DE3415164C2

DE3415164C2 - Gekapselte Längen- oder Winkelmeßeinrichtung

Info

Publication number: DE3415164C2
Application number: DE19843415164
Authority: DE
Inventors: Walter Dr. 8220 Traunstein Miller
Original assignee: Dr Johannes Heidenhain GmbH
Current assignee: Dr Johannes Heidenhain GmbH
Priority date: 1984-04-21
Filing date: 1984-04-21
Publication date: 1986-06-19
Also published as: DE3415164A1

Abstract

Bei dieser gekapselten Meßeinrichtung erfolgt die Abdeckung des Gehäuseschlitzes (2) durch eine elastische, längs des Schlitzes (2) einseitig fest und dicht eingespannte Metallamelle (4). Die freie Kante (5) der Metallamelle (4) liegt abdichtend auf der anderen Seite des Schlitzes (2) an einem Vorsprung (6) des Gehäuses (1) auf (Figur 1).

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Längen- oder Winkelmeßeinrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Bei gekapselten Meßeinrichtungen ist es erforderlich, im Gehäuse einen Längsschlitz vorzusehen, durch den ein Mitnehmer ins Innere des Gehäuses hineinragen kann, um die dort befindliche Baueinheit zum Abtasten der Meßteilung mit dem außerhalb des Gehäuses angebrachten Montagefuß zu verbinden. Bei Relativbewegungen von beispielsweise Bett und Schlitten einer Maschine wird die Maschinenbewegung auf die Meßteilung bzw. die Abtastbaueinheit übertragen, wobei der Mitnehmer innerhalb des Schlitzes in Bewegungsrichtung relativ verfahren und die Bewegung gemessen wird.

Zum Schütze der hochempfindlichen Meßteilung muß der Schlitz im Gehäuse möglichst gut verschlossen sein, und nur im Bereich des Mitnehmers soll eine Durchtrittsmöglichkeit zum Innern des Gehäuses gegeben sein.

Eine derartige Meßeinrichtung zeigt die DE-PS 46 768, bei der ein Maßstab und eine Abtasteinheit in einem Hohlkörper eingebracht sind, der einen in Meßrichtung durchgehenden Schlitz aufweist, der mittels dachförmig angeordneter Dichtelemente in Form von Kunststoff- oder Gummilippen verschlossen ist, durch die ein Mitnehmer hindurchgreift, um die Abtasteinheit mit einem zu messenden Objekt zu verbinden.

Aus der nicht vorveröffentlichten DE-PS 34 09 514 ist es ferner bekannt, die Form der zweiteiligen Dichtelemente nach Art eines Labyrinthes auszubilden.

Kunststoff- oder Gummilippen unterliegen dem Verschleiß, insbesondere, wenn unter der Einwirkung aggressiver Medien gearbeitet wird.

Wegen dieser Erkenntnis ist bereits vorgeschlagen worden, die Abdeckung aus Metall zu fertigen. Diese Metallfolie wird durch Magnete an den Rändern des Schlitzes gehalten und nur im örtlichen Bereich des Mitnehmers von den Magneten abgehoben. Diese Abdichtung arbeitet bezüglich ihrer Beständigkeit gegenüber aggressiven Medien mängelfrei, jedoch ist der konstruktive Aufwand hoch. Eine solche Meßeinrichtung wird in der DE-PS 22 07 374 beschrieben.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Meßeinrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, die einfach aufgebaut ist, und bei der die Schlitzabdichtung ein tadelloses Langzeitverhalten zeigt Gegenüber aggressiven Medien muß auch die Schlitzabdichtung eine gute Resistenz aufweisen. Ferner sollte die Reibung zwischen der Schlitzabdichtung und dem längsbeweglichen Mitnehmer möglichst klein sein.

Diese Aufgabe wird durch eine Meßeinrichtung mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruches 1 gelöst.

Die besonderen Vorteile der erfindungsgemäßen Abdichtung der Meßeinrichtung liegen in der Widerstandsfähigkeit der Dichtung, selbst gegen heiße Späne und in der erzielbaren wirksamen Abdichtung auch gegen aggressive flüssige Kühlmittel und dgl. Dabei wird die Reibung zwischen Dichtung und Mitnehmer durch die Ausgestaltung des Mitnehmers stark herabgesetzt.

Mit Hilfe eines Ausführungsbeispieles soll die Erfindung anhand der Zeichnungen noch näher erläutert werden. Es zeigt

F i g. 1 einen schematischen Querschnitt durch eine Meßeinrichtung mit geschlossener Dichtung und

F i g. 2 die Meßeinrichtung gemäß F i g. 1 mit Mitnehmer im Schnittbereich.

In F i g. 1 ist ein Gehäuse 1 gezeigt, das bis auf einen Längsschlitz 2 in Längsrichtung allseitig geschlossen ist. Parallel zum Längsschlitz 2 ist in der Wandung 3 des Gehäuses 1 eine Lamelle 4 eingespannt, die in Längsrichtung zwischen zwei nicht dargestellten Endstücken, den Längsschlitz 2 völlig abdeckend, eingepaßt ist. Die Einspannung der Lamelle 4, die als ein Federstahl- oder Bronzeband ausgeführt ist, erfolgt so, daß die freie Kante 5 der Lamelle 4, also die der Einspannseite gegenüberliegende Kante 5 unter Vorspannung auf einem Vorsprung 6 des Gehäuses 1 abdichtend anliegt. Die Lamelle 4 ist widerstandsfähig gegenüber heißen Spänen, aggressiven Kühl- und/oder Schmiermitteln, hat gute Rückstelleigenschaften und ein gutes Reibungsverhalten.

Der Abdichtbereich, hier also der Berührungsbereich des Vorsprunges 6 mit der freien Kante 5 kann natürlich auch in konstruktiv anderer Weise ausgestaltet werden.

So ist es vorstellbar, daß in die Gehäusewand eine Tasche eingearbeitet wird, oder daß die Lamelle an der Wandung des Gehäuses einfach anliegt. Der konstruktive Aufwand für die Gestaltung dieses Dichtbereiches wird sich nach den Anforderungen bezüglich der gewünschten Dichtigkeit richten.

Mit Hilfe von Schrauben 7 ist das Gehäuse 1 an einem Maschinen-Bauteil 8 befestigt. Das Gehäuse 1 besteht aus dem Maßstabträgerkörperteil la und dessen Abdeckprofil ib. Eine Dichtung 9 zwischen den beiden Teilen la und \b des Gehäuses 1 dichtet den Montagespalt zuverlässig ab. Das Innere des Gehäuses 1 kann auf einfache Weise durch Demontage des Abdeckprofiles Xb gereinigt werden. Eine neue Justierung des Maß-

stabs 10 ist nicht erforderlich, da der Maßstabträgerkörperteil la des Gehäuses 1 unverändert an dem Maschinen-Bauteil 8 verbleibt

Eine im Innern des Gehäuses 1 befindliche Abtastbaueinheit 11 tastet — wie in Fig.2 gezeigt — in bekannter Weise lichtelektrisch die nicht dargestellte Meßteilung des Maßstabs 10 ab. Die Abtastbaueinheit 11 ist durch einen Mitnehmer 12 mit einem Montagefuß 13 verbunden, der an einem weiteren Maschinen-Bauteil 14 in herkömmlicher Weise befestigt ist.

Die Meßeinrichtung dient zur Messung der Relativbewegung zwischen den beiden Maschinen-Bauteilen 8 und 14. Die Relativbewegung zwischen den beiden Maschinen-Bauteilen 8 und 14 führt zu einer Relativverschiebung von Maßstab 10 und Abtastbaueinheit 11, die der Meßstrecke entspricht

Die mechanische Verbindung zwischen dem einen Maschinen-Bauteil 14 und der im Innern des Gehäuses 1 befindlichen Abtastbaueinheit 11 wird riurch den in Meßrichtung steifen Mitnehmer 12 hergestellt Der Mitnehmer 12 greift also örtlich durch den Längsschlitz 2 im Gehäuse 1 und spreizt dabei die Lamelle 4 vom Gehäusevorsprung 6 ab. Die Lamelle 4 schmiegt sich dabei an den Außenbereich des Mitnehmers 12 an, der den Querschnitt eines zweiseitigen Schwertes haben kann.

Eine weitere Verbesserung der Abdichtungseigenschaften im örtlichen Bereich des Mitnehmerdurchgriffs wird durch zusätzliche kleine Federbleche 15 und 16 am Mitnehmer 12 erzielt.

Darüber hinaus wird die Abdichtungseigenschaft noch erheblich verbessert, wenn eine Art Labyrinth 17 geschaffen wird. Dies geschieht durch die unsymmetrische Anordnung des Längsschlitzes 2 im Profil des Gehäuses 1, wie es aus den Zeichnungen hervorgeht. Die Lage der längsseitigen Einspannung der Lamelle 4 und des Abdichtbereiches 5, 6 wird so gewählt, daß Späne und Flüssigkeiten nur sehr schwer überhaupt zu dem Abdichtbereich 5,6 gelangen können.

Eine gute Abdichtung wird auch erzielt, wenn abweichend von der zeichnerischen Darstellung die Anbaufläehe des Maschinen-Bauteils 8 waagerecht verläuft.

Um die Reibungsverhältnisse zwischen Lamelle 4 und Mitnehmer 12 zu verbessern, sind im Mitnehmer 12 ein oder mehrere Rollen 18 integriert. Die wirksame Oberflächengeometrie der Rollen 18 wird sich nach den zu erwartenden Krümmungen der Lamelle 4 bei deren Verformung richten.

Da zur Realisierung eines derartigen Labyrinthes 17 der Mitnehmer 12 eine mehrfach stark gekrümmte Form aufweisen muß, empfiehlt es sich, die erforderlichen elektrischen Leitungsverbindungen von der Abtastbaueinheit 11 zu den nicht dargestellten Auswertegeräten mittels flexibler gedruckter Schaltungen auszuführen. Die gedruckten Schaltungen können elektrisch und mechanisch entsprechend geschützt außen auf dem Mitnehmer 12 entlang geführt werden. Eine weitere Möglichkeit besteht darin, den Mitnehmer 12 zweischalig auszuführen und in seinem Innern die flexible gedruckte Schaltung zu installieren.

60

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Gekapselte Meßeinrichtung, insbesondere Längen- oder Winkelmeßeinrichtung, zur Messung der Lage zweier relativ zueinander beweglicher Objekte, deren mit einem der zu messenden Objekte verbundenes Gehäuse an zumindest einer Seite einen in Bewegungsrichtung des beweglichen Objektes verlaufenden Schlitz aufweist, der mittels Abdeckmitteln abgedichtet ist, durch die labyrinthartig ein mit dem anderen Objekt verbundener Mitnehmer hindurchgreift, der seinerseits mit einer im Gehäuse untergebrachten, zur Messung dienenden Baueinheit verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß als Abdeckelement eine elastische Lamelle (4) vorgesehen ist, die parallel zum Schlitz (2) einseitig fest und dicht im Gehäuse (1) angeordnet ist und deren freie Kante (5) abdichtend an der gegenüberliegenden Seite des Schlitzes (2) am Gehäuse (1,6) anliegt

2. Gekapselte Meßeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Lamelle (4) ein Federstahl- oder Bronzeband ist

3. Gekapselte Meßeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß am Mitnehmer (12) wenigstens eine reibungsvermindernde Rolle (18) zum Abspreizen der Lamelle (4) vom Gehäuse (1,6) vorgesehen ist

4. Gekapselte Meßeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich der freien Kante (5) der Lamelle (4) am Mitnehmer (12) kleine Abdichtelemente (15,16) vorgesehen sind.