DE2601274A1

DE2601274A1 - Detektorvorrichtung

Info

Publication number: DE2601274A1
Application number: DE19762601274
Authority: DE
Inventors: Henoret Francois Louis L; Herve Pierre Rasigade
Original assignee: Poclain SA
Current assignee: Poclain SA
Priority date: 1975-01-15
Filing date: 1976-01-15
Publication date: 1976-07-22
Also published as: JPS5196345A; BR7600205A; US4127814A; FR2298081B1; FR2298081A1

Description

Ba 3515

POCLAIIJ,Le Plessis-Belleville / France

De tekt orvorri chtune;

Es ist bereits ein Verfahren zum Auffinden der Relativstellung zweier Teile bekannt, bei welchem der Detektor bzv/. die Detektorvorrichtung auf einem der Teile befestigt ist und die in Abhängigkeit von der Stellung variierende Dicke eines Überzuges ermittelt, die den anderen Teil bedeckt .

Gemäß einer bestimmten Ausführung ist der Überzug fortlaufend und er bedeckt durch eine Schicht, die durch eine konische Innenfläche und eine zylindrische Außenfläche begrenzt ist, eine Kolbenstange einer Zylinder-Kolben-Einrichtung .

Um der Empfindlichkeit des Detektors und der relativen Veränderung des Abstandes dieses Detektors zur äußeren Oberfläche des Überzugs Rechnung zu tragen, ist es zur Erzielung sicherer Werte der Relativstellung notwendig, die Abstandsveranderung der einen Seite durch eine Vielzahl von Messungen der gegenüberliegenden Seiten mehr oder weniger zu kompensieren, wenn dies wie im Falle der Kolbenstange möglich ist, und dann die diversen Angaben in eine komplizierte und teure elektronische Einrichtung einzugeben.

Dies gehört natürlich zum fortlaufenden Charakter der Messung. Bestimmte Anwendungen haben jedoch nicht diese Forderung der Kontinuität. Für solche Anwendungen schlägt die Erfindung eine Detektorvorrichtung für eine

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.Relativstellung vor, welche viel einfacher ist als die zuvor beschriebenen existierenden De-frektorvorrichtungen.

Die Erfindung geht dabei aus von einer Detektorvorrichtung für wenigstens eine .Relativstellung zweier gegeneinander beweglicher Teile, enthaltend wenigstens eine fest fiiit dem Aufbau des ersten Teiles verbundene Markierung und eine für die Markierung oder Markierungen vorgesehenes Detektororgan, das ir.it dem zweiten Teil fest verbunden und durch die Deckungsgleichheit der Stellung dieser Markierung oder Markierungen mit sich selbst beeinflußbar ist, die der genannten Äelativstellung entspricht, wobei jede Markierung die eines etwa punktue 11 en iDyps ist, der sich von eventuell vorhandenen Markierungen unterscheidet und von diesen anderen getrennt ist.

Hierbei i^.i" die Erfindung im wesentlichen darin zu sehen, daß das Detektororgan von der Außenfläche des ersten Teiles mit einem Abstand angeordnet ist, der geringer ist als der Abtafetabstand vom Material dieses ersten Teiles und größer ist als der Abtastabstand vom Material jeder Markierung.

Vorzugsweise werden die folgenden Anordnungen angenommen:

- Jede Marke bzw. Markierung ist in dem ersten Teil und bündig bzv/. fluchtend zur Außenfläche dieses ersten Teiles angeordnet;

- Diese Außenfläche und die Markierung sind von einer Schicht eines Oberflächenüberzugs, wie z. B. einer Chromschicht, bedeckt, die keine Wirkung auf die Abtastung bzv/. Ermittlung und Anzeige durch das Detektororgan besitzt.

Es ist mitunter vorteilhaft, wenn die Markierung durch ein Ende einer Schiene gebildet ist, die sich in Richtung der

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Relativverschiebung der beiden Teile erstreckt.

Schließlich ist vielfach das Det ekt;ororgan durch einen Induktionsaufnehmer (-wandler) gebildet.

Im folgenden seien einige, die Erfindung nicht beschränkende Ausführungsbeispiele anhand der Zeichnung näher beschrieben. Es zeigen

Fig. 1 einen Axialschnitt durch eine Zylinder-Kolben-Einrichtung, die mit einer Detektorvorrichtung gemäß der Erfindung versehen ist;

Fig. 2a und 2b schematische Ansichten einer erfindungagemäßen Anordnung bei zwei unterschiedlichen Gestaltungen der aufzufindenden Markierung;

Fig. 3a, Jh, 3c, 3cL schematische Darstellungen einer anderen Anordnung gemäß der Erfindung, bei vier unterschiedlichen Gestaltungen bzw. Stellungen der Markierung;

Fig. 4-, 5 und 6 schematische Darstellungen von drei

Anwendungsarten einer erfindungsgemäßen Detektorvorrichtung .

Die in Fig. 1 veranschaulichte Zylinder-Kolben-Einrichtung umfaßt einen Zylinder 1, der von zwei angeschraubten Böden

2 begrenzt wird und in dem ein Kolben 3 gleitbeweglich angeordnet ist. Eine Kolbenstange 4 ist fest mit dem Kolben

3 verbunden und durchquert in abgedichteter Weise einen der Böden 2, wobei zwischen der Kolbenstange und diesem Boden eine geeignete Dichtung 5 vorgesehen ist.

Ein Dedektor oder Detektororgan 6 ist in einem Hohlraum bzw. einer Kammer 7 untergebracht, der bzw. die in dem

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von der Kolbenstange 4- durchquerten Boden eingearbeitet ist und durch elektrische Leitungsdrähte 8 mit einer Skalenscheibe 9 eines Galvanometers bzw. Stromstärkemessers in Verbindung steht. Außerdem ist eine Markierung 10 in das Metall der Kolbenstange 4, und zwar in der Nähe von dessen Ende, eingesetzt. Diese Markierung kann durch das Anzeigegerät 6 aufgespürt bzw. angezeigt werden.

i'lit Bezug auf die Fig. 2a und 2b läßt sich erkennen, daß die Stange der Zylinder-Kolben-Einrichtung in der Stellung 4a bzw. 4b gegenüber dem Anzeigegerät 6 angeordnet ist. In dieser Stange ist eine Markierung 10a bzw. 10b eingelegt, die mit der zylindrischen Seite lla bzw. 11b der Stange fluchtet. Außerdem bedeckt eine Schutzschicht 12a, bzw. 12b aus Chrom die Zylinderfläche lla bzw. 11b sowie die zuvor erwähnte Markierung, und sie weist die Eigenschaft auf, die von dem Anzeigegerät 6 erzeugte Anzeige nicht zu beeinflussen. Es läßt sich erkennen, daß die Fühlerfläche 15 des Detektors 6 mit einem Abstand dll von dem nächstgelegenen Teil der Zylinderfläche lla bzw. 11b angeordnet ist, und somit auch von der Markierung 10a bzw. 10b. Dieser Abstand dll ist einerseits größer als der maximale Abstand dlO zur Anzeige der Markierung 10a bzw. 10b, andererseits jedoch kleiner als der Abstand d4 für die Anzeige des Materials der Stange 4a bzw. 4b. In dieser Beziehung ist festzustellen, daß, wenn zwischen der Außenfläche der Stange (bei 11b angeordnet) und der Fühlerfläche 13 sich das Merkmal 10b befindet, dies der Abstand b 10 ist, der in Betracht gezogen werden muß. Im entgegengesetzten Falle(Fig. 2) ist es der Abstand d 4, der in Betracht gezogen werden muß. Man stellt in gleicher Weise fest, daß der Zeiger der Skalenscheibe 9 in Fig. 2a nach 9a ausschlägt, während er in Fig. 2b ohne Ausschlag ist und sich auf der Null (siehe 9b) befindet.

Bei der Ausführungsform der Fig. 3a, 3b, 3c und 3d wir

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die Markierung durch eine Schiene 14a, 14b, 14c bzw. 14d gebildet, die in eine Nute 15a, 15b, 15c bzw. 15d eingesetzt ist,welche in Längsrichtung in die Stange 16a, 16b 16c und 16d eingearbeitet ist, die gegenüber dem Detektor 6 beweglich angeordnet ist. Der Zeiger der Skalenscheibe 9 sei in den Fig. 3a und Jd nach 9a ausgeschlagen, während die Fühlerfläche 13 des Detektors 6 sich senkrecht über der Fläche 11a, 11b, lic bzw. lld der Stange befindet, und zwar ohne Dazwischentreten der Markierung, und in den Fig. 3b und 3c sei der Zeiger (bei 9b) nicht ausgeschlagen, während sich die genannte Fühlerflache 13 senkrecht über der Markierung 14b, 14c befindet, und zwar im vorliegenden Falle am einen bzw. anderen Ende dieser Markierung.

der
Bei/Ausführungsform der Fig. 4 läßt sich erkennen, daß in der Stange 4 vier Markierungen 17, 18, 19, 20 vorhanden sind. Diese Markierungen wirken auf den Detektor 6 ein, der mit einer Steuereinrichtung 21 zum Verschieben der Stange 4 verbunden ist. Diese Steuereinrichtung 21 steuert, wenn jede narkierung den Detektor 6 senkrecht gegenüberliegend passiert, die Verschiebung entsprechend, so daß die Kurve G die Verschiebung X in Abhängigkeit von der Zeit T darstellt, wie es in diesem in Fig. 4 veranschaulichten Beispiel erläutert ist.

Bei dem Beispiel der Fig. 5 ist die Stange 4 mit vier Markierungen 22, 23, 24, 25 versehen, die je durch einen besonderen Detektor 26a, 26b, 26c und 26d abfühlbar bzw. anzeigbar sind. An jeden Detektor ist ein Umschalter 27a, 27b, 27c bzw. 27d mit zwei Stellungen angeschlossen, durch die der zugehörige Detektor eingeschaltet oder - entgegengesetzt daru - in seiner Wirkung neutralisiert werden kann. Auf diese Weise erfolgt dann ein Inbetriebsetzen folgender Gruppen aus zwei Detektoren, entsprechend den Verschiebungen, die zwischen zwei Markierungen angezeigt werden:

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Detektoren in Betrieb: 26a und 26c_; 26c, und 26d; 26a_ und 26b Entsprechende Verschiebung: X-, ; X^ ; X^ Betreffende Markierungen: 22 und 24- ; 24 und 25 ; 22 und

Es ist außerdem selbstverständlich, daß bei Varianten mehrere Detektoren mit einer einzigen Markierung zusammenwirken Können, welche dann auf der Wegsiiecke dieser Markierung und mit Abstand von den anderen angeordnet ist, wobei in gleicher Weise jede harkierung an einen Umschalter zum Inbetriebsetzen angeschlossen ist.

In Pig. 6 ist schließlich eine Ausführungsform veranschaulicht, bei der ein Impulszähler 28 mit einem einzigen Detektor 6 für mehrere aufeinanderfolgende Markierungen 29, JO, 31, 32, 33 (in diesem Falle m it gleichmäßigen Abständen) verbunden ist. In Abhängigkeit von einem Antrieb bzw. von einer Steuerung 34- und den Impulsen, die er von dem Detektor 6 aufnimmt, gibt der Zähler 28 ein Signal 35 ab·

Es werden somit die Vorteile der beschriebenen Vorrichtungen bzw. Geräte deutlich.

Grundsätzlich versteht man mit Bezug auf die Fig. 2a und 2b, daß die Stellung 4b der Stange 4 abgetastet bzw. angezeigt wird, wenn der Abstand d 11 größer ist als der Abstand d 10, und daß gleichzeitig die Marke bzw. Markierung 10b senkrecht zur Abtast- bzw. zur Fühlerfläche 13 angeordnet ist. Wenn sich demgegenüber die Stange in der Stellung 4a befindet, dann ist der Abstand d 11 geringer als der Fühler- bzw. Abtastabstand der Stange; dieses Abtasten bzw. Anzeigen wird durchgeführt, wobei der Zeiger bei 9a ausgeschlagen ist.

Diese Abtastung bzw. Abtastschaltung arbeitet mit voller Einschaltung oder ist ganz abgeschaltet und ist schließlich nicht empfindlich gegenüber einem Abstandsmaß zwischen der Fühlerfläche 13 und der Fläche 11a oder 11b der

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Stange, vorausgesetzt, daß dieser Abstand ausreichend begrenzt ist, damit d 11 Zwischen d4 und d 10 enthalten bleibt. Indem man wahlweise die Stange 4a bzw. 4b aus Stahl und die Markierung 10 a bzw. 10b aus Bronze herstellt, weisen d 4 und d IO sehr unterschiedliche Werte auf, durch die bereits beträchtliche Abstände von d 11 toleriert werden können. Es ist daher keine komplizierte elektronische Vorrichtung erforderlich, um die gewünschte Position abzutasten bzv/. zu ermitteln, wobei dies mit aller gewünschter Präzision erzielbar ist.

Auf diese Weise wird das Ende des Hubes des Kolbens 3 in Fig. 1 auf sehr einfache Weise und mit Sicherheit durch das Zusammentreffen bzw. Übereinstimmen von Markierung und Detektor 6 ermittelt und angezeigt.

Wenn die Markierung durch eine längliche Schiene gebildet ist, dann wird das Positionssignal durch die Deckungsgleichheit des einen Endes der Schiene 14 b oder 14c mit dem.Detektor 6 gebildet.

Es ist natürlich so zu verstehen, daß eine Steuereinrichtung 21 (Fig. 4) es gestattet, die Verschiebung zwischen zwei aufeinanderfolgenden Markierungen zu steuern, wobei dies in Abhängigkeit von der Zeit geschieh. Man gelangt auf diese Weise ganz einfach zur Verwirklichung eines Equivalents von "Nocken" verschiedener Formen.

Ebenso gestattet es die durch die Umschalter bewirkte Auswahl der Fig. 5 augenblicklich, zugleich den Wert und die Stellung des zweckdienlichen Hubes X-, , Xo oder X·, eines beweglichen Organes 4 zu regeln.

Die Stellung der Stange 4 ist schließlich leicht markierbar, mit Hilfe der Zählvorrichtung der Fig. 6. In Abhängigkeit von dieser Stellung kann jede Operation

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durch Verwendun g des Signals 35 ausgelöst werden.

Es ist ebenfalls festzustellen, daß die durchgeführte Ermittlung und Anzeige, die durch die Zeigerabweichung 9a schematisch dargestellt ist, für jede gewünschte Anwendung brauchbar ist und es außerdem gestattet, einen Schaltkreis der Energie direkt zu steuern, ohne die Notwendigkeit, auf die Benutzung eines Verstärkers zurückzugreifen. Dies führt zu diversen Merkmalen einer Vereinfachung der Fertigung.

Die Erfindung ist durch die oben beschriebenen und in der Zeichnung veranschaulichten Ausführungsformen nicht begrenzt, sondern es können im Rahmen der Erfindung noch weitere Varianten und Abwandlungen vorgenommen werden.

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Claims

Patentansprüche

μ I.) Det&ktorvorrichtung für wenigstens eine Relativstel- ^-^^ lung zweier gegeneinander beweglicher Teile, enthaltend wenigstens eine fest mit dem Aufbau des ersten Teiles verbundene Markierung und eine für die Markierung oder Markierungen vorgesehenes Detektororgan, das mit dem zweiten Teil fest verbunden und durch die Deckungsgleichheit der Stellung dieser Markierung oder Markierungen mit sich selbst beeinflußbar ist, die der genannten ßelativstellung entspricht, wobei jede Markierung die eines etwa punktuellen Typs ist, der sich von eventuell vorhandenen Markierungen unterscheidet und von diesen anderen getrennt ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Detektororgan (6) von der Außenfläche (Ha) des ersten Teiles (z.B. 4a) mit einem Abstand (d 11) angeordnet ist, der geringer ist als der Abtastabstand (d 4) vom Material dieses ersten Teiles und größer ist als der Abtastabstand (d 10) vom Material jeder Markierung (z.B. 10a).
2. Detektorvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jede Markierung (z.B. 10a) in dem ersten Teil (z.B. 4a) angeordnet und mit der Außenfläche (Ha) dieses ersten Teiles bündig ist.
3. De-fcektorvorriehtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Außenfläche (Ha) und die Markierung (10a) durch eine Schicht (12a) eines Oberflächenub'erzugs, z.B. einer Chromschicht, bedeckt sind, die keinerlei Wirkung auf die Abtastung durch das Detektororgan (6) besitzt.
4. Detektorvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Markierung durch eines der Enden einer Schiene (14a) gebildet ist,

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die sich in Richtung der Relativverschiebung der beiden Tiele erstreckt.
5. Detektorvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Detektororgan (6) durch einen Induktionsaufnehmer (-wandler) gebildet ist.

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