DE8516685U1

DE8516685U1 - Vorrichtung zur digitalen Wegbestimmung des Kolbenhubes eines Arbeitszylinders von hydraulischem Schreitausbau

Info

Publication number: DE8516685U1
Application number: DE19858516685
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: 1988-02-04

Description

Beschreibung:

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

Zur Wegbestimmung des Kolbenhubes von hydraulischen Arbeitszylindern, die in Verbindung mit hydraulischem Schreitau^bau 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 Hubbewegurgen 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 aufgewickelte Ein Taktarm an der Seiltrommel betätigt beim Ausfahren des Kolbens ein Zählwerk '-nd einen angeschlossenen elektrischen Impulsgeber. Eine Messung der Kolbenhübe ir beiden Bewegungsrichtungen ist nicht vorgesehen.

Die vorliegende Neuerung geht von der älteren, nicht voryerof¹-fentlichten Patentanmeldung P 35 07 937.1 der Anmelderin aus, die eine Vorrichtung zur digitalen Wegbestimmüng des Kolbenhubes eines Arbeitscylinders von hydraulischem Schreitausbaü betrifft.

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Der doppelseitig beaüfschlagbare Schübkolben des Arbeitszylinders
ist mit einer höhlzylindrisch 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 Neuerung 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 Schutzanspruches
angegebenen Merkmalen gelöst.

Mit der neuerungsgemäßen Vorrichtung werden die mit den Hub- jf

bewegungen des Arbeitszylinders ausgeführten Wege unmittelbar |

in sehr kleinen Teilschritten digital gemessen. Das Unterset- |

zungsverhältnis des eingesetzten Getriebes ist auf die Windun- §

gen der spiralförmige! Führungsnut der Kolbenwelle in der Weise |

abgestimmt, daß die bei einem vollen Kolbenhub ausgeführten Um- |

drehungen der Kolbenwelle einer 360°-ümdrehung der Kodierschei- |

be des Zählwerks entspricht. Das Lochbild der Kodierscheibe j

erlaubt bei entsprechender Anordnung der Lichtstrahler die An- |

zeige sehr kleiner Winkelbewegungen. Mit einer mehrfach auf |

der Kolbenwelle umlaufenden Führungsnut wird die Weglänge des |

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Kolbenhubes in sehr kleinen Teilschritten bei hoher Meßgenaüigkeit gemessen. Die Vorrichtung besteht aus wenigen Bauteilen, &±e in einem Gehäuse mit geringen Abmessungen unterzubringen sind.

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

Fig. 1 einen hydraulischen Arbeitszylinder im Längsschnitt; Fig. 2 eine Vorrichtung zur Wegbestimmung des Kolbenhubes im

Querschnitt. i

Die Vorrichtung zur digitalen Wegbestimmung des Kolbenhubes |

besteht aus dem Arbeitszylinder mit dem Zylindergehäuse 1, dem Untersetzungsgetriebe 2 und dem digitalen Zählwerk 3. Der Zylinderboden des Zylindergehäuses 1 ist mit 4 bezeichnet. Im Hubraum des Zylindergehäuses 1 ist ein Kolben 5 mit der Kolbenstange 6 längsverschiebbar geführt. Auf der dem Zylinderboden 4 gegenüberliegenden Seite ist das Zylindergehäuse 1 durch den Zylinderkopf 7 verschlossen. Der Kolben 5 ist auf beiden Seiten über die Anschlüsse 8 und 9 mit Druckflüssigkeit beaufschlagbar. Kolben 5 und Kolbenstange 6 sind hohlzylindrisch ausgebildet, d.h. mit einer in der Zylinderachse verlaufenden Längsbohrung 10 versehen. Darin ist eine im Zylinderboden 4 drehbar gelagerte Kolbenwelle 11 eingesetzt, die auf ihrer Mantelfläche eine mehrfach spiralförmig umlaufende Führungsnut 12 aufweist. Ein im Kolben 5 befestigter Gleitstift 13, der in die Führungsnut 12 eingreift, versetzt die Kolbenwelle 11 in eine der jeweiligen Hubbewegung entsprechende, nach rechts oder nach links gerichtete Drehbewegung. Wie in Fig. 1 schematisch dargestellt, sind das Untersetzungsgetriebe 2 und das Zählwerk 3 am Zylinderboden 4 angeordnet, wobei zur Abdichtung des Zylindergehäuses und des Untersetzungsgetriebes 2 nicht näher bezeichnete Dichtungen vorgesehen sind.

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Die Kolbenwelle Il ist in das mit der Bezugsziffer 2 angezogene Gehäuse des Untersetzungsgetriebes hineingeführt, in dem ein aus einör mehrgängigen Schnecke 14 und einem Schneckenfad 15 zusammengesetztes Schneckengetriebe zur Untersetzung der Dreh- \\ bewegung der Kolbenwelle 11 untergebracht sind. Das Ende der «- Kolbenwelle 11 ist mit der Schnecke 10 verbunden, in die das rechtwinklig dazu angeordnete Schneckenrad 15 im vorgegebenen Untersetzungsverhältnis eingreift.

Das Schneckenrad 15 ist auf einer rechtwinklig zur Kolbenwelle 11 angeordneten Achse 16 angeordnet, die in einer Büchse 17 drehbar gelagert und mit einem Ende in das Gehäuse 2 des Zählen werks 3 hineingeführt ist, das an das Gehäuse des Untersetzungsgetriebes angesetzt ist. Im Zählwerk 3 ist auf das Ende der

Achse 16 eine Kodierscheibe 18 aufgesteckt, die zwischen zwei parallel zueinander angeordneten Leiterplatten 19, 20 drehbar gelagert ist. Auf der einen Leiterplatte 19 befindet sich eine Reihe von Lichtstrahlern 21 als Sendeelemente und auf der anderen eine entsprechende Anzahl von Lichtdioden 22 als Empfangselemente, die an einen Stecker 23 angeschlossen sind.

Bei der Drehung der mit einem Lochbild versehenen Kodierscheibe 18 um einen vorgegebenen Winkelbetrag wird jeweils eine andere Kombination von Lichtdioden 22 bestrahlt, die eine digital erfassbare binäre Zahlenfolge darstellt. Die Zahlenfolge entspricht einer bestimmten Weglänge, die der Kolben des Arbeitszylinders ein- oder ausgefahren ist.

Claims

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

Vorrichtung zur digitalen Wegbestimmung des Kolbenhubes eines ArbeitsZylinders von hydraulischem Schreitausbau

Schutzanspruch:

Vorrichtung zur digitalen Wegbestimmung des Kolbenhubes eines f 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, dadurch gekennzeichnet, daß die Kolbenwelle (11) über ein Untersetzungsgetriebe (14, 15) mit der Achse (16) einer zwischen zwei Leiterplatten (19, 20) drehbar angeordneten Kodierscheibe (18) eines digitalen Zählwerks (3) verbunden ist, wobei die Leiterplatten (19, 20) einerseits Lichtstrahler (21) als Sendeelemente und Lichtdioden (22) als Empfangselemente aufweisen.

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