DE9201103U1

DE9201103U1 - Meßwertgeber

Info

Publication number: DE9201103U1
Application number: DE9201103U
Authority: DE
Original assignee: Siko Dr Ing G Wandres 7815 Kirchzarten De GmbH
Current assignee: Siko Dr Ing G Wandres 7815 Kirchzarten De GmbH
Priority date: 1992-01-30
Filing date: 1992-01-30
Publication date: 1992-06-25
Anticipated expiration: 2002-01-31
Also published as: ITMI930149A0; IT1263833B; ITMI930149A1

Description

Firma SIKO GmbH
Postfach 11 06
7815 Kirchzarten
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Meßwertgeber

Die nachfolgende Erfindung betrifft einen Meßwertgeber zum Erfassen der Position eines drehenden Elementes eines Werkzeuges oder Werkstückes mit einer lösbaren, auf das Element aufgesetzten Kupplung, insbesondere einer Hohlwelle, zur Abnahme der zu messenden Positionierbewegung.

Es sind bereits mechanische Positionsanzeigen mit digitaler Anzeige bekannt, die z.B. an einem Ende einer Verstellspindel aufgesetzt werden können. Die Anzeigeauflösung solcher Zählwerke liegt in der Regel im Bereich einer Verstellbewegung von 1/10 mm. Konstruktionsbedingt ist es bei dem gegenwärtigen Stand der Technik nicht möglich, bei mechanischen Positionsanzeigen mit Zahlenrollen sowohl einen positiven als auch einen negativen Wertebereich anzuzeigen. Bei Überfahren eines Nullpunktes wird beginnend mit dem maximalen Wert 999....9 abwärts gezählt. Dies erweist sich vor allem als nachteilig bei zu messenden relativen Positionierbewegungen, wobei in vielen Fällen, insbesondere bei Werkzeugmaschinen, die Messung von Relativmaßen von größerer Bedeutung ist.

Bisher werden mechanische Positionsanzeiger für die Relativmaß-Messung in der Regel mit einer Rücksetztaste

ausgestattet. Zum Teil werden diese Geräte auch mit zwei Zählwerken ausgerüstet, wobei ein Zählwerk der Absolutmaßmessung dient, während ein weiteres mit einer Rücksetztaste ausgerüstet ist, um ein Relativmaß erfassen zu können.
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Neben der Unfähigkeit, Maße mit wechselnden Vorzeichen anzeigen zu können, haben solche bekannten Zählwerke mit Rücksetztaste in der Regel den Nachteil eines hohen mechanischen Aufwandes, geringer Zuverlässigkeit und nur begrenzter Zählgeschwindigkeit.

Ferner ist aus der DE-PS 34 19 499 ein Meßwertgeber der o.g. Art bekannt, bei dem ein Zähler mit mechanischem Zählwerk als visueller Positionsanzeiger und ein Steuerimpulsgeber zum Erzeugen von Steuerimpulsen als Positions-Ist-Wert-Geber mit der Kupplung verbunden sind. Diese Steuerimpulse können beispielsweise außerhalb des Meßwertgebers zur sehr genauen Steuerung einer entsprechenden Werkzeugmaschine dienen, haben aber innerhalb des Meßwertgebers ansonsten keine weiteren Funktionen.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Meßwertgeber der eingangs erwähnten Art zu schaffen, der die genannten Nachteile vermeidet und insbesondere im Aufbau sehr kompakt sowie autonom zu betreiben ist.

Zur Lösung dieser Aufgabe führt, daß der Kupplung ein Steuerimpulsgeber zugeordnet ist, der mit einer Elektronikeinheit in Verbindung steht, die eine elektronische Positionsanzeige ansteuert.

Ein derartige elektronische Positionsanzeige hat eine sehr hohe Auflösung, die etwa lOfach über derjenigen einer mechanischen Positionsanzeige liegt. Hierdurch können bei Maschinensteuerungen FeinstJustierungen vorgenommen werden, die mit einer mechanischen Positionsanzeige nicht möglich sind.

AIs Steuerimpulsgeber wird bevorzugt ein kapazitiver Sensor verwendet, wobei auf der Kupplung, die beispielsweise eine Hohlwelle oder eine Vollwelle sein kann, eine Rotorscheibe drehfest sitzt und dieser eine oder mehrere Statorscheiben zugeordnet sind. Die Statorscheiben stehen dann über entsprechende Leitungen mit der Elektronikeinheit in Verbindung.

Im Rahmen der Erfindung soll aber auch liegen, daß der Steuerimpulsgeber über ein Zwischengetriebe mit der Kupplung bzw. der Hohlwelle verbunden ist. Dies kann vor allem aus Dimensionsgründen in Frage kommen. Beispielsweise könnte die Rotor-Statoreinheit auf einer separaten Welle angeordnet und über ein oder mehrere Zahnräder mit der Kupplung verbunden sein. Diese Zahnräder könnten durch die Wahl ihre Zahnung oder ihres Durchmessers entsprechenden Wünschen an ihre Übertragung Rechnung tragen.

Aus diesen Ausgestaltungen ist ersichtlich, daß der vorliegende Meßwertgeber mit äußerst wenigen Bauteilen auskommt, die zudem noch sehr unempfindlich sind, so daß der Meßwertgeber einem sehr geringen Verschleiß ausgesetzt ist.

In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel soll ein derartiges elektronisches Zählwerk auch programmierbar sein. Durch entsprechende Programmierung kann die Elektronikeinheit bzw. die elektronische Positionsanzeige unterschiedlichen Anforderungen eines drehenden Elementes, dessen Position erfaßt werden soll, angepaßt werden. Beispielsweise sind dies unterschiedliche Spindelsteigungen bei Verstellspindeln in Werkzeugmaschinen.

Als elektronische Positionsanzeige wird bevorzugt eine LCD-Anzeige verwendet. Diese im Zusammenhang mit dem kapazitiven Steuerimpulsgeber bedarf einer geringen Energieaufnahme, so daß bereits eine kleine Solarzelle für

die Energieversorgung genügt, die dann den gesamten Meßwertgeber autonom ausgestaltet. Anstelle oder zusätzlich zur Solarzelle kann noch eine Batterie, beispielsweise eine Blockbatterie in der Elektronikeinheit integriert sein.
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Für die Positionsanzeige sind verschiedene Möglichkeiten denkbar. Zum einen kann die Positionsanzeige von einer Absolutmaßanzeige auf eine Relativmaßanzeige und umgekehrt umgeschaltet werden. Die entsprechende Steuerung hierfür übernimmt die Elektronikeinheit. Denkbar ist aber auch die Anordnung von zwei Positionsanzeigen, wobei auf einer Positionsanzeige die Absolutmaßanzeige und auf der anderen die Relativmaßanzeige erfolgt. Dies bedingt zwar einen höheren Aufwand, der jedoch durch die gleichzeitige Maßanzeige gerechtfertigt ist.

In jedem Fall sollte für die Relativmaßanzeige ein Rücksetzen auf Null möglich sein, was beispielsweise durch einen Taster oder einen entsprechenden Schalter erfolgt. Hierdurch ist es möglich, daß auch Relativmaßanzeigen mit wechselnden Vorzeichen erfolgen können.

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Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnung; diese zeigt in
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Figur 1 eine Vorderansicht eines erfindungsgemäßen Meßwertgebers ;

Figur 2 einen Querschnitt durch den Meßwertgeber gemäß Figur 1.

Ein erfindungsgemäßer Meßwertgeber P weist gemäß den Figuren 1 und 2 ein Gehäuse 1 auf, welches von einer Hohlwelle 2 durchsetzt ist. In einer nicht näher gezeigten Gebrauchslage wird der Meßwertgeber P über diese Hohlwelle 2 auf eine nicht näher gezeigte Drehwelle, beispielsweise eine Verstellspindel einer Werkzeugmaschine aufgesetzt, deren Drehung vom Meßwertgeber P erfaßt werden soll. Zur Festlegung der Hohlwelle 2 auf der nicht näher gezeigten Drehwelle dient z.B. eine Stiftschraube 3.

Auf der Hohlwelle 2 sitzt ein Steuerimpulsgeber 9 auf, der über eine Leitung 10 mit einer Elektronikeinheit 11 verbunden ist. Von dieser Elektronikeinheit 11 führt eine Leitung 12 zu einer elektronischen Positionsanzeige 13, welche beispielsweise als LCD-Positionsanzeige ausgebildet sein kann. Diese gesamten elektronischen Bauelemente bilden zusammen ein elektronisches Zählwerk E.

Zur Anordnung in dem Gehäuse 1 ist für die Elektronikeinheit 11 ein Träger 14 und für den Impulsgeber 9 ein weiterer Träger 18 vorgesehen.

In dem bevorzugten Ausführungsbeispiel handelt es sich bei dem Steuerimpulsgeber 9 um einen kapazitiven Steuerimpulsgeber mit einer Rotorscheibe 15 und einer Statorscheibe 16. Die Rotorscheibe 15 ist als Hohlscheibe auf der

Hohlwelle 2 angeordnet und mit dieser drehfest verbunden. Im Rahmen der Erfindung sollen jedoch auch andere induktive, optoelektronische od. dgl. Steuerimpulsgeber liegen.
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Der kapazitive Steuerimpulsgeber 9 hat den Vorteil, daß er nur einen sehr geringen Energiebedarf hat. Deshalb genügt zum Betrieb des vorliegenden Meßwertgebers P eine integrierte Batterie, wie beispielsweise eine Knopfbatterie und/oder eine Solarzelle.

Die Elektronikeinheit 11 ist im übrigen programmierbar, so daß der Meßwertgeber unterschiedlichen Spindelsteigungen angepaßt werden kann. Damit entfallen komplett zusätzliche Untersetzungsgetriebeelemente, so daß der Meßwertgeber nur mit sehr wenigen Bauteilen auskommt.

Nicht näher gezeigt ist auch ein Taster, mittels welchem von einem Absolutmaß auf ein Relativmaß umgeschaltet werden kann. Hierdurch ermöglicht der vorliegende Meßwertgeber P den Zugang zu einem wesentlich breiteren Arbeitsspektrura, das mit den bekannten mechanischen Meßwertgeber nicht oder nur mit einem unverhältnismäßig hohen Aufwand zu erreichen ist.

Ferner kann auch ein zweiter Schalter zum Rücksetzen bei Relativmaßbetrieb auf Null oder einen anderen festen Wert vorgesehen sein.

In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung, die allerdings in der Zeichnung nicht gezeigt ist, sollen zwei LCD-Anzeigen vorgesehen sein, die von einem einzigen Steuerimpulsgeber 9 angesteuert werden. Die eine LCD-Anzeige dient der Absolutmaßerfassung, während die andere zur Relativmaßerfassung dient. Dieser ist dann auch wiederum die o.g. Rücksetztaste zugeordnet.

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Aktenzeichen: 1946.5

Datum: 03.01.1992

	POSITI	ONSZAHLENLISTE	E	elektr. Zählwerk
1	Gehäuse	34
2	Hohlwelle	35
3	Stiftschradbe	36
4		37
5		38	P	Meßwertgeber
6		39
7		40
8		41
9	Steuer impulsgeber	42
10	Le itung	43
11	Elektronikeinheit	44
12	Leitung	45
13	e 1 ek tr. Pc6iticnseiiThei	- 46
14	träger	47
15	Rotorschraube	48
16	Statorscheibe	49
17		50
18	Träger	51
19		52
20		53
21		54
22		55
23		56
24		57
25		58
26		59
27		60
28		61
. 29		62
30		63
31		64
32		65
33		66

Claims

SCHUTZANSPRUCHE

1. Meßwertgeber zum Erfassen der Position eines drehenden Elementes eines Werkzeuges oder Werkstückes mit einer lösbaren, auf das Element aufgesetzten Kupplung, insbesondere einer Hohlwelle, zur Abnahme der zu messenden Positionierbewegung,
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dadurch gekennzeichnet,

daß der Kupplung (2) ein Steuerimpulsgeber (9) zugeordnet ist, der mit einer Elektronikeinheit (11) in Verbindung steht, die eine elektronische Positionsanzeige (13) ansteuert.

2. Meßwertgeber nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Steuerimpulgeber über ein Zwischengetriebe mit der Kupplung (2) verbunden ist.

3. Meßwertgeber nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Steuerimpulsgeber (9) ein kapazitiver Steuerimpulsgeber ist, wobei auf der Kupplung (2) eine Rotorscheibe (15) drehfest sitzt und dieser eine oder mehrere Statorscheiben (16) zugeordnet sind, welche über Leitungen (12) mit der Elektronikeinheit (11) in Verbindung stehen.

4. Meßwertgeber nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die elektronische Positionsanzeige (13) über die Elektronikeinheit durch Programmierung dem drehenden Element, wie beispielsweise einer Verstellspindeln mit unterschiedlicher Spindelsteigung, anpaßbar ist.

5. Meßwertgeber nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis

4, dadurch gekennzeichnet, daß die elektronische Positionsanzeige (13) eine LCD-Anzeige ist.

6. Meßwertgeber nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis

5, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektronikeinheit (11) zur Energieversorgung mit einer integrierten Batterie und/oder Solarzelle verbunden ist.

7. Meßwertgeber nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis

6, dadurch gekennzeichnet, daß die Positionsanzeige (13) von Absolutmaßanzeige auf Relativmaßanzeige und umgekehrt umschaltbar ist.

8. Meßwertgeber nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis

6, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Positionsanzeigen (13),

eine für eine Absolutmaßanzeige und eine für eine Relativmaßanzeige, vorgesehen sind.

9. Meßwertgeber nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß eine Taste zum Rücksetzen auf Null oder einen anderen festen Wert für die Relativmeßanzeige vorgesehen ist.