DE2816600A1 - Vorrichtung zur wegerfassung und zum positionieren von werkzeugen, werkstuecken und maschinen, bestehend aus einem mechanischen und einem elektrischen teil - Google Patents

Description

• Vorrichtung zur Wegerfassung und zum Positionieren von Werkzeugen, Werkstücken und Maschinen, bestehend aus einem mechanischen und einem elektrischen Teil.
• Gegenstand der Erfindung ist eine Vorrichtung zur Wegerfassung und zum Positionieren von Werkzeugen, Werkstücken und Maschinen, bestehend aus einem mechanischen und einem elektrischen Teilt Derartige Vorrichtungen sind bekannt, Sie bestehen in der Regel aus einem mechanischen Teil, der Messgrössen aufnimmt und primäre Signale abgibt, und einem elektrischen oder gelegentlich auch optischen Teil, der diese primären Signale des mechaniscb.en Teils aufnimmt und sie seinerseits in sekundäre Abgabesignale umsetzt0 Angeschlossen wird oftmals eine Regelvorrichtung sein, die diese Abgabesignale weiterhin auswertet0 Um Wegeerfas3ungssysteme mit beliebigen Kennlinien zu realisieren, benutzte man bislang auch vorwiegend veränderliche Widerstände, optische Erfassungssysteme oder induktive Wegerfassungssysteme0 Bei Systemen mit verw änderlichen Widerständen und bei optischen Erfassungs.
• systemen ist ihre Empfindlichkeit gegenüber Verunreinigungen besonders nachteilig sowie eine oft nicht ausreichend hohe Auflösung Bei induktiven Systemen ist es anderer seits schwierig, kompliziertere Kennlinien zu erzeugen wie sie beispielsweise bei der Innenausarbeitung schwierig geformter Behälter erforderlich sind0 Es war daher die Aufgabe, eine Vorrichtung zur Wegerfassung und zum Positionieren von Werkzeugen, Werkstücken und Maschinen, bestehend aus einem mechanischen und einem elektrischen Teil zu schaffen, die einerseits bei hoher Auflösung auch komplizierte Kennlinien realisieren lässt, und andererseits robust und unempfindlich gegen Verunreinigungen ist0 Dabei liegt auf der Hand, dass der übliche mechanische Teil derartiger Vorrichtungen weniger gewichtig ist, sondern dass die Lösung der Aufgabe in der Auswertung der vom mechanischen Teil abgegebenen primären Signale in einem Sekundärteil liegt0 Es wurde nun gefunden, dass eine derartige erfindungsgemüse Vorrichtung im elektrischen Teil aus einem, mit dem Messgegenstand positionsverbundenen und von ihm mechanisch betätigten, profilierten Dielektrikum besteht, das zwischen den Platten eines ersten Kondensators verschiebbar angeordnet ist, der in einem Übertrager mit einer Sekundärwicklung verbunden ist, deren Ende mit dem Ende einer weiteren Sekundärwicklung verbunden ist, die einem zweiten festen Kondensator zugeordnet ist, wobei beide Sekundärwicklungen symmetrisch und im Übertrager einer, mit einem Oszillator verbundenen Primärwicklung zugeordnet sind, und der Verbindungspunkt der beiden Sekundärwicklungen mit einem Verstärker, einem Gleich richter und einem Digitalanzeiger in Reihe verbunden ist0 Fernerhin ist es erfinderisch, wenn der Digitalanzeiger Teil einer Regel- oder Steuervorrichtung ist0 Weiterhin ist es eine Ausgestaltung der Erfindung, wenn das Dielektrikum mathematisch oder empirisch profiliert ist0 Ausserdem ist es noch erfinderisch, wenn das Dielektrikum von eiaer Kontaktvorrichtung am Messgegenstand mechanisch geführt wird.
• Die Erfindung wird nachfolgend beschrieben und in der Figur erläutert.
• Dabei bedeuten 1 und 2 die Platten des ersten Kondensators 5, 7 &as von einer nicht dargestellten Primärstufe mechatisch betätigte, profilierte Dielektrikum, 4 cen zweiten, festen Vergleichskondensator, A eiren Oszillator, der mit B einem Übertrager verbunden ist, der seinerseits iB oszillatorseitig als Primärwicklung und 2B und 3B als Sekundärwicklungen enthält, die an ihren Enden verbunden sind, wobei die Sekundärwicklung 2B zum ersten Kondensator 5, die Sekundärwicklung 3B zum zweiten Vergleichskondensator 4 gehört, C einen Verstärkers der mit dem Verbindungspunkt der beiden Sekundärwicklungen 2B und 3B verbunden ist, D einen dem Verstärker O nachgeschalteten Gleichrichter, E einen dem Gleichrichter D nachgeschalteten Digitalanzeiger, Aus Zeichnung und Auflistung ist erkennbar, dass es sich beim Gegenstand der Erfindung um ein kapazitives Wegaufnahme-system handelt Das zweckmässig entweder mathematisch oder empirisch profilierte, gegebenenfalls aus einer Kunststoff-Folie bestehende Dielektrikum 3 wird entsprechend den primären Ausgangssignalen des mechanischen Teils mehr oder weniger weit zwischen die Platten 1 und 2 des ersten Kondensators 5 geschoben und beeinflusst dadurch dessen, von dem Oszillator A verursachte Kapazität Die Frequenz dieses Oszillators liegt zwischen 100 kllz und 500 kHz.
• Dieser Oszillator A speist nun im übertrager B die Primärwicklung IB, der die beiden endverbundenen symmetrischen Sekundärwicklungen 23 und 3B zugeordnet sind, die ihrerseits die ihnen verbundenen Kondensatoren 5 und 4 beeinflussen0 Diese Kondensatoren 5 und 4 sind so dimensioniert, dass ohne Dielektrikum 3 ihre Kapazität gleich ist. Das bedeutet, dass am Verbindungspunkt der beiden Sekundärwicklungen 2B und 3B eine Brückenschaltung vorliegt0 Befindet sich zwischen den Platten 1 und 2 des ersten Kondensators 5 kein Dielektrikum 3, so ist auch der Verbindungspunkt der beiden Sekundärwicklungen 2B und 3B spannungslos0 Je mehr dann das Dielektrikum 3 durch seine verschiedene Einschiebstellung das kapazitive ileichgewicht zwischen den beiden Kondensatoren 5 und 4 stört, umso grösser wird die Spannung des abfliessenden Wechselstroms, die nun vom Verstärker a verstärkt, vom Gleichrichter D gleichgerichtet und vom Digitalanzeiget E aufgezeigt wird0 natürlich kann der Kondensator 5 auch so ausgelegt sein, dass er bereits mit einer Anfangsstellung des Dielektrikums 3 dem Vergleichskondensator 4 aequivalent ist0 Dies ändert dann nichts am Erfindungsgegenstand0 Ebenso kann das im Digitalanzeiger E eintreffende Ausgangssignal des Gleichrichters D in eine angeschlossene, nicht dargestellte Regel- oder Steuervorrichtung gegeben und weiterverarbeitet werden.
• Wesentlich ist aber, das je nach FDrm und Position des Dielekt@ikums 3 jede beliebige Kennlinie erzeugt werden kann, denn die am Ausgang des Gleichrichters D auftretende Gleichspannung ist proportional der Position des Dielektrikums 3 im Kondensator 5 und tritt als digitale Anzeige im Digitalanzeiger E in Erscheinung.
• Die erfindungsgemässe Vorrichtung arbeitt präzise ind ist dabei gegen Verschmutzung absolut unempfindlich, von @oher Auflösung und auch für die schwierigste Kennlinienform verwendbar.

Claims (1)

1. Patentansprüche : 9 Vorrich-tung zur Wegerfassung und zum Positionieren von Werkzeugen, Werkstücken und Maschinen, bestehend aus einem mechanischen und einem elektrischen Teil, dadurch gekennzeichnet, dass im elektrischen Teil ein mit dem Messgegenstand positionsverbundenes und von ihm mechanisch betätigtes, profiliertes Dielektrikum (3) zwischen den Platten (1,2) eines ersten Kondensators (5) verschiebbar angeordnet ist, der in einem Übertrager (B)mit einer Sekundärwicklung (2B) verbunden ist, deren Ende mit dem Ende einer weiteren Sekundärwicklung (3B) verbunden ist, die einem zweiten festen Kondensator (4) zugeordnet ist, wobei beide Sekundärwicklungen (2B,3B) symmetrisch und im Ubertrager (3) einer, mit einem Oszillator (A) verbundenen Primärwicklung (iB) zugeordnet sind, und der Verbindungspunkt beider Sekundärwicklungen (2B,3B) mit einem Verstärker (c), einem Gleichrichter (D) und einem Digitalanzeiger (E) in Reihe verbunden ist0 2o Vorrichtung zur Wegerfassung und zum Positionieren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnetf dass der Digitalanzeiger (E) Teil einer Regel- oder Steuervorrichtung ist0 30 Vorrichtung zur Wegerfassung und zum Positionieren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Dielektrikum (3) mathematisch oder empirisch profiliert ist0 40 Vorrichtung zur Wegerfassung und zum Positionieren nach vorstehenden Ansprechen, dadurch gekennzeichnet, dass das Dielektrikum (3) von einer Kontaktvorrichtung am Messgegenstand mechanisch geführt wird0