DE1901049A1

DE1901049A1 - Device for measuring distances or speeds on or against fixed or moving bodies

Info

Publication number: DE1901049A1
Application number: DE19691901049
Authority: DE
Inventors: Auf Nichtnennung Antrag
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1969-01-10
Filing date: 1969-01-10
Publication date: 1970-08-13

Description

Einrichtung zum Messen von Wegen oder Geschwindigkeiten an bzw. gegenüber feststehenden oder bewegten Körpern Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zum Messen von Wegen oder Geschwindigkeiten an bzw. gegenüber feststehenden oder bewegten Körpern mit einem eine rauhe Lauffläche aufweisenden Meßrad, welches in Kontakt mit dem Körper bringbar ist. Solche Meßräder dienen z.B. dazu, die Geschwindigkeit von Profilen oder Metallbändern während des Walzvorganges im Walzwerk oder auch hergestellte längen zu messen Ferner können geeignete Meßräder verwendet werden zur Messung von Drehwinkeln, Durchmessern oder Umfangsgeschwindigkeiten von in Werkzeugmaschinen eingespannten Werkstücken oder sie können eingesetzt werden zur Bestimmung des Vorschubes eines Werkzeuges gegenüber einem Werkstück an solchen Maschinen. Device for measuring distances or speeds on or opposite fixed or moving bodies The invention relates to a device for measuring distances or speeds on or across from fixed or moving bodies with a measuring wheel having a rough running surface, which in Contact with the body can be brought. Such measuring wheels are used, for example, to measure the speed of profiles or metal strips during the rolling process in the rolling mill or else to measure manufactured lengths. Suitable measuring wheels can also be used for measuring angles of rotation, diameters or peripheral speeds in machine tools clamped workpieces or they can be used to determine the feed rate of a tool versus a workpiece on such machines.

Gerade bei der Messung an im Walzwerk hergestellten Profilen, Metallbändern oder ähnlichem oder an in Werkzeugmaschinen bearbeiteten Werkstücken ist wegen der hier üblichen Verwendung von Schmiermitteln oder auch wegen des Anfalls von Zunder und Schmutz ein guter Reibkontakt zwischen Meßrad und Körper nicht befriedigend herzustellen und aufrechtzuerhalten.Especially when measuring on profiles and metal strips manufactured in the rolling mill or the like or on workpieces machined in machine tools is because of the here the usual use of lubricants or because of the build-up of scale and dirt a good frictional contact between measuring wheel and Body not satisfactory to manufacture and maintain.

In dem DRP 812 964 ist zwar schon ein Meßrad für ähnliche Aufgaben beschrieben. Dieses bekannte Meßrad besteht aus Metall mit einer glatten und gehärteten Lauffläche.The DRP 812 964 already has a measuring wheel for similar tasks described. This known measuring wheel is made of metal with a smooth and hardened Tread.

Der Nachteil bei dem bekannten Meßrad besteht zunächst darin, dass aufgrund der glatten Lauffläche kein guter Reibkontakt zwischen dem Meßrad und dem betreffenden Körper herstellbar ist, ohae die Lager unzulässig hoch zu belasten.The first disadvantage of the known measuring wheel is that due to the smooth running surface no good frictional contact between the measuring wheel and the body in question can be produced, ohae the bearings are unacceptably high stressed.

Dieser schlechte Reibkontakt macht sich besonders bemerkbar beim Vorhandensein eines Schmierfilms auf dem Körper. Der erhebliche Schlupf, der bei dem bekannten Meßrad zwangsweise entstehen muß zwischen dem Meßrad und dem Körper ist im wesentlichen bedingt durch die glatte Oberfläche des Meßrades; andererseits ist er aber auch die Folge eines im Verhältnis zur Reibung in den lagern zu geringen Auflagedruckes des Meßrades auf den Körper. Eine Erhöhung des Auflagedruckes bringt keine Vorteile, weil sich gleichzeitig die Lagerreibung proportional erhöht und der Schlupf somit der gleiche bleibt. Bei der Messung an empfindlichen, z.B. in einer Werkzeugmaschine eingespannten Werkstücken, z.B. während deren Bearbeitung, verbietet sich ein zu hoher Auflagedruck von selbst wegen der sonst iöglichen Beschädigung des Werkstückes oder anderer Einflußnahme auf den Bearbeitungsvorgang.This poor frictional contact is particularly noticeable when it is present a lubricating film on the body. The significant slippage that occurs in the known Measuring wheel must inevitably arise between the measuring wheel and the body is essentially due to the smooth surface of the measuring wheel; on the other hand, he is also the consequence of a contact pressure that is too low in relation to the friction in the bearings of the measuring wheel on the body. An increase in the contact pressure has no advantages, because at the same time the bearing friction increases proportionally and thus the slip remains the same. When measuring sensitive devices, e.g. in a machine tool clamped workpieces, e.g. while they are being processed, are not permitted high contact pressure by itself because of the otherwise possible damage to the workpiece or other influence on the machining process.

Ferner hat das bekannte Meßrad den Nachteil, dass die Gebrauchsdauer trotz der Härtung der Lauffläche relativ kurz ist wegen dem unvermeidlichen Verschleiß, der sich insbesondere an Werkstücken mit rauher Oberfläche schnell einstellt. Dies gilt besonders fur eine Zunderschicht aufweisende Walzprofile und dgl.Furthermore, the known measuring wheel has the disadvantage that the service life despite the hardening of the running surface is relatively short due to the inevitable wear, which occurs quickly, especially on workpieces with a rough surface. this applies particularly to rolled sections and the like with a layer of scale.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung mit einem Meßrad zu schaffen, mit der genauere Meßergebnisse erzielt werden können als mit den bisher bekannten Einrichtungen und bei der das Meßrad eine wesentlich längere Standzeit aufweist.The invention has for its object to provide a device with a To create measuring wheel, with which more precise measurement results can be achieved than with the previously known devices and in which the measuring wheel is a much longer one Has service life.

Diese Aufgabe ist erfindungsgeiäß dadurch gelöst, dass die Lauffläche aus Korund, Dianantstaub, liuminiuioxyd oder ähnlich harten Material besteht und dass in Uifangsrichtung des Meßrades verlaufende Rillen oder dgl. vorgesehen sind, so dass die Lauffläche in axialer Richtung unterbrochen ist.This object is achieved according to the invention in that the tread made of corundum, dianant dust, liuminiuioxyd or similar hard material and that grooves or the like running in the circumferential direction of the measuring wheel are provided, so that the running surface is interrupted in the axial direction.

Wach einer vorteilhaften Ausführungsform des Meßrades ist die Lauffläche von einen oder mehreren kreisringförmigen Elementen aus Korund oder ähnlichem Material gebildet, die in Unfangsrichtung dssMeßrades verlaufende Rillen oder ähnliches aufweisen bzw. bilden. - Die Verwendung von Korund als Material für die kreisringförmigen Elemente, die die Lauffläche des Meliredes bilden, bringt zusammen mit den vorgesehenen Rillen in rad wesentliche Vorteile mit sich, die besonders geeignet sind, auch unter erschwerten 3edinfungen, s.B. Messungen an Werkstücken in Walzwerken, genaue Meßergebnisse zu erhalten. Zunächst erlauben die Rillen in Meßrad auch Messungen an stark verschmutzten Werkstücken über länger Zeit, was insbesondere bei Messungen an Profilen und Metallbändern in Walzwerkeneine unbedingte Notwendigkeit ist für den praktischen Einsatz. In die Rillen des Meßrades wird der auf den zu messenden Werkstück befindliche Schmutz bzw. das Schmiermittel verdrängt, so dass die Lauffläche an der Berübrungsstelle nit den Werkstück quer zur Bewegungsrichtung unterbrochen ist. Die derart durch die Rillen gebildeten, verhältnismässig schmalen Stege verdrängen auf den Werkstück befindliches Schaiereittel oder Schmutz nach den Seiten in die Rillen, so dass es sich nicht wesentlich reibungsmindernd auswirken kann.An advantageous embodiment of the measuring wheel is the running surface of one or more annular elements made of corundum or similar material formed, which have grooves or the like running in the circumferential direction of the measuring wheel or form. - The use of corundum as a material for the circular ring-shaped Elements that form the tread of the Meliredes bring together with those provided Grooves in rad with essential advantages that are particularly suitable, even under difficult disinfection, see B. Measurements on workpieces in rolling mills, precise measurement results to obtain. First of all, the grooves in the measuring wheel also allow measurements to be taken on heavily soiled ones Workpieces over a long period of time, especially when measuring profiles and metal strips in rolling mills is an absolute necessity for practical use. In the The dirt on the workpiece to be measured becomes grooves in the measuring wheel or the lubricant is displaced so that the running surface is at the contact point nit the workpiece is interrupted transversely to the direction of movement. That through the grooves formed, relatively narrow webs displace on the workpiece any scrap or dirt to the sides in the grooves, so that it cannot significantly reduce friction.

Diese Vorteile kommen besonders zur Geltung durch die Verwendung von Korund, Diamant staub, Aluminiumoxyd oder ähnlich hartem Material für die Lauffläche des Meßrades; denn diese Materialien weisen eine geeignete rauhe und zugleich harte Beschaffenheit auf, die auf lange Zeit für einen guten Reibkoeffizienten zwischen dem Meßrad und dem Körper sorgt. Die Rauhigkeit dieser Materialien kann während der Herstellung weitgehend vorherbestimmt werden. Laufflächen oder kreisringförmige Elemente aus Korund weisen eine erheblich längere Standzeit auf als selbst die härtesten Rollen aus Stahl oder Stahllegierungen; diese Tatsache ist aus der Schleiftechnik hinreichend bekannt. Ein weiterer wichtiger Vorteil eines Meßrades mit kreisringförmigen Elementen aus Korund besteht in dem geringen Temperaturkoeffizienten. Hierdurch werden sich die Abmessungen des Meßrades selbst beim Einsatz an noch heißen Werkstücken kaum ändern, so dass selbst unter derartigen Bedingungen mit verhältnismässig genauen Meßergebnissen gerechnet werden kann. Außerdem hat z.B. Korund den Vorteil eines geringen spezifischen Gewichtes, was sich positiv auf ein geringes Trägheitsmoment des Meßrades auswirkt. Ein geringes Trägheitsmoment des Meßrades ist immer dann von Vorteil, wenn die relative Bewegung des zu messenden Körpers nicht konstant ist, sondern Schwankungen in der Geschwindigkeit bzw. der Drehzahl auftreten. Infolge des geringen Trägheitsmomentes eines derartigen Meßrades wird dieses dann schneller beschleunigt oder gebremst, als es bei einem Meßrad der Fall wäre, welches einzig aus Stahl oder anderem Material mit hohem spezifischen Gewicht besteht. -Anstelle von Korund für die kreisringförmigen Elemente kann selbstverständlich auch ein anderes Material mit ähnlichem spezifischen Gewicht und ähnlichem Temperaturkoeffizienten gewählt werden. Lediglich die Lauffläche muß aus Korund oder dgl. bestehen.These advantages are particularly evident through the use of Corundum, diamond dust, aluminum oxide or similar hard material for the running surface of the measuring wheel; because these materials have a suitable rough and at the same time hard Texture on which in the long term for a good coefficient of friction between the measuring wheel and the body. The roughness of these materials can occur during the manufacture are largely predetermined. Running surfaces or circular ring-shaped Corundum elements have a significantly longer service life than even the hardest Steel or steel alloy rollers; this fact is from grinding technology well known. Another important advantage of a measuring wheel with a circular ring Corundum elements consist in the low temperature coefficient. Through this the dimensions of the measuring wheel even when used on workpieces that are still hot hardly change, so even under such conditions with relatively accurate Measurement results can be calculated. In addition, e.g. corundum has the advantage of a low specific weight, which has a positive effect on a low moment of inertia of the measuring wheel. There is always a small moment of inertia of the measuring wheel advantageous if the relative movement of the body to be measured is not constant is, but fluctuations in the speed or the rotational speed occur. As a result the low moment of inertia of such a measuring wheel makes it faster accelerated or decelerated than would be the case with a measuring wheel, which is the only one consists of steel or other material with a high specific weight. -Instead of of corundum for the annular elements can of course also be another Material with a similar specific weight and temperature coefficient to get voted. Only the running surface must be made of corundum or the like.

Um einerseits den Schlupf und andererseits den notwendigen Auflagedruck so gering wie möglich zu halten, ist nach einem weiteren besonderen Merkmal der Erfindung das Gewicht der das Meßrad tragenden Einrichtung mindestens größtenteils kompensiert mittels eines Gegengewichtes oder einer anderen Gegenkraft, so dass das Meßrad im wesentlichen nur mit seinem Eigengewicht auf den Körper drückt. - Es ist selbstverständlich, dass das Meßrad in diesem Falle in der Meßposition in Richtung der Gravitationskraft gesehen oben auf dem Werkstück läuft.To the one hand the slip and on the other hand the necessary contact pressure Keeping it as low as possible is another special feature of the Invention the weight of the device carrying the measuring wheel, at least for the most part compensated by means of a counterweight or some other counterforce, so that the measuring wheel presses essentially only with its own weight on the body. - It goes without saying that in this case the measuring wheel is in the measuring position in Direction of the gravitational force seen running on top of the workpiece.

Anhand der Figuren 1 bis 3 der Zeichnung ist die Erfindung im folgenden näher erläutert.The invention is described below with reference to FIGS. 1 to 3 of the drawing explained in more detail.

Fig. 1 zeigt eine erfindungsgemässe Einrichtung im Schnitt; Fig. 2 zeigt die erfindungsgemässe Einrichtung in der Seitenansicht und Fig. 3 zeigt ein Meßrad mit besonderer Formgebung im Schnitt. Fig. 1 shows a device according to the invention in section; Fig. 2 shows the device according to the invention in side view and FIG. 3 shows a measuring wheel with a special shape in section.

Die erfindungsgemässe Einrichtung nach Fig. 1 weist ein Meßrad 1 auf, das aus einem Kern 2 und einem Ring 3 besteht.The device according to the invention according to FIG. 1 has a measuring wheel 1, which consists of a core 2 and a ring 3.

Der Kern 2 kann aus Metall bestehen und dient außer zur Befestigung des Meßrades und Aufnahme des Ringes 3 außerdem zur Abstimmung des Gewichtes des gesamten Meßrades. Der Ring 3 ist auf den Kern 2 fest aufgebracht und besteht beispielsweise aus Korund. Der Ring 3 weist mindestens eine Rille oder ähnLiches 4 auf, um trotz Vorhandensein von Schmierflüssigkeit, Öl, Schmutz und dgl. auf der Oberfläche des Werkstückes 5 stets einen guten Kraftschluß während einer Messung zu erhalten. Anstelle einer einzigen Rille 4 können auch mehrere Rillen vorgesehen sein. Die Rillen können auch dadurch gebildet sein, dass mehrere Ringe 3 geringerer Dicke auf dem Kern mit Abstand voneinander angeordnet sind. Wesentlich ist lediglich, dass die Lauffläche des Meßrades in axialer Richtung Vertieflzgen aufweist zum Aufnehmen von Schmutz oder dgl.The core 2 can be made of metal and is also used for fastening of the measuring wheel and recording of the ring 3 also to match the weight of the entire measuring wheel. The ring 3 is firmly attached to the core 2 and consists, for example made of corundum. The ring 3 has at least one groove or the like 4, in spite of Presence of lubricating fluid, oil, dirt and the like on the surface of the Workpiece 5 always to get a good frictional connection during a measurement. Instead of a single groove 4 can several grooves can also be provided. The grooves can also be formed by having several rings 3 of smaller thickness are spaced apart on the core. It is only essential that the running surface of the measuring wheel has recesses in the axial direction for receiving of dirt or the like.

Das aus dem Kern 2 und dem Ring 3 bestehende Meßrad 1 ist auf einem Konus 6 befestigt, der seinerseits auf einer Welle 7 befestigt ist. Die Welle 7 ist in Lagern 8 gelagert, die sich in der Wandung eines Gehäuses 9 befinden. Zum Umformen der Drehbewegung des Meßrades 1 in Signale kann beispielsweise - wie schematisch dargestellt - eine Scheibe 10 mit Markierungen 11 verwendet werden, in deren Bereich ein Impulsgeber 12 angeordnet ist. Beim Vorbeibewegen einer Markierung am Impulsgeber 12 gibt dieser jeweils einen Impuls und somit eine Information für den zurückgelegten Weg des Körpers gegenüber dem Meßrad oder umgekehrt ab. Solche Impulsgeber auf elektro-optischer oder elektro-magnetischer Grundlage sind an sich bekannt.The measuring wheel 1 consisting of the core 2 and the ring 3 is on a Cone 6 attached, which in turn is attached to a shaft 7. The wave 7 is stored in bearings 8 which are located in the wall of a housing 9. To the The rotary movement of the measuring wheel 1 can be converted into signals, for example - as shown schematically shown - a disc 10 with markings 11 are used in their area a pulse generator 12 is arranged. When moving a mark on the pulse generator 12 each gives an impulse and thus information for the covered one Path of the body in relation to the measuring wheel or vice versa. Such pulse generators on electro-optical or electromagnetic basis are known per se.

Aus Fig. 2 ist zu entnehmen, wie das Meßrad 1 mit dem Gehäuse 9 über den einen Arm eines Hebels 13 in einem ortsfesten-Lager 14 gelagert ist. Am anderen Arm des Hebels 13 befindet sich ein Gegengewicht 15 zum Ausgleich des gesamten, auf dem anderen Arm des Hebels 13 lastenden Gewichtes ausschließlich des Gewichtes des Meßrades mit der Welle. Mit dieser Einrichtung wird erreicht, dass der Auflagedruck des Meßrades auf dem Werkstück nur bestimmt wird vom Gewicht des Meßrades und nicht von weiteren Bauteilen, die über die Lagerung auf das Meßrad und den Körper einwirken könnten.From Fig. 2 it can be seen how the measuring wheel 1 with the housing 9 over one arm of a lever 13 is mounted in a stationary bearing 14. At the other Arm of the lever 13 is a counterweight 15 to balance the entire, weight on the other arm of the lever 13 excluding the weight of the measuring wheel with the shaft. With this device it is achieved that the contact pressure of the measuring wheel on the workpiece is only determined by the weight of the measuring wheel and not of other components that act on the measuring wheel and the body via the bearing could.

Zwischen den einen Arm des Hebels 13 und das ortsfeste Lager 14 kann ein hydraulischer Antrieb 16 geschaltet sein, mit dem das Meßrad vom Werkstück abgehoben oder auf dieses gesenkt werden kann. anstelle eines besonderen Antriebes ist es natürlich auch möglich, lediglich eine Dämpfung vorzusehen zum gedämpften Absenken des Meßrades auf das Werkstück.Between one arm of the lever 13 and the fixed bearing 14 can be connected to a hydraulic drive 16, with the the measuring wheel can be lifted off the workpiece or lowered onto it. instead of a special one It is of course also possible to provide only a damping for the drive dampened lowering of the measuring wheel onto the workpiece.

In Fig. 3 ist ein Keßrad 18 mit einem Ring 17 dargestellt, der topfartig ausgebildet ist. Ein Meßrad mit einem derart geformten Ring ist zweckmässig für die Messung an schlecht zugänglichen Wandungen von Körpern, z.B. für die Messung des Durchmessers einer Bohrung.In Fig. 3, a Keßrad 18 is shown with a ring 17, the pot-like is trained. A measuring wheel with such a shaped ring is useful for the measurement on inaccessible walls of bodies, e.g. for measurements the diameter of a hole.

Claims

1. Device for measuring distances or speeds at or compared to fixed or moving bodies, with a rough running surface having measuring wheel which can be brought into contact with the body, characterized in that that the running surface is made of corundum, diamond dust, aluminum oxide or something similar hard Material consists and that running in the circumferential direction of the measuring wheel grooves or Like. Are provided so that the running surface is interrupted in the axial direction.

2. Device according to claim 1, characterized in that the tread of one or more annular elements made of corundum or similar material is formed, the grooves extending in the circumferential direction of the measuring wheel or the like form.

3. Device according to claim 1 or 2, characterized in that at least largely compensates for the weight of the device carrying the measuring wheel is by means of a counterweight or some other counterforce, so that the measuring wheel essentially only presses on the body with its own weight.

4. Device according to one or more of the preceding claims, characterized in that the measuring wheel is cup-shaped with the shaft walls pointing away from the measuring wheel.