DE19742472C2 - Meßwertgeber - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Messwertgeber zum Erfassen der Position eines drehbaren Elementes, insbesondere eines Werkzeuges, Werkstückes od. dgl. mit einer lösbaren, auf das Element aufgesteckten Kupplung, insbesondere einer Hohlwelle, der ein Zählwerk zugeordnet ist.

Derartige Messwertgeber sind in vielfältigster Form und Ausführung auf dem Markt bekannt und gebräuchlich. Sie dienen in erster Linie dazu, um eine Drehbewegung eines Verbrauchers, einer Werkzeugmaschine, einer Verstellspindel oder einer Verpackungsmaschine od. dgl. nummerisch auf­ zuaddieren und gegebenenfalls zu speichern. Bei der Bearbeitung von Werkzeugen wird durch das Verfahren der Spindel die Anzahl der Umdrehungen am Messwertgeber angezeigt. Mit Hilfe einer derartigen Information können gewünschte Einstellungen exakt angefahren werden. Hierzu ist erforderlich, dass anschliessend das Ablesen eines Anzeigezustandes sehr genau erfolgen soll.

Dies war bisher nur bedingt möglich, da teilweise durch Berührung des Werkzeuges oder der Maschinen sich die entsprechenden Spindeln oder Abtriebeselemente ggf. auch durch inneres Spiel verschoben haben. Dies führte zu Ungenauigkeiten bei der Bearbeitung bzw. auch beim Ablesen eines Zählerstandes.

Nach der DE 34 19 499 A1 ist ein Messwertgeber mit einem mechanischen Zählwerk und einem elektrischen Steuerimpulsgeber beschrieben. Das Zählwerk und der Steuerimpulsgeber sind miteinander über eine Hohlwelle gekoppelt. Von einem Antriebszahnrad wird die Drehbewegung der Hohlwelle auf das Zählwerk übertragen. Dabei kann gleichzeitig das Antriebszahnrad als Geber für den Steuerimpulsgeber dienen.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Messwertgeber zu schaffen, mit welchem sehr exakt und genau eine bestimmt Positionierung ablesbar ist. Ferner sollen Herstellungskosten reduziert werden und Montage sowie Wartungsarbeiten erleichtert sein.

Zur Lösung dieser Aufgabe führt, dass die Kupplung bremsbar ist.

Da die Kupplung bremsbar ist, lässt sich nach einer bestimmten Anzahl von gewünschten Umdrehungen eines Elementes oder Werkzeuges, die Kupplung bzw. die Hohlwelle bremsen und/oder fixieren.

Da die Hohlwelle bevorzugt über ein Getriebe mit dem Zählwerk verbunden ist, lässt sich durch das Bremsen bzw. durch Fixieren oder wiederlösbares Festlegen der Kupplung das Zählwerk bzw. ein Anzeigezustand festlegen. Ein nachträgliches Verrutschen oder leichtes Verdrehen der Welle, gegebenenfalls durch Spiel oder durch Berührung, Vibration od. dgl., kann hier nicht mehr erfolgen. Ein Ablesen des exakten Positionierzustandes ist somit gewährleistet. Dies ist beispielsweise von Vorteil, wenn die Maschine oder der Verbraucher, an welchem der Messwertgeber angeschlossen ist, abgeschaltet wird.

Ist das Zählwerk von elektrischer Art, so wird durch Betätigung des Feststellhebels der Anzeigezustand festgehalten. Dies soll vom vorliegenden Erfindungs­ gedanken auch umfasst sein.

Vor einem erneuten Anfahren wird dann mittels des Feststellhebels das Bremselement freigegeben, um die Kupplung erneut anzutreiben.

Das Element, welches anschliessend die Hohlwelle in rotatorische Bewegung versetzen soll, kann beispielsweise manuell angetrieben werden, um ein Spiel auszugleichen. Anschliessend wird der Feststellhebel und damit auch das Bremselement gelöst und gibt für einen erneuten Einsatz die Hohlwelle frei.

Das Bremselement sitzt vorzugsweise in einer Öffnung eines Lagers und wird mittels des Feststellhebels gegen die Hohlwelle gepresst. Das Bremselement kann aus elastisch verformbarem Kunststoff hergestellt sein, jedoch können hier auch andere Materialien dafür verwendet werden, wie beispielsweise Hartgummi, Holz, verschiedenste Kunststoffe od. dgl.. Bevorzugt ist es allerdings hohl ausgebildet, um der Feststellbewegung des Hebels nachzugeben. Hierdurch wird mit einer gewissen Vorspannkraft das Bremselement gegen die Kupplung gepresst, wobei es zusammengedrückt wird.

Die Vorspannkraft bzw. die Bremskraft ist exakt ermit­ telbar, mit welcher die Hohlwelle gebremst wird. Sollte versehentlich der Hebel festgestellt bleiben, wenn die Hohlwelle wieder in Rotation versetzt wird, so unterliegt das Bremselement einem Verschleiss, es kann jedoch nicht die Oberfläche der Hohlwelle beschädigen. Das Bremselement kann ausschliesslich aus der Öffnung des Lagers entnommen und ausgetauscht werden. Hierzu ist lediglich notwendig, das Gehäuse von der Hohlwelle abzuziehen.

Bevorzugt ist der Feststellhebel in einer Halterung wieder lösbar eingesetzt. Die Halterung ist bevorzugt in das Gehäuse eingeklipst und mit einer Kugelpfanne versehen. Diese kann jedoch auch Bestandteil des Gehäuses selbst sein. Dies soll vom vorliegenden Erfindungsgedanken umfasst sein. Dabei liegt ein kugelartig ausgebildetes Gelenk des Feststellhebels von, innen an der Kugelpfanne der Halterung oder an dem Gehäuse selbst an und kann dort als Gegenlager in einem Schlitz von aussen hin und her verschwenkt werden. Durch das Verschwenken wird je nach Stellung des Feststellhebels das Bremselement gegen die Kupplung entlang einer Führungsnut gepresst oder freigegeben.

Im Rahmen der vorliegenden Erfindung soll auch liegen, dass der Feststellhebel direkt die Kupplung bremst. Dies kann axial oder radial geschehen.

Insgesamt ist mit der vorliegenden Erfindung ein Messwertgeber geschaffen, welcher die Präzision insbesondere nach einer Bearbeitung erhöht, da durch das Festlegen gewährleistet wird, dass ein korrektes Ablesen ohne Verrutschen, ohne Schwingungen, ohne Spiel oder Verdrehen gesichert ist.

Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnung; diese zeigt in

Fig. 1 einen Längsschnitt durch einen erfindungsgemässen Messwertgeber;

Fig. 2 einen Teillängsschnitt des Messwertgebers gemäss Fig. 1 in vergrösserter Darstellung;

Fig. 3 eine perspektivische Darstellung eines Brems­ elementes des Messwertgebers nach Fig. 2.

Gemäss Fig. 1 weist ein Messwertgeber R ein Gehäuse 1 auf. Durch das Gehäuse 1 greift eine Kupplung 2, welche bevorzugt als Hohlwelle 3 ausgebildet ist. Diese Hohlwelle 3 ist innerhalb einem Lager 4 drehbar gelagert. Die Hohlwelle 3 wird über ein nur angedeutetes Element 5 angetrieben. Dieses kann eine Welle eines Werkstückes, eine Abtriebs- oder Antriebswelle od. dgl. Element sein. Dieses sitzt bevorzugt innerhalb der Hohlwelle 3 und wird mittels eines Befestigungselements 6, insbesondere einer Maden­ schraube, gehalten. Dabei wird eine Drehbewegung des Elementes 5 auf die Hohlwelle 3 übertragen.

Die Bewegung der Hohlwelle 3 wird anschliessend über hier nicht dargestellte Getriebeelemente auf ein Zählwerk 7 übertragen. Dieses Zählwerk 7 besteht aus einzelnen, mehreren nebeneinander angeordneten und bedruckten Scheiben mit Ziffern, welche die Anzahl der Umdrehungen der Hohlwelle 3 analog und/oder digital an einem Schauglas 8 darstellen. Das Zählwerk 7 selbst kann mechanischer und/oder elektrischer Art sein.

Bevorzugt stirnseitig ist in das Gehäuse 1 ein Feststellhebel 9 mittels einer Halterung 10 eingesetzt. Der Feststellhebel 9 liegt von innen an einer Kugelpfanne 20 an und ist in einem bevorzugt länglichen Schlitz 11 in Axialrichtung hin und her schwenkbar. Die Schwenkbewegung wird durch Anschlagflächen 19.1, 19.2 im Schlitz 11 begrenzt. Stirnseitig beaufschlagt der Feststellhebel 9 ein Bremselement 12, welches in einer Öffnung 13 des Lagers 4 wieder lösbar sitzt. Das Bremselement 12 kann durch Verschwenken des Feststellhebels 9 mit Druck beaufschlagt werden. Es stützt sich an der Kugelpfanne 20 ab.

In Fig. 2 ist dargestellt, wie der Feststellhebel 9 mittels der Halterung 10 in dem Gehäuse 1 gelagert ist. Dabei ist die Halterung 10 von aussen in eine hier nicht näher bezifferte Öffnung des Gehäuses 1 eingeklipst. Da der Feststellhebel 9 bevorzugt im vorderen Bereich mit einem, zumindest teilweise kugelartigen Gelenk 14 versehen ist, kann dieses sich gegenüber der Halterung 10 in der Kugelpfanne 20 abstützen.

Der Feststellhebel 9 ist gelenkig durch den Schlitz 11 in Axialrichtung um einen Drehpunkt M verschwenkbar. Dabei greift der Feststellhebel 9 einends in eine Führungsnut 15, welche entsprechend einer Stirnfläche des Feststellhebels 9 ausgebildet ist.

Diese Führungsnut 15 ist in dem, in Fig. 3 dargestellten Bremselement 12, erkennbar. Entlang dieser Führungsnut 15 lässt sich der Feststellhebel 9 bewegen. Dabei wird das Bremselement 12 derart mit Druck beauflagt, bis die Hohlwelle 3 gegenüber dem Lager 4 und insbesondere dem Gehäuse 1 verspannt ist. Dabei lässt sich das Bremselement 12, welches bevorzugt aus Kunststoff oder einem anderen elastisch verformbaren Material hergestellt ist, verformen. Damit eine Haftreibung zwischen der Hohlwelle 3 bzw. Kupplung 2 und dem Bremselement 12 erhöht ist, kann eine Oberfläche 16 der Hohlwelle 3 rauh, gerippt oder bevorzugt mit Rillen versehen sein. Vorzugsweise ist die Oberfläche 16 in einer Ringnut 17 der Hohlwelle 3 aufgerauht aus­ gebildet. Dabei sind zur Reduktion von Spannungen seitliche Kerben 18.1, 18.2 vorgesehen.

Die Funktionsweise der vorliegenden Erfindung ist folgende:
Der Messwertgeber R sitzt bevorzugt auf einem Element 5 eines Werkzeuges, od. dgl. Maschine, um eine rotatorische Bewegung inkremental aufzunehmen. Am Zählwerk 7 kann exakt eine Umdrehung und deren Teilbeträge abgelesen werden, damit beim Ablesen und ggf. beim Stillstand des Elementes 5 am Zählwerk 7 die exakte Anzahl der Umdrehungen ablesbar ist. Eine derartige Stellung wird beispielsweise beim Reinigen der Maschine nicht verändert. Ein erneutes Lösen des Feststellhebels 9 lässt einen weiteren Zählvorgang zu.

Das Bremselement 12 wird durch Beaufschlagen mit Druck mittels des Feststellhebels 9 fest gegen die Hohlwelle 3 gepresst und legt somit diese gegenüber dem Lager 4 bzw. gegenüber dem Gehäuse 1 wieder lösbar fest.

Das Bremselement 12 ist bevorzugt aus elastisch verformbarem Kunststoff hergestellt und kann beliebig ausgetauscht werden. Hierzu wird das Gehäuse 1 mit integriertem Feststellhebel 9 von der Hohlwelle 3 und dem Zählwerk 7 abgezogen. Dabei kann der Feststellhebel 9 entlang der Führungsnut 15 abgezogen werden. Ein Austauschen des Bremselementes 12 kann sehr einfach erfolgen, sollte es einem gewissen Verschleiss unterliegen. Hierzu wird es aus der Öffnung 13 entnommen und ersetzt. Anschliessend wird das Gehäuse 1 mit eingebauter Halterung 10 und Feststellhebel 9 wieder auf die Hohlwelle 3 gestülpt.

Bezugszeichenliste

1

Gehäuse

2

Kupplung

3

Hohlwelle

4

Lager

5

Element

6

Befestigungselement

7

Zählwerk

8

Schauglas

9

Feststellhebel

10

Halterung

11

Schlitz

12

Bremselement

13

Öffnung

14

Gelenk

15

Führungsnut

16

Oberfläche

17

Ringnut

18

Kerben

19

Anschlagflächen

20

Kugelpfanne
R Messwertgeber
M Drehpunkt

Claims (17)

1. Messwertgeber zum Erfassen der Position eines drehbaren Elementes (5), insbesondere eines Werkzeuges oder Werkstückes mit einer lösbaren, auf das Element (5) aufgesteckten Kupplung (2), insbesondere einer Hohlwelle (3), der ein Zählwerk (7) zugeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Kupplung (2) bremsbar ist.

2. Messwertgeber nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kupplung (2) wieder lösbar festlegbar ist.

3. Messwertgeber nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass durch das Festlegen der Kupplung (2) ein Festhalten eines Zählerstandes erfolgt.

4. Messwertgeber nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Kupplung (2), insbesondere die Hohlwelle (3), radial und/oder axial bremsbar oder festlegbar ist.

5. Messwertgeber nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Kupplung (2) mittels zumindest einem Bremselement (12) bremsbar und/oder festlegbar ist.

6. Messwertgeber nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Kupplung (2) in zumindest einem Lager (4) in einem Gehäuse (1) gelagert ist.

7. Messwertgeber nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Lager (4) eine Öffnung (13) vorgesehen ist, in welche das Bremselement (12) eingesetzt ist.

8. Messwertgeber nach wenigstens einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Bremselement (12) mittels eines Feststellhebels (9) mit Druck beaufschlagbar ist, wobei der Feststellhebel (9) in dem Gehäuse (1) bewegbar, insbesondere schwenkbar, angeordnet ist.

9. Messwertgeber nach wenigstens einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Bremselement (12) als Hohlkörper ausgebildet und mit einer ggf. in Axialrichtung verlaufenden Führungsnut (15) versehen ist.

10. Messwertgeber nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass in der Führungsnut (15) der Feststellhebel (9) geführt ist.

11. Messwertgeber nach wenigstens einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Feststellhebel (9) in einer, in das Gehäuse (1) eingesetzten Halterung (10) schwenkbar gelagert ist.

12. Messwertgeber nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass dem Feststellhebel (9) ein kugelartiges Gelenk (14) zugeordnet ist, welches entsprechend in der Halterung (10) gelagert ist.

13. Messwertgeber nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Gelenk (14) des Feststellhebels (9) in einer Kugelpfanne (20) der Halterung (19) sitzt.

14. Messwertgeber nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass in der Halterung (10) ein Schlitz (12) vorgesehen ist, dessen Anschlagflächen (19.1, 19.2) eine Schwenkbewegung des Feststellhebels (9) um einen Mittelpunkt (M) begrenzen.

15. Messwertgeber nach wenigstens einem der Ansprüche 5 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass zur Aufnahme des Bremselementes (12) die Hohlwelle (3) mit einer Ringnut (17) versehen ist.

16. Messwertgeber nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass eine Oberfläche (16) der Ringnut (17) aufgerauht, perforiert oder mit Rillen versehen ist, wobei seitlich neben der Ringnut (17) Kerben (18.1, 18.2) vorgesehen sind.

17. Messwertgeber nach wenigstens einem der Ansprüche 5 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass das Bremselement (12) elastisch verformbar ausgebildet ist.