DE19927771A1 - Stoßschutz für Lagemess-Sonden - Google Patents

Abstract

Die Stoß-Schutz-Vorrichtung verhindert Beschädigungen an empfindlichen und teuren Präzisionsinstrumenten und kann mit besonderem Vorteil für Gyroskope auf laseroptischer Basis verwendet werden. Die Stoß-Schutz-Vorrichtung weist ein äußeres, mit einer Öffnung versehenes Gehäuse auf. Innerhalb des Gehäuses ist eine Gyroskop-Anordnung auf einem Instrumentenhalter gelagert. Die Umschließung der Gyroskop-Anordnung durch ein inneres Gehäuse ist vorteilhaft. DOLLAR A Die Gyroskop-Anordnung kann in einem deaktivierten Zustand durch mehrere stoßmindernde Vorrichtungen oder Puffer relativ zu dem äußeren Gehäuse vor Stößen geschützt werden. Um in einem Arbeitszustand betrieben zu werden, wird die Gyroskop-Anordnung aus ihrer gepufferten Ruhe-Position durch eine Führung langsam solange in Richtung eines zu vermessenden Objektes bewegt, bis dieses mittels vorgesehener Anlegeflächen oder dgl. präzise kontaktiert wird. In diesem Zustand kann z. B. die winkelgemäße Ausrichtung eines Objektes bezüglich eines festen Koordinatensystems präzise vermessen werden. Die Funktion des Stoß-Schutzes ist in dieser Phase möglicherweise reduziert. Nach Erledigung der Messaufgabe wird die Gyroskop-Anordnung in die stoßschützende Ruhe-Position zurückgefahren.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Stoß-Schutz für Lagemess-Sonden oder Gyroskope, insbesondere solchen, die mit einem optischen Kreiselsystem oder mit einem mechanischen Oszillator ausgerüstet sind.

Stand der Technik

Ein Stoss-Schutz-System für Lagemess-Sonden der genannten Ärt ist derzeit nicht bekannt. Die dem Fachmann geläufigen Vorrichtungen, um Chonometer oder elektrische Präzisionsin­ strumente wie z. B. Galvanometer gegen Stoss zu schützen,. können in diesem Zusammenhang nicht angewendet werden.

Aufgabe der Erfindung

Das der Erfindung zugrundeliegende Problem besteht in folgen­ dem: Bei der Verwendung von Lagemess-Sonden der genannten Art müssen diese vor übermässigen Stössen oder Beschleunigun­ gen geschützt werden. Dies beruht insbesondere auf der Empfindlichkeit der verwendeten Bauelemente gegen Beschleuni­ gungen, welche nur etwa ein bis zwei Grössenordnungen stärker sind als die konstant einwirkende Erdbeschleunigung. Ein versehentliches Fallenlassen der genannten Instrumente kann daher erhebliche Reparaturkosten nach sich ziehen. Anderer­ seits müssen in diesem Zusammenhang zur Verwendung kommende Lagemess-Sonden definiert, d. h. mechanisch präzise, ohne Lose oder schädliche Nachgiebigkeit an eine zu vermessende Ober­ fläche angelegt werden. Diese Aspekte stehen in gewissem Gegensatz zueinander, da es nicht möglich ist, die Sonden der hier diskutierten Art lediglich mit einer konventionellen Polsterung auszustatten, ohne deren Messgenauigkeit in Mit­ leidenschaft zu ziehen. - Das vorliegende Problem wird da­ durch gelöst, dass ein Stoss-Schutz für Lagemess-Sonden mit folgenden Merkmalen vorgesehen wird:

• - die Lagemess-Sonde ist mittels einer manuell oder motorisch betätigbaren Vorrichtung in einen ersten Betriebszustand bringbar, in welchem sie vollständig gegen von aussen einwirkende Stöße geschützt ist, in dem sie aber nicht zu Lagemeßzwecken herangezogen werden kann,
• - die Lagemess-Sonde ist mittels der manuell oder motorisch betätigbaren Vorrichtung in einen zweiten Betriebszustand bringbar, in welchem sie Lagemessungen ausführen kann, während dessen Dauer sie aber nicht vollständig gegen von aussen einwirkende Stösse geschützt ist.

Beispiele

Die Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnung erläu­ tert, welche eine erfindungsgemässe Vorrichtung in einer Querschnittsansicht zeigt.

Innerhalb einer als Schutz vor mechanischen Einwirkungen dienenden äusseren Schale 1 befindet sich ein Instrumenten­ träger 2, welcher ein stossempfindliches Messinstrument, z. B. ein Kreiselsystem 5 (schematisch gezeichnet) aufnimmt oder trägt. Das Kreiselsystem kann auch aus mehreren, orthogonal zueinander ausgerichteten Kreiseln bestehen. - Die äussere Schale 1 ist fast allseits geschlossen, weist jedoch an der Bodenfläche und den Seitenflächen eine Öffnung in Form einer Ausnehmung 3 auf (Öffnung der Bodenfläche nicht näher ausge­ wiesen). Die Ausnehmung 3 ermöglicht es, dass der mit einer prismatischen Auflegefläche 4 versehene Instrumententräger bei Bedarf in direkten und hochgenauen mechanischen Kontakt mit einer unter der Ausnehmung 3 befindlichen zylindrischen Walze oder einem anderen auszumessenden Gegenstand gebracht werden kann. Die in der Figur gezeigte Positionierung des Instrumententrägers 2 stellt jedoch einen ersten Betriebszu­ stand der erfindungsgemässen Vorrichtung dar, bei der der Instrumententräger 2 durch stossabsorbierende Elemente, wie z. B. Schaumstoffpolster 6, vor von aussen einwirkenden Stö­ ssen geschützt ist. Um aus dieser Position in mechanischen Kontakt mit einer darunter befindlichen zylindrischen Walze gebracht zu werden, ist es erforderlich, dass der Instrumen­ tenträger 2 abgesenkt wird. Zu diesem Zweck wird eine manu­ ell oder motorisch betriebene Vorrichtung vorgesehen, welche wie gezeigt z. B. aus einer Schraube 11 und einem mit einer Gewindebohrung 12 versehenen Koppelteller 13 besteht.

Schraube 11 kann per Drehknopf 9 und/oder elektromotorischem Antrieb (per Motor 10) rechts- oder linksläufig gedreht werden, so dass eine variierbare Beabstandung des Koppeltel­ lers 13 relativ zu Unter- und Oberseite der äusseren Schale 1 durchführbar ist. Koppelteller 13 weist bevorzugt eine Kegel­ fläche 14 auf, so dass der Instrumententräger 2 mittels eines im wesentlichen fest mit diesem verbundenen stossabsor­ bierenden Element in Form eines Schaumstoffpolsters 16 und dessen Kegelfläche 15 anhebbar oder absenkbar ist. Bei angezogener Schraube 11 wird also der Instrumententräger 2 in eine gepolsterte Ruheposition gebracht, in der er vermittels der kombinierten Stossschutzwirkung der Schaumstoffpolster 6 und 16 hinreichend vor schädigenden Beschleunigungen ge­ schützt ist. Wie gezeigt, liegt in dieser Position eine z. B. abgeschrägte Anlegefläche 8 des Instrumententrägers direkt an einer abgeschrägten Kante 7 des Schaumstoffpolsters 6, so dass eine Stossschutzwirkung nach mindestens zwei Richtungen des Raumes bewirkt wird.

Mittels einer Anschlussleitung 21 kann der Motor 10 von einer schematisch dargestellten Kombination 20 bestehend aus einer Energieversorgung und einem Mess- und Steuercomputer betätigt werden. Diese Kombination 20 steht drahtlos oder ebenfalls mittels eines Verbindungskabels 22 mit den Instrumenten in Verbindung, zwecks einer Bestromung und/oder Übertragung von Mess- oder Steuergrössen.

Wiewohl in der Zeichnung nicht gezeigt, ist es erkennbar, dass nach im wesentlichen linear durchgeführter Absenkung des Instrumententrägers 1 mittels Schraube 11, Gewindebohrung 12 und Koppelteller 13 bei Kontaktierung mit einem (nicht gezig­ ten) zu vermessenden Objekt der vollständige Schutz von Instrumenten wie z. B. einem Kreiselsystem 5, insbesondere einem Laserkreiselsystem, gegen von aussen einwirkende Stösse aufgehoben ist. Gemäss der Erfindung ist es möglich, mittels der stosschützenden Vorrichtung oder Puffer einen Federweg von 5 bis 25 mm für die Relativbewegung zwischen Kreisel- Gehäuse und Schutzgehäuse bereitzustellen. - Das Schutzgehäu­ se kann zusätzlich mit einer Interface-Elektronik, einem Tastenfeld oder einer Anzeigevorrichtung/Display ausgestattet sein. - Auf dem Instrumententräger 2 kann zusätzlich zu oder anstelle eines Kreiselsystems 5 ein visuell oder elektro­ nisch ablesbares Inclinometer vorgesehen werden.

Die Kontaktierung des Instrumententrägers mit einem zu ver­ messenden Objekt kann darüberhinaus dadurch stossgemindert werden, dass zusätzliche Federelemente im Instrumententräger vorgesehen sind, welche jedoch bei vollständiger Kontaktie­ rung in vorgesehene Bohrungen oder Ausnehmungen zurückge­ drückt sind und den eigentlichen Messvorgang dann nicht mehr beeinflussen.

Der im vorhergehenden beschriebene Stoss-Schutz findet bevor­ zugte Verwendung bei der industriellen Anwendung von Laser- Kreiseln oder -Gyroskopen im Zusammenhang mit der Überprüfung der Parallelität von Walzen-Anordnungen, die bei der Herstel­ lung von Filmen, Folien, Blechen oder Papiermaterial einge­ setzt werden.

Claims (11)

1. Stoß-Schutz für eine Lagemeß-Sonde, welche für die Überprü­ fung einer Absolut- oder Relativlage eines Objektes ge­ genüber einem ortsfesten Koordinatensystem vorgesehen ist, gekennzeichnet durch folgende Merkmale:

• - die Lagemess-Sonde ist mittels einer manuell oder motorisch betätigbaren Vorrichtung in einen ersten Betriebszustand bringbar, bei welcher sie gegen von aussen einwirkende Stöße geschützt ist, in dem sie aber nicht zu Lagemeß­ zwecken herangezogen werden kann,
• - die Lagemess-Sonde ist mittels der manuell oder motorisch betätigbaren Vorrichtung in einen zweiten Betriebszustand bringbar, bei welcher sie Lagemessungen ausführen kann, aber nicht vollständig gegen von aussen einwirkende Stö­ sse geschützt ist.

2. Stoss-Schutz für Lagemess-Sonden welche zur Überprüfung der Ausrichtung von Gegenständen, speziell von zylinderförmi­ gen Objekten, insbesondere in Form von Walzen dienen, wo­ bei die Lagemesssonden ein oder mehrere, insbesondere or­ thogonal zueinander orientierte, Kreiselsysteme aufwei­ sen, gekennzeichnet durch folgende Merkmale:
die Kreiselsysteme befinden sich innerhalb eines Schutzgehäu­ ses mit permanent oder zeitweise bereitgestellten Öffnun­ gen
die Kreiselsysteme sind relativ zu dem Schutzgehäuse bewegbar
die Kreiselsysteme sind bevorzugt in einem sie in definierter Weise umschliessenden Gehäuse oder auf einem Instrumen­ tenträger angebracht
die Kreiselsysteme, das umschliessende Gehäuse oder der Instrumententräger weisen eine Mehrzahl von Anlegeflächen oder -punkten zur Kontaktierung der auszurichtenden Ge­ genstände auf
die Kreiselsysteme können in eine stossgeschützte Ruhepositi­ on gebracht werden, in welcher es nicht möglich ist, eine exakte Überprüfung der Ausrichtung von Gegenständen oder eine vergleichbare Messung durchzuführen
die Kreiselsysteme können in eine nicht-stossgeschützte Arbeitsposition gebracht werden, bei der sie, die Anlege­ flächen oder die Anlegepunkte in direktem Kontakt mit ei­ nem zu vermessenden Objekt stehen, so dass eine exakte Überprüfung der Ausrichtung des genannten zu vermessenden Objektes durchgeführt werden kann
die Kreiselsysteme werden in der stossgeschützten Ruhepositi­ on mittels einer oder mehreren stoßschützenden Vorrich­ tungen oder Puffern relativ zum Schutzgehäuse gegen Stö­ sse geschützt, welche auf dieses einwirken.

3. Stoß-Schutz nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kreiselsysteme oder das Kreisel­ gehäuse mittels einer mechanischen Verstelleinrichtung innerhalb des Schutzgehäuses relativ zu diesem und rela­ tiv zu einem zu vermessenden Objekt bewegbar sind.

4. Stoß-Schutz nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Kreisel oder das Kreiselgehäuse mittels einer als Schrau­ be und Gewindebohrung ausgelegten mechanischen Führung relativ zu einem Schutzgehäuse bewegt werden.

5. Stoß-Schutz nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Schraube manuell oder mittels eines Elektromotors in be­ liebige Richtung gedreht werden kann.

6. Stoß-Schutz nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die stoßschützende Vorrichtung oder Puffer einen Federweg von 5 bis 25 mm für die Relativbe­ wegung zwischen Kreisel-Gehäuse und Schutzgehäuse bereit­ stellt.

7. Stoß-Schutz nach einem der vorhergehenden Ansprüche, mit einer Betriebs- und Auswerte-Elektronik, welche sich in Nähe der Kreisel auf dem Instrumententräger befindet, wo­ bei nach aussen führende elektrische Verbindungsleitungen vorgesehen sind für eine Stromversorgung, Steuer- oder Mess-Signale.

8. Stoß-Schutz nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei auf oder in dem Schutzgehäuse eine Interface-Elektronik, ein Tastenfeld oder eine Anzeigevorrichtung/Display ange­ ordnet ist.

9. Stoß-Schutz nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Puffer oder Schutzpolster aus einem elastischen Mate­ rial bestehen.

10. Stoß-Schutz nach einem der vorhergehenden Ansprüche, mit einer zwischen der Führungsvorrichtung und einem Instru­ mententräger, den Kreiseln oder dem Kreiselgehäuse vor­ handenen puffernden oder stossmindernden mechanischen An­ kopplung, deren Funktion in dem messenden Betriebszustand der Lagemeß-Sonde deaktiviert ist.

11. Stoß-Schutz nach einem der vorhergehenden Ansprüche, für ein Kreiselsystem oder ein visuell oder elektronisch ablesba­ res Inclinometer.