DD268521A1 - Passiver messwertgeber mit mechanisch-dynamischem messwertaufnehmer - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft einen passiven Messwertgeber mit mechanisch-dynamischem Messwertaufnehmer zur Erfassung nichtelektrischer Groessen zur Ausloesung von Schaltvorgaengen bei automatischen Vorrichtungen. Aufgabe der Erfindung ist es, eine Anordnung zu schaffen, die es ermoeglicht, die kinetische Energie von Zugfedern direkt als elektrischen Messwert zu erfassen. Diese Aufgabe wird dadurch geloest, dass eine Zugfeder, welche einseitig isoliert, zur Kraftschlussverbindung zwischen zwei Bolzen angeordnet ist, axial durch eine eisenlose Primaerspule fuehrt, wodurch in der Zugfeder als Sekundaerwicklung eine der Federbelastung analoge Messspannung induziert wird. Fig. 1

Description

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung Dbu Ifft einen passiven Meßwertgeber mit mechanisch-dynamischem Meßwertaufnehmer zur Erfassung nichtelektrischer Größen zur Auslösung von Schaltvorgängen bei automatischen oder teilautomatischen Be- und Verarbeitungsmaschinen, Fertigungsstraßen und Handhabeeinrichtungen.

Charakteristik der bekannten tachnischen Lösungen

Die zum elektrischen Messen nichtelektrischer Größen bestimmten Meßeinrichtungen bestehen aus dem Meßwertgeber, dem Meßwertaufnehmer und der Meßwertverarbeitung zur Darstellung als analoge und digitale Meßwerte oder auch als einfache L/O-Aussage zur Einleitung von Schaltvorgängen.

Aufgabe des Meßwertgebers ist es, eine zu messende nichtelektrische Größe durch eine geeignete elektrische Größe abzubilden.

Abbildungsgrößen sind Spannung, Stromstärke, Ladung, Wirk- und Scheinwiderstand sowie Frequenz und Phasenänderung. In den meisten Fällen wird die nichtelektrische Größe auf einen Aufnehmer übertragen der z. B. die Kraftgröße in eine Wegeänderung verwandelt, die dann ein induktiver Gebor in die Induktivitätsänderung umformt. Aufnehmer können elastisch verformbare, wärmeleitende, lichtdurchlässige oder flüssigkeitsaufnehmende Bauteile, wie Rohre, Stäbe, Wellenzylinder, Membranen oder Behalte - "ein.

Meßwertgeber, die unmittelbar eine nichtelektrische Größe in eine elektrische Größe umwandeln, werden ais aktive Geber, solche die Hilfsenergie benötigen, als passive Geber bezeichnet.

Mit der PS DD 240951 ist ein piezoelektrischer Drucksensor bekannt. Die Erfindung geht aus von einem radial polarisiertem, rohrförmigen! und an seiner Mantelfläche und im Inneren metallisiertem piezoelektrischem Sensorelement. Die Lösung besteht darin, das rohrförmige Sensorelement mit seinen nicht metallisierten Stirnseiten zwischen dem Gehäuse des Drucksensors und einer mit dem Cehäuse fest verbundenen Membrane kraftschlüssig anzuordnen.

Nach der PS DD 241644 ist ferner ein induktiver Wegesensor bekannt, bei welchem in der Nähe des Bodens eines ferromagnecischen Topfes eine Flachspule angeordnet ist, wobei ein ferromagnetischer Kern durch einen Durchbruch in der Mitte des Topfboden und die Flachspule hindurch in das Topfinnere hineinragt. Durch die axiale Bewegung des Kernes wird eine Induktivitätsänderung der Flachspule erzeugt, die proportional der zu messenden Weggröße ist.

Bekannt ist weiterhin mit der PS DD 230073 ein induktiver Wegesensor, bei welchem durch eine besondere Anordnung zweier Sekundärspulen, einer Primärspule und einem sich in den Spulen befindlichen Kern ein Differenzialtrafo mit einer relativ kurzen Meßspule realisiert wird. Erreicht wird das dadurch, daß sich der bewegliche ferromagnetische Transformatorkern in der Primärspule und in einer Sekundärspule und in der Mitte des Meßweges vollständig in beiden Sekundärspulen befindet.

Die bekannten Lösungen besitzen den Nachteil, daß deren An- und Einbau spezifische Konstruktionen erfordert, eine hohe Störsignalempfindlichkeit besitzen bzw. eine relativ aufwendige Weiterverarbeitung der Ausgangsgrößen erfordern.

Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung ist es, die bestehenden Nachteile zu beseitigen und insbesondere ohne zusätzliche Meßwertgeber, -aufnehmer und -wandler die kinetische Energie von Zugfedern direkt als elektrischen Meßwert zu erfassen.

Parlogung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die kinetische Energie von konstruktionsbedingten Funktionselementen, wie Zugfedern ohne zusätzliche Bauelemente, in einen proportionalen elektrischen Meßwert umsetzen. Erfindungsgemäß wird das dadurch erreicht, daß eine Zugfeder, welche zur Kraftschlußverbindung mit ihren beiden Ösen zwischen zwei Bo!.*en hängt, axial durch eine eisenlose Primärspule, deren rohrähnliche Abdeckung schwenkbar am oberen, elektrisch isoliert angeordneten Bolzen gelagert ist, führt.

Ausführungsbeispiel

Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel erläutert werden.

Die zugehörige Zeichnung zeigt

Figur 1 — Meßwertgeber in Verbindung mit einer Zugfeder

Nach Figur 1 ist die Zugfeder 2 zwischen den beiden Bolzen 4,9 zur Aufnahme und Speicherung einer funktionsbedingten kinetischen Energie angeordnet, der obere Bolzen 4 ist durch die Isolierscheibe 5 gegenüber dem Konstruktionsteil 6 galvanisch getrennt. Neben der Aufnahme der Öse für die Zugfeder 2 dient der isoliert angeordnete Bolzen 4 als Meßwertgeberanschluß 7 gegen Masse. Dip Zugfeder 2 führt durch die eisenlose Primärspule 1, die durch die umfassende, rohrähnliche Abdeckung 3 schwenkbar am isoliert angeordneten Bolzen 4 gelagert ist, um radiale Bewegungen der Zugfeder 2 mit zu vollziehen. Im statischen Zustand der Zugfeder 2 werden sich bei einer definierten Vorspannung eine bestimmte Anzahl von Windungen innerhalb der eisenlosen Primärspule 1 befinden. Mit Anlegen einer Wechselspannung an den Anschluß 8 der eisenlosen Primärspule 1 als Hilfsenergie wird in der Zugfeder 2 als Sekundärwicklung eine Spannung induziert, deren Größe der Anzahl der in der eisenlosen Primärspule befindlichen Windungen der Zugfeder 2 entspricht. Mit Veränderung dieser Windungsanzahl durch den Federhub bei einer Zugbelastung im dynamischen Zustand einer Vorrichtung verringert sich die in der Zugfeder 2 induzierte Spannung.

Bezogen auf die Vorspannung der Zugfeder 2 beträgt das Spannungsverhältnis etwa 4:1. Bei einer Zugbelastung der Zugfeder 2 verringert sich die induzierte Spannung, welche in der Ruhelage ihren Maximalwert wieder erreicht. Die so erzeugte Meßspannung zwischen dem Meßwertgeberanschluß 7 und dem Bolzen 9 als Masseanschluß dient zur weiteren Meßwertverarbeitung

Da es bei dem Beispiel keinen logischen O-Zustand gibt, ist neben der Meßwertverarbeitung auch die mechanische Vorspannung der Zugfeder im statischen Zustand zu überwachen.

Claims (1)

1. Passiver Meßwertgeber mit mechanisch-dynamischem Meßwertaufnehmer, dadurch gekennzeichnet, daß eine Zugfeder (2), welche zur Kraftschlußverbindung mit ihren beiden Ösen zwischen zwei Bolzen (4,9) hängt, axial durch eine eisenlose Primärspule (1), deren rohrähnliche Abdeckung (3) schwenkbar am oberen, elektrisch isoliert angeordneten Bolzen (4) gelagert ist, führt, an welchem der eine Meßwertgeberanschluß (7) liegt.

   Hierzu 1 Seite Zeichnung