DE1763002B2

DE1763002B2 - Kapazitiver geber eines gegenueber dem gestell eines hammers oder einer presse bewegbaren baeren

Info

Publication number: DE1763002B2
Application number: DE19681763002
Authority: DE
Inventors: Karl 8635 Dörfles; Silier Kurt 8630 Coburg Trissnak
Original assignee: Langenstein & Schemann Ag, 8630 Coburg
Priority date: 1968-03-20
Filing date: 1968-03-20
Publication date: 1972-08-17
Also published as: US3596592A; GB1234164A; DE1763002A1; JPS5029190B1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen kapazitiven Geber eines gegenüber dem Gestell eines Hammers oder einer Presse bewegbaren Bären, dessen Stellung gegenüber dem Gestell durch Verstellung der Elektroden eines Meßkondensators erfaßbar ist, unter Anwendung des Prinzips, daß der bewegliche Bär die eine Elektrode des Meßkondensators bildet, wobei das Gestell und der mit diesem leitend verbundene Bär selbst die erste Elektrode des Meßkondensators bilden und die zweite Elektrode als sich in Schlagrichtung erstreckende Stange ausgebildet ist und am Gestell isoliert derart angebracht ist, daß eine am Bär vorgesehene Wandung einer Bohrung über die zweite Elektrode von dieser isoliert verschiebbar ist.

Bei einem Hammer oder einer Presse ist ein Bär an einem Gestell geradlinig bewegbar. Um die Bewegung des Bären gegenüber dem Gestell zu steuern, sind elektrische Einrichtungen anwendbar, welche die jeweilige Stellung des Bären am Gestell feststellen bzw. messen. Eine solche elektrische Einrichtung ist ein kapazitiver Geber, der zwei gegeneinander bewegbare Elektroden aufweist.

Durch Heilingbrunner, »Technik der Automatisierung«, 1958, S. 108, ist ein kapazitiver Geber eines an einer Maschinenführung bewegbaren Maschinentisches bekannt. Bei diesem bekannten Geber ist die am bewegbaren Maschinentisch vorgesehene Elektrode eine init dem Maschinenlisch starr verbundene, sich in Bewegungsrichtung des Maschinentisches erstreckende Rasterskala. Die an der Maschinenführung vorgesehene Elektiodc ist eine mit der Maschinenführung fest verbundene Platte. Die Platte und die Rasterskala sind voneinander isoliert nebeneinander verschiebbar. Die Anwendung dieses bekannten Gebers bei einem an einem Gestell bewegbaren Bären stößt auf Schwierigkeiten, weil der Betrieb eines an einem Gestell bewegbaren Bären erheblich rauher ist als der Betrieb eines an einer Maschinenführung bewegbaren Maschinentischhe.

Durch die Zeitschrift »Elektronik«, 1959, Nr. 3, S. 75 ist ein kapazitiver Taster zur Messung kleiner Längenänderungen bekannt. Bei diesem bekannten Taster ist die eine Elektrode von einer Wandung einer Bohrung gebildet, in der sich als zweite Elektrode ein kurzes Zylinderstück befindet, wobei die von dem Zylinderstück gebildete Elektrode in der von der Wandung gebildeten Elektrode von dieser isoliert verschiebbar ist. Dieser kapazitive Taster ist

ίο eine Feinmeßeinrichtung komplizierten Aufbaues und zur Messung der Bewegung eines an einem Gestell bewegbaren Bären nicht geeignet.

In dem älteren Patent 1 299 205 der Anmelderin ist bereits ein kapazitiver Geber eines an einem Ge-

stell bewegbaren Bären vorgeschlagen. Bei diesem vorgeschlagenen Geber ist vorgesehen, daß der Bär die eine Elektrode des Gebers bildet, dessen zweite Elektrode am Gestell isoliert derart angebracht ist, daß die erste Elektrode über die zweite Elektrode von diesel isoliert schiebbar ist, wobei die am Gestell angebrachte Elektrode in einer Höhlung des Gestelles angeordnet ist. Die Erfindung sieht nun ebenfalls einen Geber vor, bei dem die eine Elektrode über die andere Elektrode von dieser isoliert schiebbar ist.

Ein kapazitiver Geber der anfangs genannten Art ist in der älteren Patentanmeldung P 15 52 834.4 vorgeschlagen. Bei diesem vorgeschlagenen Geber ist die über die zweite Elektrode schiebbare Wandung vom Bär selbst gebildet. Die die zweite Elektrode bildende

Stange ragt frei nach unten. Es ist somit möglich, daß sich an den einander zugewandten Flächen von Stange und Bohrung Schmutz bzw. Staub absetzt, der das Meßergebnis des kapazitiven Gebers verfälschen kann.

Aufgabe der Erfindung ist es somit, einen kapazitiven Geber der anfangs genannten Art derart weiterzubilden, daß die miteinander zusammenwirkenden Flächen der Elektroden geschützter angeordnet sind. Die Erfindung sieht hierzu vor, daß die Stange in

einem am Gestell angebrachten Zylinderrohr angeordnet ist und die am Bär vorgesehene Wandung von einem an der Innenfläche des Zylinderrohres gleitenden, an der Rückseite des Bären angebrachten Hohlkolben gebildet ist.

Bei einem erfindungsgemäßen kapazitiven Geber sind die Innenfläche des Hohlkolbens und die Außenfläche der Stange vor Staub und Schmutz geschützt, da der Hohlkolben nur zum Inneren des Zylinderrohres hin offen ist, das nach unten durch den Hohlkolben abgeschlossen ist. Die Lage des Hohlkolbens zum Zylinderrohr und zu der Stange ist stets genau festgelegt, da der Hohlkolben an dem Zylinderrohr gleitet.
Bei dem erfindungsgemäß ausgebildeten Geber sind die beiden Elektroden ebenfalls an einander ge-

^; genüberliegenden Teilen von Bär und Gestell vorgesehen. Die Stange wird mehr oder weniger weit in die Bohrung hineingeschoben und ist in der Bohrung geschützt. Die Stange und die Wandung sind nicht ncben dem Bären sondern im Bewegungsweg des Bären vorgesehen, da die sich in Bewegungsrichtung des Bären erstreckende Wandung einer mit ihrer Mittelachse in dem Bären verlaufenden Bohrung zugehört. Hierdurch ist der Geber platzsparend und durch Bär und Gestell geschützt angeordnet.

In der Zeichnung ist eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung dargestellt, und zwar zeigt

F i g. 1 einen Querschnitt eines erfindungsgemäßen

kapazitiven Gebers eines an einem Gestell bewegbaren Bären und

F i g. 2 einen Querschnitt des anderen kapazitiven Gebers an einem Gestell sowie eine zugehörige elektrische Schaltung.

Bei einem Geber 36 gemäß F i g. I ist ?in nur teilweise dargestellter Bär 37 gegenüber einem nur teilweise dargestellten, feststehenden Gestell 38 in einer Bewegungsrichtung 39 geradlinig hin- und herbewegbar. Die beiden Elektroden des Gebers 36 sind aneinander bezüglich der Bewegungseinrichtung 39 gegenüberliegenden Teilen von Gestell 38 und Bär 37, nämlich an der Rückseite des Bären, vorgesehen.

Hierzu ist im Gestell 38 eine längliche zum Bär 37 hin offene Höhlung 40 vorgesehen, in die ein Zylinderrohr 41 eingeschoben ist. Das Zylinderrohr 41 ist oben durch eine geeignete Isolierscheibe 42 verschlossen. Die Isolierscheibe 42 trägt in ihrer Mitte eine Stange 43, die hohl und außen glatt ist, die in das Zylinderrohr 41 ragt und die mit Abstand vom Boden des Zylindenohres endet. Bei einer nicht dargestellten Ausführungsform ist das Zylinderrohr oben von einem Deckel aus Stahl abgeschlossen, durch den die Stange isoliert und druckfest durchgeführt ist. Die Stange 43 ragt in einen Hohlkolben 44 mit einer Wandung 48, die eine Bohrung 49 umschließt.

Der Boden des Zylinderrohres 41 weist mittig eine öffnung auf, in der der Hohlkolben 44 in Bewegungsrichtung 39 hin- und herbewegbar geführt ist. Der Hohlkolben 44 liegt dabei mit seiner Außenfläche am Rand der öffnung an. An seinem in das Zylinderrohr 41 ragenden Ende weist der Hohlkolben 44 eine Verdickung auf, deren Außenfläche an der Innenfläche des Zylinderrohres anliegt. Das aus dem Zylinderrohr 41 ragende Ende des Hohlkolbens 44 ist mit dem Bär 37 starr oder auch beweglich verbunden.

Die Länge der Stange 43 und des Hohlkolbens 44 sind annähernd gleich dem Bewegungsweg des Bären 37 in Bewegungsrichtung 39. Der Hohlkolben 44, das Zylinderrohr 41, das Gestell 38 und der Bär 37 bestehen aus Metall und sind somit leitend. Die Stange 43 besitzt innen einen metallischen Kern und auf diesem einen isolierenden Überzug, damit Fremdkörper die Schaltgenauigkeit nicht beeinflussen. Die Stange 43 ragt mit einem Endstück durch die Isolierscheibe 42 aus dem Zylinderrohr 41 heraus. An diesem Endstück ist ein Anschluß 46 in Form einer abgeschirmten Leitung angebracht. Der Anschluß 46 führt zu einem nichtgezeigten Verstärker.

Bei einem Gegenschlaghammer gemäß F i g. 2 besitzt ein unterer Bär 26 einen Kopplungskolben 26 a in einem Kopplungszylindei: 266. Der untere Bär 26 ist über einen Spannkolben 22 absenkbar. Bei emem oberen Bären 27 verläuft ein Kopplungszylinderraum

27 a um einen Arbeitskolben 21. Der Kopplungskolben 26 α und der Kopplungszylinderraum 27 α sind durch eine Kopplungsleitung 20 miteinander verbunden Das gesamte Kopplungssystem ist über eine Regelleitung 29 mit einer als Wegeschieber ausgebilde-

ten Ventileinrichtung 17 verbunden, die ihrerseits aus einem Behälter 19 durch eine Pumpe 18 mit Flüssigkeit speisbar ist. Die Ventileinrichtung 17 ist mittels eines Elektromagneten 15 auf »Zufüllen« und mittels eines Elektromagneten 16 auf »Ablassen« einstellbar.

Zu jedem Bären 26 bzw. 27 gehört jeweils ein Geber 32 bzw. 33 mit einer Brücke, die jeweils in einem Zweig einen Festwiderstand 6 bzw. 2, in dem diesem gegenüberliegenden Zweig einen Eichwiderstand 8 bzw. 4, in einem Zweig einen Kondensator 7 bzw. 3

ac und in dem diesem gegenüberliegenden Zweig den von der Stellung des Bären abhängigen Blindwiderstand aufweist Jede Brücke wird von einem HF-Generator 10 bzw. 9 gespeist und liegt mit dem Verbindungspunkt zwischen dem Eichwiderstand 8 bzw. 4

und dem bärabhängigen Blindwiderstand am Gestell 28 des Gegenschlaghammers an Masse.

Die am Ausgang jeder Brücke bezüglich Masse auftretende Geberspannung wird jeweils über einen aus einer Diode 12 bzw. 11 und einem Glättungskon-

densator 14 bzw. 13 bestehenden Gleichrichter gleichgerichtet. Die gleichgerichteten Geberspannungen werden einem hochohmigen Differential-Gleichspannungs-Verstärker 23 zugeführt. Je nach Polarität der Geberspannungsdifferenz wird einer von zwei

dem Verstärker 23 nachgeschalteten Leistungsverstärkern 24, 25 beaufschlagt, durch welchen wiederum einer der beiden, die Ventileinrichtung 17 betätigenden Elektromagnete 15, 16 bewegt wird. Bei gleichen Geberspannungen wird keiner der Elektromagnete bewegt.

Der von der Stellung der Bären 26, 27 abhängige Blindwiderstand besitzt kapazitive Eigenschaften und wird gebildet von einem am Gestell 28 des Gegenschlaghammers isoliert angebrachten Stab bzw. einer

Stange 5 bzw. 1, die, sich in Schlagrichtung erstrekkend, in eine Bohrung 30 bzw. 31 in einem der Bären 26 bzw. 27 ragt. Die Stange 5 bzw. 1 und die Wandung 34 bzw. 35 der Bohrung 30 bzw. 31 stellen jeweils eine Elektrode eines Kondensators dar. Bewegen sich die beiden Bären in Richtung Schlagebene, so wird die Kapazität dieser Kondensatoren geringer.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

Kapazitiver Geber eines gegenüber dem Gestell eines Hammers oder einer Presse bewegbaren Bären, dessen Stellung gegenüber dem Gestell durch Verstellung der Elektroden eines Meßkondensators erfaßbar ist, unter Anwendung des Prinzips, daß der bewegliche Bär die eine Elektrode des Meßkondensators bildet, wobei das Gestell und der mit diesem leitend verbundene Bär selbst die erste Elektrode des Meßkondensators bilden und die zweite Elektrode als sich in Schlagrichtung erstreckende Stange ausgebildet und am Gestell isoliert derart angebracht ist, daß eine am Bär vorgesehene Wandung einer Bohrung über die zweite Elektrode von dieser isoliert verschiebbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Stange (43) in einem am Gestell (38) angebrachten Zylinderrohr (41) angeordnet ist und die am Bär (37) vorgesehene Wandung von einem an der Innenfläche des Zylinderrohres (41) gleitenden, an der Rückseite des Bären angebrachten Hohlkolben (44) gebildet ist.