DE2061154C3

DE2061154C3 - Einrichtung zur kontinuierlichen Lagebestimmung

Info

Publication number: DE2061154C3
Application number: DE2061154A
Authority: DE
Inventors: Albert D. Concord Ehrenfried; John Littleton Niejadlik; Norton T. Concord Pierce
Original assignee: Metritape Inc West Concord Mass (vsta)
Current assignee: Metritape Inc West Concord Mass (vsta)
Priority date: 1969-12-12
Filing date: 1970-12-11
Publication date: 1974-11-21
Also published as: DE2061154A1; GB1338593A; JPS5016070B1; DE2061154B2; CA973949A; US3663881A

Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur kontinuierlichen Lagebestimmung eines längs eines Weges bewegbaren Gegenstandes mit einem Widcrstands-Lugemeßfühler, dessen elektrischer Widerstand von der jeweiligen Lage des Gegenstandes abhängig ist.

Eine derartige Einrichtung ist beispielsweise zur Anzeige und Steuerung von Verschiebungen bewegter Maschinenteile, Transportwagen, Schütten usw. erforderlich und findet beispielsweise bei Aufzügen, Brückenkränen, Schiebern, Ventilen oder Positionierungsantrieben Anwendung.

Eine solche Einrichtung ist beispielsweise aus der deutschen Paten«schr;ft 816 867 bekannt Diese bekannte Einrichtung ist im wesentlichen als Drehwiderstand ausgebildet. Auf einem kreisringförmigen Träger ist eine Widerstandswickluiig aufgewickelt, wie sie bei handelsüblichen Drehwiderstanden gebräuchlich ist. Zum Zwecke einer geringen Reibung ist der Schleifer als Kugel ausgebildet, die einerseits auf der Widerstandswicklung und andererseits auf einer die elektrische Zuleitung bildenden Metallplatte rollt und mittels eines als Funktion der Meßgröße bewegten Magnets längs der Widerstandswicklung bewegt wird, wobei dieser Magnet gleichzeitig durch seine Anziehungskraft den notwendigen Kontaktdruck zwischen der Kugel und der Widerstandswicklung bzw. der Metallplatte herstellt. Diese bekannte Einrichtung weist den Nachteil auf, daß die Länge des möglichen Verschiebeweges, während welchem eine Lagebestimmung möglich ist, sehr begrenzt ist und nur in der Größenordnung von einigen Zentimetern liegt. Außerdem ist diese bekannte Ein- xo richtung wegen ihres Aufbaues nur einem begrenzten Anwendungsgebiet zugänglich, da sowohl Erschütterungen als auch Verschmutzt: ;g oder Korrosion der Kontaktflächen die einwandfreie Funktion dieses Geräts beeinträchtigen.

Aus der deutschen Auslegeschrift i 222 280 ist ebenfalls ein Widerstandsgeber bekannt, der als Drehwiderstand ausgebildet ist und für einen besonderen meßtechnischen Zweck mit zwei Schleifern ausgerüstet ist. Auch diese Einrichtung ermöglicht nur den oben beschriebenen^ sehr begrenzten Verschiebeweg.

Ein weiterer, als Drehwiderstand ausgebildeter Widerstandsgeber ist aus der deutschen Auslegeschrift 1 228 073 bekannt. Dieser wird mittels eines Kipphebels betätigt und ermöglicht auch nur einen geringen Verstellweg.

Aus »Elektrische Messung mechanischer Größen« von Pflier, 1948, S. 46 und 47, ist ferner ein Widerstandsgeber für geradlinige Wege bekannt, der aus vier paralleien Schleifdrähten besteht, auf denen ein Schleifer mit vier Abgriffen gleitet. Zwei der Schleifdrähte sind Widerstandsdrähte; die beiden anderen Schleifdrähte dienen der Stromzuführung. Mit diesem bekannten Gerät lassen sich sicherlich größere Verstellwege erreichen als mit den oben beschriebenen Drehwiderständen, jedoch ist der mögliche Verschiebeweg auf Grund der Konstruktion des bekannten Geräts mit vier parallelen Schleifdrähten immer noch verhältnismäßig kurz und es sind voi allem keine gekrümmten Verschiebewege möglich.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung der eingangs dargelegten allgc.iieinsn Art so auszubilden, daß eine Lagebestimmung bei beliebig gekrümmten, großen Verschiebewegen, beispielsweise in der Größenordnung von 1 m bis 100 m, ermöglicht wird.

Im Sinne der Lösung dieser Aufgabe ist eine solche Einrichtung gemäß der Erfindung dadurch gekennzeichnet, daß der langgestreckte Lagemeßfühler aus einem elektrisch leitenden Trägerstreifen, der teilweise von einer Isolation umgebesi ist und auf einer Sei'e einen sich über seine ganze Länge erstrekkenden nicht'solierten Streifenbereich aufweist, ferner aus einem spiralförmig um den Trägerstreifen herumgewickelten Widerstandsdraht, der von der Trägerstreifenisolation in bestimmtem Abstand von dem nichtisoüerten Streifenbereich gehalten wird und aus einer isolierenden Ummantelung aufgebaut ist,

und daß ein am genannten Gegenstand angeordnetes richtung; in Verbindung m.t einein Schiebevent L

Betätigungsorgan eine Kraft auf den Lagemeßfühler Die Sch.eberventilanordnung 10 befindet sich in

ausübt M daß an der jeweiligen Stelle des Lagemeß- einer Auslaßöffnung 12 eines Schuttgu lagebehalters

Se»' der Widerstandsdraht mit dem nichtisolierten 14. Der Ventilschieber 11 ist kontinuierlich über eine

BeS des Trägerstreifens elektrisch verbunden ist. 5 an ihm befestigte Zahnstange 16 einstellbar, welche

Die erfindunisgemäße Einrichtung ist also als von einem Ritzel angetrieben wird, das gemeinsam

Widerstandsgeber ohne Schleifer ausgebildet, bei mit einer Riemenscheibe 20 auf einer Welle befestigt

welchem der Abgriff durch Andrücken einer be- ist. Die Riemenscheibe 20 wird über einen Riemen

stammten Stelle des Widerstandsdrahtes an eine elek- 22 von einem Motor 24 getr.eben. Bei Drehung des

rischeZuleuing mittels eines vom Widerstandsgeber t. Ritzels 18 erfolgt eine "^^ V"^**¹*:

mechanisch völlig unabhängigen Betätigungsorgans wegung der Zahnstange 16, so daß der Schieber 11

tereSlH wird Die Erfindung weist den Vorteil auf, geöffnet bzw. geschlossen wird Ir, F, g 1 ist der

daßfrthi «roBe VerstellwegeT beispielsweise in der Schieber vollständig geöffnet und in F ι g. 2 vollstan-

Größenordnung von 1 m bis 100 m, möglich sind. Die dig geschlossen dargestellt.

Sge des möglichen Verstellwegs wird nur durch i₉ Die Lagebest.mmung des Schiebers 11 erfolgt mitelektrische Faktoren begrenzt, beispielsweise durch tels eines langgestreckten Meßfühlers 26, der längs Sei extrem langen Verstellwegen zu groß werdende des Weges der Zahnstange 16 angeordnet ist Der SannunSaSe an elektrischen Zuleitungen. Ein Meßfühler 26 ist als Widerstandsgeber ausgebildet weiterer wesentlicher Vorteil liegt darin, daß sich der welcher über elektrische Anschlußleitungen 27 m.t rrfndungsgemäße Lagemeßfühler jeder beliebigen *> einer Schaltung 29 zur Bestimmung und Steuerung Form de? Verstellweg« anpaßt und jede beliebige der Ventiischieberstei ung verbunden ist. ebene oder räumliche Krümmung desselben erlaubt. Die !^abtasteinrichtung ist in Fi g. 3 vergrößert Ferner können die Kontaktflächen zwischen dem dargestellt. Der Meßfühler 26 besteht aus einem elektrisch leitenden Trägerstreifen und der Wider- elektrisch leitenden Trägerstre.fen 30, der teilweise < andswicktune weder verschmutzen noch korrodie- as von einer Isolation 34 umgeben ist und auf einer Jen und der erfindungsgemäße Lagemeßfühler ist da- Seite e.nen sich über seine ganze Länge erstreckender tohrier Umeebuiig, auch im Freien, verwendbar den. nichtisoherteri Streifenbereich aufweist, ferner d etterfest ^{aus einem} spiralförmig um den Trägerstreifen her-Vorteilhafte Ausführungsformen und Weiterbil- umgewickelten Widerstandsdraht 32, der von der Hnnaen der Erfindung sind Gegenstand der Unteran- 30 Trägerstreifenisolalion in bestimmtem Abstand von uuiigtii u 0 ^_em _nj_ch_tj_so|i_erteitl Streifenbereich gehalten wird,

^Mehrere vorteilhafte Ausführungsformen der Er- und schließlich aus einer elastischen, isolierenden

findung werden nachstehend an Hand der Zeichnun- Ummantelung 36. die den Meßfühler gegen äußere

σρη beisDielsweise beschrieben. In den Zeichnungen schädliche Einflüsse, beispielsweise Schmutz, Staub stellt dar ^{35 oder} Feuchtigkeit, schützt.

Fi e 1 eine Schieberanordnung mit einer Einrich- Am linken Ende der Zahnstange 16 ist eine

tune nach der Erfindung mit geöffnetem Schieber, Druckrolle 28 befestigt, die aus einer Felge 44 und

F i e 2 die in F i g 1 dargestellten Anordnung mit einem Gummireifen 44 bestellt und je nach Lage der

uWcnpm «!rhieher Zahnstange 16 und somit des Schiebers 11 einen

Beschlossenem ocnieoer, «j „,..,, ., ... , , . ,

F i ε 3 eine vergrößerte Darstellung der bei der 40 Druck auf den Meßfühler 26 ausübt und dadurch an Schieberanordnung nach Fig. 1 und2 angewendeten der betreffenden Stelle des Meßfühlers den Wider-Ausführungsform der Erfindung, die standsdraht 32 an den nichtisolierten Trägerstreifen-F i E 4 und 5 jeweils eine weitere, an einer Eisen- bereich andrückt und elektrisch mit demselben verbahnschiene angeordnete Einrichtung nach der Er- bindet. Der so abgegriffene Widerstandswert des f dune die *^{5 Meöfun}'^ers 8^IDt die jeweilige Stellung der Druckrolle "Vie.6 und7 eine noch weitere Ausführungsform 28an. ,,,,„. ... „ , . H Frfindune die Die Druckrolle 28 ist mittels einer Bef^stigungs-⁶Fi β 8 und 9 jeweils eine weitere Ausführungs- platte 38 und Schrauben 40 an der Zahnstange 1« form der Erfindung in Verbindung mit einer Auf- befestigt. Ein in der Befestigungsplatte 38 gebildetes laee die ^s° Lang'⁰⁰⁰ ermöglicht das Einstellen der Druckroll« ^F i e 10 und 11 jeweils eine Ausführungsform der 28 und somit das Eichen der Einrichtung. Erfindune mit einem in mehrere Abschnitte unterteil- Die F i g. 4 und 5 zeigen einen weiteren Anwen Meßfühler die dungsfall der erfindungsgemäßen Einrichtung, be ^eiFi e 12 und 13 nochmals weitere Ausführungsfor- welcher ein in einer U-Schiene 50 eingebetteter Lage der Erfindune ^{55 me}^^^ur|l^er 48 am Steg 52 einer Eisenbahnschiene 5^ "¹⁶Fi ε 14 eine Anzeige- und Steuerschaltung mit befestigt ist. Die Betätigung des Meßfühlers erfolg einer Einrichtung nach der Erfindung, gemäß F ig. 4 mittels einer über eine Welle 58 ai F i E 15 eine weitere Steuerschaltung mit einer er- einem Schienenfahrzeug befestigte Druckrolle 56 findungsgemäßen Einrichtung, Gemäß F i g. 5 erfolgt die Betätigung des Meßfühler F i ε 16 ein Diagramm zur Erläuterung der Schal- 60 berühningsfrei, nämlich über einen Gasstrahl, de tune nach Fig 15 bei welchem die Verstellge- aus einer Düse 60 eines mit dem betreffenden Schie schwindiekeit über dem Fehlersignal aufgetragen ist, nenfahrzeug verbundenen Rohres 59 auf den Meß .. fühler gerichtet wird.

Fi E 17 bis 19 weitere Schaltungsmöglichkeiten Eine weitere Ausführungsform der Erfindung ist i

der erfindungsgemäßen Einrichtung und 65 den F i g. 6 und 7 dargestellt. Ein Meßfühler 62 ist a

F i e 20 eine noch weitere Ausführungsform eines der Innenwandung eines Schenkels 64 eine

Meßfühlers nach der Erfindung. U-Schiene 66 befestigt und wird durch ein Stahlban

Fiel zeigt eine kontinuierliche Lageabtastein- 68 betätigt. Das Stahlband 68 verläuft S-förmig übe

Rollen 76 und 78 und weiter längs der dem Meßfüh- Fig. 12 zeigt die Befestigung eines Meßfühlers

ler 62 gegenüberliegenden Wandung eier U-Schiene 200 in einer U-Schiene 204. Der Meßfühler 200 ist 66 zu einem Anker 80, der über eine zur Einstellung dabei mit seiner von der Betätigungsseite abgewandder Zugspannung des Stahlbandes 68 dienende Feder ten Seite an einem doppelseitig klebenden Haftteil 84 an einer Befestigungsplatte 82 befestigt ist. Die 5 201 angeklebt, das seinerseits an einer verhältnismä-Rollen 76 lnd 78 sind um in einer Platte 90 gela- ßig steifen und dicken Stützplatte 202 angeklebt ist. gerte Wellen 86 bzw. 88 drehbar. Die Platte 90 ist an Eine Ummantelung 203 umgibt die ganze Anordeinem bewegbaren Gegenstand befestigt, dessen Posi- nung, die mittels Schrauben 205 an der Innenseite tion längs des Meßfühlers 62 bestimm« werden soll. der U-Schiene 204 angeschraubt ist. Die Breite des Stahlbandes 68 ist kleiner als die io Eine andere Befestigungsanordnung ist in Fig. 13 Breite des nichtisolierten Trägerstreifenbereichs, so dargestellt. Ein vertikal angeordneter Meßfühler 210 daß das Stahlband die Widerstandswicklung an den ist einerseits über ein Verbindungsstück 212 an einer Tfägerstreifen andrücken kann. Halteplatte 211 und andererseits über ein Verbin-

Die F i g 8 und 9 zeigen die Anwendung der Erfin- dungsstück 214 und eine Zugfeder 215 mit einer weidune zur Bestimmung der Lage eines Aufzugskorbes 15 teren Halteplatte 213 verbunden. Die Betätigung des in einem Aufzugschacht. Der Aufzugskorb 92 hängt Meßfühlers 210 erfolgt mittels einer Betätigungsvoran einem Seil 94, das über Rollen 96 geführt ist und richtung 216 mit einer Stützrolle 217 und einer an seinem freien Ende ein Gegengewicht 98 trägt. Ein Druckrolle 218, die an einer Platte 219 befestigt Meßfühler 100 ist an der Innenwandung des Auf- sind, die ihrerseits an einem bewegbaren Gegenstand, zuesschachtes angebracht und wird durch eine am no beispielsweise einem Aufzugkorb 220, angeordnet Aufzugkorb befestigte Druckrolle 102 betätigt. Über ist, dessen Lage zu bestimmen ist. Auf Grund dieser Anschlußleitungen 104 ist der Meßfühler 100 mit Aufhängung kann sich der Meßfühler seitlichen Beeiner Lageanzeigeschaltung verbunden. wegungen des Aufzugskorbes anpassen.

In F ig 9 ist eine Aufzugseinrichtumg dargestellt. Der Lagemeßfühler kann entweder als einfacher

die zusätzlich zu einer mit der Anordnung nach »5 veränderlicher Widerstand oder als Potentiometer Fi e 8 identischen Meßfühleranordnung 100. 102. geschaltet sein.

die der Oroblagebestimmung dient, eine weitere, der In Fi g. 14 ist in Verbindung mit einem Meßfühler

Laßefeinbestimmung dienende Meßfühleranordnung eine Anzeige- und Steuerschaltung dargestellt. Der aufweist Diese zusätzliche Meßfühleranordnung be- schematisch dargestellte Meßfühler 250 besteht aus steht aus einem weiteren, am Aufzugkorb 92 ange- 30 einem leitenden Streifen 251 und der Widerstandsbrachten Meßfühler 106, der elektrische Anschluß- wicklung 252. Der Meßfühler ist als Potentiometer leitungen 110 aufweist und von Druckrollen 108 be- geschaltet, wobei die Widerstandswicklung 252 zwitätigt wird die in bestimmten Abständen längs des sehen einer Betriebsspannung 4- V und Masse liegt Aufzußsschachtes angeordnet sind. und wobei der leitende Streifen 251 mit einem Ein-

Zum Zwecke einer vielseitigeren Installationsmög- 35 gang eines Spannungsverglcichers 254 und mit einer lichkeit kann der Meßfühler auch aus mehreren Ab- Lageanzeigeeinrichtung 256 verbunden ist. Eine schnitten zusammengesetzt sein. Ein solcher Meßfüh- Druckrolle 253 eines bewegbaren Gegenstands 25<! ler ist in Fi e 10 dargestellt. Der Meßfühler ist in betätigt den Meßfühler. Eine Bezugsspannungsquelle einer U-Schiene 114 eingebettet und weist an seinen 255 legt eine Bezugsspannung an den Spannungsver-Enden 112 eine Steckverbindung mit einem elektri- 40 gleicher 254 an. Der Spannungsvergleicher 254 verschen Anschluß 116 auf. Einander benachbarte Ab- gleicht diese Bezugsspannung mit der vom Meßfühler schnitte des Meßfühlers sind durch geeignete Lei- 250 abgegriffenen Spannung und erzeugt eine Fehtungsverbinduneen 117 miteinander verbunden. Dis lerspannung Ve, welche die Differenz zwischen der aneinandererenzenden Endbereiche einander benach- Istposition der Druckrolle 253 und einer Sollposition barter Meßfühlerabschnitte sprechen auf eine Betäti- ₄₅ ist. Diese Fehlerspannung kann einer Steuerschaltung eune nicht an sondern sind als inaktive Verbin- 258 zugeführt werden, welche die Bewegung des Gedunesstücke ausgebildet Eine zweirädrige Druckrol- genstandes 259 steuert, und außerdem an einen Lalenanordmine 118 überbrückt diese inaktiven Endbe- geanzeiger 257 angelegt werden, reiche so daß eine kontinuierliche Betätigung des Eine Proportionalsteueranlage ist in Fig. 15 dar-

Meßfü'hlers sichergestellt ist. Die Druckrollenanord- 50 gestellt. Ein Meßfühler ist wiederum schematisch als nune 118 besteht aus zwei Druckrollen 120 und 122, leitender Streifen 134 und als Widerstandswicklung die in einem Rahmen 124 gelagert sind. Der Rahmen 136 dargestellt, die mittels einer Druckrolle 38 betä-124 ist über eine Verbindungsstange 126 mit dem be- tigt wird. Die Widerstandswicklung 136 ist zwischen treffenden Gegenstand verbunden, dessen Lage be- eine Speisespannungsquelle +V und Masse geschalstimmt werden soll 55 tet; der leitende Streifen 134 ist mit einem Eingang In bestimmten Fällen ist außer der kontinuierli- einer Spannungsvergleicherschaltung 140 verbunden, chen Lageanzeige eines bewegten Gegenstandes auch Ferner ist zwischen die Speisespannungsquelle +V eine Endanzeige erwünscht, wenn der betreffende und Masse ein mehrfach angezapfter Widerstand Geeenstand eine Endstellung erreicht hat. Einen da- geschaltet. Die Anzapfungen 144 dieses Widerstands für ausgebildeten Meßfühler zeigt Fig. 11. Der wie- 60 142 sind wahlweise mit dem anderen Eingang der derum aus einem elektrisch leitenden Trägerstreifen Spannungsvergleicherschaltung 140 verbindbar. Jede 130 einer Isolation 132 und einer Widerstandswick- Anzapfung 144 stellt also eine bestimmte Sollposilung 133 bestehende Meßfühler weist dabei an seinen tion für die Druckrolle 138 dar. In Abhängigkeit der beiden Enden zusätzlich jeweils eine Wicklung 128 von einer die Anzapfungen 144 gelieferten Sollspanauf die eine oder mehrere Windungen haben kann 65 nung und der vom Trägerstreifen 134 gelieferten Istunr* entweder aus Widerstands- oder Leitermaterial spannung erzeugt die Schaltung 140 ein Fehlersignal, besteht und bei Betätigung ein Signal für eine Endan- das über einen Verstärker 141 einem Detektor zeiee liefert zugeführt wird, der Amplitude und Polarität des

9 10

Fehlersignals ermittelt und mit einer Steuerschaltung Fig. 19 zeigt eine Lagemeßeinrichtung, die mit

145 verbunden ist. die den Betrieb eines Stellmotors einer Selbstüberwachungseinrichtung ausgerüstet ist.

146 steuert. Der Lagemeßfühler besteht wiederum aus einem Nähert sich die Druckrolle 138 der jeweiligen Soll- Trägerstreifen 172, einer Widerstandswicklung 170

stellung, so erzeugt die Vergleicherschaltung 140 so S und einer Druckrolle 174. Die beiden Endanschlüsse

lange eine Fehlerspannung abnehmender Größe, bis der Widerstandswicklung 170 sind an eine Gesamt-

die SollposKion erreicht ist. Widerstandsüberwachungsschaltung 178 angeschlos-

Das in Fig. 16 gezeigte Diagramm verdeutlicht die sen, die ständig den Gesamtwiderstand der WiderArbeitsweise der Einrichtung nach Fig. 15. Das Dia- Standswicklung 170 mißt. Bei Änderungen des Gegramm zeigt die Motorgeschwindigkeit in Abhängig- io Samtwiderstandswertes, beispielsweise im Falle eines keit von der Größe des Fehlersignals. Beiderseits Bruches des Widerstandsdrahtes oder bei falscher eines Proportionalbereiches läuft der Motor in Vor- Betätigung des Meßfühlers durch Berührung zwiwärts- bzw. Rückwärtsrichtung jeweils mit maxima- sehen dem Widerstandsdraht und dem Trägerstreifen ler Drehzahl. an mehr als einer Stelle, wird ein Alarmgerät betätigt

Für sehr große Verstellwege kann eine Mehrbe- 15 und dadurch der Fehlerzustand im System angezeigt, reichslagemeßeinrichtung Anwendung finden. Eine Außerdem ist eine Kontinuitätsüberwachungsschalsolche Einrichtung ist in Fig. 17 gezeigt Ein Meß- tung 176 zwischen den Trägerstreifen und einen fühler 260 ist schematisch dargestellt und besteht aus Endanschluß der Widerstandswicklung 170 geschaleinem leitenden Streifen 261 und einer Widerstands- tet, die auf eine Stromkreisunterbrechung anspricht, wicklung 262, die mittels einer Druckrolle an den lei- ao wenn beispielsweise die Rolle 174 den Meßfühler tenden Streifen andrückbar ist. Die Widerstands- nicht betätigt, so daß dann ebenfalls der Fehlerzuwicklung 262 weist eine Anzahl von Anzapfungen stand des Systems angezeigt wird. 264 auf, die jeweils einen Meßfühlerabschnitt be- Bei manchen Anwendungsfällen kann es vorkomgrenzen. An den jeweils durchlaufenden Meßfühler- men, daß die Betätigungsrolle während einer größeabschnitt ist über Kontakte 265 und 266 eine Span- «5 ren Zeitspanne in der gleichen Stellung verbleibt nung V anschaltbar. Dadurch ergibt sich, bezogen beispielsweise bleiben Schieberventile bei Getreidesiauf die Gesamtmeßfühlerlänge, eine erhöhte Ge- los oft monatelang geschlossen. Bei einem derart lannauigkeit der Lageanzeige. Der leitende Streifen 261 gen Zeitraum kann der Druck der Betätigungsrolle ist an einen Eingang eines Differenzverstärkers 268 auf die Meßfühlerummantelung eine bleibende Verangeschlossen, dessen anderer Eingang mit einem 30 formung der Ummantelung zur Folge haben Der in ebenfalls an der Spannung V liegenden, als Sollwert- F i g. 20 dargestellte Meßfühler weist eine Ummantegeber dienenden Potentiometer 267 verbunden ist. lung auf, bei welcher eine derartige bleibende Ver-

Eine weitere Ausführungsform der erfindungsge- formung verhindert wird. Der aus einem leitenden

mäßen Einrichtung ist in Fig. 18 dargestellt, bei wel- Trägerstreifen 270, einer Isolationsschicht 272 und

eher zwei Meßfühler in einer Differenzschaltung ver- 35 einem Widerstandsdraht 271 bestehende Meßfühler

wendet werden, die zwei Ausgangssignale für eine ist von einer zusammengesetzten elastischen Um-

Lagesteuerung liefert. Dies ist beispielsweise erfor- mantelung273 umgeben, die eine innere, das elektri-

derlich, wenn zwei oder mehrere bewegte Gegen- sehe System uinscMießende Isolationsschicht 274,

stände im Gleichlauf gesteuert werden sollen. Dazu einen Metallstreifen 275, die auf dar den nichtisolier-

ist ein Meßfühler 15* längs des Weges des einen be- 40 ten Streifenbereich aufweisenden Meßfühlerseite an-

wegten Gegenstandes und ein weiterer Meßfühler geordnet ist, und eine äußere Schicht 276 aufweist

152 längs des Weges des anderen bewegten Gegen- Der Metallstreifen 275 ist gleich breit oder etwas

Standes angeordnet. Die beiden Gegenstände, deren schmaler als der Trägerstreifen 270 aber breiter als Bewegung abgetastet werden soll, sind jeweils mit der nichtisofierte Streifenbereich Der Metallstreifen

einer Druckrolle 154 bzw 156 gekuppelt und ihnen 45 275 besteht beispielsweise aus Federstahl und ist

,st jeweils eine Antnebsschaltung 158 bzw 160 zu- etwa 0,05 mm bis 0,1 mm dick. Dieser Metallstreifen

geordnet Die Ausgange der beiden Meßfühler 150 kann sich entweder über die gesamte Meßfühlerlänge

und 152 sind mit den beiden,Eingangen einer Steuer- erstrecken oder nur an bestimmten Abschnitten vor-

schaltung 162 verbunden, die Steuersignale an die gesehen sein, an denen die Druckrolle läneere Zeit

beiden Antriebsschaltungen 158 und 160 abgibt 50 stehenbleibt unickroUe längere i£\\

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

J. Hinrichtung zur kontinuierlichen Lagebestimmung eines längs eines Weges bewegbaren Gegenstandes mit einem Widerstands-Lagemeßfühler, dessen elektrischer Widerstand von der jeweiligen Lage des Gegenstandes abhängig ist, dadurch gekennzeichnet, daß der langgestreckte Lagemeßfühler (z.B. 26) aus einem elektrisch leitenden Trägerstreifen (z. B. 30), der teilweise von einer Isolation (z.B. 34) umgeben ist und auf einer Seite einen sich über seine ganze Länge erstreckenden nichtisolierten Streifenbereich aufweist, ferner aus einem spiralförmig um den Trägerstreifen herumgewickelten Widerstandsdraht (z. B. 32), der von der Trägerstreifenisolation in bestimmtem Abstand von dem nichtisolierten Streifenbereich gehalten wird und aus einer isolierenden Ummantelung (z. B. 36) aufgebaut ist, und daß ein am genannten Gegenstand (z.B. 11) angeordnetes Betätigungsorgan (z. B. 28) eine Kraft auf den Lagemeßfühler ausübt, so daß an der jeweiligen Stelle des Lagemeßfühlers der Widerstandsdraht (z. B. 32) mit dem nichtisolierten Bereich des Trägerstreifens (z. E. 30) elektrisch verbunden ist.
2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Betätigungsorgan eine Druckrolle (/.B. 28) ist, die auf dem Lagemeß- 3-, fühler (z. B. 26) abrollt und mit der zum Andrükken des Widtrstandsdiahts (l. B. 32) an den Trägerstreifen (z. B. 30) an den L igemeßfühler angedrückt wird.
3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckrolle (z. B. 28) mit einem auf dem Lagemeßfühler (z. B. 26) abrollenden Reifen (44) aus elastischem Material versehen ist.
4. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Betätigungsorgan eine Gasstrahldüse (59) ist, die mittels eines auf den Lagemeßfühler (48) gerichteten Gasstrahls die genannte Kraft auf den Lagemeßfühler ausübt.
5. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Betätigungsorgan (68) ein unter Zugspannung stehendes Band ist, das schmaler als der nichtisoliertc Streifenbereich ist und mindestens teilweise am Lagemeßfühler (68) entlang verläuft und mittels einer am bewegbaren Gegenstand (90) angeordneten Andrückvorrichtung (76) an den Lagemeßfühler angedrückt wird.
6. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Lagemeßfühler aus mehreren miteinander verbundenen Abschnitten zusammengesetzt ist.
7. Einrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die einzelnen Meßfühlerab- ichnitte jeweils nicht am Betrieb des Lagemeß- fühlers beteiligte Endteile mit bestimmter axialer Länge aufweisen und daß das Betätigungsorgan (118) zwei Rollen (120, 122) aufweist, die beide auf eiern Lagemeßfühler abrollen und einen der artigen Abstand voneinander haben, daß sie die Endteile überbrücken.
8. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß dieselbe (200) an einem verhältnismäßig steifen Stützstreifen (ZQZ) befestigt und mit diesem zusammen von einer elastischen Kunststoffumhüllung (203) umschlossen ist und daß die so gebildete Anordnung in einem Stützkanal (204) starr befestigt ist.
9. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß dieselbe vertikal unter Federspannung (215) frei aufgehängt ist und daß das Betätigungsorgan (216) eine auf der Rückseite des Lagemeßfühlers (210) mitlaufende Stützvorrichtung aufweist, die der Betätigungskraft auf den Lagemeßfühler entgegenwirkt und ein Wegdrücken des Lagemeßfühlers verhindert.
10. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Lagemeßfühler (130,132,133) an seinen beiden Enden jeweils eine kurze zusätzliche Wicklung (128) aufweist, die der Erzeugung einer Wrcende-Anzeige dienen.
11. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, gekennzeichnet durch eine Kontinuitätsüberwachungsschaltung (176), die zwischen den Trägerstreifen (172) und den Widerstandsdraht (170) geschaltet ist und auf eine Unterbrechung des Stromkreises anspricht, und durch eine Gesamtwiderstaudüberwachungssciialtung (178), die zwischen die beiden Enden des Widerstandsdrahtes (170) geschaltet ist und deren Gesamiwiderstand überwacht.
12. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, gekennzeichnet durch eine Anzeigeschaltung (256), welche die jeweilige Lage des Gegenstandes (253) längs des Weges anzeigt.
13. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, gekennzeichnet durch eine Steuerschaltung (258), die zu der jeweiligen Lage des Gegenstandes (253) in direkter Beziehung stehende, den Antrieb des Gegenstandes steuernde Steuersignale liefert.
14. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, gekennzeichnet durch eine Antriebseinrichtung (146), welche die Verschiebung des Betätigungsorgans (138) längs des Weges bewirkt, und durch eine Regeleinrichtung (140, 141, 143, 145), die mit dem Trägerstreifen (134) und dem Widerstandsdraht (136) des Meßfühlers in Verbindung steht und die Antriebseinrichtung in Abhängigkeit von den Signalen des Meßfühlers steuert.
15. Einrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Regeleinrichtung (140, 14L 143, 145) eine Bezugsspannungsquclle (142), die eine bestimmte Lage längs des Weges versinnbildlichende Bezugssignale liefert, sowie eine mit dem Meßfühler und der Bezugsspannungsquelle verbundene Spannungsvergleichcrschaltung (140) aufweist, die ein Fehlersignal liefert, das die Regelabweichung angibt, und eine Steuerschaltung (145) aufweist, die in Abhängigkeit von dem Fehlersignal die Antriebseinrichtung (146) steuert.
16. Einrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Regeleinrichtung (140, 141, 143, 145) eine Proportionalregeleinrichtung ist.
17. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß der Widerstandsdraht (262) des Lagemeßfühlers eine Viel-

von Anzapfungen (264) aufweist, von welchen jeweils zwei einen MeßfühlerabschniU festlegen, daß ferner eine Einrichtung (265, 266) zum Anlegen einer Speisespannung an den jeweils interessierenden Meßfühlerabschnitt und eine Anzeigeschaltung (268) vorgesehen sind, welch letztere die Lage des Betätigungsorgans (263) innerhalb dieses Meßfühlerabschnittes anzeigt.
18. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß die isolierende Ummantelung (36; 273) des Lagemeßfühlers aus mehreren Teilen zusammengesetzt und biegsam ist und eine innere Isolationsschicht (274) und eine äußere Isolationsschicht (276) sowie, zwischen die£cn beiden Isolationsschichten angeordnet, einen Metallstreifen (275) aufweist, welcher den nichtisoüerten Streifenbereich des Trägerstreifens (270) überdeckt und der Ummantelung zusätzliche Elastizität verleiht.
19. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Meßfühler vorgesehen sind, von denen sich einer (100) entlang des gesamten Weges f.-i-streckt und von einem am bewegbaren Gegenstand angeordneten Betätigungsorgan (102) betätigt wird, und von denen der andere (106) nur einen verhältnismäßig kurzen Teil des Gesamtweges überdeckt und am bewegbaren Gegenstand (290) angeordnet ist und von in bestimmten Abständen entlang des Weges angeordneten Betätigungsorganen (108) betätigt wird, und daß die beiden Meßfühler an eine Schaltung angeschlossen sind, die auf Grund des Ausgangssignals des einen Meßfühlers (100) eine Grobanzeige und auf Grund des Ausgangssignals des anderen Meßfühlers (106) eine Feinanzeige der jeweiligen Lage des bewegbaren Gegenstandes liefert.
20. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß zum Zwecke der Synchronisation der Bewegung zweier Gegenstände (154, 156) entlang einander zugeordneter Wege zwei Meßfühler (150, 152) vorgesehen sind, mit denen jeweils ein Betätigungsorgan des jeweils zugeordneten Gegenstandes zusammenwirkt und daß eine Regelsrhaltung (162) vorgesehen ist, welche die Antriebseinrichtungen (158, 160) der beiden Gegenstände im Sinne eines Synchronlaufes steuert.