DE3742154C2 - - Google Patents
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- DE3742154C2 DE3742154C2 DE19873742154 DE3742154A DE3742154C2 DE 3742154 C2 DE3742154 C2 DE 3742154C2 DE 19873742154 DE19873742154 DE 19873742154 DE 3742154 A DE3742154 A DE 3742154A DE 3742154 C2 DE3742154 C2 DE 3742154C2
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- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
- G01B3/00—Measuring instruments characterised by the use of mechanical techniques
- G01B3/002—Details
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- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Length Measuring Devices With Unspecified Measuring Means (AREA)
Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verbindungselement in einem Linear
geber nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs. Ein solches Verbindungs
element ist durch die Montage- und Betriebsanleitung WMS 200 der Firma
Dr. Johannes Heidenhain, DE, interne Nummer 2 08 088 ZZ bekannt.
Für inkrementale Meßsysteme gibt es verschiedene Anwendungen. Eine be
sonders wichtige Anwendung ist die bei der Messung von Bewegungen an
hydraulischen Anstellungen in einem Walzwerk. Gewürdigt wird der Ab
stand Zylinder/Kolben in Richtung der Spindelachse. Dazu muß ein Linear
geber eingesetzt werden. Der Lineargeber ist von außen gesehen ein Kasten
mit beweglichem Stößel. Mit dem Kasten ist der Maßstab verbunden, am
Stößel ist der Abtastkopf befestigt. Der Kasten wird mit drei Schrauben
am Zylinder angebracht.
Das eingangs angegebene bekannte Verbindungselement ist Teil eines Linear
gebers, der mit einem Flansch an dem Kolben befestigt wird. Ein Quer
stück verbindet den Flansch mit der Schubstange bzw. dem Stößel. Dieser
Lineargeber hat jedoch den Nachteil, daß der Meßbereich des Linearge
bers durch Anschläge begrenzt werden muß, da der Hub der Maschine eine
Zerstörung des Lineargebers beim Überfahren der Grenzen verursachen
könnte. Auch eine Verdrehung der Schubstange muß verhindert werden, da
sonst die innere Ankoppelung zerstört wird. Es können nur sehr geringe
Radialbewegungen oder Drehbewegungen toleriert werden.
Zur Vermeidung dieser Nachteile sind zwei Varianten denkbar, um den
Stößel oder die Schubstange an den Kolben anzubinden. Die erste besteht
darin, daß der Stößel mit Federkraft gegen einen Flansch gedrückt wird,
der mit dem Kolben verbunden ist. Diese Feder wirkt als Rückstellfe
der. Sie muß so bemessen sein, daß bei minimaler Federkraft der Stößel
am Flansch fest anliegt, also auch bei von außen eingeprägter Beschleu
nigung. Dies hat zur Folge, daß bei eingefahrenem Stößel eine sehr hohe
Federkraft vorliegt. Eine weitere Variante, auf die sich auch die Erfin
dung bezieht, ist die Anbindung mit Hilfe eines Gelenkkopfes, der auch
Querbewegungen toleriert.
Durch die DE 32 31 159 C2 ist bereits ein Mehrkoordinaten-Tastkopf be
kannt, der ein einem Axialgelenklager wirkungsgleiches Kalottenlager zum
Abfangen von Auslenkungen eines Taststiftes aufweist.
In der DE 32 41 747 A1 ist ferner eine Vorrichtung zum Ermitteln der
Lage einer Ausnehmung an einem größeren Werkstück angegeben, bei der
zwischen Ringscheiben eingeschlossene Kugellagerkränze die Bewegbarkeit
eines zwischen ihnen liegenden Tellers gewährleisten.
Die beiden letztgenannten Längenmeßvorrichtungen sind jedoch nur für
einen stoßfreien Einsatz geeignet. Ein stoßfreier Betrieb ist jedoch ins
besondere bei hydraulischen Anstellungen von Walzen in einem Walzwerk
nicht möglich.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Gelenkmeßkopf als Ver
bindungselement in einem Lineargeber eines inkrementalen Meßsystems
anzugeben, der auch größere Querbewegungen eines stoßbelasteten, in
seiner Längenausdehnung zu messenden Systems ohne Meßfehler zuläßt.
Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung durch die im Patentanspruch ge
kennzeichneten Merkmale gelöst.
Die Erfindung wird im folgenden an einem Ausführungsbeispiel anhand
der Zeichnung erläutert. In einem Ausführungsbeispiel soll das zu messen
de (hier nicht dargestellte) System eine hydraulische Anstellung in einem
Walzgerüst sein.
In Fig. 1 ist der Gelenkmeßkopf nach der Erfindung im
Normalzustand dargestellt, in
Fig. 2 während einer Querbewegung.
Ein Lineargeber mit einem Gelenkmeßkopf nach der Erfindung ist ein
speziell für den Walzwerksbetrieb konstruiertes inkrementales Längen
meßsystem. Es dient zur Positionserfassung von Kolben in hydraulischen Zylindern
an Anstellungen. Je nach Anbaumöglichkeit werden ein oder zwei Geber
verwendet. Wird der Kolbenweg direkt auf der Zylinderachse gemessen,
genügt ein Geber. Kann konstruktionsbedingt der Hub nur an der Kolben
platte gemessen werden, kommen zwei Geber zur Anwendung. Die Schief
stellung des Kolbens wird dann durch Mittelwertbildung kompensiert. Bei
dieser Anbauart kann bei Ausfall eines Gebers die Regelung nur mit
einem Geber betrieben werden.
Der Geber besteht aus folgenden Baugruppen:
Gelenkmeßkopf (Verbindungselement),
Lineargebergehäuse,
Meßsystemgehäuse,
Atmungssackgehäuse und
Schlauchanschlußflansch mit Schlauch.
Gelenkmeßkopf (Verbindungselement),
Lineargebergehäuse,
Meßsystemgehäuse,
Atmungssackgehäuse und
Schlauchanschlußflansch mit Schlauch.
Das Verbindungselement nach der Erfindung koppelt das Meßsystem an
den Kolben. Durch den Gelenkmeßkopf ist ein Parallelversatz der Kolben
achse zur Meßachse bis zu 4 mm möglich. Meßfehler entstehen hierbei
nicht.
Der exakte Einbau kann während des Betriebes am Spalt zwischen Kon
trollstiften und am zu messenden System befestigten Flansch überprüft
werden. Der Geber wird mit drei Schrauben auf der Anbaufläche befe
stigt, wodurch sich eine eindeutige Auflage ergibt. Eine Spannhülse drückt
den Lineargeber bei der Montage gegen die Anschlagfläche und bestimmt
dadurch eine genaue Geberposition. Ein Austausch von Gebern ist daher
ohne Ausrichtarbeiten möglich. Dieser Anbau ist in den Zeichnungsfiguren
nicht dargestellt.
Gemäß Fig. 1 und Fig. 2 ist das Verbindungselement (Gelenkmeßkopf)
mittels eines ersten Flansches 1 an einen (hier nicht dargestellten) Kolben
angeflanscht. Auf diesen ersten Flansch 1 folgt ein weiterer Flansch 2,
der als Sitz für ein erstes Axialgelenklager 3 dient und gleichzeitig eine
Halterung für einen Gelenkkopf 4 bietet. Dieser Gelenkkopf 4 ist mit dem
weiteren Flansch 2 durch einen Zylinderstift 20 verbunden. Auf das erste
Axialgelenklager 3 ist eine erste Zylinderrollen-Wellenscheibe 5 mittels
eines Rings 6 zentrisch aufgesetzt. Auf dieser ersten Zylinderrollen-Wel
lenscheibe 5 sitzt ein Kugellagerkranz 7, und auf diesem ist eine zweite
Zylinderrollen-Wellenscheibe 8 angeordnet. Hierauf aufgesetzt ist ein Dreh
teil 9, in dem sich ein zweites Axialgelenklager 10 befindet. Ein an den
Gelenkkopf 4 angeschraubter Federnhalter 11 setzt die vorgenannten Teile
(also den weiteren Flansch 2, das erste Axialgelenklager 3, die erste Zy
linderrollen-Wellenscheibe 5, den Kugellagerkranz 7, die zweite Zylinder
rollen-Wellenscheibe 8, das Drehteil 9 und das zweite Axialgelenklager 10)
über Tellerfedern 12 gemeinsam unter eine Vorspannung. Über einen an das
Drehteil angeschraubten, mit einer Grundplatte 19 fest verbundenen Aus
richtflansch 13 wird das Verbindungselement (Gelenkmeßkopf) an eine
Schubstange 14 des Meßsystems angekoppelt.
Beim Zusammenbau wird der Kugellagerkranz 7 mittels eines Ausricht
ringes 15 ausgerichtet. Der Gelenkmeßkopf wird durch einen Faltenbalg 16,
der mit Schrauben 17 befestigt ist, vor Verschmutzung geschützt. Alle
Teile im Gelenkmeßkopf sind völlig wartungsfrei. Die über die Tellerfedern
erzeugte Vorspannung bewirkt eine radiale Kraft (siehe Fig. 2), die von
der Führung des Meßsystems aufgenommen werden muß. Zwischen dem
(ersten) Flansch 1 und der Grundplatte 19 sind Kontrollstifte 18 zur Über
prüfung des exakten Einbaus der Teile des Verbindungselements vorgesehen.
Wenn außerhalb der Spindelachse am äußeren Zylinderrand gemessen wer
den muß, ist zu beachten, daß der Kolben sich innerhalb bestimmter Gren
zen verschieben als auch kippen kann. Das Kippen wird zum Beispiel durch
die Biegung der Stützwalze erzwungen. Es muß deshalb der Weg an zwei
gegenüberliegenden Stellen am Zylinderrand gemessen werden. Deren Ver
bindungslinie kann senkrecht oder in einem anderen Winkel zur Walzenachse
stehen. Es hängt allein von der Breite des Ständerfensters ab.
Der Mittelwert der beiden Wege ist unabhängig vom Kippwinkel der Kol
benachse, wenn die seitliche Verschiebung des Kolbens Null ist. Tritt auch
noch eine seitliche Verschiebung der Kolbenachse auf, dann liegen die
beiden Lineargeber an unterschiedlich langen Hebelarmen und der Mittelwert
der beiden Meßwerte ist daher theoretisch abhängig von der seitlichen Ver
schiebung. Da diese aber sehr klein ist in bezug zum Abstand der beiden
Lineargeber, kann die seitliche Verschiebung praktisch vernachlässigt wer
den.
Durch den Gelenkmeßkopf nach der Erfindung ist es vom Hub des Meßsy
stems unabhängig möglich, selbst bei hohen Beschleunigungen (50 g) und
hohem Parallelversatz (4 mm) der Meßachse zur Zylinderachse auf 1 µm
genau zu messen.
Claims (1)
- Verbindungselement in einem Lineargeber eines inkrementalen Meßsy stems für Längenmessungen, wobei das Verbindungselement einerseits mit einem Flansch (1) an einem in seiner Längenausdehnung zu messenden Sy stem befestigt ist und andererseits an eine Schubstange (14) gekoppelt ist, deren Längsausdehnung von einer Meßeinrichtung erfaßt wird, dadurch gekennzeichnet, daß
- a) an dem am zu messenden System befestigten Flansch (1) ein weiterer Flansch (2) als Sitz für ein erstes Axialgelenklager (3) und gleichzeitig als Halterung für einen Gelenkkopf (4) ange bracht ist, der mit dem weiteren Flansch (2) durch einen Zylin derstift (20) verbunden ist,
- b) auf dem ersten Axialgelenklager (3) eine erste Zylinderrollen-Wellen scheibe (5) mittels eines Rings (6) zentrisch aufgesetzt ist,
- c) auf der ersten Zylinderrollen-Wellenscheibe (5) ein Kugellager kranz (7), auf dem eine zweite Zylinderrollen-Wellenscheibe (8) liegt, angeordnet ist,
- d) auf der zweiten Zylinderrollen-Wellenscheibe (8) ein Drehteil (9) aufgesetzt ist, in dem sich ein zweites Axialgelenklager (10) be findet,
- e) ein an den Gelenkkopf (4) angeschraubter Federnhalter (11) über Tellerfedern (12) eine Vorspannung in der Weise bewirkt, daß der weitere Flansch (2), das erste Axialgelenklager (3), die erste Zylinderrollen-Wellenscheibe (5), der Kugellagerkranz (7), die zweite Zylinderrollen-Wellenscheibe (8), das Drehteil (9) und das zweite Axialgelenklager (10) aneinandergepreßt werden,
- f) über einen an das Drehteil (9) angeschraubten, mit einer Grund platte (19) fest verbundenen Ausrichtflansch (13) die Schubstange (14) angekoppelt ist,
- g) ein Ausrichtring (15) zum Ausrichten des Kugellagerkranzes (7) vorgesehen ist,
- h) ein Faltenbalg (16), der mit Schrauben (17) befestigt ist, zum Schutz vor Verschmutzung vorgesehen ist,
- i) Kontrollstifte (18) zwischen dem am zu messenden System befestigten Flansch (1) und der Grundplatte (19) angeordnet sind.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19873742154 DE3742154A1 (de) | 1987-12-10 | 1987-12-10 | Gelenkmesskopf |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19873742154 DE3742154A1 (de) | 1987-12-10 | 1987-12-10 | Gelenkmesskopf |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE3742154A1 DE3742154A1 (de) | 1989-06-22 |
DE3742154C2 true DE3742154C2 (de) | 1993-04-22 |
Family
ID=6342446
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19873742154 Granted DE3742154A1 (de) | 1987-12-10 | 1987-12-10 | Gelenkmesskopf |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE3742154A1 (de) |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE4222841C1 (de) * | 1992-07-11 | 1994-03-24 | Praezisions Messtechnik Baewer | Kapazitiv/konduktiver Positionsaufnehmer vorzugsweise für Werkstückspanneinrichtungen |
CN107063156B (zh) * | 2017-04-27 | 2023-02-03 | 嘉兴晟友机械科技有限公司 | 一种轴检测设备中检测基座的转动结构 |
CN112729041B (zh) * | 2020-12-21 | 2022-02-22 | 西安工业大学 | 一种坐标测量机用二维旋转测座 |
Family Cites Families (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3231159C2 (de) * | 1982-08-21 | 1985-04-18 | Dr. Johannes Heidenhain Gmbh, 8225 Traunreut | Mehrkoordinaten-Tastkopf |
DE3241741A1 (de) * | 1982-11-11 | 1984-05-17 | Valentin 8701 Reichenberg Rosel | Energiesparblock |
-
1987
- 1987-12-10 DE DE19873742154 patent/DE3742154A1/de active Granted
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE3742154A1 (de) | 1989-06-22 |
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