DE8210967U1 - Leitring für eine Meßvorrichtung - Google Patents

Description

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Leitring für eine Meßvorrichtung

Die Neuerung betrifft einen Leitring für eine Meßvorrichtung zum Bestimmen der Mittenabweichung der Mittelpunktsachse eines zum Leitring koaxial angeordneten langgestreckten, kantigen Körpers in bezug auf eine vorgegebene Mittelpunktsachse unter Verwendung von zumindest einer Sende- und Empfängereinheit.

Meßeinrichtungen zum Bestimmen der Mittenabweichung von einer vorgegebenen Mittelpunktsachse von beispielsweise durch Fördereinrichtungen bewegten Körpern sind in verschiedenen Ausführungen bekannt.

So befaßt sich die EP-OS ο oo4 265 mit einer solchen Meßeinrichtung, um die Mittenabweichung eines auf einen Förderer aufgesetzten Blechbundes oder dergleichen von der Förderachse zu bestimmen. Hierbei wird der Blechbund geradlinig durch ein in der Normalprojektion auf die Förderebene sich schneidendes Lichtschrankenpaar geführt, wobei die Förderweglänge des Bundes vom Abdecken bzw. Freigeben der einen Lichtschranke bis zum Abdecken bzw. Freigeben der anderen Lichtschranke gemessen und diese Weglänge zur Bestimmung der Mittenabweichung ausgewertet wird.

Nachteilig an dieser bekannten Meßeinrichtung zum Bestimmen der Mittenabweichung eines auf einen Förderer aufgesetzten Blechbundes ist, daß die Mittenabweichung nur in einer Ebene bestimmt und entsprechend korrigiert werden kann. Es können hier praktisch nur Mittenabweichungen von der Förderachse, die in der Förderebene liegen, festgestellt und entsprechend korrigiert werden.

Demgegenüber liegt der Neuerung die Aufgabe zugrunde, einen Leitring für eine Meßvorrichtung zum Bestimmen der Mitten-

abweichung der Mittelpunktsachse eines zum Leitring koaxial angeordneten langestreckten kantigen Körpers so auszugestalten, daß Mittenabweichungen von der Mittelpunktsachse des zu vermessenden Körpers in beliebigen Ebenen bestimmt und entsprechende Korrekturen vorgenommen werden können.

Diese Aufgabe wird gemäß der Neuerung dadurch gelöst, daß die Sende- und Empfängereinheit (en) auf dem kreisringförmigen Leitring sowohl zu der durch den Kreismittelpunkt verlaufenden Hauptmittelebene als auch zu dem Bezugskörper in der Mittelachse des Leitringes so weit seitlich versetzt angeordnet ist bzw. sind, daß bei einer vollen Umdrehung des Leitringes um dessen Mittelachse die von dem bzw. den Sender(n) ausgehenden Strahlen auf jede Körperkante einmal oder zweimal auftreffen.

Durch die Koaxial-Anordnung von Leitring und dem zu vermessenden Körper können Mittenversetzungen in beliebigen Ebenen erfaßt und korrigiert werden.

Die Neuerung eignet sich zum Bestimmen der Mittenabweichung langgestreckter kantiger Körper von einer vorgegebenen Mittelpunktsachse beliebiger Art. Ein bevorzugtes Einsatzgebiet ist insbesondere das Bandagieren langgestreckter gekrümmter oder gekröpfter Leiter wie U-Rohr-Primärleiter von Meßwandlern. Aber auch zur Oberflächenbestiäiinung be-

% liebiger anderer langgestreckter kantiger Körper kann die ΐ Neuerung mit Vorteil eingesetzt werden.

Günstig ist, daß der Leitring nicht nur um seine Mittelachse s: drehbar, sondern auch zu dieser längsverschiebbar ausgebildet ist. Damit kann die Bestimmung der Mittenabweichung in beliebig eng aufeinanderfolgenden Meßebenen vorgenommen und somit ein hinreichend genaues Profil des zu vermessenden Körpers gewonnen werden.

Weitere Einzelheiten und Vorteile der Neuerung werden an Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1a - 1i verschiedene Winkelstellungen des um seine Mittelpunktsachse drehbaren Leitringes mit unterschiedlichen Lichtpositionierungen unter Verwendung von zwei Sende- und Empfängereinheiten bei der Vermessung eines rechteckigen Körpers,

Fig. 2 verschiedene Winkelstellungen des um seine Mittelpunktsachse wiederum drehbaren Leitringes unter Verwendung lediglich einer Sende- und Empfängereinheit bei der Vermessung eines quadratischen Körpers,

Fig. 3 die Zuordnung der auf dem Leitring angeordneten Sende- und Empfängereinheit in verschiedenen Meßebenen bei einem S-förmig abgewinkelten Leiter ohne automatische Korrektur der Mittenabweichung,

Fig. 4 die Zuordnung der auf dem Leitring angeordneten Sende- und Empfängereinheit in verschiedenen Meßebenen bei einem S-förmig abgewinkelten Leiter mit automatischer Korrektur der Mittenabweichung.

Die Fig. 1a - 1i zeigen den nur schematisch dargestellten Leitring 11 in einer bestimmten Meßebene in der Ausgangslage der beiden auf dem Leitring 11 angebrachten Sende- und Empfängereinheiten 12, 13, die aus den Sendern 12a, 12b und den Empfängern 13a, 13b bestehen. Bei einer Leiterbreite von 3o mm und einer Leiterhöhe von 15o mm beträgt

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der Abstand der Sende-Empfängereinheit 12 von der in der Mittelachse des hinsichtlich seiner Mittenabweichung zu vermessenden Körpers 14 liegenden Hauptmittelebene HME des Leitringes 11 3o mm, während der entsprechende Abstand der Sende-Empfängereinheit 13 von dieser Hauptmittelebene HME 5o mm beträgt. Die beiden Sende- und Empfängereinheiten 12, 13 sind auf dem Leitring 11 so nebeneinander angeordnet, daß die von den Sendern 12a, 12b ausgesandten Strahlen 15a, 15b in zueinander parallelen Ebenen liegen, dieauch parallel zur Hauptmittelebene HME verläuft. Die Kanten des hinsichtlich seiner Mittenabweichung zu vermessenden Körpers 14 sind entgegen dem Uhrzeigersinn mit 1-4 bezeichnet. Die Positionierungen "Licht 3o" und "Licht 5o" symbolisieren den Abstand der Sender 12, 13 von der Hauptmittelebene HME. Wie bereits kurz erwähnt, zeigt Fig. 1a die Ausgangsposition des Leitringes 11 mit den Sende- und Empfängereinheiten 12, 13 in bezug auf den zu vermessenden Körper 14.

Die Fig. 1b zeigt die gegenüber der Ausgangsposition gem. Fig. 1a um 12° im Uhrzeigersinn in Richtung des Pfeiles P versetzte Position des Leitringes 11 bzw. der Sende- und Empfängereinheiten 12, 13. In dieser Lage unterbricht die Kante 1 des rechteckigen Körpers 14 den Strahl bzw. die Verbindungslinie 15a des Senders 12a zum Empfänger 13a.

Die Fig. 1c zeigt die gegenüber der Ausgangsposition gem. Fig. 1a um 30° im Uhrzeigersinn versetzte Position des Leitringes 11 bzw. der Sende- und Empfängereinheiten 12,13. In dieser Lage unterbricht die Kante 1 des rechteckigen Körpers 14 den Strahl bzw. die Verbindungslinie 15b des Senders 12b zum Empfänger 13b. Auch der Strahl bzw. die Verbindungslinie 15a vom Sender 12a zum Empfänger 13a ist noch unterbrochen.

Die Fig. 1d zeigt die gegenüber der Ausgangsposition gem. Fig. 1a um 151° im Uhrzeigersinn versetzte Position des Leitringes 11 bzw, der Sende- und Empfängereinheiten 12,13. In dieser Lage ist die Verbindungslinie zwischen dem Sender 12b und dem Empfänger 13b wieder hergestellt, d.h. der Strahl 15b ist nicht mehr unterbrochen. Der Strahl 15a ist nach wie vor durch den Körper 14 unterbrochen.

Die Fig. 1e zeigt die gegenüber der Ausgangsposition gem. Fig. 1a um 168° im Uhrzeigersinn versetzte Position des Leitringes 11 bzw. der Sende- und Empfängereinheiten 12,13. In dieser Lage sind die Verbindungslinien bzw. Strahlen 15a,15b von den Sendern 12a, 12b zu den Empfängern 13a, 13b wiederum frei.

Die Fig. 1f zeigt die gegenüber der Ausgangsposition gem. Fig. 1a um 192° im Uhrzeigersinn versetzte Position des Leitringes 11 bzw. der Sende-und Empfängereinheiten 12,13. In dieser Lage unterbricht die Kante 3 des rechteckigen Körpers 4 den Strahl bzw. die Verbindungslinie 15a vom· Sender 12a zum Empfänger 13a. Der Strahl bzw. die Verbindungslinie 15b vom Sender 12b zum Empfänger 13b ist nicht unterbrochen.

Die Fig. 1g zeigt die gegenüber der Ausgangsposition gem. Fig. 1a um 210° im Uhrzeigersinn versetzte Position des Leitringes 11 bzw. der Sende- und Empfängereinheiten 12,13. In dieser Lage sind von den Kanten 2 und 3 des rechteckigen Körpers 14 die beiden Strahlen bzw. Verbindungslinien 15a, 15b von den Sendern 12a, 12b zu den Empfängern 13a, 13b unterbrochen.

Die Fig. 1h zeigt die gegenüber der Ausgangsposition gem. Fig. 1a um 330° im Uhrzeigersinn versetzte Position des Leitringes 11 bzw. der Sende- und Empfängereinheiten 12,13.

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In dieser Lage ist der Strahl bzw. die Verbindungslinie 15b zwischen dem Sender 12b und dem Empfänger 13b wieder frei, während der Strahl 15a durch den Körper 14 noch unterbrochen ist.

Die Fig. 1i zeigt die gegenüber der Ausgangsposition gem. Fig. 1a um 348° im Uhrzeigersinn versetzte Position des Leitringes 11 bzw. der Sende- und Empfängereinheiten 12,13. In dieser Lage sind beide Strahlen bzw. Verbindungslinien 15a, 15b von den Sendern 12a, 12b zu den Empfängern 13a, 13b wieder frei.

Die Hinweise "Licht 3o aus", "Licht 3o ein", "Licht So aus" und "Licht 5o ein" in den Fig. 1a bis 1i kennzeichnen die jeweiligen ünterbrechungszeitpunkte bzw. die Aufhebung der ünterbrechungszeitpunkte für die Strahlen bzw. Verbindungslinien 15a, 15b von den Sendern 12a, 12b zu den Empfängern 13a, 13b, wobei die Ziffern "3o" bzw. "5o" jeweils den Abstand der Sende-und Empfängereinheiten von der Hauptmittelebene HME in der Ausgangslage gem. Fig. 1a symbolisieren.

Nach dem Vollzug einer vollen 360"-Umdrehung des Leitringes 11 liegen die Meßdaten in Form von Übergangswinkelwerten fest, die von den jeweiligen Unterbrechungsstellungen zu den Freigabestellungen bzw. umgekehrt gemessen werden, um das Profil bzw. die Lage, insbesondere die Mittenabweichung des zu vermessenden Körpers in einer bestimmten Meßebene zu ermitteln. Diese Übergangswinkelwerte werden in einem geeigneten Rechner gespeichert, um nachfolgend zur Berechnung des Profils und/oder der Lage, insbesondere der Mittenabweichung der Mittelpunktsachse des zu dem Leitring 11 koaxialen Körpers 14 herangezogen zu werden.

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Die Verwendung von zwei Empfänger- und Sendeeinheiten 12,13 bietet den Vorteil, daß im Falle der Vermessung von Körpern 14 mit stark unterschiedlichen Seitenverhältnissen, beispielsweise einer Breite von 3o mm und einer Höhe von 15o itm je Kante zwei ausgeprägte Meßpunkte gegeben sind, die eine exakte Bestimmung der für die spätere Auswertung notwendigen Übergangswinkelwerte ermöglichen.

Falls langgestreckte kantige Körper mit im wesentlichen quadratischen Abmessungen zu vermessen sind, so genügt, wie Fig. 2 zeigt, die Verwendung von einer Sende- Empfängereinheit 22, 23, die auf dem Leitring 21 wiederum in einem vorgegebenen Abstand A von der Hauptmittelebene angeordnet ist.

In Fig. 2 sind die Meßstellungen eingezeichnet, bei denen die Strahlen bzw.Verbindungslinien 25 von dem Sender 22 zu dem Empfänger 23 jeweils auf die vier Körperkanten 1-4 des quadratischen Körpers 24 auftreffen. Die zugehörigen Ubergangswinkelwerte dienen,wie im Falle des Ausführungsbeispieles gem. Fig. 1a bis 1i,wiederum zur Bestimmung des Profils und/oder der Lage, insbesondere der Mittenabweichung der Mittelpunktsachse des zu vermessenden Körpers 24.

Fig. 3 zeigt die Zuordnung der auf dem Leitring 11 angebrachten Sender 12a und Empfänger 13a zu dem zu vermessenden Körper 14 in verschiedenen Meßebenen.ME1 bis ME4, wobei in der ersten Meßebene ME1 die Hauptmittelebene des Körpers 14 noch zentrisch zur Mittelpunktsachse MP des Leitringes 11 liegt. In der Meßebene ME2 ist aufgrund der beginnenden Krümmung des Körpers 14 die Koinzidenz zwischen der Hauptmittelebene HME und der Mittelpunktsachse MP des Leitringes 11 bereits nicht mehr gegeben.

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In den weiteren Meßebenen ME3 und ME4 liegt die Mittelpunktsachse MP in noch größerem Maße außermittig zu der Hauptmittelebene HME.

Da in jeder dieser Meßebenen ME1 bis ME4 der Leitring 11 eine volle Umdrehung um seine Mittelpunktsachse MP vollzieht, erhält man in all diesen Meßebenen die früher beschriebenen Ubergangswinkelwerte und damit ein Maß dafür, wie weit die Mittelpunktsachse MP des Leitringes 11 in jeder dieser Meßebenen in Richtung auf die Hauptmittelebene HME verschoben werden muß, um in allen Meßebenen ME1 bis ME4 die notwendige Koinzidenz zwischen der Mittelpunktsachse MP und der Hauptmittelebene HME wieder herzustellen. Dieser Zustand ist in Fig. 4 dargestellt.

Die Fig. 4 zeigt also bereits den Endzustand des vorzunehmenden Meß- und Justiervorganges, bei dem nach der Erfassung der Mittenabweichung der Mittelpunktsachse MP des Leitringes 11 dieser bereits wieder in die jeweils richtige Lage nachgeführt worden ist, d.h. also, daß die Mittelpunktsachse MP des Leitringes 11 in allen Meßebenen ME1 - ME4 mit der vorgegebenen Mittelpunktsachse des zu vermessenden Körpers, wieder zusammenfällt.

Durch eine genügende Anzahl von Meßebenen ME1...MEx in stärker gekrümmten, gekröpften oder sonstwie gestalteten Leiterbereichen kann gewährleistet werden, daß man eine ausreichend genaue Profil- bzw. Lageerkennung erhält, d.h. daß die Verbindungslinie aller Leitringmittelpunkte in den Meßebenen ME1...MEx wenigstens weitgehend in der Hauptmittelebene HME des zu vermessenden Körpers liegen.

Um den Leitring für eine Meßvorrichtung gemäß der Neuerung für verschiedene Lageerkennungsaufgaben vielseitig ein-

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setzen zu können, ist es vorteilhaft, wenn der axiale Abstand bzw. die axialen Abstände der Sende- und Empfängereinheit (en) 12,13 von der durch den Kreismittelpunkt verlaufenden Hauptmittelebene HME einstellbar ist bzw. sind.

Für exakte Meßvorgänge in den verschiedenen Meßebenen günstig ist es, wenn die nachfolgend definierten Grenzwerte in bezug auf den zu vermessenden Körper 14,24 nicht unter-bzw. nicht überschritten werden. Zum einen sollte der axiale Abstand der Sende- und Empfängereinheit(en) 12,13 von der durch den Kreismittelpunkt laufenden Hauptmittelebene HME größer sein als die halbe Breite des zu vermessenden Körpers 14, 24 (Mindestabstand); zum anderen sollte der axiale Abstand der Sende- und Empfängereinheit(en) 12,13 von der durch den Kreismittelpunkt verlaufenden Hauptmittelebene HME kleiner sein als die halbe Diagonale des zu vermessenden Körpers 14, 24 (Maximalabstand).

Bei dem früher bereits erwähnten Ausführungsbeispiel eines kantigen rechteckigen Körpers mit einer Breite von 3o mm und einer Höhe von 15o mm ist es günstig, wenn der von dem Sender 12a zum Empfänger 13a geleitete Strahl 15a einen Abstand von der durch den Kreismittelpunkt verlaufenden Hauptmittelebene HME von 3o mm aufweist. Im Falle der Verwendung von zwei Sende- und Empfängereinheiten 12,13 ist es vorteilhaft, wenn der von dem ersten Sender 12a ausgehende Strahl 15a einen Abstand von der durch den Kreismittelpunkt verlaufenden Hauptmittelebene HME von 3o mm und der von dem zweiten Sender 12b ausgehende Strahl 15b einen Abstand von dieser Hauptmittelebene HME von 5o mm aufweist.

Als Sende- und Empfängereinheiten 12, 13 eigenen sich an sich bekannte optische Systeme bis hin zur Verwendung von Laserstrahlen. Aber auch Ultraschall-, Infrarot- oder pneumatische Systeme sind als Sende- und Empfängereinheiten grundsätzlich einsetzbar.

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Die Neuerung zeichnet sich insbesondere dadurch aus, daß mit nur geringem mechanischen und gegebenenfalls auch optischen Aufwand Mittenabweichungen der Mittelpunktsachse beliebig ausgerichteter langgestreckter, kantiger Körper in bezug auf eine vorgegebene Mittelpunktsachse in beliebigen Richtungen erfaßt und die gemessenen Abweichungen über eine geeignete Programmsteuerung selbsttätig korrigiert werden können.

Soll beispielsweise der in den Fig. 3 und 4 dargestellte langgestrecke Körper 14 mit einer elektrisch festen Isolierbaridage umgeben werden, so ist durch die Selbstprogrammierung des Leitringes 11 in bezug auf den Körper 14 in den verschiedenen Meßebenen sichergestellt, daß längs der gesamten Erstreckung des Leiters 14 eine gleichmäßig dichte Bandagierung von der entsprechend programmierten Bandagiermaschine selbsttätig aufgebracht wird.

Die Leitringanordnung gemäß der Neuerung eignet sich zur Profil- und Lageerkennung beliebiger geometrischer Gebilde. Auch wenn Bahnsteuerungen, wie vorstehend im Zusammenhang mit Bandagiermaschinen erläutert, ein bevorzugtes Anwendungsgebiet darstellen, so ist die Neuerung grundsätzlich zur Vermessung beliebiger Formen bis hin zu Reproduktionen vorgegebener Modelle geeignet.

Claims (8)

MESSWANDLER-BAU GMBH Bamberg Alcbenz.: G 82 10 96?·2 Neue Schutzansprüche

1. leitring für eine Meßvorrichtung zum Bestimmen der Mittenabweichung der Mittelpunkts achse eines zum Leitring koaxial angeordneten langgestreckten, kantigen Körpers in bezug auf eine -vorgegebene Mittelpunktsachse unter Verwendung von zumindest einer Sende- und Empfängereinheit, dadurch gekennzeichnet. daS die Sende- und Empfängereinheit(en) (12, 13; 22, 23) auf dem kreisringförmigen, um seine Mittelpunktsachse drehbaren Leitring (11, 21) jeweils in einer zu der durch den Kreismittelpunkt verlaufenden Hauptmittelebene (HME) des Leitringes (11, 21) parallelen Ebene angeordnet ist bzw. sind und daß im Zuge einer vollen Umdrehung des Leitringes (11,

21) alle Kanten (1 bis 4) des Körpers (H, 24) einmal oder zweimal im Strahlengang des bzw. der Sender (12a, 12b; 22) angeordnet sind.

2. leitring mit zwei Sende- und Empfängereinheiten, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Sender (12a, 12b) und Empfänger (13a, 13b) nebeneinander auf dem Leitring (11) so angeordnet sind, daß die Strahlen (15a, 15b) beider Sende- und Empfängereinheiten (12, 13) parallel zueinander verlaufen.

3. Leltriag nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der axiale Abstand bzw. die axialen Abstände der Sende- und Empfängereinheiten (12, 13) von der durch den Ereismittelpunkt verlaufenden Hauptmittelebene (HME) einstellbar ist bzw. sind.

4· Leitring nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der von dem Sender (12a) zum Empfänger (13a) geleitete Strahl (15a) einen Abstand von der durch den Kreismittelpunkt verlaufenden Hauptmittelebene (HHE) von 30 mm aufweist.

5. Leitring nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der von dem ersten Sender (12a) ausgehende Strahl (15a) einen Abstand von der durch den Kreismittelpunkt verlaufenden Hauptmittelebene (HME) von 30 mm und der von dem zweiten Sender (12b) ausgehende Strahl (15b) einen Abstand von dieser Hauptmittelebene (HME) von 50 mm aufweist.

6. Leltring nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß auf dem Leitring (11, 21) optische Sende- und Empfängereinheiten (12, 13) angeordnet sind.

7· Leitring nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß auf dem Leitring (11, 21) Ultraschall-Sende- und Empfängsreinheiten (12, 13) angeordnet sind.

8. Leitring nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Leitring (11, 21) nicht nur um seine Mittelpunktsachse drehbar, sondern zu dieser auch längsverschiebbar ausgebildet ist.