DE2505586A1 - Length measurement device for controlling relative positions - has graduation device and mounting body connected via. elastic layer - Google Patents

Length measurement device for controlling relative positions - has graduation device and mounting body connected via. elastic layer

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DE2505586A1 DE19752505586 DE2505586A DE2505586A1 DE 2505586 A1 DE2505586 A1 DE 2505586A1 DE 19752505586 DE19752505586 DE 19752505586 DE 2505586 A DE2505586 A DE 2505586A DE 2505586 A1 DE2505586 A1 DE 2505586A1
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Abstract

The measurement graduation and the feeler unit, positioned in front of it, are mounted in an elongated body which is rigid in the bending mode. The graduation is attached to the body without making direct contact with it, a very elastic layer being used for this purpose. The body protects the device against ambient influences.

Description

Gekapselte Längenmeßeinrichtung Die Erfindung betrifft eine'gekapselte digitale Längenmeßeinrichtung mit einer von der Führung des zu messenden Objektes unabhängigen Hilfsführung für eine der Meßteilung vorgelagerte Abtastbaueinheit. Encapsulated length measuring device The invention relates to an encapsulated digital length measuring device with one of the guidance of the object to be measured independent auxiliary guide for a scanning unit upstream of the measuring graduation.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine hochgenaue gekapselte Längenmeßeinsichtung der oben angegebenen Art zu schaffen, die besonders einfach aufgebaut ist, eine kleine kompakte Bauform aufweist, störsicher arbeitet und fertigungstechnisch leicht herstellbar ist.The object of the invention is to provide a highly accurate encapsulated To create length measurement inspection of the type specified above, which is particularly simple is constructed, has a small, compact design, operates in a fail-safe manner and in terms of production technology is easy to manufacture.

Die Erfindung löst die gestellte Aufgabe bei einer tängenmeßeinrichtung mit einer von der Führung des zu messenden Objektes unabhängigen Hilfsführung für eine der Meßteilung vorgelagerte Abtastbaueinheit im wesentlichen dadurch, daß die Hilfsführung aus einer Fläche an der Meßteilung und einer dazu geneigten Fläche eines die Meßeinrichtung gegen Umwelteinflüsse abschirmenden biege steifen Hohlkörpers gebildet ist.The invention solves the problem posed in a length measuring device with an auxiliary guide for a scanning unit upstream of the measuring graduation essentially in that the Auxiliary guide from a surface on the measuring graduation and a surface inclined to it a rigid hollow body shielding the measuring device against environmental influences is formed.

Bei einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung stützt sich die Abtastbaueinheit an der Führungsfläche der Meßteilung über Gleitschuhe ab, während sie mit der Führungsfläche am Hohlkörper über Kugellager in Kontakt steht.In an advantageous embodiment of the invention is supported the scanning unit on the guide surface of the measuring graduation via sliding shoes while it is in contact with the guide surface on the hollow body via ball bearings.

Durch die in den Ansprüchen angegebenen Maßnahmen der Erfindung ergeben sich folgende Vorteile: 1. Einfache Herstellung der Meßteilung, da deren Flächen nicht bearbeitet werden müssen, 2. kleine kompakte Bauform, 3. bei gestoßenen Meßteilungen keine Meßfehler beim ueberfahren der Stoßstelle.Resulting from the measures of the invention specified in the claims the following advantages: 1. Simple production of the measuring graduation, since their surfaces do not have to be machined, 2. small, compact design, 3. no measuring errors when driving over the joint in the case of abutted measuring graduations.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt.An exemplary embodiment of the invention is shown in the drawing.

Es zeigt Figur 1 einen Schnitt durch die Längenmeßeinrichtung nach der Erfindung, Figur 2 eine Seitenansicht der Längenmeßeinrichtung, Figur 3 eine Draufsicht auf die Längenmeßeinrichtung, Figur 4 einen Schnitt durch die lichtelektrische Abtast-Baugruppe.It shows FIG. 1 a section through the length measuring device of the invention, Figure 2 is a side view of the length measuring device, Figure 3 is a Top view of the length measuring device, FIG. 4 a section through the photoelectric Scanning assembly.

Das Ausfuhrungsbeispiel zeigt eine lichtelektrische inkrementale Längenmeßeinrichtung zum Messen oder Einstellen der Relativlage zweier Objekte (z.B. Bett und Schlitten einer Bearbeitungs- oder Meßmaschine).The exemplary embodiment shows a photoelectric incremental length measuring device for measuring or setting the relative position of two objects (e.g. bed and slide a processing or measuring machine).

Die Meßteilung 1, die ein Transmissionsgitter ist, und die Abtastplatte 2 (Figur 4) werden mittels einer Lampe 3 über einen Kondensor 4 beleuchtet. Das die Gitter 1/2 durchsetzende Licht wird auf Fotoelemente 5/6 geworfen, deren elektrisches Ausgangssignal über die Ausgänge 7/8 direkt einem elektronischen Vor-/Rückwärtszähler (nicht dargestellt) der im deutschen Gebrauchsmuster 7 413 290 Deschriebenen Art zugeführt wird.The measuring graduation 1, which is a transmission grating, and the scanning plate 2 (FIG. 4) are illuminated by means of a lamp 3 via a condenser 4. That Light penetrating the grid 1/2 is thrown onto photo elements 5/6, their electrical Output signal via outputs 7/8 directly to an electronic up / down counter (not shown) of the type described in the German utility model 7 413 290 is fed.

Die Meßteilung 1 und die dieser vorgelagerte Abtastbaueinheit 9 sind zur Abschirmung gegen Umwelteinfliisse in einem biegesteifen Hohlkörper 10 eingebracht, der zweckmäßig aus stranggezogenem Aluminium hergestellt ist. Die Meßteilung 1, die ein Glaskörper ist, ist am metallischen Hohlkörper 10 ohne diesen direkt zu berühren unter Zwischenschaltung einer hochelastischen Schicht 11, vorzugsweise einer Silikonkautschuk-Klebeschicht, befestigt. Diese Befestigungsart für die Meßteilung 1 bietet den Vorteil, daß' Ungleichmäßigkeiten in der thermischen Ausdehnung von Meßteilung 1 und Hohlkörper 10 praktisch keine Verfälschung des Meßergebnisses nach sich ziehen.The measuring graduation 1 and the scanning unit 9 upstream of it are placed in a rigid hollow body 10 for shielding against environmental influences, the purposeful extruded aluminum is made. the Graduation 1, which is a glass body, is on the metallic hollow body 10 without it to touch directly with the interposition of a highly elastic layer 11, preferably a silicone rubber adhesive layer attached. This type of attachment for the graduation 1 has the advantage that 'irregularities in the thermal expansion of Graduation 1 and hollow body 10 practically no falsification of the measurement result pull yourself.

Die Abtasteinheit 9 ist im Ausführungsbeispiel über Gleitschuhe 12/13 direkt an der Meßteilung 1 und über Eugellager 14/15 am Hohlkörper 10 geführt. Die Fuhrung der Abtastbaueinheit 9 an der Meßteilung 1 und am Hohlkörper 10 ermöglicht eine kleine kompakte Bauform, die eine störungsfreie Abtastung gewährleistet und fertigungstechnisch einfach herstellbar ist. Die Baueinheit 9, die zweckmäßig als Eunststoff-Spritzteil gefertigt ist, wird mittels eines Federdraht es 16 gegen die Führungsflächen an der Meßteilung~1 und am Hohlkörper 10 gedrückt. Zugleich verkörpert der in Verschieberichtung der Baueinheit 9 biegesteife Draht 16 das Kupplungsteil zwischen der Abtastbaueinheit 9 und einem Mitnehmer 17.In the exemplary embodiment, the scanning unit 9 is via sliding blocks 12/13 guided directly on the measuring graduation 1 and via Eugel bearings 14/15 on the hollow body 10. the Guidance of the scanning unit 9 on the measuring graduation 1 and on the hollow body 10 allows a small, compact design that ensures interference-free scanning and is easy to manufacture in terms of manufacturing technology. The assembly 9, which is useful as Is made of plastic injection-molded part, it is 16 against the by means of a spring wire Guide surfaces on the measuring graduation ~ 1 and on the hollow body 10 pressed. Embodied at the same time the wire 16, which is rigid in the displacement direction of the structural unit 9, is the coupling part between the scanning unit 9 and a driver 17.

Der Hohlkörper 10 ist an einem der Objekte, deren Relativlage gemessen werden soll, über zwei an seinen Enden vorgesehenen gelenkartig ausgebildeten Teilen 18 befestigt. Am gegenüberliegenden ObJekt ist die Baueinheit 19 befestigt, an der der Mitnehmer 17 für die Abtastbaueinheit 9 angeformt ist. Die Befestigungselemente 18 für den Hohlkörper 10 sind im Ausführungabeispiel WInkelteile, die eine Schwachstelle in Form einer Nut 20 aufweisen. Durch die Pefestigung des Hohlkörpers 10 über die gelenkartig ausgebildeten Teile 18 werden bei der Montage praktisch keine Zwangskräfte auf den Hohlkörper 10 ausgeübt, so daß der Hohlkörper 10 und die darin befestigte Meßteilung 1 nicht deformiert werden.The hollow body 10 is measured on one of the objects, their relative position is to be, via two joint-like parts provided at its ends 18 attached. On the opposite ObJekt the unit 19 is attached to the the driver 17 for the scanning unit 9 is integrally formed. The fasteners 18 for the hollow body 10 are angled parts in the exemplary embodiment, which are a weak point have in the form of a groove 20. By attaching the hollow body 10 over the articulated parts 18 are practically no constraining forces during assembly exerted on the hollow body 10 so that the hollow body 10 and secured therein Graduation 1 cannot be deformed.

Der Hohlkörper 10 ist mittels biegsamer, dachförmig angeordneter Dichtlippen 21/22 verschlossen, durch die der schlanke schwertförmig ausgebildete Mitnehmer 17 hindurchgreift. Die Dichtlippen 21/22 sind in Schlitzen 23/24 des Hohlkörpers 10 an Blechstreifen 25/26 befestigt. Die Schenkel des U-förmigen Hohlkörpers 10 sind soweit hochgezogen, daß diese die dachförmigen Dichtlippen21/22 geringfügig überragen und einen Schutz vor mechanischen Beschädigungen der Dichtlippen 21/22 bieten. The hollow body 10 is arranged by means of flexible, roof-shaped Sealing lips 21/22 closed, through which the slender sword-shaped Driver 17 engages through it. The sealing lips 21/22 are in slots 23/24 of the hollow body 10 attached to sheet metal strips 25/26. The legs of the U-shaped hollow body 10 are pulled up so far that these the roof-shaped sealing lips21 / 22 slightly protrude and provide protection against mechanical damage to the sealing lips 21/22 Offer.

Die Lampe 3 ist über einen Träger 27 an der verschiebbaren Abtastbaueinheit 9 befestigt. Die elektrischen Leitungen 28/29 (Figur 2) für die Lampe 3 und die elektrischen Leitungen 7/8 der Fotoelemente 5/6 sind über eine Bohrung 30 im Mitnehmer 17 aus dem Hohlkörper 10 herausgeführt. Die Fotoelemente 5/6 befinden sich an einem Träger 31, der an der Abtastbaueinheit 9 befestigt ist. Der Kondensor 4 und die Abtastplatte 2 sind in einer Ausnehmung 32 der Abtastbaueinheit 9 befestigt. Der Federdraht 16, der das Eupplungs- und Andrückelement verkörpert, ist an der Baueinheit 9 und an einem am Mitnehmer 17 angeformenten Bauteil 32 befestigt. The lamp 3 is on a carrier 27 on the displaceable scanning unit 9 attached. The electrical lines 28/29 (Figure 2) for the lamp 3 and the electrical lines 7/8 of the photo elements 5/6 are through a hole 30 in the driver 17 led out of the hollow body 10. The photo elements 5/6 are on one Carrier 31, which is attached to the scanning assembly 9. The condenser 4 and the Scanning plate 2 are fastened in a recess 32 of the scanning assembly 9. Of the Spring wire 16, which embodies the coupling and pressing element, is on the structural unit 9 and attached to a component 32 molded on the driver 17.

Die metallischen Streifen 25/26, an denen die Dichtlippen 21/22 anliegen, schützen die Dichtlippen 21/22 vor Beschädigungen.The metallic strips 25/26, on which the sealing lips 21/22 rest, protect the sealing lips 21/22 from damage.

Außerdem bewirken sie eine Abschirmung des Meßsystems vor elektrischen Störeinflüssen. Die Dichtlippen 21/22 sind vorzugsweise aus.Polyurethan gefertigt und an der Innenfläche durch Schleifen geringfügig aufgerauht. Durch das Aufrauhen wird bewirkt, daß zwischen den Dichtlippen 21/22 und dem Mitnehmer 17 ein möglichst kleiner Haftreibungskoeffizient entsteht und die Kräfte zum Verschieben der Abtastbaueinheit 9 klein gehalten werden.They also shield the measuring system from electrical ones Interference. The sealing lips 21/22 are preferably made of polyurethane and slightly roughened on the inner surface by grinding. By roughening is effected that between the sealing lips 21/22 and the driver 17 as possible small coefficient of static friction arises and the forces to move the scanning unit 9 can be kept small.

Claims (10)

AnsprücheExpectations 1.) Gekapselte digitale Längenmeßeinrichtung mit einer von der Führung des zu messenden Objektes unabhängigen Hilfsführung für eine der Meßteilung vorgelagerte Abtastbaueinheit, dadurch gekennzeichnet, daß die Hilfsführung aus einer Fläche an der Meßteilung (1) und einer dazu geneigten Fläche eines die Meßeinrichtung gegen Umwelteinflüsse abschirmenden biegesteifen Hohlkörpers (10) gebildet ist.1.) Encapsulated digital length measuring device with one of the guide of the object to be measured, independent auxiliary guidance for one of the measuring graduation upstream Scanning assembly, characterized in that the auxiliary guide consists of a surface at the measuring graduation (1) and an inclined surface of the measuring device against Environmental influences shielding rigid hollow body (10) is formed. 2.) längenmeßeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßteilung (1) im biegesteifen Hohlkörper (10) befestigt ist, derart, daß die Flächen der Hilfsführung etwa rechtwinklig zueinander stehen.2.) length measuring device according to claim 1, characterized in that that the measuring graduation (1) is fixed in the rigid hollow body (10) in such a way that the surfaces of the auxiliary guide are approximately at right angles to each other. 3.) Längenmeßeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Abtastbaueinheit (9) federnd gegen die Flächen der Hilfsführung gedrückt wird.3.) length measuring device according to claim 1, characterized in that that the scanning unit (9) is resiliently pressed against the surfaces of the auxiliary guide will. 4.) Längenmeßeinrichtung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Abtastbaueinheit (9) wenigstens an einer Führungsfläche der Hilfsführung über Kugellager (14/15) abstützt.4.) length measuring device according to claim 1 to 3, characterized in that that the scanning unit (9) is at least on a guide surface of the auxiliary guide supported by ball bearings (14/15). 5.) LängenmeReinrichtung nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß sich dne Abtastbaueinheit (9) an der Führungsfläche der Meßteilung (1) über Gleitschuhe (12/13), vorzugsweise aus Kunststoff, abstützt und mit der Führungsfläche am Hohlkörper (10) über Kugellager (14/15) in Kontakt steht.5.) length measuring device according to claim 1 to 4, characterized in that that the scanning unit (9) extends over the guide surface of the measuring graduation (1) Slide shoes (12/13), preferably made of plastic, supported and with the guide surface is in contact on the hollow body (10) via ball bearings (14/15). 6.) Längenmeßeinrichtung nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßteilung (1) aus Glas und der ~egesteite Hohlkc'per (10) aus Metall, vorzugsweise Aluminium, besteht.6.) length measuring device according to claim 1 to 5, characterized in that that the measuring graduation (1) made of glass and the hollow body (10) made of metal, preferably Aluminum. 7.) Längenmeßeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßteilung (1) im Hohlkörper (10) durch Kleben befestigt ist, daß ferner die an der Meßteilung (1) und am biegesteifen Hohlkörper (10) geführte Abtastbaueinheit (9) über eine spielfreie Kupplung (16) mit einem am zu messenden Objekt befestigten Mitnehmer (17) verbunden ist und daß der schlanke Mitnehmer (17) zwischen biegsamen, dachförmig angeordneten Dichtlippen (21/22) hindurchgeführt ist, die in Schlitzen (23/24) an der Innenseite der Schenkel des U-förmigen Hohlkörpers (10) befestigt sind, wobei die Schenkel des U-förmigen Hohlkörpers (10) so bemessen sind, daß diese die dachförmigen Dichtlippen (21/22) geringfügig überragen.7.) length measuring device according to claim 1, characterized in that that the measuring graduation (1) is fixed in the hollow body (10) by gluing, that furthermore the scanning unit guided on the measuring graduation (1) and on the rigid hollow body (10) (9) via a backlash-free coupling (16) with one attached to the object to be measured Driver (17) is connected and that the slim driver (17) between flexible, roof-shaped arranged sealing lips (21/22) is passed, which in slots (23/24) attached to the inside of the legs of the U-shaped hollow body (10) are, the legs of the U-shaped hollow body (10) are dimensioned so that these the roof-shaped sealing lips (21/22) protrude slightly. 8.) Längenmeßeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Hohlkörper (10) mittels biegsamer, dachförmig angeordneter Dichtlippen (21/22) abgedeckt ist, die in Schlitzen (23/24) über metallische dünne Streifen (25/26) befestigt sind und daß die vorgenannten Metallstreifen (25/26) an der der Meßteilung (1) abgewandten Seite der Dichtlippen (21/22) angebracht sind und außerdem gegenüber den Schenkeln des U-förmigen Hohlkörpers (10) vorspringend sind und einen großen Flächenbereich der Dichtlippen (21/22) abdecken.8.) length measuring device according to claim 1, characterized in that that the hollow body (10) by means of flexible, roof-shaped sealing lips (21/22) covered in slits (23/24) over metallic thin strips (25/26) are attached and that the aforementioned metal strips (25/26) on the measuring graduation (1) facing away from the sealing lips (21/22) are attached and also opposite the legs of the U-shaped hollow body (10) are protruding and a large one Cover the surface area of the sealing lips (21/22). 9.) Lä@genmeßeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Hohlkörper (10) mittels biegsamer dachförmiger Dichtlippen (21/c'c) 'il.tS Kunststoff abgedeckt ist und daß die sich berührenden Flächen der Dichtlipnen (21/22) aufgerauht sind.9.) Lä @ genmeßeinrichtung according to claim 1, characterized in that that the hollow body (10) by means of flexible roof-shaped sealing lips (21 / c'c) 'il.tS plastic is covered and that the touching surfaces of the Sealing lips (21/22) are roughened. 10.) längenmeßeinrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtlippen (21/22) aus Polyurethan gefertigt sind und daß die Innenflächen der Dichtlippen (21/22), die der Mitnehmer (17) berührt, durch Schleifen aufgerauht sind.10.) length measuring device according to claim 9, characterized in that that the sealing lips (21/22) are made of polyurethane and that the inner surfaces the sealing lips (21/22) that the driver (17) touches are roughened by grinding are. 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