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"Vorrichtung zur Anzeigte und berwachunq eines
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System-Druckes" Die Erfindung richtet sich auf eine Vorrichtung zur
Anzeige und Überwachung eines in einem System herrschenden Druckes, insbesondere
fiir über Druckhalteelemente auf konstantem Druck gehaltene, mobile Systeme, wie
beispielsweise Spanneinrichtungenn auf Rearbeitungspaletten automatischer Bearbeitungsanlagen,
mit einer in das Drucksystem eingebauten Druckabnahmeeinheit.
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Es gibt eine Fülle von Situationen, bei denen ein in einem System,
z. B. in einem Leitungssystem herrschender Druck überwacht werden muß, was regelmäßig
durch ortsfeste in entsprechende Leitungen eingbaute Anzeiqegeräte, wie Manometer
od. dgl., erfolgt. Diese Manometer werden in der Rege von Personen abgelesen, die
dann entsprechend der dortigen Informationen tätig werden.
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Bei automatischen Bearbeitungsmaschinen, die eine Mehrfachfunktion
ausüben können, ist es bekannt, die zu bearbeitenden Werkstücke auf sogenannten
Paletten anzuordnen und dort zur Bearbeitung fest aufzuspannen, was mechanisch aber
auch pneumatisch, insbesondere aber auch hydraulisch erfolgen kann, d.h. Spannbacken
werden über hydraulische Zylinder und entsprechende mechanische Übersetzungen betätig.
Diese Spannart hat den Vorteil, daß das hydraulische
System in
die Palette integriert sein kann und damit die Palette mit dem Werkstück die volle
Mobilität erhält, die eine derartige Einrichtunq aufweist, wenn nur rein mechanische
Spannmittel vorgesehen werden.
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Ein Problem ist bei derartigen hydraulischen Spanneinrichtungen darin
zu sehen, daß ein im System integriertes Manometer vom Benutzer der Anlage jeweils
optisch überwacht werden muß. Es muß also zum einen so angeordnet sein, daß der
Maschinenbediener es ablesen kann und zum anderen muß es optisch so präpariert sein,
daß ein Unterschreiten des Haltedruckes im Spannsystem von außen sofort erkennbar
ist, was regelmäßig beispielsweise durch einen roten Bereich im Anzeigefeld des
Manometers kenntlich gemacht wird.
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Es gibt aber Bearbeitungsanlagen, die vollautomatisch, d.h. auch nachts,
arbeiten können. Die gespannten Werkstücke werden dabei völlig ohne Aufsicht vollautomatisch
in einer Nachtschicht oder auch während des Tages bearbeitet. Hier fehlt qänzlich
die Möglichkeit, hydraulische Spannsysteme daraufhin zu überwachen, daß der notwendige
Spanndruck nicht unterschritten wird.
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Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung einer Lösunq, mit der das
Unterschreiten eines vorbestimmbaren Druckes nach außen kenntlich gemacht wird,
ohne daß es dazu eines Sichtkontaktes
seitens des Bedieners mit
der Vorrichtung bedarf.
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Bei einer Vorrichtung der eingangs bezeichneten Art wird diese Aufgabe
gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß die Druckabnahmeeinheit mit einer Umsetzungseinrichtung
zur Umwandlung der aufgrund der Druckänderunqen in der Druckabnahmeeinheit entstehenden
Längenänderungen in elektronische Impulse, mit einer elektronischen Druckanzeiqeeinheit
mit Maximal-/ Minimal-Einstellung sowie mit einer Signalgebereinheit bei reichen
von Druckgrenzwerten ausqerüstet ist.
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Der Benutzer der Vorrichtung, die beispielsweise an den oben beschriebenen
Paletten automatischer Bearbeitungszentren angebracht sein kann, stellt einen vorherbestimmbaren
Minimal- oder auch einen Maximaldruck an der Vorrichtung ein, spannt das Werkstück
und wird so beispielsweise bei Erreichen des Maximaldruckes durch die Signalgebereinheit
davon in Kenntnis qesetzt. Fällt der Druck z. B. durch eine Leckage im System ab,
so zeiqt die Vorrichtung dem Benutzer dies wiederum an. Dabei können die herkömmlichen
Anzeigemittel bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung ebenfalls vorgesehen sein, etwa
eine optische Anzeige mit einem Warnfeld, welches farblich qekennzeichnet ist und
dgl. mehr.
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Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht darin, daß auf elektronischem
Wege mechanische Rewegungen des Druckmeßgerätes, z.R. eine Längenänderung von 10
mm in über tausend elektronische Signale zerlegt werden kann, was z.R. bei einem
Meßbereich von 0 bis 100 bar eine Meßbereichstufung von 0,1 bar bedeutet, womit
das Geflit besonders empfindlich ist, ohne daß dafür der sonst übliche hohe Aufwand
getrieben werden miißte.
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In Ausgestaltung sieht die Erfindung vor, daß die elektronische Druckanzeigeeinheit
als Zeichendisplay oder LCD-Anzeigeeinheit ausgebildet ist.
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Diese Art der Anzeigeeinheit entspricht der elektronischen Ausriistung
der Vorrichtung. Sie weist die entsprechenden Vorteile auf, sie ist inbesondere
auch fiir rauheren Retrieb geeignet.
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In weiterer Ausgestaltung ist nach der Erfindung vorgesehen, daß die
Signalgebereinheit an einer für den Renutzer sichtbaren Stelle der Vorrichtung als
Warnblinkleuchte und/oder als Signalschallgeber ausgebildet ist.
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Diese Gestaltung stellt eine sehr einfache Form dar, Signale für den
Benutzer kenntlich zu machen, ohne daß dieser gezwungen wäre, laufend Sichtkontakt
mit der Vorrichtung aufrechtzuerhalten.
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Eine für die Erfindung besonders wesentliche Gestaltung besteht darin,
daß die Vorrichtung mit einem Sender ausgerste ist.
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Diese Gestaltung macht es möglich, die Vorrichtung als aktives Element
in einer Überwachungskette einzusetzen, so daß über den Sender bei entsprechenden
Druckveränderungen im System z.B. ein "Notaus" ausgelöst werden kann. Auch können
je nach Einsatzgebiet Einzelfunktionen der Anlagen über Funk geschaltet werden,
so beispielsweise ein "SpindelstiJ.lstand", "Vorschubstillstand" oder andere Funktionen,
wie "Druckgeberein- /ausschalten", "Palette aus System entfernen" u. dgl. mehr.
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Die Art des Senders kann dabei so qetroffen sein, daß jeweis einer
individuellen Vorrichtung ein individuelles Kennungssignal zugeordnet wird, das
ggf. auch in der Reichweite räumlich beschränkt sein kann, um nicht andere Maschinen
oder Funktionen in der Umgebung zu betätigen, wenn dies nicht gewünscht ist.
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Die Erfindung sieht auch vor, daß sie mit mechanischen Schiebe- oder
Drehschaltern zur Einstellung der !'aximal-/Minimaldruckwerte ausgerüstet ist. Hier
kann natfirlich auch eine Tastatur vorqesehen sein u. dl. mehr.
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Die Erfindung ist nachstehend anhand der Zeichnung beispielsweise
näher erläutert. Diese zeigt in Fig. 1 eine räumlich dargestellte Vorrichtung nach
der Erfindung sowie in Fig. 2 ein Blockschaltbild der elektronischen Einrichtung
gemäß der Erfindung.
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Die allgemein mit 1 bezeichnete Vorrichtung besteht aus einem Gehäuse
2, welches über einen Gewindestutzen 3 an ein nicht näher dargestelltes System anschließbar
ist, in welchem ein vorbestimmter Druck herrschen soll, der z.R.
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nicht unterschritten werden darf, um die gewünschten Funktionen noch
hinreichend sicher ausüben zu können.
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Statt des Gewindestutzens 3 können auch Schnellkupplungen u. dgl.
vorgesehen sein.
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Im Inneren des Gehäuses 2 ist zunächst eine Druckabnahmeeinheit angeordnet,
die mit 4 bezeichnet ist und Druckänderungen z.B. in Längenänderungen umsetzt, was
mit dem Doppelpfeil 5 angedeutet ist. Diese Längenänderungen werden elektronisch
abgegriffen und in elektronische Impulse umgesetzt, wie sich dies aus dem Blockschaltbild
gemäß Fig. 2 ergibt.
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Als Druckanzeigeeinheit weist die Vorrichtung 1 ein Display bzw. ein
LCD-Anzeigefeld 6 auf. Diese Anzeiqeeinheit kann eine Vielzahl von Funktionen kenntlich
machen, so z.B. den Druckmaximalwert, den Druckminimalwert, den zeitwert für die
Signalabgabe, die Anzeige der Frequenz, die Anzeige der elektrischen Versorgungseinheit
innerhalb der Vorrichtung 1, beispielsweise den Batteriezustand, u.
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dgl. mehr.
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Im Beispiel der Fig. 1 zeigt die Frontseite der Vorrichtung 1 noch
einen Mehrfunktionenknopf 7, dessen Schaltpositionen dort lediglich als Beispiel
mit Ziffern gekennzeichnet sind. Mit diesem Mehrfachfunktionsknopf können eine Fülle
von Funktionen der Vorrichtung 1 eingestellt werden, so z.B. die Einstellung des
Druckmaximalwertes, des Druckminimalwertes, des Zeitwertes für die Signalabgabe,
die Frequenzmodulation, das Ein- und Ausschalten der Signalabgabe des Gerätes selbst,
die Abgabe eines gestsignales oder die Funktion der Prüfung der Ratterie o. dgl.
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Schließlich zeigt Fig. 1 noch Signalgeber, und zwar eine Signalleuchte
8 und einen Lautsprecher 9.
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In Fig. 1 ist auch eine Antenne 10 an der Vorrichtung 1 dargestellt,
die je nach Funktion der Vorrichtung 1 die gewonnenen Meßwerte elektronisch an einen
Empfänger weitergibt.
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Das Blockschaltbild gemäß Fig. 2 zeigt zunächst oben links die Druckabnahmeeinheit
4, bei der der analoge Meßwert in digitale Informationen in einem Wandler 11 umgewandelt
und einem Mikrocomputer 12 zugeführt wird. Je nach Stellung des Mehrfunktionsschalters
7 beaufschlagt der Mikrocomputer die Anzeigeeinheit 6 und macht dort den Meßwert
oder den Zustandswert optisch sichtbar.
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Der Mikrocomputer beaufschlagt auch einen Sender 13, dessen Ausgang
mit dem Bezugszeichen 10 der Antenne bezeichnet ist.
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Beaufschlagungen des Mikrocomputers der optischen und akustischen
Anzeige sind in der Fig. 2 ebenfalls an der Ausgangsleitung mit 8 bzw. 9 bezeichnet.
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Neben dem Drucksensor 4 weist das Blockschaltbild gemäß Fig. 2 die
Möglichkeit der Geschwindigkeitsmessung auf, was mit 14 bezeichnet ist.
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Aufgrund der vielfachen Funktionen der Vorrichtung 1 ist diese in
einem weiten Feld einsetzbar. So in Systemen dort, wo insbesondere ein optisches
überwachen stationärer Meßgeräte nicht möglich ist, wie beispielsweise auf den weiter
oben schon beschriebenen Bearbeitungspaletten für automatische Bearbeitungszentren
o. dgl. Das System ist
auch einsetzbar dort, wo ein Druck konstant
gehalten werden muß oder wo Druckänderunqen über eine gewisse Zeitspanne beobachtet
werden sollen.
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Gerade zur Aufstellung von Meßreihen eignet sich die Vorrichtung aufgrund
ihrer Möglichkeit der Datenfernübertragung besonders gut, da häufig die Möglichkeit
entfällt, Ubertragungskabel o. dgl. zu installieren. An dieser Stelle sei darauf
hingewiesen, daß mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung natürlich auch Informationen
über Kabel über tragen werden können, wenn dies vom Einsatz her möglich sein sollte.
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Ein weiterer Vorteil der Vorrichtung 1 besteht darin, daß sie in die
elektronischen Systeme von modernen Verarbeitungsmaschinen integrierbar ist. Diese
sind im Pegelfall so ausbaufähig, daß sie die von der Vorrichtung 1 gelieferten
Informationen direkt weiterverarbeiten können.