DE2318331C3 - Elektromagnetische Abtastvorrichtung mit Hebeln - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine elektromagnetische Abtastvorrichtung mit Hebeln, in welcher ein eine Meßtaste tragender Hebel am Ende eines Gehäuses angelenkt ist, wobei dit Bewegungen der genannten Taste auf ein bewegliches Element eines elektronischen Transduktors übertragen werden, der unter Zwischenschaltung eines Umschaltmechanismus mit zwei Hebeln in einem Gehäuse angeordnet ist wobei der eine Hebel mit dem die Meßtaste tragenden Hebel verbunden und um die gleiche Achse schwenkbar ist und dieser Mechanismus gegen die Wirkung mindestens eines elastischen Elementes eine Verschiebung des beweglichen Elementes vom Transduktor ·η einer gleichen Richtung bewirken kann, dies infolge von Verschiebungen des die Meßtaste tragenden Hebels, die von einer Ruhelage aus in beiden Schwenkrichtungen des die Meßtaste tragenden Hebels ausgehen.

Der in Anspruch 1 angegebenen Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Verschiebung des beweglichen Elementes des Transduktors stets in gleicher Richtung unabhängig von der Verschiebungsrichtung der Meßtaste und des sie tragenden Hebels aus einer formschlüssig definierten Ruhelage derselben zu ermöglichen.

Zur Lösung dieser Aufgabe dient erfindungsgemäß die Kombination folgender Merkmale:
1.) Der zweite Hebel des Umschaltmechanismus ist schwenkbar auf dem ersten Hebel dieses Mechanismus angeordnet und steuert unter der Wirkung des elastischen Elementes und von zwei Anschlagmitteln die Bewegungen des beweglichen Elementes des Transduktors;

2.) das erste Anschlagmittel steht mit den beiden Hebeln in Wirkungsverbindung und begrenzt die Schwenkbewegung des zweiten Hebels in bezug auf den ersten Hebel in Richtung der Wirkung des elastischen Elementes, wenn der erste Hebel entgegengesetzt zu der Kraft des elastischen Elementes verschwenkt wird;

3.) das zweite Anschlagmittel ist jenseits der Schwenkachse des zweiten Hebels mit dem Gehäuse verbunden und begrenzt die gemeinsame Schwenkbewegung der beiden Hebel um die Schwenkachse des ersten Hebels im Sinne der Richtung der Wirkung des elastischen Elementes. Dadurch wird bei einer Verschwenkung des ersten Hebels gegen die Richtung der Wirkung des elastischen Elementes der zweite Hebel durch das erste Anschlagmittel gehalten und zusammen mit dem ersten Hebel um die Drehachse desselben gegen die Wirkung des elastischen Elementes verschwenkt. Wenn dagegen der erste Hebel in Richtung der Wirkung des elastischen Elementes verschwenkt wird, wird der zweite Hebel durch das zweite Anschlagmittel gehalten und gegen die Kraft des elastischen Elementes in bezug auf

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den ersten Hebel verschwenkt Inder Ruhelage, in welcher der erste Hebel keiner Verschwenkwirkung ausgesetzt ist, verhindern andererseits die beiden Anschlagmittel sowohl eine Verschwenkung des zweiten Hebels in bezug auf den ersten Hebel in Richtung der Wirkung des elastischen Elementes, ak auch eine gemeinsame Verschwenkung der beiden Hebel um die Schwenkachse des ersten Hebels in Richtung der Wirkung des elastischen Elementes.

Eine Ausführungsform des Erfindungigegenstandes ist nachfolgend an Hand der Zeichnungen näher erläutert In die»sn zeigt

F i g. 1 einen Profil-Längsschnitt durch eine Ausführungsform der Abtastvorrichtung und

F i g. 2 einen Schnitt in der Vorrichtungsebene.

Die dargestellte Abtastvorrichtung weist ein im wesentlichen rohrförmiges .Gehäuse t auf, dessen eines Ende zwei parallel zueinander angeordnete Backen 2 aufweist, zwischen denen ein Träger 3 vorgesehen ist, an welchem in bekannter Weise ein teilweise dargestellter Hebel 4 befestigt ist an dessen einem Ende eine nicht dargestellte Meßtaste befestigt ist Der Träger 3 ist mit e^;ner Welle 5 verbunden, deren Enden konisch ausgebildet und je in einem Kugelanschlag 6 gelagert sind, der in einer in der Backe 2 geschraubten Kapsel 7 angeordnet ist weiche Kapsel mit Hilfe einer an der äußeren Seite 9 der Backe 2 anliegenden Mutter 8 festgelegt ist.

Auf der Welle 5 ist der Körper eines Hebels 10 befestigt, der zwei parallel zueinander stehende Arme 11 aufweist, die sich in das Innere des Gehäuses 1 erstrekken. Der Körper des Hebels 10 ist mit Hilfe einer an sich bekannten und daher nicht näher umschriebenen Verbindung mit dem Träger 3 verbunden, wobei die Verbindung die beiden genannten Arme miteinander vereinigt.

Zwischen den Armen U des Hebels 10 ist ein Hebel 12 angeordnet, dessen Ende 13 einen zylindrischen, querliegenden Anschlag 14 trägt, welcher sich auf beiden Seiten des genannten Hebels erstreckt und deren Enden 15 sich je in zwei kreisförmigen öffnungen 16 in den Armen 11 des Hebels 10 erstrecken. Der Durchmesser dieser öffnungen 16 is« wesentlich größer als derjenige des Anschlages 14, derart, daß die Enden desselben sich radial in den genannten öffnungen 16 verschieben können. Das andere Ende 17 des Hebels 12 trägt eine Lamelle 18, die zwischen den spulen 19 eines Transduktors 20 angeordnet ist, mit welchem sie ein Induktivsystem an sich bekannter Bauart bildet, das hier nicht näher umschrieben ist. Der Hebel 12 trägt eine Querwelle 21, deren Enden konisch ausgebildet und drehbar in Kugelanschlägen 22 gelagert sind, die je in einer am Ende 24 des Armes geschraubten Kapsel 23 angeordnet sind, welche Kapsel mittels einer an der äußeren Seite des genannten Armes anliegenden Mutter 25 festgehalten wird. Der Hebel 12 wird so zwischen den Armen 11 des Hebels 10 schwenkbar gehalten, wobei die Schwenkbewegung durch den Verschiebeweg des Anschlages 14 in den öffnungen 16 begrenzt ist. Eine in der einen Spule des Transduktors 20 angeordnete Feder 26 stützt sich gegen die Lamelle 18 ab. Diese Feder ist mit einer Schraube 27 wirkungsverbunden, die in der Spule 19 des Transduktors 20 angeordnet ist und zur Einstellung der Kraft der genannten Feder 26 und damit der Andruckkraft der Feder gegen die Lamelle 18 dient

In der Wand des Gehäuses 1 ist ein Exzenteranschlag 28 drehbar angeordnet, der aus einer in der Wand des Gehäuses drehbar gelagerten Stütze 29 besteht, in die eine Schraube 30 greift, deren Achse in bezug auf die Achse der Stütze 29 versetzt ist Die Schraube 30 ist an ihrem einen Ende als Stift 31 ausge-S bildet in welchem Stift eine Kugel 32 eingefaßt ist Eine ebenfalls in die Stütze 29 greifende Schraube 33 dient zur Festlegung der Schraube 30, während ein Schutzplättchen 34 die Stütze 29 abdeckt Die Kugel 32 stützt sich punktförmig auf eine Stützscheibe 35 ab, die auf

ίο dem Hebel 12 befestigt ist Der Fxzenteranschlag 28 und die Stützscheibe 35 sind derart angeordnet, daß der Abstützpunkt jenseits der Schwenkachse des Hebels 12 zu liegen kommt d. h- auf der Seite des freien Endes vom Hebel 12. Außerdem ist die Wirkung der Feder 26 derart daß die Stützscheibe 35 gegen die Kugel 32 des Anschlages 28 gepreßt wird.

Auf beiden Seiten des zweiarmigen Hebels 10 sind Anschläge 36 vorgesehen, welche die Schwenkbewegung des genannten Hebels begrenzen. Diese Anschläge 36 sind durch Schrauben gebildet die in der Wand des Gehäuses 1 befestigt sind.

Die Funktionsweise der umschriebenen Abtastvorrichtung ist die folgende:
In der Ruhelage, d. h. wenn die Meßtaste 4 keiner Verschiebebewegung ausgesetzt ist, drückt die Feder 26 die Lamelle 18 von unten nach oben (Fig. 1) und preßt den Hebel 12 gegen die Kugel 32 des Anschlages 28. Dabei versucht die Feder 26 den Hebel 12 im Gegenuhrzeigersinn zu verschwenken. Der mit dem Hebel 12 wirkungsverbundene Anschlag 14 wird ebenfalls verschwenkt und kommt mit dem unteren Rand der beiden öffnungen 16 des Hebels 10 in Berührung, wodurch eine Verschwenkung des Hebels 12 verhindert wird. Die beiden Hebel 10 und 12 können auch nicht zusammen eine Schwenkbewegung ausführen, da der Hebel 12 durch Anschläge 28 und 14 gehalten wird und die Hebel 10 und 12 mittels der Welle 21 miteinander verbunden sind. Die Anordnung befindet sich damit im Gleichgewicht, und die Meßtaste 4, welche mit Hilfe des Trägers 3 mit dem Hebel 10 verbunden ist, wird keiner Druckbeanspruchung ausgesetzt und befindet sich damit in einer stabilen Gleichgewichtslage.

Wenn die Meßtaste 4 von oben nach unten (F i g. 1) verschoben wird, werden der Träger 3 und damit auch der mit diesem wirkungsverbundene Hebel 10 im Uhrzeigerdrehsinne um die Welle 5 geschwenkt. Der Hebel 10 nimmt während seiner Schwenkbewegung die Welle 21 und somit auch den Hebel 12 mit, der sich im gleichen Drehsinne gegen die Wirkung der Feder 26 verschwenkt, wodurch der Anschlag 14 in Berührung mit der unteren Wand der Öffnungen 16 des Hebels 10 gehalten wird. Die Hebel 10 und 12 sowie die Lamelle 18 werden in der Anordnung im Uhrzeigerdrehsinn um die Welle 5 gedreht. Die Verschiebung der Lamelle im Transduktor 20 bewirkt die Auslösung eines Signals im genannten Transduktor, das in Abhängigkeit zur Verschiebung der Lamelle 18 und damit 7m Verschiebung der Meßtaste 4 steht.

Wenn die Meßtaste 4 von oben nach unten (F i g. 1) bewegt wird, werden der Träger 3 und damit auch der mit diesem wirkungsverbundene Hebel 10 im Gegenuhrzeigersinn auf der Welle 5 verschwenkt. Der Hebel 10 nimmt während dieser Schwenkbewegung die Welle 21 mit, welche versucht, den Hebel 12 zu verschwenken. Da sich jedoch letzterer nicht von unten nach oben verschieben kann, da er gegen die Kugel 32 des Anschlages 28 gedruckt wird und drehbar zwischen die Arme 11 des Hebels 10 unter Zwischenschaltung der

Welle 21 angeordnet ist und da der Anschlag 14 sich radial in den öffnungen 16 des Hebels 10 bewegen kann, wird der Hebel 12, entgegen der Wirkung der Feder 26, im Uhrzeigerdrehsinn verschwenkt. Der Drehmittelpunkt dieser Schwenkbewegung wird durch S die Welle 2t gebildet, wobei die Lamelle 18 ebenfalls im Uhrzeigerdrehsinn verschwenkt wird. Die Verschiebung der Lamelle 18 im Transduktor 20 bewirkt die Auslösung eines Signals, das in Abhängigkeit zur Verschiebung der Lamelle 18 und damit der Meßtaste 4 steht.

Aus den vorstehenden Ausführungen geht hervor, daß die Lamelle 18 immer in der gleichen Richtung bc wegt wird, also von oben nach unten oder im Uhr zeigerdrehsinn, dies unabhängig von der Richtung, in welcher die Meßtaste 4 bewegt wird. Die Vorrichtung zum Übertragen der Bewegung der Taste arbeitet also im Sinne eines automatischen Umschalters für die Tastrichtung der Meßtaste 4, wobei das vom Transduktor erzeugte Signal immer in der gleichen Richtung verlaufen wird.

Es ist zu bemerken, daß in einer Bewegungsrichtung der Meßtaste 4 die Lamelle 18 eine kreisförmige Drehbewegung um die Welle 5 ausführt, während in der entgegengesetzten Bewegungsrichtung der Taste 4 die Lamelle um die Welle 21 gedreht wird, dies aus der Geometrie der Anordnung resultierend, welche in der einen Richtung der Tastenverschiebungen verstellt wird. Bei einer gleichen Verschiebung der Taste in beiden Richtungen sind die Winkellagen der Lamelle 18 in bezug auf den Transduktor 20 verschieden, und der Transduktor wird Signale erzeugen können, welche nicht identisch sind für die beiden Bewegungsrichtungen der Taste. Um diese Wirkung zu korrigieren, genügt es den Exzenteranschlag 28 zu beeinflussen, um den Abstützpunkt der Kugel 32 auf der Scheibe 35 und damit die Verschwenkungsgeometrie des Hebels 12 711 verändern, während der Hebel 10 im Gegenuhrzeigersinn verschwenkt wird. Da die vom Hebel 12 eingenommenen Drehlagen von der Lage der Kugel 32 in bezug auf den Drehmittelpunkt der Welle 21 abhängig sind, wird in der Tat die Drehung der Stütze 29 eine Verschiebung der Schraube, sowie der Kugel 32 bewirken, wodurch die Lage des Abstützpunktes der Kugel 32 in bezug auf den Drehmittelpunkt der Welle 2t verändert wird. Der Exzenteranschlag 28 wird somit eine Änderung der Geometrie des Umschalters ermöglichen, derart, daß für die beiden Bewegungsrichtungen der Taste identische Signale erzeugt werden können. Es wird ebenfalls möglich sein, die axiale Lage des Anschlages 28 durch Drehung der Schraube 30 einzustellen.

Die besondere Anordnung der Wellen 5 und 21, deren konische Enden in Kugelanschlägen gelagert werden, welche in Elementen angeordnet sind, die eine gewisse Elastizität in Richtung der genannten Achsen besitzen, sowie der Backen 2 des Gehäuses 1 und der Arme 11 des Hebels 10, ermöglichen ein fortwährendes Andrücken, wodurch eine automatische Behebung des Spiels der Wellen in ihren Lagerstellen infolge Abnutzung gewährleistet ist. In der Tat kann man während des Zusammenbaues der Wellen 5 und 21 in ihren Lagerstellen die axiale Lage der Kugelanschläge derart einstellen, daß die Elastizität der Backen 2 und der Arme 11 beeinflußt werden kann. Das Fixieren der Wellen 5 und 21 geschieht somit unter Wirkung der genannten Elastizität, wodurch die Wellen ohne Spiel in ihren Lagerstellen geführt werden können.

Gemäß einer besonderen Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes könnten die Anschläge 14 mit den öffnungen 16 durch ein anderes Anschlagmittel ersetzt werden, beispielsweise durch einen am Ende des Hebels 10 und in der Nähe der Schwenkachse (21) des Hebels angeordneten Anschlag: oder durch andere äquivalente Mittel. Obschon die Anordnung der Feder 26 im Element 19 des Transduktors 20 eine vorzugsweise Ausführungsform für die problemlose Erreichung einer Gleichgewichtslage der in beiden Funktionsrichtungen des automatischen Umschaltsystems bewirkten Drücke darstellt, ist es ebenfalls möglich, die genannte Feder 26 durch mindestens eine oder mehrere Federn zu ersetzen, welche außerhalb des Transduktors angeordnet sind, beispielsweise im Gehäuse 1 mit unmittelbarer Wirkung auf den Hebel 12. Auch können andere, an sich bekannte, Ausführungen von elastischen Elementen Verwendung finden.

Im weiteren könnte der zweiarmige Hebel 11 durch einen einfachen, einarmigen Hebel ersetzt werden, obschon die zweiarmige Ausführung eine vorzugsweise Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes im Hinblick auf den elastischen Einbau der Welle 21 darstellt.

Schlußendlich könnte der induktive Transduktor 20 durch ein anderes äquivalentes Mittel ersetzt werden.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (7)

Patentansprüche:

1. Elektromagneiische Abtastvorrichtung mit Hebein, in welcher ein eine Meßtaste tragender Hebel »m Ende eines Gehäuses angelenkt ist. wobei die Bewegungen der genannten Taste auf ein bewegliches Element eines elektronischen Transduktor? Obertragen werden, der unter Zwischenschaltung eines Umschaltmechanismus mit zwei Hebeln in einem Gehäuse angeordnet ist, wobei der eine Hebel mit dem die Meßtaste tragenden Hebel verbunden und um die gleiche Achse schwenkbar ist und dieser Mechanismus gegen die Wirkung mindestens eines elastischen Elementes eine Verschiebung des beweglichen Elementes vom Transduktor in einer gleichen Richtung bewirken kann, dies infolge von Verschiebungen des die Meßtaste tragenden Hebels, die von einer Ruhelage aus in beiden Schwenkrichtungen des die Meßtaste tragenden Hebels ausgehen, gekennzeichnet durch die Kombination folgender Merkmale:

1.) Der zweite Hebel (12) des Umschaltmechanismus ist schwenkbar auf dem ersten Hebel (10) des genannten Mechanismus angeordnet und steuert unter der Wirkung des elastischen Elementes (26) und von zwei Anschlagmitteln (14, 15. 16; 28) die Bewegungen des bewegbaren Elementes (18) des Transduktors (20);

2.) das erste Anschlagmittel (14 bis 16) steht mit den beiden Hebeln (10, 12) in Wirkungsverbindung und begrenzt die Schwenkbewegung des zweiten Hebels (12) in bezug auf den ersten Hebel (10) in Richtung der Wirkung des elastischen Elementes (26). wenn der erste Hebel (10) entgegengesetzt zu der Kraft des elastischen Elementes (26) verschwenkt wird;

3.) das zweite Anschlagmittel (28) jenseits der Schwenkachse (21) des zweiten Hebels (12) ist mit dem Gehäuse (1) verbündet und begrenzt die gemeinsame Schwenkbewegung der beiden Hebel (10,12) um die Schwenkachse (5) des ersten Hebels (10) im Sinne der Richtung der Wirkung des elastischen Elementes (26).

2. Abtastvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Hebel (10) zwei par-•llel zueinander stehende Arme aufweist, zwischen llenen der zweite Hebel angelenkt ist.

3. Abtastvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Hebel (12) mit einer <|uerliegenden Achse (21) wirkungsverbunden ist, deren Enden konisch ausgebildet und in Kugelan-Schlägen (22) gelagert sind, welche Anschläge je in iinem in den parallel zueinander angeordneten Armen (II) des ersten Hebels (10) geschraubten Träger gelagert sind.

4. Abtastvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Anschlagmittel (14, 15, 16) einen Anschlag aufweist, der quer auf dem tweiten Hebel (12) angeordnet ist und dessen Enden in querliegenden öffnungen geführt sind, die in den Armen des ersten Hebels vorgesehen sind und daß die genannten öffnungen Abmessungen aufweisen, die größer sind als diejenigen in den Enden der Anschläge.

5. Abtastvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Anschlagmittel (28) einen Anschlag (30, 32) aufweist, welcher exzentrisch in einem im Gehäuse (1) angelenkten Träger (29) angeordnet 1st und der genannte Anschlag (30, 32) am zweiten Hebel (12) anliegt

6. Abtastvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der exzentrische Anschlag axial einstellbar ausgebildet ist

7. Abtastvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet daß das elastische Element (26) im Transduktor angeordnet ist und am beweglichen Element (18) desselben anliegt