DE19913787A1 - Drehgeber - Google Patents

Abstract

Solche Drehgeber haben ein Gehäuse, in dem eine Welle drehbar gelagert ist. In axialer Verlängerung des Drehgebers sitzt auf dem Gehäuse ein Klemmkasten zum Anschließen von Leitungen. Durch den Klemmkasten wird die axiale Länge des Drehgebers vergrößert. DOLLAR A Um eine einfache Montage, eine konstruktiv einfache Ausbildung und eine geringe axiale Länge zu erreichen, ist der Kasten im Bereich radial neben der Welle am Gehäuse befestigt. Die axiale Länge des Gehäuses wird durch den Kasten nicht vergrößert, so daß der Drehgeber eine kompakte Bauform hat. Da der Kasten seitlich am Gehäuse sitzt, kann der Drehgeber mit einer Hohlwelle oder Einsteckwelle versehen sein. DOLLAR A Der Drehgeber dient zur Weg- oder Winkelmessung.

Description

Die Erfindung betrifft einen Drehgeber nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Bekannte Drehgeber (Fig. 1) haben ein haubenförmiges Gehäuse 1, das mit einem elektrischen Anschluß 2 versehen ist, der in der Regel ein Kabeldurchlaß mit Kabel oder Stecker ist. Das Gehäuse 1 sitzt auf einem Flansch 3, mit dem es geschlossen wird und in dem eine Welle 4 drehbar gelagert ist. Im Flansch 3 sind zwei mit axialem Ab­ stand voneinander liegende Lager 5, 6 untergebracht, welche die Welle 4 drehbar abstützen. Auf dem freien Ende der Welle 4 sitzt in­ nerhalb des Gehäuses 1 drehfest ein Maßstab 7, dem im Gehäuse 1 eine dem Maßstab 7 angepaßte Abtastelektronik 9 zugeordnet ist. Sie sitzt auf einer im Gehäuse untergebrachten Leiterplatte 8, mit welcher die Abtastelektronik 9 mit dem als Stator wirkenden Flansch 3 verbunden ist. Der Drehgeber wird in der Regel mit einem Stecker oder einem mit dem Drehgeber verbundenen Kabelschwanz an weite­ re Geräte, z. B. elektronische Steuerungen, angeschlossen.

Es sind inkrementale und absolute Drehgeber ohne Busanschluß oder Parametrierkanal bekannt, die einen einzigen Kabelstrang oder einen einzigen Stecker haben. Bei langen Zuleitungen zum Drehge­ ber entstehen hohe Installations- und Reparaturkosten. So muß das mit dem Drehgeber verbundene lange Kabel bei Reparaturarbeiten aus dem Kabelschacht gezogen und zusammen mit dem Drehgeber zur Reparatur eingeschickt werden. Bei Steckern muß bei der Instal­ lation in der Werkshalle teilweise vor Ort mit aufwendigem Labor­ werkzeug, insbesondere mit einem Lötkolben, gearbeitet werden, da der Stecker schlecht durch die Kabelschächte gezogen werden kann.

Es sind auch Drehgeber bekannt, die mit einem Busknoten ausge­ stattet sind, so daß mehrere Drehgeber miteinander vernetzt werden können. In diesem falle sind mindestens ein Eingangs- und Aus­ gangsanschluß in form eines Buseinganges 10 und eines Busabgan­ ges 11 erforderlich. Hat der Drehgeber nur einen Kabelstrang oder einen Stecker 12 (Fig. 2a), dann muß der jeweilige Drehgeber über eine Stichleitung 13 an einen sog. T-Koppler 14 angeschlossen wer­ den. Die Stichleitung 13 enthält den Buseingang und den Busabgang. Über die T-Koppler 14 werden die Drehgeber an einen Bus 15 ange­ schlossen. Die Stichleitungen 13 dürfen aus Gründen der Übertra­ gungsqualität nur kurz sein. Sie reichen darum oft nicht aus, um den Meßort zu erreichen. Darüber hinaus entstehen hohe Installationsko­ sten durch die zusätzlich erforderlichen T-Koppler 14. Deren Installa­ tion erfordert zudem zusätzliche Kosten.

Um die T-Koppler 14 zu vermeiden, ist es auch bekannt, die Drehge­ ber mit zwei oder mehr Kabelsträngen für den Buseingang 10 und den Busabgang 11 zu verbinden (Fig. 2b). Dann ist zwar nicht mehr die Montage von T-Kopplern erforderlich, jedoch müssen im Repara­ turfalle die mit dem Drehgeber verbundenen Kabel 15 (Bus) aus dem Kabelschacht gezogen und eingeschickt werden. Bei Steckerausfüh­ rungen ist Laborwerkzeug, wie z. B. ein Lötkolben, erforderlich, um die Stecker vor dem Herausziehen aus den Kabelschächten zu ent­ fernen.

Bei Drehgebern mit einer Vollwelle (Fig. 2c) ist es bekannt, auf dem Gehäuse 1 der Drehgeber einen Klemmkasten 16 mit Schrauben zu befestigen. Diese Klemmkästen 16, die Klemmen zum Anschließen der Leitungen enthalten, liegen in axialer Verlängerung des Drehge­ bers. Nach dem Lösen der Schrauben können die Klemmkästen 16 an der Trennstelle 17 vom Gehäuse 1 abgenommen werden. Die Klemmkästen sind mit wenigstens zwei Kabeldurchlässen 10, 11 ver­ sehen, um die Drehgeber an die Busleitung 15 anzuschließen. Für Drehgeber mit einer Hohlwelle oder Einsteckwelle ist diese Bauart wenig geeignet. Drehgeber mit Hohl- oder Einsteckwelle werden we­ gen ihrer flachen Bauart bevorzugt in der Antriebstechnik eingesetzt. Da auf den Gehäusen 1 der Drehgeber der Klemmkasten sitzt, wird die axiale Länge des Drehgebers erheblich vergrößert. Darüber hin­ aus muß die durch den Drehgeber sich erstreckende Hohlwelle zu­ sätzlich abgedichtet werden.

Es sind schließlich Drehgeber bekannt (Fig. 3), die parametrierbar sind und eine Parametrierschnittstelle aufweisen. Das Gehäuse 1 der Drehgeber ist in diesem falle zusätzlich zum Meßkanalanschluß 12 mit einem Parametrierkanalanschluß 18 für die kundenseitige Programmierung versehen. Die Stecker 12, 18 sind frei zugänglich und können darum bei der Installation leicht vertauscht werden. Der Parametrierstecker 18 muß genauso dicht sein wie der Meßkanal­ stecker 12 und ist dementsprechend teuer. Zusätzlich muß nach der Programmierung eine Staubschutz- und Berührschutzkappe montiert werden, um eine Verschmutzung und Beschädigung durch elek­ trostatische Entladung zu vermeiden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den gattungsgemäßen Drehgeber so auszubilden, daß er einfach montiert werden kann, da­ bei aber eine konstruktiv einfache Ausbildung und insbesondere nur eine geringe axiale Länge aufweist.

Diese Aufgabe wird beim gattungsgemäßen Drehgeber erfindungs­ gemäß mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruches 1 ge­ löst.

Beim erfindungsgemäßen Drehgeber sitzt der die elektrischen und/oder elektronischen Bauteile enthaltende Kasten im Bereich ra­ dial neben der Welle am Gehäuse. Dadurch wird durch diesen Kasten die axiale Länge des Gehäuses nicht vergrößert, so daß sich der er­ findungsgemäße Drehgeber durch eine kompakte Bauform auszeich­ net. Da der Kasten seitlich am Gehäuse sitzt, kann der Drehgeber vorteilhaft mit einer Hohlwelle oder Einsteckwelle versehen sein. Ab­ dichtprobleme treten hierbei nicht auf, da eine solche Welle nicht in den Bereich des Kastens gelangt.

Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den weiteren An­ sprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen.

Die Erfindung wird anhand einiger in den Zeichnungen dargestellter Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 in schematischer Darstellung und im Axialschnitt einen herkömmlichen Drehgeber,

Fig. 2a bis 2c verschiedene Möglichkeiten des Anschlusses mehrerer bekannter Drehgeber,

Fig. 3 in schematischer Darstellung eine weitere Ausführungs­ form eines herkömmlichen Drehgebers,

Fig. 4 bis 7 in schematischer Darstellung und in Seitenansicht ver­ schiedene Ausführungsbeispiele eines erfindungsgemä­ ßen Drehgebers,

Fig. 8 in Draufsicht eine weitere Ausführungsform eines erfin­ dungsgemäßen Drehgebers,

Fig. 9 eine Seitenansicht des Drehgebers gemäß Fig. 8.

Der Drehgeber gemäß Fig. 4 dient zur Weg- oder Winkelmessung und hat ein haubenförmiges Gehäuse 31, in dem eine Welle 32 dreh­ bar gelagert ist. Sie kann als Hohlwelle, als Einsteckwelle oder Voll­ welle ausgebildet sein. Der Drehgeber hat im übrigen, wie anhand von Fig. 1 im einzelnen erläutert worden ist, in seinem Gehäuse 31 den drehfest auf der Welle sitzenden Maßstab, dem die an den Maß­ stab angepaßte Elektronik zugeordnet ist. Sie ist über eine Leiter­ platte mit dem Flansch verbunden. Das Abtastprinzip des Drehgebers kann beliebig sein, beispielsweise optisch, magnetisch, induktiv oder kapazitiv.

An das Gehäuse 31 ist seitlich ein Klemmkasten 33 angesetzt. Er liegt radial zum Gehäuse 31 und damit auch radial zur Welle 32. Der Klemmkasten 33 ist vorteilhaft axial nicht länger als das Gehäuse 31. Im dargestellten Ausführungsbeispiel haben das Gehäuse 31 und der Klemmkasten 33 gleiche axiale Länge. Zwischen dem Gehäuse 31 und dem Klemmkasten 33 wird eine Trennstelle 34 gebildet. Der Klemmkasten kann somit radial vom Gehäuse 31 abgezogen werden, wenn (nicht dargestellte) Schrauben gelöst worden sind. Da der Klemmkasten 33 radial abgezogen werden kann, kann der Drehgeber mit einer Hohl- oder Einsteckwelle versehen sein, die wegen ihrer flachen Bauart bevorzugt in der Antriebstechnik eingesetzt werden. Eine aufwendige Formgebung und Abdichtung von rotierenden Teilen ist somit nicht erforderlich, da der Klemmkasten 33 seitlich außerhalb des Einbauraumes der Welle 32 liegt. Der Klemmkasten 33 ist mit einem elektrischen Anschluß 35 versehen, der üblicherweise ein Durchlaß mit Kabel oder Stecker ist.

Beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 5 ist der Klemmkasten 33 mit mehr als einem elektrischen Anschluß 35 versehen. Im dargestellten Ausführungsbeispiel sind elektrische Anschlüsse 35 vorhanden. Der Klemmkasten 33 ist wiederum über die Trennstelle 34 seitlich an das Gehäuse 31 angeschlossen.

Fig. 6 zeigt die Möglichkeit, im Klemmkasten 33, der über die Trenn­ stelle 34 wiederum seitlich am Gehäuse 31 befestigt ist, eine Para­ metrierschnittstelle 36 unterzubringen. Sie läßt sich auf diese Weise kostengünstig in den Drehgeber integrieren, da durch den Klemmka­ sten 33 ein Staub- und Berührungsschutz für die Parametrierschnitt­ stelle 36 automatisch gegeben ist.

Beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 7 ist an das Gehäuse 31 des Drehgebers ein Anschlußkasten 37 mit einem integrierten intelligen­ ten Interface angeschlossen. Das intelligente Interface kann bei­ spielsweise ein Busknoten sein. Der Anschlußkasten 37 dient bei­ spielsweise als Zwischenstück zwischen dem Sensorteil des Drehge­ bers und einem passiven Anschlußkasten 38, der auch ein Klemmka­ sten wie bei den Ausführungsbeispielen gemäß den Fig. 4 bis 6 sein kann. Die beiden Anschlußkästen 37, 38 sind seitlich an das Gehäu­ se des Drehgebers angesetzt und können quer von ihm abgezogen werden. Zwischen dem Gehäuse 31 und dem Anschlußkasten 37 so­ wie zwischen den beiden Anschlußkästen 37, 38 ist jeweils die Trennstelle 34 vorgesehen. Über diese beiden Trennstellen 34 kann der Anschlußkasten 38 vom Anschlußkasten 37 sowie der Anschluß­ kasten 37 vom Gehäuse 31 abgezogen werden.

Bei sämtlichen Ausführungsbeispielen nach den Fig. 4 bis 7 kann als Welle 32 eine flach bauende Hohlwelle verwendet werden. Wenn die Drehgeber mit einem Bussystemknoten versehen sind, können sie miteinander ohne Verwendung von T-Kopplern miteinander vernetzt werden. Dadurch können die Installationskosten sehr gering gehalten werden, da solche T-Koppler entfallen können und eine zweifache Installation des Drehgebers und eines solchen T-Kopplers entfällt. Auch bei der Ausführungsform nach der Fig. 7 kann in den Anschluß­ kasten 37 und/oder in den Anschlußkasten 38 eine Parametrier­ schnittstelle integriert sein. Für die Installation des Drehgebers ist ein Lötkolben nicht erforderlich, da der Klemmkasten 33 bzw. die An­ schlußkästen 37, 38 durch einfache Steckverbindungen an das Ge­ häuse 31 des Drehgebers angesetzt werden können. Sind Reparatu­ ren erforderlich, können der Klemmkasten 33 und/oder das intelli­ gente Interface 37 und/oder der Anschlußkasten 38 abgezogen und ohne erneuten Verdrahtungsaufwand beispielsweise auf ein Aus­ tauschgerät gesteckt werden.

Die Fig. 8 und 9 zeigen einen Drehgeber, der mit einer Hohlwelle 32 versehen ist. Sie ist innerhalb des Gehäuses 31 mit (nicht darge­ stellten) Lagern drehbar abgestützt. An das Gehäuse 31 ist über die Trennstelle 34 seitlich der Klemmkasten 33 angesetzt. Sein elektri­ scher Anschluß 35 hat einen Buseingang 39, einen Busausgang 40 und einen optionalen Kabeldurchlaß 41 für eine getrennte Span­ nungsversorgung. Der Klemmkasten 33 kann nach Lösen von (nicht dargestellten) Schrauben an der Trennstelle 34 quer zur Achse der Hohlwelle 32 abgezogen werden. Die Abziehrichtung des Klemmka­ stens 33 liegt somit radial zur Hohlwelle 32. Fig. 9 zeigt, daß der Drehgeber mit dem seitlich angesetzten Klemmkasten 33 nur eine geringe Bauhöhe hat.

Claims (11)

1. Drehgeber zur Weg- bzw. Winkelmessung, mit einer Welle, die in einem Gehäuse drehbar gelagert ist, an das ein elektrische und/oder elektronische Bauteile enthaltender Kasten anschließ­ bar ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Kasten (33, 37, 38) im Be­ reich radial neben der Welle (32) am Gehäuse (31) befestigt ist.

2. Drehgeber nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kasten (33, 37, 38) quer zur Achse der Welle (32) vom Gehäuse (31) abnehmbar ist.

3. Drehgeber nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Kasten (33, 37, 38) höchstens etwa gleiche axiale Länge wie das Gehäuse (31) hat.

4. Drehgeber nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Kasten (33, 38) wenigstens einen Anschluß (35) aufweist.

5. Drehgeber nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß im Kasten (33, 37, 38) wenigstens eine Parametrierschnittstelle (36) untergebracht ist.

6. Drehgeber nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Kasten (33) ein Klemmkasten ist.

7. Drehgeber nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Kasten (37, 38) ein Anschluß­ kasten mit einem Interface, vorzugsweise einem intelligenten Interface, ist.

8. Drehgeber nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Kasten (38) über einen An­ schlußkasten (37) an das Gehäuse (31) angeschlossen ist.

9. Drehgeber nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Kasten (38) vom Anschlußka­ sten (37) abziehbar ist.

10. Drehgeber nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Anschlußkasten (37) im Be­ reich radial neben der Welle (32) an das Gehäuse (31) ange­ schlossen ist.

11. Drehgeber nach einem der Ansprüche 1 bis 6 und 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Kasten (38) ein passiver An­ schlußkasten ist.