CH439771A - Befestigungsvorrichtung für eine Teilung tragende Scheiben - Google Patents

Description

  
 



  Befestigungsvorrichtung für eine Teilung tragende Scheiben
Die Erfindung betrifft eine Befestigungsvorrichtung für in einem Gehäuse angebrachte eine Teilung tragende Scheiben von   Winkelmessgeräten,    insbesondere für Scheiben mit berührungsloser lichtelektrischer Abtastung, die in einer Fassung befestigt und über diese an einer Achse angeordnet sind.



   Bei den bekannten Anordnungen dieser Art hat es sich als Nachteil erwiesen, dass bei Temperaturschwankungen die auf der Achse des Gerätes angeordnete Scheibe in bezug auf das am Gehäuse befestigte Abtastorgan eine unterschiedliche Lageänderung erfährt, was zu Verfälschungen des Messergebnisses führt.



   Ein weiterer Nachteil dieser bekannten Anordnung besteht darin, dass die Montage der die Teilung tragenden Scheibe im Gehäuse, insbesondere bei gedrängten Raumverhältnissen, schwierig und auch zeitraubend ist.



   Es ist daher das Ziel der vorliegenden Erfindung, diese Nachteile zu beseitigen und die vom Gerät gelieferten Messwerte weitgehendst unabhängig von Temperaturschwankungen zu machen sowie darüber hinaus die Montage des Gerätes zu erleichtern.



   Die Erfindung löst das gesteckte Ziel dadurch, dass die Elemente Achse, Teilung tragende Scheibe, Abtastorgan, Achslager und ein das Achslager umschliessender Ring eine im Gehäuse angebrachte, jedoch unab  hängig    vom Gehäuse in sich geschlossene Baugruppe sind.



   In der beiliegenden Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Befestigungsvorrichtung im Schnitt dargestellt.



   Mit 1 ist eine die Teilung tragende ringförmige Scheibe bezeichnet, die an einer ringförmigen Fassung 2 angebracht und mit dieser durch Kitten starr verbunden ist.



   Die Teilung ist auf die Scheibe 1 in vorteilhafter Weise z. B. im photomechanischen Kontaktkopierverfahren aufgebracht.



   Die nicht gezeigte Kopiervorrichtung besteht in diesem Falle aus einer der gewünschten Teilung entsprechenden Vorlage und einem auf der Vorlage zentrierten sowie darauf unverrückbar befestigten Aufnahmedorn.



   Die an ihrer Teilungsebene mit einer lichtempfindlichen Schicht versehene gefasste Scheibe wird über den Aufnahmedorn der Kopiervorrichtung mit der Teilungsebene der Vorlage in unmittelbaren Kontakt gebracht und der weitere Kopiervorgang in bekannter Weise ausgeführt.



   Der Durchmesser des Aufnahmedorns der nicht dargestellten   Kopiervorrichtung -ist    so bemessen, dass er genau dem Durchmesser des Achszapfens 4 der Achse 3 des Gerätes entspricht, an dem die in der vorstehend beschriebenen Weise mit der Teilung versehene Scheibe 1 über ihre ringförmige Fassung 2 aufgebracht wird. Durch die oben bereits erläuterte Ausbildung der zur Teilungsherstellung verwendeten Kopiervorrichtung entfällt jegliche Justierung der die Teilung tragenden Scheibe 1 gegenüber dem Achszapfen 4.



   Die gefasste Scheibe 1 ist mit dem Achszapfen 4 durch Kitten starr verbunden.



   Auf dem anderen Achszapfen 5 der beidseitig abgesetzten und insgesamt mit 3 bezeichneten Achse des Gerätes ist das Achslager aufgebracht, welches in dem gezeigten Ausführungsbeispiel in vorteilhafter Weise in Form zweier durch die Distanzhülsen 6 und 7 voneinander getrennter vorspannbarer Kugellager 8 und 9 ausgebildet ist. Es ist auch möglich, die Kugellager 8 und 9 direkt nebeneinanderliegend auf der Achse 3 anzuordnen.



   Die Kugellager 8 und 9 werden dabei mittels der Mutter 11, die auf einem Gewindeansatz des Achszapfens 5 aufgeschraubt ist, in axialer Richtung gegenüber dem Bund 12 der Achse 3 vorgespannt.



   Mit 13 ist ein die Lager 8 und 9 umschliessender Ring bezeichnet, der am Aussenring der Kugellager 8 und 9   aufgepasst    ist.



   Weiters ist mit 10 das Abtastorgan bezeichnet, welches in dem Ausführungsbeispiel eine Abtastscheibe zur lichtelektrischen Abtastung ist, die auf einer ring  förmigen Fassung 20 befestigt und der Scheibe 1 in geringem Abstand zugeordnet ist.



   Die Abtastscheibe 10 ist über die Fassung 20 am Aussenring des Kugellagers 8 gelagert sowie am Ring 13 gegenüber der Scheibe 1 mittels nicht dargestellter Schrauben unverdrehbar befestigt. Die Abtastscheibe 10 ist auf der Fassung 20 durch Kitten starr befestigt.



   Auf der gefassten Abtastscheibe 10 ist an der der Scheibe 1 zugewandten Seite eine Teilung in der bei der Scheibe 1 erläuterten Weise aufgebracht.



   Der Durchmesser des Aufnahmedorns der nicht gezeigten Kopiervorrichtung ist wiederum so bemessen, dass er genau dem Durchmesser des Aussenringes des Kugellagers 8 entspricht, an dem die Abtastscheibe 10 über ihre Fassung 20 aufgebracht wird.



   In dem Ausführungsbeispiel ist in nicht gezeigter Weise die zum Messen und Einstellen von Winkeln benutzte Scheibe 1 in Radialgitter aufgeteilt, wobei die Gitteranordnung in bekannter Weise so getroffen ist, dass jedes Wegelement aus je einem transparenten und einem nichttransparenten Teilfeld besteht. Die Teilung der Abtastscheibe 10 ist so ausgebildet, dass sie mit der der Scheibe 1 identisch ist. Erfordert die Messaufgabe auch die Berücksichtigung der Bewegungsrichtung, dann sind auf der Abtastscheibe 10 im einfachsten Falle zwei gegeneinander versetzte und mit der Teilung der Scheibe 1 identische Teilungen aufgebracht. Durch den Teilungsversatz auf der Abtastscheibe 10 sind die von einer Photodiode gelieferten Signale in ihrer Phase verschoben.

   Die Signale werden in bekannten elektronischen Bauelementen in Rechteckimpulse umgewandelt und so als Kriterium zur Richtungserkennung und als Zählimpulse herangezogen.



   Bei derartigen Anordnungen ist eine gleichbleibende Phasenlage der Signale Voraussetzung für eine einwandfreie Messung. Bei unterschiedlicher Ausdehnung von Scheibe 1 und Abtastscheibe 10 würde der Phasenwinkel der Signale verändert werden.



   Da bei der   erfindungsgemässen    Befestigungsvorrichtung die Elemente Achse 3, Fassungen 2 und 20, Achslager 8 und 9 und der Ring 13 aus einem dem Wärmeausdehnungskoeffizienten der Scheiben 1 und 10 entsprechenden Material gefertigt und darüber hinaus eine vom Gehäuse 15 unabhängige in sich zusammenhängende Baugruppe sind, werden bei Temperatur änderungen die Scheiben 1 und 10 eine gleiche Ausdehnung erfahren, was keine Veränderung des Phasenwinkels hervorruft und somit eine einwandfreie Messung gestattet.



   Nachdem auf der Achse 3 die die Teilung tragende Scheibe 1, das Lager 8 und 9, und über das Lager 8 und 9 der Ring 13 sowie die gefasste Abtastscheibe 10 aufgebracht ist, wird die in sich zusammenhängende Baugruppe über den Ring 13 in eine Bohrung 14 des Gehäuses 15 eingebracht und mittels im Gehäuse 15 befindlicher, im Ring 13 eingreifender Schrauben 16 gegenüber dem Gehäuse 15 fixiert. Die Schraube 17 hat einen kegelförmigen Ansatz, der in eine Bohrung 18 der Distanzhülse 6 eingreift. Mit 19 und 23 ist ein Deckel bezeichnet, der das Gehäuse 15 staubdicht abschliesst.



   Die zur lichtelektrischen Abtastung erforderlichen Elemente wie Beleuchtungseinrichtung, Objektive, Photodioden und sonstigen elektronischen Bauelemente sind im Ausführungsbeispiel in beliebiger bekannter Weise im Gehäuse 15 angebracht. Eine mögliche Anordnung ist schematisch in der Zeichnung strichpunktiert dargestellt. Die Achse 3 ist mit der Antriebswelle 21 über einen Metallbalg 22 verbunden, der eine hohe Drehfestigkeit, aber nur eine geringe Biegesteifigkeit besitzt, wodurch Beanspruchungen der empfindli chen Präzisionslager 8 und 9 weitgehendst vermieden werden.



   Die Erfindung ist selbstverständlich nicht nur auf das beschriebene Ausführungsbeispiel mit   berührung    loser lichtelektrischer Abtastung beschränkt. So kann die Erfindung z. B. bei Theodoliten angewendet werden, bei denen die die Teilung tragende Scheibe mittels eines optisch abbildenden Systems gegenüber einem Index abgetastet wird, wobei das optische System sowie der Index auf dem das Achslager umschliessen den Ring, der gegenüber der die Teilung tragenden Scheibe feststehend ist, angebracht ist.



   Es ist auch möglich, die   erfindungsgemässe    Befe stigungsvorrichtung bei Winkelmessgeräten mit kapazi tiver, induktiver und magnetischer Abtastung anzuwen den.   

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH Befestigungsvorrichtung für in einem Gehäuse an gebrachte, eine Teilung tragende Scheiben von Winkelmessgeräten, insbesondere für eine Teilung tragende Scheiben mit berührungsloser lichtelektrischer Abta stung, die in einer Fassung befestigt und über diese an einer Achse angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Elemente Achse (3), Teilung tragende Scheibe (1), Abtastorgan (10), Achslager (8, 9) und ein das Achslager (8, 9) umschliessender Ring (13) eine im Gehäuse (15) angebrachte, jedoch unabhängig vom Gehäuse (15) in sich zusammenhängende Baugruppe sind.

   UNTERANSPRÜCHE 1. Befestigungsvorrichtung nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Achse (3) so ausge bildet ist, dass sie Träger der die Teilung tragenden Scheibe (1), des Achslagers (8, 9) sowie über das Achslager (8, 9) Träger des Ringes (13) und des Ab tastorganes (10) ist.

   2. Befestigungsvorrichtung nach Patentanspruch und Unteranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Elemente Achse (3), Fassungen (2 und 20) und der Ring (13) aus einem dem Wärmeausdehnungskoeffi zienten der Scheibe (1) und dem Abtastorgan (10) ent sprechenden Material gefertigt sind.

   3. Befestigungsvorrichtung nach Patentanspruch und den Unteransprüchen 1 und 2, dadurch gekenn zeichnet, dass die Achse (3) beidseitig abgesetzt ist, und dass auf dem einen Achszapfen (4) die die Teilung tragende Scheibe (1) über die Fassung (2) starr befe stigt ist, und dass auf dem anderen Achszapfen (5) das den Ring (13) sowie das Abtastorgan (10) tragende Lager (8, 9) aufgebracht ist.

   4. Befestigungsvorrichtung nach Patentanspruch und den Unteransprüchen 1-3, dadurch gekennzeich net, dass das Achslager (8, 9) in Form zweier durch Distanzhülsen (6, 7) voneinander getrennter, gegenüber dem Bund (12) der Achse (3) in axialer Richtung vor spannbarer Kugellager ausgebildet ist.

   5. Befestigungsvorrichtung nach Patentanspruch und den Unteransprüchen 1-3, dadurch gekennzeich net, dass das Achslager (8, 9) in Form zweier direkt nebeneinander liegender gegenüber dem Bund (12) der Achse (3) in axialer Richtung vorspannbarer Kugella ger ausgebildet ist.

   6. Befestigungsvorrichtung nach Patentanspruch und den Unteransprüchen 1-5, dadurch gekennzeichnet, dass das Abtastorgan (10) eine in einer Fassung (20) befestigte, der die Teilung tragenden Scheibe (1) in definiertem Abstand zugeordnete Abtastscheibe ist, die über die Fassung (20) am Aussenring des am Bund (12) der Achse (3) anliegenden Lagers (8) gelagert sowie am Ring (13) gegenüber der die Teilung tragenden Scheibe (1) unverdrehbar befestigt ist.

   7. Befestigungsvorrichtung nach Patentanspruch und den Unteransprüchen 14, dadurch gekennzeichnet, dass der das Achslager (8, 9) umschliessende Ring (13) in einer Bohrung (14) des Gehäuses (15) angebracht und mittels im Gehäuse (15) befindlicher, im Ring (13) eingreifender Schrauben (16) gegenüber dem Gehäuse (15) fixiert ist.

   8. Befestigungsvorrichtung nach Patentanspruch und den Unteransprüchen 1-7, dadurch gekennzeichnet, dass die starre Befestigung von Scheibe (1 und 10) und Fassung (2 und 20) sowie Fassung (2) und Achse (3) durch Kitten erfolgt.

   9. Befestigungsvorrichtung für eine Teilung tragende Scheiben nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Teilung auf die über die Fassung (2 und d 20) an einem den Aufnahmeelementen (4 und 8) des Gerätes entsprechenden, auf der Teilungsvorlage befestigtem Aufnahmedorn zentrierte Scheibe (1 und 10) im photomechanischen Kontaktkopierverfahren aufgebracht ist.