DE3644980C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Meßkluppe mit einem Stab und einem auf dem Stab mittels formschlüssiger Führung längsverschieb­ baren Läufer, wobei der Stab und der Läufer mit je einem rechtwinklig abstehenden Meßschnabel in zueinander paralleler Anordnung versehen sind, wobei zwischen dem Stab und dem Läufer mindestens eine Längsmarkierung in Wechselwirkung mit mindestens einem Längensensor steht und der mindestens einen Längensensor an am Läufer angeordnete elektronische Schaltmittel zur Aus­ wertung von Signalen des Sensors angeschlossen ist, und wobei ferner zwischen Läufer und Stab ein Positionssensor mit einer Positionsmarke zusammenwirkt, derart, daß der Positionssensor bei aneinander anliegenden Meßschnäbeln ein Nullungssignal für die elektronischen Schaltmittel erzeugt.

Eine derartige Meßkluppe ist aus der US-PS 42 26 024 bekannt.

Meßkluppen sind schiebelehrenähnliche Meßgeräte zum Messen der Außenabmessungen verhältnismäßig großer Objekte, beispielsweise zum Vermessen von Schlachtvieh, zum Messen des Durchmessers von Baumstämmen und dgl. mehr.

Meßkluppen werden daher beispielsweise in Schlachthöfen ein­ gesetzt, um z. B. Schweinehälften hinsichtlich des Verhältnisses von Fett und Muskelgewebe an charakteristischen Punkten aus­ zumessen und daraus Klassifizierungsmerkmale, beispielsweise Muskelfleischprozente, Handelsklassen oder Preise zu bestimmen.

Im fortswirtschaftlichen Betrieb werden Meßkluppen eingesetzt, um anhand von Reihenmessungen im Wald das Volumen des schlag­ baren Holzes eines bestimmten Waldabschnitts zu bestimmen. Hierbei macht man sich die Tatsache zunutze, daß bei Kenntnis der Baumart und des Standorts die Messung des Baumstammdurch­ messers in einer bestimmten Höhe sehr exakte Rückschlüsse auf die Höhe des Baums zuläßt, so daß eine separate Höhenmessung im Rahmen einer hinnehmbaren Toleranz nicht erforderlich ist. Man kann also mit anderen Worten mittels einer einzigen Messung an einem genormten Meßort eines Baums dessen nutzbares Holz­ volumen mit hinreichender Genauigkeit bestimmen. Auch kann man mit einer Meßkluppe im fortswirtschaftlichen Bereich auf relativ einfache Weise das Volumen von bereits geschlagenem Holz bestimmen, wenn dieses Holz z. B. auf eine Normlänge abgelängt worden ist. Durch entsprechende Verknüpfung der Meßwerte mit vorgegebenen Preisen kann man daher auch in diesem Falle z. B. den Preis einer geschlagenen Holzmenge bestimmen.

Bei der eingangs genannten US-PS 42 26 024 ist auf dem Läufer der Meßkluppe eine elektronische Auswerteinheit angeordnet, mit der das Meßergebnis, d. h. der Längenabstand der an einem Meßobjekt anliegenden Meßschnäbel, elektronisch ausgemessen werden kann. Hierzu sind auf der Breitseite des Stabes Längs­ markierungen eingebracht und zwar diskontinuierlich in Nuten verteilte magnetische Einsätze. Gegenüber diesen Einsätzen ist auf dem Läufer ein magnetfeldempfindliches Element, nämlich eine Feldplatte, vorgesehen. In Längsrichtung gesehen sind zwei Feldplatten im Längsabstand eines Vielfachen der Teilung des Längsrasters zuzüglich oder abzüglich eines Viertels der Teilung hintereinander angeordnet, um die Verschiebungsrichtung des Läufers aus der Phasenbeziehung der beiden von den Feld­ platten erzeugten Meßsignale bestimmen zu können.

Bei der bekannten Meßkluppe sind auf dem Läufer selbst nur eine Anzeigeeinheit und ein Speicher für den jeweils erfaßten Meßwert vorgesehen. Zur Weiterverarbeitung dieser Daten, insbesondere zur Verknüpfung dieser Daten mit vorgegebenen Parametern, im Anwendungsfall der Forstwirtschaft also bei­ spielsweise der Holzart, des Standorts, des bezogenen Volumen­ preises und dgl., ist ein gesondertes tragbares Datenterminal vorgesehen, das seinerseits in Wechselbeziehung zu einem größeren Rechner treten kann.

Bei der bekannten Meßkluppe ist eine Nullung der elektronischen Meßmittel bei geschlossenen Meßschnäbeln möglich. Hierzu ist auf dem Stab und zwar in einer mit der Meßfläche des festen Meßschnabels ungefähr fluchtenden Position eine halbkugelförmige Aussparung im Stab vorgesehen. Der Läufer ist hingegen derart mit den elektronischen Mitteln verbunden, daß eine Platte dieser elektronischen Mittel über die Meßfläche des verschieb­ baren Meßschnabels übersteht. An ihrer dem Stab zu weisenden Unterseite ist diese Platte mit einer Bohrung versehen, in der eine federbelastete Kugel läuft. Die Anordnung ist so getroffen, daß die Kugel bei geschlossenen Meßschnäbeln unter der Kraft der Feder in die halbkugelförmige Aussparung des Stabes einfällt. Hierdurch wird ein mit der Kugel verbundener Stab axial ausgelenkt und schließt einen elektrischen Kontakt, der auf diese Weise ein Nullungssignal für die elektronischen Mittel der Meßkluppe erzeugt.

Die bekannte Anordnung hat damit den Nachteil, daß sie aufgrund ihrer elektromechanischen Ausbildung gegenüber Umwelteinflüssen besonders empfindlich ist. Wenn die bekannte Meßkluppe im Wald eingesetzt wird und dabei verschmutzt, kann es leicht vorkommen, daß die halbkugelförmige Aussparung mit Erde oder Rindenpartikeln oder dgl. zugesetzt wird, so daß nicht gewähr­ leistet ist, daß die Kugel des elektromechanischen Positions­ sensors in der Aussparung einfallen kann. Auch kann die Funktion der Kugel selbst dadurch beeinträchtigt werden, daß Schmutz­ partikel in die Lauffläche zwischen Läufer und Stab und damit auch in die Bohrung geraten, in der die Kugel axial läuft.

Eine weitere Meßkluppe der eingangs genannten Art ist aus der DE-OS 33 30 396 bekannt.

Bei dieser weiteren bekannten Meßkluppe, die zur Bestimmung des Durchmessers von Rundhölzern oder dgl. verwendet werden soll, ist der Meßstab hohl ausgebildet und im hohlen Meßstab ist ein Linearpotentiometer vorzugsweise in einer Inertgas- Atmosphäre angeordnet. Am freien Ende des Stabes sind Ein­ bauräume für eine elektronische Meßanordnung bzw. für Batterien vorgesehen, über die Einzelheiten nicht angegeben sind. Eine Verbindung zu einem externen Rechner sowie eine Möglichkeit zur Nullung sind bei dieser bekannten Meßkluppe nicht vorgesehen.

Aus der DE-OS 30 26 906 ist eine weitere Meßkluppe für forst­ wirtschaftliche Anwendungen bekannt, bei der auf dem Läufer ein übliches Rollmaß angeordnet ist, d. h. ein aufgewickeltes Metallbandmaß, dessen freies Ende mit dem feststehenden Meß­ schnabel verbunden ist, so daß beim Verschieben des Läufers auf dem Stab das Rollemeßband aus- bzw. eingefahren wird. Diese bekannte Meßkluppe ist zur Erleichterung des Transports demon­ tierbar und zwar kann der Stab vom festen Meßschnabel gelöst werden und auch der bewegliche Meßschnabel ist zusammen mit dem Läufer als Kompletteinheit demontierbar. Das Rollmeßband ist jedoch fest auf dem Läufer angeordnet. Bei einer Variante dieser bekannten Meßkluppe ist zwar eine digitale Meß- und Anzeigevorrichtung vorgesehen, die im Gehäuse des Rollmeßbandes untergebracht werden soll, Mittel zum Nullen dieser digitalen Meßeinrichtung sind jedoch nicht vorgesehen.

Aus der DE-OS 28 32 986 ist eine Schieblehre bekannt, bei der eine elektronische Abtasteinheit auf dem Läufer mit einem induktiv abtastbaren Strichmuster auf dem Stab zuammenwirkt. Auf dem Läufer befindet sich eine Auswerteinheit mit Anzeige­ einheit sowie zugehörigen Versorgungsbatterien. Bei dieser bekannten Schieblehre ist ferner der bewegliche Schenkel geringfügig um eine senkrecht zur Meßebene angeordnete Achse verschwenkbar und arbeitet während der Schwenkbewegung mit einem Druckmeßsystem zusammen. Auf diese Weise sollen die sogenannten Abbe'schen Meßfehler vermieden werden, die dadurch auftreten, daß infolge mechanischer Toleranzen der Läufer auf dem Stab leicht verkantet wird, wenn der bewegliche Meßschnabel unter hohem Druck an das Meßobjekt angelegt wird. Durch die geringfügige und selbst bei präziser Fertigung nie völlig vermeidbare Verkantung des beweglichen Meßschnabels wird ein Meßfehler erzeugt, weil das Meßobjekt sich nicht in der Ver­ längerung des Längenmaßstabes befindet, so daß bei Verkanten des beweglichen Meßschnabels sich ein Fehler einstellt, der dem Verkantungswinkel und dem Abstand des Meßobjektes von der Meßskala entspricht. Bei der bekannten Schieblehre wird daher ein Meßwert dann abgelesen, wenn mittels des Drucksensors erkannt wird, daß der bewegliche Meßschnabel sich auszulenken, d. h. zu verkanten beginnt.

Schließlich ist aus der DE-OS 31 28 656 noch ein inkrementales Lage-Meßsystem bekannt, bei dem ebenfalls zwei Längensensoren hintereinander angeordnet sind und zwar in einem Abstand, der einem Vielfachen der Teilung des Längsrasters der zugehörigen Längsmarkierungen zuzüglich oder abzüglich eines Viertels der Teilung entspricht.

Von den bekannten Meßkluppen weist somit nur diejenige gemäß der eingangs genannten US-PS 42 26 024 eine Möglichkeit zur selbsttätigen Nullung auf. Wie weiter oben bereits erläutert, sind die bei der bekannten Meßkluppe vorgesehenen Mittel jedoch nicht geeignet, um einen zuverlässigen Langzeitgebrauch am beabsichtigten Einsatzort, nämlich in einem Wald, sicherzustel­ len.

Der Erfindung liegt demgegenüber die Aufgabe zugrunde, eine Meßkluppe der eingangs genannten Art dahingehend weiterzubilden, daß eine zuverlässige und selbsttätige Nullung der Meßkluppe auch unter rauhen Einsatzbedingungen möglich ist, wie sie z. B. in einem Wald oder in einem Schlachthof vorliegen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Positionsmarke dadurch gebildet wird, daß die Längenmarkierung ferner mit dem Positionssensor zusammenwirkt und in ihrer Längsausdehnung derart begrenzt ist, daß bei Anlegen der Meßschnäbel aneinander der Positionssensor außer Wechselwirkung mit der Längenmarkierung tritt.

Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird auf diese Weise vollkommen gelöst, weil die Position "Meßschnäbel ge­ schlossen" in besonders einfacher Weise und vor allem berüh­ rungsfrei angezeigt werden kann, da nur in dieser Position der Positionssensor ein Nullsignal erzeugt, das dann unmittelbar zum Eichen der Elektronik verwendet werden kann.

Gegenüber dem Stand der Technik mit elektromechanischer Er­ zeugung eines Nullungssignales hat dies den Vorteil, daß das Nullungssignal berührungsfrei erzeugt wird, so daß eine Ver­ schmutzung und damit Inaktivierung von mechanisch beweglichen Elementen nicht zu befürchten ist. Auch hat die erfindungsgemäße Maßnahme den Vorteil, daß die ohnehin vorhandene Längenmarkie­ rung, die zum Ausmessen der Längsposition dient, zusätzlich herangezogen wird, um auch ein Nullungssignal, d. h. einen Absolutwert der Position zu erzeugen. Im Gegensatz zum Stand der Technik muß also daher im Bereich der Markierungen keine gesonderte Markierung angebracht werden.

Besonders bevorzugt ist bei diesem Ausführungsbeispiel ferner, wenn die Längsmarkierung als leiterförmiges Gebilde aus ferro­ magnetischem Material mit um jeweils eine Teilung in Längsrich­ tung versetzten Sprossen ausgebildet ist und der Längensensor mit einem Dauermagneten sowie einem magnetfeldempfindlichen Element über die Sprossen des Gebildes hinweg parallel zu dem Gebilde im Abstand von diesem verschiebbar ist, wenn ferner das leiterförmige Gebilde auf dem Stab angeordnet ist und in einem Abstand von dem Meßschnabel des Stabes endet, wobei der Po­ sitionssensor auf dem Läufer in einer mit einer Meßkante des Meßschnabels des Läufers im wesentlichen fluchtenden Lage angeordnet ist und der Positionssensor mit einem durchgehenden Holm des Gebildes zusammenwirkt.

Diese Maßnahme hat zunächst den Vorteil, daß bei extrem einfach ausgebildeter, rein passiver Längsmarkierung der erforderliche Meßeffekt dadurch erzeugt wird, daß das vom Dauermagneten erzeugte Magnetfeld beim Verschieben des Läufers durch die vorbeiwandernden Sprossen moduliert wird und diese Modulation mittels des magnetfeldempfindlichen Elements erkannt werden kann.

Diese Maßnahme hat ferner den Vorteil, daß gesonderte Positions­ marken nicht mehr erforderlich sind, weil die bereits weiter oben erläuterte leiterförmige Ausbildung der Längsmarkierung selbst ausgenutzt werden kann. Der Positionssensor befindet sich nämlich in allen geöffneten Stellungen der Meßkluppe oberhalb des durchgehenden Holms der Leiter, so daß er kontinuierlich ein Signal "Meßkluppe auf" abgibt. Nur im geschlossenen Zustand der Meßschnäbel entfernt sich der Positionssensor seitlich von dem in Längsrichtung zuvor endenden Holm des leiterförmigen Gebildes und zeigt somit nur in dieser Stellung das bereits erläuterte Nullsignal an.

Es versteht sich, daß als magnetfeldempfindliche Elemente handelsübliche Differentialelemente, vorzugsweise eine Differen­ tial-Feldplatte oder ein Differential-Hall-Element in Brücken­ schaltung eingesetzt werden kann, um Schwankungen der Meßbe­ dingungen, insbesondere Temperaturschwankungen, effektiv zu kompensieren.

Weitere Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung und der Zeichnung.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine Draufsicht, teilweise vereinfacht, teilweise aufgebrochen und abgebrochen, eines Ausführungs­ beispiels einer erfindungsgemäßen Meßkluppe;

Fig. 2 eine vereinfachte Schnittdarstellung entlang der Linie II-II von Fig. 1;

Fig. 3 eine Darstellung ähnlich Fig. 2 in vergrößertem Maßstab und im Ausschnitt;

Fig. 4 eine abgebrochene Draufsicht auf einen Stab, wie er beim Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 3 verwendet wird;

Fig. 5 eine noch weiter vergrößerte Ausschnitts-Schnitt­ darstellung zur Erläuterung des verwendeten Meß­ effekts;

Fig. 6 eine Draufsicht auf einen Ausschnitt der Anordnung gemäß Fig. 5, von oben;

Fig. 7 und 8 Alternativen zur Darstellung gemäß Fig. 5;

Fig. 9 eine ausschnittsweise Darstellung, in stark vergröß­ ertem Maßstab, der freien Enden zweier Meßschnäbel zur Erläuterung eines weiteren Ausführungsbeispiels der Erfindung;

Fig. 10 einen stark schematisierten Stromlaufplan zur Erläuterung eines erfindungsgemäß verwendeten Kleinrechners.

In den Fig. 1 und 2 bezeichnet 10 insgesamt eine Meßkluppe, d. h. ein schieblehrenähnliches Meßinstrument zur Messung der Außenabmessung verhältnismäßig großer Meßobjekte, beispiels­ weise des Durchmessers von Baumstämmen, der Abmessungen von Schlachtvieh und dergleichen.

Auf einem im Querschnitt doppelprismatisch ausgebildeten Stab 11 ist ein Läufer 12 längsbeweglich angeordnet. Der Stab 11 ist an seinem einen Ende mit einem rechtwinklig abstehenden ersten Meßschnabel versehen, dem in paralleler Ausrichtung ein zweiter Meßschnabel 14 am rechten Ende des Läufers 12 (in der Darstellung von Fig. 1) gegenübersteht. An ihren einander zu weisenden Meßkanten sind die Meß­ schnäbel 13, 14 mit Edelstahlbelägen 15, 16 versehen, um deren mechanische Festigkeit zu erhöhen, wenn die Meß­ schnäbel 1, 14 immer wieder harte Meßobjekte zwischen sich einschließen.

Wie man aus der Schnittdarstellung von Fig. 2 erkennen kann, umschließt der doppelprismatische Stab 11 einen Hohlraum 17. Der Stab 11 wird auf fünf der insgesamt acht Außenflächen der Doppelprismenform von einem Führungsteil 20 des Läufers 12 umgeben. Die übrigen drei Oberflächenabschnitte werden von einer Halteplatte 12 umgeben, auf die ein Kleinrechner 23 aufsetzbar ist. An der Oberseite des Führungsteils 20 ist eine Nut 24 zu erkennen, in die der zweite Meßschnabel 14 eingesetzt ist.

Der Kleinrechner 23 ist auf seiner vorzugsweise pultförmig ansteigenden Oberfläche mit zahlreichen Anzeige- und Be­ tätigungselementen versehen. Eine Ziffernanzeige 25 kann beispielsweise den momentanen Abstand D zwischen den Meß­ kanten der Meßschnäbel 13, 14 anzeigen. Kontrollelemente 26 können z. B. die Betriebsbereitschaft oder die jeweilige Anzahl der bereits getätigten Messungen anzeigen. Mit einer Tastatur 27 können z. B. Meßparameter, beispielsweise Code­ zahlen für bestimmte Arten von Meßobjekten (im Falle des Ausmessens von Baumstämmen beispielsweise die Baumart oder der Fuderpreis oder der Standort) eingegeben werden.

Um den Läufer 12 auf dem Stab 11 mechanisch präzise, gleich­ zeitig aber auch leichtgängig und verkantungsfrei zu führen, ist eine formschlüssige Führung 30, 30 a, 30 b . . . nur an den seitlichen Rändern des Läufers 12, in Längsrichtung gesehen, vorgesehen. Man erkennt aus Fig. 1 deutlich, daß die Führungen 30, 30 a, 30 b sich nur über einen verhältnismäßig kleinen Abschnitt x der Länge des Läufers 12 erstrecken, während zwischen diesen Abschnitten x ein Freiraum y ver­ bleibt, in dem der Läufer 12 nicht geführt ist. Bei einem praktischen Ausführungsbeispiel beträgt das Längenverhältnis y : x beispielsweise etwa 10 : 1 und es kann der freie Raum y z. B. in der Praxis 150 mm lang sein.

In Fig. 1 erkennt man ferner eine auf die Breitseite des Stabes 11 aufgebrachte magnetische Längsmarkierung 33. Auf dem Läufer 12 sind oberhalb der Längsmarkierung 33 Längen­ sensoren 34, 34 a angeordnet und am rechten Rand des Läufers 12 ist noch ein Positionssensor 35 zu erkennen. Schließlich zeigt der zweite Meßschnabel 14 in der Nähe seiner Meßkante noch einen Kraftsensor 36. Die Funktionsweise dieser Senso­ ren 34, 34 a, 35, 36 wird weiter unten noch ausführlich erläutert werden.

In Fig. 3 erkennt man in der vergrößerten Schnittdarstellung nochmals den doppelprismatischen Stab 11, der über einen mittleren rechteckförmigen Abschnitt sowie jeweils trapez­ förmige Ober- bzw. Unterabschnitte verfügt. Die Schräg­ flächen dieser trapezförmigen Abschnitte sind mit 40 be­ zeichnet. Nur in diesen schrägen Abschnitten 40 wird der Stab 11 formschlüssig durch die ihn umgebenden Elemente des Läufers 12 geführt. Hierzu sind beim Ausführungsbeispiel der Fig. 3 am Führungsteil 20 Laufflächeneinsätze 41 angeordnet und an der Halteplatte 22 ist ein entsprechender Lauf­ flächeneinsatz 42 vorgesehen. Die Laufflächeneinsätze 41, 42 bestehen bevorzugt aus Metall, insbesondere einem Buntmetall wie Messing oder Bronze oder dergleichen mit geschliffener oder polierter Oberfläche. Wenn der Stab 11 aus einem Kunst­ stoff, insbesondere aus einem Kohlefaser-Epoxid-Verbund (CFK) besteht, ergibt dies eine besonders leichtgängige und trotzdem mechanisch sichere formschlüssige Führung.

Vorzugsweise bestehen der Läufer 12 und die Meßschnäbel 13, 14 aus massivem CFK während der Stab 11 als CFK-Hohlprofil ausgebildet ist.

Wie man aus Fig. 3 weiter erkennt, ist die Halteplatte 22 am rechten oberen Ende mittels einer lösbaren Schwenkverbindung 45 am Führungsteil 20 eingehängt. Die Halteplatte 22 kann dann in Uhrzeigerrichtung um die Schwenkverbindung 45 herum­ geschwenkt werden, bis ein elastischer Haken 46 um eine zugehörige Nase 47 des Führungsteils 20 greift. Auf diese Weise kann die Halteplatte 22 mit einem Griff am Führungs­ teil 20 eingeklipst werden. Zusammen mit diesem Einklipsvor­ gang kann bei Bedarf eine bei 48 angedeutete elektrische Steckverbindung geschlossen werden, sofern eine solche zum Verbinden der Teile auf der Halteplatte 22 mit den Teilen am Führungsteil 22 oder an sonstigen Elementen des Läufers erforderlich sein sollte, wie dies weiter unten noch be­ schrieben wird.

In Fig. 3 ist ferner zu erkennen, daß die Anordnung der Längsmarkierung 33 am Stab 11 auf mannigfaltige Weise vor­ genommen werden kann. Mit 33 ist eine Längsmarkierung be­ zeichnet, die einem Längensensor 34 an der Unterseite der Halteplatte 22 gegenübersteht, so daß der Längensensor 34 unmittelbar mit dem auf der Halteplatte fest angeordneten Kleinrechner 23 verbunden werden kann. Mit 33 a ist jedoch angedeutet, daß die Längenmarkierung sich auch auf der gegenüberliegenden Breitseite und zwar deren Außenseite des doppelprismatischen Stabes 11 befinden kann, wobei dann der Längensensor 34 a dieser Längsmarkierung 33 a gegenübersteht. Mit 33 b ist angedeutet, daß die Längsmarkierung auch an der Schmalseite, d. h. dem flachen Teil des trapezförmigen Ab­ schnittes des doppelprismatischen Stabes 11 angeordnet sein kann und zwar auf dessen Innenseite, so daß sich die Längs­ markierung 33 b im oder am Hohlraum 17 befindet. Natürlich kann auch bei dieser Positionierung die Längsmarkierung an der Außenseite des Stabes 11 angeordnet sein, wie mit 33 c angedeutet.

Weiterhin ist es im Rahmen der vorliegenden Erfindung durchaus auch möglich, die Längsmarkierung am Läufer, insbe­ sondere am Führungsteil 20 oder an der Halteplatte 22 anzu­ bringen und Sensoren am Stab 11 anzuordnen, wobei dann der Kleinrechner mit Elementen des Stabes 11 verbunden werden kann oder das Sensorsignal wieder auf den Läufer 12 zurück­ geführt werden kann, je nach dem, wie dies im Einzelfall vorteilhaft sein sollte.

Fig. 4 zeigt in einer Seitenansicht die Einzelheiten eines Ausführungsbeispiels einer magnetischen Längsmarkierung 33. Die Längsmarkierung 33 ist in diesem Falle als leiter­ förmiges Gebilde ausgestaltet, bei dem zwischen zwei Holmen 50 Sprossen 51 sich mit den Zwischenräumen 52 abwechseln. Bei einem praktischen Ausführungsbeispiel kann hierzu ein ca. 12 mm breites und 0,5 mm dickes Metallband verwendet werden, das mit hoher Präzision so gestanzt werden kann, daß der Abstand von Sprosse 51 zu Sprosse 51, d. h. die Teilung T etwa 2 mm (mit hoher Reproduzierbarkeit) beträgt. Die Breite der Sprossen 51 kann z. B. 30% der Teilung T betragen. Die Breite der Holmen 50 kann mit ca. 2 mm bemessen werden.

Die weiter vergrößerte Darstellung der Fig. 5 zeigt im seitlichen Schnitt die Sprossen 51, 51 a, 51 b, 51 c, 51 d, 51 e . . . im Stab 11, wobei diese Sprossen 51 . . . versenkt, d. h. unterhalb der Oberfläche des CFK-Verbundes angeordnet sind.

Im Abstand oberhalb der Sprossen 51 . . . befindet sich ein Längensensor 34, der bei diesem Ausführungsbeispiel aus einem magnetfeldempfindlichen Element 60, beispielsweise einer Feldplatte, einem Hallelement oder dergleichen be­ steht. Neben dem magnetfeldempfindlichen Element 60 befindet sich ein Dauermagnet 61, dessen Feldlinien mit 62 angedeutet sind. Wie man leicht erkennen kann, werden die Feldlinien 62 durch die Sprossen 51 . . . bei Bewegung des Führungsteils 20 in der mit 63 angedeuteten Richtung verzerrt, so daß die das magnetfeldempfindliche Element 60 durchsetzenden Feldlinien 62 im Takte des Vorbeiwanderns der Sprosse 51 . . . moduliert werden.

Im seitlichen Längenabstand von dem Längensensor 34 ist bei diesem Ausführungsbeispiel ein weiterer Längensensor 34 a zu erkennen, der ebenfalls aus einem magnetfeldempfindlichen Element 60 a sowie einem Dauermagneten 61 a besteht. Der Abstand des weiteren Längensensors 34 a vom Längensensor 34 beträgt 3 ¹/₄ Teilungen, allgemein ausgedrückt: n Teilungen zuzüglich oder abzüglich ¹/₄ Teilung. Auf diese an sich bekannte Weise ist es möglich, sowohl die Verschieberichtung des Führungsteils 20 gegenüber dem Stab 11 zu ermitteln wie auch die Auflösung der Längenmessung auf ¹/₄ Teilung zu erhöhen.

Die in Fig. 6 dargestellte Draufsicht auf die Meßanordnung des Längensensors 34 der Fig. 5 zeigt, daß auch statt eines einzigen magnetfeldempfindlichen Elementes 60 deren zwei, 60′ und 60′′ eingesetzt werden können, um mit dieser Differ­ ential-Feldplatte oder diesem Differential-Hallelement eine entsprechende Brückenschaltung zur Kompensation von Temperatur und dergleichen aufzubauen.

Bei der Variante der Fig. 7 ist das magnetfeldempfindliche Element 60 alleine auf dem Führungsteil 20 angeordnet. Auf dem Stab 11 befindet sich eine Längsmarkierung in Gestalt axial versetzter Dauermagnete, die mit jeweils abwechselnd entgegengesetzten Polen an die Oberfläche des Stabes 11 oder dessen Nähe reichen. Auf diese Weise entsteht ein ein akti­ ves, magnetisch diskontinierliches Längenprofil auf dem Stab 11, das mittels des magnetfeldempfindlichen Elementes 60 ohne weitere Hilfsmittel abgetastet werden kann.

Entsprechendes gilt für die weitere Variante gemäß Fig. 8, bei der lediglich Dauermagnete 66 ohne axialen Abstand eingebaut sind, wobei jeweils gleichnamige Pole der Dauer­ magnete 66 in die oder an die Oberfläche des Stabes 11 reichen. Auch in diesem Falle wird ein aktives, magnetisch diskontinuierliches Längsprofil erzeugt, das mittels des magnetfeldempfindlichen Elementes 60 abgetastet werden kann.

Fig. 9 zeigt in vergrößerter Detaildarstellung ein zwischen den freien Enden der Meßschnäbel 13, 14 eingeschlossenes verformbares Meßobjekt 69. Wenn das Meßobjekt 69 so weich ist, daß es bereits bei den Kräften verformt wird, wie sie üblicherweise beim Schließen der Meßschnäbel 13, 14 aufge­ bracht werden, so ist naturgemäß das Meßergebnis nicht reproduzierbar. Aus diesem Grunde ist beim Ausführungsbei­ spiel gemäß Fig. 9 die Meßkante des zweiten Meßschnabels 14 als in Längsrichtung beweglicher Meßbalken 70 ausgebildet, der in nur schematisch angedeuteten seitlichen Führungen 71 läuft. Unterhalb des Meßbalkens 70 befindet sich der oder befinden sich die mehreren Kraftsensoren 36, 36 a mit denen meßbar ist, welche Kraft durch die Meßschnäbel 13, 14 auf das Meßobjekt 69 ausgeübt wird.

Die in Fig. 10 dargestellte Auswerteschaltung des Klein­ rechners 23 ist in einem wasserdichten Gehäuse 80 unterge­ bracht. Kernstück der Auswerteschaltung ist ein Mikrocompu­ ter 81, der zum einen mit einem eingebauten Betriebspro­ grammspeicher 82 und zum anderen mit einem auswechselbaren Anwenderprogrammspeicher 83 verbunden ist. Der Anwenderpro­ grammspeicher 83 enthält beispielsweise Meßprogramme für verschiedene Einsatzbereiche, beispielsweise die bereits ausführlich geschilderten Einsatzbereiche im Forstbetrieb oder in einem Schlachthof.

Weitere Eingangssignale werden dem Mikrocomputer 81 über eine Uhr 84 zur Dokumentation des Meßzeitpunktes, über eine Tastatur 85 zur Eingabe von Meßparametern sowie von einer Meßelektronik 86 zugeführt, mit der Meßwerte der Sensoren aufbereitet werden.

Die Meßelektronik 86 ist z. B. an eine Schaltung mit der Funktion eines UND-Gatters 87 angeschlossen, wobei das UND-Gatter 87 mit zwei Eingängen mit Brückenverstärkern 88 der Längensensoren 34, 34 a verbunden ist. Ein weiterer, invertierter Eingang des UND-Gatters 87 führt auf eine Schwellwertstufe 89, die ihrerseits mit dem Kraftsensor 36 beaufschlagt ist. Schließlich ist ein weiterer Eingang der Meßelektronik 86 noch an den Positionssensor 35 ange­ schlossen.

Ausgangsseitig ist der Mikrocomputer 81 mit einer genormten Schnittstelle 90, beispielsweise einer RS 232 Schnittstelle verbunden, die eine Kommunikation des Mikrocomputers 81 mit einer externen Datenverarbeitungsanlage möglich macht.

Eine LCD-Anzeige 91 die zur Anzeige momentaner Meß- oder errechneter Kennwerte. Eine Heizung 92 sorgt für eine Er­ wärmung der LCD-Anzeige 91, falls die Außentemperatur unter einen vorbestimmten, z. B. 10°C Wert absinkt.

Schließlich können die Meßwerte oder daraus bereits er­ rechnete Kennwerte auch in einem externen Speicher 93 abge­ legt werden, der vorzugsweise als mit UV-Licht löschbares Speicherelement ausgebildet ist.

Die Wirkungsweise der Schaltung gemäß Fig. 10 ist wie folgt:

Zunächst setzt der Anwender der Meßkluppe einen für den speziell vorgesehenen Anwendungsfall vorbereiteten Anwender­ programmspeicher 83 in den Kleinrechner 23 ein.

Durch Schließen der Meßschnäbel 13, 14 wird nun die Meß­ elektronik zunächst genullt. Hierzu ist der in Fig. 1 ge­ zeigte Positionssensor 35 vorgesehen, der ähnlich wie die Längensensoren 34, 34 a ausgebildet sein kann, sich jedoch oberhalb des Holmens 50 des leiterförmigen Gebildes gemäß Fig. 4 befindet. In allen geöffneten Positionen der Meß­ kluppe erzeugt der Positionssensor 35 somit ein kontinuier­ liches "Ein"-Signal.

Wie nun Fig. 1 deutlich zeigt, endet die Längsmarkierung 33 in einem Abstand z vor der Meßkante des ersten Meßschnabels 13. Andererseits ist der Positionssensor 35 am rechten Rand des Läufers 12 angeordnet. Dies bedeutet, daß bei Erreichen der geschlossenen Stellung der Meßschnäbel 13, 14 und nur bei Erreichen dieser Stellung der Positionssensor 35 sich außerhalb des Einflußbereiches des Holmens 50 befindet und somit ein "Aus"-Signal abgibt, das zum Nullen der Meßelek­ tronik gemäß Fig. 10 verwendet werden kann.

Nachdem dieser Eichvorgang abgeschlossen ist, der selbstver­ ständlich zwischen einzelnen Messungen beliebig häufig wiederholt werden kann, wird über die Längensensoren 34, 34 a mit entsprechender Brückenbeschaltung ein Signal erzeugt, das dem Abstand D der Meßschnäbel 13, 14 voneinander ent­ spricht. Die Erzeugung dieses Meßsignals ist an sich be­ kannt, beispielsweise aus der eingangs genannten US-PS 42 26 024 und braucht daher hier im einzelnen nicht erläu­ tert zu werden.

Wenn die Meßkluppe 10 entsprechend der Darstellung der Fig. 9 mit einem Kraftsensor 36 zur Berücksichtigung der Verhältnisse bei weichen Meßobjekten versehen ist, so tritt die Schwellwertstufe 89 dann in Aktion, wenn ein vorgege­ bener Referenzkraftwert überschritten wurde. In diesem Falle spricht die Schwellwertstufe 89 an und erzeugt ein positives Signal, das über den invertierten Eingang des UND-Gatters 87 die Weitergabe von Längensignalen des Brückenverstärkers 88 sperrt. Die Messung wird also mit anderen Worten dann abge­ brochen, wenn die Zudrückkraft der Meßschnäbel 13, 14 einen vorgegebenen Schwellwert überschreitet, der z. B. im Anwen­ derprogrammspeicher 83 oder mittels Betätigen von Tasten der Tastatur 85 vorgegeben werden kann.

Die so ermittelten Meßwerte werden über die Meßelektronik 86 dem Mikrocomputer 81 zugeführt, der diese Meßwerte entweder unmittelbar in dem externen Speicher 93 ablegt bzw. über die Schnittstelle 90 an einen externen Rechner weitergibt oder aber es werden zunächst noch in Abhängigkeit von mittels der Tastatur 85 eingegebenen Parametern Kennwerte aus den Meß­ werten errechnet, beispielsweise das Volumen eines Baumstam­ mes in Abhängigkeit von dem Baumstammdurchmesser in defi­ nierter Höhe, dem Standort und der Baumart und auf diese Kennwerte können in der genannten Weise abgespeichert oder weitergegeben werden.

Claims (2)

1. Meßkluppe mit einem Stab (11) und einem auf dem Stab (11) mittels formschlüssiger Führung (30) längsverschieb­ baren Läufer (12), wobei der Stab (11) und der Läufer (12) mit je einem rechtwinklig abstehenden Meßschnabel (13, 14) in zueinander paralleler Anordnung versehen sind, wobei zwischen dem Stab (11) und dem Läufer (12) mindestens eine Längsmarkierung (33) in Wechselwirkung mit mindestens einem Längensensor (34) steht und der mindestens eine Längensensor (34) an am Läufer (12) angeordnete elektronische Schaltmittel zur Auswertung von Signalen des Sensors (34) angeschlossen ist, und wobei ferner zwischen Läufer (12) und Stab (11) ein Positionssensor (35) mit einer Positionsmarke zusammen­ wirkt, derart, daß der Positionssensor (35) bei aneinan­ der anliegenden Meßschnäbeln (13, 14) ein Nullungssignal für die elektronischen Schaltmittel erzeugt, dadurch gekennzeichnet, daß die Positionsmarke dadurch gebildet wird, daß die Längenmarkierung (33) ferner mit dem Positionssensor (35) zusammenwirkt und in ihrer Längs­ ausdehnung derart begrenzt ist, daß bei Anlegen der Meßschnäbel (13, 14) aneinander der Positionssensor (35) außer Wechselwirkung mit der Längenmarkierung (33) tritt.

2. Meßkluppe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Längsmarkierung (33) als leiterförmiges Gebilde (50, 51, 52) aus ferromagnetischem Material mit um jeweils eine Teilung (T) in Längsrichtung versetzten Sprossen (51, 51 a . . .) ausgebildet ist, daß im Abstand von dem Gebilde (50, 51, 52) der Längensensor (35) mit einem Dauermagneten (61) sowie einem magnetfeldempfind­ lichen Element (60) über die Sprossen (51, 51 a . . .) des Gebildes (50, 51, 52) hinweg parallel zu dem Gebilde (50, 51, 52) verschiebbar ist, daß das leiterförmige Gebilde (50, 51, 52) auf dem Stab (11) angeordnet ist und in einem Abstand (z) von dem Meßschnabel (13) des Stabes (11) endet, daß der Positionssensor (35) auf dem Läufer (12) in einer mit einer Meßkante des Meß­ schnabels (14) des Läufers (12) im wesentlichen fluchten­ den Lage angeordnet ist und daß der Positionssensor (35) mit einem durchgehenden Holm (50) des Gebildes (50, 51, 52) zusammenwirkt.