DE29509188U1 - Meßseil-Wegsensor mit schalenförmigem Gehäuse - Google Patents
Meßseil-Wegsensor mit schalenförmigem GehäuseInfo
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Description
Anmelder: ASM
43313 Al/Gr 2. Juni 1995
Die Erfindung betrifft einen Meßseil-Wegsensor, bei dem ein Meßseil mit dem einen Ende an einer Seiltrommel befestigt ist
&iacgr;&ogr; und mit dem anderen Ende an demjenigen Gegenstand, dessen
Entfernung bezüglich des Meßseil-Wegsensors gemessen werden soll. Die Seiltrommel ist dabei in die aufgewickelte Richtung
vorgespannt, z.B. im vorliegenden Fall mittels einer Flachspiraifeder ohne Windungszwischenraum. Ein an der
Seiltrommel befestigter Drehwinkelgeber, beispielsweise ein Drehpotentiometer, ermittelt die jeweilige Position des am freien
Ende des Meßseiles angeordneten Bauteiles vom Sensor.
Einen derartigen Gegenstand zeigt beispielsweise die DE-OS 42 17 607, jedoch mit Seiltrommel und Spiralfeder nicht koaxial,
sondern nebeneinander angeordnet und mittels eines Untersetzungsgetriebes miteinander verbunden.
Für eine Reihe von Anwendungen ist es dabei wichtig, daß wegen der feuchten und schmutzigen Umgebung einerseits und
wegen der von passiver Beeinflussung der Elektronik andererseits ein derartiger Meßseil-Wegsensor sowohl in elektromagnetischer
als auch in körperlicher Hinsicht möglichst dicht ausgebildet sein soll, und darüber hinaus die üblichen Eigenschaften wie geringe
Verschleißanfälligkeit, einfache und kostengünstige Bauform etc.
erfüllen muß.
Diese Aufgabe wird bei einem gattungsgemäßen Meßseil-Wegsensor durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruches
1 gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Durch die Aufnahme des mechanischen Teiles des Meßseil-Wegsensors in einstückigen, halbschaienförmigen Lagerschilden
anstelle des bisher verwendeten Aufbaus aus Rohrabschnitten und stirnseitigen Endplatten und Zwischenplatten ist eine
verbesserte Paßgenauigkeit, Stabilität und damit eine verbesserte Dichtigkeit gegeben.
Durch das formschlüssige Ineinanderpassen in axialer und radialer Richtung der beiden Lagerschalen ist auch die Montage vor allem
des mechanischen Teiles des Meßseil-Wegsensors erheblich vereinfacht:
Besonders wenn in dem einen Lagerschild die Flachspiralfeder und in dem anderen Lagerschild die Seiltrommel untergebracht
werden kann, ist es möglich, zunächst die mit der tragenden Welle verbundene Flachspiraifeder in den einen Lagerschild
is einzusetzen, und anschließend die Welle der Seiltrommel und mit
dem anderen Lagerschild zu verbinden, ggf. nach Einsetzen des Seilaufsatzes in diesen anderen Lagerschild. Nachdem nun die
beiden Lagerschilde in axialer Richtung aneinandergrenzen, kann durch Verdrehen der beiden Lagerschilde um die Längsachse die
Flachspiralfeder aufgezogen werden, um die notwendige Vorspannung der Seiltrommel auch im aufgewickelten Zustand
des Seiles noch sicherzustellen.
Weiterhin können die Lagerschilde in Anpassung an die aufzunehmenden Bauteile mit einem optimal dimensionierten
Innenraum ausgestattet werden:
Der die Flachspiralfeder aufnehmende Lagerschild hat dabei eine Innenkontur, die in etwa kreisförmig ist mit einer radialen
Ausbuchtung zur Aufnahme des Befestigungsstiftes für das äußere, freie Ende der Flachspiralfeder, welcher in diesen
Lagerschild eingeschraubt wird. Da sich die Flachspiralfeder radial erweitert, bis sie an einem entsprechenden Widerstand anliegt,
war bei einem aus einem Vierkantrohr gefertigten Gehäuse für die Flachspiralfeder eine Begrenzung durch eine Vielzahl über den
Umfang verteilter Anschlagstifte, die in die Stirnplatte eingeschraubt waren, notwendig. Durch Ausformung des
Innenraumes entsprechend dem gewünschten Soll-Außenumfang
der Flachspiralfeder ist hier eine optimale Anlage gegeben, ohne
daß separate Teile als äußerer Anschlag montiert werden müssen.
Ebenso wird der Freiraum im Lagerschild, welcher die Seiltrommel aufnimmt, so dimensioniert, daß im wesentlichen der Querschnitt
kreisförmig ist entsprechend dem kreisförmigen Umfang der Seiltrommel, und nur so wenig größer im Durchmesser, daß eine
Bewicklung der Seiltrommel nur mit einer Lage des Meßseiles möglich ist. Dadurch wird ein Überwickeln des Meßseiles in
&iacgr;&ogr; mehreren Lagen vermieden, was ein ungenaues Anzeigeergebnis
erbringt. Bei einem viereckigen Gehäuse wird der ansonsten kreisförmige Innenraum dieses Lagerschildes nur zu einer Ecke
hin erweitert, um dort den notwendigen Freiraum für den Seileinlauf und den dafür auf das Lagerschild aufgesetzten
Seilaufsatz zu schaffen.
Der Seilaufsatz kann vorzugsweise von außen an dem Lagerschild befestigt werden, so daß dessen Auswechseln ohne
Zerlegen des Wegseil-Meßsensors möglich ist. In den Seilaufsatz ist ein Gleitstück eingesetzt, welches buchsenförmig von einer
Bohrung, in welcher das Meßseil läuft, durchdrungen ist, und einen niedrigen Reibungskoeffizienten gegenüber dem Material
des Meßseiles aufweist, also bei Stahl in der Regel aus einem Kunststoff besteht oder z.B. umgekehrt. Dabei ist das Gleitstück
nach innen hin trompetenförmig erweitert, so daß eine Auslenkung des Seiles über die Längserstreckung der Seiltrommel
je nach momentanem Bewickiungszustand jederzeit möglich ist.
Außen auf den Seilaufsatz kann ein Seilabstreifer zum Sauberhalten des Seiles aufgesetzt sein.
Von den beiden Lagerschilden, die den elektrischen Innenraum
begrenzen, ist der eine Lagerschild mit einer koaxialen Durchgangsöffnung zum Hindurchtreten der Welle ausgestattet.
Auf diesen Lagerschild kann stirnseitig außen ein topfförmiges Gehäuse aufgesetzt und befestigt werden, in welchen sich dann
der elektrische Teil des Wegsensors befindet, wobei die Flachspiralfeder, die Seiltrommel und der drehbare Fortsatz des
Drehwinkelgebers auf der gleichen Welle angeordnet sind. Diese
ist vorzugsweise mittels Gleitlager in der durchgehenden Lageröffnung des einen Lagerschildes radial gelagert, und in einer
sacklochförmigen Lageröffnung des anderen Lagerschildes sowohl radial als auch axial mittels einer Gleitscheibe am Boden
dieser sacklochförmigen Lageröffnung.
Die Durchgangsöffnung wird weiterhin über eine V-Dichtung gegen Feuchtigkeit und Staub abgedichtet, so daß die trotz der
kleinen Öffnung am Seileintritt in den mechanischen Teil des &iacgr;&ogr; Sensors eindringenden Verunreinigungen nicht in den elektrischen
Teil des Sensors gelangen können. Die V-Dichtung liegt in einer ringförmigen Nut, die eine Erweiterung der durchgehenden
Lageröffnung im einen Lagerschild darstellt, mit in die Ecke der Nut weisendem freien Dichtungsschenkel an.
Die Welle ragt nur relativ wenig in den elektrischen Innenraum
des Sensors hinein. In eine stirnseitige Bohrung der Welle ist der
Drehzapfen des Drehwinkelgebers eingesteckt und dort mittels Klemmschraube fixiert. Da der eingesteckte Drehzapfen des
Drehwinkelgebers mit diesem meist nicht 100%-ig fluchtet, würde eine Befestigung des Drehwinkelgebers am umgebenden
Gehäuse einen Winkelversatz zwischen dem Drehzapfen des Drehwinkelgebers und der die mechanischen Teile des Sensors
tragenden Welle erfordern, was nur mit einer aufwendigen Bauform zu realisieren ist.
Um dies zu vermeiden, wird der Drehzapfen praktisch spielfrei, also so fest wie möglich, mit der Welle verbunden, und der
Drehwinkelgeber frei auskragend belassen.
Da jedoch ein Mitdrehen des Drehwinkelgebers zu vermeiden ist, wird unter Zulassung leichter Unwuchten des Drehwinkelgebers
dieser lediglich mit einer radial abstehenden Gabel aus einem elastischen, z.B. Blechmaterial fest verbunden. Das abstehende
Ende dieser Blechgabel ist formschlüssig mit einem gehäusefesten Punkt so verbunden, daß ein Drehen der
Blechgabel und damit des Drehwinkelgebers um dessen Drehachse möglichst spielfrei vermieden wird, jedoch die
aufgrund der Unwucht des Drehwinkelgebers stattfindenden
Bewegungen auch der Blechgabel durch das in Längsrichtung der Blechgabel vorhandene Spiel aufgenommen wird.
Zu diesem Zweck ist auch eine möglichst große Wirklänge der Blechgabel erwünscht, weswegen diese bei einem mittig koaxial
in einem etwa viereckigen Gehäuse befestigten Drehwinkelgeber vorzugsweise in eine Ecke des Gehäuses weist.
Vorzugsweise wird als gehäusefester Punkt dabei ein unrunder,
&iacgr;&ogr; parallel zur Achse des Drehwinkelgebers verlaufender, Bolzen
verwendet, welcher von dem gabeiförmigen Ende der Blechgabel umgriffen wird. Nach dem Zusammenbau kann durch Drehen des
unrunden Bolzens erreicht werden, daß dieser an beiden Flanken der Blechgabel mit möglichst geringem Spiel, jedoch ohne Druck
anliegt und damit eine spielfreie Verbindung zwischen dem unrunden Stift und der Blechgabel in Umfangsrichtung des
Drehwinkelgebers erzielt wird. Vorzugsweise wird hierfür ein Sechskantbolzen verwendet, wobei dieser Bolzen gleichzeitig der
Verschraubung des topfförmigen Elektrogehäuses mit dem angrenzenden Lagerschild dienen kann, was zu einer Reduzierung
der Teileanzahl beiträgt.
Um den Drehwinkelgeber ist eine Platine, die die elektronischen Bauteile des Sensors trägt, schwimmend angeordnet. Die
elektrische Verbindung des Sensors mit den hiermit zusammenwirkenden Bauteilen erfolgt über einen vorzugsweise in
die Stirnseite des topfförmigen Gehäuses eingelassenen Steckerteil.
Um die spezifische Formgebung vor allem der Lagerschilde zu gewährleisten, sind wenigstens diese Lagerschilde im
Gußverfahren oder Fließpreßverfahren hergestellt, vorzugsweise aus Leichtmetall, wie etwa Aluminium oder bei Druckguß aus
Zink.
Bei Verwendung nichtleitender Materialien sind wenigstens das Elektrogehäuse und der angrenzende Lagerschild mit einer
leitfähigen Oberflächenbeschichtung auszustatten, um eine aktive oder passive elektromagnetische Beeinflussung zumindest des
elektrischen Teils des Sensors zu vermeiden, Auch bei Herstellung aus leitenden Materialien wie etwas Aluminium kann
es notwendig sein, daß Aluminium, welches im unbehandelten Zustand an seiner Oberfläche sehr schnell korrodieren und damit
nichtleitend werden würde, mit einer leitfähigen Oberflächenbeschichtung, etwa mittels Chromatieren, Aludinieren
oder Cadmieren, aus dem gleichen Grund auszustatten. Auch sind hierfür entsprechend große Wanddicken vorzusehen, und bei
unrundem, vorzugsweise quadratischem, Außenquerschnitt vor &iacgr;&ogr; allem in den Eckbereichen die Wandstärken so groß wie möglich
zu wählen, wodurch bereits über einen Großteil des Umfanges eine optimale Isolierung gegen elektromagnetische Strahlung
gegeben ist.
An den Fugen des Sensor-Gehäuses ist dabei neben der Abdichtung gegen Staub und Feuchtigkeit mittels
Gummidichtungen etc. auch eine ausreichend große axiale Überlappung der einzelnen Teile des Gehäuses vorzusehen, um
hierdurch wiederum die elektromagnetische Dichtigkeit zu erhöhen.
Eine Ausführungsform gemäß der Erfindung ist im folgenden anhand der Figuren beispielhaft näher beschrieben. Es zeigen:
Fig. 1: einen Meßseil-Wegsensor im Längsschnitt,
Fig. 2: eine Aufsicht auf den Lagerschild 13 von der
Distanzscheibe 24 aus und
Fig. 3: eine Aufsicht auf den Lagerschild 14 von der
Distanzscheibe 24 aus.
Fig. 1 zeigt die in Längsrichtung 10 verlaufende Welle 4, die den Lagerschild 14 axial durchläuft und dort über das Radiallager 36
gelagert ist, während das linke Ende über ein Radiallager 35 und eine axiale Gleitscheibe 18 in einer topfförmigen Lagervertiefung
16 der Bodenfläche 23 des Lagerschildes 13 gelagert ist. Zwischen den Lagerschilden 13 und 14 wird damit der
mechanische Innenraum 11 gebildet, in dem die Seiltrommel 2
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und die Flachspiralfeder 4 sowie weitere Bauteile aufgenommen werden. Die Weile 4 ragt in Fig. 1 mit ihrem rechten Ende frei
endend in den elektrischen Innenraum 12 hinein, der durch Überstülpen eines topfförmigen Elektrogehäuses 15 mit der
5 offenen Seite auf von der Welle 4 durchdrungenen Lagerschild 14
entsteht.
Die Welle 4 ist dabei drehfest einerseits mit der Seiltrommel 2 verbunden, indem in diesem Bereich in einer ringförmigen IMut des
&iacgr;&ogr; Außenumfanges der Welle 4 ein Toleranzring 20 liegt, über
welchen die Seiltrommel 2 mit ihrem entsprechenden Innendurchmesser in axialer Richtung aufgeschoben werden kann
und dann kraftschlüssig mit der Welle 4 verbunden ist. Zu diesem Zweck weist der in den Figuren nicht im Detail dargestellte
Toleranzring 20, der an einer Stelle des Umfanges durch einen Schlitz geöffnet ist, in der Querschnittsdarstellung eine etwa
wellenförmige Kontur auf und besteht aus einem elastischen Material wie etwa Blech, so daß durch das Aufschieben des
Innendurchmessers der Seiltrommel 2, welcher kleiner ist als der Außendurchmesser des Toleranzringes 20 im Ruhezustand, diese
Wellenkontur etwas flachgedürckt wird und damit den Kraftschluß erzeugt.
Mit der Welle 4 ebenfalls drehfest verbunden ist die Fiachspiralfeder 3, deren inneres Ende durch Einstecken einer
Kröpfung der Flachspiralfeder 3 in einen radialen Schlitz 19 der Windung der Welle 4 mit dieser verbunden ist. Das äußere freie
Ende der Flachspiralfeder 3 ist mit einem Fixierungsstift 6 fest verbunden, welcher parallel zur Längsrichtung 10 in eine
entsprechende Bohrung 6' in der Bodenfläche 23 des Lagerschildes 13 verschraubt wird, wie besser in Fig. 2 zu
erkennen.
Dadurch wird die Welle 4 - nach Aufziehen der Flachspiralfeder 3, die in der Regel keinen Windungszwischenraum aufweist - und
mit ihr die Seiltrommel 2 in der aufwickelnden Drehrichtung des Meßseiles 1 vorgespannt.
Wie in der Aufsicht der Fig. 2 zu erkennen, ist die Ausnehmung für die Flachspiralfeder 3 in etwa kreisförmig bis auf eine
Ausbuchtung 6", von der aus die Wandung spiralförmig in den ansonsten kreisförmigen Innendurchmesser hineinverläuft. Diese
Ausnehmung 6" ist in radialer Richtung so groß, daß darin das Unterbringen des Fixierungsstiftes 6 erfolgen kann mit der Folge,
daß die Flachspiralfeder 3 ansonsten über den gesamten Innenumfang des Innenraumes am Lagerschild 13 anliegt, ohne
daß hierfür besondere Anschläge montiert werden müssen.
Wie Fig. 1 ferner zeigt, steht das Radiallager 35, welches ebenso wie das Radiallager 36 ein Gleitlager ist, axial etwas über die
Bodenfläche 23 vor, um die Flachspiralfeder 3 in einem Abstand 31 zur Bodenfläche 23 zu halten. Auf der anderen Stirnseite der
Flachspiralfeder 3 schließt sich an diese eine Distanzscheibe 24 an, deren Außendurchmesser größer ist als der
Außendurchmesser der Bodenfläche 23 und damit der Flachspiralfeder 3. Diese Distanzscheibe 24 stellt den richtigen
axialen Abstand zwischen der Flachspiralfeder 3 und der sich koaxial anschließenden Seiltrommel 2 her, und weist zu diesem
Zweck eine möglichst geringe stirnseitige Anlagefläche gegenüber der rotierenden Seiltrommel 2 auf, um hier die
Gleitreibung möglichst gering zu halten. Weiterhin ist die Distanzscheibe 24 vorzugsweise sowohl am Außenumfang
gegenüber dem Gehäuse, als auch am Innenumfang gegenüber der sie tragenden Welle 4 z.B. mittels eingelegter Ohrringe in
entsprechende Ringnuten der Mantelflächen der Distanzscheibe 24 abgedichtet.
Die Seiltrommel 2 weist in ihrem Umfangsbereich eine ringförmige Nut auf, deren Tiefe nur geringfügig größer ist als die
Dicke des Meßseiles 1, und die sich über annähernd die gesamte axiale Erstreckung der Seiltrommel 2 erstreckt, so daß von dieser
am Außendurchmesser nur die stirnseitigen Flanken 22a, 22b stehenbleiben. Diese reichen radial nach außen bis nahe an den
entsprechenden Innendurchmesser in dem Lagerschild 14 heran. Dadurch ist sichergestellt, daß die Aufwicklung des Meßseiles 1,
welches zu Beginn der Aufwicklung fluchtend mit der Öffnung für das Meßseil an der einen Flanke 22b beginnt, sich in einer
einzigen Wicklungslage bis zur gegenüberliegenden Flanke 22a hin fortsetzt und ein Überwickeln in einer zweiten Lage verhindert
wird.
Zu diesem Zweck wird das Meßseil 1 nicht direkt in der Außenwandung des Lagerschildes 14 geführt, sondern durch die
sich nach innen trompetenförmig erweiternde Öffnung einer buchsenförmigen Gleitstückes 21, dessen Material zum Material
des Meßseiles 1 einen optimal niedrigen Reibungskoeffizienten &iacgr;&ogr; aufweist, und welches wiederum in das äußere Ende einer
Durchgangsöffnung eines Seilaufsatzes 9 eingesetzt ist und dort mittels einer Klemmschraube 30, welcher radial vom Lagerschild
14 nach außen abstrebt, oder mittels Einkleben fixierbar ist.
Wie besser in der Aufsicht der Fig. 3 auf das Lagerschild 14 zu erkennen, weist dieser einen Innendurchmesser auf, der über
etwa 270° kreisförmig ist und nur zu einer Ecke hin die Außenkontur des Lagerschildes 14, in der Regel einem Quadrat,
entspricht. In dieser in die Ecke hineinreichenden Erweiterung ist
der Seilaufsatz 9 möglichst weit in der Ecke eingesetzt, um das Meßseil 1 möglichst tangential auf die Seiltrommel 2 aufzuleiten,
welche den Innenraum des Lagerschildes 14 weitestgehend ausfüllt.
Der Seilaufsatz kann dabei entweder formschlüssig axial in die Wandung des Lagerschildes 14 von dessen freier Seite her
einschiebbar sein oder auch in Längsrichtung des Seiles von außen her in den Lagerschild 14 einsetzbar gestaltet sein, was
das Auswechseln sowohl des Seilaufsatzes 9, als auch des Gleitstückes 31 im Seilaufsatz 9 erleichtert.
Wie Fig. 3 ferner zeigt, sind in den vier Ecken des Lagerschildes 14 zu den beiden Stirnseiten hin jeweils zwei, in jeweils
gegenüberliegenden Ecken angeordnete Verschraubungen 37a, 37b bzw. 38a, 38b angeordnet. Die Verschraubungen 37a, 37b
dienen dabei der Verschraubung mit dem stirnseitig geschlossenen Lagerschild 13, und befinden sich in den aus
massivem Material bestehenden beiden gegenüberliegenden Ecken des Lagerschildes 14.
In den beiden anderen Ecken befinden sich von der anderen
Stirnseite her analoge Gewindesacklöcher als Verschraubung 38b, die der Verschraubung des Lagerschildes 14 mit dem
Elektrogehäuse 15 dienen. Dabei befindet sich das eine
Gewindeloch 38b in der nicht massiv ausgebildeten Ecke des Lagerschildes 14, besitzt jedoch nur eine solche Tiefe, daß der
Lagerschild 14 hiervon nicht durchdrungen wird.
&iacgr;&ogr; Ferner befinden sich in dem massiven Boden des Lagerschildes
14 weiterhin in mindestens zwei benachbarten Außenflächen sacklochförmige Gewindebohrungen 39, die der Verschraubung
des gesamten Sensors an einem ihn tragenden Bauteil dienen.
In Fig. 3 sind ferner die über zwei Sektoren von jeweils 45°
ausgebildeten Leitbögen 7 zu erkennen, die gegenüber der in Fig. 3 sichtbaren Stirnfläche des Lagerschildes 14 vorstehen und sich
in zwei gegenüberliegenden Sektoren entlang der massiv ausgebildeten Ecken und damit im Bereich der Verschraubung
37a, 37b befinden. In der gegenüberliegenden Stirnfläche des Lagerschildes 13 ist eine entsprechende, jedoch ringförmig
umlaufende, Ausnehmung 8 vorgesehen, so daß die beiden Lagerschilde 13, 14 axial ineinandergesetzt und dadurch radial
formschlüssig miteinander verbunden sind, und dennoch in diesem Zustand um die Längsrichtung 10 gegeneinander verdreht
werden können.
Dies ermöglicht ein Vorgehen bei der Montage des mechanischen Teiles, und dabei vor allem der bei der Montage gefährlichen
Flachspiralfeder 3, deren Eigenspannung so hoch ist, daß sie beim Öffnen des dicht gewickelten Zustandes wegen ihrer
scharfen Kanten eine erhebliche Gefahrenquelle darstellt:
Nach Einsetzen der Gieitscheibe 18 in die Lagervertiefung 16 des
Lagerschildes 13 sowie des Radiallagers 35 wird die Flachspiralfeder 3 mit der Kröpfung ihres innenliegenden Endes
durch Einschieben in den Schlitz 19 der Wandung der Welle 4 in diesem Bereich drehfest mit dieser verbunden, und das
stirnseitige Ende der Welle 4 in die Lagervertiefung 16 des
ZU
Lagerschildes 3 eingesetzt und das äußere freie Ende der Flachspiralfeder 3 durch Verschrauben des Fixierungsstiftes 6 in
der entsprechenden Gewindebohrung 6' im Boden 23 mit dem Lagerschild 13 fest verbunden. Durch anschließendes
Aufschieben der Distanzscheibe 24 und des Toleranzringes 20 in die entsprechende Ringnut der Welle 4 wird die Seiltrommel 2
auf den Toleranzring 20 axial vom freien Ende her aufgeschoben, und anschließend auch die Anlaufscheibe 26.
&iacgr;&ogr; Dadurch sind alle beweglichen Teile bereits in radialer Richtung
fest über die Welle 4 miteinander verbunden, so daß nun das mit dem radial wegstehenden Seilaufsatz 9 versehene Lagerschild 14
mit eingesetzter V-Dichtung 25 und eingesetztem Radiallager 36 auf das freie Ende der Welle 4 aufgeschoben wird, bis die
Lagerschilde 13 und 14 über die Gleitbogen 7 und die entsprechende Ausnehmung 8 miteinander in engem Kontakt
stehen.
Nunmehr wird durch relative Verdrehung der beiden Lagerschilde 13 und 14 gegeneinander die Flachspiralfeder 3 bei
aufgewickeltem Meßseil 1 durch mehrere Umdrehungen soweit vorgespannt, daß auch im vollständig aufgewickelten Zustand
des Meßseiles 1 noch eine ausreichende Vorspannung der Seiltrommel 2 in die aufgewickelte Richtung vorhanden ist.
Die V-Dichtung 25 liegt dabei mit ihrer schräg nach außen verlaufenden, ringförmigen Kante an der Stirnfläche einer
Erweiterung 17a der axial durchgehenden Lageröffnung 17 auf
der Seite des mechanischen Innenraumes 11 an. Der Außenumfang der Erweiterung 17a ist dabei in radialer Richtung
nur sehr wenig vom Außenumfang der V-Dichtung 25 entfernt, so daß durch diesen geringen Abstand eine zusätzliche
Labyrinthwirkung für diese Dichtung entsteht. Die Anlaufscheibe 26 hat dabei einen Außendurchmesser, der kleiner äst als der
Außendurchmesser der Erweiterung 17a, so daß die Anlaufscheibe 26 an der Dichtung 25 und nicht an der
Bodenfläche des Lagerschildes 14 anliegt. Distanzscheibe 24, Anlaufscheibe 26 und die Dichtung 25 besitzen einen
Innendurchmesser, der dem Außendurchmesser der Welle 4 entspricht.
Wie Fig. 1 ferner zeigt, ist die Welle 4 als massive Welle von beiden Stirnseiten her mit axialen Bohrungen versehen, die bis an
die stirnseitigen Endbereiche der Seiltrommel 2 heranreichen, so daß bei minimalem Gewicht im Bereich der Seiltrommel 2 eine
optimale Stabilität in radialer Richtung gegeben ist.
&iacgr;&ogr; In die rechte stirnseitige Öffnung ist der Drehwinkelgeber 5 mit
seinem Drehzapfen 33 eingesteckt und mittels einer querveriaufenden Klemmverschraubung 32 kraftschlüssig
verklemmt. Der Drehwinkelgeber 12 befindet sich damit frei
auskragend im elektrischen Innenraum 12, um eine Unwucht des
Drehzapfens 33 zum eigentlichen Drehwinkelgeber 5 ausgleichen zu können. Lose um den Drehwinkelgeber 5 herum ist auch eine
Platine 28, die quer zur Längsrichtung 10 im elektrischen Innenraum 12 verläuft, ebenfalls nicht mitdrehend angeordnet
und mittels der Verschraubung 38b mit dem Lagerschild 24 verbunden. Die Platine 28 kann dabei wie dargestellt auf der dem
Lagerschild 14 zugewandten Seite des Drehwinkelgebers, aber auch auf der von diesem abgewandten Seite, innerhalb des
elektrischen Innenraumes 12 angeordnet sein.
Als Sicherung gegen ein Mitdrehen des Drehwinkelgebers 12
dient eine von diesem radial abstehende und mit ihm drehfest verbundene Blechgabel 27, deren gabelförmiges freies Ende einen
Sechskantbolzen 40 umgreift. Dieser Sechskantbolzen 40 ist Bestandteil der Verschraubung 38 zwischen dem Elektrogehäuse
15 und dem Lagerschild 14, indem der Sechskantbolzen 40 auf der einen Seite einen stirnseitig vorstehenden Gewindebolzen
aufweist, mit dem er in den Lagerschild 14 eingeschraubt ist, und auf der gegenüberliegenden Seite ein entsprechendes
Innengewinde, in welches das den Boden des Elektrogehäuses 1 5 durchdringende Schraube 38b einschraubbar ist. Mit Hilfe dieser
Schraube 38'b kann somit - über eine zwischengelegte O-Ringdichtung 41 - nicht nur die Axialverschraubung zwischen
Elektrogehäuse 15 und Lagerschild 14 vorgenommen werden, sondern durch Verdrehen des Sechskantbolzens 40 vor dem
Aufsetzen des Elektrogehäuses 15 dessen Anlage an beiden
Innenflanken des gabelförmigen Endes der Blechgabel 27 möglichst spielfrei eingestellt werden, so daß eine
Radialbewegung zwischen der Blechgabel 27 und dem Bolzen zwar möglich ist, wie sie bei Taumelbewegungen des
Drehwinkelgebers 12 entsteht, jedoch keine Verdrehung des Dreh winkelgebers.
Um eine möglichst geringe Anlagefläche und damit eine
&iacgr;&ogr; Messerschneiden-artige Lagerung zwischen dem Sechskantbolzen
40 und der Blechgabel 27 zu erreichen, besteht die Blechgabel 27 aus einem höchstens 1 mm dünnen Blechmaterial, welches
zusätzlich geätzt wird, wodurch sich an den Umfangskanten, vor allem in dem gegen den Sechskantbolzen 40 gerichteten Bereich,
eine spitze Schneide ausbildet, die ohne das Ätzen durch mechanische Bearbeitung und damit wesentlich
arbeitsaufwendiger hergestellt werden müßte.
Anmelder: ASM
43313 Al/Gr 2. Juni 1995
1 | • • |
Meßseil |
2 | Seiltrommel | |
3 | Flachspiralfeder | |
4 | Welle | |
5 | Drehwinkelgeber | |
6 | Fixierungsstift | |
7 | Leitbogen | |
8 | Ausnehmung | |
9 | Seilaufsatz | |
10 | Längsrichtung | |
11 | mechanischer Innenraum | |
12 | elektrischer Innenraum | |
13 | Lagerschild | |
14 | Lagerschild | |
15 | Elektrogehäuse | |
16 | Lagervertiefung | |
17 | Lageröffnung | |
18 | Gleitscheibe | |
19 | Schlitz | |
20 | Toleranzring | |
21 | Gleitstück | |
22a, 22b | Flanken | |
23 | Bodenfläche | |
24 | Distanzscheibe | |
25 | V-Dichtring | |
26 | Anlaufscheibe | |
27 | Blechgabel | |
28 | Platine | |
29 | Steckerteil | |
30 | Klemmschraube | |
31 | Abstand | |
32 | Klemmverschraubung | |
&igr; · ··· » · m · t ·· ·· ··# · · * *·· · · · · · |
33 | 34b | * · · Drehzapfen |
34a, | Stirnbohrung | |
35 | Radiallager | |
36 | 37b | Radiallager |
37a, | 38b | Verschraubung |
38a, | Verschraubung | |
39 | Gewindebolzen | |
40 | Sechskantbolzen | |
41 | O-Ringdichtung | |
Claims (1)
- SCHUTZANSPRÜCHEIm wesentlichen abgedichteter Meßseil-Wegsensor mit
- einem Meßseil (1),einer Seiltrommel (2) zum Aufwickeln des Meßseiles (1),
einer mit der Seiltrommel (2) koaxial auf der gleichen Welle (4) drehfest angeordneten Fiachspiralfeder (3),einem mit der Welle (4) verbundenen Drehwinkelgeber (5) undeinem den Wegsensor umgebenden Gehäuse mit in Längsrichtung (10) der Welle (4) axial beabstandeten und abgetrennten mechanischem Innenraum (11) und elektrischem Innenraum (12), so daß im mechanischen Innenraum (11) die Seiltrommel (2) und die Flachspiralfeder (3) untergebracht sind sowie im elektrischen Innenraum (12) der Drehwinkelgeber (5) und die zugehörige Elektronik,
dadurch gekennzeichnet, daß
das Gehäuse des mechanischen Innenraumes (11) durch zwei schalenförmige, jeweils einstückige, Lagerschilde (13, 14) gebildet wird.2.Meßseil-Wegsensor nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daßdie Lagerschilde (13, 14) radial und axial formschlüssig ineinander steckbar und dadurch um die Längsrichtung (10) gegeneinander verdrehbar sind.3.Meßseil-Wegsensor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse des elektrischen Innenraumes (12) durch ein auf den einen Lagerschild (14) bzw. (13) stirnseitig aufgesetztes, topfförmiges, einstückiges Elektrogehäuse (15) gebildet wird.4.Meßseil-Wegsensor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, &iacgr;&ogr; dadurch gekennzeichnet, daß die axiale Erstreckung der schalenförmigen Lagerschilde {13, 14) so gewählt ist, daß in dem einen Lagerschild (13) die Seiltrommel (2) und in dem anderen Lagerschild (14) die Flachspiralfeder (3) Ratz findet.5.Meßseil-Wegsensor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Lagerschilde (13, 14) und/oder das Gehäuse (15) im Querschnitt außen unrund, vorzugsweise quadratisch, ausgebildet sind.6.Meßseil-Wegsensor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Lagerschild (13) bzw. (14) für die Flachspiralfeder (3) der Umfang der Ausnehmung (8) für die Flachspiralfeder (3) etwas größer ist als deren Außenumfang bei voll auf der Seiltrommel (2) aufgewickeltem Meßseil (1) und die Umfangskontur der Ausnehmung (8) in einem Umfangsbereich eine radial nach außen gerichtete Erweiterung (6") zur Aufnahme des Fixierungsstiftes (6) für das äußere Ende der Flachspiralfeder (3) aufweist.7.Meßseil-Wegsensor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß einer der Lagerschilde (13, 14) am Umfang seiner Ausnehmung gegen den anderen der Lagerschilde (14, 13) weisend wenigstens zwei gegenüberliegende, kreisbogenförmige Leitbögen (7)aufweist, die in eine entsprechende, kreisringförmige Ausnehmung (8) der anderen Lagerschale (14, 13) eingreifen.8.Meßseil-Wegsensor nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß
in den die Seiltrommel (2) aufnehmenden Lagerschild (14) bzw. (13) außermittig axial ein Seilaufsatz (9) einschiebbar ist, der radial aus dem Lagerschild (14) bzw. (13) vorsteht, und die &iacgr;&ogr; Ausnehmung zur Aufnahme der Seiltrommel (2) wenigstens in einem Eckbereich von einer kreisrunden Ausnehmung zu einer maximal möglichen Ausnehmungsform, Berücksichtigung der Mindestwandstärke, erweitert ist.9.Meßseil-Wegsensor nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß
von den Lagerschilden {13, 14) der eine Lagerschild z.B. (13) das stirnseitige Ende des Wegsensors bildet, und in dessen Inneren in einer sacklochförmigen Lagervertiefung (16) die eine Lagerung der Welle (4) angeordnet ist und in einer Durchgangsöffnung des anderen Lagerschildes z.B. (14) in einer durchgehenden Lageröffnung (17) die andere Lagerung der Welle (4) angeordnet ist.10.Meßseil-Wegsensor nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Ausnehmungen in den Lagerschilden (13, 14) und/oder dem Elektrogehäuse (15) ausgehend von der notwendigen im Querschnitt kreisförmigen Bauform nur so wenig wie möglich erweitert sind zur Erzielung möglichst großer Wandstärken, vor allem in den Eckbereichen der Bauteile (13, 14, 15).11.Meßseil-Wegsensor nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daßin den Bereichen mit größerer Wandstärke der Lagerschilde (13) und/oder (14) in Querrichtung verlaufende Gewindebohrungen (39) für die Montage des Wegsensors angeordnet sind.12.Meßseil-Wegsensor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Lagerung der Welle (4) in den Lagerschilden (13, 14) durch Gleitlager geschieht.13.Meßseil-Wegsensor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Lagerung der Welle (4) in dem stirnseitigen Lagerschild z.B. (13) durch ein radiales Gleitlager (35) und eine separate axiale Gleitscheibe (18) als Axiallager geschieht.14.Meßseil-Wegsensor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Gleitscheibe (18) aus einem Kunststoff mit geringem Reibungskoeffizienten, vorzugsweise PTFE-Compound, besteht.15.Meßseil-Wegsensor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Welle (4) im Bereich der Aufnahme der Flachspiralfeder (3) einen längsverlaufenden Schlitz (19) zum Einsetzen der Kröpfung am inneren Ende der Flachspiralfeder (3) aufweist.16.Meßseil-Wegsensor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Welle (4) wenigstens in ihren stirnseitigen Endbereichen als Hohlwelle ausgebildet ist und insbesondere die dadurch entstehende Wandung von dem Schlitz (19) durchdrungen wird.17.Meßseil-Wegsensor nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß
die stirnseitigen Ausnehmungen (34a, 34b) der Welle (4) in axialer Richtung nicht den Bereich der auf der Welle (4) montierten Seiltrommel (2) durchlaufen und die Seiltrommel (2) auf der Welle (4) mittels eines aus flexiblen z.B. Blechmaterial bestehenden, im Querschnitt in Umfangsrichtung gewellt ausgebildeten Toleranzring (20) kraftschlüssig durch axiales &iacgr;&ogr; Aufschieben befestigt ist.18.Meßseil-Wegsensor nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daßdas Elektrogehäuse (15) und wenigstens der daran angrenzende der beiden Lagerschilde (13, 14) wenigstens eine !eitfähige Oberfläche aufweisen.19.Meßseil-Wegsensor nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß
das Elektrogehäuse (15) und der daran angrenzende der beiden Lagerschilde {13, 14) aus nicht leitfähigem Material bestehen und eine leitfähige Oberflächenbeschichtung aufweisen.20.Meßseii-Wegsensor nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß
das Elektrogehäuse (15) und wenigstens der daran angrenzende der beiden Lagerschilde (13, 14) eine so große durchschnittliche Wandstärke sowie in axialer Richtung eine so große gegenseitige Überlappung aufweisen, daß hierdurch ein ausreichender Schutz gegen hindurchtretende elektromagnetische Strahlung erzielt wird.21.Meßseil-Wegsensor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß
der Seilaufsatz (9) in dem ihn tragenden Lagerschild {z.B. 14) montiert bzw. demontiert werden kann, ohne Trennung der Lagerschilde (13) und (14) bzw. dem Elektrogehäuse (15) voneinander,22.&iacgr;&ogr; Meßseil-Wegsensor nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß
das in dem Seilaufsatz (9) befestigte Gleitstück (21) zur Hindurchführung des Meßseiles (1) auf einfache Art und Weise auswechselbar im Seilaufsatz (9) befestigt ist, vorzugsweise mittels quer zur Seilrichtung eingebrachter Paßkerbstifte (30).23.Meßseil-Wegsensor nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daßdie dem Inneren des Wegsensors zugewandte Öffnung im Gleitstück (21) trompetenförmig erweitert ausgebildet ist.24.Meßseil-Wegsensor nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daßdie Seiltrommel (2) in ihrer äußeren Umfangsfläche eine Ringnut zur Aufnahme der Wicklung des Meßseiles (1) aufweist, die von stirnseitigen Flanken (22a, 22b) der Seiltrommel (2) begrenzt wird.25.Meßseil-Wegsensor nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß
der Boden der Ringnut der Seiltrommel (2) gegenüber dem Innenumfang in dem sie aufnehmenden Lagerschild (14) bzw. (13) so gering ist, daß nur eine Wicklung des Meßseiles (1) dazwischen Platz findet.26.Meßseil-Wegsensor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß
die Fiachspiralfeder (3) von der Bodenfläche (23) des sie tragenden Lagerschildes (13) bzw. (14) im Abstand gehalten wird durch leicht axiales Vorstehen des radialen Gleitlagers der Welle (4) über die Bodenfläche (23).27.&iacgr;&ogr; Meßseil-Wegsensor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß
der Außenumfang der Welle (4) zylindrisch ist bis auf die Vertiefung zur Aufnahme des Toleranzringes (20) und die Seiltrommel (2) sowie Flachspiralfeder (3) durch eine dazwischen angeordnete Distanzscheibe (24) im richtigen axialen Abstand zueiander gehalten werden.28.Meßseil-Wegsensor nach Anspruch 27,
dadurch gekennzeichnet, daßdie Distanzscheibe (24) auf der der Seiltrommel (2) zugewandten Stirnseite eine möglichst geringe Anlagefläche aufweist.29.
Meßseil-Wegsensor nach Anspruch 27,dadurch gekennzeichnet, daß
die Distanzscheibe (24) an ihrem Außenumfang gegenüber dem umgebenden Gehäuse des mechanischen Innenraumes (11) abgedichtet ist.30.Meßseil-Wegsensor nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Abdichtung des mechanischen Innenraumes (11) gegenüber dem elektrischen Innenraum (12) mittels einer auf der Seite des mechanischen Innenraumes (11) in einer ringförmigen radialen Erweiterung (17a) der Lageröffnung (17) angeordnete V-Dichtring (25) erfolgt, deren frei endende Ringkante in die Ecke der ringförmigen Erweiterung (17a) weist, und an der Stirnfläche derErweiterung (17a) anliegt, jedoch in möglichst geringem Abstand vor der radialen Innen-Umfangsfläche der Erweiterung (17a) endet.31.Meßseil-Wegsensor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß
die Seiltrommel (2) mittels einer ringförmigen Anlaufscheibe (26), deren Außenumfang kleiner ist als der Außenumfang der &iacgr;&ogr; Erweiterung (17a), im Abstand zur V-Dichtung (25) gehalten wird.32.Meßseil-Wegsensor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daßdie Verschraubung der Lagerschilde (13, 14) miteinander über zwei axial gerichtete Schrauben in gegenüberliegenden Ecken geschieht, während die Verschraubung des Elektrogehäuses (15) mit dem an sie angrenzenden Lagerschild z.B. (14) über die Verschraubung in den beiden anderen Ecken geschieht.33.Meßseil-Wegsensor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daßdie Lagerschilde (13, 14) und/oder das Elektrogehäuse (15) vorzugsweise im Kalt-Fließpreßverfahren vorzugsweise aus Leichtmetall hergestellt sind.34.Meßseil-Wegsensor nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß
eine der Verbindungsschrauben (38'b) zwischen dem Elektrogehäuse (15) und dem daran angrenzenden Lagerschild (14) im Innenraum des Elektrogehäuses (15) verläuft und wenigstens über einen Teil ihrer axialen Länge einen unrunden Außenquerschnitt (40) aufweist und in diesem Bereich von dem gabelförmigen Ende einer drehfest mit dem Winkelgeber (5) verbundenen, von diesem radial abstrebenden Blechgabel (27) umgriffen wird.35.Meßseil-Wegsensor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß
die Blechgabel (27) wenigstens an den nach innen, in ihre Aussparung am gabelförmigen Ende auf den unrunden Außenquerschnitt (4) der Verbindungsschraube (38'b) hinweisenden Kanten eine messerartige Schneide ausgebildet ist.36.&iacgr;&ogr; Meßseil-Wegsensor nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß
die messerartige Schneide der Blechgabel (27) durch Ätzen der maximal 1,0 mm dicken Blechgabel entsteht.is 37.Meßseil-Wegsensor nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Verbindungsschrauben (38'b) aus wenigstens einem ersten Gewindebolzen (38'bD mit unrundem Außenquerschnitt (40) 0 besteht, welcher mit seinem koaxialen Gewindefortsatz in den Lagerschild (14) eingeschraubt ist, und in dessen auf der gegenüberliegenden Stirnseite angeordneter koaxialer Gewindebohrung eine Kopfschraube (38'b2) zur Halterung des Elektrogehäuses (15) am Gewindebolzen (38'b1) eingeschraubt ISt.38.Meßseil-Wegsensor nach einem der vorhergehenden Ansprüche,dadurch gekennzeichnet, daßim montierten Zustand der von der Blechgabel (27) umgriffene Außenquerschnitt (40) der Verbindungsschraube (38'b) soweit verdreht wird, daß er mit seinen Außenflächen im geringstmöglichen Zustand zu den gegen den Außenquerschnitt (40) gerichteten Kanten der Blechgabel (27) geraten, ohne zwischen diesen verspannt zu sein.
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE29509188U DE29509188U1 (de) | 1995-06-02 | 1995-06-02 | Meßseil-Wegsensor mit schalenförmigem Gehäuse |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE29509188U DE29509188U1 (de) | 1995-06-02 | 1995-06-02 | Meßseil-Wegsensor mit schalenförmigem Gehäuse |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE29509188U1 true DE29509188U1 (de) | 1995-08-17 |
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ID=8008931
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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DE29509188U Expired - Lifetime DE29509188U1 (de) | 1995-06-02 | 1995-06-02 | Meßseil-Wegsensor mit schalenförmigem Gehäuse |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE29509188U1 (de) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP1013594A2 (de) * | 1998-12-22 | 2000-06-28 | Asm Automation, Sensorik, Messtechnik Gmbh | Zugelement-Wegesensor |
DE102016004989A1 (de) | 2016-04-25 | 2017-10-26 | eddylab GmbH | Seilzugsensor mit einer Seildüse mit integrierter Verschleißerkennung |
-
1995
- 1995-06-02 DE DE29509188U patent/DE29509188U1/de not_active Expired - Lifetime
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP1013594A2 (de) * | 1998-12-22 | 2000-06-28 | Asm Automation, Sensorik, Messtechnik Gmbh | Zugelement-Wegesensor |
EP1013594A3 (de) * | 1998-12-22 | 2001-06-13 | Asm Automation, Sensorik, Messtechnik Gmbh | Zugelement-Wegesensor |
DE102016004989A1 (de) | 2016-04-25 | 2017-10-26 | eddylab GmbH | Seilzugsensor mit einer Seildüse mit integrierter Verschleißerkennung |
DE102016004989B4 (de) * | 2016-04-25 | 2017-12-21 | eddylab GmbH | Seilzugsensor mit einer Seildüse mit integrierter Verschleißerkennung |
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Date | Code | Title | Description |
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R207 | Utility model specification |
Effective date: 19950928 |
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R150 | Utility model maintained after payment of first maintenance fee after three years |
Effective date: 19981030 |
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R081 | Change of applicant/patentee |
Owner name: ASM AUTOMATION SENSORIK MESSTECHNIK GMBH, DE Free format text: FORMER OWNER: ASM AUTOMATION SENSORIK MESSTECHNIK GMBH, 82008 UNTERHACHING, DE Effective date: 20030331 |
|
R152 | Utility model maintained after payment of third maintenance fee after eight years |
Effective date: 20030714 |
|
R071 | Expiry of right |