DE10044130C1

DE10044130C1 - Messwertgeber

Info

Publication number: DE10044130C1
Application number: DE2000144130
Authority: DE
Inventors: Edgar Reisacher
Original assignee: WANDRES SIKO
Current assignee: WANDRES SIKO
Priority date: 2000-09-06
Filing date: 2000-09-06
Publication date: 2002-01-10
Anticipated expiration: 2020-09-07
Also published as: ITBZ20010039A1

Abstract

Bei einem Messwertgeber, insbesondere Stellknopf zum Erfassen einer Position eines drehbaren Elementes (37), insbesondere eines Werkzeugs, Werstückes o. dgl., welches über eine Dreheinrichtung (5, 8) mit einer Zähleinrichtung (4) in Verbindung steht, soll dem drehbaren Element (37) ein Handrad (5) zugeordnet und durch Verdrehen eines Handrades (5) das drehbare Element verdrehbar und eine Drehbewegung des drehbaren Elementes auf die Zähleinrichtung (4) übertragbar sein.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Messwertgeber, insbesondere Stellknopf zum Erfassen einer Position eines drehbaren Elementes, insbesondere eines Werkzeugs, Werkstückes od. dgl., welches über eine Dreheinrichtung mit einer Zähleinrichtung in Verbindung steht

Derartige Messwertgeber sind in vielfältiger Form und Ausführung auf dem Markt bekannt und gebräuchlich. Sie dienen in erster Linie dazu, um eine Drehbewegung eines Verbrauchers, einer Werkzeugmaschine, einer Verstellspindel oder einer Verpackungsmaschine od. dgl. numerisch aufzuaddieren und ggf. zu speichern. Bei der Bearbeitung von Werkzeugen wird durch einen Messwertgeber eine Anzahl von Umdrehungen einer Spindel angezeigt. Mit Hilfe einer derartigen Information können gewünschte Positionen exakt angefahren werden. Hierzu ist erforderlich, dass Positionen sehr genau angezeigt werden müssen.

Ferner ist es heute wünschenswert, dass ein Spiel einer Spindel ausgeglichen oder eine Welle oder eine Spindel auf eine bestimmte Position oder Anfahrposition eingestellt wird, bei welcher ein genauer Wert an der Zähleinrichtung ablesbar ist. Dies ist mit bisher bekannten Messwertgebern bisher nicht ohne weiteres möglich.

Die DE 197 49 314 A1 beschreibt ein Zählwerk, insbesondere einen Messwertgeber, mit einer Welle, auf welcher drehbar zumindest eine Zählscheibe und jeweils dazwischenliegend ein verdrehfestes Trennelement angeordnet sind. Dabei ist jedem Trennelement drehbar ein Schaltrad zugeordnet, wobei das Schaltrad eine Hauptzahnung und daran anschliessend eine Schaltzahnung vorgesehen sind.

Die DE 34 19 499 A1 offenbart einen Messwertgeber, aus einer Kombination eines mechanischen Zählwerkes und eines elektronischen Steuerimpulsgebers. Das Zählwerk und der Steuerimpulsgeber sind starr miteinander über eine Hohlwelle gekoppelt. Von einem Antriebszahn wird die Drehbewegung der Hohlwelle auf das Zählwerk übertragen.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Messwertgeber der eingangs genannten Art zu schaffen, mit welchem sehr exakt und genau eine bestimmte Positionierung ablesbar ist, wobei insbesondere eine Position des drehbaren Elementes veränderbar ist.

Ferner sollen die Herstellungskosten und insbesondere die Montagekosten durch eine einfache und schnell zu montierende und demontierende Bauweise erheblich reduziert werden.

Zur Losung dieser Aufgabe führt, dass dem drehbaren Element ein Handrad zugeordnet und durch Verdrehen eines Handrades das drehbare Element verdrehbar und eine Drehbewegung des drehbaren Elementes auf die Zahleinrichtung übertragbar ist.

Bei der vorliegenden Erfindung ist ein Handrad als äussere Hülle eines Messwertgebers drehbar mit dem drehbaren Element verbunden. Hierzu steht ein inneres Teil des Handrades, nämlich eine Steckhaube, mit der Zähleinrichtung in Verbindung und überträgt eine Drehbewegung des drehbaren Elements über ein Getriebe auf die Zähleinrichtung.

Im wesentlichen besteht der erfindungsgemässe Messwertgeber aus drei Teilen, nämlich dem Messteilträger, dem Handrad und einem Stellring. Der Stellring soll in Gebrauchslage maschinenfest festgelegt werde, wobei er beispielsweise mit einem entsprechenden Zapfen in eine Ausnehmung eines Maschinenteils eingreift.

Das Handrad ist gegenüber dem Stellring drehbar gelagert, wobei beispielsweise ein Drehring in eine entsprechende Drehnut in dem Stellring eingreifen kann. Dabei besteht das Handrad aus einer äusseren Drehhülse, die über einen Verbindungsring mit der im Inneren vorgesehenen Steckhaube verbunden ist. Diese Steckhaube wird entweder direkt oder indirekt über eine später beschriebene Hohlwelle mit dem drehbaren Element verbunden.

Von vorne wird in die Drehhülse der Messteilträger eingesetzt, der vor allem die Zähleinrichtung und ein Getriebe zum Betätigen der Zähleinrichtung umfasst. Dieses Getriebe muss an das Handrad und insbesondere an die Steckhaube angekoppelt werden. Hierzu weist die Steckhaube in einem entsprechenden Absatz eine Stirnverzahnung auf, welche beim Drehen des Handrades ein Zahnrad des Getriebes antreibt. Letzteres ist handelsüblich und braucht nicht näher beschrieben zu werden.

Damit jedoch der Messteilträger beim Drehen des Handrades in seiner Position verbleibt, ist in dem Verbindungsring zwischen Drehhülse und Steckhaube zumindest ein Planetenrad vorgesehen, welches einerseits einen Zahnkranz in dem Messteilträger und andererseits einen Zahnkranz in dem Stellring abläuft.

Durch diese Anordnung lässt sich eine bestimmte Anfangsposition durch Verdrehen des Handrades am Zählwerk einstellen oder beispielsweise eine Welle als drehbares Element auf eine bestimmte Anfangsposition verdrehen, um beispielsweise ein Spiel auszugleichen. Dabei hat sich als besonders vorteilhaft erwiesen, die Zähleinrichtung mit anschliessendem Getriebe dem Messteilträger zuzuordnen, der in das Handrad wieder lösbar eingesetzt ist. Der Messteilträger beeinhaltet ein Schauglas und die Zähleinrichtung, die nach dem Einstecken über das Getriebe mit dem Handrad verbunden ist. Hierzu greift ein Getrieberad eines Getriebes zum Antreiben der Zähleinrichtung in eine Stirnverzahnung der Steckhaube nach dem Einsetzen des Messteilträgers in das Handrad ein und stellt so die Verbindung zur Übertragung der Drehbewegung der Steckhaube auf das Zählwerk her.

In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel geht der Messteilträger in dem Handrad bzw. der Drehhülse mit dieser eine Rastverbindung ein, so dass der Messteilträger leicht montier- und demontierbar ist.

Zur Festlegung des Stellringes gegenüber dem Handrad ist eine Hohlwelle mit einem Flansch vorgesehen, wobei diese Hohlwelle in die Steckhaube einsetzbar ist und dort mit der Steckhaube ebenfalls eine Rastverbindung eingeht. Diese Hohlwelle besitzt einen Ringflansch, der wiederum den Stellring in Position an dem Handrad hält.

Es versteht sich von selbst, dass beim Zusammenbau die entsprechenden Verzahnungen hergestellt werden müssen. Auch können stirnseitige Dichtungen zwischen einer Stirnwand des Messteilträgers und dem Handrad sowie entsprechende Labyrinthdichtungen stirnseitig zwischen Handrad und dem Stellring vorgesehen sein.

Auch ist denkbar als Zähleinrichtung nicht nur ein mechanisches Zählwerk, sondern auch eine digitale Zähleinrichtung in den Messteilträger einzusetzen, welche beispielsweise über entsprechende Sensoren od. dgl. eine Drehbewegung der Hohlwelle erkennt und auf die Zähleinrichtung zur anschliessenden Anzeige überträgt. Dabei kann die Drehbewegung des Handrades in oben beschriebener Weise auf die Hohlwelle übertragen werden. Dies soll ebenfalls im Rahmen der vorliegenden Erfindung liegen.

Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnung; diese zeigt in

Fig. 1 eine Draufsicht auf einen erfindungsgemässen Messwertgeber;

Fig. 2 eine Draufsicht auf eine Rückseite des Messwertgebers gemäss Fig. 1;

Fig. 3 einen Längsschnitt durch den Messwertgeber gemäss Fig. 1 entlang Linie III-III;

Fig. 4 einen Längsschnitt durch den Messwertgeber gemäss Fig. 1 entlang Linie IV-IV;

Fig. 5 einen der Fig. 3 entsprechenden Längsschnitt durch ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Messwertgebers.

Fig. 6 einen der Fig. 4 entsprechenden Längsschnitt durch einen Messwertgeber gemäss Fig. 5.

Gemäss Fig. 1 weist ein erfindungsgemässer Messwertgeber R₁ einen Messteilträger 1 mit einer Stirnwand 2 auf, in welcher ein Schauglas 3 für eine Zähleinrichtung 4 eingesetzt ist, wobei der Messteilträger 1 innerhalb eines zylinderartig ausgebildeten Handrades 5 wieder lösbar und insbesondere rastbar eingesetzt ist.

Wie insbesondere aus Fig. 3 aus der längsschnittlichen Darstellung hervorgeht, schliesst andererseits des Messteilträgers an das Handrad 5 ein Stellring 6 an. Der Stellring 6 kann fest mit einem Gehäuse einer Maschine od. dgl. in Verbindung stehen, wobei eine Drehmomentenabstützung, nämlich ein Zapfenelement 26, welches aussermittig und axial vom Stellring abragt, in eine entsprechende, hier nicht dargestellte Ausnehmung, beispielsweise eines Maschinengestells, eingreift. Innerhalb des Stellringes 6 ist eine Hohlwelle 8 zur Aufnahme eines Elementes, Werkzeuges, Werkstückes, insbesondere einer Welle einer Werkzeugeinrichtung od. dgl. um eine Mittelachse M drehbar gelagert.

Bei der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass das Handrad 5, welches gegen den Stellring 6 über eine Labyrinthdichtung 7 abgedichtet ist, in den Stellring 6 eingreift und dort dreht, wobei durch entsprechendes manuelles Verdrehen um die Mittelachse M ein Verdrehen der Hohlwelle 8 verursacht, wird. Das vorzugsweise zylinderartig ausgebildete Handrad 5 übergreift dabei coaxial die Hohlwelle 8 mit einer Steckhaube 27.

Handrad 5, Steckhaube 27, Verbindungsring 28 und Drehhülse 29 sind aus einem Stück gefertigt. Dadurch wird die Kraftübertragung direkt vom Handrad auf die Hohlwelle (bzw. Verstellwelle) übertragen. Die eingebauten Zahnräder können somit relativ klein ausgebildet werden, da nur die Drehmomente, die zum Antreiben des Zählwerks erforderlich sind, übertragen werden müssen. Die erforderlichen Drehmomente zum Verstellen der Hohlwelle 8 werden direkt vom Handrad auf die Hohlwelle übertragen.

In einem Verbindungsring 28 zwischen der Steckhaube 27 und einer Drehhülse 29 ist ein Planetenrad 9 vorgesehen. Das Planetenrad 9 läuft einerseits einen Zahnkranz 10 des Stellringes 6 und andererseits einen Zahnkranz 11 eines Zahnringes 12 ab, der mit dem Messteilträger in Verbindung steht.

Wird die Drehhülse 29 des Handrades 5 beispielsweise manuell um die Mittelachse M gedreht, so wird diese Drehbewegung über die Steckhaube 27 auf die Hohlwelle 8 übertragen. Der Messteilträger 1 und der Stellring 6 verändern dabei bei Verdrehung des Handrades 5 ihre Positionen nicht, da das Planetenrad 9 mitläuft und den Messteilträger 1 gegenüber dem Stellring 6, welcher maschinenfest ist, in Position hält.

Eine weitere Besonderheit der vorliegenden Erfindung ist, dass über eine in einem Absatz 13 stirnseitig vorgesehene Stirnverzahnung 14 der Steckhaube 27 ein erstes Getrieberad 15 über eine Drehbewegung der Steckhaube 27 antreibbar ist. Das erste Getrieberad 15 steht mit einem weiteren Antriebsrad 16 in Verbindung, welches auf ein entsprechendes Zahnantriebsrad 17 eine Drehbewegung zum Antreiben einer Welle 18 oder auf die Anfangsrolle des Zählwerks der Zähleinrichtung 4, insbesondere des Zählwerkes, überträgt. Dabei sitzt die Welle 18 auf einer Zählwerksachse 19, die vorzugsweise lotrecht zur Mittelachse M angeordnet ist. Die Welle 18 zur Aufnahme der Zähleinrichtung 4 im Messteilträger 1 ist drehbar gelagert, kann auch je nach Position der Anfangsrolle des Zählwerks fest sein, was beispielsweise abhängig von der Ableserichtung ist. Ebenfalls sind die ein Getriebe 20 bildenden Getriebe- 15, Antrieb- 16 und Zahnantriebsräder 17 über hier nicht näher bezifferte Wellen im Messteilträger 1 gelagert.

Um die Hohlwelle 8, wie es insbesondere in Fig. 3 aufgezeigt ist, an ein entsprechendes, hier nicht dargestelltes Element, insbesondere Abtriebswelle einer Maschine od. dgl anzuschliessen, ist in dieser eine Gewindebohrung 22 vorgesehen, um eine Madenschraube 23 aufzunehmen. Durch eine Öffnung 24, die mittels eine Abdeckung 25 des Stellringes 6 verschliessbar ist, lässt sich die Madenschraube 23 gegen die Mittelachse M in der Gewindebohrung 22 eindrehen, um beispielsweise in die Hohlwelle 8 eingreifende Welle od. dgl. darin festzulegen.

Eine weitere Besonderheit der vorliegenden Erfindung ist eine gute Montierbar- und Demontierbarkeit des Messwertgebers R₁. Beim Zusammenbau wird der Messteilträger 1 mit Getriebe 20 und Zähleinrichtung 4 in das Handrad 5 eingeschoben, bis entsprechende Rastverbindungen 21 ineinandergreifen, so dass der Messteilträger 1 innerhalb des Handrades 5 gelagert ist. Mit ihm ist auch der Zahnring 12 eingesteckt, wobei ein Positionierring 30 in eine entsprechende Ringnut 31 in dem Handrad 5 eingreift.

Gleichzeitig wird eine Verbindung der Stirnverzahnung 14 der Steckhaube 27 zum Getrieberad 15 hergestellt, um eine Drehbewegung des Handrades 5 bzw. der Hohlwelle 8 um die Mittelachse M auf die Zähleinrichtung 4 zu übertragen. Ebenso gelangt das Planetenrad 9 mit seiner Zahnung in Eingriff mit dem Zahnkranz 11 des Zahnringes 12.

Andererseits des Verbindungsringes 28 wird auf das Handrad 5 der Stellring 6 aufgeschoben, wobei ein Drehring 32 als Teile der Labyrinthdichtung 7 in eine Drehnut 33 in dem Stellring 6 eingreift. Das Planetenrad 9 steht in Eingriff mit dem Zahnkranz 10 des Stellringes 6.

Nunmehr wird die Hohlwelle 8 in die Steckhaube 27 eingesetzt und geht mit dieser Steckhaube 27 eine weitere Rastverbindung 34 (siehe Fig. 3) ein. Ein Ringflansch 35 als Teil der Hohlwelle 8 übergreift auch den Stellring 6 und hält diesen in Position.

Das Ausführungsbeispiel eines Messwertgebers R₂ gemäss den Fig. 5 und 6 unterscheidet sich von demjenigen nach den Fig. 3 und 4 lediglich dadurch, dass der Messteilträger 1.1 geometrisch anders ausgebildet ist. Er steht aus dem Handrad 5 vor, so dass das Schauglas 3 in einer Schräge 36 angeordnet werden kann und von oben ablesbar ist.

Positionszahlenliste

1

Messteilträger

2

Stirnwand

3

Schauglas

4

Zähleinrich tung

5

Handrad

6

Stellring

7

Labyrinthdich tung

8

Hohlwelle

9

Planetenrad

10

Zahnkranz

11

Zahnkranz

12

Zahnring

13

Absatz

14

Stirnverzahnung

15

Getrieberad

16

Antriebsrad

17

Zahnantriebsrad

18

Welle

19

Zählwerksachse

20

Getriebe

21

Rasterverbind dungen

22

Gewindebohrung

23

Madenschraube

24

Öffnung

25

Abdeckung

26

Zapfenelement

27

Steckhaube

28

Verbindungsring

29

Drehhülse

30

Positionier ring

31

Ringnut

32

Drehring

33

Drehnut

34

Rastverbindung

35

Ringflansch

36

Schräge

37

drehbares Element
R₁

Messwertgeber
R₂

Messwertgeber
M Mittelachse

Claims

1. Messwertgeber, insbesondere Stellknopf zum Erfassen einer Position eines drehbaren Elementes (37), insbesondere eines Werkzeugs, Werkstückes od. dgl., welches über eine Dreheinrichtung (5, 8) mit einer Zähleinrichtung (4), in Verbindung steht, dadurch gekennzeichnet, dass dem drehbaren Element (37) ein Handrad (5) zugeordnet und durch Verdrehen eines Handrades (5) das drehbare Element verdrehbar und eine Drehbewegung des drehbaren Elementes auf die Zähleinrichtung (4) übertragbar ist.

2. Messwertgeber, insbesondere Stellknopf zum Erfassen einer Position eines drehbaren Elementes, insbesondere eines Werkzeuges, Werkstückes od. dgl., welches über eine Dreheinrichtung (5, 8) mit einer Zähleinrichtung (4) in Verbindung steht, dadurch gekennzeichnet, dass ein Messteilträger (1) zur Aufnahme der Zähleinrichtung (4) in ein Handrad (5) wieder lösbar eingesteckt und eine Verbindung zur Übertragung einer Drehbewegung des drehbaren Elements (37) auf die Zähleinrichtung (4) hergestellt ist.

3. Messwertgeber nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Handrad (5) und das drehbare Element (37) um eine gemeinsame Mittelachse (M) verdrehbar gelagert sind.

4. Messwertgeber nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 3 dadurch gekennzeichnet, dass das Handrad (5) zumindest teilweise das drehbare Element (37) übergreift.

5. Messwertgeber nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichent, dass auf dem drehbaren Element (37) eine Hohlwelle (8) aufsitzt, welche eine Rastverbindung (34) mit einer Steckhaube (27) eingeht, die Teil des Handrades (5) ist.

6. Messwertgeber nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Handrad (5) gegenüber einem maschinenfesten Stellring (6) bewegbar gelagert ist.

7. Messwertgeber nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, das der Stellring (6) einen Zahnkranz (10) aufweist.

8. Messwertgeber nach wenigstens einem der Anprüche 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Messteilträger (1) in das Handrad (5) eingesteckt ist.

9. Messwertgeber nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Messteilträger (1) mit dem Handrad (5) eine Rastverbindung (21) eingeht.

10. Messwertgeber nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Messteilträger (1) bzw. ein ihm zugeordneten Zahnring (12) einen Zahnkranz (11) aufweist.

11. Messwertgeber nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Handrad (5) eine Drehhülse (29) zur Aufnahme des Messteilträgers (1), die anderenends mit einem Drehring (32) in eine Drehnut (33) des Stellringes (6) eingreift.

12. Messwertgeber nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehhülse (29) über einen Verbindungsring (28) mit der Steckhaube (27) verbunden ist.

13. Messwertgeber nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Verbindungsring (28) ein Zahnrad (9), insbesondere ein Planetenrad, eingesetzt ist, um eine Drehbewegung des drehbaren Elements (37) auf die Zähleinrichtung (4) zu übertragen.

14. Messwertgeber nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Planetenrad (9) bei einer Drehung des Handrades (5) den Zahnkranz (10) des Stellringes (6) und den Zahnkranz (11) im Messteilträger (1) abläuft.

15. Messwertgeber nach wenigstens einem der Ansprüche 5 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Steckhaube (27) mit einer äusseren Stirnverzahnung (14) versehen ist, die mit einem Getriebe (20) der Zähleinrichtung (4) und/oder des Zählwerkes verbindbar ist.

16. Messwertgeber nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass das Getriebe (20) sowie die Zähleinrichtung (4), dem Messteilträger (1) zugeordnet sind, wobei ein erstes Getrieberad (15) durch Einstecken des Messteilträgers (1) in das Hohlrad (5) mit der Stirnverzahnung (14) der Steckhaube (27) verbindbar ist.

17. Messwertgeber nach wenigstens einem der Ansprüche 3 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass eine Zählwerkachse (19) der Zähleinrichtung (4), insbesondere des Zählwerkes, in etwa lotrecht zur Mittelachse (M) ausgerichtet ist.

18. Messwertgeber nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Zählreinrichtung ein analoges Zählwerk oder eine digitale Zähleinrichtung (4) ist.