DE2505587B2

DE2505587B2 - Laengenmesseinrichtung

Info

Publication number: DE2505587B2
Application number: DE19752505587
Authority: DE
Inventors: Günther Dr.-Ing 8221 Siegsdorf Nelle
Original assignee: Dr Johannes Heidenhain GmbH
Current assignee: Dr Johannes Heidenhain GmbH
Priority date: 1975-02-11
Filing date: 1975-02-11
Publication date: 1977-10-13
Also published as: CS188992B2; DE2505587C3; DE2505587A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Längenmeßeinrichtung zum Messen oder Einstellen der Relativlage zweier Objekte, z. B. Bett und Schlitten einer Bearbeitungsoder Meßmaschine, deren Meßteilung und die dieser vorgelagerte Abtastbaueinheit zur Abschirmung gegen Umwelteinflüsse in einem langgestreckten biegesteifen Hohlkörper eingebracht sind.

In der DT-OS 23 49 944, die eine derartige gekapselte Längenmeßeinrichtung zeigt, ist die Meßteilung starr mit dem Hohlkörper verbunden. Nachteilig hierbei ist, daß bei unterschiedlicher Längenausdehnung von Meßteilung und Hohlkörper Zwangskräfte auftreten können, die Deformationen der Meßteilung und somit Meßfehler hervorrufen.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Längenmeßeinrichtung der oben angegebenen Art zu schaffen, bei welcher Ungleichmäßigkeiten in der thermischen Ausdehnung der einzelnen Teile der Längenmeßeinrichtung, wie Meßteilung und Hohlkörper, praktisch keine Verfälschung des Meßergebnisses hervorrufen.

Die Erfindung löst die gestellte Aufgabe dadurch, daß die Meßteilung nur an einer einzigen Fläche am biegesteifen Hohlkörper ohne diesen direkt zu berühren unter Zwischenschaltung einer dünnen hochelastischen Schicht, vorzugsweise einer Silikonkautschuk-Klebeschicht, befestigt ist.

Nach einer zweckmäßigen Ausführungsform der Erfindung erstreckt sich dabei die hochelastische Zwischenschicht über den gesamten am Hohlkörper anliegenden Flächenbereiich der Meßteilung.

Die Vorteile der Befestigung der Meßteilung über eine hochelastische 21wiischenschicht kommen besonders bei Längenmeßeinrichtungen zum Tragen, bei denen die Meßteilung ein Glaskörper und der Hohlkörper ein biegesteifer Metallkörper, vorzugsweise ein stranggezogener Aluminium-Körper, ist, da die hochelastische Zwischenschicht auch bei Materialien von sehr unterschiedlichem Ausdehnungskoeffizienten eine nahezu ungehinderte Längenausdehnung der einzelnen miteinander zu verbindenden Teile gestattet, da durch die hochelastische Zwischenschicht: der mit der Meßteilung versehene Glaskörper praktisch zwangskräftefrei am biegesteilen metallenen Hohlkörper befestigt ist.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt: Es zeigt

Fig. 1 einen Schnitt durch eine Längemnneßeinrichtung nach dem Gattungsteil des Anspruches I₁

Fig.2 eine Seitenansicht dieser Längenmeßeinrich

F i g. 3 eine Draufsicht auf diese Längenmeßeinrichtung,

Fig.4 einen Schnitt durch eine lichtelektrische Abtast-Baugruppe.

Das Ausführungsbeispiel zeigt eine lichtelektrische inkrementale Längenmeßeinrichtung zum Messen oder Einstellen der Relativlage zweier Objekte (z. ß. Bett und Schlitten einer Bearbeitungs- oder Meßmaschine).

Die Meßteilung 1, die ein Transmissionsgitter ist, und die Abtastplatte 2(Fig.4) werden mittels einer Lampe 3 über einen Kondensor 4 beleuchtet. Das die Gitter 1/2 durchsetzende Licht wird auf die Fotoelemente 5/6 geworfen, deren elektrisches Ausgangssignal über die Ausgänge 7/8 direkt einem elektronischen Vor-/Rückwärtszähler (nicht dargestellt) der im deutschen Gebrauchsmuster 74 13 290 beschriebenen Art zugeführt wird.

Die Meßteilung 1 und die dieser vorgelagerte Abtastbaueinheit 9 sind zur Abschirmung gegen Umwelteinflüsse 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.

Die Abtasteinheit 9 ist im Ausführungsbeispiel über Gleitschuhe 12/13 direkt an der Meßteilung 1 und über Kugellager 14/15 am Hohlkörper 10 geführt. Die Führung 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 Abtastbaueinheit 9, die zweckmäßig als Kunststoff-Spritzteil gefertigt ist, wird mittels eines Federdrahtes 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.

Der Hohlkörper 10 ist an einem der Objekte, deren Relativlage gemessen werden soll, über zwei an seinen Enden vorgesehene gelenkartig ausgebildete Befestigungselemente 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 Ausführungsbeispiel Winkelteile, die eine Schwachstelle in Form einer Nut 20 aufweisen. Durch die Befestigung des Hohlkörpers 10 über die gelenkartig ausgebildeten Befestigungselemente 18 werden im Betrieb und bei der Montage praktisch keine Zwangskräfte auf den Hohlkörper 10 ausgeübt, so daß der

Hohlkörper tO und die darin befestigte Meßteilung I nicht deformiert werden.

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 so weit hochgezogen, daß diese die dachförmigen Dichtlippen 21/22 geringfügig überragen und einen Schutz vor mechanischen Beschädigungen der Dichtlippen 21/22 bieten.

Die Lampe 3 ist über einen Träger 27 an der

verschiebbaren Abtastbaueinheil 9 befestigt. Die elektrischen Leitungen 28/29 (F i g. 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 Kupplungs- und Andrückelement verkörpert, ist an der Baueinheit 9 und an einem am Mitnehmer 17 angeformten Bauteil 32 befestigt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Längenmeßeinrichtung zum Messen oder Einstellen der Relativlage zweier Objekte, z. B. Bett und Schlitten einer Bearbeitungs- oder Meßmaschine, deren Meßteilung und die dieser vorgelagerte Abtastbaueinheit zur Abschirmung gegen Umwelteinflüsse in einem langgestreckten biegesteifen Hohlkörper eingebracht sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßteilung (1) nur an einer einzigen Fläche am biegesteifen Hohlkörper (10) ohne diesen direkt zu berühren unter Zwischenschaltung einer dünnen hochelastischen Schicht (11), vorzugsweise einer Silikonkautschuk-Klebeschicht, befestigt ist '5

2. Längenmeßeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich die hochelastische Zwischenschicht (11) über den gesamten am Hohlkörper (10) anliegenden Flächenbereich der Meßteilung (1) erstreckt. *>

3. Längenmeßeinrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßteilung (1) ein Glaskörper und der biegesteife Hohlkörper (10) ein Metallkörper, vorzugsweise ein stranggezogener Aluminium-Körper, ist. ²S