DE3542912A1 - Messstab zur ermittlung des von einer arbeitsmaschine, einer antriebseinrichtung od.dgl. zurueckgelegten weges - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Meßstab zur Ermittlung des von einer Arbeitsmaschine, einer Antriebseinrichtung od.dgl. unter erschwerten Umwelt- und Arbeitsbedingungen zurückge­ legten Weges, welcher mit einer Vielzahl von Glasrohrkon­ takten und diesen jeweils zugeordneten Widerständen ausge­ rüstet ist, welche von einem beidendig geschlossenen Schutz­ rohr umgeben sind, dessen eines Ende von einer Anschluß­ leitung für die Glasrohrkontakte und Widerstände durch­ setzt ist und welches mit Bewegungsspiel von einem Mag­ neten umgriffen ist.

Durch die DE-AS 12 26 515 ist ein hydraulischer Arbeits­ zylinder, insbesondere hydraulischer Rückzylinder oder Grubenstempel für wandernde Ausbauelemente in untertägigen Grubenbetrieben bekannt, welcher mit einem auf die Längen­ änderung des Arbeitszylinders ansprechenden, zur Betäti­ gung von Anzeigeinstrumenten dienenden Geber ausgerüstet ist. Der Geber ist isoliert und gegen das Druckmittel ab­ gedichtet in einem Raum innerhalb eines der beiden gegen­ einander beweglichen Teile des Arbeitszylinders angeord­ net, während das andere der gegeneinander beweglichen Tei­ le des Arbeitszylinders Magneten oder ferromagnetische Teile zur Einstellung des Gebers enthält. Als Geber befinden sich in dem Schutzrohr hintereinandergeschaltet eine Vielzahl von Widerständen sowie eine entsprechende Anzahl von Glas­ rohrkontakten, wobei jeder dieser Schalter einem der Wi­ derstände zugeordnet ist. Die räumliche Anordnung sowohl der Glasrohrkontakte als auch der Widerstände ist linear jeweils in zueinander parallelen Reihen. Die Widerstände und die Schalter sind elektrisch zu einem Stufenpotentio­ meter zusammengeschaltet. Die Betätigung der Schalter und damit die Einstellung des Stufenpotentiometers erfolgt ent­ sprechend der Stellung des Kolbens durch einen im Kolben an­ geordneten ringförmigen Dauermagneten. der zusammen mit dem Kolben auf dem Schutzrohr in dessen Längsrichtung verschieb­ bar ist.

Durch das DE-GM 85 08 933 ist ein druckmittelbetätigtes Schubkolbengetriebe mit einem Zylinder und einer in dem Zylinder axial verschieblich angeordneten Kolbenstande sowie einer Einrichtung zur Messung der jeweiligen Länge des Schub­ kolbengetriebes in Abhängigkeit von der Lage der Kolbenstange bzw. des Zylinders bekannt. In der Kolbenstange ist eine am Ende der Kolbenstange offene zentrale Bohrung vorgesehen und am unteren Ende der Kolbenstange ist ein Schaltelement, insbe­ besondere ein berührungsfreier Rohrmagnet, angeordnet. Außer­ dem ist am Boden des Zylinders ein Meßstab mit Kontaktschal­ tern befestigt, der in die zentrale Bohrung der Kolbenstange hineinragt. Als Kontaktschalter finden Glasröhrchenkontaktschal­ ter Verwendung, die über die Länge des Meßstabes räumlich in einer Reihe hintereinander in Richtung ihrer Längsachsen ange­ ordnet sind.

Diesen bekannten Ausführungen von Wegmeßgeräten ist das Merk­ mal gemeinsam, daß die Vielzahl der verwendeten Glasrohr­ kontakte räumlich in Reihe hintereinander, und zwar in ihrer Längsrichtung, angeordnet sind. Diese Anordnung bringt aber den Nachteil mit sich, daß die erzielbare Auflösung vergleichsweise gering ist, weil diese von der Länge der Glasrohrkontakte so­ wie der Länge der zwischen diesen vorhandenen Zwischenräume ab­ hängig ist. Weiterhin erweist sich diese räumliche Hinterein­ anderanordnung als nachteilig, weil Mehrfachimpulse entstehen können, welche nicht dem genauen Standort des Magneten ent­ sprechen und somit Fehlmessungen die Folge sind.

Von diesem Stand der Technik ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, unter Vermeidung vorerwähnter Nachteile einen Meßstab der eingangs genannten Art zu schaffen, welcher nicht nur in einfacher Weise herzustellen und zu handhaben ist, sondern darüber hinaus auch eine genaue Ermittlung des jeweiligen Stand­ ortes des Magneten und damit einer Maschine, eines Bauteils einer Maschine, einer Antriebseinrichtung usw. ermöglicht.

Gemäß der Erfindung wird dies dadurch erreicht, daß die ein­ zelnen Glasrohrkontakte mit ihren zugehörigen Widerständen auf der Umfläche eines stabförmigen Trägers schraubenlinienförmig angeordnet und in an sich bekannter Weise zu einem Stufenpo­ tentiometer zusammengeschaltet sind. Durch die wendelförmige Anordnung der Glasrohrkontakte ergibt sich ein immer gleicher Abstand der einzelnen Kontakte zu dem über das Schutzrohr hin­ weg bewegten Magneten mit der Folge einer exakten Erfassung des jeweiligen Standortes des Magneten und damit des mit diesem ver­ bundenen Maschinenteils od.dgl. Durch die einander überlappende Lage der Glasrohrkontakte wird der magnetische Fluß so gelenkt, daß Mehrfachimpulse nicht mehr auftreten können, selbst dann nicht, wenn sich der Abstand zwischen den Kontakten und dem Ringmagneten aufgrund des vorzusehenden Spieles zwischen Schutzrohr und Magnet ändert.

Die Umfläche des Trägers kann mit einer schraubenlinienförmig verlaufenden Nut versehen sein, in die ein Leiter eingelegt ist, an den jeweils die Enden der einen Kontaktfahnen der Glas­ rohrkontakte angeschlossen sind.

Anstelle der wendelförmig umlaufenden Nut ist es auch möglich, auf der Umfläche des Trägers eine schraubenlinienförmig ver­ laufende Feder (erhabener Steg) vorzusehen, auf welche eine leitfähige Folie aufgebracht ist. Diese entspricht in elektrischer Hinsicht dem in die Nut eingelegten Leiter.

Die Enden der anderen Kontaktfahnen der Glasrohrkontakte sind jeweils an einen Widerstand angeschlossen, welche zueinander in Reihe geschaltet sind.

Im Rahmen der vorliegenden Erfindung ist es auch möglich, den Träger als rohrförmigen Leiter nach Art einer Leiterplatte aus­ zubilden, welcher eine Vielzahl von Bohrungen aufweist, in die die Enden von Verbindungsleitungen mit den Enden der einen Kontaktfahnen sowie die Enden von Verbindungsleitungen mit den den Enden der anderen Kontaktfahnen zugeordneten Widerstände eingesteckt sind. Durch diese Ausgestaltung ergibt sich eine sehr einfache Montage, da lediglich eine Lötung auf der Kon­ taktseite erforderlich ist. Es ist auch möglich, für die Oberflächenmontage (SMD-Technik) vorgesehene Widerstände und Glasrohrkontakte zu verwenden, so daß die Bohrungen ent­ fallen können.

Vorteilhaft finden Widerstände mit unterschiedlich abge­ stuften Widerstandswerten Verwendung, die sich z.B. nach einer geometrischen Reihe oder auch logarithmisch ändern, so daß sich z.B. in Relation zur Linearbewegung gleichprozen­ tige Veränderungen des Widerstandes ergeben.

Gegenstand vorliegender Erfindung ist weiterhin die Verwendung des Meßstabes in Schreitzylindern od.dgl. sowie Schiebekappen­ zylindern od.dgl. für den Gruben- oder Tunnelausbau, wobei der den Träger umgebende Magnet z.B. mit dem Zylinder verbunden ist. Besonders vorteilhaft erweist sich der Meßstab beim Einbau in Arbeitsmaschinen oder druckmittelbeaufschlagbaren Antriebseinrichtungen, die unter den rauhen Bedingungen des Untertagebetriebes eingesetzt sind. Die von diesen zurückge­ legten Wege, insbesondere Hübe jeder Art, können selbst in Druckräumen, d.h. also in Zylinder-Kolben-Einheiten, gemessen werden. Selbst wenn der eine oder andere Glasrohrkontakt und/oder Widerstand ausfallen sollte, führt dies nicht zu einer sicherheitsrelevanten Verfälschung des Meßergebnisses, weil durch die räumliche Nebeneinanderanordnung der einzelnen Glasrohrkontakte Gewähr für eine genaue Standortbestimmung des Magneten gegeben ist.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist an Hand der Zeichnung näher erläutert, und zwar zeigt:

Fig. 1 eine teilweise geschnittene Ansicht des Meßstabes,

Fig. 2 einen Schnitt gemäß der Linie A-B der Fig. 1 und

Fig. 3 einen Schnitt wie Fig. 2, jedoch mit recht­ eckförmigem Ouerschnitt des Stabes und

Fig. 4 eine Schaltung für die Glasrohrkontakte und die diesen zugeordneten Widerstände.

Mit 1 ist der stabförmige Träger bezeichnet, auf dessen Um­ fläche schraubenlinienförmig der Leiter 2 aufgewickelt ist. Zwischen den einzelnen Windungen des Leiters 2 sind die Glas­ rohrkontakte 3 auf der Umfläche des Trägers 1 angeordnet, und zwar ebenfalls schraubenlinienförmig, dicht nebeneinander so­ wie einander überlappend. Die Längsrichtungen der Glasrohr­ kontakte sind sämtlich in Längsrichtung des Trägers 1 ausgerichtet. Die Enden der einen Kontaktfahnen der Glasrohrkontakte sind an den Leiter 2 angeschlossen, während die Enden der anderen Kon­ taktfahnen der Glasrohrkontakte jeweils an einen Widerstand 4 angeschlossen sind, welche zueinander in Reihe geschaltet sind.

Die Glasrohrkontakte 3 und die zugehörigen Widerstände 4 sind in an sich bekannter Weise zu einem Stufenpotentiometer zu­ sammengeschaltet, wie sich aus dem Schaltbild nach Fig. 4 er­ gibt.

Der stabförmige Träger 1 mit den auf seiner Umfläche angeordneten Glasrohrkontakten 3 und Widerständen 4 ist von einem Schutz­ rohr 6 umgeben, welches beidendig geschlossen ist. Das eine Ende des Schutzrohres 6 wird von der Leitung 5 durchsetzt, an die die einzelnen Glasrohrkontakte 3 sowie Widerstände 4 an­ geschlossen sind. Diese ist nach außen zu einem Anzeige- und/ oder Regelgerät geführt.

Das Schutzrohr 6 ist mit Vergußmasse 7 ausgefüllt, so daß der Träger 1 mit den aufgebrachten Glasrohrkontakten und Wider­ ständen 4 nach erfolgter Montage seine einmal eingenommene Po­ sition beibehält, ebenso wie seine Bauteile.

Das Schutzrohr ist mit Spiel von einem Magneten 8 umgriffen, welcher mit einer Maschine, einem Maschinenteil, einer An­ triebseinheit od.dgl. gekuppelt ist, so daß er dessen bzw. deren Bewegung mit ausführt bzw. eine Relativbewegung zum Meßstab erzeugt wird.

Wie aus Fig. 1 und 2 ersichtlich können der Träger 1, das Schutzrohr 6 sowie der Magnet 8 kreis- bzw. ringförmigen Ouer­ schnitt besitzen; es ist jedoch auch möglich, diesen mit rechteckförmigem Querschnitt zu versehen, wie sich aus Fig. 3 ergibt. In diesem Falle ergeben sich Vorteile bei der Her­ stellung der Leiterplatten für die Trägerstäbe.

Der Meßstab eignet sich besonders für den Einsatz unter er­ schwerten Umwelt- und Arbeitsbedingungen, wie z.B. Maschinen­ antriebseinrichtungen usw., die im Untertagebetrieb Verwendung finden, da er außerordentlich robust gestaltet ist und infolge der räumlichen Anordnung seiner Glasrohrkontakte sowie Wider­ stände über eine vergleichsweise hohe Auflösung und damit Meß­ genauigkeit verfügt.

Claims (8)

1. Meßstab zur Ermittlung des von einer Arbeitsmaschine, einer Antriebseinrichtung od.dgl. unter erschwerten Umwelt- und Arbeitsbedingungen zurückgelegten Weges, welcher mit einer Vielzahl von Glasrohrkontakten und diesen jeweils zugeord­ neten Widerständen ausgerüstet ist, welche von einem beid­ endig geschlossenen Schutzrohr umgeben sind, dessen eines Ende von einer Anschlußleitung für die Glasrohrkontakte sowie Widerstände durchsetzt ist und welches mit Bewegungsspiel von einem Magneten umgriffen ist, dadurch gekennzeichnet, daß die einzelnen Glasrohrkontakte (3) mit ihren zugehörigen Widerständen (4) auf der Umfläche eines stabförmigen Trägers (1) schraubenlinienförmig, einander überlappend angeordnet und in an sich bekannter Weise zu einem Stufenpotentiometer zusammengeschaltet sind.

2. Meßstab nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Umfläche des Trägers (1) mit einer schrauben­ linienförmig verlaufenden Nut versehen ist, in die ein Leiter (2) eingelegt ist, an den jeweils die Enden der einen Kontaktfahnen der Glasrohrkontakte (3) angeschlossen sind.

3. Meßstab nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Umfläche des Trägers eine schraubenlinienförmig verlaufende Feder vorhanden ist, auf welcher eine leitfähi­ ge Folie aufgebracht ist.

4. Meßstab nach Anspruch 1 oder einem der vorhergehenden, dadurch gekennzeichnet, daß die Enden der anderen Kontakt­ fahnen der Glasrohrkontakte (3) jeweils an einen Widerstand (4) angeschlossen sind, welche zueinander in Reihe geschaltet sind.

5. Meßstab nach Anspruch 1 oder einem der vorhergehenden, dadurch gekennzeichnet, daß der Träger aus einem rohr­ förmigen Leiter (Leiterplatte) besteht, welcher eine Viel­ zahl von Bohrungen aufweist, in die die Enden von Verbin­ dungsleitungen mit den Enden der einen Kontaktfahnen sowie die Enden von Verbindungsleitungen mit den den Enden der anderen Kontaktfahnen zugeordneten Widerständen eingesteckt sind.

6. Meßstab nach Anspruch 1 oder einem der vorhergehenden, dadurch gekennzeichnet, daß Widerstände (4) mit unterschied­ lich abgestuften Widerstandswerten Verwendung finden.

7. Meßstab nach Anspruch 1 oder einem der vorhergehenden, dadurch gekennzeichnet, daß das Schutzrohr (6) mit Verguß­ masse (7) ausgefüllt ist.

8. Verwendung des Meßstabes nach Anspruch 1 oder einem der vorhergehenden in Schreitzylindern od.dgl. sowie Schiebe­ kappenzylindern od.dgl. für den Gruben- oder Tunnelbau, wobei der das Schutzrohr (6) umgebende Magnet (8) mit den Kolben der Zylinder od.dgl. verbunden ist.