CN1378065A - 量角器及其应用 - Google Patents
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Abstract
本发明的量角器(1)包括一个相对转动轴线(1.1)的径向而言靠外的部件(100)和一个靠内的部件(130)以及在这两个部件之间的至少一个密封件(1.3),其中所述部件(100;130)绕转动轴线(1.1)相对转动。靠外部件(100)的一个端面或两个端面(112;113)具有至少一条从密封件(1.3)起径向向外延伸的且比端面(112;113)更深的槽(107)。此外,本发明还包括把量角器(1)尤其是用在机床的圆工作台上。
Description
技术领域
本发明涉及具有两个可相对转动的部件的量角器。本发明也涉及在机床或加工中心机床或印刷机中使用这种仪器。
背景技术
这样的量角器用于测量一圈或多圈以上的轴转动。在这种情况下，或是步进测量这种转动，或是绝对地测量这种转动，所发出的测量值取决于测量方式地是一连串计数脉冲、一个计数值或一个代码符。与齿杆或螺纹轴相关地，也可以用这样的量角器来测量直线运动。尤其是在机床或中心加工机床中，量角器不仅被用于测量直线运动，它也被用于测量转动。例如对机床的圆工作台或回转床头、车床C轴来说，或即使是在印刷机的印刷装置中，精度达到几秒地确定转角是很重要的。这样的量角器经常被安装在环境比较起伏不平的地点上。因此，润滑油或冷却液的入侵经常造成量角器在机床或中心加工机床的工作中发生故障。
在日本专利公开文献JP9178513A中公开了一种量角器，它在转子上具有一个凸缘，从而在凸缘和定子件之间形成一道缝隙。通过在凸缘上设置凸棱，离心力可以在工作中使固定颗粒飞出缝隙。
这种已知的量角器具有以下缺点，即定子件的端面不适于一方面用于使存在的液体离开密封并且另一方面同时不适于用作接触面。此外，没有最佳地利用可供使用的定子件外壳的结构体积。
发明内容
因此，本发明的任务是提供一种来自环境的液体不流入其中的量角器。
通过根据权利要求1的量角器完成了该任务。
本发明的量角器可以被用在机床或中心加工机床或印刷机的可转动部件中，尤其是机床的圆工作台上，这在权利要求7中提出了。
在权利要求1的从属权利要求的措施中得到了本发明量角器的有利实施例。
因此，量角器包括一个靠内的部件和一个靠外的部件，该靠外部件有利地围绕着靠内部件的整个周围。通常，靠内部件成转子形式且尤其是成可转动的空心轴形式。而靠外部件成定子形式，在一个优选实施例中，其成凸缘状的壳部同时起到如在机床圆工作台上的接触面的作用。
该量角器由这种结构决定地被简单但精确地安装在预定接触面上。此外，可以通过本发明的量角器来确保充分利用外壳体积。此外，通过本发明的结构，与定子壳端面有关地使密封和或许轴端回缩并由此尽可能地使其不受机械外力影响。
从以下结合附图对一个可行的实施例的说明中得到了本发明方法的其它优点和细节。在以下说明的实施例中，量角器的外壳由一个钢壳部和一个铝壳部构成。显然，本发明不局限于这样的材料选择，确切地说，本发明涉及根据权利要求书的量角器结构或其应用，而不是其中一个部件的材料选择。使用通常选自塑料类的其它材料尤其适用于外壳。
附图说明
图1是量角器的纵截面图。
图2是成量角器接触面形式的钢凸缘的俯视图。
图3是装在圆工作台上的量角器的局剖侧视图。
具体实施方式的说明
根据图1、2，量角器1包括一个靠外的定子100和一个靠内的转子130。定子100包括一个定子壳101，它由两部分构成并且是由一个铝盖102和一个钢凸缘103构成的。铝盖102和钢凸缘103都分别具有一个端面112或113。一方面，定子壳101用于使量角器的测量机构不受外界影响。为此，它被相应地设计成形状稳定。铝盖102和钢凸缘103借助一个被插入凸缘孔110中的螺栓被相互拧接在一起，其中铝盖102和钢凸缘103之间的接合面用一个O形圈密封住。此外，在转子130和定子壳101的两个端面112、113之间的环缝中，设置了V形密封件1.3。为了不让V形密封件1.3的密封唇进入铝盖102中，在接触周面上安装了一个较硬的钢圈111。
量角器1的测量机构包括一个具有角分度的分度盘131，分度盘通过粘接被牢牢固定在转子130上，测量机构还具有一个带扫描板115的扫描机构114，该扫描板借助球轴承1.5支承在转子130上。扫描机构114借助一盏灯和一个聚光镜以及扫描板115和在印刷电路板119上的光学元件扫描分度盘131的角分度。光电发生信号通过在一块电路板116上的电气部件继续进行处理。
此外，连接器117也在定子壳101中。连接器117的任务是，一方面产生扫描机构114与定子壳101的抗转动连接，另一方面补偿不可避免的偏心率和角同心度差。在这里，也可以参照本申请人的EP0087521B1的公开内容。
除了上述保护功能外，定子壳101也具有确保精确配合地接触圆工作台2的任务(见图3)。因此，在定子壳101的钢凸缘103上设置了经过加工的表面，即对中轴环105和一个止挡面106。
铝盖102和钢凸缘103具有径向向外指的槽107，它们可以向外送出液体。V密封件1.3是如此布置的，即它没有突出到升高的端面112或113的中间区外，所述端面位于槽107之间。由此一来，被固定在转子130上的V密封件1.3受钢凸缘103或通过铝盖102的保护而不受机械外力影响。此外，在定子壳101内的槽107之间的结构体积被用于安装这样的部件，即所述部件属于测量机构或所属计算件如电气部件。通过所提出的结构，不仅可以获得量角器1密封性的提高，也可以获得结构体积的最佳利用。
转子130可以绕转动轴线1.1转动地支承着并且相应地成空心轴形式以便容纳圆工作台2的轴2.1(见图3)。在转子130上，如上所述地固定着分度盘131以及球轴承1.5。两个V密封件1.3也不可转动地被固定在转子130上，从而在量角器1工作时，在转子130和V密封件1.3之间不可能有相对运动。
不过，作为替换方式地，可以把V密封件1.3固定在定子壳101上。而带有被固定在转子130上的V密封件1.3的结构与不转动的V密封件1.3相比具有以下优点，即在V密封件1.3上的液体通过离心力径向外流。此外，本发明当然不局限于V密封件，作为替换方式，可以采用任何一种适当的轴端密封结构，如迷宫密封或O形密封圈。
在工作中，量角器1可被定位在不同的工作位置上。因此，例如可以如此调节钢凸缘103的方向，即其端面113变成水平的并且朝上。当冷却液从上方流到钢凸缘103上时，它们可通过槽107径向流走，而V密封件1.3完全没有被冷却液覆盖住。这种结构明显加强了量角器1的密封性。
鉴于量角器1的密封性，即使在一个相对上述方向转动180度的工作位置上，也可以进行可靠的工作。在这种情况下，槽107在独立的附加部件如圆盘中发挥作用。
在所示的例子中，槽107被制成沟槽形状。但也可以采用其它的槽107形状。例如，所述槽可以被设计成大致沿径向的孔状，但也可以成大面积区域形状，所述区域是由端面112或113加工而成的。槽107也可以成在独立装入部件如圆盘中的凹腔形状，它们被设计成贴在端面112或113上。
象在所示实施例中那样，槽107可以设置在定子壳101的两个端面112和113上，或者也可以设置在其中一个端面112或113上。
为了使对本发明的继续说明变得简单，以下取中心横截面1.2为参考平面。中心横截面1.2是垂直于转轴轴线1.1的量角器1中心面。
槽底面108和中心横截面1.2的距离Y2总是小于V密封件1.3外轮廓与中心横截面1.2的距离Y3是很重要的。V形密封件1.3的这个区域被认为是V形密封件1.3的外轮廓1.4，即该区域离中心横截面1.2最远。如该实施例所示，如果每个V密封件1.3的一片密封唇象瓦那样斜放着并且位于槽底面108上并在其上滑动，则这是非常有利的。
如果密封区在量角器1端面(112或113)处于朝上水平状态时在定子侧和转子侧都位于槽底面108上方或与之一样高并且在任何情况下都不在槽底面108下，则这是很适合的。密封区被认为是这样的区域，即在这个区域上，通过密封件而有效地拦住了液体，或者从这个区域起，液体不能再向前流入外壳内腔中。该密封区也可以小于接触区。在所示实施例中，转子130上的接触区几乎延伸到V形密封件1.3的与转子平行的整个支腿上，以便通过足够的接触面来确保转子130和V密封件1.3之间的力传递路线。与之相比，密封区是这样的外周区，即从该区域开始，来自外界的液体不能再沿着转子130向内流进。因此，该密封区是最靠外的切线，密封件在这条切线上紧挨着转子130。在所示实施例中，在定子侧，密封区对应于槽底面108和V密封件1.3的接触线。
因此，在所示例子中，在转子130侧的密封区比槽底面108高，在定子侧的密封区在槽底面108的高度上。这样一来，在V密封件1.3利用与之有关的离心力而转动的帮助下，有效且可靠地把来自上方的液体引入槽107中。
在上面提出的实施例中，端面112或131之间的距离Y4比距离Y3大零点几毫米(在图1中看不到最小错位距离)。这意味着，相对端面112或113回缩地装入V密封件1.3。这样一来，确保了V密封件1.3在装入状态下没有触及到圆工作台2的任何部分，因此，任何不定的力不可能被传给V密封件1.3，这种不定的力或许对密封作用有不利影响。根据所示实施例，在止挡面106区域内如此形成槽107的凸肩109，即它具有一段小于距离Y2的距离Y1。在所示实施例中，Y1＜Y2＜Y3＜Y4。在本文中，称谓“最大距离”表示，在其距中心横截面1.2的间距随位置而不同的形状中，与最大的那个间距有关。
图3示出了量角器1安装在机床的圆工作台2上的情况。圆工作台2的轴2.1抗转动地与量角器1的转子130相连。相反地，定子壳101被固定在机座2.3上，从而它不可能绕转轴轴线1.1转动。但是，整个量角器1可以绕摆动轴线2.2转动。在图3中，钢凸缘103处于一个端面113朝上的水平工作位置上。量角器1可以借助对中轴环105被安装在中央。此外，通过止挡面106保证了转子130尽可能与轴2.1轴向平行。这两个接触面105、106使得在理想公差内或理想精度范围内配合精确地进行安装成为可能。由于槽107凸肩109仍然在对中轴环105外，因而液体可以在装入量角器1的状态下可靠地在对中轴环105那一边完全漏走。
Claims (7)
1、一种量角器(1)，它具有一个相对转动轴线(1.1)的径向而言靠外的部件(100)和一个靠内的部件(130)以及在这两个部件之间的至少一个密封件(1.3)，其中所述部件(100；130)绕转动轴线(1.1)相对转动，靠外部件(100)的至少一个端面(112；113)具有至少一条从密封件(1.3)起径向向外延伸的且比端面(112；113)更深的槽(107)。
2、如权利要求1所述的量角器(1)，其特征在于，在槽底面(108)与中心横截面(1.2)之间的距离(Y2)小于或等于密封件(1.3)的外轮廓(1.4)距中心横截面(1.2)的距离(Y3)。
3、如权利要求1或2所述的量角器(1)，其特征在于，在槽底面(108)与中心横截面(1.2)之间的距离(Y2)小于密封件(1.3)的一个密封区距中心横截面(1.2)的距离。
4、如权利要求1-3之一所述的量角器(1)，其特征在于，靠外部件(100)端面(112；113)的外轮廓与中心横截面(1.2)之间的最大距离(Y4)大于或等于在密封件(1.3)外轮廓(1.4)和量角器(1)中心横截面(1.2)之间的距离(Y3)。
5、如权利要求1-4之一所述的量角器(1)，其特征在于，端面(113)具有至少一个从密封件(1.3)起径向向外延伸的且与端面(113)相比更深的槽(107)和至少一个用于精确配合地接触一台机器的面(105；106)。
6、如权利要求1-5之一所述的量角器(1)，其特征在于，密封件(1.3)抗转动地与转子(130)相连。
7、把如权利要求1所述的量角器(1)用在机床或中心加工机床或印刷机的可转动部件(2)上且尤其是机床的圆工作台上。
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