DE102011078956A1

DE102011078956A1 - Graduation carrier for a position measuring device and method for producing the graduation carrier

Info

Publication number: DE102011078956A1
Application number: DE102011078956A
Authority: DE
Inventors: Alexander Frank; Josef Müller; Marcus Affa; Dr. Heumann Martin; Robert Görsch
Original assignee: Dr Johannes Heidenhain GmbH
Current assignee: Dr Johannes Heidenhain GmbH
Priority date: 2011-07-11
Filing date: 2011-07-11
Publication date: 2013-01-17
Also published as: JP2013019899A; JP6172898B2

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf einen Teilungsträger für eine Positionsmesseinrichtung, mit einem zumindest teilweise aus einem elektrisch isolierenden Material bestehenden Trägerkörper (1), auf dessen erster Oberfläche (10a) eine Messteilung (15) vorgesehen ist, und mit einem metallischen Substrat (3), an dem der Trägerkörper (1) mit einer der ersten Oberfläche (10a) gegenüber liegenden zweiten Oberfläche (10b) anliegt und mit dem der Trägerkörper (1) fest verbunden ist. Dabei erstreckt sich an einer dem Trägerkörper (1) abgewandten Oberfläche (32) des Substrats (3) ein Ergänzungskörper (2) parallel zu dem Trägerkörper (1), der um die Dicke (D) des Substrates (3) von dem Trägerkörper (1) beabstandet ist und der fest mit dem Substrat (3) verbunden ist.The invention relates to a graduation carrier for a position-measuring device, comprising a carrier body (1) consisting at least partially of an electrically insulating material, on whose first surface (10a) a measuring graduation (15) is provided, and having a metallic substrate (3). on which the carrier body (1) rests with a second surface (10b) lying opposite the first surface (10a) and with which the carrier body (1) is fixedly connected. In this case, on a surface (32) of the substrate (3) facing away from the carrier body (1), a supplementary body (2) extends parallel to the carrier body (1), which is separated by the thickness (D) of the substrate (3) from the carrier body (1 ) and fixedly connected to the substrate (3).

Description

Die Erfindung betrifft einen Teilungsträger für eine Positionsmesseinrichtung nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 sowie ein Verfahren zu dessen Herstellung nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 14. The invention relates to a graduation carrier for a position-measuring device according to the preamble of patent claim 1 and to a method for the production thereof according to the preamble of patent claim 14.

Ein derartiger Teilungsträger, der z.B. als ein (linearer) Maßstab für eine Längenmesseinrichtung oder als Teilscheibe für eine Winkelmesseinrichtung ausgebildet sein kann, umfasst zur Anwendung bei induktiven Messsystemen einen aus einem elektrisch isolierenden Material gefertigten Trägerkörper, auf dessen einer (erster) Oberfläche eine mittels einer zugeordneten Abtasteinheit induktiv abzutastende Messteilung aufgebracht ist, die zumindest teilweise in Form einer strukturierten Metallbeschichtung (Kupferschicht) ausgeführt ist. Such a graduation carrier, e.g. as a (linear) scale for a length measuring device or as a partial disk for an angle measuring device may be used for inductive measuring systems made of an electrically insulating material carrier body, on one (first) surface applied an inductively scanned by means of an associated scanning unit measuring graduation is, which is at least partially in the form of a structured metal coating (copper layer) is executed.

Ein induktiver Drehwinkelsensor mit einem solchen Teilungsträger ist beispielsweise aus der DE 10 2008 017 857 A1 bekannt. An inductive rotation angle sensor with such a graduation carrier is for example from DE 10 2008 017 857 A1 known.

Der Teilungsträger einer induktiven Positionsmesseinrichtung wird z.B. an einer Werkzeugmaschine befestigt, um durch Abtastung von dessen Messteilung mittels einer an einem anderen Maschinenteil befestigten Abtasteinheit die Lage zweier zueinander bewegbarer Maschinenteile bestimmen zu können. Hierfür kann es von Bedeutung sein, dass der Teilungsträger einen thermischen Ausdehnungskoeffizienten (Wärmeausdehnungskoeffizienten) aufweist, der dem Ausdehnungskoeffizienten des Maschinenteiles, an dem der Teilungsträger festgelegt wird, oder eines durch die Maschine zu bearbeitenden Werkstückes entspricht. Die relevanten Bauteile (Maschinenteile, Werkstücke oder dergl.) bestehen regelmäßig aus Metall, insbesondere Stahl, sodass vorteilhaft der Wärmeausdehnungskoeffizient des Teilungsträgers möglichst in Übereinstimmung mit dem Wärmeausdehnungskoeffizienten der betreffenden Metalle (Stähle) gebracht werden soll. The graduation carrier of an inductive position measuring device is e.g. attached to a machine tool to be able to determine the position of two mutually movable machine parts by scanning the measuring graduation by means of a scanning unit attached to another machine part. For this purpose, it may be important for the graduation carrier to have a coefficient of thermal expansion (coefficient of thermal expansion) which corresponds to the expansion coefficient of the machine part on which the graduation carrier is fixed or to a workpiece to be machined by the machine. The relevant components (machine parts, workpieces or the like.) Are regularly made of metal, especially steel, so that advantageously the coefficient of thermal expansion of the graduation carrier should be brought as possible in accordance with the thermal expansion coefficient of the metals in question (steels).

Hierzu ist es aus der US 2004/0211078 A1 bekannt, den aus einem Leiterplattenmaterial bestehenden Trägerkörper eines Maßstabs fest mit einem metallischen Substrat zu verbinden, dessen Ausdehnungskoeffizient bestimmend ist für den Ausdehnungskoeffizienten des resultierenden Teilungsträgers, wobei das metallische Substrat so ausgewählt wird, dass der Ausdehnungskoeffizient einen bestimmten, vorgegebenen Wert annimmt. For this it is from the US 2004/0211078 A1 It is known to rigidly connect the carrier body of a scale consisting of a printed circuit board material to a metallic substrate whose coefficient of expansion determines the coefficient of expansion of the resulting graduation carrier, wherein the metallic substrate is selected such that the coefficient of expansion assumes a certain predetermined value.

Der Erfindung liegt das Problem zu Grunde, einen Teilungsträger für eine Positionsmesseinrichtung der eingangs genannten Art weiter zu verbessern. The invention is based on the problem of further improving a graduation carrier for a position-measuring device of the aforementioned type.

Dieses Problem wird erfindungsgemäß durch die Schaffung eines Teilungsträgers mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. This problem is solved according to the invention by the provision of a graduation carrier having the features of patent claim 1.

Hiernach ist vorgesehen, dass ein metallisches Substrat, an dem der Trägerkörper mit einer seiner ersten Oberfläche gegenüberliegenden zweiten Oberfläche anliegt und mit dem der Trägerkörper (an seiner zweiten Oberfläche) fest verbunden ist, zusätzlich an einer dem Trägerkörper abgewandten Seite mit einem Ergänzungskörper (z.B. aus einem isolierenden Material bestehend) versehen ist, der sich vor der dem Trägerkörper abgewandten Seite des Substrates parallel zu jenem Trägerkörper erstreckt und dabei ebenfalls an dem Substrat anliegt und mit diesem verbunden ist. Das heißt, der Trägerkörper der Messteilung und der zusätzliche Ergänzungskörper sind beidseits des metallischen Substrates (als einem metallischen Kern des Teilungsträgers) angeordnet und dabei um die Dicke des Substrates voneinander beabstandet, wodurch ein symmetrischer Querschnittsaufbau des resultierenden Teilungsträgers erreicht werden kann. It is provided that a metallic substrate, on which the carrier body bears with a second surface opposite its first surface and with which the carrier body is firmly connected (on its second surface), additionally on a side facing away from the carrier body with a supplementary body (eg an insulating material) is provided, which extends in front of the side facing away from the carrier body of the substrate parallel to that carrier body and thereby also bears against the substrate and is connected thereto. That is, the measuring body of the measuring graduation and the additional supplemental body are arranged on both sides of the metallic substrate (as a metallic core of the graduation carrier) and spaced apart by the thickness of the substrate, whereby a symmetrical cross-sectional structure of the resulting graduation carrier can be achieved.

Das Material des Ergänzungskörpers und die Dicke können derart gewählt werden, dass der Ergänzungskörper zumindest annähernd die gleichen mechanischen Eigenschaften aufweist wie der Trägerkörper. Durch das Vorsehen des Ergänzungskörpers wird einer Verbiegung des Teilungsträgers – hervorgerufen durch den Bimetalleffekt – entgegengewirkt. Die daraus resultierenden Vorteile machen sich bereits bei der Herstellung des Teilungsträgers bemerkbar, indem trotz des Wärmeeintrags beim Verpressen keine Wölbung auftritt. Auch bei der Verwendung des Teilungsträgers zur Positionsmessung wirkt sich die Erfindung durch Erreichen einer hohen Messgenauigkeit und guter Reproduzierbarkeit aus, da der Teilungsträger auch bei sich ändernden Umgebungsbedingungen, insbesondere Temperatur oder Feuchtigkeit, seine Form beibehält. The material of the supplementary body and the thickness can be selected such that the supplementary body has at least approximately the same mechanical properties as the carrier body. By providing the supplementary body of a bending of the graduation carrier - caused by the bimetallic effect - counteracted. The resulting advantages are already noticeable in the production of the graduated carrier, in that, despite the heat input during pressing, no buckling occurs. Even when using the graduation carrier for position measurement, the invention has an effect by achieving a high accuracy of measurement and good reproducibility, since the graduation carrier retains its shape even under changing environmental conditions, in particular temperature or humidity.

Die Dicke des metallischen Substrates sowie die Art der (festen) Verbindung mit dem Trägerkörper der Messteilung und dem gegenüberliegend angeordneten Ergänzungskörper sind dabei so gewählt, dass der Wärmeausdehnungskoeffizient des durch das Substrat sowie den Trägerkörper und den Ergänzungskörper gebildeten Teilungsträgers im Wesentlichen durch den Wärmeausdehnungskoeffizienten des Substrates bestimmt wird. Das heißt, der Wärmeausdehnungskoeffizient des resultierenden Teilungsträgers soll um höchstens 10 % von dem Wärmeausdehnungskoeffizient des metallischen Substrates abweichen. The thickness of the metallic substrate as well as the type of (solid) connection to the carrier body of the measuring graduation and the complementary body arranged opposite are chosen so that the coefficient of thermal expansion of the division carrier formed by the substrate and the carrier body and the supplementary body substantially by the thermal expansion coefficient of the substrate is determined. That is, the coefficient of thermal expansion of the resulting graduation carrier should deviate by at most 10% from the thermal expansion coefficient of the metallic substrate.

Die Dicke des Substrates ist insbesondere so zu wählen, dass ein zur Kompensation des Unterschieds der thermischen Ausdehnungskoeffizienten hinreichend großes Verhältnis der Federkonstanten des Substrates einerseits sowie des Träger- und Ergänzungskörpers andererseits erreicht wird. Formelmäßig wird die Federkonstante D bestimmt durch das Produkt aus Elastizitätsmodul E und Querschnittsfläche A bezogen auf die Ausdehnung L des Teilungsträgers in Messrichtung. Es gilt also D = E × A / L; mit A = B × d, wobei B die Breite und d die Dicke der jeweiligen Komponente des Teilungsträgers ist. Wenn die Breite B und die Ausdehnung L in Messrichtung für das Substrat, den Trägerkörper und den Ergänzungskörper gleich sind, kommt es bei dem metallischen Substrat auf das Produkt aus dessen Elastizitätsmodul und dessen Dicke an, während bei dem Träger- und Ergänzungskörper das Produkt aus dem Elastizitätsmodul des verwendeten isolierenden (Leiterplatten-)Materials und der resultierenden Dicke beider Körper heranzuziehen ist. The thickness of the substrate is to be chosen in particular such that a sufficiently large ratio of the spring constants to compensate for the difference of the thermal expansion coefficients the substrate on the one hand and the carrier and supplementary body on the other hand is achieved. In terms of formula, the spring constant D is determined by the product of modulus of elasticity E and cross-sectional area A relative to the extent L of the graduation carrier in the measuring direction. Thus, D = E × A / L; with A = B × d, where B is the width and d is the thickness of the respective component of the graduation carrier. When the width B and the dimension L in the measuring direction are the same for the substrate, the carrier body and the supplemental body, the metallic substrate depends on the product of its elastic modulus and its thickness, while in the carrier and supplemental body the product of the Modulus of elasticity of the insulating (printed circuit board) material used and the resulting thickness of both bodies is to be used.

Die Substratdicke liegt beispielsweise zwischen 0.2 mm und 1.0 mm, insbesondere zwischen 0.3 mm und 0.6 mm. Und die Dicke des Trägerkörpers (und damit vorteilhaft auch des Ergänzungskörpers) liegt beispielsweise zwischen 0.10 mm und 0.20 mm, insbesondere bei etwa 0.125 mm. The substrate thickness is for example between 0.2 mm and 1.0 mm, in particular between 0.3 mm and 0.6 mm. And the thickness of the carrier body (and thus advantageously also the supplementary body) is for example between 0.10 mm and 0.20 mm, in particular about 0.125 mm.

Für eine symmetrische Ausgestaltung des Teilungsträgers kann insbesondere vorgesehen sein, dass

– der Ergänzungskörper aus dem gleichen Material besteht wie der Trägerkörper und/oder
– der Ergänzungskörper die gleiche Dicke (Ausdehnung senkrecht zur Erstreckungsebene des Substrates) aufweist wie der Trägerkörper und/oder
– der Ergänzungskörper die gleiche Ausdehnung entlang des Substrates aufweist wie der Trägerkörper.

For a symmetrical configuration of the graduation carrier, it can be provided in particular that

- The supplementary body consists of the same material as the carrier body and / or
- The supplementary body has the same thickness (extent perpendicular to the plane of extension of the substrate) as the carrier body and / or
- The supplementary body has the same extent along the substrate as the carrier body.

Dabei ist der Ergänzungskörper vorteilhaft dem Trägerkörper derart gegenüberliegend angeordnet, dass die beiden Körper durch Spiegelung an einer durch das Substrat aufgespannten Ebene ineinander überführbar sind, insbesondere der Ergänzungskörper dem Trägerkörper senkrecht zur Erstreckungsebene des Substrates gegenüber liegt. In this case, the supplementary body is advantageously arranged opposite the carrier body in such a way that the two bodies can be converted into one another by reflection at a plane spanned by the substrate, in particular the supplemental body lies opposite the carrier body perpendicular to the extension plane of the substrate.

Als Material für den Trägerkörper (und damit vorteilhaft auch für den Ergänzungskörper) ist Leiterplattenmaterial geeignet, das beispielsweise aus einem Trägermaterial (z.B. Glasgewebe) und einem Harz (z.B. Epoxydharz) besteht, wie zum Beispiel DURAVER^® E-Qualität 104 der Firma ISOLA, das eine Harzmatrix geringer Sprödigkeit aufweist und daher nach einem Verpressen zuverlässig an dem Substrat haften kann. Eine mögliche Alternative ist das Leiterplattenmaterial IS 410 der Firma ISOLA. As a material for the carrier body (and thus advantageously for the supplemental body) PCB material is suitable, for example, consists of a carrier material (eg glass fabric) and a resin (eg epoxy resin), such as DURAVER ^® E-quality 104 from ISOLA, the has a resin matrix of low brittleness and therefore can adhere reliably to the substrate after being pressed. One possible alternative is the printed circuit board material IS 410 the company ISOLA.

Das Substrat besteht vorteilhaft aus einem ferromagnetischen, insbesondere weichmagnetischen Material, wie zum Beispiel ferromagnetischem Stahl, und kann zum Beispiel als ein Blechteil ausgeführt sein. Durch die Permeabilität des Substrates wird der magnetische Widerstand des in dem Positionsmeßsystem resultierenden Magnetkreises reduziert, was zu einer erhöhten Induktion in den Empfängerwicklungen einer der Messteilung zugeordneten Abtasteinheit führt. Gegenüber einem Teilungsträger, der vollständig aus einem isolierenden Material besteht, kann das Signal um etwa 35% gesteigert werden. The substrate is advantageously made of a ferromagnetic, in particular soft magnetic material, such as ferromagnetic steel, and may for example be designed as a sheet metal part. The permeability of the substrate reduces the magnetic resistance of the magnetic circuit resulting in the position measuring system, which leads to increased induction in the receiver windings of a scanning unit associated with the measuring graduation. Compared to a graduation carrier made entirely of an insulating material, the signal can be increased by about 35%.

Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist der Trägerkörper (und damit vorteilhaft auch der Ergänzungskörper) mindestens zweilagig ausgeführt, wobei eine Lage des Trägerkörpers an ihrer dem Substrat abgewandten Oberfläche die Messteilung aufweist und eine andere Lage des Trägerkörpers mit ihrer dem Substrat zugewandten Oberfläche an dem Substrat anliegt und zudem in geeigneter Weise fest mit dem Substrat verbunden ist. Hierdurch lässt sich die Haftung zwischen dem Substrat und dem Trägerkörper erhöhen, um eine zuverlässige, feste Verbindung zu schaffen. Insbesondere wird das Risiko reduziert, dass es bei der Herstellung der Messteilung an der dem Substrat abgewandten Oberfläche des Trägerkörpers (durch Ätzen) zu einem zumindest teilweisen Ablösen des Trägerkörpers von dem Substrat kommen könnte. According to one embodiment of the invention, the carrier body (and thus advantageously the supplemental body) is at least two layers, wherein a position of the carrier body on its surface facing away from the substrate has the measuring graduation and another position of the carrier body with its surface facing the substrate rests against the substrate and also suitably fixedly connected to the substrate. In this way, the adhesion between the substrate and the carrier body can be increased in order to create a reliable, firm connection. In particular, the risk is reduced that in the production of the measuring graduation on the surface of the carrier body facing away from the substrate (by etching) an at least partial detachment of the carrier body from the substrate could occur.

Die Verbindung zwischen dem Substrat und dem Trägerkörper (und damit vorteilhaft zwischen dem Substrat und dem Ergänzungskörper) kann durch Verpressen erfolgen, und zwar vorteilhaft allein durch Verpressen, also insbesondere ohne Verwendung zusätzlicher, separater Verbindungsmittel, wie zum Beispiel eines Klebemittels; d.h., ohne Einbringen einer zusätzlichen Klebstoffschicht zwischen dem Trägerkörper (und vorteilhaft auch dem Ergänzungskörper) einerseits und dem Substrat andererseits. Dies lässt sich z.B. erreichen, indem für den Trägerkörper (und den Ergänzungskörper) ein Material, insbesondere ein Leiterplattenmaterial, verwendet wird, welches beim Verpressen eine fest haftende Verbindung mit dem Substrat eingeht. Als Leiterplattenmaterial eignet sich insbesondere ein sogenanntes Prepreg („preimpregnated fibres“; zu deutsch: vorimprägnierte Fasern), also ein Material, das aus einem Trägermaterial und einem Harz besteht. Das Trägermaterial ist ein Gewebe, insbesondere Glasgewebe und das Harz ein duroplastischer Kunststoff, insbesondere Epoxydharz. The connection between the substrate and the carrier body (and thus advantageously between the substrate and the supplementary body) can be effected by pressing, advantageously alone by compression, ie in particular without the use of additional, separate connecting means, such as an adhesive; that is, without introducing an additional adhesive layer between the carrier body (and advantageously also the supplementary body) on the one hand and the substrate on the other. This can be e.g. achieve by using for the carrier body (and the supplementary body) a material, in particular a printed circuit board material, which forms a firmly adhering connection with the substrate during the pressing. As a printed circuit board material is particularly suitable a so-called prepreg ("preimpregnated fibers", in German: preimpregnated fibers), ie a material which consists of a support material and a resin. The carrier material is a woven fabric, in particular glass fabric, and the resin is a thermosetting plastic, in particular epoxy resin.

Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist der Teilungsträger über sein Substrat an einer Tragstruktur festgelegt, wobei in diesem Fall die Tragstruktur und das Substrat vorteilhaft so ausgewählt sind, dass deren Ausdehnungskoeffizienten zumindest weitgehend übereinstimmen. Die Tragstruktur mit dem hieran festgelegten Teilungsträger lässt sich dann in diejenige Maschine einbauen, in welcher eine den Teilungsträger enthaltene Positionsmesseinrichtung eingesetzt werden soll. According to a development of the invention, the graduation carrier is fixed to a support structure via its substrate, in which case the support structure and the substrate are advantageously selected such that their expansion coefficients at least largely coincide. The support structure with the division carrier fixed thereto can then be installed in that machine in which a position measuring device containing the graduation carrier is to be used.

Die Verbindung zwischen dem Teilungsträger und der Tragstruktur über das Substrat kann insbesondere durch Schweißen erfolgen, und zwar vorteilhaft an einer Mehrzahl einzelner, voneinander beabstandeter Schweißstellen (Schweißpunkte). The connection between the graduation carrier and the support structure via the substrate can be effected in particular by welding, advantageously at a plurality of individual, mutually spaced welds (welding points).

Hierfür ist das Substrat lokal an denjenigen Stellen, an denen Schweißpunkte gesetzt werden sollen, von dem Trägerkörper bzw. Ergänzungskörper zu befreien, um beim Schweißvorgang eine leitende Verbindung zwischen dem Substrat und der Tragstruktur herstellen zu können. For this purpose, the substrate is locally at those points at which welding points are to be set, to be rid of the carrier body or supplementary body in order to establish a conductive connection between the substrate and the support structure during the welding process can.

Eine Positionsmesseinrichtung mit einem erfindungsgemäß ausgebildeten Maßstab ist im Anspruch 13 angegeben. Der erfindungsgemäße Maßstab wird dabei durch eine Abtasteinheit zur induktiven Abtastung der Messteilung ergänzt, wobei die Abtasteinheit in vorteilhafter Weise zumindest eine Erregereinheit zur Erzeugung eines elektromagnetischen Wechselfeldes und eine Detektoreinheit zur Detektion des von der Messteilung positionsabhängig modulierten elektromagnetischen Wechselfeldes aufweist. Die Erregereinheit wird vorzugsweise von zumindest einer flächigen Erregerwindung und die Detektoreinheit von zumindest einer flächigen Abtastwindung gebildet. A position measuring device with an inventive scale is specified in claim 13. The scale according to the invention is supplemented by a scanning unit for inductive scanning of the measuring graduation, wherein the scanning unit advantageously has at least one excitation unit for generating an alternating electromagnetic field and a detector unit for detecting the position-dependent modulated by the measuring division electromagnetic alternating field. The excitation unit is preferably formed by at least one planar excitation winding and the detector unit by at least one flat Abtastwindung.

Ein Verfahren zur Herstellung des Teilungsträgers, und zwar durch Verpressen des Trägerkörpers (und damit vorteilhaft auch des Ergänzungskörpers) mit dem Substrat ist durch die Merkmale des Anspruchs 14 charakterisiert. Vorteilhafte Weiterbildungen des Verfahrens ergeben sich aus den hiervon abhängigen Ansprüchen. A method for producing the graduation carrier, specifically by compressing the carrier body (and thus advantageously also the supplemental body) with the substrate, is characterized by the features of claim 14. Advantageous developments of the method emerge from the dependent claims.

Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung werden in der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Figuren erläutert werden. Further details and advantages of the invention will be explained in the following description of exemplary embodiments with reference to the figures.

Es zeigen: Show it:

1 einen Querschnitt durch einen Teilungsträger eines Positionsmesssystems; 1 a cross section through a graduation carrier of a position measuring system;

2 eine Draufsicht auf einen Teilungsträger eines Positionsmesssystems, der auf einer Tragstruktur angeordnet und festgelegt ist; 2 a plan view of a graduation carrier of a position measuring system, which is arranged and fixed on a support structure;

3 einen Querschnitt durch eine Anordnung gemäß 2; 3 a cross section through an arrangement according to 2 ;

4 einen Schritt bei der Herstellung eines Teilungsträgers für eine Anordnung gemäß 2 und 3; 4 a step in the manufacture of a graduation carrier for an arrangement according to 2 and 3 ;

5 eine schematische Darstellung eines Positionsmesssystems, umfassend einen Teilungsträger mit einer Messteilung und eine Abtasteinheit zum Abtasten der Messteilung. 5 a schematic representation of a position measuring system, comprising a graduation carrier with a measuring graduation and a scanning unit for sampling the measuring graduation.

5 zeigt eine perspektivische Ansicht eines induktiven Positionsmesssystems, hier beispielhaft in Form eines Längenmesssystems. 5 shows a perspective view of an inductive position measuring system, here for example in the form of a length measuring system.

Das Positionsmesssystem umfasst einen Teilungsträger T, hier in Form eines längserstreckten Maßstabes, auf dem eine induktiv abtastbare Messteilung 15 vorgesehen ist, und eine Abtasteinheit E, mittels der die Messteilung 15 induktiv abtastbar ist, um eine Positionsbestimmung vornehmen zu können. Der Teilungsträger T weist ein Substrat 3 auf, auf dessen einen Oberfläche ein Trägerkörper 1 und auf dessen gegenüberliegender Oberfläche ein Ergänzungskörper 2 angeordnet sind. Auf dem Trägerkörper 1 ist die Messteilung 15 aufgebracht, welche nach erfolgter Strukturierung in Messrichtung (entspricht der Erstreckungsrichtung R des Teilungsträgers) voneinander beabstandete Teilungselemente 150 bildet. Als Material für die Messteilung 15 werden Metalle mit hoher elektrischer Leitfähigkeit verwendet, wie beispielsweise Kupfer, Aluminium, Silber, Gold oder diese Metalle enthaltende Legierungen. Das für die Messteilung 15 verwendete Material ist vorteilhaft nicht ferromagnetisch. Das Messsystem kann dabei wahlweise als ein inkrementales Messsystem ausgeführt sein, mit dem Positionsänderungen zweier zueinander bewegbarer Teile erfassbar sind, oder als ein absolutes Positionsmesssystem, mit dem die Lage zweier zueinander bewegbarer Teile durch absolute Positionsinformationen charakterisierbar ist. The position measuring system comprises a graduation carrier T, here in the form of an elongated scale, on which an inductively scannable measuring graduation 15 is provided, and a scanning unit E, by means of the measuring graduation 15 is inductively scanned to make a position determination can. The graduation carrier T has a substrate 3 on, on whose one surface a carrier body 1 and on its opposite surface a supplementary body 2 are arranged. On the carrier body 1 is the measurement graduation 15 applied, which after structuring in the measuring direction (corresponding to the extension direction R of the graduation carrier) spaced apart dividing elements 150 forms. As material for the measurement graduation 15 For example, metals having high electrical conductivity are used, such as copper, aluminum, silver, gold, or alloys containing these metals. That for the measurement division 15 used material is advantageously not ferromagnetic. The measuring system can optionally be designed as an incremental measuring system, with the position changes of two mutually movable parts can be detected, or as an absolute position measuring system with which the position of two mutually movable parts can be characterized by absolute position information.

Im Einsatz eines Positionsmesssystems der in 5 gezeigten Art werden der Teilungsträger T mit der Messteilung 15 einerseits sowie die Abtasteinheit E andererseits an jeweils einem von zwei zueinander bewegbaren Teilen, zum Beispiel Maschinenteilen einer Werkzeugmaschine, befestigt, so dass durch Bestimmung der Position der Abtasteinheit E bezüglich der Messteilung 15 des Teilungsträgers T die Position der beiden genannten zueinander bewegbaren Teile ermittelbar ist. In the use of a position measuring system of 5 shown type of division carrier T with the measurement graduation 15 on the one hand and the scanning unit E on the other hand to each one of two mutually movable parts, for example, machine parts of a machine tool, attached, so that by determining the position of the scanning unit E with respect to the measuring graduation 15 of the graduation carrier T, the position of the two mentioned mutually movable parts can be determined.

Die Messteilung 15 besteht in diesem Beispiel aus einer periodischen Abfolge von in Messrichtung (Erstreckungsrichtung R) voneinander beabstandeten elektrisch leitfähigen Teilungselementen 150. Im dargestellten Beispiel sind die Teilungselemente 150 flächig und rechteckförmig ausgebildet; die Teilungselemente können aber auch andere Formen aufweisen, beispielsweise rund oder dreieckförmig sein. Weiterhin ist die vollflächige Form der Teilungselemente 150 nicht Bedingung; ein Teilungselement kann auch als geschlossene Windung ausgebildet sein. Von Bedeutung ist, dass sich jeweils in einem Teilungselement 150 Wirbelströme ausbilden können, die gegen ein von der Abtasteinheit E ausgehendes Erregerfeld wirken. The measurement graduation 15 consists in this example of a periodic sequence of in the measuring direction (extension direction R) spaced from each other electrically conductive dividing elements 150 , In the example shown, the dividing elements 150 flat and rectangular shaped; However, the dividing elements may also have other shapes, for example, be round or triangular. Furthermore, the full-surface shape of the dividing elements 150 not condition; a dividing element can also be designed as a closed turn. Of importance is that each in a dividing element 150 Form eddy currents that act against an outgoing from the scanning unit E excitation field.

Die Abtasteinheit E ist in 5 nur schematisch dargestellt, um die Funktion der induktiven Abtastung beim Zusammenwirken mit dem Teilungsträger T zu erläutern. Die Abtasteinheit E weist zumindest eine Erregereinheit insbesondere in Form einer flächigen Erregerwindung 4 auf, die von einer Ansteuereinheit 41 mit einem Erregerstrom derart gespeist wird, dass ein zeitlich wechselndes elektromagnetisches Erregerfeld im Bereich der Teilungselemente 150 erzeugt wird. Dieser Erregerstrom weist beispielsweise eine Frequenz von einigen MHz auf. Die Erregerwindung 4 ist derart räumlich angeordnet, dass sie in der Abfolge der (gegenüberliegenden) Teilungselemente 150 ein möglichst homogenes elektromagnetisches Feld ausbildet. The scanning unit E is in 5 only schematically illustrated to explain the function of the inductive scanning in cooperation with the graduation carrier T. The scanning unit E has at least one excitation unit, in particular in the form of a flat excitation winding 4 on, by a drive unit 41 is fed with an excitation current such that a temporally changing electromagnetic excitation field in the region of the dividing elements 150 is produced. This exciting current has, for example, a frequency of a few MHz. The exciter winding 4 is spatially arranged to be in the sequence of (opposite) dividing elements 150 forms a homogeneous electromagnetic field as possible.

Die Abtasteinheit E weist darüber hinaus zumindest eine Detektoreinheit, insbesondere in Form einer flächigen Abtastwindung 5, auf. Die Ausführung und räumliche Anordnung der Erregerwindung 4 ist derart, dass in dem Bereich der Abtastwindung 5 ein möglichst homogener Feldverlauf erzeugt wird. Die Abtastwindung 5 befindet sich hierzu vorliegend innerhalb der Erregerwindung 4. Das von der Erregerwindung 4 generierte Erregerfeld generiert in den Teilungselementen 150 Wirbelströme, die als Gegenfeld gegen das Erregerfeld wirken. In der Abtastwindung 5 wird aufgrund des ihr zugeordneten Erregerfeldes eine Spannung induziert, die von der relativen Lage zu den elektrisch leitenden Teilungselementen 150 abhängig ist. Die Teilungselemente 150 sind in Messrichtung, also in Erstreckungsrichtung R des Teilungsträgers T, räumlich derart angeordnet, dass sie das Erregerfeld positionsabhängig beeinflussen. Die Erregerwindung 4 ist also mit der Abtastwindung 5 in Abhängigkeit von der relativen Lage der Teilungselemente 150 in Messrichtung (Erstreckungsrichtung R) induktiv gekoppelt. Das elektromagnetische Wechselfeld wird durch die Teilungselemente 150 in Messrichtung positionsabhängig moduliert. Dadurch variiert auch die in der Abtastwindung 5 induzierte Spannung positionsabhängig. Die in der zumindest einen Abtastwindung 5 induzierte Spannung wird einer Auswerteeinheit 51 zugeführt, die daraus ein elektrisches positionsabhängiges Signal bildet. The scanning unit E moreover has at least one detector unit, in particular in the form of a flat scanning winding 5 , on. The execution and spatial arrangement of the exciter winding 4 is such that in the area of the sampling turn 5 a homogeneous field as possible is generated. The sampling turn 5 for this purpose is located here within the excitation winding 4 , That of the exciter winding 4 generated excitation field generated in the division elements 150 Eddy currents, which act as an opposing field against the exciter field. In the Abtastwindung 5 Due to the exciter field assigned to it, a voltage is induced which depends on the relative position to the electrically conductive dividing elements 150 is dependent. The division elements 150 are spatially arranged in the measuring direction, ie in the extension direction R of the graduation carrier T, in such a way that they influence the excitation field in a position-dependent manner. The exciter winding 4 is so with the Abtastwindung 5 depending on the relative position of the dividing elements 150 in the measuring direction (extension direction R) inductively coupled. The alternating electromagnetic field is generated by the dividing elements 150 modulated position-dependent in the measuring direction. This also varies in the Abtastwindung 5 induced voltage depending on position. The in the at least one Abtastwindung 5 induced voltage becomes an evaluation unit 51 fed, which forms an electrical position-dependent signal.

Besonders vorteilhaft ist die Anordnung von Erregerwindung 4 und Abtastwindung 5 in Form von auf einem gemeinsamen Träger 6 aufgebrachten Leiterbahnen. Wie in 5 schematisch dargestellt, sind diese Leiterbahnen auf der Seite des Trägers 6 angeordnet, die der Messteilung 15 und somit der Abfolge der Teilungselemente 150 in geringem Abtastabstand gegenüberliegt (also der Messteilung zugewandt ist). Der Träger 6 kann beispielsweise als Leiterplatte ausgebildet sein. Dabei sind die Teilungselemente 150 des Teilungsträgers T vorzugsweise in einer Ebene angeordnet, die parallel zu der Ebene ausgerichtet ist, in welcher die Erregerwindung 4 und die Abtastwindung 5 verlaufen. Particularly advantageous is the arrangement of excitation winding 4 and sense winding 5 in the form of on a common carrier 6 applied conductor tracks. As in 5 shown schematically, these tracks are on the side of the carrier 6 arranged, the measurement graduation 15 and thus the sequence of division elements 150 in a small sampling distance is opposite (ie the measurement graduation is facing). The carrier 6 may be formed, for example, as a printed circuit board. Here are the dividing elements 150 of the graduation carrier T is preferably arranged in a plane which is aligned parallel to the plane in which the exciter winding 4 and the sampling turn 5 run.

Üblicherweise sind mehrere gegeneinander phasenversetzte Abtastwindungen in der Abtasteinheit E vorgesehen, um mehrere gegeneinander phasenverschobene Abtastsignale zu erzeugen, beispielsweise um 90° gegeneinander phasenverschobene Abtastsignale. Aus Gründen der Übersichtlichkeit ist diese Ausgestaltung in 5 nicht dargestellt. Usually, a plurality of mutually phase-shifted Abtastwindungen in the scanning unit E are provided to produce a plurality of mutually phase-shifted scanning signals, for example, by 90 ° to each other phase-shifted scanning signals. For clarity, this embodiment is in 5 not shown.

Nachfolgend werden anhand der 1 bis 3 mögliche Ausgestaltungen des Teilungsträgers T beschrieben und anhand 4 zudem ein Verfahrensschritt bei der Herstellung eines solchen Teilungsträgers erläutert werden. The following are based on the 1 to 3 possible embodiments of the graduation carrier T described and based 4 In addition, a method step in the production of such a division carrier will be explained.

1 zeigt einen Querschnitt durch eine Ausführungsform eines Teilungsträgers T der in 5 gezeigten Art. Der Teilungsträger T umfasst einen Trägerkörper 1, auf dem die Messteilung 15 vorgesehen ist, hier in Form einer metallischen Beschichtung (Kupferschicht) auf dem Trägerkörper 1, in der eine geeignete Teilungsstruktur ausgebildet ist. 1 shows a cross section through an embodiment of a graduation carrier T of in 5 The graduation carrier T comprises a carrier body 1 on which the measurement graduation 15 is provided here in the form of a metallic coating (copper layer) on the carrier body 1 in which a suitable division structure is formed.

Der Trägerkörper 1 besteht aus einem isolierenden Material, insbesondere einem Leiterplattenmaterial, wie zum Beispiel DURAVER^® E-Qualität 104 der Firma ISOLA. The carrier body 1 consists of an insulating material, in particular a printed circuit board material, such as DURAVER ^® E-quality 104 from ISOLA.

Der Trägerkörper 1 erstreckt sich – senkrecht zur Blattebene der 1 – (linear) entlang einer als Messrichtung bezeichneten Richtung R, so dass durch Abtastung der ebenfalls in dieser Richtung erstreckten Messteilung 15 auf dem Trägerkörper 1 mittels einer zugeordneten Abtasteinheit, wie in 5 dargestellt, eine Längenmessung durchgeführt werden kann. Alternativ kann es sich bei dem in 1 gezeigten Querschnitt auch um einen Schnitt durch eine Teilscheibe eines Winkelmesssystems handeln, bei dem sich der Trägerkörper 1 und die hierauf angeordnete Messteilung 15 gemeinsam entlang einer Kreisbahn erstrecken, um eine Winkelmessung zu ermöglichen. Zur Ausgestaltung eines induktiven Positionsmesssystems in Form einer Winkelmesseinrichtung sei beispielhaft auf die DE 10 2008 017 857 A1 verwiesen. The carrier body 1 extends - perpendicular to the leaf level of the 1 - (linear) along a direction R, referred to as the measuring direction, so that by scanning the measuring graduation also extending in this direction 15 on the carrier body 1 by means of an associated scanning unit, as in 5 shown, a length measurement can be performed. Alternatively, it may be in the in 1 cross-section also shown to be a section through a part of a wheel angle measuring system, in which the carrier body 1 and the measuring graduation arranged thereon 15 extend together along a circular path to allow an angle measurement. To design an inductive position measuring system in the form of an angle measuring device is an example of the DE 10 2008 017 857 A1 directed.

Wie bereits anhand 5 erläutert, ist der Trägerkörper 1 mit der Messteilung 15 für einen Betrieb einer Positionsmesseinrichtung an einem von zwei zueinander beweglichen Teilen zu befestigen, insbesondere an einem Maschinenteil einer Werkzeugmaschine. Hierbei ist es regelmäßig wünschenswert, dass der Wärmeausdehnungskoeffizient des Teilungsträgers T möglichst weitgehend mit dem Ausdehnungskoeffizienten des entsprechenden Maschinenteiles bzw. Werkstückes übereinstimmen. Da insbesondere Maschinenteile regelmäßig aus einem metallischen Material, vor allem aus Stahl, bestehen, ist jene Anforderung teilweise schwer erfüllbar, wenn der Teilungsträger T ausschließlich durch den aus einem isolierenden Material, insbesondere einem Leiterplattenmaterial, bestehenden Trägerkörper 1 gebildet würde. As already shown 5 is explained, is the carrier body 1 with the measurement graduation 15 for an operation of a position-measuring device to be attached to one of two mutually movable parts, in particular on a machine part of a machine tool. In this case, it is regularly desirable that the thermal expansion coefficient of the graduation carrier T should be as large as possible with the coefficient of expansion of the corresponding Machine part or workpiece match. Since machine parts in particular regularly consist of a metallic material, especially of steel, that requirement is sometimes difficult to fulfill if the graduation carrier T is made exclusively by the carrier body consisting of an insulating material, in particular a printed circuit board material 1 would be formed.

Vielmehr ist der Trägerkörper 1 vorliegend auf einem Substrat 3 angeordnet, welches aus einem metallischen Material, insbesondere aus Stahl, besteht, das einen bestimmten, gewünschten Wärmeausdehnungskoeffizienten besitzt, also vorteilhaft an den Wärmeausdehnungskoeffizienten eines Maschinenteiles, an welchem der Teilungsträger T anzuordnen und zu befestigen ist, oder eines zu bearbeitenden Werkstückes angepasst ist. Rather, the carrier body 1 present on a substrate 3 arranged, which consists of a metallic material, in particular steel, which has a certain desired coefficient of thermal expansion, that is advantageous to the coefficient of thermal expansion of a machine part to which the graduation carrier T is to be arranged and fastened, or adapted to a workpiece to be machined.

Hierzu ist der Trägerkörper 1, an dessen einer Oberfläche 10a sich die Messteilung 15 erstreckt, mit einer hiervon abgewandten, gegenüberliegenden Oberfläche 10b auf einer Oberfläche 31 des Substrates 3 angeordnet, welche sich gemeinsam mit dem Trägerkörper 1 und der Messteilung 15 (senkrecht zur Blattebene der 1) in Messrichtung erstreckt. Zur Herstellung einer festen Verbindung zwischen dem Trägerkörper 1 und dem Substrat 3, so dass der Wärmeausdehnungskoeffizient des Substrates 3 zugleich auch die thermische Ausdehnung des Trägerkörpers 1 mit der Messteilung 15 bestimmt, ist der Trägerkörper 1 mit dem Substrat 3 warmverpresst, so dass eine Haftverbindung zwischen diesen beiden Komponenten 1, 3 des Teilungsträgers T besteht. For this purpose, the carrier body 1 , on one surface 10a the measuring graduation 15 extends, with a facing away from this, opposite surface 10b on a surface 31 of the substrate 3 arranged, which together with the carrier body 1 and the measurement division 15 (perpendicular to the leaf level of 1 ) extends in the direction of measurement. For producing a firm connection between the carrier body 1 and the substrate 3 , so that the thermal expansion coefficient of the substrate 3 at the same time the thermal expansion of the carrier body 1 with the measurement graduation 15 determines, is the carrier body 1 with the substrate 3 hot-pressed, leaving an adhesive bond between these two components 1 . 3 of the division carrier T.

Zum Erreichen einer hinreichend großen Haftfestigkeit der Verbindung wird als Material für den Trägerkörper 1 vorteilhaft ein Material verwendet, das eine Harzkomponente umfasst, um bei dem Warmverpressen über die Harzkomponente eine feste Haftverbindung mit dem Substrat 3 herzustellen. Hierdurch kann bei der Herstellung der Verbindung zwischen dem Trägerkörper 1 und dem Substrat 3 auf zusätzliche Verbindungsmittel, insbesondere auf eine zwischen dem Trägerkörper 1 und dem Substrat 3 vorgesehne zusätzliche Klebstoffschicht, verzichtet werden. To achieve a sufficiently high adhesive strength of the compound is used as the material for the carrier body 1 Advantageously, use is made of a material comprising a resin component to bond firmly to the substrate upon hot compression via the resin component 3 manufacture. In this way, in the manufacture of the connection between the carrier body 1 and the substrate 3 to additional connecting means, in particular one between the carrier body 1 and the substrate 3 Provided additional adhesive layer can be dispensed with.

Ein geeignetes Harz ist beispielsweise bei dem bereits erwähnten Leiterplattenmaterial DURAVER^® E-Qualität 104 der Firma ISOLA vorhanden, und zwar in Form einer duroplastischen Kunststoffmatrix. A suitable resin is available, for example, in the above-mentioned printed circuit board material DURAVER ^® E-104 from Isola quality, in the form of a thermoset plastic matrix.

Zur weiteren Verbesserung der Haftverbindung zwischen dem Trägerkörper 1 und dem Substrat 3 ist der Trägerkörper 1 im Ausführungsbeispiel mehrlagig, vorliegend speziell zweilagig, ausgeführt, wobei eine erste Lage 11 des Trägerkörpers 1 die Oberfläche 10a definiert, die mit der Messteilung 15 versehen ist, und eine zweite Lage 12 des Trägerkörpers 1 die hiervon abgewandte, gegenüberliegende Oberfläche 10b definiert, über die der Trägerkörper 1 an dem Substrat 3 anliegt (und im Ausführungsbeispiel mit diesem verbunden ist). To further improve the adhesive bond between the carrier body 1 and the substrate 3 is the carrier body 1 in the exemplary embodiment multi-layered, in this case especially two-ply, executed, wherein a first layer 11 of the carrier body 1 the surface 10a defined with the measurement graduation 15 is provided, and a second layer 12 of the carrier body 1 the facing away from this, opposite surface 10b defines over which the carrier body 1 on the substrate 3 is applied (and is connected in the embodiment with this).

Durch die mindestens zweilagige Ausbildung des Trägerkörpers 1 lässt sich verhindern, dass bei Herstellung der Messteilung 15 (durch Ätzen) ein teilweises Ablösen der Verbindung zwischen Trägerkörper 1 und Substrat 3 auftritt. Due to the at least two-layer design of the carrier body 1 can be prevented when making the measurement graduation 15 (by etching) a partial detachment of the connection between the carrier body 1 and substrate 3 occurs.

Um eine möglichst symmetrische Ausgestaltung des Teilungsträgers T (insbesondere bezüglich des Substrates 3) zu erreichen, ist an einer dem Trägerkörper 1 und der Messteilung 15 abgewandten Oberfläche 32 des Substrates 3 ein Ergänzungskörper 2 angeordnet, und zwar vorteilhaft so, dass dieser dem Trägerkörper 1 quer zur Erstreckungsebene des Substrates 3 gegenüberliegt. In order to achieve a most symmetrical configuration of the graduation carrier T (in particular with respect to the substrate 3 ) is at one of the carrier body 1 and the measurement division 15 remote surface 32 of the substrate 3 a supplementary body 2 arranged, and advantageously so that this the carrier body 1 transverse to the plane of extension of the substrate 3 opposite.

Der Ergänzungskörper 2 besteht vorteilhaft aus demselben Material wie der Trägerkörper 1. Weiterhin kann er dieselbe Dicke 2·d (Ausdehnung quer zur Erstreckungsebene des Teilungsträgers T) aufweisen wie der Trägerkörper 1 und vorteilhafterweise die gleiche Ausdehnung entlang der Erstreckungsebene des Teilungsträgers T bzw. des Substrates 3. The supplementary body 2 is advantageously made of the same material as the carrier body 1 , Furthermore, it may have the same thickness 2 · d (extension transverse to the plane of extent of the graduation carrier T) as the carrier body 1 and advantageously the same extent along the plane of extent of the graduation carrier T or of the substrate 3 ,

Weiterhin ist der Ergänzungskörper 2 vorteilhaft – ebenso wie der Trägerkörper 1 – mehrlagig ausgebildet, unter anderem mit einer von dem Substrat 3 beabstandeten Lage 21, die eine dem Substrat 3 abgewandte Oberfläche 20a definiert, und mit einer an dem Substrat 3 anliegenden Lage 22, die über eine Oberfläche 20b mit einer zugewandten Oberfläche 32 des Substrates 3 in berührendem Kontakt steht (und hierüber mit dem Substrat 3 verbunden ist). Furthermore, the supplementary body 2 advantageous - as well as the carrier body 1 - formed in multiple layers, including one of the substrate 3 spaced location 21 which is a the substrate 3 remote surface 20a defined, and with one on the substrate 3 adjacent location 22 that have a surface 20b with a facing surface 32 of the substrate 3 is in touching contact (and over it with the substrate 3 connected is).

Die Verbindung des Ergänzungskörpers 2 mit dem Substrat 3 kann wiederum als eine Haftverbindung, hergestellt vorzugsweise durch Pressen (vorteilhaft ohne Verwendung eines zusätzlichen Klebemittels) ausgeführt sein. The connection of the supplementary body 2 with the substrate 3 In turn, it may be embodied as an adhesive bond, preferably by pressing (advantageously without using an additional adhesive).

Das Material des Substrates 3 ist ausgewählt, um einen Wärmeausdehnungskoeffizienten des Teilungsträgers T zu gewährleisten, der möglichst mit dem Wärmeausdehnungskoeffizienten desjenigen Bauteiles, zum Beispiel in Form eines Maschinenteiles, an dem der Teilungsträger T anzuordnen und zu befestigen ist oder eines Werkstückes, übereinstimmt. Vorteilhaft handelt es sich bei dem Material des Substrates 3 um ein ferromagnetisches Material, wodurch eine Verstärkung des Messsignals erzielt werden kann. Dabei kann das Substrat 3 als ein metallisches Blech ausgeführt sein. The material of the substrate 3 is selected to ensure a coefficient of thermal expansion of the graduation carrier T, which coincides as far as possible with the thermal expansion coefficient of that component, for example in the form of a machine part, on which the graduation carrier T is to be arranged and fastened or of a workpiece. Advantageously, it is the material of the substrate 3 around a ferromagnetic material, whereby a gain of the measurement signal can be achieved. In this case, the substrate 3 be designed as a metallic sheet.

Da diejenigen Bauteile, an denen der Teilungsträger T für eine Positionsmessung zu befestigen ist, insbesondere in Form von Maschinenteilen, regelmäßig aus Stahl bestehen, kann somit auch das Substrat 3 aus Stahl hergestellt sein, und zwar, wie vorstehend dargelegt, vorteilhaft aus einem magnetischen Stahl. Since those components to which the graduation carrier T is to be fastened for a position measurement, in particular in the form of machine parts, regularly consist of steel, the substrate can therefore also be made 3 made of steel, and as stated above, advantageously of a magnetic steel.

Die Dicke D des Substrates 3 ist insbesondere so zu wählen, dass ein zur Kompensation des Unterschieds der thermischen Ausdehnungskoeffizienten hinreichend großes Verhältnis der Federkonstanten des Substrates 3 einerseits sowie des Träger- und Ergänzungskörpers 1, 2 andererseits erreicht wird. Das Verhältnis der Federkonstanten kann hierzu abhängig von der Differenz der thermischen Ausdehnungskoeffizienten des Substrates 3 einerseits und des Träger- sowie des Ergänzungskörpers 1, 2 andererseits so eingestellt werden, dass der gewünschte resultierende Ausdehnungskoeffizient des Teilungsträgers T erhalten wird. Mit anderen Worten ausgedrückt, erfordert z.B. ein größerer thermischer Ausdehnungskoeffizient des Werkstoffes des Trägerkörpers (und des Ergänzungskörpers) verglichen mit dem Substrat eine entsprechend größere Federkostante des Substrates gegenüber dem Trägerkörper (und Ergänzungskörper), um einen resultierenden thermischen Ausdehnungskoeffizienten nahe dem des Substrates zu erhalten. Hierzu müssten das Elastizitätsmodul und/oder die Dicke des Substrates entsprechend groß sein. The thickness D of the substrate 3 In particular, it is to be chosen such that a ratio of the spring constants of the substrate which is sufficiently large to compensate for the difference between the thermal expansion coefficients 3 on the one hand, as well as the carrier and supplementary body 1 . 2 on the other hand is achieved. The ratio of the spring constants can be dependent on the difference of the thermal expansion coefficients of the substrate 3 on the one hand and the carrier and the supplementary body 1 . 2 on the other hand, be adjusted so that the desired resulting coefficient of expansion of the graduation carrier T is obtained. In other words, for example, a larger thermal expansion coefficient of the material of the carrier body (and the supplementary body) compared to the substrate requires a correspondingly larger spring constant of the substrate relative to the carrier body (and supplementary body) in order to obtain a resulting coefficient of thermal expansion close to that of the substrate. For this purpose, the modulus of elasticity and / or the thickness of the substrate would have to be correspondingly large.

Im Ergebnis ist also die Dicke D des Substrates 3 so zu wählen, dass – unter Berücksichtung der für das Substrat 3 einerseits sowie den Trägerkörper 1 und den Ergänzungskörper 2 andererseits verwendeten Materialien sowie deren Elastizitätsmoduln – erreicht wird, dass der resultierende Teilungsträger T – umfassend den Trägerkörper 1, das Substrat 3 sowie den Ergänzungskörper 2 – einen Wärmeausdehnungskoeffizienten aufweist, der wesentlich durch den Wärmeausdehnungskoeffizienten des Substrates 3 bestimmt wird. As a result, therefore, the thickness D of the substrate 3 to choose so that - taking into account that for the substrate 3 on the one hand and the carrier body 1 and the supplementary body 2 on the other hand used materials and their moduli of elasticity - is achieved that the resulting graduation carrier T - comprising the carrier body 1 , the substrate 3 and the supplementary body 2 - Has a coefficient of thermal expansion, which is substantially due to the thermal expansion coefficient of the substrate 3 is determined.

Hierbei ist die Federkonstante einer jeweiligen Komponente 1, 2, 3 des Teilungsträgers T zu beachten, die bestimmt wird durch das Produkt aus Elastizitätsmodul E und Querschnittsfläche A bezogen auf die Ausdehnung L in Messrichtung (Erstreckungsrichtung R). Es gilt also allgemein D = E × A / L; mit A = B × d, wobei B die Breite und d die Dicke der jeweiligen Komponente des Teilungsträgers T ist. Da die Breite B und die Ausdehnung L in Messrichtung für das Substrat 3, den Trägerkörper 1 und den Ergänzungskörper 2 gleich sind, kommt es bei dem metallischen Substrat 3 auf das Produkt aus dessen Elastizitätsmodul und dessen Dicke D an, während bei dem Trägerkörper T und Ergänzungskörper 2 das Produkt aus dem Elatizitätsmodul des verwendeten isolierenden (Leiterplatten-)Materials und der resultierenden Dicke beider Körper 1, 2 heranzuziehen ist. Relevant dafür, dass der Wärmeausdehnungskoeffizient des Substrates 3 im Ergebnis bestimmend ist für den Wärmeausdehnungskoeffizienten des Teilungsträgers T insgesamt, ist daher das Verhältnis der Federkonstanten des Substrates 3 einerseits sowie des Trägerkörpers 1 und Ergänzungskörpers 2 andererseits. Here, the spring constant of a respective component 1 . 2 . 3 of the division carrier T, which is determined by the product of elastic modulus E and cross-sectional area A with respect to the dimension L in the measuring direction (extension direction R). It is therefore generally D = E × A / L; with A = B × d, where B is the width and d is the thickness of the respective component of the graduation carrier T. Since the width B and the extent L in the measuring direction for the substrate 3 , the carrier body 1 and the supplementary body 2 are the same, it comes with the metallic substrate 3 on the product of its modulus of elasticity and its thickness D an, while in the carrier body T and supplementary body 2 the product of the elitivity modulus of the insulating (circuit board) material used and the resulting thickness of both bodies 1 . 2 is to be used. Relevant to that the thermal expansion coefficient of the substrate 3 As a result, the overall coefficient of thermal expansion of the graduation carrier T determines the ratio of the spring constants of the substrate 3 on the one hand and the carrier body 1 and supplementary body 2 on the other hand.

Es gilt, dass der resultierende Wärmeausdehnungskoeffizient α eines Verbundes aus mehreren Einzellagen mit gleicher Breite und gleicher Ausdehnung in Messrichtung (Erstreckungsrichtung R des Teilungsträgers T) sich ergibt aus:

mit
E_i = E-Modul der Lage i [N/mm²], d_i = Dicke der Lage i [mm] und α_i = thermischer Ausdehnungskoeffzient der Lage i [1/K] It is true that the resulting coefficient of thermal expansion α of a composite of several individual layers with the same width and the same extent in the measuring direction (extension direction R of the graduation carrier T) results from:

With
E _i = modulus of elasticity of the position i [N / mm ² ], d _i = thickness of the layer i [mm] and α _i = thermal expansion coefficient of the layer i [1 / K]

Bei einem großen Wert des Verhältnisses der Federkonstanten bei gleicher Breite und gleicher Ausdehnung in Messrichtung der Einzellagen, ausgedrückt als Koeffizient aus dem Produkt des Elastizitätsmoduls (E-Modul) und der Dicke D des Substrates sowie dem Produkt des Elastizitätsmoduls (E-Modul) und der resultierenden Dicke 4·d des Trägerkörpers 1 und Ergänzungskörpers 2, führt dazu, dass der thermische Ausdehnungskoeffizient des Teilungsträgers T im Wesentlichen durch den Ausdehnungskoeffizienten des Substrates 3 bestimmt wird. With a large value of the ratio of the spring constant at the same width and the same extent in the measuring direction of the individual layers, expressed as a coefficient of the product of the modulus of elasticity (modulus) and the thickness D of the substrate and the product of the modulus of elasticity (modulus) and resulting thickness 4 · d of the carrier body 1 and supplementary body 2 , causes the thermal expansion coefficient of the graduation carrier T substantially by the expansion coefficient of the substrate 3 is determined.

Der besagte Quotient der Federkonstanten ist vorteilhaft größer als 5, insbesondere größer als 10. Dieser Quotient ist beispielsweise bei Verwendung eines Prepregs für den Trägerkörper 1 in Form des genannten DURAVER^® E-Qualität 104 der Firma ISOLA erreichbar, das einen Ausdehnungskoeffizient von 13 µ/K besitzt. The said quotient of the spring constants is advantageously greater than 5, in particular greater than 10. This quotient is, for example, when using a prepreg for the carrier body 1 reached 104 from Isola in the form of said DURAVER ^® E-quality, having a coefficient of expansion of 13 μ / K.

Als ein Beispiel sei angenommen, dass der Trägerkörper 1 und der Ergänzungskörper 2 beziehungsweise genauer deren Lagen 11, 12; 21, 22 aus DURAVER^® E-Qualität 104 der Firma ISOLA bestehen, wobei die einzelnen Lagen 11, 12, 21, 22 beispielsweise eine Dicke d von jeweils 0.075 mm im Ausgangszustand und 0.063 mm im verpressten Zustand aufweisen, also die Dicke 2·d des Trägerkörpers 1 und des Ergänzungskörpers 2 jeweils etwa 0.126 mm beträgt, und die resultierende Dicke 4·d (Gesamtdicke) beider Körper 1, 2 ca. 0.252 mm. As an example, suppose that the carrier body 1 and the supplementary body 2 or more precisely their positions 11 . 12 ; 21 . 22 made of DURAVER ^® E-quality 104 of the company ISOLA, whereby the individual layers 11 . 12 . 21 . 22 For example, have a thickness d of 0.075 mm in the initial state and 0.063 mm in the compressed state, ie the thickness 2 · d of the carrier body 1 and the supplementary body 2 is about 0.126 mm, and the resulting thickness is 4 × d (total thickness) of both bodies 1 . 2 approx. 0.252 mm.

Der Elastizitätsmodul des besagten Materials für den Trägerkörper 1 (und des Ergänzungskörpers 2) liegt bei etwa 23 kN/mm², sodass für das Produkt aus E-Modul und resultierender Dicke 4·d ein Wert von 5.8 kN/mm resultiert; und der Wärmeausdehnungskoeffizient beträgt 13 µ/K. The modulus of elasticity of said material for the carrier body 1 (and the supplementary body 2 ) is about 23 kN / mm ² , so that for the product of modulus of elasticity and resulting thickness 4 · d a Value of 5.8 kN / mm results; and the thermal expansion coefficient is 13 μ / K.

Weiterhin sei für das Substrat 3 beispielhaft ein ferromagnetisches Stahlblech, beispielsweise mit der Werkstoffnummer 1.4016 mit der Zusammensetzung X6Cr17, also ein ferritischer Edelstahl mit Chrom als Legierungskomponente verwendet, welches ein Elastizitätsmodul von 220 kN/mm² aufweist und somit bei einer Substratdicke D (nach Oberflächenbehandlung) von ca. 0.44 mm für das Produkt aus E-Modul und Dicke D einen Wert von 96.8 kN/mm hat. Weiterhin beträgt der thermische Ausdehnungskoeffizient des besagten Materials des Substrates 3 in etwa 10 µ/K. Furthermore, be for the substrate 3 For example, a ferromagnetic steel sheet, for example, with the material number 1.4016 with the composition X6Cr17, ie a ferritic stainless steel with chromium used as alloying component, which has a modulus of elasticity of 220 kN / mm ² and thus at a substrate thickness D (after surface treatment) of about 0.44 mm for the product of modulus of elasticity and thickness D has a value of 96.8 kN / mm. Furthermore, the thermal expansion coefficient of the said material of the substrate is 3 in about 10 μ / K.

Bei dieser Konfiguration liegt das Verhältnis (der Quotient) der Dicken D/4·d bei 1.75 und das entsprechende Verhältnis (der Quotient) der Elastizitätsmoduln bei 9.57. Daraus ergibt sich für das Verhältnis (den Quotienten) der Federkonstante des Substrates 3 bezogen auf die resultierende (gesamte) Federkonstante des Trägerkörpers 1 und des Ergänzungskörpers 2 der Wert 16.7 (unter der Voraussetzung gleicher Breite sowie gleicher Ausdehnung in Messrichtung). In this configuration, the ratio (the quotient) of the thicknesses D / 4 · d is 1.75 and the corresponding ratio (the quotient) of the elastic modulus is 9.57. This results in the ratio (the quotient) of the spring constant of the substrate 3 based on the resulting (total) spring constant of the carrier body 1 and the supplementary body 2 the value 16.7 (assuming the same width and the same extent in the measuring direction).

In diesem Fall liegt der resultierende Wärmeausdehnungskoeffizient des Teilungsträgers 1 bei 10.17 µ/K. Er unterscheidet sich also um weniger als 2% von dem thermischen Ausdehnungskoeffizienten des Substrates 3. Gleichzeitig ist er substantiell kleiner als der thermische Ausdehnungskoeffizient des Trägerkörpers 1 (sowie des Ergänzungskörpers 2), welcher um etwa 30% größer ist als der thermische Ausdehnungskoeffizient des Substrates 3. In this case, the resulting coefficient of thermal expansion of the graduation carrier is 1 at 10.17 μ / K. So it differs by less than 2% of the thermal expansion coefficient of the substrate 3 , At the same time it is substantially smaller than the thermal expansion coefficient of the carrier body 1 (as well as the supplementary body 2 ), which is about 30% larger than the thermal expansion coefficient of the substrate 3 ,

Allgemein weicht gemäß dem vorliegenden Beispiel bei einer Substratdicke D zwischen 0.3 mm und 0.6 mm der resultierende Wärmeausdehnungskoeffizient des Teilungsträgers T um 2.5% bis 1.3% von dem Ausdehnungskoeffizienten des Substrates 3 alleine ab. Das vorstehend definierte Verhältnis der Federkonstanten, definiert als Quotient aus der Federkonstanten des Substrates 3 und der Federkonstanten von Trägerkörper 1 und Ergänzungskörper 2, liegt dabei in einem Bereich zwischen 11 und 23. In general, according to the present example, given a substrate thickness D between 0.3 mm and 0.6 mm, the resulting coefficient of thermal expansion of the graduation carrier T deviates by 2.5% to 1.3% from the expansion coefficient of the substrate 3 alone. The above-defined ratio of the spring constant, defined as the quotient of the spring constant of the substrate 3 and the spring constant of carrier body 1 and supplementary body 2 , lies in an area between 11 and 23 ,

Grundsätzlich könnte bei weiterer Erhöhung der Dicke D des Substrates 3 der resultierende Wärmeausdehnungskoeffizient noch weiter an den Ausdehnungskoeffizienten des Substrates 3 angenähert werden. Allerdings würde ab einer bestimmten Dicke des Substrates 3 das Gewicht eines Nutzens, aus dem die Teilungsträger T durch Vereinzeln hergestellt werden, so groß, dass die Handhabung beim Fertigungsprozess sowie beim anschließenden Vereinzeln der Teilungsträger erheblich erschwert würde. In principle, upon further increase in the thickness D of the substrate 3 the resulting coefficient of thermal expansion still further on the coefficient of expansion of the substrate 3 be approximated. However, starting from a certain thickness of the substrate 3 the weight of a benefit from which the graduation carriers T are produced by singulation, so great that the handling during the manufacturing process and the subsequent separation of the graduation carrier would be considerably more difficult.

Wie bereits beschrieben, wird der Trägerkörper 1 – und vorteilhaft in gleicher Weise auch der Ergänzungskörper 2 – durch Verpressen an dem Substrat 3 befestigt, sodass eine Haftverbindung zwischen dem jeweiligen Körper 1, 2 und dem Substrat 3 resultiert. Das Substrat 3 bildet dann im Ergebnis einen Kern des Teilungsträgers T. Es kann dann insbesondere auf die Verwendung zusätzlicher Verbindungsmittel wie zum Beispiel eines zusätzlichen Klebemittels, zur Verbindung des jeweiligen Körpers 1, 2 mit dem Substrat 3 verzichtet werden. As already described, the carrier body 1 - And advantageous in the same way and the supplementary body 2 - By pressing on the substrate 3 attached, so that an adhesive bond between the respective body 1 . 2 and the substrate 3 results. The substrate 3 As a result, it forms a core of the graduation carrier T. It can then be used, in particular, for the use of additional connecting means, for example an additional adhesive, for connecting the respective body 1 . 2 with the substrate 3 be waived.

Das Verpressen beziehungsweise Plattieren wird als warmer Prozess ausgeführt. Das heißt, der jeweilige Körper 1, 2 wird unter Druck und erhöhter Temperatur mit dem Substrat 3 verpresst. Die Temperatur liegt dabei bevorzugt oberhalb der Glasübergangstemperatur des für den Trägerkörper 1 (sowie den Ergänzungskörper 2) verwendeten Materials; im vorliegenden Beispiel ist etwa eine Temperatur von 190°C zweckmäßig. Bei diesem Verpressen wird das im Leiterplattenmaterial der Körper 1, 2 gebundene Harz verflüssigt und dieses Harz dient zur Haftverbindung zwischen dem jeweiligen Körper 1, 2 und dem Substrat 3. Zur Verbesserung dieser Haftverbindung kann die Oberfläche des Substrats 3 aufgerauht sein, insbesondere angeätzt. The pressing or plating is carried out as a warm process. That is, the respective body 1 . 2 is under pressure and elevated temperature with the substrate 3 pressed. The temperature is preferably above the glass transition temperature of the carrier body 1 (as well as the supplementary body 2 ) used material; In the present example, a temperature of about 190 ° C is expedient. During this compression, the material in the printed circuit board material becomes the body 1 . 2 bonded resin liquefies and this resin is used for bonding between the respective body 1 . 2 and the substrate 3 , To improve this adhesive bond, the surface of the substrate 3 roughened, especially etched.

Das Verbinden des Trägerkörpers 1 (sowie des Ergänzungskörpers 2) mit dem Substrat 3 kann an einem Nutzen erfolgen, also vor einer Vereinzelung einer Mehrzahl zunächst gemeinsam hergestellter Trägerkörper T. In diesem Fall können eine Teilung der zur Bildung der Messteilung 15 verwendeten Metallschicht (Kupferschicht) sowie das Belichten und Ätzen ebenfalls am Nutzen vorgenommen werden; und erst im Anschluss daran wird eine Vereinzelung durchgeführt. Hierbei handelt es sich um übliche, bekannte Herstellungsprozesse. The connection of the carrier body 1 (as well as the supplementary body 2 ) with the substrate 3 can be done on a benefit, ie before a separation of a plurality of initially produced together support body T. In this case, a division of the formation of the measurement division 15 used metal layer (copper layer) and the exposure and etching are also made on the benefit; and only then is a singling done. These are customary, known manufacturing processes.

Die 2 und 3 zeigen in einer Draufsicht und einer Querschnittsdarstellung einen Teilungsträger T der in 1 dargestellten Art, umfassend einen Trägerkörper 1 mit Messteilung 15, ein Substrat 3 und einen auf der dem Trägerkörper 1 abgewandten Seite des Substrates 3 vorgesehenen Ergänzungskörper 2, der an einer Tragstruktur S angebracht ist. The 2 and 3 show in a plan view and a cross-sectional view of a graduation carrier T in 1 illustrated type, comprising a carrier body 1 with graduation 15 , a substrate 3 and one on the carrier body 1 opposite side of the substrate 3 provided supplementary body 2 which is attached to a support structure S.

Das Anbringen des Teilungsträgers T an der Tragstruktur S kann beispielsweise außerhalb der Werkzeugmaschine erfolgen, an der der Teilungsträger T zur Positionsmessung angeordnet werden soll. Anschließend erfolgt die Anordnung des Teilungsträgers T an dem entsprechenden Maschinenteil oder sonstigem Bauteil dadurch, dass die Tragstruktur S hieran befestigt wird, beispielsweise durch Verschrauben. The attachment of the graduation carrier T to the support structure S can take place, for example, outside the machine tool on which the graduation carrier T is to be arranged for position measurement. Subsequently, the arrangement of the graduation carrier T takes place on the corresponding machine part or other component in that the support structure S is attached thereto, for example by screwing.

In diesem Fall ist der Wärmeausdehnungskoeffizient der Tragstruktur S so zu wählen dass dieser mit dem Wärmeausdehnungskoeffizient des Substrates 3 des Teilungsträgers T beziehungsweise dem resultierenden Ausdehnungskoeffizienten des Teilungsträgers T insgesamt möglichst weitgehend übereinstimmt. Die Tragstruktur S kann insbesondere aus Stahl bestehen und als Material für das Substrat 3 ein entsprechender Stahl verwendet werden. In this case, the coefficient of thermal expansion of the support structure S should be chosen such that it corresponds to the thermal expansion coefficient of the substrate 3 of the graduation carrier T or the resulting coefficient of expansion of the graduation carrier T as far as possible coincides as far as possible. The support structure S may consist in particular of steel and as a material for the substrate 3 a corresponding steel can be used.

Es ist dabei auch möglich, dass die Tragstruktur S bereits in eine Werkzeugmaschine oder dergleichen integriert ist, wenn der Teilungsträger T hieran befestigt wird. It is also possible that the support structure S is already integrated in a machine tool or the like, when the graduation carrier T is attached thereto.

Die Tragstruktur S kann auch unmittelbarer Bestandteil der Werkzeugmaschine selbst sein, beispielsweise in Form einer Komponente einer Maschinenführung. The support structure S can also be an immediate component of the machine tool itself, for example in the form of a component of a machine guide.

Anhand der 2 und 3 ist deutlich, dass die Tragstruktur S entlang der Erstreckungsrichtung R des Teilungsträgers T und der Messteilung 15 erstreckt ist und eine Aufnahme A in Form einer Vertiefung aufweist, die an die äußere Kontur des Teilungsträgers T angepasst ist, sodass der Teilungsträger T im Ausführungsbeispiel mit seinem Ergänzungskörper 2 und einem Teil des Substrates 3 in der Aufnahme A der Tragstruktur S angeordnet werden kann. Based on 2 and 3 is clear that the support structure S along the extension direction R of the graduation carrier T and the measurement graduation 15 is extended and has a receptacle A in the form of a recess which is adapted to the outer contour of the graduation carrier T, so that the graduation carrier T in the exemplary embodiment with its supplementary body 2 and a part of the substrate 3 can be arranged in the receptacle A of the support structure S.

Die Befestigung des Teilungsträgers T an der Tragstruktur S erfolgt vorliegend an einer Mehrzahl voneinander beabstandeter Befestigungsstellen B. Diese sind, quer zur Erstreckungsrichtung R des Teilungsträgers T, beidseits der Messteilung 15 (paarweise) vorgesehen; und dies an mehreren entlang der Erstreckungsrichtung R des Teilungsträgers T voneinander beabstandeten Punkten. The attachment of the graduation carrier T to the support structure S takes place in the present case at a plurality of mutually spaced attachment points B. These are, transverse to the direction of extension R of the graduation carrier T, both sides of the measuring graduation 15 (in pairs) provided; and this at several points along the extension direction R of the graduation carrier T spaced apart points.

Insbesondere können Befestigungsstellen B jeweils an den Stirnseiten des Teilungsträgers T vorgesehen sein, von denen in 2 lediglich eine (linke) Stirnseite erkennbar ist, sowie weiterhin an geeigneten Stellen zwischen den beiden Stirnseiten des Teilungsträgers T, abhängig von dessen Länge in Erstreckungsrichtung R, also Messrichtung. In particular, fastening points B can be provided in each case on the end sides of the graduation carrier T, of which in 2 only one (left) end face can be seen, and furthermore at suitable points between the two end faces of the graduation carrier T, depending on its length in the extension direction R, ie measuring direction.

Die Befestigung des Teilungsträgers T an der Tragstruktur S erfolgt vorliegend durch Schweißen, und zwar im Ausführungsbeispiel konkret dadurch, dass die voneinander beabstandeten Befestigungsstellen B, an denen der Teilungsträger T mit der Tragstruktur S verbunden ist, jeweils als Schweißstellen ausgeführt sind, an denen eine Schweißverbindung zwischen dem Teilungsträger T, genauer dessen Substrat 3, und der Tragstruktur S besteht. Die Befestigungsstellen B in Form von Schweißstellen sind dabei hier als Schweißpunkte ausgeführt; das heißt, die Verbindung zwischen Teilungsträger T bzw. dem Substrat 3 einerseits und der Tragstruktur S andererseits erfolgt an den besagten Befestigungsstellen B jeweils durch Punktschweißen. Der Durchmesser der Schweißpunkte kann dabei beispielsweise in einer Größenordnung von etwa 1 mm liegen. The attachment of the graduation carrier T to the support structure S takes place in the present case by welding, specifically in the exemplary embodiment in that the spaced apart attachment points B, at which the graduation carrier T is connected to the support structure S, are each designed as welds, where a welded joint between the graduation carrier T, more precisely its substrate 3 , and the support structure S exists. The attachment points B in the form of welds are executed here as welding points; that is, the connection between graduation carrier T or the substrate 3 on the one hand and the support structure S on the other hand takes place at the said fastening points B in each case by spot welding. The diameter of the spot welds may be, for example, on the order of about 1 mm.

Damit die Schweißverbindung zwischen dem Teilungsträger T und der Tragstruktur S über das Substrat 3 erfolgen kann, ist zwischen dem Substrat 3 und der Tragstruktur S eine elektrisch leitfähige Verbindung herzustellen. Dazu ist der Teilungsträger T so ausgeführt, dass zumindest an den Befestigungsstellen B Teile des Substrates 3, die mit der Tragstruktur S in Kontakt zu bringen sind, nicht mit Material des Trägerkörpers 1 oder Ergänzungskörpers 2 bedeckt sind. Hierzu kann beispielsweise vorgesehen sein, Material des Trägerkörpers 1 und des Ergänzungskörpers 2 (an bestimmten Stellen) von dem Substrat 3 abzutragen. Dies wird nachfolgend anhand 4 noch näher erläutert werden. So that the welded joint between the graduation carrier T and the support structure S over the substrate 3 can take place between the substrate 3 and the support structure S to make an electrically conductive connection. For this purpose, the graduation carrier T is designed such that at least at the attachment points B parts of the substrate 3 , which are to be brought into contact with the support structure S, not with material of the carrier body 1 or supplementary body 2 are covered. For this purpose, for example, be provided material of the carrier body 1 and the supplementary body 2 (at certain locations) from the substrate 3 ablate. This will be explained below 4 will be explained in more detail.

Die in den 2 und 3 gezeigte Anordnung eines Teilungsträgers T an einer Tragstrutur S mittels Schweißens hat den Vorteil, dass die Verbindung an den Befestigungsstellen B ohne substantiellen Temperatureintrag beim Fügen lokal definiert hergestellt werden kann, und dass hierbei eine hochbeständige Verbindung geschaffen wird. The in the 2 and 3 shown arrangement of a graduation carrier T to a support structure S by welding has the advantage that the connection to the attachment points B can be made locally defined without substantial temperature entry during joining, and that in this case a highly resistant connection is created.

Das Abtragen von Material des Trägerkörpers 1 und des Ergänzungskörpers 2 von dem Substrat 3 kann (zur Vorbereitung einer Verbindung durch Schweißen) auf unterschiedliche Weise erfolgen, zum Beispiel durch Trennschleifen. The removal of material of the carrier body 1 and the supplementary body 2 from the substrate 3 can (in preparation for a connection by welding) done in different ways, for example by cutting.

4 zeigt eine Anordnung zum lokalen Entfernen von Material sowohl des Trägerkörpers 1 als auch des Ergänzungskörpers 2 von dem Substrat 3, um an den hierdurch freigelegten Stellen des Substrates 3 eine direkte Verbindung mit der Tragstruktur S zu ermöglichen, wie in 3 gezeigt. 4 shows an arrangement for locally removing material both of the carrier body 1 as well as the supplementary body 2 from the substrate 3 to the thus exposed areas of the substrate 3 to allow a direct connection with the support structure S, as in 3 shown.

Gemäß 4 soll das Abtragen von Material des Trägerkörpers 1 und des Ergänzungskörpers 2 beim Vereinzeln einer Mehrzahl Teilungsträger T erfolgen, die gemeinsam auf einem entsprechend großen Substrat hergestellt worden sind. According to 4 intended to remove material from the carrier body 1 and the supplementary body 2 when separating a plurality of graduation carriers T, which have been produced together on a correspondingly large substrate.

Dabei ist eine erste Station 100 vorgesehen, an der mittels Schleifelementen 102 Material des Ergänzungskörpers 2 abgetragen wird. This is a first stop 100 provided, by means of grinding elements 102 Material of the supplementary body 2 is removed.

Eine weitere (zweite) Station 200 weist Vereinzelungselemente 201 (Trennelemente, z.B. in Form von Trennscheiben) zum Vereinzeln der Teilungsträger T und zum (gleichzeitigen) Entfernen von Material des Trägerkörpers 1 auf. Another (second) station 200 has separating elements 201 (Separating elements, eg in the form of cutting discs) for separating the graduation carrier T and for (simultaneous) removal of material of the carrier body 1 on.

Selbstverständlich kann abweichend von der in 4 gezeigten Anordnung vorgesehen sein, dass das Material des Trägerkörpers 1 selektiv mittels einer separaten Fräse abgetragen wird und Material des Ergänzungskörpers 2 beim Vereinzeln entfernt wird. Weiterhin kann das Abtragen von Material des Trägerkörpers 1 und des Ergänzungskörpers 2 jeweils auch völlig unabhängig von der Vereinzelung der Teilungsträger T erfolgen. Of course, deviating from the in 4 be provided arrangement shown that the material of the carrier body 1 selectively by means of a separate cutter is removed and material of the supplementary body 2 when separating is removed. Furthermore, the removal of material of the carrier body 1 and the supplementary body 2 each completely independent of the separation of the division carrier T done.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 102008017857 A1 [0003, 0042]
US 2004/0211078 A1 [0005]

Zitierte Nicht-PatentliteraturCited non-patent literature

IS 410 [0015]

Claims

Graduation carrier for a position-measuring device, comprising - a carrier body formed from an electrically insulating material ( 1 ), - a first surface ( 10a ) of the carrier body ( 1 ), on which an inductively scannable measuring graduation ( 15 ), and - a metallic substrate ( 3 ), on which the carrier body ( 1 ) with one of the first surface ( 10a ) opposite second surface ( 10b ) and with which the carrier body ( 1 ), characterized in that on a the carrier body ( 1 ) facing away from the surface ( 32 ) of the substrate ( 3 ) on the substrate ( 3 ) adjoining supplementary body ( 2 ) parallel to the carrier body ( 1 ) fixed to the substrate ( 3 ) connected is.

Graduation carrier according to claim 1, characterized in that the supplementary body ( 2 ) consists of the same material as the carrier body ( 1 ).

Graduation carrier according to claim 1 or 2, characterized in that the supplementary body ( 2 ) has the same thickness (2 · d) as the carrier body ( 1 ).

Graduation carrier according to one of the preceding claims, characterized in that the carrier body ( 1 ) consists of a printed circuit board material.

Graduation carrier according to one of the preceding claims, characterized in that the substrate ( 3 ) has a thickness (D) such that the coefficient of thermal expansion of the graduation carrier (T) is substantially determined by the thermal expansion coefficient of the substrate ( 3 ), in particular the coefficient of thermal expansion of the graduation carrier (T) is less than 10% of the thermal expansion coefficient of the substrate ( 3 ) deviates.

Graduation carrier according to one of the preceding claims, characterized in that the thickness (D) of the substrate ( 3 ) is between 0.2 mm and 1 mm, in particular between 0.3 mm and 0.6 mm.

Graduation carrier according to one of the preceding claims, characterized in that the substrate ( 3 ) consists of a ferromagnetic metal.

Graduation carrier according to one of the preceding claims, characterized in that the substrate ( 3 ) is formed by a ferromagnetic stainless steel, in particular with chromium as alloying component.

Graduation carrier according to one of the preceding claims, characterized in that the carrier body ( 1 ) has at least two layers, one layer ( 11 ) with the measuring graduation ( 15 ) and another location ( 12 ) on the substrate ( 3 ) is present.

Graduation carrier according to one of the preceding claims, characterized in that the carrier body ( 1 ) and the supplementary body ( 2 ) are formed by a resin-containing printed circuit board material and that the carrier body ( 1 ) and the supplementary body ( 2 ) with the substrate ( 3 ) so that they are pressed against the substrate by means of the resin ( 3 ) be liable.

Graduation carrier according to one of the preceding claims, characterized in that the graduation carrier (T) over the substrate ( 3 ) is fixed to a support structure (S).

Graduation carrier according to claim 11, characterized in that the graduation carrier (T) over the substrate ( 3 ) is connected at a plurality of spaced apart welds (B) with the support structure (S).

Position measuring device for determining the position of two mutually movable objects, comprising - a graduation carrier (T) having an inductively scannable measuring graduation ( 15 ), and - a scanning unit (E) for inductive scanning of the graduation carrier, characterized by a graduation carrier (T) according to one of claims 1 to 12.

Method for producing a graduation carrier for a position-measuring device, in which a) on a metallic substrate ( 3 ) a carrier body ( 1 ) is applied from an insulating material, which is used as a carrier of an inductively scannable measuring graduation ( 15 ) of the position measuring device, and b) the carrier body ( 1 ) with the substrate ( 3 ), characterized in that the carrier body ( 1 ) with the substrate ( 3 ) is pressed so that it on the substrate ( 3 ) and that on one of the support body ( 1 ) opposite and facing away from this surface ( 32 ) of the substrate ( 3 ) a supplementary body ( 2 ) by contacting with the substrate ( 3 ) is pressed so that he is liable to this.

A method according to claim 14, characterized in that the carrier body ( 1 ) and the supplementary body ( 2 ) Are resinous printed circuit board materials which are bonded to the substrate ( 3 ) are pressed directly, whereby an adhesive bond results through the resin, without that between the Carrier body ( 1 ) and the substrate ( 3 ) or between the substrate ( 3 ) and the supplementary body ( 2 ) a separate adhesive is inserted.

Method according to one of claims 14 or 15, characterized in that the graduation carrier (T) at a plurality of spaced attachment points (B) on a metallic support structure (S) is fixed.

A method according to claim 16, characterized in that at the attachment points (B), the substrate ( 3 ) of the graduation carrier (T) is locally welded to the support structure (S).