DE1950313A1 - Stellungsanzeiger - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Stellungsanzeiger, z, B. für Steuereinrichtungen für Werkzeugmaschinen und ähnliche Maschinen, der die Relativbewegung zwischen einem ersten und einem zweiten, jeweils im Bezug auf das andere Teil, beweglichen Teil messen kann.

Bei bekannten Anzeigern werden mit den zwei Teilen verbundene elektrische Wicklungen in awei sich gegenüberliegenden Ebenen angeordnet, die durch einen schmalen Luftspalt getrennt sind, um eine induktive Kopplung zwischen ihnen zu erzeugen, wenn eine der Wicklungen erregt wird. - ' -

Bei einer bekannten, an einer Werkzeugmaschine angebrachten Vorrichtung sind eine kontinuierliche elektrische Wicklung und eine Querwicklung vorgesehen. Die Wicklungen sind mittels Isolatoren am Bett bzw. am beweglichen Teil der Maschine angebracht. Sofern die Oberflächen der Führungen, in denen das bewegliche Teil sich relativ zum Bett bewegt, uneben sind, werden die Messungen des Stellungsanzeigers

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fehlerhaft und müssen korrigiert werden. Un diese Fehler zu beseitigen oder auszugleichen, werden zwei oder mehr Stellungsanzeiger verwendet, deren kontinuierliche Wicklungen is wesentlichen parallel angeordnet und an einem der Maschinenteile befestigt werden. Die Querwicklungen der Anzeiger werden an anderen Teil der Maschine befestigt, in Reihe verbunden und toü der gleichen Quelle gespeist. Ferner gibt es Vorrichtungen, um die Äusgangesignale von den kontinuierlichen Vick- ■ lungen der Anzeiger zu kombinleren. Diese Lösung elektrischer Art ist jedoch kompliziert und kostspielig, da sie nämlich den Einsatz einer Hehrzahl von Anzeigern und darüber hinaus eines Potentiometers erfordert.

Bei einem weiteren typischen Anwendungsfall, bei dem die Anzeige der Winkelstellung einer drehbaren Welle gewünscht wird, sind die Wicklungen der Anzeiger an zwei koaxialen Scheiben aus isolierendem Material befestigt, die den Stator bzw. ü@n Hotor dea Anaseigers bilden* Di® Statoyscheibe ist mittels einer Reihe von Blattfedern mit dem Gehäuse des Anzeigers verbunden, wogegen die Rotorscheibe mit einer im Gehäuse drehbaren Nabe mittels einer Reihe wsitarer Blattfedern, verbunden iet, um irgendwo !eh© Veränderungen im Luftspalt zwischen Stator und Rotor aufgrund von Temperaturveränderungen auszugleichen. Um eine Achsverschiebung zwischen den isolierenden, die Wicklungen tragendem. Scheiben aus ztagiei chess., werden ferner Hl If β lager oder biegsam® Kupplungen vorgesehen. Om die Anwendung von Hilfslagern zu vermeiden, sind die die Wicklungen tragenden Isolier scheiben auch schon an den. Teilen dar Maschine direkt befestigt worden, deren relative Stellung angezeigt werden soll. Xn diesem Fall sind jedoch Einotellachrauben notwendig, um den Luftspalt geeignet auf genaues Mass bringen zu können.

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Der Erfindung liegt die Aufgabe zagrunde, bei einem Stellungsanzeiger zur Messung der Relativbewegung zwischen •inen ersten und einem zweiten Teil einer Maschine mit Mindestens einer ersten elektrischen, mit den ersten Teil beweglichen Wicklung und einer zweiten elektrischen, ■it de« «weiten Teil beweglichen Wicklung, wobei die Wicklungen in zwei sich gegenüberliegenden, zugehörigen Ebenen angeordnet sind, die durch einen schmalen Luftspalt getrennt sind, die Konstanz des Luftspaltes auf einfache und verbesserte Weise sicherzustellen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass die Wicklungen an zwei Elementen angebracht sind, die am ersten bzw* zweiten Teil befestigt sind und mechanisch so miteinander verbunden sind, dass der Luftspalt entlang den Ebenen während einer Relativbewegung zwischen diesen Teilen konstant gehalten wird.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird iac folgenden näher beschrieben. Es zeigern

Fig. 1 eine schematische Ansicht eines Linearst el lxuig»anzeig«rs gemüse einer ersten Ausführungsform der Erfindung;

Fig. 2 einen Schnitt nach H-II in Fig. 1} Fig. 3 einen Schnitt nach III-III in Fig. 1 ι

Fig. k eine Teilansicht eines Umlaufstellungsanzeigera gemäss einer zweiten Aueführungsform der Erfindung;

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Fig. 5 einen vergröaaerten Schnitt nach V-V in Pig. k.

Gemäss einer ersten Ausfuhrungsform der Erfindung ist der Stellungsanzeiger ein Linearstellungsanzeiger, d. h. er gehört zu der Bauform, die zwei gegeneinander entlang eines geradlinigen Weges bewegliche Teile hat. Die zwei Teile werden dargestellt von einem beweglichen Teil 9 (Fig. 3) und einem Bett 8 (Fig. 1) einer Werkzeugmaschine und sind fest, verbunden mit einem Schlitten 10 bzw. einem Massstab 11. Der Massstab 11 ist an dem Bett 8 der Maschine mittels Schrauben 12, 13 und 1k befestigt. Das bewegliche Teil 9 (Fig. 3) trägt den Arbeitstisch der Maschine, z. B. in einer bekannten Weise, die eine Relativbewegung des Schlittens gegenüber dem Maeβstab erlaubt. Der Schlitten 10 ist mechanisch mit dem Massstab 11 durch zwei prismatische Führungen 15 ^und 16" und vier kalibrierte, zylindrische Gleitstücke 17, 18, 19 ΌΛά. 20 verbunden.

Die Führungen 15 und 16 werden von zwei Längsnuten gebildet, die an zwei gegenüberliegenden Seiten des Massstabe 11 ausgebildet sind. Der Querschnitt der Nuten ist im wesentlichen V-förmig, und die Basis der Nuten ist tiefer ausgekehlt in Form eines Kanals von rechteckigem Querschnitt. Dieses Profil der Führungen 15 und 16 ist gewählt worden, um ein Schleifen der Führungen zu ermöglichen, um die beim Gleiten der Gleitstücke 17, 18, 19 und 20 in den Führungen auftretende Reibung auf ein Mininua zu reduzieren.

Der Schlitten 10 besteht im wesentlichen aus einer Platte 2.1 (Fig. 2 und 3) parallel zum Massstab 11 und zwei Abschnitten 22 und 23, die an der Platte 21 mittels

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Schrauben Zk und 25 bzw. Z6 und 27 (Fig. 1) befestigt sind. Die Abschnitte 22 und 23 sind einander gegenüber und parallel zu den Führungen 15 bzw. 16 angeordnet (Fig. 3). .

Auf der der Führung 15 zugewandten Seite trägt Abschnitt 22 eine Auskehlung 28 in Längsrichtung von C-fSrmigem Querschnitt, in der zwei Stifte 29 und 30 (Fig. 1) befestigt sind. Zwei Platten 31 und 32 sind mittels Schrauben 33 und 3k (Fig. Z) an den zwei Seiten des Abschnitts 22 derart angebracht, dass die Auskehlung seitlich abgeschlossen wird. Das Gleitstück 17 wird in die Auskehlung 28 zwischen dem Stift 29 und der Platte 31 (Fig. 1) eingesetzt; das Gleitstück 18 wird in die Auskehlung 28 zwischen dem Stift 30 und der Platte 32 eingesetzt.

In gleicher Weise trägt der Abschnitt 23 auf der der Führung 16 zugewandten Seite eine Auskehlung 35 (Fig. 3) in Längsrichtung von C-förmigeai Querschnitt, in der zwei Stifte 36 und 37 (Fig. 1) befestigt sind. Zwei Platten 38 und 39 sind mittels Schrauben kO und kl (Fig. 2) an den zwei Seiten des Abschnittes 23 derart angebracht, dass die Auskehlung 35 seitlich abgeschlossen wird. Das Gleitstück 19 wird in die Auskehlung 35 zwischen dem Stift 36 und der Platte 38 eingesetzt; das Gleitstück 20 wird in die Auskehlung 35 zwischen dem Stift 37 und der Platte 39 eingesetzt.

In dem Abschnitt 23 sind ferner zwei Pfannen ^2 und ^3 (Fig. 1) ausgebildet, in denen zwei Federn kk bzw. 45 untergebracht sind. Die Federn kk und k5 sind vorgespannt und ragen teilweise aus den Pfannen kZ und kj hervor, um direkt auf die Gleitstücke 19 bzw. 20 zu

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wirken. Die elastische Wirkung; dor Federn 44 und 45 wird über den Ma.amatm.fo 11 ma. dia etlsitatüek· 17 und 13 übertragen und sorgt dauernd für einen ununterbrochen·!! Berührungskontakt der Gleitstück» 17, 18, 19 und 20 mit den Führungen 15 und 16.

Der Maasstab 11 und die Platte 21 haben zwei sieh gegen·» überliegende Flächen 46 bzw. 47 (Fig. 2 und 3). Eine elektrische Wicklung 48 von der allgemeinen Form einer Recht®ekw©llo ±mt in der Oberfläche k6 des M&seatabss 11 eingebettet. In ähnlicher Weise sind zwei Wicklungen 49 (Fig. 1), ebenfalls von der Form einer Rechteckwelle, in der Oberfläche 47 der Platte 21 eingebettet« Im Normalfall liaben die Wicklungen 48 und 49 die gleiche Steigung, die zwei Wicklungen 49 weisen jedoch eine Phasenverschiebung von 90° auf, so dass durch Anlegen einer Wechselspannung an die Wicklung 48 pulsierende elektrische Felder erzeugt vordon, die la 4e» Tfiekluisgon 49 tasi 9*0° pErasonveffecIiebene SekundärSpannungen erzeugen, Die Stellungsanzeige de» Schlittens 10 kann auf der Grundlage der YerMndermögen dieser Sekundärspannungen genau erhalten werden.

Die mechanische Verbindung zwischen dem Schlitten 1G und dem Massstab 11 ermöglicht, dass der Luftspalt zwischen den Wicklungen 48 und 49 genau konstant gehalten werden kann, da di© Gleitstück® ¹J7» 18, 19 «ad 20 isaaej? &n dmn Führungen 15 und 16 anliegend gehalten werden. Daher kann eine Feinbearbeitung der Teile, die den Massstab und den damit au verbindenden Schlitten tragen, eingespart werden« Ferner ermöglicht die Binfachla©i"ö und Kompaktheit des Anzeigers eine schnalle Anbringung an einer grossen Anzahl von Maschinen. Der Anzeiger kann sogar als unabhängige Vorrichtung vor der Asibx*ingung der Maschine mittels der Schrauben 12, 13 4 befestigt werden.

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Oem&ss «liner zweiten Aue führung β form der Erfindung ist der Stellungsanzeiger «in Umlaufstellungsanzeiger, bei dem di· zwei Elemente von einer ersten und einer zweiten Scheibe gebildet werden, wobei die Scheiben konzentrisch im Bezug aufeinander drehbar sind. Die zwei Elemente sind derart verbunden, dass sie die Anzeige der Winkelstellung eines drehbaren Tisches im Hinblick auf seinen Träger zulassen, der as. 3. an der Werkflache einer Werkzeugmaschine befestigt ist. Eine Welle 50 (Fig. k und 5) ist mit dem Tisch 51 fest verbunden und dreht sich, in bekannter Weise angetrieben von einem in der Zeichnung micht dargestellten Motor. Die teile 50 ist drehbar im Bezug auf das Bett 52 aufgrund eines Kegelrollenlagers 53 und eines Flansches 5¹* (Fig. 5). Der Flansch ist am Bett 52 mittels Schrauben 55 befestigt. Das Lager 53 ist zwischen einem Dist«mitring 56, einem Kleumring 57 und einem Dichtring 58 auf der Welle 50 befestigt. Der Ring 57 ist mittels Schrauben 59 am Flansch $k befestigt. Der King 58 ist mittels Schrauben 60 an einer Schulter 61 der Welle 50 beköstigt und trägt auf seinem Umfang eine Dichtung £2, di· im Normalfall aue Gummi ist und verhindert, dass Schmiermittel vom Lager 53 zu den elektrischen Wicklungen des Anzeigers durchsickert.

Zum feststehenden Teil des Anzeigers gehört eine Standerscheibe 63, deren Achse fluchtend mit der der Welle 50 ist und die mittels Schrauben 6k am Bett 52 der Maschine befestigt ist. Sine Seheibe 66 aus nichtmagnetiechem Material ist an dem Stator 63 mittels Schrauben 65 befestigt. Zum drehbaren Teil des Anzeigers gehört eine zweite Scheibe 67 aus nichtmagnetischem Material, die parallel zur Scheibe 66 angeordnet ist und mittels Schrauben 68 an einer mit dem Ende der Welle 50 verbundenen Rotorscheibe 69 befestigt ist. Die Verbindung

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zwischen dem Rotor 6° und der Felle 50 wird mit einer biegsamen Scheibe 70 hergestellt, die mittels Schrauben 71 am Rotor 6° befestigt ist und mittels einer Ringmutter 72 gegen einen auf die Felle 50 gekeilten Ring 73 geklemmt wird. Die Ringmutter 72 ist auf einen Gewindeabschnitt lh am Ende d«r Welle 50 aufgeschraubt. Die Dicke des Ringes 73 muss derart sein, dass ein© vorbestimmte Anfangslast durch Anziehen der Ringmutter 72 auf die Scheibe 70 aufgebracht werden kann.

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BAD ORIGINAL

Vie der Linearstellungsanzeiger ist schliesslich auch der Umlaufstellungsanzeiger einfach und kompakt und dazu geeignet, schnell an einer Reihe verschiedener Maschinen angebracht zu werden. Der Anzeiger kann als unabhängige Vorrichtung zusammengebaut werden und dann mittels der Schrauben 6k an der Maschine angebracht werden. Diese Lösung ermöglicht wiederholtes Anbringen und Abnehmen des Anzeigers, ohne dass das Einstellen des Rotors 69 und des Stators 63 wiederholt zu werden braucht.

Selbstverständlich können Änderungen und Verbesserungen an dem Anzeiger vorgenommen werden, und weitere Teile können dem Anzeiger hinzugefügt werden, ohne den Erfindungsrahmen zu verlassen. So können z. B. im Fall des Linearst el lungs anzeiger s die Gleitstücke 17, 18, 19 und 20 durch kalibrierte Kugeln ersetzt werden, oder die Abschnitte 22 und 23 können Auskehlungen mit V-förmigem Querschnitt haben, die ähnlich denen der Führungen 15 und 16 sind, und die Verbindung zwischen den Abschnitten des Schlittens 10 und den Führungen des Massstabes 11 kann mittels Gleitrollen mit sich schneidenden Achsen erreicht werden.

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Claims (1)

1. - 10 Patentansprüche

   Stellungsanzeiger zur Messung der Relativbewegung zwischen einem ersten und einem zweiten Teil einer Maschine, z, B. einer Werkzeugmaschine, mit mindestens einer ersten elektrischen, mit dem ersten Teil beweglichen Wicklung und einer zweiten elektrischen, mit dem zweiten Teil beweglichen Wicklung, wobei die Wicklungen in zwei sich gegenüberliegenden zugehörigen Ebenen angeordnet sind, die durch einen schmalen Luftspalt getrennt sind, um eine induktive Kopplung zwischen ihnen zu erzeugen, sobald mindestens einer der Wicklungen ein elektrisches Signal zugeführt wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Wicklungen (48, 49) an zwei Elementen (1O_S 11 oder 66, 69) angebracht sind, die am ersten bzw. zweiten Teil befestigt sind und mechanisch so miteinander verbunden sind, dass der Jjtxftsps.lt entlang den Ebenen während einer Relativbewegung zwischen diesen Teilen konstant gehalten wird»

   Stellungsanzeiger nach Anspruch 1, bei dem die beweglichen Teile längs eines geradlinigen Weges gegeneinander verschiebbar sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Elemente aus einem C-förmigem Abschnitt (1O), der an einem der Teile befestigt ist, und einem mit Nuten versehenen Führungsstück (11), das au dem zweiten Teil gehört, bestehen, wobei der Abschnitt (io) sich gegenüberliegende Auskehlungen (28, 35) hat, die an dem Filhrungsstück ausgearbeiteten Nuten (1 5» 16) gegenüberstehen, und dass eine Mehrzahl kalibrierter

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   zylindrischer Gleitstück· (I7 bis 20) zwischen den Nuten und Auskehlungen derart eingesetzt werden, das· «in konstanter Abstand zwischen den Elementen während der Relativbewegung der zwei Teile sichergestellt bleibt.

   Stellungsanzeiger nach Anspruch 2, dadurch gekenn zeichnet» dass jedes Gleitstück (17, 18, 19 oder 20) zwischen einer an Ende de« O-fiirsiigen Äbscfc-nitts (1O) befestigten Platte {3I» 32, 38 od*r 39) w^<5. eines ±n d»r A^ifcehitutg des Abschn±t.t* Hsf^tigi^a C-'yltt {Z9 :;■ ; 36 <sd*r 3?) in «^itiic^rs' Ricl;"nno ia . Hinblj.. i- r .f ■--.ι ft'.'S-.-'-f-i*·?; \1!}^ ±r. St·'.!".-.:■::;j· g^--"'-"--— wird

   BAD ORiGINAL

   sorgen, dass der Abstand zwischen den Scheiben wählend der relativen Drehung konstant bleibt.

   6. Stellungsanzeiger nach Anspruch 5» dadurch gekennzeichnet, dass die eine Scheibe (69» 70) derart ausreichend biegsam ist, dass begrenzte Axialbewegungen der Teile möglich sind, wobei dennoch der Abstand zwischen den Scheiben in Umfangsrichtung konstant gehalten wird.

   7. Stellungsanzeiger nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Kugeln (77) in ihren Stellungen auf dem Umfang zwischen den Scheiben mittels eines mit einer der Scheiben verbundenen Lagers (78) gehalten werden.

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