DE8516682U1

DE8516682U1 - Vorrichtung zur digitalen Wegbestimmung des Kolbenhubes eines Arbeitszylinders von hydraulischem Schreitausbau

Info

Publication number: DE8516682U1
Application number: DE8516682U
Authority: DE
Original assignee: Hermann Hemscheidt Maschinenfabrik & Co 5600 Wuppertal De GmbH
Current assignee: Hermann Hemscheidt Maschinenfabrik & Co 5600 Wuppertal De GmbH
Priority date: 1985-06-07
Filing date: 1985-06-07
Publication date: 1987-01-15

Description

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Beschreibung;

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur digitalen Wegbestimmung des Kolbenhubes eines Arbeitszylinders von hydraulischem Schreitausbau gemäß dem Oberbegriff des Hauptanspruches.

Zur Wegbestimmung des Kolbenhubes von hydraulischen Arbeitszylindern, die in Verbindung mit hydraulischem Schreitausbau eingesetzt werden, ist vorgeschlagen worden, die Hubbewegungen des Kolbens und der Kolbenstange in proportionale Drehbewegungen einer schraubenförmig ausgebildeten Stange umzusetzen und mit einem Drehpotentiometer zu messen (Glückauf 101 [1965] S. 716). Auf diese Weise werden analog zu den Hubbewegungen des Arbeitszylinders Gleichspannungssignale erzeugt. Die analogen Werte werden mit einem Wandler in digitale Werte umgeformt und von einem Prozessrechner erfaßt und ausgewertet. Da in einem Streb eine Vielzahl von Schreitausbaueinheiten eingesetzt sind, sind alle Potentiometer miteinander abzugleichen, um für die jeweils zurückgelegten Wegstrecken gleiche Meßwerte zu erhalten.

Aus der DE-OS 31 06 156 ist es bekannt, den Hub des ausfahrenden Kolbens eines Arbeitszylinders mit Hilfe eines Seils zu messen. Das Seil ist einerseits am Kolben befestigt und andererseits auf einer mit dem Gehäuse befestigten Seiltrommel aufgewickelt. Ein Taktarm an der Seiltrommel betätigt beim Ausfahren des Kolbens ein Zählwerk und einen angeschlossenen elektrischen Impulsgeber. Eine Messung der Kolbenhübe in beiden Bewegungsrichtungen ist nicht vorgesehen.

Die vorliegende Erfindung geht von der älteren, nicht vorveröffentlichten Patentanmeldung P 35 07 937.1 der Anmelderin aus, die eine Vorrichtung zur digitalen Wegbestimmung des Kolbenhubes eines Arbeitszylinders von hydraulischem Schreitausbau betrifft.

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Der doppelseitig beaufschlagbare Schubkolben des Arbeitszylinders ist mit einer hohlzylindrisch ausgebildeten Kolbenstange versehen, in die eine im Zylinderboden drehbar gelagerte Kolbenwelle eingesetzt ist. Auf der Mantelfläche der Kolbenwelle befindet sich eine mehrfach umlaufende spiralförmige Führungsnut, in die ein mit dem Kolben befestigter Gleitstift eingreift. Durch den Gleitstift ist die Kolbenwelle in der Weise zwangsgeführt, daß sie zum Kolbenhub proportionale Drehbewegungen ausführt. Die Drehbewegungen werden mit einem hydromechanischen Impulsgeber in intermittierende Hubbewegungen umgesetzt und als hydraulische Impulse zu einem außerhalb des Arbeitszylinders angeordneten Empfänger übertragen, der die hydraulischen Impulse als digitale Meßwerte erfaßt. Diese Vorrichtung ist jedoch relativ bauaufwendig.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine in ihrem Aufbau vereinfachte Vorrichtung zur Wegbestimmung des Kolbenhubes hydraulischer Arbeitszylinder zu schaffen, die digitale Meßwerte mit hoher Meßgenauigkeit liefert.

Diese Aufgabe wird mit den im Kennzeichen des Hauptanspruches angegebenen Mitteln gelöst. Die vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist Gegenstand des Unteranspruches.

Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung werden die mit den Hubbewegungen des Arbeitszylinders ausgeführten Wege unmittelbar in sehr kleinen Teilschritten digital gemessen. Mit dem Grad der Steigung der mehrfach auf der Kolbenwelle umlaufenden Führungsnut einerseits und des Gewindes der Gewindestange sowie der Gewindebüchse andererseits wird die lange Kolbenbewegung präzise in eine kurze Längsbewegung der Kodierscheibe im Meßgerät umgesetzt und mittels der bestrahlten Lichtdioden direkt digital erfaßt. Die Vorrichtung besteht aus wenigen, kleinen Einzelteilen, die gut geschützt in einem Gehäuse mit geringen Abmessungen unterzubringen sind.

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Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen

Fig. 1 einen hydraulischen Arbeitszylinder mit angebautem Meßgerät im Längsschnitt,

Fig. 2 einen Querschnitt durch das Meßgerät entlang der Schnitt-

Mit 1 ist das Zylindergehäuse des Arbeitszylinders und mit 2 das Gehäuse des Meßgeräts bezeichnet, das in Verlängerung der Zylinderachse an den Zylinderboden 3 angebaut ist. Im Zylindergehäuse

I ist ein doppelseitig über die Anschlüsse 4 und 5 beaufschlagbarer Kolben 6 mit einer Kolbenstange 7 längsverschiebbar gelagert, die mit ihrem freien Ende am Zylinderkopf 8 aus dem Arbeitszylinder 1 austritt. Kolben 6 und Kolbenstange 7 sind hohlzylindrisch ausgebildet, d.h. mit einer in der Zylinderachse verlaufenden Längsbohrung 9 versehen. Im Zylinderboden 3 ist eine in die Längsbohrung 9 der Kolbenstange 8 eintauchende Kolbenwelle 10 mit einer auf der Mantelfläche mehrfach spiralförmig umlaufenden Führungsnut

II drehbar gelagert. Die Drehbewegung der Kolbenwelle 10 wird beim Ein- und Ausfahren des Kolbens 7 durch entsprechende Druckbeaufschlagung der Anschlüsse 5 oder 6 durch einen in den Kolben 7 eingesetzten Gleitstift 12 erzeugt, der in die Führungsnut 11 eingreift. Zur Abdichtung des ArbeitsZylinders 2 sind Dichtungen vorgesehen, die nicht mit Bezugszeichen versehen sind.

Die Kolbenwelle 10 ist durch den Zylinderboden 3 hindurch in das Gehäuse 2 des Meßgeräts hineingeführt und mit einer darin achsgleich angeordneten, drehbar verlagerten Gewindestange 13 verbunden. Diese besitzt ein nicht bezeichnetes Außengewinde, das in ein korrespondierendes Innengewinde einer aufgesetzten Gewindebüchse 14 eingreift, die wiederum in einer Bohrung 15 des in diesem Bereich massiv ausgebildeten Gehäuses 2 axial verschiebbar gelagert ist. Zwischen der Bohrung 15 und dem offenen Teil des

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des Gehäuses 2 ist ein Längsschlitz 16 eingebracht^ zu dem gleichlaufend eine Längsnut 17 auf der Mantelfläche der Gewinde" büchse 14 angeordnet ist. In der Langsnut 17 der Gewindebüchse ist der Fuß 18 einer in dem Längsschlitz 16 längsverschiebbaren Kodierscheibe 19 verlagert. Die rechteckförmig ausgebildete und mit einem Lochbild versehene Kodierscheibe 19 ist zwischen zwei Leiterplatten 20, 21 im offenen Teil des Gehäuses 2 verschiebbar. Auf der einen Leitörplat-Lö 20 sind — jeweils auf der der Kodier— scheibe 19 zugewandten Seite - Lichtstrahler 22 und auf der anderen Leiterplatte 21 Lichtdioden 23 in vertikaler Reihe angeordnet und über nicht dargestellte Elektrokabel, die durch den Anschluß 24 ins Gehäuse 2 eingeführt sind, mit einem ebenfalls nicht dargestellten, Mikroprozessoren und Speicherelemente aufweisenden Mikrocomputer verbunden.

Durch Zufuhr von Druckflüssigkeit über die Anschlüsse 4 bzw. 5 wird der Kolben 6 mit der Kolbenstange 7 aus- bzw. eingefahren. Mit der Längsbewegung wird die Kolbenwelle 10 durch den in die Führungsnut 11 eingreifenden Gleitstift 12 gedreht. Die Drehbewegung wird auf die Gewindestange 13 übertragen. Dadurch wird die mit dem Fuß 18 der Kodierscheibe 19 im Längsschlitz 16 geführte Gewindebüchse 14 in Längsrichtung verschoben. Auf diese Weise wird die lange Hubbewegung des Kolbens 6 in eine kurze Längsbewegung der Kodierscheibe 19 umgesetzt. Die Kodierscheibe 19 fährt dann zwischen den Lichtstrahlern 22 und Lichtdioden 23 entlang, wobei von dem Lochbild der Kodierscheibe 19 jeweils ein,, bestimmte Kombination von Lichtdioden 22 bestrahlt wird. Die jeweilige Kombination ergibt einen binären. Meßwert, der im Mikrocomputer gespeichert und verarbeitet wird.

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PA 2602 ANR 1 002 414

Anmelder: Hermann Hemscheidt Maschinenfabrik GmbH & Co. Bornberg 97-103, D 5600 Wuppertal 1

Vorrichtung zur digitalen Wegbestimmung des Kolbenhubes eines Arbeitszylinders von hydraulischem Schreitausbau

■ansprüche:

Vorrichtung zur digitalen Wegbestimmung des Kolbenhubes eines Arbeitszylinders von hydraulischem Schreitausbau, dessen Kolben eine hohlzylindrisch ausgebildete Kolbenstange aufweist, in die eine im Zylinderboden drehbar gelagerte Kolbenwelle eingesetzt ist, die mit einer spiralförmig auf der Mantelfläche umlaufenden Führungsnut versehen ist, in die ein an der Kolbenstange befestigter Gleitstift eingreift, so daß die Kolbenwelle zum Kolbenhub proportionale Drehbewegungen ausführt, gekennzeichnet durch eine gleichsinnig mit der Kolbenstange (7) in Richtung der Zylinderachse verschiebbar geführte Kodierscheibe (19) im angeschlossenen Meßgerät (2).

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2. Vorrichtung zur digitalen Wegbestimmung des Kolbenhubes eines Arbeitszylinders nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch folgende Merkmale:

a) Die Kolbenwelle (10) ist mit einer im Gehäuse (2) des Meßgeräts verlagerten Gewindestange (13) verbunden, die in eine axial zur Kolbenwelle (10) verschiebbare Gewindebüchse (14) eingreift;

b) an der Gewindebüchse (14) ist die mit einem Lochbild versehene Kodierscheibe (19) Defestigt, die zwischen zwei Lichtstrahler (22) einerseits und Lichtdioden (23) andererseits aufweisenden Leiterplatten (20, 21) parallel verschiebbar geführt ist.