DE4428273A1 - Linearer Wegaufnehmer - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen linearen Wegaufnehmer nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Aus der EP 00 97 847 ist ein potentiometrischer linearer Wegaufnehmer bekannt, der ein Längsgehäuse, eine Wider­ standsbahn und einen auf dieser gleitenden, von einer seitlich aus dem Längsgehäuse herausgeführten Schubstange geführten Schleifer umfaßt. Der Schleifer ist mittels der Schubstange im Gehäuse längsverschieblich bewegbar, wobei das von der Widerstandsbahn abgegriffene Potential beispielsweise über eine Abgriffsbahn nach außen geführt werden kann.

Der Schleifer ist hierbei an einem Gleitschlitten angeordnet. An dem Gleitschlitten sind Gleitfüße vor­ gesehen, die in zu diesen komplementär ausgebildeten, in dem Längsgehäuse angeordneten Ausnehmungen längsver­ schieblich sind.

Um ein optimales Gleiten des aus Kunststoff bestehenden Gleitschlittens in den Ausnehmungen im Längsgehäuse zu gewährleisten und folglich einen präzisen Abgriff des Wegaufnehmers zu ermöglichen, ist es bisher notwendig, die zumeist aus einer Aluminiumlegierung bestehenden Längsgehäuse präzise und nur mit geringen Fertigungs­ toleranzen herzustellen, so daß die Gleitfüße des Gleitschlittens in den im Längsgehäuse vorgesehenen Ausnehmungen mit einem definierten optimalen Spiel gleiten.

Nachteilig ist, daß die Fertigung des Längsgehäuses mit nur einem kleinen Toleranzbereich einen hohen Aufwand erfordert und daher kostspielig ist. Es ist unvorteil­ haft, daß geringe Schwankungen der vorgegebenen Ferti­ gungsmaße des Längsgehäuses dazu führen können, daß ein Gleiten des Gleitschlittens nicht mehr möglich ist.

Als weiterer Nachteil erweist es sich, daß der Schleifer von einer Schubstange geführt ist, die seitlich aus dem Längsgehäuse herausgeführt ist. Durch diese Art des Abgriffs sind nämlich thermische Längenänderungen des Wegaufnehmers, die bei unterschiedlichen Einsatzbedingun­ gen auftreten können, praktisch nicht ausgleichbar.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die genannten Nachteile zu beseitigen und einen linearen Wegaufnehmer zu vermitteln, der bei einfacher und kostengünstiger Herstellung einen präzisen und weitgehend störungsfreien Betrieb ermöglicht. Insbesondere soll ermöglicht werden, das Spiel zwischen dem Gleitschlitten und dem Längs­ gehäuse einstellen zu können, so daß auch Längsgehäuse verwendbar sind, für deren Herstellung ein wesentlich kleinerer Fertigungsaufwand als bisher ausreicht.

Die Aufgabe wird bei einem gattungsgemäßen linearen Wegaufnehmer erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.

Vorteilhaft ist es, daß das Spiel zwischen den Gleitfüßen und den im Längsgehäuse vorgesehenen Ausnehmungen einstellbar ist. Dadurch können die Gleiteigenschaften des Gleitschlittens auf ein vorgegebenes Längsgehäuse, in dem der Gleitschlitten verwendet werden soll, optimal angepaßt werden.

Hierfür sind die Gleitfüße vorzugsweise an wenigstens zwei am Gleitschlitten angeordneten, zueinander benach­ barten und voneinander getrennten, federnden Vorsprüngen ausgebildet. Aufgrund dieser federnden Anordnung können die Gleitfüße einerseits eventuelle Unebenheiten in den Ausnehmungen im Längsgehäuse ausgleichen, andererseits sind sie darüber hinaus senkrecht zur Gleitrichtung des Gleitschlittens spreizbar und auf die Ausnehmung im Längsgehäuse derart anpaßbar, daß entweder ein optimales Spiel zwischen den Gleitfüßen und den Ausnehmungen erzielt wird, oder daß das Spiel beispielsweise durch selbsttätiges Nachstellen minimiert und somit ausgegli­ chen wird.

Vorzugsweise weist hierzu ein in seiner äußeren Gestalt im wesentlichen quaderförmiger Gleitschlitten jeweils vier zueinander benachbarte und voneinander getrennte, am Gleitschlitten federnd angeordnete Vorsprünge auf.

Hierdurch wird eine störende Verkantung des Gleitschlit­ tens im Längsgehäuse weitgehend vermieden.

Vorteilhafterweise ist zur Einstellung des Spiels zwischen den Gleitfüßen und den Ausnehmungen zwischen jeweils zwei benachbarten Vorsprüngen eine konische Öffnung zur Aufnahme eines Einstellgewindestifts im Gleitschlitten vorgesehen. Durch Eindrehen des Einstell­ gewindestifts in die konische Öffnung werden jeweils zwei benachbarte Vorsprünge aufgrund der Konizität der Öffnung voneinander gespreizt und so auf die im Längs­ gehäuse vorgegebenen Ausnehmungen angepaßt. Hierbei erweist es sich als vorteilhaft, daß der Einstellgewinde­ stift zur Einstellung der Gleitfüße sich sein Gewinde beim Eindrehen selbst erzeugt, da so auf eine umständli­ che und aufwendige und damit kostspielige Herstellung eines Gewindes verzichtet werden kann.

Ein selbsttätiger Ausgleich des Spiels - das heißt eine Einstellung auf dessen minimalsten Wert - kann darüber hinaus auch dadurch erzielt werden, daß zwischen jeweils zwei benachbarten Vorsprüngen eine vorgespannte Feder angeordnet ist, welche die beiden Vorsprünge voneinander weg und somit in Richtung der Ausnehmungen im Längs­ gehäuse spreizt. Hierdurch können einerseits Unregelmä­ ßigkeiten in den Ausnehmungen im Längsgehäuse ausgegli­ chen, und andererseits bei einem durch Abtrieb bedingten Verschleiß der Gleitfüße ein automatisches Nachstellen des Spiels erzielt werden.

Darüber hinaus kann ein selbsttätiger Spielausgleich auch dadurch erreicht werden, daß die Vorsprünge und die an ihnen angeordneten Gleitfüße von vornherein ein gewisses übermaß aufweisen. Durch die federnde Anordnung der Vorsprünge wird so ein eventuell vorhandenes Spiel ausgeglichen und darüber hinaus bei einem verschleißbe­ dingten Abtrieb der Gleitfüße selbsttätig nachgestellt. In diesem Fall kann auf eine Feder zwischen den Vor­ sprüngen verzichtet werden.

Um eine präzise Einstellung zu ermöglichen, ist es vorteilhaft, wenn sowohl die Gleitfüße als auch die zu diesen komplementär ausgebildeten Ausnehmungen ein im wesentlichen V-förmiges Profil aufweisen. Dieses Profil ermöglicht einerseits eine genaue Einstellung des Spiels zwischen den Gleitfüßen und den Ausnehmungen, anderer­ seits erlaubt es eine präzise Führung des Gleitschlittens in den Ausnehmungen.

Darüber hinaus ist es von Vorteil, daß der Gleitschlitten an seiner Oberseite Rastnasen zur Aufnahme einer in diese einrastbaren, den gesamten Gleitschlitten abdeckende Abdeckung aufweist. Vorteilhafterweise ist auch das Längsgehäuse an seiner Oberseite von einem, von Magneten gehaltenen Metallband abgedeckt, welches zwischen dem Gleitschlitten und der Abdeckung bei einer Längsver­ schiebung des Gleitschlittens hindurchläuft. Durch die Abdeckung und das Metallband ist weitestgehend verhin­ dert, daß in das Längsgehäuse, insbesondere auch an der Stelle des beweglichen Gleitschlittens Staub oder Schmutz eintritt, wodurch der störungsfreie Betrieb des linearen Wegaufnehmers beeinträchtigt werden kann.

Um so wenig Öffnungen wie möglich in das Innere des Wegaufnehmers vorsehen zu müssen, so daß dieser - wie oben erwähnt - vor Verschmutzungen geschützt ist, ist vorzugsweise auch der Abgriff an der Abdeckung angeord­ net. Darüber hinaus ist es durch diese Anordnung des Abgriffs möglich, daß er auf spezielle unterschiedliche Einsatzbedingungen anpaßbar ist.

Des weiteren ist es vorteilhaft, daß der an der Abdeckung angeordnete Abgriff in Gleitrichtung des Gleitschlittens gesehen mittig am Gleitschlitten angeordnet ist. Dadurch ist die abgegriffene Position unabhängig von thermisch bedingten Längenänderungen des Gleitschlittens, die bei bestimmten Einsatzbedingungen gegeben sein können.

Die nachfolgende Beschreibung einer bevorzugten Aus­ führungsform der Erfindung dient im Zusammenhang mit beiliegender Zeichnung der näheren Erläuterung. Es zei­ gen:

Fig. 1 eine teilweise geschnittene Seitenansicht eines linearen Wegaufnehmers;

Fig. 2 eine teilweise geschnittene Vorderansicht eines linearen Wegaufnehmers;

Fig. 3 eine schaubildliche Darstellung eines Gleitfußes zusammen mit einer Abdeckung;

Fig. 4 eine Darstellung des Gleitschlittens von unten;

Fig. 5 eine Darstellung einer anderen Ausfüh­ rungsform eines Gleitschlittens von unten und

Fig. 6 ein entlang der Linie VI-VI geschnittene Darstellung des Gleitschlittens der Fig. 5.

Wie aus Fig. 1 und Fig. 2 hervorgeht, umfaßt ein linearer Wegaufnehmer 1 ein im wesentlichen rechteckförmiges Längsgehäuse 2, das bevorzugt aus einer Aluminiumlegie­ rung besteht. Im Längsgehäuse 2 ist längsweise eine Abgriffsbahn 3 angeordnet, die im Falle des potentiome­ trischen Wegaufnehmers eine Widerstandsbahn ist. Selbst­ verständlich ist die Erfindung nicht auf einen potentio­ metrischen Wegaufnehmer beschränkt, sie kann auch bei kapazitiven oder induktiven Wegaufnehmern - auch unter Verwendung kontaktloser Abgriffe - zur Anwendung gelan­ gen. Auf der Abgriffsbahn 3 gleiten Schleifer 4, die ihrerseits an einem Gleitschlitten 6 befestigt sind.

Wie insbesondere aus Fig. 2 und 3 hervorgeht, umfaßt der Gleitschlitten 6 Gleitfüße 7, die in einer zu ihrer Form komplementären Ausnehmung 8 in dem Längsgehäuse 2 längsverschieblich gleiten.

An dem Gleitschlitten 6 sind die Gleitfüße 7 jeweils an vier zueinander benachbarten und voneinander getrennten, am Gleitschlitten 6 federnd angeordneten Vorsprüngen 9 angeordnet.

Wie am besten in den Fig. 4, 5 und 6 dargestellt ist, sind jeweils zwei benachbarte Vorsprünge 9 durch einen symmetrisch zwischen diesen beiden angeordneten Spalt 11 voneinander getrennt. Diese durch den Spalt getrennte Anordnung der Vorsprünge 9 erlaubt ein Federn der Vorsprünge 9 insbesondere senkrecht zur Bewegungsrichtung des Gleitschlittens 6, d. h. in Richtung der im Längs­ gehäuse befindlichen Ausnehmungen 8.

Zwischen jeweils zwei benachbarten Vorsprüngen 9 ist eine senkrecht zur Bewegungsrichtung des Gleitschlittens 6 angeordnete, im wesentlichen vertikal verlaufende, einen Teil des Spalts 11 einschließende konische Öffnung 12 vorgesehen, in die ein (nicht dargestellter) Gewindestift eindrehbar ist.

Beim Eindrehen des Gewindestifts erzeugt dieser in der konischen Öffnung 12 ein Gewinde und bewirkt aufgrund der Konizität der Öffnung 12, daß die Vorsprünge 9 vonein­ ander weg gespreizt werden.

Durch Verdrehen des Gewindestifts ist es möglich, den Abstand der beiden Gleitfüße 7 voneinander exakt ein­ zustellen und so das Spiel zwischen jeweils einem Gleitfuß 7 und der ihm gegenüberliegenden Ausnehmung 8 in dem Längsgehäuse 2 zu optimieren.

Wie aus Fig. 5 und 6 hervorgeht, kann ein automatisches Einstellen des Spiels auf den minimalsten Wert, d. h. ein automatischer Spielausgleich, auch dadurch erzielt werden, daß zwischen jeweils zwei benachbarten Vor­ sprüngen 9 eine vorgespannte Feder 10 plaziert ist, welche die beiden Vorsprünge 9 voneinander weg spreizt, und damit die an den Vorsprüngen 9 angeordneten Gleitfüße 7 in die Ausnehmungen 8 hineindrückt. Hierdurch werden auch Unregelmäßigkeiten der Ausnehmungen 8 ausgeglichen und eine Veränderung des Spiels durch verschleißbedingten Abrieb der Gleitfüße 7 kompensiert.

Auf die Feder 10 kann verzichtet werden, wenn die Vorsprünge 9 und die an ihnen angeordneten Gleitfüße 7 von vornherein ein Übermaß aufweisen. In diesem Falle wird aufgrund der federnden Anordnung der Vorsprünge 9 und der Gleitfüße 7 ein eventuell vorhandenes Spiel ausgeglichen und dieses darüber hinaus bei einem ver­ schleißbedingten Abtrieb der Gleitfüße selbsttätig nachgestellt.

Sämtliche dargestellten Ausführungsformen erlauben eine optimale Anpassung des Gleitschlittens 6 auf seine Führung im Längsgehäuse 2.

Der Gleitschlitten 6 weist an seiner Oberseite Rastmulden 13 auf, in die (nicht dargestellte) Rasthaken einer den Gleitschlitten 6 überdeckenden Abdeckung 14 einrastbar sind. Zwischen Gleitschlitten 6 und Abdeckung 14 ist über eine in Längsrichtung des Gleitschlittens 6 winkelig ver­ laufende Ausnehmung 16 in der Oberseite des Gleit­ schlittens 6 (siehe auch Fig. 6) ein Metallband 17 geführt, wie insbesondere aus den Fig. 1 und 2 her­ vorgeht. Das Metallband 17 ist an der Oberseite des linearen Wegaufnehmers 1 durch wenigstens zwei längs der Oberseite des Längsgehäuses 2 angeordnete Magneten 18 gehalten. Bei einer Längsverschiebung des Gleitschlittens 6 gleitet das Metallband 17 zwischen der Abdeckung 14 und dem Gleitschlitten 6 auf dessen winkeliger Ausnehmung 16 entlang. Das Metallband 17 und die Abdeckung 14 verhin­ dern weitestgehend, daß in das Innere des linearen Wegaufnehmers 1 Schmutz, Staub u. dgl. eindringen kann.

Wie des weiteren aus Fig. 3 hervorgeht, ist an der Abdeckung 14 eine Aufnahme 19 beispielsweise für einen Stift 21 (vergleiche Fig. 1 und 2) vorgesehen. Diese zentrale Anordnung des Abgriffs verhindert bei einer thermischen Längenveränderung des Gleitschlittens 6 eine Verfälschung der abgegriffenen Position des Gleitschlit­ tens und damit des abgegriffenen Widerstands-, Kapazi­ täts- oder Induktivitätswerts. Mit einer solchen Verfäl­ schung ist insbesondere bei dem bekannten linearen Wegaufnehmer zu rechnen, der - wie oben erwähnt - von einer Schubstange geführte Schleifer aufweist.

Claims (14)

1. Linearer Wegaufnehmer mit einem Längsgehäuse, mit einem Gleitschlitten, mit an dem Gleitschlitten angeordneten Gleitfüßen, die in zu diesen komple­ mentär ausgebildeten, in dem Längsgehäuse angeord­ neten Ausnehmungen längsverschieblich sind, dadurch gekennzeichnet, daß das Spiel zwischen den Gleitfü­ ßen (7) und den Ausnehmungen (8) an dem Gleitschlit­ ten (6) einstellbar ist.

2. Linearer Wegaufnehmer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Spiel zwischen den Gleitfü­ ßen (7) und den Ausnehmungen (8) selbsttätig ein­ stellbar ist.

3. Linearer Wegaufnehmer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Spiel zwischen den Gleitfü­ ßen (7) und den Ausnehmungen (8) selbsttätig nach­ stellbar ist.

4. Linearer Wegaufnehmer nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Gleitfüße (7) jeweils an wenigstens zwei zueinander benachbarten und voneinander getrennten, am Gleitschlitten (6) federnd angeordneten Vorsprüngen (9) ausgebildet sind.

5. Linearer Wegaufnehmer nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Gleitfüße (7) jeweils an vier zueinander benachbarten und voneinander durch einen Spalt (11) getrennten, am Gleitschlitten (6) federnd angeordneten Vorsprüngen (9) ausgebildet sind.

6. Linearer Wegaufnehmer nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils zwischen zwei benachbarten Vorsprüngen (9) eine konische Öffnung (12) zur Aufnahme eines Einstellgewindestifts vorgesehen ist, durch dessen Verdrehen die beiden benachbarten Vorsprünge (9) senkrecht zur Bewegungsrichtung des Gleitschlittens (6) voneinander weg spreizbar sind.

7. Linearer Wegaufnehmer nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen jeweils zwei benachbarten Vorsprüngen (9) eine vorgespannte Feder (10) angeordnet ist, welche die beiden Vorsprünge (9) zur Erzielung eines automatischen Spielaus­ gleichs voneinander weg spreizt.

8. Linearer Wegaufnehmer nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Gleitfüße (7) ein V-förmiges Profil aufweisen.

9. Linearer Wegaufnehmer nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Aus­ nehmungen (8) ein zu dem Profil der Gleitfüße (7) komplementäres V-förmiges Profil aufweisen.

10. Linearer Wegaufnehmer nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorsprünge (9) und die Gleitfüße (7) zur selbst­ tätigen Spieleinstellung ein Übermaß aufweisen.

11. Linearer Wegaufnehmer nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß an der Oberseite des Gleitschlittens (6) Rastmulden (13) zur Aufnahme einer einrastbaren Abdeckung (14) vor­ gesehen sind.

12. Linearer Wegaufnehmer nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß an der Abdeckung (14) eine Aufnahme (19) für einen Abgriffsstift (21) vor­ gesehen ist.

13. Linearer Wegaufnehmer nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufnahme (19) und der Abgriffsstift (21) in Gleitrichtung gesehen mittig an der Abdeckung (14) befestigt sind.

14. Linearer Wegaufnehmer nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß an der Oberseite des Gleitschlittens (6) eine in Längs­ richtung des Gleitschlittens (6) winkelig verlaufen­ de Ausnehmung (16) zur Aufnahme eines zwischen dem Gleitschlitten (6) und der Abdeckung (14) angeord­ nete, von an der Oberseite des Längsgehäuses (2) befestigten Magneten (18) gehaltenen Metallbandes (17) vorgesehen ist.