DE19508396A1 - Vorrichtung zur Registrierung von Positionsveränderungen bzw. Bewegungen über kleine Wegstrecken - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Registrierung von Positionsveränderungen bzw. Bewegungen über Wegstrecken kleiner als einige Millimeter, vorzugsweise über Wegstrecken von Bruchteilen eines Millimeters, insbesondere eine Vorrich­ tung zur Überwachung wenigstens einer auf einen Gegenstand einwirkenden zu einer jedenfalls relativen Bewegung führenden Kraft.

Grundsätzlich sind Vorrichtungen der eingangs genannten Gattung bekannt, beispielsweise als sogenannte "Dehnungsmeß­ streifen", durch die z. B. Gewichtskräfte oder sonstige Bela­ stungen bzw. dadurch auftretende Bewegungen oder Positionsver­ änderungen registriert werden sollen.

Andere Einrichtungen machen sich beispielsweise den piezo­ elektrischen Effekt zu Nutze.

Dabei weisen derartige Vorrichtungen durch ihre Ausbildung bedingte Vorzugsrichtungen auf, in denen sie Kräfte bzw. Be­ wegungen registrieren können.

Aber auch außerhalb des Bereiches der Kräftemessung kann es wichtig sein, kleinste Bewegungen zu registrieren oder so­ gar elektrisch umzusetzen. Eine Beispiel hierfür ist ein Mi­ krofon, bei dem akustische Wellen zu kleinen Relativbewegungen von Mikrofonelementen führen, die ihrerseits wiederum regi­ striert, aufgezeichnet oder an anderer Stelle wieder in Be­ wegungen, z. B. im Bereich eines Lautsprechers, umgesetzt wer­ den.

Bekannte Vorrichtungen der eingangs genannten Gattung sind häufig entweder relativ ungenau oder zur Erzielung einer höhe­ ren Genauigkeit relativ kompliziert und kostenaufwendig. Auch die Wartung und Eichung derartiger Vorrichtungen ist häufig nicht einfach.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs genannten Gattung aufzuzeigen, die relativ ko­ stengünstig ist, eine hohe Genauigkeit gewährleistet, einfach anzuordnen, zu warten und zu eichen ist und evtl. auch in un­ terschiedlichen Richtungskomponenten Kräfte bzw. Bewegungen erfassen kann.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Vorrichtung gelöst, die sich auszeichnet durch eine Sensoreinrichtung be­ stehend aus einem Sender für eine elektromagnetische Strahlung und einen Empfänger für diese Strahlung, wobei der Sender und der Empfänger in einem Abstand zueinander angeordnet sind, so daß zwischen ihnen ein Zwischenraum für einen etwa quer zur Strahlung verlaufenden Bewegungsweg eines die Positionsverän­ derung bzw. die Bewegung durchführenden bzw. anzeigenden, zum teilweisen Unterbrechen des Strahlungsbereiches geeigneten Be­ wegungskörper.

Die erfindungsgemäße Sensoreinrichtung könnte in einem einfachen Falle ein Lichtschranke sein, wie es nach einer be­ vorzugten Weiterbildung auch erfindungsgemäß vorgesehen ist.

Im Strahlungsweg der Sensoreinrichtung bewegt sich im we­ sentlichen quer dazu entweder der sich überhaupt bewegende Ge­ genstand oder ein Bewegungskörper, quasi ein Zeiger, der die Bewegung eines anderen Gegenstandes wiedergibt, weil er bei­ spielsweise mit diesem Gegenstand in irgendeiner Weise gekop­ pelt ist.

Im Rahmen einer erfindungsgemäßen speziellen Ausbildung der Vorrichtung zur Überwachung wenigstens einer auf einen Gegenstand einwirkenden, insbesondere einer in ihrer Stärke zeitlich wechselnden Kraft, ist der Bewegungskörper als Unterbrecher für den Lichtweg einer Lichtschranke ausgebildet, der mit seinem freien Endabschnitt, etwa quer zum Lichtweg orientiert, teilweise in den Lichtweg eintaucht und diesen dabei teilweise versperrt.

Mit einer so erfindungsgemäß ausgebildeten Überwachungs­ vorrichtung ist eine überraschend genaue Registrierung von Kräften möglich. Der Unterbrecher und die Lichtschranke werden in einem Abstand zueinander an dem Gegenstand, auf dem Kräfte einwirken, angeordnet, und zwar in einem solchen Abstand zu­ einander, daß der freie Endabschnitt des Unterbrechers in den Lichtweg eintauchen kann und damit den Lichtsender gegenüber dem Lichtempfänger teilweise verdeckt. Dazu kann der Unter­ brecher prinzipiell beliebig lang ausgebildet sein, beispiels­ weise als leistenförmiger Zeiger.

Treten Kräfte am Gegenstand auf, an dem der Unterbrecher und die Lichtschranke angeordnet sind, kommt es zu relativen Bewegungen zwischen dem Unterbrecher und der Lichtschranke, weil sich der Gegenstand beispielsweise biegt, dehnt oder staucht. Dadurch wird die Verdeckung bzw. der unterbrochene Bereich des Lichtweges durch den Unterbrecher verändert, und zwar kontinuierlich verändert, was insbesondere eine analoge Lichtschranke anhand des jeweiligen Lichtempfanges sehr genau registrieren kann. Es ist durchaus denkbar, Wegänderungen des Unterbrechers von etwa 0,01 Mikrometer quantitativ zu erken­ nen.

Auch relativ steife und feste Gegenstände können durch gar nicht einmal so hohe Kräfte um derartig kurze Wege verändert werden, d. h. gebogen, gedehnt oder gestaucht werden. Dadurch kann die erfindungsgemäße Vorrichtung in einfacher Weise ge­ nutzt werden, beispielsweise auftretende Kräfte an Werkzeug­ maschinen zu registrieren, wobei es sich in der Regel um Re­ aktionskräfte der Werkzeugbetätigung handeln könnte, wodurch Rückschlüsse auf die Tätigkeit des Werkzeuges gezogen werden könnten. Eine erfindungsgemäße Vorrichtung könnte aber bei­ spielsweise auch an Kränen oder dergleichen angeordnet werden, um Gewichtsbelastungen zu überwachen, die zu Formveränderungen der Krankonstruktion führen könnten. Eine andere Möglichkeit bestünde z. B. darin, eine erfindungsgemäße Vorrichtung an einem Werkstück bei dessen Bearbeitung anzuordnen und z. B. da­ durch den Bearbeitungsfortgang zu kontrollieren.

Außerhalb des Bereiches der Kräfteregistrierung könnte der Bewegungskörper aber beispielsweise auch mit der Membran eines Mikrofons gekoppelt sein, wodurch sehr genau die Membranbewe­ gungen registriert und elektrisch weiterverarbeitet werden könnten. Auch z. B. Einsatzzwecke in der Optik wären denkbar.

Der Unterbrecher bzw. der Bewegungskörper kann in ver­ schiedensten Orientierungen an einem Gegenstand angeordnet werden. Entsprechend könnten Bewegungen oder auftretende Kräf­ te, die in unterschiedlichen Richtungen wirken, registriert werden.

Eine alternative Ausbildung der erfindungsgemäßen Vorrich­ tung zeichnet sich, wiederum ausgehend von der eingangs ge­ nannten Gattung, aus durch eine Sensoreinrichtung bestehend aus wenigstens einem Sender für eine elektromagnetische Strah­ lung und wenigstens einen Empfänger für diese Strahlung, wobei der Sender und der Empfänger zur Änderung der Breite des Über­ lappens des Sendebereiches und des Empfangsbereiches relativ zueinander bewegbar angeordnet sind.

Für viele Einsatzzwecke wird ein Bewegungskörper nicht be­ nötigt oder ist dieser nur sehr schwer vorzusehen. In einem solchen Falle kann es durchaus ausreichend sein, wenn die Be­ wegung zwischen den Elementen der Sensoreinrichtung selbst stattfindet, also sich der Sender und der Empfänger gegenein­ ander verschieben. Die daraus resultierende Veränderung des Überlapps des Sendebereiches und des Empfangsbereiches führt zu einer entsprechenden Veränderung des Ausgangssignals des Empfängers, so daß auch diese Relativbewegung sehr genau re­ gistriert und elektrisch umgesetzt werden kann.

Eine besonders genaue Registrierung ist dann möglich, wenn, wie nach einer Weiterbildung der Erfindung vorgesehen, zwei nebeneinander im Sendebereich des Senders angeordnete Empfänger verwendet werden, insbesondere dann, wenn diese beiden Empfänger zueinander gegensinnig arbeitend geschaltet sind.

Die Veränderung des Überlapps des Sendebereiches und eines der beiden Empfangsbereiche führt dann zwangsläufig zu einer entsprechenden Veränderung des Überlapps mit dem jeweils anderen Empfangsbereich, so daß eine doppelte Kontrolle dieser Veränderung gegeben ist. Besonders genau ist diese Veränderung erkennbar, wenn die Empfänger und der Sender so zueinander ausgerichtet sind, daß in einer Nullposition beide Empfänger jeweils dieselbe Sendeleistung trifft und die beiden Empfänger gegensinnig arbeiten, also in der Nullposition sich die Empfangssignale gegenseitig aufheben und sich tatsächlich eine Nullinie einstellt. Die geringste Änderung der Positionen von Empfänger und Sender zueinander führt dann zu einem sehr genau registrierbaren Gesamtausgang der beiden Empfänger.

Die Maßnahme der beiden nebeneinander angeordneten und vorzugsweise zueinander gegensinnig arbeitenden Empfänger be­ deutet aber nicht nur eine Verbesserung der Genauigkeit bei sich relativ zueinander bewegenden Empfängern einerseits und Sender andererseits, sondern auch bei der Verwendung eines Be­ wegungskörpers zwischen den Empfängern und dem Sender.

Bei einer solchen Vorrichtung ist es nämlich nicht mehr erforderlich, daß der Bewegungskörper als Unterbrecher in den Strahlungsbereich eintaucht und diesen aufgrund seiner Posi­ tion und Länge bzw. Breite mehr oder weniger prozentual ab­ deckt, sondern es können bei der Verwendung von zwei Empfän­ gern unter Umständen auch mehr nadelförmige Bewegungskörper verwendet werden, die parallel zur Trennebene zwischen den beiden Empfängern verlaufen.- Es können kleinste Bewegungen einer solchen Nadelform registriert werden, nämlich je nach dem, ob der größere Teil dieser Nadel im Empfangsbereich des einen Empfängers oder des anderen Empfängers liegt. Regi­ strierbar sind also insbesondere sehr feine Bewegungen durch die Trennebene der beiden einander benachbarten Empfänger hin­ durch.

Eine nächste Weiterbildung der Erfindung sieht vor, daß die Vorrichtung eine Referenzempfangseinheit zur Einregelung und Kontrolle einer Standardsendeleistung des Senders umfaßt. Mit Hilfe des Referenzempfängers wird immer die Sendeleistung des Senders kontrolliert und stabil gehalten, um insbesondere auch bei aufeinanderfolgenden Vergleichsmessungen eine kon­ stante Sendeleistung voraussetzen zu können. Dadurch werden auch Bauelementencharakteristiken mit Vorteil hinsichtlich ihrer Fehlerquellenmöglichkeit vernachlässigbar. Auch Ver­ schmutzungen oder sonstige Veränderungen von Sender oder Em­ pfänger können dadurch ausgeglichen werden.

Ein Referenzempfänger wird zur Kontrolle des Senders nicht unbedingt benötigt. Wenn ein Sender zwei Empfängern gegenüber­ steht, könnte die Differenz der Ausgangssignale der Empfänger genutzt werden, um Positionsveränderungen zu registrieren, während die Summe der Ausgangssignale der Kontrolle des Sen­ ders und als eine Art Referenzsignal dienen kann.

In einem einfachen Falle kann der Sender eine lichtemittierende Fotodiode sein und der Empfänger eine Fotozelle.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen 9 bis 18.

Der Unterbrecher und die Lichtschranke können voneinander getrennte Halterungen aufweisen und somit von vornherein von­ einander getrennt an dem Gegenstand angeordnet werden, so daß bei Formveränderungen des Gegenstandes unmittelbar eine Rela­ tivbewegung zwischen der Lichtschranke und dem Unterbrecher eintritt. Der Unterbrecher und die Lichtschranke können aber auch auf einem gemeinsamen Träger vormontiert sein, der seinerseits am Gegenstand anordbar ist. Der Träger selbst un­ terliegt denn denselben Kräften wie der Gegenstand selbst, so daß es auch bei einer solchen Anordnung zu ausreichenden Re­ lativbewegungen zwischen der Lichtschranke und dem Unterbre­ cher kommen kann. Die auftretenden Relativbewegungen am Gegen­ stand selbst werden vom Träger wenig verfälscht, wenn dieser flexibel ausgebildet ist. Dabei kann durchaus daran gedacht werden, den Träger z. B. aus einem elastischen Werkstoff aus­ zubilden, z. B. als Gummimatte oder dergleichen, es kann aber auch vorgesehen sein, daß der Träger zumindest wenigstens in einem Schwächungsbereich zwischen dem Angriffspunkt des Unter­ brechers und dem Angriffspunkt der Lichtschranke in seiner Biegesteifigkeit und/oder seiner Zugfestigkeit geschwächt ist, wobei der Unterbrecher diesen Schwächungsbereich überragt.

Dazu könnte beispielsweise das Trägerelement im Schwä­ chungsbereich dünner ausgebildet sein, indem z. B. im Schwä­ chungsbereich eine Materialaussparung vorgesehen ist. Der Träger kann aber beispielsweise im Schwächungsbereich auch federnd ausgebildet sein, indem er z. B. im weitesten Sinne ge­ faltet ausgebildet ist, wobei beispielsweise zusätzlich dünner ausgebildetes Material einen mäanderartigen bzw. ziehharmoni­ kaartigen Verlauf nimmt.

Natürlich muß die erfindungsgemäße Überwachungsvorrichtung zusätzlich zur Sensoreinrichtung eine Auswerteelektronik und dergleichen umfassen, durch die die Lichtschwankungen, die aus der Bewegung des Unterbrechers resultieren, erfaßt und ausge­ wertet werden können. Hierzu steht aber prinzipiell herkömm­ liche Technik in ausreichendem Maße zur Verfügung, beispiels­ weise durch Halbleitertechnik, durch Oszilloskope, Multichan­ nelanalyzer, Rechner oder dergleichen.

Ein Ausführungsbeispiel, aus dem sich weitere erfinderi­ sche Merkmale ergeben, ist in der Zeichnung dargestellt. Es zeigen:

Fig. 1 eine Seitenansicht eines Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Sensoreinrichtung,

Fig. 2 eine Draufsicht auf die Sensoreinrichtung gemäß Fig. 1

Fig. 3 das Ausgangssignal der Lichtschranke der in den Fig. 1 und 2 dargestellten Sensoreinrichtung im zeitlichen Verlauf zur Überwachung zeitlich befri­ steter Kräfte,

Fig. 4 ein weiteres Ausführungsbeispiel einer erfindungs­ gemäßen Vorrichtung fit Sensoreinrichtung mit einem mehr nadelförmigen Bewegungskörper in der Drauf­ sicht,

Fig. 5 die Vorrichtung gemäß Fig. 4 in einer Seitenansicht und

Fig. 6 ein weiteres Ausführungsbeispiel einer erfindungs­ gemäßen Vorrichtung mit zueinander relativ beweg­ baren Empfänger- und Sendeeinheiten.

Die Fig. 1 zeigt eine Seitenansicht eines Ausführungsbei­ spiels einer erfindungsgemäßen Sensoreinrichtung einer erfin­ dungsgemäßen Überwachungsvorrichtung.

Die Sensoreinrichtung umfaßt eine Lichtschranke mit einem Lichtsender 1 und einem Lichtempfänger 2, von denen in der Fig. 1 nur der Lichtsender 1 dargestellt ist und der Licht­ empfänger 2 zum besseren Einblick fortgelassen ist.

Außerdem umfaßt die Sensoreinrichtung einen leistenförmig als Zeiger ausgebildeten Unterbrecher 3, der mit seinem freien Ende, welches im gezeigten Ausführungsbeispiel schräg ausge­ bildet ist, in den Lichtweg zwischen dem Lichtsender 1 und dem Lichtempfänger 2 eintaucht und dabei diesen Lichtweg teilwei­ se, nämlich etwa zur Hälfte, unterbricht.

Die Lichtschranke, bestehend aus Lichtsender 1 und Licht­ empfänger 2 einerseits, und der Unterbrecher 3 andererseits sind mit unterschiedlichen Angriffspunkten auf einem Träger 4 in einem Abstand zueinander, der vom Unterbrecher 3 überbrückt wird, montiert. Zwischen den beiden Angriffsbereichen der Lichtschranke 1, 2 und dem Unterbrecher 3 weist der Träger 4 einen Schwächungsbereich 5 auf, in dem der Träger federnd aus­ gebildet ist. Dazu ist das Material des Trägers 4 in diesem Bereich dünner ausgebildet und im weitesten Sinne gefaltet, indem es in der Seitenansicht einen mäanderförmigen oder zieh­ harmonikaartigen Verlauf nimmt.

Der Träger 4 kann seinerseits mit Hilfe von Befestigungs­ schrauben 6 an einer Fläche eines zu überwachenden Gegenstan­ des angeordnet werden. Wirken auf diesen Gegenstand Kräfte, so führen diese, insbesondere durch den Schwächungsbereich 5 des Trägers 4, auch zu Formveränderungen des Trägers 4, indem sich dieser dehnt, staucht oder verbiegt. Hierdurch kommt es zu Re­ lativbewegungen zwischen dem Unterbrecher 3 und der Licht­ schranke 1, 2, so daß der Lichteintritt in den Lichtempfänger 2 sich jeweils (kontinuierlich) ändert.

Zur Schwächung im Schwächungsbereich 5 könnte der Träger 4 auch einfach eine Materialaussparung aufweisen, so daß er, wie mit gestrichelten Linien 7 angedeutet ist, in diesem Be­ reich lediglich dünner ausgebildet ist. Der dargestellte Trä­ ger 4 kann beispielsweise aus Metall ausgebildet sein.

Eine noch größere relative Beweglichkeit zwischen dem Un­ terbrecher 3 und der Lichtschranke 1, 2 kann dadurch erreicht werden, daß der Träger 4, beispielsweise im Bereich der strichpunktierten Linie 8 völlig durchtrennt ist, so daß se­ parat anzuordnende Halterungen für den Unterbrecher 3 und die Lichtschranke 1, 2 entstehen.

Eine andere Möglichkeit bestünde auch darin, den Träger 4 aus einem elastischen Material auszubilden, beispielsweise als Gummistreifen oder dergleichen.

Die Fig. 2 zeigt eine Draufsicht auf die Sensoreinrichtung gemäß Fig. 1. Gleiche Bauelemente sind in dieser Figur mit den gleichen Bezugszahlen bezeichnet wie in Fig. 1.

Fig. 3 zeigt qualitativ den ungefähren Verlauf des Aus­ gangssignals der Lichtschranke 1, 2, insbesondere des Licht­ empfängers 2, als Funktion I(t) bzw. allgemein als Funktion x(t) der Zeit t, wenn relativ kurzzeitig eine Kraft auf den Gegenstand einwirkt, an dem die in den Fig. 1 und 2 darge­ stellte Sensoreinrichtung angeordnet ist, wenn diese Kraft auch zu einer Relativbewegung zwischen dem Unterbrecher 3 der Lichtschranke 1, 2 führt, so daß der Unterbrecher 3 kurzzeitig eine größere Lichtmenge über den Lichtweg passieren läßt.

Dieser Funktionsverlauf entspricht damit qualitativ auch dem Verlauf der einwirkenden Kraft F als Funktion der Zeit t selbst.

Sollen beispielsweise zwei in zeitlichem Abstand aufeinan­ derfolgende Kräfte miteinander in ihrer Auswirkung auf den Ge­ genstand und damit auf die Sensoreinrichtung verglichen wer­ den, so könnte die in Fig. 3 dargestellte Funktion I bei beiden Kräften jeweils in einem Zeitraum zwischen einem Zeit­ punkt t1 und einem t2 integriert werden und das so jeweils ge­ wonnene Flächenintegral bei den beiden Kräften quantitativ miteinander verglichen werden. Die Festsetzung der Zeitpunkte t1 und t2 ist prinzipiell beliebig und muß nur für beide zu vergleichenden Kräfte gleichgesetzt werden. Es empfiehlt sich allerdings, die Zeitpunkte so zu setzen, daß im zeitlichen Verlauf entweder das Maximum der Kraft oder, wie in der Fig. 3 gezeigt, der Anstieg vor dem Maximum erfaßt wird, weil derar­ tige Zeitbereiche besonders aussagekräftig sind und im Ver­ gleich die höchste prozentuale Genauigkeit gewährleisten.

Werden, wie im vorgeschilderten Fall, zwei aufeinanderfol­ gende Kräfte miteinander verglichen, so hat dies den besonde­ ren Vorteil, daß nur eine relative Messung und Auswertung durchgeführt wird, bei der sich evtl. vorhandene systematische Fehler und evtl. auch andere Fehlerquellen eliminieren.

Fig. 4 zeigt in der Draufsicht ein weiteres Ausführungs­ beispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung.

Gleiche Bauelemente sind mit den gleichen Bezugszahlen be­ zeichnet wie in den vorhergehenden Figuren.

Bei diesem Ausführungsbeispiel weist der Träger 4 eine U- Form auf. An den Schenkeln dieser U-Form sind an den Innensei­ ten ein Lichtsender 1 und zwei diesem gegenüber und nebenein­ ander angeordnete Lichtempfänger 2 angeordnet. Die Lichtem­ pfänger 2 arbeiten gegensinnig zueinander. Zwischen dem Licht­ sender 1 und den Lichtempfängern 2 befindet sich ein Bewe­ gungskörper 3, der in diesem Ausführungsbeispiel mehr nadel­ förmig ausgebildet ist und quer zu den Schenkeln des Trägers 4 ausgerichtet ist, also parallel zur Trennebene zwischen den beiden Lichtempfängern 2. Die Bewegung des Bewegungskörpers würde vorzugsweise parallel zu den Schenkeln des Trägers 4 stattfinden, also quer zur Längserstreckung des Bewegungskör­ pers 3 und quer zur Trennebene zwischen den Lichtempfängern 2. Durch diese Bewegung bzw. Positionsänderung des Körpers 3 würde dieser mal etwa mehr von dem Empfangsbereich des einen Empfängers 2 und mal etwas mehr von dem anderen Lichtempfänger 2 abdecken. Diese Veränderung kann aufgrund der gegensinnig arbeitenden Lichtempfänger 2 sehr genau registriert werden, und zwar auch in ihrem zeitlichen Ablauf, nicht nur hinsicht­ lich der Bewegungsstrecke.

Ergänzend weist die Vorrichtung gemäß Fig. 4 einen Refe­ renzempfänger 9 auf, der die Sendeleistung des Lichtsenders 1 möglichst ständig kontrolliert und mittels einer Regelungs­ elektronik auf einen Standardwert einregelt.

Die Fig. 5 zeigt die Vorrichtung gemäß Fig. 4 in einer Seitenansicht.

Fig. 6 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel einer erfin­ dungsgemäßen Vorrichtung. Wiederum sind die gleichen Bauele­ mente mit den gleichen Bezugszahlen bezeichnet wie in den vor­ hergehenden Figuren.

Die Sensoreinrichtung, bestehend aus einem Lichtsender 1 und zwei gegensinnig zueinander arbeitenden Lichtempfängern 2 ist prinzipiell genauso aufgebaut wie die Vorrichtung gemäß Fig. 4. Auch diese Vorrichtung verfügt über einen Referenzem­ pfänger 9.

Anders als bei den vorhergehenden Ausführungsbeispielen benötigt aber diese Vorrichtung keinen Unterbrecher bzw. Be­ wegungskörper 3. Der Lichtsender 1 und die Lichtempfänger 2 sind vielmehr auf zwei voneinander getrennten Trägern bzw. Halterungen 4 montiert, so daß sich der Lichtsender 1 und die Lichtempfänger 2 relativ zueinander bewegen können, wodurch sich der Überlapp des Sendebereichs des Lichtsenders 1 mit dem jeweiligen Empfangsbereich jedes Lichtempfängers 2 mit der Be­ wegung ändert. Die Träger 4 können verbunden sein mit Objekten bzw. Gegenständen 10, deren Relativbewegung zueinander eigent­ lich registriert werden soll. Die angedeuteten Objekte 10 können allerdings auch lediglich Bereiche eines einzigen Ob­ jektes 10 sein, die beispielsweise durch Stauchungen des Ge­ genstandes oder dergleichen Relativbewegung zueinander aus­ führen.

Der Referenzempfänger 9 ist bei den Vorrichtungen gem. 4 und Fig. 6 geeignet, evtl. auftretende Fehler zu kompensieren, beispielsweise auch Fehler die beispielsweise aufgrund von Temperaturschwankungen, Alterungsprozessen oder sonstigen Stö­ rungen auftreten könnten.

Claims (18)

1. Vorrichtung zur Registrierung von Positionsveränderun­ gen bzw. Bewegungen über Wegstrecken kleiner als einige Milli­ meter, vorzugsweise über Wegstrecken von Bruchteilen eines Millimeters,
insbesondere eine Vorrichtung zur Überwachung wenigstens einer auf einen Gegenstand einwirkenden zu einer jedenfalls relati­ ven Bewegung führenden Kraft,
gekennzeichnet durch,
eine Sensoreinrichtung bestehend aus einem Sender für eine elektromagnetische Strahlung und einen Empfänger für diese Strahlung, wobei der Sender und der Empfänger in einem Abstand zueinander angeordnet sind, so daß zwischen ihnen ein Zwi­ schenraum für einen etwa quer zur Strahlung verlaufenden Be­ wegungsweg eines die Positionsveränderung bzw. die Bewegung durchführenden bzw. anzeigenden, zum teilweisen Unterbrechen des Strahlungsbereiches geeigneten Bewegungskörper.

2. Vorrichtung zur Registrierung von Positionsveränderun­ gen bzw. Bewegungen über Wegstrecken kleiner als einige Milli­ meter, vorzugsweise über Wegstrecken von Bruchteilen eines Millimeters,
insbesondere eine Vorrichtung zur Überwachung wenigstens einer auf einen Gegenstand einwirkenden zu einer jedenfalls relati­ ven Bewegung führenden Kraft, gekennzeichnet durch,
eine Sensoreinrichtung bestehend aus wenigstens einem Sender für eine elektromagnetische Strahlung und wenigstens einen Empfänger für diese Strahlung, wobei der Sender und der Em­ pfänger zur Änderung der Breite des Überlapps des Sendeberei­ ches und des Empfangbereiches relativ zueinander bewegbar an­ geordnet sind.

3. Vorrichtung an Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich­ net, daß sie zwei nebeneinander im Sendebereich des Senders angeordnete Empfänger aufweist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Empfänger zueinander gegensinnig arbeitend ge­ schaltet sind.

5. Vorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Empfänger und der Sender so zueinander aus­ gerichtet sind, daß in einer Nullposition beide Empfänger jeweils dieselbe Sendeleistung trifft.

6. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Referenzempfangseinheit zur Einregelung und Kontrolle einer Standardsendeleistung des Senders.

7. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Sender eine licht­ emittierende Fotodiode (LED) und der Empfänger eine Fotozelle ist, die gemeinsam eine Lichtschranke bilden.

8. Vorrichtung zur Überwachung wenigstens einer auf einen Gegenstand einwirkenden, insbesondere einer in ihrer Stärke zeitlich wechselnden Kraft, vorzugsweise nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch, eine (analoge) Lichtschranke mit einem Lichtweg zwischen einem Lichtsender (1) und einem Lichtempfänger (2) zur Anordnung in einem Bereich des Gegenstandes und durch einen in einem dazu beabstandeten Bereich des Gegenstandes anzuordnenden, als Un­ terbrecher (3) für den Lichtweg der Lichtschranke (1,2), der mit einem freien Endabschnitt, etwa quer zum Lichtweg orien­ tiert, teilweise in den Lichtweg eintaucht und diesen dabei teilweise versperrt, ausgebildeten Bewegungskörper.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Unterbrecher (3) als etwa leistenförmiger Zeiger aus­ gebildet ist.

10. Vorrichtung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Unterbrecher (3) zur Anordnung an den Gegen­ stand parallel zu einer Fläche des Gegenstandes vorgesehen ist.

11. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehen­ den Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Bewegungskörper und die Sensoreinrichtung bzw. der Sender und der Empfänger als relativ zueinander bewegbare Elemente voneinander getrenn­ te Halterungen zur Anbringung am Gegenstand aufweisen.

12. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Bewegungskörper und die Sensoreinrichtung bzw. der Sender und der Empfänger als relativ zueinander bewegbare Elemente auf einem gemeinsamen Träger (4) vormontiert sind, der seinerseits am Gegenstand an­ ordbar ist.

13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Träger (4) flexibel ausgebildet ist.

14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Träger (4) in wenigstens einem Schwächungsbereich (5) zwischen dem Angriffspunkt des einen bewegbaren Elementes und dem Angriffspunkt des jeweils anderen bewegbaren Elementes in seiner Biegesteifigkeit und/und seiner Zugfestigkeit ge­ schwächt ist.

15. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 14, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der als Unterbrecher (3) ausgebildete Bewegungs­ körper den Schwächungsbereich (5) des Trägers (4) überragt.

16. Vorrichtung nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Träger (4) im Schwächungsbereich (5) relativ dünner ausgebildet ist.

17. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 14 bis 16, da­ durch gekennzeichnet, daß der Träger (4) im Schwächungsbereich (5) federnd ausgebildet ist.

18. Vorrichtung nach Anspruch 13 oder 17, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Träger (4) im Schwächungsbereich (5) im wei­ testen Sinne gefaltet ausgebildet ist.