned rigidly with respect to the basic structure and/or housing of the machine.
Alternativ besteht die Möglichkeit, dass der Betätiger Teil des Messgeräts, insbesondere des Längenmessgeräts, ist, wobei das Messgerät, insbesondere das Längenmessgerät, starr zum Grundgerüst und/oder Gehäuse der Maschine angeordnet ist, wobei der Betätiger in Längsrichtung des Messgeräts, insbesondere des Längenmessgeräts, bewegbar ist.Alternatively, there is the possibility that the actuator is part of the measuring device, in particular the length measuring device, with the measuring device, in particular the length measuring device, being arranged rigidly with respect to the basic structure and/or housing of the machine, with the actuator being arranged in the longitudinal direction of the measuring device, in particular the length measuring device is movable.
Je nach vorstehender Variante steht der der Betätiger berührungslos oder berührend mit dem Messgerät, insbesondere dem Längenmessgerät, in Wirkverbindung.Depending on the above variant, the actuator is in operative connection with the measuring device, in particular the length measuring device, in a non-contact or touching manner.
Bevorzugte industrielle Einsatzbereiche des erfindungsgemäßen Linearwegsensors werden wie folgt angegeben:
- - allgemeiner Maschinenbau, insbesondere Positionserfassung an schnellen Bewegungseinheiten in Fertigungslinien
- - Spritz- und Druckgussmaschinen
- - Verpackungsmaschinen
- - Blechbearbeitungsmaschinen (Pressen und Stanzen)
- - Holzbearbeitungsmaschinen
- - Automatisierungstechnik
- - General mechanical engineering, in particular position detection on fast moving units in production lines
- - Injection and die-casting machines
- - packaging machines
- - Sheet metal processing machines (presses and punches)
- - Woodworking machines
- - Automation technology
Das bei dem erfindungsgemäßen Linearwegsensor zum Einsatz gelangende längliche Gehäuse beinhaltet ein die Mess- und Übertragungsmittel aufnehmendes im Querschnitt insbesondere quadratisch oder rechteckig ausgebildetes Kunststoffprofil, das bevorzugt durch folgende Materialien gebildet ist:
- - glasfaserverstärktes Polyamid, z.B. PA6
- - glass fiber reinforced polyamide, eg PA6
Dieses Kunststoffprofil steht in Wirkverbindung mit einem aus einem Leichtmetall gebildeten, etwa U-förmig ausgebildeten, weiteren Profil, wobei hier bevorzugt folgende Werkstoffe zum Einsatz gebracht werden:
- - Aluminium bzw. Aluminiumlegierungen
- - Magnesium bzw. Magnesiumlegierungen
- - Kombinationen aus Aluminium- und Magnesiumlegierungen.
- - Aluminum or aluminum alloys
- - Magnesium or magnesium alloys
- - Combinations of aluminum and magnesium alloys.
Durch die im Leichtmetallprofil eingebrachten Schlitze (Einschnitte) kann bei der gewählten Gehäusekombination (Kunststoff - Leichtmetall) sichergestellt werden, dass sich unterschiedliche Ausdehnungen der Materialien im Temperaturbereich von -40 - +85°C wenig, d.h. nicht negativ auswirken, zumindest nicht so, dass die Dichtigkeit zwischen Endkappe und Kunststoffstirnseite des Kunststoffprofils nicht mehr gegeben ist. Dies könnte trotz vzw. dazwischenliegender, ausgleichend wirkender elastischer Dichtung insbesondere bei tiefen Temperaturne der Fall sein, weil die Differenz der Ausdehnungskoeffizienten von Leichtmetallprofil und Kunststoffprofil sehr stark voneinander abweichenWith the selected housing combination (plastic - light metal), the slits (cuts) made in the light metal profile ensure that different expansions of the materials in the temperature range of -40 - +85°C have little, i.e. no negative, effect, at least not in such a way that the tightness between the end cap and the plastic end face of the plastic profile is no longer given. This could despite vzw. intermediate elastic seal with a compensating effect, especially at low temperatures, because the difference in the coefficients of expansion of the light metal profile and the plastic profile differ greatly from one another
Vorteilhafterweise werden die Ausnehmungen durch Schlitze (Einschnitte) gebildet, wobei eine bevorzugte Ausgestaltung des Erfindungsgegenstandes vorsieht, dass mehrere beabstandete Schlitze (Einschnitte) im Leichtmetallprofil gegeben sind.Advantageously, the recesses are formed by slits (incisions), a preferred embodiment of the subject of the invention providing that there are several spaced slits (incisions) in the light metal profile.
Wie bereits angesprochen, ist das Leichtmetallprofil im Querschnitt etwa U-förmig ausgebildet, wobei die mindestens zwei benachbarten Einschnitte (vorzugsweise quer zur Längsrichtung) mindestens eines Einschnittekomplex, vorzugsweise Einschnittepaares, in alternierender Form dergestalt vorgesehen werden, dass sie von den einzelnen Wandbereichen in den Bodenbereich des U-Profils einlaufen. Diese Art der Ausbildung der Einschnitte, die einem weiteren Gedanken der Erfindung gemäß, vorzugsweise in mindestens einem der Endbereiche des Leichtmetallprofils vorgesehen sind, bewirken eine Art Federwirkung, weil jede Endkappe mit der zugehörigen Stirnseite des Kunststoffprofiles verbunden ist, aber gleichzeitig direkt oder indirekt (über eine Flachdichtung) gegen die Stirnseite des Leichtmetallprofiles drückt. Insbesondere bei niedrigen Temperaturen kann es geschehen, dass zum Längenausgleich die Einschnitte bis auf Block geschlossen werden können.As already mentioned, the light metal profile is approximately U-shaped in cross section, with the at least two adjacent incisions (preferably transverse to the longitudinal direction) of at least one complex of incisions, preferably a pair of incisions, being provided in an alternating form in such a way that they extend from the individual wall areas into the floor area of the U-profile. This type of formation of the incisions, which according to a further idea of the invention are preferably provided in at least one of the end regions of the light metal profile, cause a kind of spring effect, because each End cap is connected to the associated end face of the plastic profile, but at the same time directly or indirectly (via a flat seal) presses against the end face of the light metal profile. Especially at low temperatures, it can happen that the incisions can be closed up to the block to compensate for the length.
Um eine gewisse Relativbeweglichkeit der Gehäuseteile im Einsatz bzw. Betriebszustand des Gerätes sicherzustellen, sind die Profile in geringem Umfang in Längsrichtung relativ zueinander bewegbar. Auf eine bewusste Fixierung der Profile zueinander wurde verzichtet und stattdessen wird auf eine Längsverschieblichkeit gesetzt, wobei die Reibungswiderstände bzgl. der einander berührende Profile durch Konstruktion, Materialienselektion und Oberflächenbeschaffenheit so gewählt sind, dass eine ausreichende Bewegbarkeit und Federwirkung erreichbar ist.In order to ensure a certain relative mobility of the housing parts when the device is in use or in its operating state, the profiles can be moved relative to one another to a small extent in the longitudinal direction. A deliberate fixation of the profiles to each other was dispensed with and instead a longitudinal mobility is used, whereby the frictional resistances with regard to the profiles touching each other are selected by construction, material selection and surface properties in such a way that sufficient mobility and spring effect can be achieved.
Das erfindungsgemäße Messgerät, insbesondere Linearwegmessgerät, ist zunächst einmal für jegliche Messlänge (auch unterhalb von 1000 mm) einsetzbar. The measuring device according to the invention, in particular a linear displacement measuring device, can initially be used for any measuring length (also below 1000 mm).
Bevorzugte Anwendungsfälle werden jedoch bei Messlängen oberhalb von 1000 mm, insbesondere oberhalb von 2000 mm, gesehen.However, preferred applications are seen with measuring lengths above 1000 mm, in particular above 2000 mm.
Das erfindungsgemäße Messgerät, insbesondere Linearwegmessgerät, arbeitet insbesondere bei Messlängen oberhalb von 1000 mm nach dem induktiven Messprinzip. Dank seines guten dynamischen Verhaltens eignet sich das neue Messgerät, insbesondere das Linearwegmessgerät, für sehr schnelle Positionieraufgaben über die gesamte Messstrecke.The measuring device according to the invention, in particular a linear displacement measuring device, works according to the inductive measuring principle, in particular for measuring lengths of more than 1000 mm. Thanks to its good dynamic behavior, the new measuring device, especially the linear position measuring device, is suitable for very fast positioning tasks over the entire measuring section.
Die Endkappen bestehen, einem weiteren Gedanken der Erfindung gemäß, aus Kunststoff, insbesondere aus Polybuten (PB) und sind mit einer, insbesondere elastischen Flachdichtung versehen. Zur lösbaren Montage mit den Endbereichen des Kunststoffprofils kommen insbesondere handelsübliche Holzschrauben zum Einsatz.According to a further idea of the invention, the end caps consist of plastic, in particular of polybutene (PB) and are provided with an in particular elastic flat seal. Commercially available wood screws in particular are used for detachable assembly with the end regions of the plastic profile.
Innerhalb des insbesondere im Spritzgussverfahren hergestellten Kunststoffprofils (vorzugsweise einstückiges Strangprofil mit offenen Stirnseiten) ist eine Spulenleiterplatte mit mehreren Messspuren vorgesehen, vorzugsweise auf einer einzigen starren und durch das Innenprofil (vzw. Nut) geführten und gehaltenen Leiterplatte, wobei die Spulenleiterplatte in etwa der Länge des verwendeten Kunststoffprofils entspricht, um einen möglichst großen Bereich bei gegebener Länge des Gerätes zu erreichen. Mit dieser Spulenleiterplatte wirkt ein außerhalb des Linearsensorgehäuses vorgesehener Betätiger zusammen, (vorzugsweise ein elektrischer oder elektronischer), die zusammen einen Resonator bilden. Vorzugsweise arbeitet das Gerät nach einem Verfahren wie es in der
Der Erfindungsgegenstand ist anhand eines Ausführungsbeispiels in der Zeichnung dargestellt und wie folgt beschrieben. Es zeigen
-
1 Einzeldarstellung des Kunststoffprofils für einen Linearwegsensor; -
2 Einzeldarstellung des Leichtmetallprofils für einen Linearwegsensor; -
3 Einzeldarstellung der Spulenleiterplatte für einen Linearwegsensor; -
4 -9 Montierter Linearwegsensor in verschiedenen Ansichten bzw. Schnitten.
-
1 Individual representation of the plastic profile for a linear displacement sensor; -
2 Individual representation of the light metal profile for a linear displacement sensor; -
3 Individual representation of the coil circuit board for a linear displacement sensor; -
4 -9 Mounted linear displacement sensor in different views and sections.
Das Kunststoffprofil 1 sowie das Leichtmetallprofil 2 werden zu Montagezwecken ineinandergeschoben und sind in Längsrichtung gesehen, relativ zueinander beweglich, so dass eine Art schwimmende Lagerung gebildet wird.The
(Fast) alle festen Materialien dehnen sich bei Erwärmung aus.
l0 - ursprüngliche Länge - m
α - Längenausdehnungszahl - K-1 (Almost) all solid materials expand when heated.
l 0 - original length - m
α - coefficient of linear expansion - K -1
Längenausdehnungskoeffizient α
In den Endbereichen 3, 4 des Leichtmetallprofils 2 sind erfindungsgemäß Einschnitte 5, 6 (Schlitze) eingebracht.In the
Die
In den
Wie den
In Folge der alternierenden Anordnung der Einschnitte 5, 6 in den Endbereichen 3, 4 des Leichtmetallprofils 2 wird eine Art Federbereich F gebildet. Über diesen durch die Einschnitte 5, 6 gebildeten Federbereich F wird den unterschiedlichen thermischen Ausdehnungen der zum Einsatz gelangenden Profile 1, 2 für unterschiedliche Temperaturbereiche entgegengetreten.As a result of the alternating arrangement of the
In den Endbereichen 3, 4 des Messgerätes, insbesondere des Linearwegmessgerätes 10, sind Endkappen 13, 14, in diesem Beispiel aus einem Kunststoffmaterial, z.B. PB, vorgesehen. Die vorzugsweise mit einer elastischen Flachdichtung versehenen Endkappen 13, 14 sind über handelsübliche Schrauben 15, insbesondere Holzschrauben, mit den offenen Endbereichen des Kunststoffprofils 1, verbunden, wobei die Flachdichtung am Aluminiumprofil 2 anliegt.In the
Durch die Erfindung sind Geräte mit folgenden Parametern bei einer Gerätelänge von 1-2 m in einem Temperaturbereich von -40 bis +70° C erreichbar:
http://pdb2.turck.de/repo/media/_en/Anlagen/d101791.pdfThe invention makes it possible to achieve devices with the following parameters with a device length of 1-2 m in a temperature range from -40 to +70° C.:
http://pdb2.turck.de/repo/media/_en/Anlagen/d101791.pdf
In
In
In
BezugszeichenlisteReference List
- 11
- Kunststoffprofilplastic profile
- 22
- Leichtmetallprofillight alloy profile
- 33
- Endbereichend area
- 44
- Endbereichend area
- 55
- Einschnitte (Ausnehmungen)cuts (recesses)
- 66
- Einschnitte (Ausnehmungen)cuts (recesses)
- 77
- Spulenleiterplattecoil circuit board
- 88th
- Platinecircuit board
- 99
- Steckerplug
- 1010
- Linearwegmessgerätlinear position measuring device
- 1111
- Wandbereichwall area
- 1212
- Bodenabschnittbottom section
- 1313
- Endkappeend cap
- 1414
- Endkappeend cap
- 1515
- Schraube (Holzschraube)screw (wood screw)
- 1616
- Betätigeractuator
- 1717
- Befestigungsmittelfasteners
- 1818
- Verbindungsmittellanyard
- Ff
- Federbereichspring range
Claims (22)
Priority Applications (1)
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DE102018100516.4A DE102018100516B4 (en) | 2018-01-11 | 2018-01-11 | MEASUREMENT DEVICE, ESPECIALLY LINEAR POSITION MEASUREMENT DEVICE |
Publications (2)
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