DE2526188A1

DE2526188A1 - Beruehrungsloses laengenmessgeraet

Info

Publication number: DE2526188A1
Application number: DE19752526188
Authority: DE
Inventors: Konrad Mueller-Falkenberg
Original assignee: MUELLER FALKENBERG KONRAD
Current assignee: MUELLER FALKENBERG KONRAD
Priority date: 1975-06-12
Filing date: 1975-06-12
Publication date: 1976-12-30

Description

B e s c h r e i b u n g Titel: Berührungsloses Längenmeßgerät Anwendungsgebiet und Zweck: Das Gerät ist hauptsächlich für die Dehnungsmessung an metallischen Zugproben in Prüfmaschinen vorgesehen. Es kann aber auch zu anderen Längenmessungen benutzt werden, bei denen die Berührung des zu messenden Objekts vermieden werden soll.
Stand der Technik: Bei Zugproben wird ein genormter Probestab bis zum Bruch in einer Prüfmaschine auseinandergezogen.
Zur Ermittlung der Dehnung wird eine nach DIsT festgelegte Strecke in der Mitte der Probe gemessen. Zu diesen Zwecke wird meistens ein Meßgerät an der Zugprobe angebracht, dessen Schneiden in den zu prüfenden Werkstoff eingedrück werden.
Der nachteil dieser Meßgeräte ist: 1.) daß sie wegen der weit ausladenden Spannköpfe der Maschine sowie der im Querschnitt, in der Lange und der Dehnung sehr unterschiedlichen Zugproben nur schwierig, zeitraubend und mit verschiedenen Zusatzteilen an der Probe anzubringen sind, 2.) daß diese Geräte durch ihre Meßsysteme (Dehnungsmeßstreifen oder Induktionsänderung), wenn sie für große Meßwege bis zum Bruch der Probe ausgelegt sind, in der Auflösung nicht mehr für die genaue Bestimmung der bleibenden Dehnung (0,2 % Grenze) ausreichen, 3.) müssen diese bezeichneten Meßgeräte vor dem Bruch harter Proben abgenommen werden, weil sie sonst von den Beschleunigungskräften beschädigt würden.
Bekannte berührungslose optisch-elektronische Meßsysteme, wie z. 3. mit 2 Fernsehkameras finden in der Praxis der Werkstoffprüfung bei Zugversuchen kaum Anwendung, weil diese sehr teuer sind uvld be längeren Meßwegen keIne ausreichende Auflösung haben.
Lösung: Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Vielzahl der Dehnungsmeßgeräte und deren Zubehör zu verrnindern und deren in mehrfacher Hinsicht problematische Anbringung zu erübrigen.
Diese Aufgabe wird erfindungsmäßig dadurch gelöst, da ?.fl der Probe zwei Hell-Dunkel-Grenzen oder Linien ançebrcickt werden, welche die Meßlänge L0 eingrenzen. Diese Marken können nach einer Schablone mit Farbe aufgespritzt, als Band aufgeklebt oder als Klammern aufgesetzt werden.
Es ist bekannt, daß Prüfmaschinen die Proben etwas schief ziehen, so daß auf dem Umfang der Probe nicht sn alle Stellen die gleiche Dehnung eintritt.
Um aber mit nur einem wie folgt beschriebenen Längenmeßgerät den Mittelwert zu messen, kann eine Vorrichtung au zwei Klammern aufgesetzt werden, welche die Probe an zwei gegenüberliegenden Seiten mit Schneiden faßt. Die Klammern haben 900 zu den Schneiden versetzt ihre Marken und ein Gestänge, z.B. Parallelogrammführung, welches das Kippen der Marken in der Ebene der Probenlängsachse verhindert.
Außerdem kann das Gestänge mit einem Anschlag ür cie Ausgangsmeßlänge Lo versehen sein.
Das Meßgerät wird am zweckmäßigsten an der Prüfmaschine schwenkbar und in der Höhe verstellbar angebracht Es aber auch auf einem Stativ neben die f;aschine gestellt werden.
Es besteht aus zwei optischen Abtasteinheiten, die je eine Marke der Probe anleuchten und auf ein opto-elektr. fandlerelement abbilden. Besonders geeignet ist dzu ein Difierentialphotoelement oder eine -diode. Das an über einen separaten Projektor wie in Skizze 3 oder über ein gemeinsames Objektiv und einen halbdurchlässigen Spiegel wie in Skizze 2 erfolgen.
Verändert sich die Lage der Marke und damit die Abbildung der Hell-Dunkel-Grenzen, so wird über eine entsprechende Verstärkung und durch motorischen Antrieb die Abtasteinheit so nachgefahren, daß die Abbildung der Hell-Dunkel-Grenze im Zentrum des opto-elektr. Wandlerelements bleibt. Solche Regelangetriebe sind z. B. zum Steuern von Maschinen nach Zeichnung bekannt.) Eine oder beide Abtateinheiten sind mit einer Längemeßvorrichtun verbunden.
Ausführungsbeispiel A: Skizze 1 zeigt ein Konstruktionsbeispiel, bei dem beide Abtasteinheiten mit Kugelumlsufbuchsen au vier Wellen geführt sind. Die untere Abtasteinheit verschiebt über Rotor und Spindel den gesamten beweglichen Teil des Gerätes parallel zur unteren Marke. Die obere Abtasteinheit wird parallel zur oberen Marke über Motor und Spindel allein gefahren.
Am oberen Ende der Spindel befindet sich die Rastscheibe des inkrementalen Drehgebers. Der Drehgeber gibt beim Bewegen der oberen Abtasteinheit entsprechend dem Abstand zur unteren Impulse, die über Vor- Rückzähler zur direkten digitalen Anzeige des zurückgelegten Weges geeignet sind.
Ausführungsbeispiel B: Statt des Drehgebers ist mit der oberen Abtasteinheit ein Äbtastkopf verbunden, der einen Gitter:1aßstab abfährt. Das hatte den Vorteil, daß Spindelfehler ausgeschaltet sind (an Werkzeugmaschinen üblich).
Ausführungsbeispiel C: Beide Abtasteinheiten sind mit Längenmeßvorrichtungen verbunden, und die zurückgelegten Wege werden addiert bzw. subtrahiert.

Claims

Patentansprüche:

Oberbegriff: Berührungsloses Längenmeßgerät, insbesondere für Zugproben in Prüfmaschinen.

Kennzeichnender Teil: Dadurch gekennzeichnet, daß sich zwei optische Abtasteinheiten parallel zu den Marken auf der Probe verschieben. Eine oder beide optische Abtasteinheiten sind mit einem Längenmeßsystem verbunden, das die Abstandsänderungen der Marken direkt anzeigt oder Signale zur weiteren Datenverarbeitung gibt.

Oberbegriff des Unteranspruchs 1: Berührungsloses Längenmeßgerät, insbesondere für Zugproben in Prüfmaschinen.

Kennzeichnender Teil des Unteranspruchs 1: Dadurch gekennzeichnet, daß sich zwei optische Abtasteinheiten parallel zu den Marken auf der Probe verschieben. Eine oder beide optische Abtasteinheiten werden über Spindeln gefahren, die mit einem Drehgeber gekuppelt sind, insbesondere einem inkrementalen Drehgeber, dessen Gitterscheibe direkt aüf der Spindel sitzt und Impulse für die Längenmessung entsprechend den Abstandsänderungen der Marken gibt.

Oberbegriff des Unteransruchs 2: Berührungsloses Längenmeßgerät, insbesondere für Zugproben in Prüfmaschinen.

Kennzeichnender Teil des Unteranspruchs 2: Dadurch gekennzeichnet, daß sich zwei optische Abtasteinheiten parallel zu den Marken auf der Probe verschieben. Eine oder beide optische Abtasteinheiten sind mit einem Abtastkopf verbunden, der einen Gittermaßstab abt währt und Impulse entsprechend den Abstandsänderungen der Marken für die Längenmessung gibt.

L e e r s e i t e