DE3605732C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Wegmeßgeber mit einem Füh­ rungsrohr mit Führungselementen und einer innerhalb des Führungsrohres längsverschieblich und drehbeweglich ange­ ordeten Führungsstange mit Führungsnuten, die mit einem Drehpotentiometer drehfest verbunden ist, wobei die Füh­ rungselemente in die Führungsnuten eingreifen.

Aus der DE-OS 33 34 018 ist ein Zylinder mit Zylinder­ gehäuse und darin verschieblich angeordneter Kolbenstange bekannt. Die Kolbenstange weist eine zentrale Bohrung auf, in der ein Tauchkolben vorgesehen und geführt ist, der am Zylinder befestigt ist. Der Tauchkolben selbst hat ebenfalls eine zentrale Bohrung, in der eine Führungs­ stange mit einer Führungsnut längsbeweglich und drehbar geführt ist. In der Kolbenstange ist ein Drehpotentio­ meter angeordnet, das drehfest mit der Führungsstange verbunden ist. Am äußeren Ende der Führungsstange ist ein Führungsstift vorgesehen, der in die Führungsnut ein­ greift, so daß sich die Führungsstange dreht, wenn sie gegenüber dem Führungsrohr in Längsrichtung bewegt wird. Diese Drehbewegung der Führungsstange wird auf das Dreh­ potentiometer übertragen, so daß dadurch die Lage der Kolbenstange bestimmt ist. Die Führungsnut ist sehr steil und weist über die Gesamtlänge der Führungsstange ledig­ lich eine halbe Umdrehung auf. Die Führungsnut kann nicht viel flacher gestaltet werden, da zu befürchten ist, daß der Wegmeßgeber infolge zu hoher Reibung nicht funktio­ nieren würde. Bei dieser bekannten Konstruktion kann es vorkommen, daß Flüssigkeit, insbesondere Wasser in das Innere des Wegmeßgebers gelangt.

Aus dem DE-GM 84 28 947 ist ein hydraulischer Arbeitszy­ linder mit integriertem Hubmeßsystem bekannt, wobei am Zylinderboden ein Führungsrohr festgelegt ist. Dieses ist in einer Kolbenstangenbohrung längsverschieblich geführt. Außerdem ist ein am Stangenkopf befestigter Tauchkolben vorgesehen, der im Führungsrohr längsverschieblich ge­ führt ist. Dabei ist in der Kolbenstangenbohrung ein zu­ mindest mittelbar an der Kolbenstange befestigtes, als Meßelement dienendes Drehpotentiometer angeordnet. Dieses Drehpotentiometer ist mit einem in Abhängkeit vom Kolben­ hub über eine Wendelnut angetriebenen Drehglied antriebs­ mäßig gekoppelt. Dabei ist der Tauchkolben drehfest mit der Kolbenstange verbunden. Außerdem weist er an seinem dem Zylinderboden zugewandten Ende einen Rotor mit einem Gleitstein auf, der in eine Wendelnut innerhalb des Füh­ rungsrohres einfaßt und das innerhalb des Tauchkolbens angeordnete Drehpotentiometer antreibt.

Aus der DE-OS 34 30 069 ist ein hydraulischer Arbeitszy­ linder mit einem Drehpotentiometer bekannt, das als mehr­ gängiges Wendelpotentiometer ausgebildet ist.

Aus der deutschen Offenlegungsschrift 35 25 342 ist ein Arbeitszylinder mit Zylindergehäuse und darin verschieb­ lichem Kolben bekannt, wobei im Zylindergehäuse ein Weg­ meßgeber quer zur Arbeitsrichtung des Kolbens am zylin­ derseitigen Ende der Kolbenstange angeordnet ist. Der Wegmeßgeber gleitet dabei mit einem Meßfühler auf einer Meßfläche. Die Meßfläche ist auf einem keilförmig ausge­ bildeten Tauchkolben gleichmäßig in Richtung der Spitze der Kolbenstange ausgebildet.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Wegmeßge­ ber der einleitend genannten Art zu schaffen, bei dem si­ chergestellt ist, daß das Drehpotentiometer nicht mit Flüssigkeit in Berührung kommt.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß ein rohrförmiges Gehäuse zur Aufnahme des Führungsrohres, der Führungsstange und des Drehpotentiometers vorgesehen ist, daß in dem Gehäuse an dessen einem Ende das Dreh­ potentiometer gelagert und diesem gegenüberliegend die Führungsstange mit wenigstens zwei auf dem Umfang gegen­ überliegenden mehrgängigen Wendeln gelagert ist und je­ weils der erste und letzte Gang von der Drehbewegung freigehalten sind, daß die Führungsstange von dem Füh­ rungsrohr mit wenigstens zwei auf dem Umfang gegenüber­ liegenden Kugeln umgeben ist, die in die Wendeln ein­ greifen, und daß am äußeren Ende des Führungsrohres ein Entwässerungsventil vorgesehen ist.

Auf diese Weise gelangt man zu einem Wegmeßgeber der vor­ stehend genannten Art, bei dem entlang der Wendeln der Wendelstange etwa in das Innere des Wegmeßgebers einge­ drungenes Wasser abfließen kann. Hinzu kommt, daß, weil die Wendelstange mehrgängig ist und jeweils der erste und letzte Gang von der Drehbewegung freigehalten sind, auf eine Rutschkupplung verzichtet werden kann.

Außerdem ist der erfindungsgemäß ausgebildete Wegmeßge­ ber, der insbesondere in einer hohlen Kolbenstange eines Schubkolbengetriebes angeordnet ist, komplett austausch­ bar und entwässerbar. Er ist im Gegensatz zu den bekann­ ten Wegmeßgebern dieser Art funktionstüchtig, und zwar in dem Sinne, daß er ein gesichertes und eindeutiges Signal gibt. Für die Funktionstüchtigkeit eines Wegmeßgebers ist es von ausschlaggebender Bedeutung, daß das Signal ein­ deutig und beliebig oft reproduzierbar ist.

In zweckmäßiger Ausgestaltung der Erfindung ist vorgese­ hen, daß auf dem Umfang der Führungsstange drei Wendeln um 120° versetzt vorgesehen sind und in dem Führungsrohr entsprechend drei Kugeln ebenfalls um 120° auf dem Umfang versetzt angeordnet sind.

Dadurch ist eine statisch bestimmte Lagerung gewährlei­ stet, die außerdem eine genaue Führung der Führungsstange zur Folge hat, wobei ein Klemmen bzw. eine Schwergängig­ keit nicht zu befürchten ist.

Zweckmäßig ist das Drehpotentiometer in einer Vergußmasse eingegossen, damit es gegen äußere Einflüsse besonders gut geschützt ist.

Zur Vermeidung von Wassereintritt in das Innere des Weg­ meßgebers kann in dem Lager zwischen der Wendelstange und dem Gehäuse eine Dichtung vorgesehen sein.

Die Erfindung betrifft auch ein druckmittelbetätigtes Schubkolbengetriebe mit einem Zylinder und einer in dem Zylinder verschiebbar angeordneten Kolbenstange, wobei in der Kolbenstange eine zentrale Bohrung vorgesehen ist, in der ein Führungsrohr mit Führungselementen und innerhalb des Führungsrohres eine Führungsstange mit einer Füh­ rungsnut vorgesehen sind, wobei die Führungsstange in dem Führungsrohr längsverschieblich und drehbeweglich ange­ ordnet und mit einem Drehpotentiometer zur Feststellung des jeweils von der Kolbenstange innerhalb des Zylinders zurückgelegten Weges drehfest verbunden ist.

Bei einem solchen Schubkolbengetriebe besteht die Erfin­ dung darin, daß zur Feststellung der Lage der Kolbenstan­ ge der Wegmeßgeber nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4 in dem Schubkolbengetriebe angeordnet ist.

Dabei ist sichergestellt, daß es in der Handhabung robust ist und zuverlässig arbeitet, weil Störungen infolge von bis zum Drehpotentiometer vorgedrungenem Wasser nicht zu befürchten sind.

In zweckmäßiger Weiterbildung der Erfindung kann die An­ ordnung so getroffen sein, daß der Wegmeßgeber in der hohl ausgebildeten Kolbenstange angeordnet ist, wobei das Führungsrohr an der Kolbenstange und das Gehäuse an dem Zylinderboden befestigt ist.

Der Wegmeßgeber kann auch umgekehrt in der Kolbenstange angeordnet sein, nämlich derart, daß das Führungsrohr an dem Zylinderboden und das Gehäuse an der Kolbenstange be­ festigt ist.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand zweier Ausfüh­ rungsbeispiele des näheren erläutert. Es zeigt

Fig. 1 einen Längsschnitt durch einen erfindungs­ gemäß ausgebildeten Wegmeßgeber,

Fig. 2 einen Längsschnitt durch ein Schubkolbenge­ triebe mit integriertem Wegmeßgeber gemäß Fig. 1 und

Fig. 3 eine der Fig. 2 ähnliche Darstellung.

Bei dem in Fig. 1 dargestellten Wegmeßgeber ist ein Ge­ häuse 1 vorgesehen, an dessen rechtem Ende 2 ein Dreh­ potentiometer 3 gelagert ist, dessen Leitungen 4, 5 durch eine Abschlußplatte 6 nach außen geführt sind. Das Drehpotentiometer 3 ist mit einer Vergußmasse 7 ausgegos­ sen. Die Achse 8 des Drehpotentiometers ist durch eine Bohrung 9 einer Trennwand 10 geführt und über einen Mit­ nehmer 11 mit dem Mitnehmerende 12 einer Führungsstange 13 drehfest verbunden. Die Führungsstange 13 weist im dargestellten Ausführungsbeispiel drei um auf dem Umfang um 120° versetzt angeordnete Wendeln 14 auf. Die Füh­ rungsstange 13 ist mit einem Lagerzapfen 15 in einem La­ ger 16 einer Lagerwand 17 gelagert, wobei an der Lager­ stelle eine Dichtung 18 vorgesehen ist.

Die Führungsstange 13 ist von einem Führungsrohr 19 umge­ ben, das an ihrem inneren Ende 20 drei um 120° auf dem Umfang versetzt angeordnete Aufnahmebohrungen 21, 22 auf­ weist, in denen Kugeln 23, 24 gelagert sind, wobei die Kugeln 23, 24 mit den Wendeln 14 der Führungsstange 13 zu­ sammenwirken.

Am anderen Ende 25 des Gehäuses 1 ist zwischen dem Gehäu­ se 1 und dem Führungsrohr 19 eine Dichtung 26 vorgesehen. Am freien Ende 27 des Führungsrohres ist ein Kanal 28 vorgesehen, der in eine Ventilkammer 29 mündet, die einen Ventilsitz 30 hat, gegen den eine mittels einer Feder 31 gegen den Ventilsitz 30 gehaltene Kugel 32 angeordnet ist.

Durch die Dichtungen 26 und 18 wird normalerweise verhin­ dert, daß Flüssigkeit mit dem Drehpotentiometer 3 in Berührung kommen kann. Sollte dennoch Flüssigkeit in den Ringraum 33 gelangen, so findet diese Flüssigkeit durch die Bohrungen 21, 22 den Weg in den Ringraum 34 zwischen der Führungsstange 13 und dem Führungsrohr 19 und von hier aus durch den Kanal 28 und die Ventilkammer 29 nach außen. Hierdurch ist mit sehr hoher Sicherheit gewährlei­ stet, daß Flüssigkeit nicht mit dem Drehpotentiometer 3 in Berührung kommen kann.

In Fig. 2 ist ein Schubkolbengetriebe dargestellt, in dem der vorstehend näher beschriebene Wegmeßgeber ange­ ordnet ist. In einem Zylinder 35 mit einem Boden 36 ist eine hohl ausgeführte Kolbenstange 37 mit einem Kolben 38 und einer Kolbendichtung 39 vorgesehen. Im Boden 36 ist das eine Ende 2 des Wegmeßgebers 1 befestigt, während das äußere Ende 27 im Kolbenstangenkopf 40 befestigt und mit­ tels einer Dichtung 41 gegen den Kolbenstangenkopf abge­ dichtet ist. Am freien Ende des Zylinders 35 ist eine über eine Dichtung 42 abgedichtete Kolbenstangenführung 43 vorgesehen.

Fig. 3 zeigt ein Schubkolbengetriebe, bei dem der Weg­ meßgeber gegenüber der Darstellung in Fig. 2 umgekehrt angeordnet ist, nämlich derart, daß das Führungsrohr 19 an dem Zylinder 35 und das Gehäuse 1 an der Kolben­ stange 37 befestigt ist.

Claims (8)

1. Wegmeßgeber mit einem Führungsrohr mit Führungselemen­ ten und einer innerhalb des Führungsrohres längsver­ schieblich und drehbeweglich angeordneten Führungs­ stange mit Führungsnuten, die mit einem Drehpotentio­ meter drehfest verbunden ist, wobei die Führungsele­ mente in die Führungsnuten eingreifen, dadurch gekennzeichnet, daß ein rohrförmiges Gehäuse (1) zur Aufnahme des Füh­ rungsrohres (19), der Führungsstange (13) und des Dreh­ potentiometers (3) vorgesehen ist, daß in dem Gehäuse (1) an dessen einem Ende (2) das Drehpotentiometer (3) gelagert und diesem gegenüberliegend die Führungsstan­ ge (13) mit wenigstens zwei auf dem Umfang gegenüber­ liegenden mehrgängigen Wendeln (14) gelagert ist, und jeweils der erste und letzte Gang von der Drehbewegung freigehalten sind, daß die Führungsstange (13) von dem Führungsrohr (19) mit wenigstens zwei auf dem Umfang gegenüberliegenden Kugeln (23, 24) umgeben ist, die in die Wendeln (14) eingreifen, und daß am äußeren Ende (27) des Führungsrohres (19) ein Entwässerungsventil (31, 32) vorgesehen ist.

2. Wegmeßgeber nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auf dem Umfang der Führungsstange (19) drei Wen­ deln (14) um 120° versetzt vorgesehen sind und in dem Führungsrohr (19) entsprechend drei Kugeln (23, 24) ebenfalls um 120° auf dem Umfang versetzt angeordnet sind.

3. Wegmeßgeber nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Drehpotentiometer (3) in einer Ver­ gußmasse (7) eingegossen ist.

4. Wegmeßgeber nach einem oder mehreren der vorhergehen­ den Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in dem La­ ger (16) zwischen der Wendelstange (13) und dem Gehäu­ se (1) eine Dichtung (18) vorgesehen ist.

5. Druckmittelbetätigtes Schubkolbengetriebe mit einem Zylinder und einer in dem Zylinder verschiebbar ange­ ordneten Kolbenstange, wobei in der Kolbenstange eine zentrale Bohrung vorgesehen ist, in der ein Führungs­ rohr mit Führungselementen und innerhalb des Führungs­ rohres eine Führungsstange mit einer Führungsnut vor­ gesehen sind, wobei die Führungsstange in dem Füh­ rungsrohr längsverschieblich und drehbeweglich ange­ ordnet und mit einem Drehpotentiometer zur Feststel­ lung des jeweils von der Kolbenstange innerhalb des Zylinders zurückgelegten Weges drehfest verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß zur Feststellung der Lage der Kolbenstange der Wegmeßgeber nach einem oder mehreren der vorhergehen­ den Ansprüche in dem Schubkolbengetriebe angeordnet ist.

6. Schubkolbengetriebe nach Anspruch 5, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Wegmeßgeber in der hohl ausgebilde­ ten Kolbenstange (37) angeordnet ist.

7. Schubkolbengetriebe nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Führungsrohr (19) an der Kol­ benstange (37) und das Gehäuse (1) an dem Zylinderbo­ den (36) befestigt ist.

8. Schubkolbengetriebe nach einem oder mehreren der An­ sprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Füh­ rungsrohr (19) an dem Zylinderboden (36) und das Gehäuse (1) an der Kolbenstange (37) befestigt ist.