DE6915696U - Messkopf. - Google Patents

Description

PATENTANWÄLTE DR.-ING. VON KREISLER DR.-ING. SCHON WALD DR.-ING.TH.MEYER DR.FUES DIPL.-CHEM. ALEK VON KREISLER DIPL.-CHEM. CAROLA KELLER DR.-ING. KLDPSCH KÖLN 1, DEICHMANNHAUS

18. April I969 Sch-Sg/pa

PULSOTRONIC MERTEN KG, Gummersbach, Kaiserstraße I50

Me ß ko ρ f

Die Erfindung betrifft einen Meßkopf zur Anbringung an Maschinenwellen zum Zwecke der Messung von Wellenstellung, Umdrehungsgeschwindigkeit o. dgl. mit einem Gehäuse und darin untergebrachten aus beweglichen und |5 feststehenden Teilen bestehenden Meßorganen.

Bei vielen Maschinen, wie z.B. bei Pressen, Stanzen oder Pleuelsteuerungen werden die einzelnen Steuerungsvorgänge von der jeweiligen Winkelstellung der Maschinenwelle eingeleitet. Zu diesem Zwecke wird an die Welle ein Meßkopf angesetzt und mit einer Markierungsscheibe, deren Steuerfahnen sich an ortsfest angebrachten Abtastelementen vorbeibewegen, können die gewünschten Signale abgeleitet werden. Es ist auch möglich, die Welle mit dem Rotor eines Drehpotentiometers zu verbinden, so daß das entstehende Analogsignal der Winkelstellung der Welle direkt proportional ist.

Bei der Anbringung derartiger Meßköpfe an Maschinenwellen tritt in der Praxis die Schwierigkeit auf, daß für jede Wellendrehrichtung ein gesonderter Meßkopf benötigt wird. In der Regel ist nämlich die Reihenfolge, in der die einzelnen, beispielsweise am Umfang

einer sich mit der Welle drehenden ortsfest angebrachten

wirksam werden, Signalscheibe angeordneten Signalgeber/genau festgelegt, und ein Meßkopf ist daher normalerweise nur für eine einzige Wellendrehrichtung geeignet. Dies ist sowohl für die Herstellung als auch für die Lagerhaltung nachteilig, da für verschiedene Maschinen bzw. unterschiedliche Betriebsarten stets zwei Meßköpfe zur Verfügung stehen müssen, die an sich einander gleichartig sind, jedoch für unterschiedliche Drehrichtungen ausgelegt sein müssen.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, diesen Mangel zu beheben und einen Meßkopf zu schaffen, der trotz unsymmetrischer Anbringung der auf das Signal der Steuerfahne reagierenden Geber sowohl an rechtsdrehenden als auch an linksdrehenden Wellen zum Einsatz kommen kann. Damit soll sowohl die Herstellung als auch die Lagerhaltung im Sinne einer Typenvereinheitlichung vereinfacht werden. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß bei einem Meßkopf der genannten Art aus dem Gehäuse zwei drehfest miteinander verbundene Wellenstümpfe herausragen, deren Drehrichtungen - jeweils in Wellenrichtung auf das Gehäuse gesehen - einander entgegengesetzt sind.

Mit dieser Maßnahme ist es möglich, wahlweise den einen oder den anderen Wellenstumpf an die zu überwachende Maschinenwelle anzuschließen, während der freie Wellenstumpf sich unbenutzt in Gegenrichtung mitdreht.

Eine besonders zweckmäßige und einfache Bauform ergibt sich, wenn der Meßkopf mit einer sein Gehäuse beidseitig durchdringenden Anschlußwelle ausgestattet ist, von der die beweglichen Teile der Meßorgane direkt oder über Zwischentriebe angetrieben sind. Der Meßkopf kann mit seinem einen Ende an der Maschinenwelle befestigt werden, wenn diese sich - auf die Wellenstirnseite gesehen -

im Uhrzeigersinn dreht, und er kann zum Anschluß an eine sich im Gegenuhrzeigersinn drehende Welle um l8o ° verdreht werden.

Die Erfindung wird im folgenden unter Bezugnahme auf die Figuren an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert.

Fig. 1 zeigt schematisch einen Längsschnitt durch einen Meßkopf nach der Erfindung,

Fig. 2 zeigt schematisch die Anbringung der Meßwertgeber am Umfang einer Winkelscheibe.

Die einzelnen Bauteile des in Fig. 1 dargestellten Meßkopfes sind in dem zylindrischen Gehäuse 1 mit den Stirnseiten 2,2 untergebracht. Das Gehäuse 1 ist ortsfest montiert, und in ihm ist koaxial die Welle 4 angeordnet, die gegenüber dem Gehäuse 1 in hier nicht dargestellten Lagern drehbar ist. Die Welle 4 besitzt an ihren beidseitig aus dem Gehäuse 1 herausragenden Wellenenden Flansche 5*6 zur Drehung zur drehfesten Kopplung der Welle 4 mit der Welle 7 der zu überwachenden Arbeitsmaschine.

Im Innern des Gehäuses 1 sind an der Welle 4 verschiedene Kodierscheiben 8,9 befestigt. Ferner ist auf der Welle 4 der Rotor eines Meßpotentiometers 10 drehfest angebracht. Die Kodierscheiben 8,9 können als Lochoder Schlitzscheiben bestehen, oder sie können beispielsweise auch Steuerfahnen aus ferromagnetischem oder elektrisch leitfähigem Material tragen. Im vorliegenden Fall besteht die sich mit der Welle 4 drehende Scheibe 8 aus Kunststoff. Sie ist in der Nähe ihres Randes mit einer Steuerfahne Γ5 aus elektrisch leitendem Material versehen, das an den fest mit dem Gehäuse 1 verbundenen Näherungsinitiatoren 10,11,12 beim Passieren elektrische Impulse erzeugt, die in einer in diesem Zusammenhang

nicht interessierenden Steuerschaltung ausgewertet werden. Aus Gründen der Übersichtlichkeit sind auch die elektrischen Anschlüsse sowie deren Herausführungen aus dem Gehäuse 1 fortgelassen.

Der dargestellte Meßkopf kann beispielsweise dazu dienen,zusammen mit einer geeigneten Steuerschaltung die Abbremsung einer kurbelgetriebenen Presse zu steuern und zu überwachen. Bei derartigen Pressen ist es nämlich erforderlich, die Abbremsung so durchzuführen, daß die Kurbel im oberen oder unteren Totpunkt zum Stillstand kommt, so daß beim nächstfolgenden Hub keine zu große Belastung des Kurbelgestänges auftritt. Da der Bremsweg bzw. der Bremswinkel von der jeweiligen Wellengeschwindigkeit abhängt, ist es zweckmäßig, diese zu messen und danach den Auslösezeitpunkt für die Breuise zu bestimmen. Die Messung der Winkelgeschwindigkeit der Welle 4 kann erfolgen, indem die Zeit bestimmt wird, die die Steuerfahne benötig¹ , um vom Geber 10 bis zum Geber 11 zu gelangen. Entsprechend dieser Zeitspanne, die der Winkelgeschwindigkeit der Wello 7 proportional ist, kann der Bremswinkel in der Steuerschaltung berechnet werden, so daß die Steuerfahne genau vor dem dritten Geber 12 zum Stillstand kommt.

Die Kodierscheibe 9 ist als Schlitzscheibe mit feiner Teilung ausgebildet,und sie erzeugt in Verbindung mit einer Lichtschranke, die aus einer Lichtquelle I3 und einem lichtelektrischen Wandler 14 besteht, während einer Wellenumdrehung eine Vielzahl hintereinander folgender Impulse, die ebenfalls der Bestimmung der ^o Wellengeschwindigkeit dienen können. Am Meßpotentiometer 10 kann schließlich ein der jeweiligen Winkelstellung der Welle proportionales Analogsignal abgenommen werden, so daß nach Beendigung eines Bremsvorganges die Abweichung von der Soll-Null-Lage bzw. der Fehler ermittelt werden kann.

y 15

156

Aus Fig. 2 ist ersichtlich, daß der Meßkopf in Verbindung mit der Steuerelektronik nur so an die Welle angeschlossen sein kann, daß sich die Scheibe 8 in Richtung des Pfeiles 15 dreht. Bei einer anderen Drehrichtung würde die Steuerfahne 13 an den Gebern 10,11,12 in der falschen Reihenfolge entlanglaufen, so daß die Auswerteelektronik falsche Messungen durchführen und falsche Signale abgeben würde.

Um dies zu vermeiden, ist die Welle 4 erfindungsgemäß an beiden Enden aus dem Gehäuse 1 herausgeführt, und sie kann mit dem jeweils richtigen Flansch 5,6 an die Maschinenwelle 7 angeschlossen werden. Diese dreht sich im vorliegenden Falle in Richtung des Pfeiles 16, und die Welle 4 des Meßkopfes 1 ist mit dem Flansch an den entsprechenden Flansch der Maschinenwelle angeschlossen. Sollte eine Arbeitsmaschine verwandt werden, deren Welle sich in umgekehrter Richtung, also in Richtung des Pfeiles 17 dreht, so würde man den Meßkopf um l80 ° drehen, so daß der Flansch 5 an dem Flansch der Maschinenwelle 7 zum Ansatz käme. In beiden Fällen würde erreicht, daß die Steuerfahne 13 in Richtung des Pfeiles 15 nach Fig. 2 an den Gebern 10,11,12 entlang bewegt wird.

Die Erfindung ist nicht auf die Verwendung einer durchgehenden Welle beschränkt, sondern es können auch zwei an einer Stirnseite aus dem Gehäuse des Meßkopfes herausragende Wellenstümpfe vorgesehen sein, die drehfe<5t und schlupffrei vCrer einen Zahnriemen oder ein Zahnradgetriebe miteinander verbunden sind. Wichtig ist nur, daß die aus dem Gehäuse herausragenden Wellenstümpfe sich mit Blickrichtung auf das Gehäuse in entgegengesetztem Sinne drehen. Es ist auch nicht unbedingt erforderlich, die Steuerscheiben 8,9 oder den Rotor des Potentiometers 10 direkt auf der Welle 4 zu befestigen, sondern es können geeignete Übertragungs-

mittel dazwischengeschaltet sein. So kann es zweckmäßig sein die Schlitzscheibe 9 ^zur Erzielung einer feineren Teilung auf einer Hilfswelle anzubringen, die sich im Verhältnis 10 : 1 zur Welle 4 dreht, so daß man bei gleicher Genauigkeit der mechanischen Teile die zehnfache Impulszahl pro Drehwinkel erhält.

Claims (2)

- 7 Ansprüche

1. Meßkopf zur Anbringung an Maschinenwellen zum Zwecke der Messung von Wellenstellung, Umdrehungsgeschwindigkeit o. dgl., mit einem Gehäuse und darin untergebrachten aus beweglichen und feststehenden Teilen bestehenden Meßorganen, dadurch gekennzeichnet, daß aus dem Gehäuse (1) zwei drehfest miteinander verbundene Wellenstümpfe herausragen, deren Drehrichtungen - Jeweils in Wellenrichtung auf das Gehäuse gesehen - einander entgegengesetzt sind.

2. Meßkopf zur nnbringung an Maschinenwellen zum Zv. cke der Messung von Wellenstellung, Umdrehungsgeschwindigkeit o. dgl., mit einem Gehäuse und darin untergebrachten aus beweglichen und feststehenden Teilen bestehenden Meßorganen, dadurch gekennzeichnet, daß er mit einer sein Gehäuse (1) beidseitig durchdringenden Anschlußwelle (4) ausgestattet ist, von der die beweglichen Teile (13) der Meßorgane (lo,11,12,13) direkt oder über Zwischentriebe angetrieben sind.

69156