DE9215331U1 - Meßwertgeber - Google Patents

Description

SIKO GmbH Dr.Ing.G.Wandres

Postfach 1106
7815 Kirchzarten

Meßwertgeber

Die Erfindung betrifft einen Meßwertgeber mit einem Meßseil, welches auf einer Trommel in einem Gehäuse aufgewickelt ist und von der Trommel zu einer Gehäuseöffnung läuft.

Derartige Meßwertgeber werden vor allem im Maschinenbau eingesetzt. Als Beispiele werden Holzbearbeitungsmaschinen (Messung des Sägerspaltes), Versuchsstände bei der Automobilindustrie (z. B. Messung von Weg, Geschwindigkeit bei Stoßdämpferprüfständen usw.) und im Bühnenbau (Messung der Höheneinstellung) verwendet. Denkbar sind auch allgemeine Wegstreckenmessungen und Messungen im Bauhandwerk. Dies sind nur einige Beispiele. Das Charakteristische an dem Meßwertgeber ist, daß ein Meßseil aus einem Gehäuse ausgezogen wird, wobei das Meßseil von einer Trommel abzuwickeln ist. Diese Trommel befindet sich im Inneren des Gehäuses und weist einen Antrieb auf, welcher beispielsweise beim Lösen des Meßseils die Trommel wieder in eine rückläufige Drehbewegung versetzt, so daß das Meßseil eingezogen und wieder auf die Trommel

aufgewickelt wird. Als Antriebe dienen Spiralfedern, Federmotoren od.dgl.

Als Maß für die Meßlänge dient die Umdrehung der Trommel, welche beispielsweise von entsprechenden Zahlenrollen, Drehgebern od. dgl. erfaßt wird.

Bei derartigen Meßwertgebern darf das Meßseil auf der Trommel nur einlagig aufgewickelt werden, da sich sonst der Durchmesser der Seilwicklung erhöht und bei Abnahme der Drehung der Trommel ein Meßfehler entsteht. Damit eine einlagige Aufwicklung gewährleistet bleibt, darf ein Winkel ß, mit dem das Meßseil von der Gehäuseöffnung auf die Trommel aufläuft, einen bestimmten Wert nicht überschreiten.

Andererseits sind aber Mindestseillängen notwendig, um eine gewünschte Meßlänge mit dem Meßwertgeber erfassen zu können. Das bedeutet, daß auf der Trommel wiederum eine Mindestanzahl von Windungen aufgewickelt werden muß. Damit bei Erhöhung der Meßlänge nicht ein bestimmter Winkel ß überschritten wird, muß deshalb das Maß des Abstandes der Trommel von der Gehäuseöffnung erhöht werden. Hierdurch wird die Baulänge eines Meßwertgebers größer. Ferner erhöht sich auch der Winkelfehler mit dem Maß des Winkels ß, mit dem das Meßseil auf die Trommel aufläuft. Deshalb soll dieser Winkel ß immer so gering wie möglich gehalten werden.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Meßwertgeber der o. g. Art zu entwickeln, bei dem der Winkel ß, mit dem das Seil auf die Trommel aufläuft, immer relativ gering gehalten und seine Abhängigkeit vom Abstand der Trommel von der Gehäuseöffnung vermindert wird.

Zur Lösung dieser Aufgabe führt, daß das Meßseil vor dem Aufwickeln auf die Trommel zumindest eine Umlenkrolle teilweise umläuft.

Die Umlenkrolle muß dabei frei beweglich auf einer Gleitachse angeordnet sein, so daß sie bereits aufgewickelten Windungen folgen kann. Diese Gleitachse verläuft etwa achsparallel zu einer Achse der Trommel.

Um den Winkel ß beeinflussen zu können, mit dem das Meßseil auf die Trommel aufläuft, sollten zumindest eine, bevorzugt jedoch vier Umlenkrollen vorhanden sein. Bei zwei Umlenkrollen könnten diese sich beispielsweise hinter der Trommel befinden. In einem einfachen Ausführungsbeispiel könnte jedoch auch schon eine Umlenkrolle genügen, welche durch ihre freie Lagerung immer bemüht ist, den Winkel ß so klein wie möglich zu halten.

Bei der Anordnung von vier Umlenkrollen sollten diese in 0 den Eckpunkten eines gedachten Quadrates um die Trommel herum angeordnet sein. Die Anordnung von vier Umlenkrollen gewährleistet den geringsten Winkelfehler und macht das Aufwickeln des Seils im wesentlichen unabhängig von der Baulänge des Gehäuses. Aus diesem Grunde ist es auch möglieh, eine längere Trommel zu wählen und damit die mögliche Meßlänge des Meßwertgebers zu erhöhen. Somit ist durch die einfache Ausgestaltung eine vielseitigere Anwendungsmöglichkeit gegeben.

Um den durch den Winkel ß erzeugten Meßfehler zu beheben, kann jedoch auch führen, daß die Trommel einen konisch geformten Trommelkörper aufweist. Durch die konische Form des Trommelkörpers wird eine Längenänderung der Führung des Meßseils zwischen der Gehäuseöffnung und der Trommel weitgehend kompensiert, da sich zwar dieser Abstand zwischen der Gehäuseöffnung und einem Scheitelpunkt des Meßseiles auf dem Trommelkörper erhöht, jedoch die Wicklung

auf dem Trommelkörper infolge der Verkleinerung des Trommeldurchmessers ebenfalls verkleinert wird.

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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Fig. 1 eine Draufsicht auf einen geöffneten Meßwertgeber nach dem Stand der Technik;

Fig. 2 eine Draufsicht auf einen geöffneten Meßwertgeber entsprechend der vorliegenden Erfindung;

Fig. 3 eine Seitenansicht eines geöffneten Meßwertgebers entsprechend Fig. 2;

Fig. 4 eine perspektivische Darstellung eines teilweise geöffneten Meßwertgebers in einer weiteren Ausführungsform;

Fig. 5 eine Draufsicht auf ein weiteres Ausführungsbeispiels eines geöffneten Meßwertgebers.

Entsprechend dem Stand der Technik weist ein Meßwertgeber ein Meßseil 1, vorzugweise ein Drahtseil, auf, welches durch eine Gehäuseöffnung 2 in das Innere eines Gehäuses 3 einläuft. In dem Gehäuse 3 befindet sich eine Trommel 4, auf welche das Meßseil 1 aufgewickelt wird. Hierzu ist eine Achse 5 der Trommel 4 mit einem seitlich angeordneten Federmotor 6 verbunden. Anstelle des Federmotors 6 kann auch in der Trommel 4 eine Spiralfeder od. dgl. integriert sein. Wie die Trommel 4 angetrieben wird, ist deshalb von untergeordneter Bedeutung.

Bei einem derartigen Meßsystem sind folgende Punkte zu beachten:

1. Das Meßseil 1 darf auf der Trommel 4 nur einlagig aufgewickelt werden. Ein Trommelumfang entspricht einem Meßweg von z.B. 100 mm = eine Umdrehung.

2. Die Anzahl der Windungen auf der Trommel 4 bestimmt die gesamte Meßlänge, die von dem Meßwertgeber erfaßt werden kann.

3. Das Meßseil 1 darf in keinem Fall über eine benachbarte Windung gelegt werden. Um dies zu garantieren, darf ein bestimmter Winkel ß, mit dem das Meßseil 1 auf die Trommel 4 aufläuft, nicht überschritten werden. Das bedeutet aber, daß dieser Winkel ß im wesentlichen vom Abs.tand 1 von der Gehäuseöffnung 2 von der Trommel 4 abhängt. Wird deshalb eine große Auszugslänge, d.h. eine Vielzahl von Windungen auf der Trommel 4 benötigt, so muß der Abstand 1 entsprechend groß gewählt werden.

4. Um einen Meßfehler aufgrund des je nach Auszug veränderlichen Winkels ß möglichst klein zu halten, muß ebenfalls der Abstand 1 entsprechend groß gewählt werden.

Bei einem erfindungsgemäßen Meßwertgeber gem. den Figuren 2 bis 4 läuft dagegen das Meßseil 1 nach der Gehäuseöffnung 2 auf eine Umlenkrolle 7 auf, welche frei beweglich an einer Gleitachse 8 angeordnet ist. Diese Gleitachse 8 ist in etwa achsparallel zur Achse 5 der Trommel 4 angeordnet.

In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel sind in etwa in den Eckpunkten eines gedachten Quadrates um die Trommel 4 herum vier Umlenkrollen 7a, 7b, 7c und 7d an entsprechenden Gleitachsen 8a, 8b, 8c und 8d angeordnet. Erst nach der vierten Umlenkrolle 7d läuft das Meßseil 1 auf die Trommel 4 auf.
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Der Vorteil dieser Meßseilführung liegt darin, daß sich die Umlenkrollen 7 in Abhängigkeit des jeweiligen Seil-

auszugs selbst einstellen, so daß der Winkel ß nach beispielsweise der letzten Umlenkrolle 7d entsprechend klein wird. Deshalb spielt der Abstand 1 der Gehäuseöffnung 2 von der Trommel 4 kaum noch eine Rolle. Insofern kann auch eine Meßlänge erheblich größer gewählt werden.

Die wesentlichen Vorteile der Erfindung liegen somit in einer wesentlich kürzeren Bauform des Meßwertgebers und in einem wesentlich geringeren Winkelfehler.

In dem Ausführungsbeispiel gem. Fig. 2 ist übrigens andererseits des Federmotors 6 nach einer Kuppelung 9 noch ein Anschluß der Achse 5 an einen Drehgeber od.dgl. vorgesehen, über den ein Meßwert ermittelt werden kann.

Bevorzugt erfolgt die Ermittlung des Meßwertes jedoch über Zahlenrollen 10 gem. den Figuren 3 und 4, welche beispielsweise über ein Kupplungszahnrad 11 die Trommeldrehungen erfassen. Aus diesem Grunde besitzt beispielsweise das Gehäuse 3 in Fig. 4 auch ein Sichtfenster 12.

In einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung gemäß Figur 5 ist in einem Gehäuse 3a eine Trommel 4a angeordnet, welche einen konisch geformten Trommelkörper 14 aufweist.

Dieser konisch geformte Trommelkörper 14 besitzt nahe der Gehäuseöffnung 2 einen größeren Durchmesser dl im Gegensatz zu einem Durchmesser d2 an seinem anderen Ende. Diese konische Ausgestaltung des Trommelkörpers 14 bewirkt, daß eine Aenderung der Länge A zwischen der Gehäuseöffnung 2 und einem fernen Scheitelpunkt 15 des Meßseiles 1 auf der Trommel 4a weitgehend kompensiert wird. Auch hierdurch wird der Meßfehler, der beim Auf- bzw. Abwickeln des Meßseiles 1 dadurch entsteht, daß sich der Winkel ß ändert, kompensiert.

Claims (6)

Schutzansprüche

1. Meßwertgeber mit einem Meßseil (1), welches auf einer Trommel (4) in einem Gehäuse (3) aufgewickelt ist und von der Trommel (4) zu einer Gehäuseöffnung (2) läuft,

dadurch gekennzeichnet,
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daß das Meßseil (1) vor dem Aufwickeln auf die Trommel (4) zumindest eine Umlenkrolle (7) umläuft.

2. Meßwertgeber nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Umlenkrolle (7) frei beweglich auf einer Gleitachse (8) angeordnet ist.

3. Meßwertgeber nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Gleitachse (8) etwa achsparallel zu einer Achse (5) der Trommel (4) verläuft.

4. Meßwertgeber nach einem der Ansprüche 1 - 3, dadurch gekennzeichnet, daß um die Trommel (4) etwa in jeder Ecke eines gedachten Rechteckes jeweils eine Umlenkrolle (7a, 7b, 7c und 7d) frei beweglich an jeweils einer Gleitachse (8a, 8b, 8c und 8d) angeordnet ist, wobei das Meßseil (1) alle vier Umlenkrollen (7a, 7b, 7c und 7d) umläuft und erst dann auf die Trommel (4) aufläuft.

5. Meßwertgeber mit einem Meßseil (1), welches auf einer Trommel (4, 4a) in einem Gehäuse (3) aufgewickelt ist und von der Trommel (4, 4a) zu einer Gehäuseöffnung (3) läuft, dadurch gekennzeichnet, daß die Trommel (4a) einen konisch geformten Trommelkörper (14) aufweist.

6. Meßwertgeber nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß ein Durchmesser (dl) des Trommelkörpers (14) nach der

Gehäuseöffnung (2) größer ist als ein Durchmesser (d2) an dem der Gehäuseöffnung (2) fernen Ende des Trommelköpers (14).