DE3048466A1 - Workpiece force and/or displacement characteristic measurement - using initialisation force defining displacement sensor null point during mfr. - Google Patents

Abstract

A method is for measuring the force and/or displacement characteristics of a part of a test object moving against a counter force. It is applicable to workpiece tolerance testing in industrial manufacturing facilities, and enables highly accurate measurement by eliminating errors caused by non-linearities, friction etc. The displacement sensor measures the displacement of the force sensor directly w.r.t. the reference surface. At the beginning of the procedure, the sensor is held against the moving element by an initial force not greater than the bias force on the moving element. The position of the sensor for which this initial force is achieved is used as the nill point for subsequent displacement measurements of the displacement measurement device w.r.t. the test object. Distance measurement is totally independent of force measurement.

Description

Verfahren zur Messung des Kraft- und/oder Weg-Verhältnisses Method for measuring the force and / or distance ratio

eines gegen eine Gegenkraft beweglichen Elementes eines Prüflings sowie Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Messung des Kraft-und/oder Weg-Verhältnisses eines gegen eine Gegenkraft, vorzugsweise eine Federkraft, beweglichen Elementes eines Pruflings mit Hilfe einer einen Meßfühler aufweisenden ersten Maße in richtung zur Kraftmessung und einer zweiten Meßeinrichtung zur Wegmessung, wobei das bewegliche Element des für die Messung an einer Bezugsfläche gehaltenen Prüflings wenigstens eine Anfangsstellung aufweist, in der das Element mit einer Vorspannung gegen eine Anlagefloche des Prüflings anliegt, und wobei zur Kraft- undioder Wegmessung die Meßeinrichtung und der Prüfling relativ zueinander bewegt werden. an element of a test object that can move against a counterforce and apparatus for performing this method. The invention relates to to a method for measuring the force and / or displacement ratio one against one Counterforce, preferably a spring force, movable element of a test specimen with the aid of a first measure having a sensor in the direction of force measurement and a second measuring device for distance measurement, wherein the movable element of the at least one initial position for the measurement of the test piece held on a reference surface has, in which the element with a bias against a contact surface of the test object is applied, and the measuring device and the test object for force and / or displacement measurement are moved relative to each other.

In der Technik und dabei vor allem auch bei der Herstellung industrieller GUter tritt oftmals das Problem auf, daß das Kraft- und/oder Weg-Verhd.ltnis eines gegen eine Gegenkraft, z.B. gegen die Kraft wenigstens einer Druckfeder beweglichen Elementes eines Pruflings bzw. Werkstückes gemessen werden muß, um z.B. im Anschluß an einen Fertigungsvorgang die hergestellten Werkstücke oder aber während eines Fertigungsvorganges zuvor bereits montierte Werkstückteile dahingehend zu testen, ob diese Werkstücke bzw.In technology and, above all, in the manufacture of industrial ones The problem often arises that the power and / or travel ratio of a movable against a counterforce, e.g. against the force of at least one compression spring Element of a test specimen or workpiece must be measured, e.g. in order to subsequently the workpieces produced in a manufacturing process or during one Test previously assembled workpiece parts in the manufacturing process, whether these workpieces resp.

Werkstückteile vorgeschriebene Toleranzen bzw. Grenzwerte hinsichtlich.Workpiece parts prescribed tolerances or limit values with regard to.

Weg und/oder Kraft bezüglich des gegen eine Gegenkraft bzw. eine Federkraft beweglichen Elementes einhalten.Distance and / or force with respect to the counterforce or a spring force the moving element.

Konkret besteht dieses Problem beispielsweise bei der Herstellung bzw.Specifically, this problem arises, for example, in production respectively.

oder Tcsten Montage von Druckscholternl die heute in zunehmendem Maße und in großem Umfange z.B. in Schreibmaschinen, in Tastaturen für Rechenmaschinen usw. or the assembly of Druckscholternl which is increasing today Measures and to a large extent, e.g. in typewriters, in keyboards for calculating machines etc.

eingesetzt werden und bei denen ein Betätigungselement gegen die Wirkung einer Federkraft zum Schließen bzw. zum Öffnen wenigstens eines Schalterkontaktes verschiebbar ist.are used and where an actuator counteracts the effect a spring force for closing or opening at least one switch contact is movable.

Zwar sind Meßeinrichtungen, mit denen die Messung einer Kraft möglich ist, am Markt erhältlich, wobei diese Maße in richtungen auch als "Meßdosen" bezeichnet werden, auch sind Meßeinrichtungen zur Messung eines Weges generell bekannt und bestehen im einfachsten Fall aus einem eine Bezugsflöche aufweisenden Trager, der relativ zu einer mit einer Skala versehenen Maßschiene bzw. Meßleiste verschiebbar ist, jedoch sind bisher keine Verfahren und/oder Vorrichtungen bekannt, mit denen eine gleichzeitige Weg- und Kraftmessung möglich ist, insbesondere auch keine solche Messung mit sehr hoher Genauigkeit, d.h. in der Größenordnung von 1/100 Newton (= cN) bzw.It is true that measuring devices with which a force can be measured are possible is available on the market, these dimensions in directions also referred to as "load cells" are, also measuring devices for measuring a path are generally known and consist in the simplest case of a carrier having a reference surface, the displaceable relative to a measuring rail or measuring strip provided with a scale is, but so far no methods and / or devices are known with which a simultaneous distance and force measurement is possible, especially none Measurement with very high accuracy, i.e. in the order of 1/100 Newton (= cN) or

in der Größenordnung von einem Pond (= p) für die Kraftmessung sowie in der Größenordnung von 1/100 mm für die Wegmessung. Die Probleme liegen hierbei grundsätzlich zunächst einmal darin, daß das Meßergebnis für die Kraftmessung bei hoher Genauigkeit bereits durch Reibungskrafte oder aber innerhalb des Meßsystems auftretende Beschleunigungskräfte sehr stark verfälscht werden kann, während die Genauigkeit des Meßergebnisses für die Wegmessung im wesentlichen davon abhängt, daß es gelingt, für die Wegmessung einen genauen Ausgangspunkt bzw. Nullpunkt festlegen zu können.on the order of a pond (= p) for force measurement as well in the order of 1/100 mm for distance measurement. The problems are here basically first of all that the measurement result for the force measurement at high accuracy already through frictional forces or within the measuring system occurring acceleration forces can be falsified very strongly, while the The accuracy of the measurement result for the distance measurement essentially depends on that it is possible to establish an exact starting point or zero point for the distance measurement to be able to.

Darüber hinaus erfordern die Meßeinrichtungen zur Kraftmessung einen Meßfühler, der in Abhangigkeit von der anliegenden Kraft beispielsweise gegen eine geeichte Federkraft verschiebbar ist, so daß auch die Verschiebung dieses Meßfühlers, die für die Kraftmessung unbedingt eIfrderlich ist, bei bekannten Verfahren bzw. Methoden als Fehler mit in das Maßergebnis für die Wegmessung eingeht. Dieser Fehler kann nur durch eine entsprechende in Korrektur des Meßergebnisses wieder elin)iert werden, was allerdings voraussetzt, daß die Funktion zwischen Weg des Meßfühlers und an diesem Meßfühler anliegender Kraft fur die zur Kraftmessung verwendete Maßeinrichtung bzw.In addition, the measuring devices for force measurement require a Sensor, depending on the applied force, for example against a calibrated spring force is displaceable, so that the displacement of this sensor, which is absolutely necessary for the force measurement, with known methods or Methods as errors are included in the measurement result for the distance measurement. This mistake can only be eliminated again by a corresponding correction of the measurement result which, however, presupposes that the function between the path of the sensor and the force applied to this sensor for the measuring device used to measure the force respectively.

Meßdose genau bekannt ist. In der Regel führt selbst eine entsprechende Kompensation nicht zu dem gewünschten Meßergebnis mit hoher Genauigkeit, da der Zusammenhang zwischen Weg und Kraft bei einer zur Kraftmessung dienenden Meßeinrichtung bzw. bei dessen Meßfühler nicht linear ist, so daß eine Korrektur des Meßergebnisses für die Wegmessung insbesondere bei sehr kleinen Wegen mit der hier dann erforderlichen hohen Genauigkeit nicht durchführbar ist.Load cell is known exactly. As a rule, a corresponding one leads itself Compensation does not lead to the desired measurement result with high accuracy, since the Relationship between distance and force in a measuring device used to measure force or its sensor is not linear, so that a correction of the measurement result for distance measurement in particular for very small paths with the the high accuracy required here is then not feasible.

Die geschilderten Probleme treten insbesondere bei der Messung bzw. Bestimmung des Kraft-Weg-Verhöltnisses der Betätigungselemente elektrischer bzw. Tastschalter Druckschalter/auf, wenngleich selbstverständlich ähnliche Probleme auch bei anderen technischen Erzeugnissen anfallen können.The problems described occur in particular when measuring or Determination of the force-travel ratio of the actuating elements of electrical or Pushbutton switch / on, although of course similar problems can also apply to other technical products.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren bzw. eine Vorrichtung zur Messung des Kraft- und/oder Wegverhältnisses eines gegen eine Gegenkraft beweglichen Elementes eines Prüflings aufzuzeigen, welches (Verfahren) bzw. welche (Vorrichtung) die obigen Probleme vermeidet und eine Kraft- und Wegmessung mit hoher Genauigkeit ermöglicht.The invention is based on the object of a method or a Device for measuring the force and / or displacement ratio of a counterforce against a counterforce to show the moving element of a test object which (procedure) or which (Device) avoids the above problems and a force and displacement measurement with high Accuracy made possible.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist ein Verfahren der eingangs geschilderten Art erfindungsgemäß so ausgebildet, daß mit der zweiten Meßeinrichtung zur Wegmessung direkt der Weg des Meßfühlers der ersten Meßeinrichtung relativ zur Bezugsfläche (Meß-Bezugsfläche) und damit auch der Weg des beweglichen Elementes des Pruflings ermittelt werden, daß am Beginn des Meßvorgangs der Meßfühler zunächst mit einer Anfangskraft, die höchstens gleich der Vorspannung des beweglichen Elementes in dessen Anfangsstellung ist, zur Anlage gegen das bewegliche Element des PrUflings gebracht wird, und daß dann bei Erreichen dieser Anfangskraft mit Hilfe der zweiten kbßeinrichtung die Stellung des Meßfühlers bezogen auf die Bezugsflöche festgestellt und diese der Anfangskraft entsprechende Stellung des Meßfühlers als Nullpunkt bzw. Ausgngspunkt für die Wegmessung beim weiteren Bewegen der ersten Meßeinrichtung relativ zum Prüfling bei der Kraft-Weg-Messung verwendet wird.To solve this problem, a method is the one outlined above Art according to the invention designed so that with the second measuring device for distance measurement directly the path of the sensor of the first measuring device relative to the reference surface (Measuring reference surface) and thus also the path of the movable element of the test specimen be determined that at the beginning of the measuring process, the sensor initially with a Initial force which is at most equal to the preload of the movable element in whose starting position is to rest against the moving element of the test piece is brought, and that when this initial force is reached with the help of the second kbßeinrichtung determined the position of the sensor in relation to the reference surface and this position of the sensor corresponding to the initial force as the zero point or Starting point for the distance measurement when moving the first measuring device further is used relative to the test object for the force-displacement measurement.

Bei dem erfindungsgemößen Verfahren ist die Anfangskraft, mit der der Meßfühler gegen das bewegliche Element des Prüflings ar Festlegung des Nullpunktes für die Wsgmessung zur Anlage gebracht wird, vorzugsweise kleiner als die Vorspannung, unter der das bewegliche Element in seiner Anfangsstellung steht.In the inventive method is the initial force with which the probe against the moving element of the test object ar defining the zero point is brought to the plant for the Wsgmessage, preferably smaller as the bias under which the movable element is in its initial position stands.

Das erfindungsgemUße Verfahren hat vor allem den Vorteil, daß die Wegmessung kraftlos bzw. absolut unbeeinflußt durch die Kraftmessung, d.h.The method according to the invention has the main advantage that the Distance measurement powerless or absolutely unaffected by the force measurement, i.e.

unbeeinflußt von den Weg des MeßfUhlers der zur Kraftmessung dienenden ersten Meßeinrichtung erfolgt, so daß eine Korrektur des Meßergebnisses oder eines entsprechenden Meßsignals für die Wegmessung nicht erforderlich ist. Weiterhin hat das erfindungsgemäße Verfahren den Vorteil, daß für die Wegmessung ein absolut genauer Nullpunkt festgelegt wird, so daß auch hierdurch eine hohe Meßgenauigkeit sichergestellt ist.unaffected by the path of the measuring sensor used to measure the force first measuring device takes place, so that a correction of the measurement result or a corresponding measurement signal for the distance measurement is not required. Still has the method according to the invention has the advantage that an absolutely more accurate distance measurement Zero point is established, so that this also ensures a high level of measurement accuracy is.

Die Meßgenauigkeit hängt bei dem erfindungsgemößen Verfahren ausschließlich von dertSenauigkeit bzw. Empfindlichkeit der beiden Meßeinrichtungen ab und wird nicht durch Fehlerquellen im Meßsystem beeinflußt, was insbesonderedonn gilt, wenn beispie lsweise bei fest angeordnetem Prüfling und sich bewegender erster Meßeinrichtung die Steuerung für diese Bew gung so getroffen wird, daß die Beschleunigung der ersten Meßeinrichtungars ihrer Ruhestellung amAnfang des Meßvorganges auf eine bestimmte und im Anschluß daran konstant gehaltene Geschwindigkeit abgeschlossen ist, bevor das erste Meßergebnis für die Kraft- und/oder Weg-Messung angezeigt, gespeichert und/oder ausgedruckt wird. Die Steuerung für die Bewegung der ersten Meßeinrichtung, deren Meßfühler sowie ev. an diesem MeßfUhler vorhondenen Elementen der zweiten Meßeinrichtung erfolgt dabei beispæ lsweise so, daß die Beschleunigung dann abgeschlossen ist, wenn die vom Meßfühler auf das bewegliche Element des Prüflings ausgeübte Kraft gleich der Vorspannung bzw. Vorspannungskraft ist, mit der das bewegliche Element gegen die Anlagefläche des Prüflings in der Anfangsstellung anliegt.The measurement accuracy depends exclusively on the method according to the invention of the accuracy or sensitivity of the two measuring devices and will not influenced by sources of error in the measuring system, which applies in particular if beispie lweise with a fixed test object and moving first measuring device the control for this movement is made so that the acceleration of the first Measuring devicear their rest position at the beginning of the measuring process to a certain and subsequently held constant speed is completed before the first measurement result for the force and / or displacement measurement is displayed, saved and / or printed out. The control for the movement of the first measuring device, their measuring sensor and possibly elements of the second on this measuring sensor The measuring device takes place, for example, in such a way that the acceleration is then completed is when the force exerted by the probe on the moving element of the test object is equal to the bias or bias force with which the movable element against the contact surface of the test object in the initial position.

Das erfindungsgemUße Verfahren eignet sich insbesondere zur Kraft- und/oder Wegmessung bei elektrischen Druckschaltern, wobei bei einem elektrischen Druckschalter mit nur einem einzigen Schalterkontakt bei der Messung im wesentlichen folgende Werte berücksichtigt werden müssen, die für die mechanische Funktion des Schalters von Interesse sind und fur die vom Abnehmer solcher Schalter enge Toleranzen bzw. enge Grenzwerte festgelegt sind: 1. Weg und Kraft des gegen wenigstens eine Feder verschiebbaren Betätigungselementes beim ersten Schließen bzw. Öffnen des Schalterkontaktes während des Niederdrückens bzw. Bewegens des Betätigungselementes; 2. Weg beim sog. Überhub, d.h. der maximal mögliche Weg des Betätigungselementes beim NiederdrUcken bzw. Bewegen, wobei die Stellung des Schalterkontaktes unbeeinflußt bleibt; -3.Wegazw. Stellung und Kraft des Betätigu~ngselementes beim Wiederöffnen bzw. Wiederschließen des Schalterkontaktes, wenn sicbdas Betätigunge element aufgrund der Federkraft in seine Ausgangsstellung zurückbewegt.The inventive method is particularly suitable for power and / or distance measurement in the case of electrical pressure switches, with an electrical Pressure switch with only a single switch contact when measuring in essential The following values must be taken into account, which are essential for the mechanical function of the Switches are of interest and for the buyers of such switches tight tolerances or narrow limit values are defined: 1. Distance and force of the against at least one Spring displaceable actuating element when first closing or opening the Switch contact during the depression or movement of the actuating element; 2. Travel during the so-called overtravel, i.e. the maximum possible travel of the actuating element when pressing down or moving, whereby the position of the switch contact is unaffected remain; -3. Position and force of the actuating element when reopening or reclosing the switch contact if the actuating element is due to the spring force is moved back to its original position.

Die Meßrte müssen hierbei in der Größenordnung von 1/100 mm (für die Wegmessung) und in der Größenordnung von einigen Pond (Kraftmessung) angegeben werden, so daß, wie erwähnt, einehohe Meßgenauigkeit erforderlich ist, die mit dem erfindungsgemößen Verfahren ohne Schwierigkeiten erreicht erden kann. Selbstverständlich können mit dem erfindungsgemäßen Verfahren auch elektrische Schalter bzw. Druckschalter gemessen werden, die zwei oder aber mehr als zwei Schalterkontakte aufweisen, welche gleichzeitig oder aber nacheinander schließen bzw. öffnen. In jedem Fall wird -falls die Weg- und Kraftverhältnisse im Zeitpunkt des Schließens bzw.The measurements must be on the order of 1/100 mm (for the Distance measurement) and in the order of magnitude of a few Pond (force measurement) are given, so that, as mentioned, a high measurement accuracy is required, which with the invention Procedure can be achieved without difficulty. Of course you can the method according to the invention also measured electrical switches or pressure switches that have two or more than two switch contacts, which at the same time or close or open one after the other. In any case -if the way- and force ratios at the time of closing or

Öffnens des bzw. der Schalterkontakte interessieren - so vorgegangen, daß dieses Schließen bzw. Öffnen des bzw. der Schalterkontakte als Kriterium fur die Anzeige bzw. für die Abspeicherung oder Ausdruckung der Meßergebnisse verwendet wird.Interest in opening the switch contact (s) - proceed as follows, that this closing or opening of the switch contact or contacts as a criterion for used for the display or for storing or printing out the measurement results will.

Der Erfindung liegt vor allem auch die Erkenntnis zugrunde, daß die Vorspannung bzw. die Vorspannungskraft, mit der das bewegliche Element eines Prüflings in der Anfangs- bzw. Ruhestellung gegen eine Anlagefläche des Prüflings anliegt, aufgrund der konstruktiven Ausbildung dieses Prüflings zumindest einigermaßen bekannt ist, d.h. zumindest einigermaßen bekannt ist, welche Kraft wenigstens aufgewendet werden muß, um das bewegliche Element des Prüflings aus der Ruhestellung zu bewegen. Aus diesem Grunde kann bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Festlegung des Nullpunktes für die Wegmessung so vorgegangen werden, daß der Meßfühler mit einer Kraft bzw. Anfengskrbft beaufschlagt wird, die höchstens gleich, vorzugsweise jedoch niedriger ist als die zu erwartende Vorspannung, wobei dann das Erreichen dieser Anfangskraft, die von der ersten Meßeinrichtung für die Kraftmessung gemessen wird, als Kriterium dafür dient, daß der Meßfühler mit einer entsprechenden Meßflache fest gegen das bewegliche Element des Pruflings anliegt und somit der Nullpunkt festgelegt ist.The invention is based above all on the knowledge that the Preload or the preload force with which the movable element of a test object rests against a contact surface of the test object in the initial or rest position, due to the design of this test specimen, it is at least somewhat known is, i.e. it is known at least to some extent what force is at least used must be in order to move the movable element of the test object from the rest position. For this reason, in the method according to the invention for establishing the zero point for the distance measurement, proceed in such a way that the sensor is exposed to a force or Initially, the applied force is equal to at most, but preferably lower is than the expected preload, whereby the achievement of this initial force, which is measured by the first measuring device for the force measurement, as a criterion serves to ensure that the probe with a corresponding measuring surface firmly against the moving element of the test specimen is applied and thus the zero point is fixed.

Soll beispielsweise bei einem elektrischen Druckschalter der Überhub gemessen werden, so wird hier ähnlich vorgegongen, d.h. der Prüfling und die zur Kraftmessung dienende erste Meßeinrichtung werden solange relativ zueinander bewegt, bis die erste Meßeinrichtung eine am Meßfühler anliegende bzw. zwischen dem beweglichen Element des Pruflings und diesem Meßfühler wirkende Kraft anzeigt, die großer ist als diejenige Kraft, die aufgrund der an sich bekannten Konstruktionsdaten beim Überhub zu erwarten ist. Sobald die erste Meßeinrichtung diese Kraft feststellt, wird der von der zweiten Meßeinrichtung gemessene Weg abgelesen bzw. zur Anzeige gebracht, gespeichert und/oder ausgedruckt, wobei dieser Weg dann genau dem Weg entspricht, den das bewegliche Element des Prüflings bzw. das Betdtigungselement des elektrischen Druckschalters bis zum Überhub aus der Anfangs stellung zurückgelegt hat.Should, for example, the overtravel in an electrical pressure switch are measured, the procedure is similar here, i.e. the test item and the for The first measuring device serving to measure the force are moved relative to one another as long as until the first measuring device has one lying on the measuring probe or between the movable one Element of the test specimen and this sensor acting force indicates which is greater than the force that, based on the design data known per se, when Overtravel is to be expected. As soon as the first measuring device detects this force, the path measured by the second measuring device is read off or for display brought, saved and / or printed out, this way then exactly the way corresponds to the movable element of the test object or the actuating element of the electrical pressure switch moved from the initial position to the overstroke Has.

Die Erfindung bezieht sich weiterhin auf eine Vorrichtung zur Messung des Kraft- und/oder Wegverhöltnisses eines gegen eine Gegenkraft, vorzugsweise Federkraft beweglichen Elementes eines Prüflings, wobei das bewegliche Element dieses Prüflings wenigstens eine Anfangsstellung aufeist, in der es mit einer Vorspannung gegen eine Anlageflache des Prüflings anliegt, mit einer einen Meßfühler aufweisenden ersten Meßeinrichtung zur Kraftmessung und einer zweiten Maße in richtung zur Wegmessung, mit einer Bezugsfläche zum Halten des Pruflings während des Meßvorgangs sowie mit Mitteln zur Erzeugung einer Relativbewegung zwischen der ersten Meßeinrichtung und der Bezugsfläche.The invention also relates to a device for measuring the force and / or travel ratio of a counterforce, preferably spring force movable element of a test object, the moving element of this test object at least one initial position in which it is biased against a Contact surface of the test object rests, with a first having a measuring sensor Measuring device for force measurement and a second dimension in the direction of distance measurement, with a reference surface for holding the test specimen during the measuring process and with Means for generating a relative movement between the first measuring device and the reference area.

Der neue, die Erfindung tragende Gedanke besteht bei einer derartigen Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens darin, daß die zweite Meßeinrichtung aus einem Bezugselement und aus einem mit diesem Bezugselement zusammenwirkenbn FUhlerelement besteht, daß eines der beiden Elemente fest mit dem Meßfühler der ersten Meßeinrichtung verbunden ist und des andere der beiden Elemente fest mit der Bezugsfldche verbunden ist, und daß das Fühlerelement für die Wegmessung in AbhäqFgkeit von der Größe der Relativbewegung zwischen Bezugselement und Fühlerelement eine erste Meßgröße liefert, die einer Einrichtung zugeführt wird, welche den Nullpunkt für die erste Meßgröße festlegt, wenn eine von der ersten Meßeinrichtung (zur Kraftmessung) gelieferte zweite Meßgröße einen vorgegebenen Wert erreicht.The new idea that supports the invention consists in such a concept Apparatus for carrying out the method according to the invention in that the second Measuring device from a reference element and from a cooperate with this reference element FUhlerelement consists that one of the two elements is fixed to the sensor of the first measuring device is connected and the other of the two elements firmly with the reference surface is connected, and that the sensor element for the distance measurement in Dependence on the size of the relative movement between the reference element and the sensor element supplies a first measured variable which is fed to a device which sets the zero point for the first measured variable, if one of the first measuring device (for force measurement) delivered second measured variable reaches a predetermined value.

Die Meßgrößen sind dabei vorzugsweise elektrische Signal, wobei die erwähnte Einrichtung, mit der der Nullpunkt für die erste Meßgröße (Wegmessung) festgelegt wird, bevorzugt ein Zahler ist, welchem die erste Meßgröße in Form von Zahlimpulsen zugeführt wird.The measured variables are preferably electrical signals, with the Mentioned device with which the zero point for the first measured variable (distance measurement) is set, is preferably a counter to which the first measured variable in the form of Count pulses is supplied.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist das Bezugselement der zweiten Meßeinrichtung am Meßfühler der ersten Meßeinrichtung vorgesehen, wohrend das Fühlerelement fest mit der Bezugsfloche verbunden ist.In a preferred embodiment of the invention, the reference element is the second measuring device is provided on the sensor of the first measuring device, while the sensor element is firmly connected to the reference surface.

Für eine möglichst genaue bzw. mUglichst empfindliche Messung wirken das Bezugselement und das Fühlerelement berührungslos, d.h. beispielsweise elektrisch, z.B. induktiv bzw. kapazitiv oder aber optisch zusammen, wobei im letzten Fall von dem Fühlerelewent bestimmte Flachen oder Punkte om Bezugselement optisch abgetastet werden. Die aptische Abtastung kann absolut kraftlos erfolgen, d . h. die Krafteinwirkung durch Photonen liegt um Potenzen unterhalb der mit der Vorrichtung zu messenden Kraft, so daß dieser optischen Abtastung bei einer angestrebten besonders hohen Empfindlichkeit der Vorzug zu geben ist. Grundsutzlich eignen sich alle Arten einer optischen Abtastung, die für eine Wegmessung geeignet sind, bei spielsweise auch Abtastmethoden bzw. -Verfahren unter Verwendung von Laserstrahlen oder aber Projektionsverfahren. Weiterhin ist es bei dem erfindungsgemäßen Verfahren bzw. bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung möglich, das Bezugselement einstuckig mit dem Meßfühler bzw. als Teil des Meßfühlers der ersten Meßeinrichtung auszubilden oder aber beispielsweise als Bezugselement eine Kante des Meßfühlers zu verwenden.Act for a measurement that is as accurate and as sensitive as possible the reference element and the sensor element contactless, i.e. for example electrically, e.g. inductively or capacitively or optically together, whereby in the latter case of the Fühlerelewent certain areas or points from the reference element optically scanned will. The aptical scanning can take place absolutely powerless, i. H. the force due to photons is powers below that to be measured with the device Force, so that this optical scanning at a desired particularly high Preference is given to sensitivity. Basically all types of one are suitable optical scanning that are suitable for distance measurement, for example, too Scanning methods or processes using laser beams or projection processes. It is also in the method according to the invention or in the method according to the invention Device possible, the reference element in one piece with the sensor or as a part of the sensor of the first measuring device or, for example, as Reference element to use an edge of the probe.

Auch für die Kraftmessung können Meßeinrichtungen verschiedenster Art Verwendung finden, beispielsweise solche, bei denen das Meßsignal durch eine Kapazitätsänderung und/oder Induktivitutsonderung und/oder Widerstandsänderung (z.B. Dehnungsmeßstreifen) erzeugt wird. Die Art der verwendeten Meßeinrichtungen wird bei der Erfindung im wesentlichen durch den jeweiliger Anwendungsfall bestimmt und hat keinen Einfluß auf den generellen Vorteil, der mit dem erfindungsgemcßen Verfahren bzw. mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung erzielbar ist.A wide variety of measuring devices can also be used for force measurement Find type use, for example those in which the measurement signal by a Change in capacitance and / or inductance separation and / or change in resistance (e.g. Strain gauges) is generated. The type of measuring equipment used will in the invention essentially determined by the respective application and does not affect the general benefit obtained with the method according to the invention or can be achieved with the device according to the invention.

Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen beschrieben.Further developments of the invention are described in the subclaims.

Die Erfindung wird im folgenden anhand der Figuren an Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen: Fig. 1 in perspektivischer Darstellung einen an sich bekannten, elektrischen Druckschalter mit einem durch die Kraft wenigstens einer Feder (Druckfeder) vorgespannten, axial verschiebbaren und st6Belförmig ausgebildeten Betätigungselement; Fig. 2 in Prinzipdarstellung eine Vorrichtung zur Messung des Kraft-und/oder Wegverhöltnisses des Betutigungselementes bei dem Druckschalter gemäß Fig. 1; Fig. 3 in Prinzipdarstellung eine Einrichtung zur Wegmessung unter Verwendung von lichtempfindlichen elektrischen Elementen; Fig. 4 eine Tabelle zur Darstellung des Ausgangssignals der Einrichtung gemöß Fig. 3; Fig. 5 in Prinzipdarstellung eine abgewandelte Ausführung der Einrichtung zur Wegmessung; Fig. 6 ein Blockschaltbild der elektronischen Einrichtung zur Steuerung des Meßvorganges sowie zur Auswertung und Anzeige der Meßergebnisse; Fig. 7 in graphischer Darstellung den Verlauf der Geschwindigkeit in Abhängigkeit von der Zeit, mit der (Geschwindigkeit) der Prüfling (elektrischer Druckschalter) und die erste Meßeinrichtung am Beginn des Meßverfahrens relativ zueinander bewegt werden. The invention is illustrated below with reference to the figures of exemplary embodiments explained in more detail. The figures show: FIG. 1 in a perspective illustration one per se known, electrical pressure switch with a force at least one Spring (compression spring) pre-tensioned, axially displaceable and shaped like a stem Actuator; Fig. 2 in a schematic representation of a device for measuring the Force and / or travel ratio of the actuating element in the pressure switch according to FIG Fig. 1; 3 shows a schematic diagram of a device for distance measurement using of photosensitive electrical elements; 4 shows a table for illustration the output signal of the device according to FIG. 3; Fig. 5 in a schematic representation modified version of the device for distance measurement; 6 is a block diagram the electronic device for controlling the measuring process and for evaluation and display of the measurement results; Fig. 7 in a graphical representation of the course of the Speed as a function of time with the (speed) of the test object (electrical pressure switch) and the first measuring device at the beginning of the measuring process are moved relative to each other.

In der Fig. 1 ist ein elektrischer Druckschalter 1 dargestellt, der aus einem geschlossenen Gehause 2 aus Kunststoff besteht. An der Oberseite ist das Gehäuse 2 mit einer oeffnung versehen, durch die ein ebenfalls vorzugsweise aus Kunststoff bestehendes stößelförmiges Betätigungselement 3 aus dem Gehäuse herausgeführt ist. Dieses Betätigungselement 3 ist im Gehäuse 2 axial verschiebbar geführt, und zwar gegen die Kraft bzw. In Fig. 1, an electrical pressure switch 1 is shown, the consists of a closed housing 2 made of plastic. At the top is that Housing 2 provided with an opening through which a preferably also from Plastic existing plunger-shaped actuating element 3 led out of the housing is. This actuating element 3 is guided axially displaceably in the housing 2, and against the force or

Wirkung wenigstens einer im Inneren des Gehouses 2 angeordneten Druckfeder, so daß beim Ausüben einer axialen Druckkraft, d. h. einer Kraft in Richtung des Pfeiles A auf das freie Ende des Betätigungselementes 3 dieser gegen die Kraft der Druckfeder um einen bestimmten Betrag in das Gehäuse 2 hineinbewegt wird und dort einen zwischen den beiden AnschlUssen 4 und 5 wirkenden elektrischen Kontakt im Gehäuse 2 schließt bzw. öffnet. Effect of at least one compression spring arranged in the interior of the housing 2, so that when an axial compressive force is exerted, i. H. a force in Direction of arrow A on the free end of the actuating element 3 against this the force of the compression spring moves into the housing 2 by a certain amount and there an electrical one acting between the two connections 4 and 5 Contact in housing 2 closes or opens.

oder Tastschalter Druckschalter/dieser Art werden heute in zunehmendem Maße beispielsweise in elektrischen Schreibmaschinen oder Datenverarbeitungsgeröten verwendet, wobei der Hersteller solcher Schalter neben den selbstverständlich vorgeschriebenen Grenzwerten hinsichtlich der Maßgenouigkeit des Schalters und seiner Elemente auch solche Grenzwerte einhalten muß, die sich auf die Funktion des Eruckschalters beziehen. Hierbei handelt es sich vor allem um folgende Werte: 1. Die am Betatigungselement 3 anliegende Kraft sowie der vom Betdtigungselement aus der Ausgangs- bzw. Anfangsstellung in Richtung des Pfeiles zurückgelegte Weg beim ersten Schließen bzw. Öffnen des Schalterkontakte 2. Der vom Betötigungselement 3 aus der Ausgangs- bzw. Anfcngsstellung zurückgelegte Weg beim Überhub, d.h. der maximal mögliche Weg für das Betutigungselewent in Richtung des Pfeiles A, wobei der Schalterkontakt geschlossen bzw. geöffnet bleibt; 3. Die am Betatigungseleient anliegende Kraft sowie die Stellung, die das Betätigungselement bezogen auf die Ausgangs- bzw. Anfangsstellung dann einnimmt, wenn sich beim Zurückbewegen des Betätigungselementes 3 in die Ausgangsstellung (entgegen der Richtung des Pfeiles A) der Schalterkontakt wieder öffnet bzw. schließt. or pushbutton switches / pushbuttons of this type are increasing today Dimensions in electric typewriters or data processing devices, for example used, whereby the manufacturer of such switches in addition to the naturally prescribed Limits with regard to the dimensional accuracy of the switch and its elements as well must comply with limit values that relate to the function of the jerk switch. These are mainly the following values: 1. The ones on the actuating element 3 applied force as well as that of the actuating element from the starting or starting position Distance covered in the direction of the arrow when the Switch contacts 2. The one from the actuating element 3 from the starting position Distance covered during the overtravel, i.e. the maximum possible distance for the actuation element in the direction of arrow A, the switch contact remaining closed or open; 3. The force applied to the actuating element and the position of the actuating element then assumes in relation to the starting position when moving back of the actuating element 3 in the starting position (against the direction of the arrow A) the switch contact opens or closes again.

Die Kraft- und Wbgverhditnisse können in den beiden voranstehend unter (1) und (3) angegebenen Arbeitsstellungen wegen der beispielsweise zwischen dem Betätigungselement 3 und dem Gehäuse 2 auftretenden Reibungskräfte sehr unterschiedlich sein.The power and weight ratios can be found in the two above under (1) and (3) specified work positions because of the example between the actuating element 3 and the housing 2 occurring frictional forces very different be.

Besitzt der elektrische Druckschalter 1 mehrere Arbeitsstellungen, in denen Schalterkontakte öffnen bzw. schließen, so müssen selbstverständlich vom Hersteller eines solchen Schalters für sämtliche Arbeitsstellungen vorgegebene Grenzwerte eingehalten werden.If the electrical pressure switch 1 has several working positions, in which switch contacts open or close, must of course from Manufacturer of such a switch for all working positions specified limit values be respected.

Es ist somit notwendig, die Druckschalter 1 nach ihrer Herstellung zu messen und ggf. in verschiedene Chargen einzugruppieren.It is therefore necessary, the pressure switch 1 after its manufacture to be measured and, if necessary, to be grouped into different batches.

Zur Messung der einzelnen Druckschalter 1 kann beispielsweise die in der Fig. 2 dargestellte Ausführung der erfindungsgemaßen Vorrichtung, ggf. zusammen mit der in der Fig. 6 dargestellten elektrischen Schaltung Verwendung finden.To measure the individual pressure switch 1, for example, the The embodiment of the device according to the invention shown in FIG. 2, possibly together with the electrical circuit shown in FIG. 6 use.

Die Vorrichtung besteht aus einem ortsfest gehaltenen Trager 6, der bei der dargestellten Ausführungsform plattenförmig ausgebildet ist. Der Träger 6 besitzt eine durchgehende Öffnung 7 für das Betätigungselement 3 des zu messenden Druckschalters 1. Für die Messung wird dieser Druckschalter 1 mit seiner Oberseite nach unten auf den Träger 6 so aufgesetzt, daß der Druckschalter 1 mit seiner Oberseite gegendie Oberseite des Trägers 6 anliegt und das Betutigungselement 3 durch die Öffnung 7 hindurch über die Unterseite des Tragers 6 vorsteht. Durch ein Halteelement 8 wird der Druckschalter 1 von oben her gegen den Trager 6 angedrückt. Das Halteelement 8 ist bei der in der Fig. 2 dargestellten Ausführung gabelförmig ausgebildet, so daß dieses Halteelement den Druckschalter 1 mit seinen Gabelarmen 9 Ubergreift, die jeweils gegen eine Fläche eines seitlich wegstehenden Ansatzes bzw. Flansches 2' am Gehäuse des Druckschalters 1 anliegen. Selbstverständlich kann das Halteelement 8 beim Fehlen der Flansche 2 am Druckschalter 1 auch an-ders ausgebildet sein bzw. den Druckschalter 1 auch auf andere Weise am Trager 6 festlegen, beispielsweise dadurch, daß eine Fläche des Halteelementes 8 gegen die in der Fig. 1 untere und in der Fig. 2 obere Seite des Druckschalters 1 anliegt. Anstelle des Halteelementes 8 sind auch andere Maßnahmen zum Halten des Druckschalters 1 am Trager 6 denkbar.The device consists of a fixedly held carrier 6, the is plate-shaped in the embodiment shown. The carrier 6 has a through opening 7 for the actuating element 3 of the to be measured Pressure switch 1. This pressure switch 1 is used for the measurement with its top placed down on the carrier 6 so that the pressure switch 1 with its top against the top of the carrier 6 rests and the actuating element 3 through the Opening 7 protrudes through the underside of the carrier 6. By a holding element 8, the pressure switch 1 is pressed against the carrier 6 from above. The holding element 8 is fork-shaped in the embodiment shown in FIG. 2, so that this holding element engages over the pressure switch 1 with its fork arms 9, each against a surface of a laterally protruding approach or flange 2 'rest on the housing of the pressure switch 1. Of course, the holding element 8th in the absence of the flanges 2 on the pressure switch 1 also designed differently his or the pressure switch 1 set in another way on the carrier 6, for example in that a surface of the holding element 8 against the lower in FIG. 1 and in FIG. 2 the upper side of the pressure switch 1 is applied. Instead of the retaining element 8, other measures for holding the pressure switch 1 on the carrier 6 are also conceivable.

Bei der dargestellten Ausführungsform sind am Halteelement elektrische Kontakte 10 vorgesehen, die die AnschlUsse 4 und 5 des Druckschalters 1 mit Meßleitungen 11 verbinden.In the illustrated embodiment, there are electrical on the holding element Contacts 10 are provided which connect the connections 4 and 5 of the pressure switch 1 with measuring lines 11 connect.

An der Unterseite des Träger 6 ist ein von diesem Träger nach unten wegstehender starrer Arm 12 befestigt, der an seinem unteren Ende eine Einrichtung 13 zur WegmessungrUgt.On the underside of the carrier 6 is one of this carrier down fixed protruding rigid arm 12, which at its lower end a device 13 for distance measurement rUgt.

An einem zeiten, ebenfalls ortsfesten-Träger 14, der bei der dargestellten Ausführungsform wiederum plattenförmig ausgebildet ist und parallel zum Träger 6 liegt, ist eine als Meßeinrichtung zur Bestimmung der Kraft dienende Meßdose 15 verschiebbar geführt. Diese Meßdose 15 besteht beispielsweise aus einem zylinderförmigen Gehause 16, die im Trager 14 geführt ist, sowie aus einem als Meßfühler dienenden zylinderförmigen Stößel 17, dessen Längsachse parallel und dabei vorzugsweise gleichzeitig achsgleich mit der Achse des Gehäuses 16 liegt. Der Stößel 17 steht über die dem Träger 6 zugewandte Stirnseite des Gehäuses 16 vor und ist dabei so angeordnet, daß das als ebene Fläche ausgebildete freie Ende des Stößels 17 der Öffnung 7 gegenüberliegt. Der Stößel 17 ist im Gehäuse 16 beispielsweise gegen die Wirkung einer gaLchten Meßfeder axial verschiebbar gelagert, wobei im Gehäuse 16 weiterhin Mittel vorgesehen sind, die beispielsweise induktiv oder unter Ausnutzung des piezoelektrischen Effektes eines Halbleiterkörpers in Abhängigkeit von der Verschiebung des Stößels 17 ein Meßsignal abgeben, welches ein Maß für die auf das freie Ende des Stößels 17 ausgeübte Druckkraft ist. Das elektrische Meßsignal kann dann an den Ausgangsklemmen 18 abgenommen werden. Meßdosen dieser Art sind bekannt und auf dem Markt erhältlich.At a time, also stationary carrier 14, the one shown in the Embodiment is again plate-shaped and parallel to the carrier 6 is a load cell 15 serving as a measuring device for determining the force slidably guided. This load cell 15 consists, for example, of a cylindrical one Housing 16, which is guided in the carrier 14, as well as serving as a sensor cylindrical plunger 17, the longitudinal axis of which is parallel and preferably simultaneously is coaxial with the axis of the housing 16. The plunger 17 is above the Carrier 6 facing end face of the housing 16 in front and is arranged in such a way that that the free end of the plunger 17, designed as a flat surface, lies opposite the opening 7. The plunger 17 is in the housing 16, for example against the effect of a balanced Measuring spring mounted axially displaceably, means furthermore being provided in the housing 16 are, for example, inductive or using the piezoelectric effect of a semiconductor body as a function of the displacement of the plunger 17 Output measuring signal, which is a measure for the free end of the Plunger 17 is exerted compressive force. The electrical measurement signal can then be sent to the Output terminals 18 are removed. Load cells of this type are known and on the Market available.

Zum Verschieben der Meßdose 15 bzw. des Gehäuses 16 dieser Meßdose in Richtung des Doppelpfeiles B, d.h. in Richtung senkrecht zu den Oberflöchenseiten des Trägers 14 ist bei der fur die Fig. 2 gewählten Darstellung unter der Meßdose 15 ein gegen die dortige Stirnseite dieser Meßdose anliegender bzw. mit dieser Stirnseite verbundener Stempel 19 vorgesehen, der Teil einer pneumatisch betätigbaren Kolben-Zylinderanordnung 20 ist und bei der für die Fig. 2 gewählten Darstellung in Richtung des Pfeiles B auf- und abbewegt werden kann.-Der Zylinder der Kolben-Zylinderanordnung 20 ist an einem, bei det;-dargestellten Ausführungsform ebenfalls plattenförmigen ortsfesten Träger:21 befestigt. Die einzelnen Träger 6, 14 und 21 sind durch Abstandselemente 22 bzw. 23 fest miteinander verbunden, wobei diese Abstandselemente selbstverstundlich so ausgebildet sein können, daß der Abstand zwischen den Trägern 6 und 14 und/oder der Abstand zwischen den Teilern 14 und 21 einstellbar ist.To move the load cell 15 or the housing 16 of this load cell in the direction of the double arrow B, i.e. in the direction perpendicular to the surface sides of the carrier 14 is under the load cell in the representation chosen for FIG 15 an adjacent or with this end face against the face of this load cell there connected punch 19 is provided, the part of a pneumatically actuated piston-cylinder arrangement 20 and in the representation chosen for FIG. 2 in the direction of the arrow B can be moved up and down. The cylinder of the piston-cylinder assembly 20 is on one, at det; -shown embodiment also plate-shaped stationary Beams: 21 attached. The individual carriers 6, 14 and 21 are spaced apart 22 and 23 firmly connected to one another, these spacers of course can be designed so that the distance between the carriers 6 and 14 and / or the distance between the dividers 14 and 21 is adjustable.

Bei der obigen Beschreibung der Fig. 2 wurde davon ausgegangen, daß die plattenförmigen Träger 6, 14 und 22 übereinander angeordnet sind.In the above description of FIG. 2 it was assumed that the plate-shaped supports 6, 14 and 22 are arranged one above the other.

Selbstverständlich ist auch eine Anordnung in der Weise möglich, daß die Träger nebeneinander liegen, so daß ihre Oberflächenseiten dann in vertikaler Richtung verlaufen. Auch jede andereröumliche Anordnung der Träger ist denkbar. Schließlich ist es bei der dargestellten Ausführungsform der erfindungsgemUßen Vorrichtung nicht unbedingt erforderlich, daß die Bewegung der Meßdose 15 in Richtung des Doppelpfeiles B mit Hilfe einer Kolben-Zylinderanordnung entsprechend der Anordnung 20 erfolgt. Die Bewegung der Meßdose 15 kann vielmehr auch auf rein mechanische Weise, z.B. mit Hilfe eines Exzenters oder aber auf andere Weise erfolgen.Of course, an arrangement is also possible in such a way that the carriers lie next to each other so that their surface sides are then in a vertical position Run direction. Any other spatial arrangement of the carriers is also conceivable. Finally, it is in the illustrated embodiment of the device according to the invention not absolutely necessary that the movement of the load cell 15 in the direction of the double arrow B takes place with the aid of a piston-cylinder arrangement corresponding to arrangement 20. Rather, the movement of the load cell 15 can also be purely mechanical, e.g. with the help of an eccentric or in some other way.

Entsprechend den Fig. 2 und 3 besteht die Einrichtung 13 zur Wegmessung aus vier am Arm 12 befestigten lichtempfindlichen Elementen, die in der Fig. 3 mit den Buchstaben "a", 'ob", "c" und "d" bezeichnet sind, wobei jedem lichtempfindlichen Element jeweils eine Lichtquelle 24 in einem bestimmten Abstand gegenüberliegend angeordnet ist. Auch die Lichtquellen 24 sind am Arm 12 gehalten. Die Lichtquellen sind beispielsweise lichtemittierende Dioden oder elektrische Lampen, während die lichtempfindlichen Elemente "a", "b", "c" und "d" beispielsweise von Photodioden gebildet sind, Selbstverständlich können auch andere lichtempfindliche Elemente, wie Photowiderstände usw. Verwendung finden. Weiterhin ist es generell auch möglich, anstelle einzelner Lichtquellen 24 eine für sämtliche lichtempfindlichen Elemente gemeinsame Lichtquelle vorzusehen.According to FIGS. 2 and 3, there is the device 13 for distance measurement of four photosensitive elements attached to the arm 12, which are shown in FIG the letters "a", 'ob "," c "and" d "are designated, each being photosensitive Element each have a light source 24 opposite at a certain distance is arranged. The light sources 24 are also held on the arm 12. The light sources are for example light-emitting diodes or electric lamps, while the photosensitive elements "a", "b", "c" and "d" for example of photodiodes are formed, of course, other light-sensitive elements, such as photoresistors etc. are used. Furthermore, it is generally also possible instead of individual light sources 24, one for all light-sensitive elements provide a common light source.

Zwischen den lichtempfindlichen Elementen und den Lichtquellen 24 ist ein platten- oder streifenförmiger Träger 25 aus transparentem,-d.h.Between the photosensitive elements and the light sources 24 is a plate or strip-shaped carrier 25 made of transparent, i.e.

lichtdurchlössigem Material, beispielsweise aus Glas derart angeordnet, daß eine Oberflöchenseitedieses Trägers den lichtempfindlichen Elementen 11011, "b"l "c" und "d" und die andere Oberflächenseite den Lichtquellen 24 zugewandt ist. Der Träger 25 ist fest mit dem Stößel 17 verbunden, d.h.light-permeable material, for example made of glass, arranged in such a way that one surface side of this support is exposed to the photosensitive elements 11011, "b" l "c" and "d" and the other surface side facing the light sources 24. The carrier 25 is firmly connected to the plunger 17, i. E.

der Träger 25 ist zusammen mit dem Stößel 17 relativ zu den lichtempfindlichen Elementen und den Lichtquellen 24 bewegbar, und zwar in Richtung des Doppelpfeiles C der Fig. 3.the carrier 25 is together with the plunger 17 relative to the photosensitive Elements and the light sources 24 movable, in the direction of the double arrow C of Fig. 3.

In die eine Oberfldchenseite des Trägers 25 ist ein Muster eingebracht, welches bei der dargestellten Ausführungsform jeweils aus gleich breiten Streiten 26 besteht, die sich quer zum streifenförmigen Träger 25, d.h.A pattern is introduced into one surface side of the carrier 25, which in the illustrated embodiment each consist of disputes of the same width 26 which extends across the strip-shaped support 25, i.

senkrecht zum Doppelpfeil C und damit auch senkrecht zur Bewegungsrichtung des Stößels 17 (Doppelpfeil B) erstrecken. Diese Streifen 26 sind von lichtundurchlässigem Material oder aber von einem Material gebildet, welches im Vergleich zum Material des Tragers 25 Licht nur abgeschwächt durchläßt. Die Streifen 26, die bei der dargestellten Ausführungsform in Richtung des Doppelpfeiles C einen Abstand voneinander besitzen, der gleich der Streifenbreite'ist, können beispielsweise durch Atzen und anschließendes Einfärben des Trägers 25 an der betreffenden Oberflächenseite erzeugt werden. Auch andere Techniken, z.B. photochemische Verfahren, Aufdampfverfahren unter Verwendung einer entsprechenden Maskierung usw. sind zum Aufbringen des Musters denkbar. Schließlich ist es auch möglich, die Oberflächenstruktur des Trägers 25 so zu verändern, daß sich am Träger streifenförmige Abschnitte entsprechend den Streifen 26 ergeben, in denen die Transparenz des Tragers 25 milchig erscheint. Weiterhin ist es selbstverständlich auch möglich, die Streifen 26 auf den Träger 25 aufzubringen.perpendicular to the double arrow C and thus also perpendicular to the direction of movement of the plunger 17 (double arrow B) extend. These strips 26 are opaque Material or formed from a material which, compared to the material of the carrier 25 transmits light only in a weakened manner. The strips 26, which in the illustrated embodiment in the direction of the double arrow C one Have a distance from one another which is equal to the strip width, for example by etching and subsequent coloring of the carrier 25 on the relevant surface side be generated. Other techniques, e.g. photochemical processes, vapor deposition processes using appropriate masking, etc. are for applying the pattern conceivable. Finally, it is also possible to change the surface structure of the carrier 25 to change so that strip-shaped sections corresponding to the carrier Strip 26 result in which the transparency of the carrier 25 appears milky. Furthermore, it is of course also possible to place the strips 26 on the carrier 25 to apply.

Die gleichzeitige Verwendung von mehreren lichtempfindlichen Elementen, d.h. entsprechend der dargestellten Ausführungsform von vier lichtempfindlichen Elementen hat den Vorteil, daß bei vorgegebenem Abstand T zwischen dem Anfang eines Streifens 26 und dem Anfang eines nachfolgenden Streifens 26 die Empfindlichkeit der Einrichtung 13 um einen Faktor gesteigert werden kann, der gleich der Anzahl der verwendeten lichtempfindlichen Elemente ist.The simultaneous use of several photosensitive elements, i.e. corresponding to the illustrated embodiment of four photosensitive Elements has the advantage that with a given distance T between the beginning of a Strip 26 and the beginning of a subsequent strip 26 the sensitivity the device 13 can be increased by a factor equal to the number of the photosensitive elements used.

Dies hat besondere Bedeutung, da es nicht möglich ist, die Breite der Streifen 26 und deren Abstand beliebig klein ii wählen, um die Empfindlichkeit der Einrichtung 13 zu erhöhen.This is of particular importance as it is not possible to change the width select the strips 26 and their spacing as small as desired in order to increase the sensitivity the device 13 to increase.

Wie weiter unten noch naher erläutert wird, dienen die lichtempfindlichen Elemente, die mit einer elektrischen Einrichtung 27 zur Signalaufbereitung verbunden sind, im wesentlichen nur dazu, jeweils einen Zählimpuls zu erzeugen, wenn der Träger 25 relativ zu diesen Elementen um einen Betrag bewegt wird, der dem Abstand bzw. der Teilung T dividiert durch die Anzahl der lichtempfindlichen Elemente entspricht, d.h. bei der dargestellten Ausführungsform 1/4 T ist.As will be explained in more detail below, the light-sensitive ones are used Elements connected to an electrical device 27 for signal conditioning are, essentially only to generate a counting pulse each time the carrier 25 is moved relative to these elements by an amount that corresponds to the distance or corresponds to the division T divided by the number of photosensitive elements, i.e., 1/4 T in the illustrated embodiment.

Fig. 4 zeigt die verschiedenen Zustände, die an der von den vier lichtempfindlichen Elementen gebildeten Kombination beim Verschieben des Trägers 25 auftreten können, wobei die Ziffer O" jeweils den Zustand kennzeichnet, in welchem kein Licht oder nur ein vermindertes Licht auf das betreffende lichtempfindliche Element trifft, während die Ziffer "1" denjenigen Zustand kennzeichnet, in dem volles Licht auf das betreffende lichtempfindliche Element trifft. In der Tabelle genUß Fig. 4 wurde davon ausgegangen, daß sich der Träger 25 in vier Schritten I-IV aus der in der Fig. 3 dargestellten Ausgangslage in Richtung des Doppelpfeiles C nach links bewegt. Immer wenn eine der in den Zeilen I-IV auftretende Kombination von der Einrichtung 27 festgestellt wird, liefert diese Einrichtung einen Zdhlimpuls 28. Selbstverständlich folgt nach dem Schritt IV beim weiteren Verschieben des Trägers 25 eine Zustandskombination für die lichtempfindlichen Elemente, die (Zustcndskombination)»wieaer gleich der in Zeile I angegebenen Kombination ist, wie dies in der Tabelle gemäß Fig. 4 mit der Zeile V = I angegeben ist. Bei einer Bewegung des Trägers 25 in umgekehrter Richtung, d.h. bei der für die Fig. 3 gewählten Darstellung nach rechts treten die verschiedenen Zustandskombinationen der lichtempfindlichen Elemente in umgekehrter Folge auf, d.h. beginnend mit der Zeile V = I und endend mit der Zeile II usw.Fig. 4 shows the various states that occur on the of the four photosensitive Elements formed combination can occur when moving the carrier 25, where the number O "denotes the state in which no light or only a reduced amount of light hits the light-sensitive element in question, while the number "1" denotes the state in which full light is on hits the relevant photosensitive element. In the table shown in FIG assumed that the carrier 25 in four steps I-IV from the in Fig. 3 initial position shown in the direction of the double arrow C moved to the left. Whenever one of the combinations appearing in lines I-IV is provided by the facility 27 is determined, this device delivers a counting pulse 28. Of course a combination of states follows after step IV when the carrier 25 is moved further for the light-sensitive elements, the (combination of states) »as equal to the in line I specified combination, as in the table of FIG. 4 with the line V = I is indicated. When the carrier 25 moves in the opposite direction Direction, i.e. to the right in the representation selected for FIG. 3, the different combinations of states of the photosensitive elements in reverse Sequence on, i.e. starting with line V = I and ending with line II, etc.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung, bei der sehr kleine Wege, d.h. Wege in der Größenordnung von 1/100 mm gemessen werden können, beträgt die Teilung T 4/100 mm bei Verwendung von vier lichtempfindlichen Elementen. In diesem Fall ist es dann allerdings nicht mehr möglich, die lichtempfindlichen Elemente räumlich nebeneinander in Bewegungsrichtung (Doppelpfeil C) des Trägers 5 anzuordnen.In a preferred embodiment of the device according to the invention, in which very small paths, i.e. paths in the order of 1/100 mm, are measured the pitch is T 4/100 mm when using four light-sensitive Elements. In this case, however, it is no longer possible to use the light-sensitive Elements spatially next to each other in the direction of movement (double arrow C) of the carrier 5 to be arranged.

Die Anordnung der einzelnen lichtempfindlichen Elemente ist hierbei so getroffen, daß deren Abstand D in Bewegungsrichtung des Trägers 25 die folgende Bedingung erfüllt: D = 0/nT + kT Hierbei bedeuten: T Abstand der Anfang zweier benachbarter Streifen 26 n Anzahl der verwendeten lichtempfindlichen Elemente k beliebiger Faktor Durch entsprechende Wahl von k kann der Abstand D genügend groß gewählt werden, um den für die Anbringung der lichtempfindlichen Elemente benötigten Platz zu schaffen.The arrangement of the individual light-sensitive elements is here taken so that their distance D in the direction of movement of the carrier 25 is the following Condition fulfilled: D = 0 / nT + kT Here mean: T distance of Beginning of two adjacent strips 26 n Number of photosensitive used Elements k any factor By choosing k accordingly, the distance D can be sufficient can be chosen to be large enough to accommodate the light-sensitive elements required To create space.

Die einzelnen lichtempfindlichen Elemente wirken bei dieser Anordnung zwar nicht mehr mit einem einzigen oder aber mit zwei unmittelbar aufeinanderfolgenden Streifen 26 zusammen,-wie dies bei der Erläuterung der Fig. 3 angenommen wurde, sondern~mit untezchiedlichen, im Abstand kT voneinander angeordneten Streifen 26, grundsätzlich ergibt sich jedoch für die Einrichtung 13 die gleiche Funktion, wie sie-voranstehend im Zusammenhang mit den Fig. 3 und 4 beschrieben wurde.The individual photosensitive elements act in this arrangement no longer with a single one or with two immediately following one another Strips 26 together - as was assumed in the explanation of FIG. 3, but ~ with different strips 26 arranged at a distance kT from one another, In principle, however, the same function results for the device 13 as it was described above in connection with FIGS. 3 and 4.

Fig. 5 zeigt eine abgewandelte Ausführung für eine Einrichtung zur Wegmessung. Bei dieser mit der Ziffer 29 bezeichneten Einrichtung wird der Weg des Stößels 17 induktiv erfaßt. Der Stößel 17, der von einer elektrischen Spule 30 umgeben ist, besteht dabei beispielsweise aus zwei Abschnitten, die von Materialien von unterschiedlichen magnetischen Eigenschaften gebildet sind, z.B. aus Kunststoff und Messing, wobei die Trennflache 31 zwischen diesen Materialien in der Spule 30 liegt. Durch Verschieben des Stößels 17 relativ zu der ortsfesten, beispielsweise am Arm 12 befetigten Spule 30 anders sich deren Induktivität, so daß dann aus dieser Induktivitutsänderung mit Hilfe der elektrischen Einrichtung27 zur Signulaufbereitung ein die Bewegung des Stößels 17 berUcksichtigendes Meßsignal, z.B. ein aus Zöhlimpulsen 28' bestehendes Meßsignal erzeugt werden kann.Fig. 5 shows a modified embodiment for a device for Distance measurement. In this facility, designated by the number 29, the path of the Plunger 17 detected inductively. The plunger 17, which is surrounded by an electrical coil 30 is, for example, consists of two sections made of materials from different magnetic properties are formed, e.g. made of plastic and brass, the interface 31 between these materials in the coil 30 lies. By moving the plunger 17 relative to the stationary, for example on the arm 12 attached coil 30 has a different inductance, so that then from this Change in inductance with the help of the electrical device27 for signal processing a measurement signal taking into account the movement of the plunger 17, e.g. one from counting pulses 28 'existing measurement signal can be generated.

I folgenden soll die Arbeitsweise der Vorrichtung auch unter Bezugnahme auf die Figuren 6 und 7 näher erläutert werden.I shall also refer to the operation of the device below to Figures 6 and 7 will be explained in more detail.

Es wird hierbei davon ausgegangen, daß bei nichtbetotigtem Druckschalter 1 dessen Betätigungselement 3 aufgrund der im Druckschalter vorgesehenen Druckfeder 3' mit einer Vorspannung bzw. Kraft von etwa 30 Pond (= p) gegen eine Anlagefläche im Inneren des Gehäuses 2 anliegt, so daß erst nach Uberwindung dieser Kraft bzw. Vorspannung eine Bewegung des Betätigungs elementes 3 überhaupt möglich ist.It is assumed here that when the pressure switch is not actuated 1 its actuating element 3 due to the compression spring provided in the pressure switch 3 'with a bias or force of about 30 Pond (= p) against a contact surface in the interior of the housing 2, so that only after overcoming this force or Bias a movement of the actuating element 3 is possible at all.

Weiterhin wird davon ausgegangen, daß die durch die Druckfeder 3' erzeugte Federkraft auch bei dem maximalen Weg, den das Betutigungselement 3 in Richtung des Pfeiles A der Fig. 1 zurücklegen kann, wesentlich unter 250 p liegt. Diese oder entsprechende Ausgangswerte sind am Beginn des Meßvorganges aus der Konstruktion des zu messenden Druckschalters 1 bekannt und können daher vor dem Messen einer Vielzahl gleichartiger Druckschalter 1 einer elektrischen Steuereinrichtung 32 bzw. einem Speicher dieser Einrichtung als Ausgangsdaten eingegeben werden.It is also assumed that the pressure caused by the compression spring 3 ' generated spring force even with the maximum path that the actuating element 3 in Can cover the direction of arrow A of Fig. 1, is significantly below 250 p. These or corresponding output values are taken from the construction at the beginning of the measuring process of the pressure switch to be measured 1 known and can therefore before measuring a A large number of similar pressure switches 1 of an electrical control device 32 or a memory of this device can be entered as output data.

Zum Messen eines Druckschalters 1 wird dieser in der oben beschriebenen Weise auf den Trager 6 aufgesetzt und dort mit Hilfe des Halteelementes 8 festgelegt. Die Meßdose 15 befindet sich am Beginn des Meßvorganges in ihrer zurückgezogenen Stellung, in der das freie Ende des Stößels 17 einen gewissen Abstand vom freien Ende des Betätigungselementes 3 des zu messender Druckschalters 1 aufweist.To measure a pressure switch 1, this is described in the above Way placed on the carrier 6 and fixed there with the aid of the holding element 8. The load cell 15 is at the beginning of the measuring process in its withdrawn position Position in which the free end of the plunger 17 a certain distance from the free Has the end of the actuating element 3 of the pressure switch 1 to be measured.

Für den Meßvorgang wird zunö chst die Kolben-Zylinder-Anordnung 20 betätigt, wodurch sich die Meßdose 15 bei der für die Fig. 2 gewählten Darstellung in Richtung des Doppelpfeiles B nach oben bewegt und schließlich das freie Ende des Stößels 17 zur Anlage gegen das Betutigungselement 3 des Druckschalters 1 kommt. Durch den gegen das atägitungselement 3 anliegenden Stößel 17 wird eine zunehmend ansteigende Kraft auf das Bettltigungselement 3 ausgeübt, die (Kraft) gleichzeitig von der Meßdose 15 gemessen wird, die über ihre Ausgangsklemmen 18 und über eine Leitung 33 ein Meßsignal an den Eingang eines Analog-Digital-Wandlers 34 liefert. Dieser Analog-Digital-Wandler erzeugt aus dem ursprünglichen analogen Meßsignal ein digitoles Signal, welches vom Ausgang des Analog-Digital-Wandlers 34 über eine Leitung 35 der Steuereinrichtung 32 zugeführt wird. Sobald das von der Meßdose 15 erzeugte Meßsignal einer Kraft von 20 p entspricht, erzeugt dieses Meßsignal in der Steuereinrichtung ein Informationssignal dahingehend, daß nunmehr der Stößel 17 mit seinem freien Ende fest gegen das Betätigungselement 3 anliegt. Zu diesem Zeitpunkt5ie Anfangsphase des Meßvorganges abgeschlossen, wobei entsprechend der Fig. 7 die Steuerung für die Bewegung der Meßdose 15 so getroffen ist, daß die Beschleunigung der Meßdose aus ihrer ursprünglichen Ruhestellung am Ende der Anfangsphase des Meßvorganges abgeschlossen ist und sich die Meßdose 15 im Anschluß daran mit gleichmußiger Geschwindigkeit nach oben bewegt, so daß auch ev. Fehler aufgrund von Beschleunigungskrdften in der sich anschMsßenden eigentlichen Meßphase vermieden werden.The piston-cylinder arrangement 20 is first used for the measurement process actuated, whereby the load cell 15 in the representation selected for FIG moved upwards in the direction of double arrow B and finally the free end of the plunger 17 comes to rest against the actuating element 3 of the pressure switch 1. By resting against the atägitungselement 3 Plunger 17 is an increasingly increasing force exerted on the actuation element 3, the (force) is measured at the same time by the load cell 15, which via its output terminals 18 and a measuring signal to the input of an analog-digital converter via a line 33 34 supplies. This analog-to-digital converter generates from the original analog Measurement signal a digitoles signal that comes from the output of the analog-to-digital converter 34 is fed to the control device 32 via a line 35. As soon as that of the measurement signal generated by the load cell 15 corresponds to a force of 20 p, generates this Measurement signal in the control device an information signal to the effect that now the plunger 17 rests firmly against the actuating element 3 with its free end. At this point in time, the initial phase of the measuring process is completed, and accordingly 7, the control for the movement of the load cell 15 is made so that the Acceleration of the load cell from its original rest position at the end of the initial phase of the measuring process is completed and the load cell 15 is connected to it moves upwards at a steady speed, so that possible errors due to of acceleration forces in the subsequent actual measuring phase will.

Die eigentliche Meßphase wird dadurch eingeleitet, daß die Steuereinrichtung 32 aufgrund des erwähnten Informationssignals über eine Leitung 36 ein Signal an einen Zähler 37 liefert, um diesen Zähler auf Null zu stellen. Gleichzeitig erhält die Einrichtung 27 bzw. 27' über die Leitung 36 ein Signal, welches die bis dahin nicht aktive Einrichtung 27 bzw. 27' aktiviert bzw. einschaltet, wobei es hier auch möglich ist, die Steuerung so zu wählen, daß lediglich der Einrichtung 27 bzw. 27' über die Leitung 36 nach Beendigung der Anfangsphase des Meßvorganges ein Signal zugeführt wird, welches diese Einrichtung aktiviert und gleichzeitig die Einrichtung 27 bzw. 27' veranlaßt, über ihren Ausgang sowie über eine Leitung 38 den Zähler 37 auf Null zu setzen.The actual measuring phase is initiated by the control device 32 on the basis of the mentioned information signal via a line 36 a signal a counter 37 provides to reset this counter to zero. Simultaneously receives the device 27 or 27 'via the line 36 a signal which the until then inactive device 27 or 27 'is activated or switched on, and it is also here it is possible to select the control so that only the device 27 or 27 ' A signal is sent via the line 36 after the end of the initial phase of the measuring process is supplied, which activates this facility and at the same time the facility 27 or 27 'prompted about their output as well over a line 38 to set the counter 37 to zero.

Beim weiteren Bewegen der Meßdose 15 nach oben wird zunächst der Stößel 17 durch das sich noch nicht bewegende Betätigungselement 3 festgehalten, so daß zwar die Meßdose 15 einen weiteren Anstieg der auf das Betutigungselement 3 ausgeübten Kraft feststellt, die Einrichtung 13 bzw. 29 jedoch über die Leitung 39 noch kein Meßsignal an die Einrichtung 27 bzw. 27' liefert. Erst wenn die beim weiteren nach oben Bewegen der Meßdose 15 vom Stößel 17 auf das Betdtigungseleient 3 ausgeübte Kraft die von der Druckfeder 3' ausgeübte Vorspannung von 30p übersteigt, wird das Betdtigungselement 3 von dem Stößel 17 gegen die Wirkung der Druckfeder 3' nach oben bzw. in das Gehäuse 2 hineingedruckt, so daß nunmehr auch die Einrichtung 13 bzw. 29 ein Meßsignal liefert, welches von der Einrichtung 27 bzw. 27' in Zählimpulse 28 bzw. 28' upgewandelt wird, die dann dem Zähler 37 zugeführt werden.When the load cell 15 is moved further upwards, the plunger is first 17 held by the not yet moving actuator 3 so that although the load cell 15 shows a further increase in the force exerted on the actuating element 3 Force determines, the device 13 or 29, however, via the line 39 not yet Measurement signal to the device 27 or 27 'supplies. Only when the next one above moving the load cell 15 exerted by the plunger 17 on the actuation element 3 Force exceeds the preload of 30p exerted by the compression spring 3 ', this becomes Actuating element 3 of the plunger 17 against the action of the compression spring 3 'after at the top or in the housing 2, so that the device 13 or 29 supplies a measurement signal which is converted into counting pulses by the device 27 or 27 ' 28 or 28 ', which are then fed to the counter 37.

Sobald sich das Betätigungselewent 3 soweit in das Gehause 2 hineinbewegt hat, daß der Schaltekontakt schließt oder öffnet, wird über die Meßleitung 11 dieses Schließen bzw. Öffnen des Schalterkontaktes der Steuereinrichtung 32 mitgeteilt. Diese gibt dann über Leitungen 40 bzw. 41 Anzeigevorrichtungen 42 bzw. 43 frei, um so mit der Anzeigevorrichtung 42, die mit dem Ausgang des Analog-Digital-Wandlers 34 verbunden ist, die beim ersten Öffnen bzw. Schließen des Schalterkontaktes am Betutigungselement 3 anliegende Kraft bzw. mit der Anzeigevorrichtung 43, die mit dem Ausgang des Zahlers 37 verbunden ist, den Weg anzuzeigen, den das Betätigungselement 3 beim ersten Schließen bzw. Öffnen des Schalterkontaktes aus der Ausgongsstellung zurückgelegt hat. Die entsprechenden Werte für Kraft und Weg werden der Steuereinrichtung 32 gleichzeitig über die Leitungen 35 und 44 zugeführt und werden dort beispielsweise mit gespeicherten Sollwerter oder Grenzwerten verglichen und/oder werden mit Hilfe eines an die Steuerein richtung 32 angeschlossenen Druckers 45 ausgedruckt. Die Steuere inrichtung 32 kann auch einen Speicher enthalten, um die gemessenen Werte zu speichern. Ist die Steuereinrichtung 32 so ausgebildet, daß sie einen Vergleich der gemessenen Werte mit Soll- bzw. Grenzwerten ermöglicht, so kann die Steuereinrichtung auch zur Erzeugung eines Signals dienen, mit welchem eine nicht näher dargestellte Vorrichtung zum automatischen Aussortieren der gemessenen Druckschalter gesteuert wird.As soon as the actuating element 3 moves so far into the housing 2 has that the switching contact closes or opens, this is via the measuring line 11 Closing or opening of the switch contact of the control device 32 communicated. This then releases display devices 42 and 43 via lines 40 and 41, respectively, all the more so with the display device 42, which is connected to the output of the analog-digital converter 34 is connected, the first opening or closing of the switch contact on Actuating element 3 applied force or with the display device 43, which with the output of the counter 37 is connected to indicate the path that the actuating element 3 when the switch contact is closed or opened for the first time from the gong position has covered. The corresponding values for force and distance are provided by the control device 32 at the same time via the lines 35 and 44 and are there for example with stored setpoint values or limit values and / or are compared with the help a printer 45 connected to the control device 32 is printed out. the Control facility 32 can also contain a memory to store the to save measured values. Is the control device 32 designed so that it enables a comparison of the measured values with target or limit values, so the control device can also be used to generate a signal with which a device not shown for automatic sorting out of the measured Pressure switch is controlled.

Nach dem ersten Schließen bzw. Öffnen des Schalterkontaktes wird durch weiteres Bewegen der Meßdose 15 noch oben der sog. Uberhub des Druckschalters festgestellt, d.h. derjenige Weg gemessen, den das Betutigungselement 3 zurücklegt, bis es schließlich gegen eine weitere Anlagefldche im Gehäuse 2 zur Anlage kommt, die eine weitere Bewegung des Betätigungselementes 3 ausschließt.After the switch contact is closed or opened for the first time, further movement of the load cell 15, the so-called overstroke of the pressure switch was determined above, i.e. the distance measured which the actuating element 3 covers until it finally comes to rest against a further contact surface in the housing 2, which is a further Movement of the actuating element 3 excludes.

FUr diese Messung wird die Druckdose 15 soweit nach oben bewegt, bis das von dieser Druckdose abgegebene Meßsignal der Kraft von 250 p entspricht, wobei bereits weit vor Erreichen dieser Kraft das Betätigungselement 3 gegen die weitere Anlogefläche im Gehäuse 2 zur Anlage gekommen ist.For this measurement, the pressure cell 15 is moved upwards until the measurement signal emitted by this pressure cell corresponds to the force of 250 p, where the actuating element 3 against the other well before this force is reached The contact surface in housing 2 has come to rest.

Das der Kraft von 250 p entsprechende Signal wird der Steuereinrichtung 32 über die Leitung 35 zugeführt. Durch ein in der Steuereinrichtung 32 erzeugtes und der Anzeigevorrichtung 43 über die Leitung 41 zugeführtes Signal wird der Weg für den Uberhub in dieser Anzeigevorrichtung zur Anzeige gebracht und festgehalten, und zwar zusätzlich zu dem Weg, der dem ersten Schließen bzw. Öffnen des Schalterkontaktes entsprach. Auch der Wert für den Uberhub wird der Steuereinrichtung 32 Uber die Leitung 44 zugeführt, so daß dieser Wert dort mit einem bestimmten Sollwert verglichen und/oder abgespeichert und/oder aber mit Hilfe des Druckers 45 ausgedruckt werden kann.The signal corresponding to the force of 250 p is sent to the control device 32 supplied via line 35. By a generated in the control device 32 and the signal supplied to the display device 43 via the line 41 becomes the path for the overtravel brought to the display and recorded in this display device, in addition to the path that the first closing or opening of the switch contact corresponded. The value for the overstroke is also transmitted to the control device 32 via the Line 44 is supplied so that this value is compared there with a certain setpoint value and / or stored and / or printed out with the aid of printer 45 can.

Im Anschluß daran wird beispielsweise durch ein von der Steuereinrichtung 32 erzeugtes Signal die Kolben-Zylinder-Anordnung 20 bzw. deren Steuereinrichtung so umgeschaltet, daß sich die Meßdose 15 wieder nach unten bewegt. Sobald der Schalterkontakt nun öffnet bzw. schließt, werden aufgrund des über die Meßleitung 11 der Steuereinrichtung 32 zugeführten Signals die Anzeigevorrichtungen 42 und 43 über die Leitungen 40 und 41 erneut von der Steuereinrichtung angesteuert, so daß die Anzeigevorrichtung 42 - vorzugsweise zusätzlich zu der Kraft beim ersten Schließen bzw.Subsequently, for example, by a from the control device 32 generated signal the piston-cylinder arrangement 20 or its control device switched so that the load cell 15 moves down again. As soon as the switch contact now opens or closes, due to the measuring line 11 of the control device 32 the display devices 42 and 43 via the lines 40 and 41 controlled again by the control device, so that the display device 42 - preferably in addition to the force when first closing or

Öffnen des Schalterkontaktes - nunmehr auch die Kraft beim Wiederöffnen bzw. Schießen des Schalterkontaktes anzeigt und festhält, während die Anzeigevorrichtung 43 vorzugsweise als dritte Größe den Weg bzw. die Stellung des Betätigungselementes 3 beim Wiederöffnen bzw. Wiederschließen des Schalterkontaktes zur Anzeige bringt.Opening the switch contact - now also the force when reopening or shooting of the switch contact indicates and holds while the display device 43, preferably as the third variable, the path or the position of the actuating element 3 displays when the switch contact is opened or closed again.

Auch diese Werte werden der Steuereinrichtung 32 zugeführt, um mit vorgegebenen Soll- bzw. Grenzwerten verglichen zu werden und/oder um abgespeichert zu werden und/oder um mit Hilfe des Druckers 45 ausgedruckt werden.These values are also fed to the control device 32 in order to be able to use predetermined setpoints or limit values to be compared and / or to be stored and / or to be printed out with the aid of the printer 45.

Der Meßvorgang ist endgültig abgeschlossen, sobald die Maßdose 15 in ihre in der Fig. 2 untere Ausgangsstellung zurückgekehrt ist. Der elektrische Druckschalter wird der Vorrichtung vorzugsweise automatisch entnommm und ebenfalls automatisch entsprechend seinen Meßdaten eingruppiert.The measuring process is finally completed as soon as the measuring box 15 has returned to its lower starting position in FIG. The electric one Pressure switch is preferably automatically removed from the device and likewise automatically grouped according to its measurement data.

Sind im Druckschalter 1 mehrere elektrisch voneinander getrennte Schalter kontakte vorgesehen, die beim Drücken des Betötigungselementes 3 gleichzeitig oder nacheinander schließen und/oder öffnen, so werden in einem einzigen Meßvorgang analog zu den obigen Ausführungen Kraft und Weg beim ersten Schließen bzw. Öffnen sowie beim Wiederöffnen bzw. Wiederschließen für jeden Schalterkontakt gemessen, zur Anzeigegebracht und/oder mit Sollwerten verglichen und/oder gespeichert und/oder ausgedruckt, wobei jeder Schalterkontakt über eine eigene Meßleitung 11 mit der Steuereinrichtung 32 verbunden ist.If there are several electrically separate switches in pressure switch 1 contacts provided that when pressing the actuating element 3 at the same time or close and / or open one after the other, so are analog in a single measuring process to the above explanations force and travel when closing or opening the first time as well when reopening or re-closing for each switch contact measured, brought to the display and / or compared with target values and / or stored and / or printed out, with each switch contact having its own measuring line 11 is connected to the control device 32.

Die Erfindung wurde voranstehend an Ausführungsbeispielen beschrieben.The invention was described above using exemplary embodiments.

Es versteht sich, daß Abwandlungen sowie Anderungen möglich sind, ohne daß dadurch der der Erfindung zugrundeliegende Gedanke verlassen wird.It goes without saying that modifications and changes are possible, without thereby departing from the idea on which the invention is based.

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Claims (25)

Patentansprüche 1. Verfahren zur Messung des Kraft- und/oder Weg-Verhöltnisses eines gegen eine Gegenkraft, vorzugsweise eine Federkraft, beweglichen Elementes eines Prüflings mit Hilfe einer einen MeßfUhler aufweisenden ersten Meßeinrichtung zur Kraftmessung und einer zweiten Meßeinrichtung zur Wegmessung, wobei das bewegliche Element des für die Messung an einer Bezugsfläche gehaltenen Prüflings wenigstens eine Anfangsstellung aufweist, in der das Element mit einer Vorspannung gegen eine Anlage flache des Prüflings anliegt, und wobei zur Kraft-und/oder Wegmessung die erste Meßeinrichtung und der Prüfling relativ zueinander bewegt werden, dadurch gekennzeichnet, daß mit der zweiten Meßeinrichtung direkt der Weg des Meßfühlers der ersten Meßeinrichtung relativ zur Bezugsfldche und damit auch der Weg des beweglichen Elementes des PrUflings ermittelt werden, daß am Beginn des Meßvorgangs der Meßfühler zunachst mit einer Anfangskraft, die höchstens gleich der Vorspannung des beweglichen Elementes in dessen Anfangsstellung ist, zur Anlage gegen das bewegliche Element des Pruflings gebracht wird, und daß dann bei Erreichen dieser Anfangzkraft mit Hilfe der zweiten Meßeinrichtung die Stellung des Meßfühlers bezogen auf die Bezugsfläche festgestellt und diese der Anfangskraft entsprechende Stellung des Meßfühlers als Nullpunkt bzw. Ausgangspunkt für die Wegmessung beim weiteren Bewegen der ersten Meßeinrichtung relativ zum Prüfling bei der Kraft-Weg-Messung verwendet wird. Claims 1. A method for measuring the force and / or displacement ratio an element movable against a counterforce, preferably a spring force of a test object with the aid of a first measuring device having a measuring sensor for force measurement and a second measuring device for distance measurement, the movable Element of the test piece held on a reference surface for the measurement at least has an initial position in which the element with a bias against a Plant flat of the test object is applied, and where the force and / or displacement measurement first measuring device and the test specimen are moved relative to one another, thereby characterized in that the path of the sensor is directly connected to the second measuring device of the first measuring device relative to the reference surface and thus also the path of the movable one Element of the test subject are determined that at the beginning of the measuring process the sensor initially with an initial force that is at most equal to the preload of the movable Element is in its initial position to rest against the movable element of the test specimen is brought, and that when this initial force is reached with With the help of the second measuring device, the position of the measuring sensor in relation to the reference surface determined and this position of the sensor corresponding to the initial force as Zero point or starting point for the distance measurement when moving the first one further Measuring device is used relative to the test object in the force-displacement measurement. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Anfangskraft kleiner als die Vorspannung des beweglichen Elementes in dessen Anfangsstellung ist.2. The method according to claim 1, characterized in that the initial force less than the bias of the movable element in its initial position is. 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß mit der zweiten Meßeinrichtung in Abhängigkeit von der Größe der Relativbewegung zwischen Bezugsfläche und Meßfühler eine erste Meßgröße abgeleitet wird, und daß der Beginn für die Ableitung dieser ersten Meßgröße dadurch festgelegt ist, daß eine von der ersten Meßeinrichtung gelieferte zweite Meßgröße einen der Anfangskraft entsprechenden vorgegebenen Wert erreicht bzw. übersteigt.3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that with the second measuring device depending on the size of the relative movement between Reference area and sensor a first measured variable is derived, and that the beginning is determined for the derivation of this first measured variable that one of the The second measured variable supplied to the first measuring device corresponds to the initial force reaches or exceeds specified value. 4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die von der ersten Meßeinrichtung und/oder zweiten Meßeinrichtung gelieferten Meßgrößen elektrische Signale sind.4. The method according to claim 3, characterized in that the of the measured variables supplied to the first measuring device and / or second measuring device electrical signals are. 5. Verfahren nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Meßgröße durch Integration oder Zählung gewonnen wird.5. The method according to claim 3 or 4, characterized in that the first measured variable is obtained by integration or counting. 6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Relativbewegung zwischen der ersten Meßeinrichtung und dem Prüfling so gesteuert ist, daß diese Relativbewegung während der Kraft- und/oder Wegmessung konstant ist.6. The method according to any one of claims 1 to 5, characterized in that that the relative movement between the first measuring device and the test object is controlled is that this relative movement is constant during the force and / or displacement measurement. 7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Relativbewegung zwischen der ersten Meßeinrichtung und dem Prüfling so gesteuert wird, daß diese Relativbewegung konstant bleibt, wenn die Kraft am Meßfühler die Vorspannung des Elementes des Prüflings übersteigt.7. The method according to claim 6, characterized in that the relative movement between the first measuring device and the test object is controlled so that this Relative movement remains constant when the force on the sensor exceeds the bias of the Element of the test item exceeds. 8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß zur Messung eines PrUflings, bei dem eine bestimmte Stellung des beweglichen Elementes zu einer vorgegebenen Ausgangs funktion führt, diese Ausgangsfunktion als dritte Meßgröße dazu verwendet wird, um bei Erreichen der Ausgangsfunktion die von den Meßeinrichtungen für l'eg und Kraft ermittelten Meßgrößen zur Anzeige zu bringen und/oder zu speichern und/oder auszudrucken und/oder mit vorgegebenen Sollwerten zu vergleichen.8. The method according to any one of claims 1 to 7, characterized in that that for the measurement of a test subject, in which a certain position of the movable Element leads to a given output function, this output function is used as a third measured variable to determine the of the measuring devices for l'eg and force determined measurands to display and / or save and / or print out and / or with to compare given setpoints. 9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnt, daß bei einem PrUfling, dessen bewegliches Element eine Endlage aufweist, in welcher dieses Element gegen eine Anlagefläche am Prüfling anliegt, zur Bestimmung des vom Element bis zum Erreichen der Endlage zurückgelegten Weges der Meßfühler mit einer vorgegebenen Kraft, die größer ist als die zu erwartende Gegenkraft des Elementes in der Endstellung, gegen das bewegliche Element angedrückt wird, und daß dann bei Erreichen dieser Kraft durch die zweite Meßeinrichtung bzw. durch die von der zweiten Meßeinrichtung gelieferte Meßgröße der Weg angezeigt wird. 9. The method according to any one of claims 1 to 8, characterized in that that with a test specimen whose movable element has an end position in which this element rests against a contact surface on the test object to determine the dated Element to reach the end position covered distance of the sensor with a specified force that is greater than the expected counterforce of the element in the end position, is pressed against the movable element, and that then at Achievement of this force by the second measuring device or by that of the second Measuring device delivered measured variable the path is displayed. 10. Verfahren nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Prüfling ein elektrischer Druckschalter bzw. ein elektrischer Tastschalter mit wenigstens einem Schalterkontakt ist, der beim Bewegen eines Betätigungselementes schließt bzw. öffnet, und daß als Ausgangsfunktion bzw. als dritte Meßgröße das Schließen bzw. Öffnen des Schalterkontaktes verwendet wird.10. The method according to claim 8 or 9, characterized in that the test item has an electrical pressure switch or an electrical push button switch is at least one switch contact that when moving an actuating element closes or opens, and that as an output function or as a third measured variable the Closing or opening of the switch contact is used. 11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß zur Messung des Weg-Kraft-Verhöltnisses beim ersten Schließen bzw. Oeffnen des Schalterkontaktes, zur Messung des Uberhubs sowie zur Messung des Weg-Kraft-Verhältnisses beim Wiederöffnen bzw. Wiederschließen des Schalterkontaktes das Betdtigungselement des Schalters über den Meßfühler zunächst mit einer zunehmend ansteigenden Kraft bis zur Erreichung einer Kraft beaufschlagt wird, die größer ist als die zu erwartende Gegenkraft des Betätigungselementes beim Uberhub, undddaß im Anschluß daran die vom Meßfühler auf das Botätigungsolement ausgeübte Kraft wiederum verringert wird.11. The method according to claim 10, characterized in that for measurement the travel-force ratio when the switch contact is closed or opened for the first time, for measuring the overstroke and for measuring the travel-force ratio when reopening or reclosing the switch contact the actuating element of the switch over the sensor initially with an increasingly increasing force until it is reached a force is applied that is greater than the expected opposing force of the Actuating element during the overtravel, and that subsequently the sensor on the command element exerted force is in turn reduced. 12. Vorrichtung zur Messung des Kraft- und/oder Weg-Verhältnisses eines gegen eine Gcoankraft, vorzugsweise Federkraft, beweglichen Elementes eines Pruflings, wobei das bewegliche Element des Prüflings wenigstens eine Anfangsstellung aufweist, in der es it einer Vorspannung gegen eine Anlage flache des Pruflings anliegt, mit einer einen Meßfühler aufweisenden ersten Meßeinrichtung zur Kroftmessung und einer zweiten Meßeinrichtung zur Wegmessung, mit einer Bezugsflöche zum Halten des Pruflings während des Meßvorgangs sowie mit Mitteln zur Erzeugung einer Relativbewegung zwischen der ersten Meßeinrichtung und der Bezugs flöche, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Meßeinrichtung (13, 29) aus einem Bezugselebant (25, 31) und aus einem it diesem Bezugselement zusammenwirkenden Fühlerelement (a) b, c, d; 30) besteht, daß eines der beiden Elemente fest mit dem Meßfühler (17) verbunden oder Teil dieses Meßfühlers ist und das andere der beiden Elemente fest mit der Bezugsfldche (6) verbunden ist, und daß das Fühlerelement für die Wegmessung in Abhangigkeit von der Größe der Reltivbewegung zwischen Bezugselement und Fuhlerelement eine erste Meßgröße (28, 28') liefert, die einer Einrichtung (37) zugeführt wird, welche den Nullpunkt für die erste Meßgröße festlegt, wenn eine von der ersten Meßeinrichtung (15) gelieferte zweite Meßgröße einen vorgegebenen Wert erreicht.12. Device for measuring the force and / or distance ratio one against a Gcoan force, preferably spring force, movable element of a Test specimen, wherein the movable element of the test specimen has at least one initial position has, in which it it a bias against a plant flat of the test specimen is present, with a first measuring device having a measuring sensor for force measurement and a second measuring device for distance measurement, with a reference surface for holding of the test specimen during the measuring process and with means for generating a relative movement between the first measuring device and the reference surface, characterized in, that the second measuring device (13, 29) consists of a reference element (25, 31) and from a sensor element (a) b, c, d which cooperates with this reference element; 30) consists, that one of the two elements is firmly connected to the sensor (17) or part of it And the other of the two elements is firmly attached to the reference surface (6) is connected, and that the sensor element for the distance measurement as a function of the size of the relative movement between the reference element and the sensor element Measured variable (28, 28 ') which is supplied to a device (37) which the Defines zero point for the first measured variable if one of the first measuring device (15) delivered second measured variable reaches a predetermined value. 13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die von der ersten Meßeinrichtung (15) und/oder der zweiten Meßeinrichtung (13, 29) gelieferten Meßgrößen elektrische Signale sind.13. The apparatus according to claim 12, characterized in that the from the first measuring device (15) and / or the second measuring device (13, 29) The measured quantities supplied are electrical signals. 14. Vorrichtung nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, daß die mit der ersten Meßgröße beaufschlagte Einrichtung (37) ein Zähler oder eine Integrationseinrichtung ist.14. Apparatus according to claim 12 or 13, characterized in that that the device (37) to which the first measured variable is applied is a counter or a Integration facility is. 15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Meßeinrichtung eine Meßdose (15) mit einem Gehause (16) und einem in diesem Gehäuse verschiebbar geführten, als Meßfühler dienenden Stößel (17) ist.15. Device according to one of claims 12 to 14, characterized in that that the first measuring device has a load cell (15) with a housing (16) and a is displaceably guided in this housing, serving as a sensor plunger (17). 16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Meßeinrichtung (15) durch Antriebsmittel (19, 20) relativ zur Bezugsfläche (6) verschiebbar ist.16. Device according to one of claims 1 to 15, characterized in that that the first measuring device (15) by drive means (19, 20) relative to the reference surface (6) is slidable. 17. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 12 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Meßeinrichtung einen berührungslos arbeitenden Geber bzw. Wandler enthalt, der die erste Meßgröße in Abhängigkeit von der Bewegung des Meßfühlers (17) erzeugt.17. Device according to one of claims 12 to 16, characterized in that that the second measuring device has a contactless transmitter or transducer which contains the first measured variable as a function of the movement of the sensor (17) generated. 18. Vorrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Meßeinrichtung (29) einen kapazitiv und/oder induktiv wirkenden Geber aufweist.18. The device according to claim 17, characterized in that the second measuring device (29) has a capacitively and / or inductively acting transmitter. 19. Vorrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Meßeinrichtung (13) einen mit Licht arbeitenden Geber aufweist.19. The device according to claim 17, characterized in that the second measuring device (13) has a transmitter operating with light. 20. Vorrichtung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß das Bezugselement der zweiten Meßeinrichtung (13) von einem Trager (25) mit wenigstens zwei Fltlchenbereichen unterschiedlicher Transparenz gebildet ist, und daß an einer Seite des Trägers (25) wenigstens ein lichtempfindliches elektrisches Element (a, b, c, d) und ander anderen Seite des Trägers (25) wenigstens eine Lichtquelle (24) angeordnet sind.20. The device according to claim 19, characterized in that the Reference element of the second measuring device (13) from a carrier (25) with at least two surface areas of different transparency is formed, and that on one Side of the carrier (25) at least one light-sensitive electrical element (a, b, c, d) and on the other side of the carrier (25) at least one light source (24) are arranged. 21. Vorrichtung nach Anspruch 20, gekennzeichnet durch eine Vielzahl von lichtempfindlichen elektrischen Elementen (a, b, c, d).21. The device according to claim 20, characterized by a plurality of photosensitive electrical elements (a, b, c, d). 22. Vorrichtung nach Anspruch 20 oder 21, gekennzeichnet durch eine Vielzahl von Flächen mit unterschiedlicher Transparenz am Träger (25).22. Apparatus according to claim 20 or 21, characterized by a Large number of surfaces with different transparency on the carrier (25). 23. Vorrichtung nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß am Träger (25) eine Vielzahl von Flächen (26) mit dazwischenliegenden Fluchten hoher Transparenz vorgesehen ist.23. The device according to claim 22, characterized in that the carrier (25) a multiplicity of surfaces (26) with high transparency alignments in between is provided. 24. Vorrichtung nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, daß die Flächen niedriger Transparenz (26) jeweils die gleiche Breite aufweisen wie die Flächen hoher Transparenz und daß eine Vielzahl von lichtempfindlichen elektrischen Elementen (a, b, c, d) an einer Seite des Trägers (25) vorgesehen ist, und daß der Abstand (D) , den--die lichtempfindlichen Elemente voneinander aufweisen, gleich D = T/n t--kT ist, wobei T der Abstand zwischen den Anfängen zweier benachbarter Flächen niedriger Transparenz, n die Anzahl der lichtempfindlichen elektrischen Elemente und k ein beliebiger Faktor sind.24. The device according to claim 23, characterized in that the Areas of low transparency (26) each have the same width as the Areas of high transparency and that a variety of photosensitive electrical Elements (a, b, c, d) is provided on one side of the carrier (25), and that the The distance (D) that the photosensitive elements have from one another is the same D = T / n t - kT, where T is the distance between the beginnings of two neighboring ones Areas of low transparency, n the number of photosensitive electrical Elements and k are any factor. 25. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 12 bis 24, gekennzeichnet durch Mittel,(42, 43) zum Anzeigen der Meßwerte und/oder durch Mittel (32) zum Speichern und/oder Vergleichen der MeßHerte.mit vorgegebenen Sollwerten und/oder durch Mittel (45) zum Ausdrucken der Meßwerte.25. Device according to one of claims 12 to 24, characterized by means (42, 43) for displaying the measured values and / or by means (32) for storing and / or comparing the measured values with predetermined nominal values and / or by means (45) to print out the measured values.