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Ilubüb ertragungselement Die Erfindung bezieht sich auf ein Hubübertragungs
element, das aus einer die Betätigungskraft übertragenden Seele und einem diese
umhüllenden Mantel besteht.
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Es sind mechanische Taster mit einem Hubübertragungselement bekannt,
die aus einer vom Meßobjekt beeinflußten Tasteinheit, einer Schalteinheit und gegebenenfalls
einer optischen Anzeigevorrichtung für den jeweiligen Betriebszustand (Schalter
Ein - Aus) bestehen, Diese Einzelfunktionsglieder sind zu einem Gerät zusammengefaßt,
das unmittelbar am abzutastenden Objekt angebracht wird (DIN 43 694>. Bei Platzbeschränkungen
ist es oft nicht möglich, den Taster am Meßort zu montieren, da dessen
Abmessungen
zu groß sind. In diesem Fall kann die Tasteinheit des Tasters über ein Hubübertragungselement
mit der Schalteinheit des Tasters verbunden werden. Das Hubübertragungselement ist
flexibel und kann eine Lange bis zu 5 m haben.
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Es ist ferner ein mechanischer Taster bekannt, bei welchem als Hubübertragungselement
ein Stahlschlauch verwendet ist, welcher eine bewegliche Zentrallamelle hat, die
auf Stahlkugeln läuft (Flexball, Fernbetätigungen). Bei diesem Hubübertragungselement
erfolgt die Ubertragung der Betätigungskraft zwar reibungsarm, das Element hat jedoch
einen großen Biegeradius und ist daher nur begrenzt einsetzbar.
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Durch die Kugelführung der Zentrallamelle ergibt sich weiter eine
technisch aufwendige Konstruktion, Es ist auch ein mechanischer Taster mit einem
als Seilzug ausgebildeten Hubübertragungselement bekannt (Firma Square D Company),
Dieses Hubübertragungselement hat nicht die zu fordernde Lebensdauer und Klimabeständigkeit.
Der Biegeradius ist zu groß es ergeben sich Schaltpunktwanderungen und hohe Ubertragungsfehler,
Schließlich ist ein mechanischer Taster bekannt, der als Hubübertragungselement
ein mit Stahlkugeln gefülltes, biegbares Rohr verwendet. Die Stahlkugeln ergeben
eine relativ große zu bewegende Eiassefi so daß sich eine geringe
Betätigungsgeschwindigkeit
ergibt. Ferner muß zum Biegen des Rohres ein besonderes Werkzeug verwendet werden.
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Die Erfindung hat sich zur Aufgabe gestellt, ein flexibles Hubübertragungselement
zu schaffen, das ohne Werkzeug auch in Bogen mit einem Radius von mindestens 100
mm gelegt werden kann. Es soll eine hohe Betätigungsgeschwindigkeit (etwa 2 m/s),
eine große Zahl von Bewegungsspielen (3 . i07) und ein kleiner Hub-Ubertragungsfehler
(As ~ + O,05 mm) erreicht werden. Beständigkeit gegenüber korrosiver Atmosphäre
soll gegeben und eine Wartung nicht erforderlich sein. Der technische Aufwand soll
gering und die Herstellung einfach sein, so daß auch der Kostenaufwand gering ist.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß mindestens
eine der aufeinander gleitenden Flächen aus Kunststoff mit kleinem Reibungskoeffizienten
besteht.
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Zweckdienliche Weiterbildungen des Erfindungsgegenstandes sind den
Unteransprüchen zu entnehmen.
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Die Erfindung wird nachstehend anhand eines in der Zeichnung schematisch
dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert. Es zeigen Fig. 1 einen an sich
bekannten. mechanischen Taster,
Fig. 2 den gleichen Taster, jedoch
in Verbindung mit dem erfindungsgemäßen Hubübertragungselement, Fig, 3 die Ausbildung
einer Tasteinheit mit Tastkopf und den Anschlußteil eines Schaltgehäuses, Fig. 4
eine mögliche Ausbildung der Enden des Hubübertragungselementes, Fig. 5 eine mögliche
Ausbildung der mit dem Hubübertragungselement zus -menarbeitendenTasteinheit, Fig,
6 eine andere Ausbildung der Enden des Hubübertragungselementes, Fig. 7 eine weitere
Ausbildung der Seele und des Mantels des Hubübertragungselementes, Fig. 8 eine andere
Ausbildung des Mantels.
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In der Fig. 1 ist ein in Doppelpfeilrichtung verschiebbarer Geber
1 angedeutet, welcher sich beispielsweise an einer beliebigen Arbeitsmaschine befinden
möge. Dieser Geber wird von einem beispielsweise dachförmig ausgebildeten Tastkopf
2 eines mechanischen Tasters 20 abgetastet.
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Der Tastkopf 2 ist in einer Tasteinheit 3 geführt, die über eine Klemme
4 mit einem Schaltgehäuse 5 verbunden ist. Der Tastkopf 2 arbeitet mit einem Stößel
6 zusammen, durch den ein elektrischer Schalter 7 betätigt wird. Der Schalter hat
zwei Anschlußleitungen 8, die durch eine Durchführung 9 nach außen geführt sind.
Mit 10 ist eine
Anzeige angedeutet, durch die eine Kontaktierung
des Schalters signalisiert wird. Die Tasteinlieit 3 mit dem Tastkopf 2 ist von dem
Schaltgehäuse 5 durch Öffnen des flemmstückes i lösbar.
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Der Taster 20 ist in seiner grundsätzlichen Ausbildung an sich bekannt
CDIN 43 694).
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In vielen Fällen ist für den mechanischen Taster 20 an den zu messenden
Stellen nicht der notwendige Platz vorhandeln. Der mechanische Taster kann daher
nach der Fig. 2 durch Anwendung eines flexiblen Hubübertragungselementes 30 ergänzt
werden. Vom mechanischen Taster 20 nach der Fig. 1 wird einfach die Tasteinheit
3 mit dem Tastkopf 2 abgenonnnen und dafür in den Taster 20 nach der Fig. 2 das
flexible Hubübertragungselement 30 eingesetzt, welches an seinem einen freien Ende
die Tasteinheit 3 mit dem Tastkopf 2 trägt. Das Klemmstück 4 wird in geeigneter
Weise am zu messenden Ort befestigt. Das eine Endstück 12 des flexiblen Hubübertragungselementes
wird mittels Klemmstück II am Schaltgehäuse 5 befestigt. Das flexible Hubübertragungselement
30 besteht aus einem Mantel 13 und aus einem in diesem gleitenden Kabel 14. Beide
bestehen zweckmäßig aus Polytetrafluoräthylen. Ein weiteres Endstück 15 ist mit
der Tasteinheit 3 mittels Klemmstück 4 verbunden. Das Schaltgehäuse 5 ist an einer
Befestigungs
leiste i6 angeordnet, die oine Batteriemontage einer
Mehrzahl von Schaltgehäusen 5 ermöglicht. Die Befestigungsleiste 16 ist beispielsweise
in einem nicht weiter dargestellten Schaltschrank angeordnet In Fig. 3a ist in Schnittzeichnung
dargestellt die Tasteinheit 2, 3, losgelöst vom Schaltgehäuse 5 (Fig. 3b).
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Ist eine örtliche Trennung der Tasteinheit vom Schaltgehäuse nötig,
so-rird das in Fig. 4 dargestellte Hubübertragungselement 30 dazwischengelegt. In
diesem Falle wird die Tasteinheit vom Schaltgehäuse gelöst und stattdessen erd sie
mittels Klemmstück 4 mit der Hülse 15 verbunden, die über eine Hülse 18 mit dem
Mantel 13 des Ifubiibertragungselementes in geeigneter Weise, beispielsweise Klebung,
verbunden ist. Am anderen Ende des Mantels 13 ist dieser über eine Buchse 18' mit
einer Hülse 12 in geeigneter Weise verbunden, die auf das Schalt gehäuse 5 aufgesetzt
und mittels Klemmstück 11 festgeklemmt wird.
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Bei Betätigung des Tastkopfes 2 in Pfeilrichtung wird die Bewegung
über die Seele 14 und den Stößel 6 auf den Schalter 7 übertragen, so daß Kontakte
betätigt werden, was durch die Anzeige 10 signalisiert wird. Durch das flexible
Hubübertragungselement 30 kann die Tasteinheit 2, 3 an beliebigen Stellen angebracht
werden.
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In der Fig. 5 ist das am abzutastenden Objekt anzuoranende Ende des
flexiblen Hubübertragungselementes 30 in Verbindung
mit der Tasteinheit
2, 3 in einer weiteren Ausführung im Schnitt dargestellt. Die Ausbildung besteht
wieder aus einer Tasteinheit 2', 3' und einer Überwurf~ mutter 19. Ferner ist eine
Hülse 15' vorgesehen, die nunmehr mit einem Gewinde ausgerüstet ist. Die Tasteinheit
3' wird mittels Uberwurfmutter 19 auf die Hülse 15' aufgeschraubt. Die Hülse 15'
ist über eine Buchse 18 fest mit dem Mantel 13 des Hubübertragungselementes, beispielsweise
durch Klebung, verbunden.
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In der Fig. 6 ist eine weitere Möglichkeit der Ausbildung der Enden
des Hubübertragungselementes dargestellt. Verwendet ist ein Faltenbalg 21, in den
das Kabel 14 des Hubübertragungselementes eingeführt ist, welches über die Stirnfläche
22 des Faltenbalges 21 hinausragt. Das Kabel 14 ist mit dem Faltenbalg 21 an der
Stelle 23, beispielsweise durch Klebung, verbunden. Der Mantel 13 des Hubübertragungselementes
ist an der Stelle 24 mit dem Faltenbalg 21, beispielsweise durch Klebung, verbunden.
Der Anschluß an die Tasteinheit 2, 3 erfolgt wieder über eine Hülse 15", die beispielsweise
durch Klemmung mittels Klemmstück 4 miteinander verbunden sind. Elit dem Mantel
ist die Hülse 15" über das feststehende Endteil des Faltenbalges 21, beispielsweise
durch Klebung, verbunden.
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Durch die Ausbildung nach der Fig. 6 ist ein Eindringen von Staub,
Wasser odgl. zwischen Kabel und Mantel des Hubübertragungselementes 30 mit Sicherheit
vermieden.
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Anstelle des aus Polytetrafluoräthylen bestehenden Kabels 14 kann
auch eine Metallseele (Wendel) verwendet werden, die mit Polytetrafluoräthylen umhüllt
ist.
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Auch der Mantel 13 kann eine Metallwendel in Verbindung mit einer
Polytetrafluoräthylenbeschichtung sein.
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In Fig. 7 und 8 sind in Schnittzeichnungen diese Ausführungen dargestellt.
Die Seele besteht aus einer Metallwendel 40, die mit Plytetrafluoräthylen-Umhüllung
41, beispielsweise Schrumpfschlauch, fest umschlossen ist. Durch diese Kombination
wird die Flexibilität der Seele gegenüber den bisher genannten Ausführungen erhöht
und durch die feste Umhüllung entspricht die thermische Ausdehnung derjenigen des
Polytetrafluoräthylen.
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Ebenso wie die Seele besteht auch der Mantel in Fig. 7 aus einer Metall'wendel
43 mit einer Polytetrafluoräthylen-Umhüllung 42. Das für die Seele Gesagte gilt
auch für den Mantel. Somit sind die thermischen Ausdehnungskoeffi zienten von Seele
und Mantel gleich.
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Der in Fig, 8 dargestellte Mantel besteht aus einem Polytetrafluoräthylenschlauch
44, der von einer Metallwendel 45 eng umschlossen ist. Somit haben auch bei dieser
Ausführung Seele und Mantel gleiche thermische Ausdehnungskoeffizienten.
Gleichzeitig
schützt die Metallwendel k5 den umliegenden Polytetrafluorätllylenschlauch 44 vor
äußeren mechanischen Beschädigungenund verhindert ein Ovalwerden des Querschnittes
bei kleinerwerdendem Biegeradius.
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Um das gute Antikorrosionsverhalten des Polytetrafluoräthylen nicht
zu beeinträchtigen, sind die Metaliwendel in Fig. 7 und 8 aus Edelstahldraht.
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Patentansprüche