DE9112643U1

DE9112643U1 - Meßwertaufnehmer zur Erfassung von Formänderungen

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Publication number: DE9112643U1
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Authority: DE
Original assignee: BREITEGGER DIETMAR ING HOECHST AT
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Priority date: 1991-10-11
Filing date: 1991-10-11
Publication date: 1992-04-09
Anticipated expiration: 2001-10-12

Description

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Meßwertaufnehmer zur Erfassung von Formänderungen

Die Neuerung geht aus von einem Meßwertaufnehmer für die Erfassung von Formdehnungen insbesondere als Spritzgießmaschinen, Druckgußmaschinen, Pressen, Stanzen und dergleichen.

Bei derartigen Produktionsmaschinen müssen Formänderungen des Maschinenrahmens erfaßt und gegebenenfalls kompensiert werden. Dies trifft vor allem bei Spritzgießmaschinen zu, wo die Längenänderung des Holmes der Spritzgießmaschine erfaßt werden muß, um die Schließkraft des Spritzgußwerkzeuges optimal einzustellen.

Bei Pressen und Stanzen besteht im wesentlichen das gleiche Problem, nämlich Formänderungen am Maschinenrahmen möglichst genau zu erfassen, um ein präzises Arbeiten zu gewährleisten.

Auch unter Sicherheitsaspekten ist es wichtig, die Formänderungen von derartigen Maschinen zu erfassen und bei der Bearbeitung von Werkstücken zu berücksichtigen. Insbesondere wird mit derartigen Meßwertaufnehmern eine eventuelle Bruchgefahr am Maschinengestell erfaßt.

Bisher ist es bei derartigen Maschinen bekannt, die Formänderung, z. B. eines Holmes, dadurch zu erfassen, daß im Holm eine Längsbohrung angebracht wird, in welcher mit Hilfe von Keilen unmittelbar ein oder mehrere Dehnungsmeßbrücken verankert werden.

Damit besteht jedoch der Nachteil, daß dieser Meßort nur schwer zugänglich ist und die Einbringung der genannten

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Meßwertaufnehmer aufwendig ist. Im übrigen ist bei schwierigen Meßorten (z. B. eine 30 cm tiefe Bohrung im Holm) der dort eingebrachte Meßwertaufnehmer praktisch nicht mehr ausbaubar.

Der Neuerung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Meßwertaufnehmer der eingangs genannten Art so weiter zu bilden, daß er leicht und einfach an dem der Formänderungsarbeit unterworfenen Teil der Maschine angebracht werden kann, daß er genau arbeitet und daß er leicht einstellbar ist.

Zur Lösung der gestellten Aufgabe dient die im Anspruch 1 wiedergegebene technische Lehre.

Wesentliches Merkmal der Neuerung ist, daß nun in eine Längs- oder Querbohrung im Holm ein Meßstab eingesetzt wird, der federbelastet sich mit seiner Spitze am Grund der als Sackbohrung ausgebildeten Bohrung abstützt.

Neuerungsgemäß wird die Verschiebung dieses Meßstabes in dieser Bohrung im Holm bezüglich des Holms selbst erfaßt, weil der Meßwertaufnehmer fest auf dem Holm aufgeschraubt ist. Der Meßstab ist über einen Verbindungsstab mit einem als abgekröpften Hebel ausgebildeten Meßjoch verbunden, welches Meßjoch seinerseits mit einer Meßfeder verbunden ist, die einseitig an dem verkippbaren Ende des Meßjoches eingespannt ist.

Am anderen Ende der Meßfeder sitzt hierbei eine Einstellschraube auf, mit welcher die Durchbiegung der Meßfeder zum Zweck der Kalibrierung der Messung eingestellt werden kann.

Wesentliches Merkmal der Neuerung ist also, daß eine relativ ungenaue Bohrung im zu messenden Holm ausreicht,

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in welche Bohrung das freie untere Ende eines Meßstabes federbelastet eingreift, welcher Meßstab über ein abgekröpftes Meßjoch mit einer Meßfeder in Verbindung steht, so daß eine Verschiebung des Meßstabes in Bezug zu dem Holm in einer Durchbiegung der Meßfeder resultiert.

Auf beiden Seiten der Meßfeder sind, in an sich bekannter Weise, Dehnungsmeßbrücken (DMS) aufgeklebt, so daß die Durchbiegung der Meßfeder 18 mit einer entsprechenden Auswerteelektronik genau erfaßt werden kann.

Mit dem beschriebenen Meßwertaufnehmer wird also ein einfacher Einbau erreicht, weil - wie gesagt - lediglich eine Bohrung im Holm ausreicht, in die federbelastet ein Meßstab eingreift und ferner der Meßwertaufnehmer nur mit Schrauben an der Oberseite des Holmes befestigt werden muß. Damit ergibt sich der Vorteil, daß ein derartiger Meßwertaufnehmer leicht nachrüstbar ist und eine hohe Langzeitstabilität mit hoher Empfindlichkeit aufweist.

Die Anordnung einer Abdeckschraube mit einer dazugehörenden Justierschraube ermöglicht eine manipulationssichere Justierung der mechanischen Vorspannung der Meßfeder.

Der Erfindungsgegenstand der vorliegenden Neuerung ergibt sich nicht nur aus dem Gegenstand der einzelnen Schutzansprüche, sondern auch aus der Kombination der einzelnen Schutzansprüche untereinander.

Alle in den Unterlagen - einschließlich der Zusammenfassung offenbarten Angaben und Merkmale, insbesondere die in den Zeichnungen dargestellte räumliche Ausbildung werden als erfindungswesentlich beansprucht, soweit sie einzeln oder in Kombination gegenüber dem Stand der Technik neu sind.

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Im folgenden wird die Neuerung anhand von lediglich einen Ausführungsweg darstellenden Zeichnungen näher erläutert. Hierbei gehen aus den Zeichnungen und ihrer Beschreibung weitere wesentliche Merkmale und Vorteile der Neuerung hervor.

Es zeigen:

Figur 1: Längsschnitt durch einen Meßwertaufnehmer nach der Neuerung,

Figur 2: Schnitt gemäß der Linie II-II in Figur 1,

Figur 3: ein um 90° versetzter Längsschnitt durch den Meßwertaufnehmer nach Figur 1,

Figur 4: Draufsicht in Richtung des Pfeiles IV in Figur 3.

In einem Holm 1 ist eine Längsbohrung 2 eingebracht, deren Grund nicht dargestellt ist. Die Längsbohrung 2 ist als Sackbohrung ausgebildet und am Grund dieser Längsbohrung 2 setzt der Meßstab 3 mit seiner nicht näher dargestellten Spitze auf. Der Meßstab 3 wird federbelastet durch die Kraft von Tellerfedern 25 in Pfeilrichtung 6 in Richtung auf den Grund der Längsbohrung 2 vorgespannt. Hierbei stützen sich die Tellerfedern 25 einerseits an der Unterseite des Gehäuses 8 des Meßwertaufnehmers 10 ab und andererseits liegen die Tellerfedern 25 an einem ansatzvergrößerten Durchmessers des Meßstabes 3 an.

Erfolgt nun eine Längenänderung des Holmes, z. B. eine Dehnung, dann verschiebt sich der Meßstab 3 in Pfeilrichtung 6 nach unten, weil die Längsbohrung 2 länger wird. Diese Längenänderung des Meßstabes 3 wird in Pfeilrich-

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tung 5 einem Verbindungsstab 2 3 mitgeteilt. Der Verbindungsstab 23 ist an seiner Unterseite als Gewindeschraube 7 ausgebildet und in eine zugeordnete Gewindebohrung des Meßstabes 3 eingeschraubt. In ausgebautem Zustand wird der Meßstab 3 durch Gegenhalten eines Gegenstandes in der Durchsteckbohrung 4 auf die Gewindeschraube 7 des Verbindungsstabes 2 3 aufgeschraubt.

Das obere Ende des Verbindungsstabes 23 ist über eine Schraube 24 mit dem einen Ende eines als abgekröpften Hebel ausgebildeten Meß Joches 22 verbunden.

Das freie äußere Ende des MeßJoches 22 trägt eine Schraube 21 die das eine Ende einer Meßfeder 18 einseitig einspannt. An der Ober- und Unterseite der Meßfeder 18 sind DMS 19 und 20 angeklebt.

Auf dem freien schwenkbaren Ende der Meßfeder 18 setzt eine Spitze 17 eine Einstellschaube 16 auf, die in Längsrichtung verstellbar in einer Halterung 15 gehalten ist, die ihrerseits mit einer Schraube 13 am Gehäuse 8 befestigt ist. Um ein unzulässiges Spiel der Einstellschraube 16 zu vermeiden, ist diese unter der Spannung von Federn 31 vorgespannt in der Halterung 15 angeordnet. Im Deckel 9 des Meßwertaufnehmers 10 ist eine Abdeckschraube 30 angeordnet, bei deren Entfernung durch die Bohrung des Deckels hindurch mit einem Werkzeug gegriffen wird und damit die Einstellschraube 16 in ihrer Halterung 15 verstellt werden kann.

Der Deckel 9 ist über einen Seegerring 11 am Gehäuse 8 des Meßwertaufnehmers 10 gehalten. Im Deckel 9 ist im übrigen noch eine Anschlußbuchse 12 für einen elektrischen Anschlußstecker angeordnet.

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Die von den Dehnungsmeßbrücken 19 und 2 0 erfaßten Meßwerte werden in einer Leiterplatte 29 verarbeitet und als elektrische Signale über die Anschlußbuchse 12 einer entsprechenden Meßwertverarbeitung zugeführt.

Die Leiterplatte 29 befindet sich in einer Halterung, welche wiederum durch eine Schraube 14 im Gehäuse 8 montiert ist.

Der gesamte Meßwertaufnehmer 10 wird mit Hilfe von Schrauben 27 an der Oberfläche des Holms 1 festgeschraubt, welche Schrauben 27 in zugeordnete Bohrungen 2 8 im Holm eingreifen.

Zur Montage des Meßwertaufnehmers wird also - wie vorher erwähnt - zunächst die Längsbohrung 2 im Holm 1 angebracht und dann wird der Meßstab 3 unter Federlast der Tellerfedern 25 in die Längsbohrung 2 eingesteckt und gleichzeitig werden die Schrauben 27 in die Bohrungen 28 eingeschraubt.

Damit sitzt der Meßstab 3 unter Federbelastung in der Längsbohrung 2 auf.

Zur Kalibrierung der Meßwerterfassung wird zunächst die Einstellschraube 16 so verstellt, daß die Meßfeder 18 maximal durchgebogen ist. Die Durchbiegung ist hierbei nach unten gerichtet. Die Meßspannung der Dehnungsmeßbrücken 19, 20 wird dann gegen 0 oder gegen einen anderen festen Wert abgeglichen.

Kommt es nun zu Längenänderungen im Holm, dann wird der Meßstab 3 in der Längsbohrung 2 in Pfeilrichtung 6 nach unten, unter der Kraft der Tellerfedern 25, verschoben und diese Verschiebung wird dem Meßjoch 22 mitgeteilt.

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Damit verschiebt sich das gesamte Meßjoch 22 nach unten, unter Mitnahme der Meßfeder 18, wobei die vorher nach unten gerichtete Durchbiegung, aufgrund des Aufsitzens der Spitze der Einstellschraube 16, sich vermindert und die Durchbiegung der Meßfeder 18 dadurch weniger wird. Diese Formänderung der Meßfeder 18 wird über die Dehnungsmeßstreifen 19, 20 festgestellt und entsprechend elektrisch erfa/3t und ausgewertet.

Durch die Anordnung eines Meßjoches 22 in abgekröpfter Form ergibt sich der Vorteil, da/3 man bei relativ geringem Außenumfang des Gehäuses 8 eine relativ lange Meßfeder 18 unterbringt, so daß eine empfindliche Messung möglich ist.

Durch die zentrische Anordnung des Meßstabes 3 im Gehäuse 8 ergibt sich eine leichte Montage des Meßwertaufnehmers 10 an einem Holm 1 oder dergleichen.

Wesentlich ist auch, daß der Meßstab zweiteilig ausgebildet ist, nämlich aus einem unteren Meßstab 3 und aus einem oberen Verbindungsstab 23. Damit besteht der Vorteil, daß man auf einfache Weise unterschiedlich lange Meßstäbe 3 mit dem immer gleichbleibenden Verbindungsstab 23 verbinden kann.

Um eine hochempfindliche Messung der Dehnung eines Holmes 1 zu gewährleisten ist es notwendig, eine relativ lange Längsbohrung 2 in einem Holm 1 anzubringen. Der Meßstab 3 kann so auf einfache Weise ausgetauscht werden und gegen einen anderen Meßstab anderer Länge ersetzt werden.

Ergänzung:

Das Meßjoch 22 wird zum Schutz vor Verdrehen durch eine Führung 33 seitlich geführt.

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Diese Führung ist mit der Schraube 3 2 am Gehäuse 8 montiert.

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11 ■ 08.11.1991

1 Holm

2 Längsbohrung

3 Meßstab

4 Durchsteckbohrung

5 Pfeilrichtung

6 Pfeilrichtung

7 Gewindeschraube

8 Gehäuse

9 Deckel

10 Meßwertaufnehmer

11 Seegerring

12 Anschlußbuchse

13 Schraube

14 Schraube

15 Halterung

16 Einstellschraube

17 Spitze

18 Meßfeder

19 DMS

20 DMS

21 Schraube

22 Meßjoch

2 3 Verbindungsstab

24 Schraube

25 Tellerfeder

2 6 Ausnehmung

27 Schraube

28 Bohrung

29 Leiterplatte

3 0 Abdeckschraube

31 Feder

32 Schraube 3 3 Führung

Claims

crt .Q

PATENTANWALT

DR.-ING. PETER RIEBLING

Dipl.-Ing. EUROPEAN PATENT ATTORNEY

Rennerle 10, Postfach 3160 D-8990 Lindau (Bodensee) Telefon (0 83 82) 7 80 25 Telefax (0 83 82) 7 80 27

19. September 1991 B 1194-22-wa

c Anmelder: Ing. Dietmar Breitegger, Waldstr. 53 b,

A-6973 Höchst/Vlbg.

SCHUTZAN SPRUCH E

1. Meßwertaufnehmer zur Erfassung von Formänderungen an Maschinen mit kraftschlüssigen Bewegungseinheiten, wobei an einem Holm eine Bohrung angebracht ist und mittels Dehnungsmeßbrücken Formänderungen erfaßt werden, dadurch gekennzeichnet, daß in einer Längsbohrung (2) oder in einer anderweitigen Bohrung des Holmes (1) ein Meßstab (3) angeordnet ist, welcher sich federbelastet mit seiner Spitze am Grund der Bohrung abstützt und daß der Meßstab (3) über einen Verbindungsstab (23) mit einem als abgekröpften Hebel ausgebildeten Meßjoch (22) verbunden ist, wobei eine Meßfeder (18) einseitig an dem verkippbaren Ende des Meßjoches (22) eingespannt ist, welche im Mittenbereich die Dehnungsmeßstreifen (19, 20) aufweist und die mit Ihrem freien Ende an einer Einstellschraube (16) anliegt.

Telex: Bankkonten: Postscheckkonto

43 74 (patent-d) Bayer. Vereinsbank Lindau (B) Nr. 1257 110 (BLZ 735 200 74) München414848-808

Telegramm-Adresse: Hypo-Bank Lindau (B) Nr. 66 70-326 843 (BLZ 733 204 42) (BLZ 700 10080)

patri-lindau Volksbänk Lindau ;B) r-'r. "SI Ü22 000 (BLZ 735 901 20)

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2. Meßwertaufnehmer nach Anspruch 1,dadurch gekennzeichnet, da/3 der Meßwert auf nehmer (10) in Verbindung mit einem Gehäuse (8), welches den Verbindungsstab (23), das Meßjoch (22) und die Meßfeder (18) mit den Dehnungsmeßstreifen (19, 20) sowie die Einstellschraube

(16) umgibt, auf der Stirnseite eines Holmes mittels Schrauben (27) befestigbar ist, wobei die Einstellschraube (16) von dem Gehäuse (8) ausgeht.
3. Meßwertaufnehmer nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß an der Oberseite des Gehäuses (8) ein Deckel (9) mit einer elektrischen Anschlußbuchse (12) und eine Durchgangsbohrung mit Abdeckschraube

(30) für die Einstellschraube (16) vorgesehen sind.
4. Meßwertaufnehmer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Meßstab (3) mittels TeHerfedern (25) in Richtung auf den Grund der Bohrung vorgespannt ist, wobei sich die Tellerfedern (25) einerseits an der Unterseite des Gehäuses (8) des Meßwertaufnehmers (10) abstützen und andererseits die Tellerfedern (25) an einem ansatzvergrößerten Durchmesser des Meßstabes (3) anliegen.
5. Meßwertaufnehmer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Verbindungsstab (23) an seiner Unterseite als Gewindeschraube (7) ausgebildet ist und in eine zugeordnete Gewindebohrung des Meßstabes (3) eingeschraubt vorliegt.