DE10349285A1

DE10349285A1 - Messvorrichtung zum Erfassen von Linearbewegungen

Info

Publication number: DE10349285A1
Application number: DE2003149285
Authority: DE
Inventors: Michael Strugholz; Ludwig Schulze-Gronover
Original assignee: Hella KGaA Huek and Co
Current assignee: Hella GmbH and Co KGaA
Priority date: 2003-10-23
Filing date: 2003-10-23
Publication date: 2005-05-25

Abstract

Messvorrichtung zum Erfassen von Linearbewegungen mit folgenden Merkmalen: Die Vorrichtung umfasst einen ersten Teil (1) und einen zweiten Teil (2), der erste Teil (1) und der zweite Teil (2) sind linear zueinander beweglich, die Vorrichtung weist ein Federelement (3) zum gegenseitigen Abstützen der beiden Teile (1, 2) auf, die Vorrichtung weist zumindest ein Dämpfungselement (4) zum Dämpfen einer Bewegung, insbesondere einer Schwingungsbewegung, des ersten Teils (1) und des zweiten Teils (2) relativ zueinander auf, die Vorrichtung weist zumindest ein Sicherungselement (4) zum Sichern der Vorrichtung vor einem Verlieren des ersten Teils (1) oder zweiten Teils (2) auf, und wobei die Vorrichtung mindestens eines der Dämpfungselemente (4) zugleich eines der Sicherungselemente ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Messvorrichtung zum Erfassen von Linearbewegungen, insbesondere zur Erfassung von Wegen, Geschwindigkeiten, Beschleunigungen, Drücken, Kräften oder anderen physikalischen Größen.

Eine Messvorrichtung zum Messen von Drücken ist beispielsweise aus der Druckschrift mit der Veröffentlichungsnummer DE 199 33 134 A1 bekannt. Diese Druckschrift offenbart eine Messvorrichtung mit einem ersten Teil, der durch einen einseitig verschlossenen Hohlzylinder gebildet ist, und einem zweiten Teil, der aus einem Kolben gebildet ist. Auf der geöffneten Seite ist der den ersten Teil bildende Zylinder durch eine Scheibe verschlossen. Der erste Teil und der zweite Teil der Vorrichtung sind linear zueinander beweglich, wobei der zweite Teil, d. h. der Kolben, über ein Federelement, welches durch eine Spiralfeder gebildet ist, an der Scheibe des ersten Teils abgestützt ist. Zur Verhinderung einer schwingenden Bewegung des Kolbens in dem Zylinder weist die Vorrichtung ein Dämpfungselement auf. Dieses Dämpfungselement wird durch einen Dichtungsring, welcher in einer umlaufenden Nut des Kolbens vorgesehen ist, gebildet. Zusätzlich weist die in der Druckschrift dargestellte Vorrichtung ein Sicherungselement auf, welches ein Verlieren des Kolbens verhindert. Das Sicherungselement wird durch die Scheibe, die die Öffnung des Hohlzylinders verschließt, gebildet.

Die in der Druckschrift mit der Veröffentlichungsnummer DE 199 33 134 A1 offenbarte Messvorrichtung für Drücke ist technisch aufwendig gestaltet und daher teuer in der Herstellung. Eine wirtschaftliche Herstellung als Massenartikel ist nicht denkbar.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Messvorrichtung zum Erfassen von Linearbewegungen vorzuschlagen, welche technisch einfacher und daher auch wirtschaftlich in der Massenproduktion herstellbar ist.

VORTEILE DER ERFINDUNG

Diese Aufgabe wird durch eine Messvorrichtung gemäß Anspruch 1 gelöst. Bei einer erfindungsgemäßen Messvorrichtung umfasst die Vorrichtung, wie die aus der genannten Druckschrift bekannte Vorrichtung, einen ersten Teil und einen zweiten Teil, die linear zueinander beweglich sind. Die Vorrichtung weist ferner ein Federelement zum gegenseitigen Abstützen der beiden Teile auf. Die Vorrichtung umfasst ferner zumindest ein Dämpfungselement zum Dämpfen einer Bewegung, insbesondere einer Schwingungsbewegung, des ersten Teils und des zweiten Teils relativ zueinander. Außerdem weist die Vorrichtung zumindest ein Sicherungselement zum Sichern der Vorrichtung vor einem Verlieren des ersten oder des zweiten Teils auf. Gemäß der Erfindung wird im Unterschied zu der aus der genannten Offenlegungsschrift bekannten Vorrichtung gefordert, dass zumindest eines der Dämpfungselemente zugleich eines der Sicherungselemente ist. Vorzugsweise weist die Vorrichtung nur ein Dämpfungselement auf, welches zugleich das einzige Sicherungselement der Messvorrichtung bildet.

Gegenüber der aus der genannten Druckschrift bekannten Messvorrichtung, wurde somit zumindest ein Bauteil eingespart, da ein anderes Bauteil, nämlich das kombinierte Sicherungs- und Dämpfungselement die Funktion des eingesparten Bauteils übernimmt. Eine erfindungsgemäße Messvorrichtung ist daher technisch weniger aufwendig und einfacher herzustellen. Dieses bringt insbesondere im Hinblick auf die Massenproduktion derartiger Messvorrichtungen einen wirtschaftlichen Vorteil. Gemäß der Erfindung kann das erste Teil ein Hohlzylinder umfassen. Der Hohlzylinder kann dabei, einen beliebigen Querschnitt haben. So kann er insbesondere kreisförmig, oder rechteckig sein.

Gemäß der Erfindung kann das zweite Teil der Messvorrichtung einen Stößel umfassen. Dieser Stößel kann mit einem Kolben, der in dem Hohlzylinder beweglich ist, vorzugsweise einstückig verbunden sein. Ein Kolben kann jedoch, sofern nicht ein flüssiges oder gasförmiges Medium einen zu messenden Druck oder eine zu messende Kraft auf den Stößel überträgt, entfallen.

Als Federelement ist vorzugsweise eine Druckfeder vorgesehen, welche die Messvorrichtung bei einer Entlastung des zweiten Teils bzw. des den zweiten Teil umfassenden Stößels von einer Kraft in eine Ausgangslage zurückstellt.

Gemäß der Erfindung kann die Vorrichtung so ausgestaltet sein, dass das zweite Teil das Sicherungs- und Dämpfungselement umfasst. Das Sicherungs- und Dämpfungselement kann dann vorzugsweise unter Vorspannung an dem ersten Teil der Vorrichtung anliegen. In einer Endstellung des ersten Teils und des zweiten Teils zueinander kann dann das Sicherungs- und Dämpfungselement in einer Raststruktur des ersten Teils eingreifen, wodurch ein Verlieren des zweiten Teils verhindert ist. Die Raststruktur kann eine Ausnehmung z. B. eine Nut sein. Diese Ausnehmung bzw. Nut kann in einer inneren Begrenzungsfläche des Hohlraums vorgesehen sein. Gemäß der Erfindung kann der zweite Teil ein Sensorbauelement umfassen.

Erfindungsgemäß kann das Sicherungs- und Dämpfungselement und der Stößel einstückig miteinander verbunden sein. Der Stößel kann im Übrigen eine besondere Trägerstruktur für ein Sensorbauelement umfassen.

ZEICHNUNGEN
Eine erfindungsgemäße Vorrichtung ist anhand der Zeichnung näher beschrieben. Darin zeigt:
1 eine erfindungsgemäße Vorrichtung im Schnitt in einer Stellung des zweiten Teils in einer Ausgangsstellung und
2 einen Schnitt durch die erfindungsgemäße Vorrichtung gemäß 1 mit dem zweiten Teil in einer Endstellung.
BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSBEISPIELE
Die in 1 und 2 dargestellte Messvorrichtung weist einen ersten Teil auf, der durch einen im Querschnitt kreisförmigen Hohlzylinder 1 gebildet wird. Der Hohlzylinder ist einseitig verschlossen, während er zur anderen Stirnseite hin geöffnet ist.
Im Bereich zur geöffneten Stirnseite ist in der inneren Begrenzungsfläche des Zylinders 1 eine umlaufende Nut 5 vorgesehen. Auf der inneren Begrenzungsfläche der geschlossenen Stirnseite ist im Mittelpunkt der Stirnseite ein Ansatz 11 angeformt.
In dem ersten Teil 1 ist der zweite Teil 2 der Vorrichtung linear verschiebbar gelagert. Dieser zweite Teil umfasst einen Stößel 6, ein Sicherungs- und Dämpfungselement 4 und ein Sensorbauelement, welches nicht dargestellt ist. Der Stößel 6 ist stangenförmig ausgebildet und ragt auf der geöffneten Seite des ersten Teils 1 aus dem ersten Teil heraus. An dem in dem Hohlzylinder befindlichen Ende hat der Stößel 6 eine Verdickung 61, welche als Träger des nicht dargestellten Sensorbauelementes dient. An der äußeren Umfangsfläche dieser Verdickung 61 ist das Sicherungs- und Dämpfungselement 4 angeformt, welches durch eine Lippe gebildet wird, die unter Vorspannung an der inneren Begrenzungsfläche des Zylinders 1 anliegt. An dem der geschlossenen Stirnseite des Zylinders zugewandten Ende des Stößels 6 ist ein Ansatz 62 angeformt, der dem Ansatz 11 des Zylinders entspricht. Zwischen der geschlossenen Stirnseite des Zylinders 1 und dem Stößel 6 des zweiten Teils 2 ist eine Feder 3 angeordnet, in welche die Ansätze 11, 62 eingreifen, wodurch die Feder in ihrer radialen Position relativ zum ersten Teil 1 und zum zweiten Teil 2 gehalten wird. Die Feder sorgt für eine Rückstellung des zweiten Teils in die Ausgangsstellung.
In der Ausgangsstellung des zweiten Teils relativ zum ersten Teil 1 wirkt keine äußere Kraft auf den Stößel 6 ein. Erst durch eine auf den Stößel 6 einwirkende Kraft, wird das zweite Teil 2 in dem ersten Teil 1 verschoben, wodurch das Sensorbauelement ein der zu messenden Größe entsprechendes Signal gewonnen wird, welches der erfolgten Positionsveränderung des zweiten Teils 2 relativ zum ersten Teil 1 entspricht.
Ist die Einwirkung der äußeren Kraft auf den Stößel 6 beendet, drückt die Feder 3 das zweite Teil 2 zurück in seine Ausgangsstellung, wobei das Sicherungs- und Dämpfungselement 4 dafür Sorge trägt, dass keine schwingende Bewegung möglich ist. Das zweite Teil 2 erreicht seine Ausgangsstellung, sobald die Feder 3 keine das zweite Teil 2 verschiebende Kraft mehr aufbringen kann.
Wird nun jedoch durch eine äußere Kraft der Stößel 6 und somit das zweite Teil 2 aus dem ersten Teil 1 herausgezogen, schnappt das Sicherungs- und Dämpfungselement 4 in der Endstellung in die Nut 5 des ersten Teils 1 ein. Ein Herausziehen des zweiten Teils 2 ist dann durch das Einrasten der Sicherungs- und Dämpfungselement 4 in die Nut 5 verhindert. Das zweite Teil 2 ist gegen ein Herausziehen aus dem ersten Teil 1 gesichert.

Claims

Messvorrichtung zum Erfassen von Linearbewegungen mit folgenden Merkmalen: – die Vorrichtung umfasst einen ersten Teil (1) und einen zweiten Teil (2); – der erste Teil (1) und der zweite Teil (2) sind linear zueinander beweglich; – die Vorrichtung weist ein Federelement (3) zum gegenseitigen Abstützen der beiden Teile (1, 2) auf; – die Vorrichtung weist zumindest ein Dämpfungselement (4) zum Dämpfen einer Bewegung, insbesondere einer Schwingungsbewegung, des ersten Teils (1) und des zweiten Teils (2) relativ zueinander auf; – die Vorrichtung weist zumindest ein Sicherungselement (4) zum Sichern der Vorrichtung vor einem Verlieren des ersten Teils (1) oder zweiten Teils (2) auf; – die Vorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eines der Dämpfungselemente (4) zugleich eines der Sicherungselemente ist.
Messvorrichtung nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Teil (1) einen Hohlzylinder umfasst.
Messvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Teil (2) einen Stößel (6) umfasst.
Messvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Teil (2) das Sicherungs- und Dämpfungselement (4) umfasst.
Messvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Sicherungs- und Dämpfungselement (4) unter Vorspannung an dem ersten Teil (1) anliegt.
Messvorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Sicherungs- und Dämpfungselement (4) in einer Endstellung des ersten Teils (1) und des zweiten Teils (2) zueinander in eine Raststruktur (5) des ersten Teils (1) eingreift.
Messvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Raststruktur eine Ausnehmung z. B. eine Nut (5) oder Hinterschnitt ist.
Messvorrichtung nach Anspruch 2 und 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausnehmung bzw. Nut (5) in der inneren Begrenzungsfläche des Zylinders vorgesehen ist.
Messvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Teil (2) ein Sensorbauelement umfasst.
Messvorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Sicherungs- und Dämpfungselement (4) und der Stößel (6) einstückig miteinander verbunden sind.