DE3537235A1 - Justiervorrichtung fuer winkelschrittgeber - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Justiervorrichtung für Win­ kelschrittgeber gem. dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Justiervorrichtungen dieser Gattung zeigen die DE-PS 34 27 709 (Hauptpatent) und die nicht vorveröffentlichte ältere europäische Patentanmeldung 8 51 07 619.0. Nach diesem Stand der Technik ist der Winkelschrittgeber, der ein inkrementaler oder ein absoluter Winkelschritt­ geber sein kann, mit seinem Gehäuse fest montiert. Die Eingangswelle des Winkelschrittgebers, die die erste Code-Scheibe, Code-Trommel oder sonstige Winkelmeß­ einrichtung trägt, ist über ein elastisches winkel­ steifes Verbindungselement mit der in ihrer Winkelstel­ lung zu messenden Welle verbunden. Das Verbindungs­ element erlaubt die Übertragung des Drehmoments von der zu messenden Welle auf die Eingangswelle des Winkel­ schrittgebers, ohne daß sich geringe Verkantungen dieser beiden Wellen störend auswirken, die auf Grund der festen Montage des Gebergehäuses nicht vollständig ausgeschlossen werden können.

Um den Nullpunkt des Winkelschrittgebers auf die Nullpunktstellung der zu messenden Welle zu justieren, wie dies insbesondere bei Absolut-Winkelschrittgebern notwendig ist, ist eine kraftschlüssige Verbindung zur Übertragung des Drehmoments von der zu messenden Welle auf die Eingangswelle des Winkelschrittgebers vorgese­ hen. Die kraftschlüssige Verbindung wird durch eine axial geschlitzte Hohlwelle bewirkt, die in eine koaxiale Bohrung einsetzbar ist und durch einen koaxial bewegbaren Spreizdorn über eine konische Fläche ausein­ ander gespreizt wird. Gemäß DE-PS 34 27 709 sitzt das Verbindungselement auf der zu messenden Welle und weist die Bohrung auf, in welche das axial geschlitzte vorde­ re Ende der als Hohlwelle ausgebildeten Eingangswelle des Winkelschrittgebers eingesetzt ist. Der Spreizdorn ist durch die hohle Eingangswelle geführt und mittels eines Gewindes in dieser durch Verdrehen axial ver­ schiebbar, um das geschlitzte Ende auseinanderzusprei­ zen, so daß die Eingangswelle kraftschlüssig mit dem Verbindungselement und damit mit der zu messenden Welle verbunden ist. Gemäß der europäischen Patentanmeldung 8 51 07 619.0 ist eine als axial geschlitzte Hohlwelle ausgebildete Kupplungswelle vorgesehen, die in eine koaxiale Bohrung der zu messenden Welle eingesetzt wird. Die Kupplungswelle durchsetzt koaxial die Ein­ gangswelle des Winkelschrittgebers und ist am hinteren, der zu messenden Welle entgegengesetzten Ende über das Verbindungselemente mit der Eingangswelle gekuppelt. Der Spreizdorn ist mittels eines Gewindes axial in der Kupplungswelle verschiebbar, um deren vorderes ge­ schlitztes Ende auseinanderzuspreizen.

Die Justiervorrichtung läßt eine Nullpunktjustage bei montiertem Winkelschrittgeber zu, ohne daß während des Justiervorgangs ein Drehmoment auf die Verbindung zwischen Eingangswelle und zu messender Welle einwirkt, das die Genauigkeit der Nullpunktjustage beeinträch­ tigen kann. Durch Verdrehen des Spreizdorns gegenüber der Hohlwelle wird die kraftschlüssige Verbindung gelöst, so daß die Eingangswelle gegenüber der zu messenden Welle verdreht werden kann. Nach erfolgter Justage wird der Spreizdorn wieder verdreht, um die Hohlwelle auseinanderzuspreizen und die kraftschlüssige Verbindung wieder herzustellen.

Diese Nullpunktjustage kann vom hinteren, der zu mes­ senden Welle entgegengesetzten Ende durchgeführt wer­ den. Es ist dazu allerdings notwendig, den Spreizdorn z.B. mittels eines Schraubendrehers gegenüber der Hohl­ welle zu verdrehen, wobei die Hohlwelle festgehalten werden muß. Dies macht die Nullpunktjustage in solchen Fällen schwierig, wenn auch das hintere Ende des Win­ kelschrittgebers durch die Einbaubedingungen schlecht zugänglich ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Justier­ vorrichtung der eingangs genannten Gattung so zu verbessern, daß die Nullpunktjustage bei montiertem Winkelschrittgeber weiter vereinfacht wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch die Merkmale des kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1.

Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Erfindungsgemäß wird der Spreizdorn durch Federkraft in der die Hohlwelle auseinanderspreizenden Stellung ge­ halten. Um die kraftschlüssige Verbindung von zu messender Welle und Eingangswelle für die Justage zu lösen, muß der Spreizdorn nur gegen diese Federkraft axial verschoben werden. Dazu kann mit dem Finger auf das hintere Ende des Spreizdorns gedrückt werden, ohne daß ein Werkzeug, wie z.B. ein Schraubendreher, benötigt wird. Ist durch Verdrehen der Eingangswelle der Nullpunkt des Winkelschrittgebers mit der Null­ stellung der zu messenden Welle in Übereinstimmung gebracht, so wird der Spreizdorn wieder losgelassen. Der Spreizdorn wird dann durch die Federkraft wieder in die Spreizstellung verschoben, so daß die kraft­ schlüssige Verbindung wieder hergestellt ist.

Eine besonders einfache Ausführungsform ist möglich, wenn das Verbindungselement auf der zu messenden Welle sitzt und die Eingangswelle des Winkelschrittgebers als auseinanderspreizbare Hohlwelle ausgebildet ist, die in eine Bohrung des Verbindungselementes eingesetzt wird. In dieser Ausführungsform erweitert sich der Innen­ durchmesser des geschlitzten Endes der Eingangswelle konisch nach vorne. Der Spreizdorn weist ein ver­ dicktes, vorzugsweise ein sich ebenfalls konisch nach vorn erweiterndes vorderes Endes auf, das mit diesem sich erweiternden Innenkonus der Eingangswelle zusam­ menwirkt. Zum Auseinanderspreizen des vorderen Endes der Hohlwelle wird diese durch eine Druckfeder nach hinten gezogen, die zwischen das hintere Ende der Eingangswelle und einen Knopf am hinteren Ende des Spreizdorn eingesetzt ist. Die Druckfeder ist vorzugsweise als Tellerfeder oder als ein Paket mit zwei oder mehr Tellerfedern ausgebildet. Die Teller­ federn gewährleisten bei geringer axialer Abmessung eine für einen zuverlässigen Kraftschluß ausreichende Druckkraft.

Wird weiter gewährleistet, daß der am Ende des Spreiz­ dorns vorgesehene Knopf zwar zum Verschieben des Spreizdorn axial gegen die Einganswelle beweglich ist, gegenüber dieser aber nicht verdrehbar ist, so ist eine Justage mit nur einem Finger möglich. Durch Druck mit einem Finger auf den Knopf wird der Spreizdorn axial gegen die Federkraft nach vorn geschoben, so daß die kraftschlüssige Verbindung gelöst wird. Der Knopf und mit diesem die Eingangswelle können dann mittels dieses Fingers zur Nullpunktjustage verdreht werden. Wird der Finger weggenommen, so wird die kraftschlüssige Verbin­ dung durch die Federkraft wieder hergestellt.

In einfacher Weise kann die axial bewegbare aber dreh­ feste Verbindung zwischen dem Knopf und der Eingangs­ welle dadurch bewirkt werden, deß die Tellerfedern einerseits mit dem Knopf und andererseits mit dem hinteren Ende der Eingangswelle fest verbunden sind, z.B. durch Verkleben oder Punktschweißen.

Im folgenden wird die Erfindung anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert.

Die einzige Figur der Zeichnung zeigt einen Axialschnitt eines Winkelschrittgebers mit einer Ju­ stiervorrichtung.

Der Winkelschrittgeber ist mit seinem Gehäuse 8 fest an einer nicht dargestellten Maschinen montiert, um die Winkelstellung einer Welle 7 dieser Maschine zu messen. An der Welle 7 ist mittels einer Madenschraube ein an sich bekanntes Verbindungselement 6 befestigt, das eine gewisse elastische Verbiegung seiner Achse zuläßt, jedoch gegenüber Torsion winkelsteif ist.

Der Winkelschrittgeber weist eine Eingangswelle 5 auf, die mittels Lagern 9 drehbar im Gehäuse 8 gelagert ist und drehfest eine Code-Scheibe 3 trägt, die in bekann­ ter Weise eine Winkel-Codierung trägt, welche z.B. fotoelektrisch abgetastet wird.

Die Eingangswelle 5 ist als Hohlwelle ausgebildet. Ihr vorderes, der zu messenden Welle 7 zugewandtes Ende weist zwei diametral angeordnete axiale Schlitze 12 auf und wird in eine koaxiale Bohrung des Verbindungsele­ mentes 6 eingesetzt. Der Innendurchmesser der Eingangs­ welle 5 erweitert sich an dem vorderen in das Verbin­ dungselement 6 eingesetzten Ende konisch gegen dieses Ende hin. In der hohlen Eingangswelle 5 ist axial verschiebbar ein Spreizdorn 4 angeordnet. Der Spreiz­ dorn 4 weist an seinem vorderen Ende einen sich konisch verdickenden Abschnitt 10 auf, der mit dem sich konisch erweiternden Abschnitt 11 des Innendurchmessers der Eingangswelle 5 zusammenwirkt.

Auf das hintere aus der Eingangswelle 5 herausragende Ende des Spreizdornes 4 ist ein Knopf 1 aufgesetzt, der durch einen Öffnung in der hinteren Stirnfläche des Gehäuses 8 zugänglich ist. Zwischen den Knopf 1 und das hintere Ende der Eingangswelle 5 ist ein Paket von zwei Tellerfedern 2 eingesetzt. Die Tellerfedern 2 sind einerseits mit dem Knopf 1 und andererseits mit dem hinteren Ende der Eingangswelle 5 drehfest verklebt.

Die Tellerfedern 2 ziehen den Spreizdorn 4 nach hinten in die Eingangswelle 5. Der konische vordere Abschnitt 10 der Spreizwelle 4 spreizt dadurch zusammenwirkend mit dem Innenkonus 11 der Eingangswelle 5 das axial geschlitzte vordere Ende der Eingangswelle 5 ausein­ ander, so daß dieses kraftschlüssig in dem Verbin­ dungselement 6 festgeklemmt ist. Dadurch wird eine drehfeste Verbindung zwischen der zu messenden Welle 7 und der Eingangswelle 5 hergestellt.

Zur Justage des Winkelschrittgebers greift man mit dem Daumen durch die Öffnung des Gehäuses 8 und drückt den Knopf 1 gegen die Kraft der Tellerfedern 2 axial nach vorn. Dadurch schiebt sich der konische Endabschnitt 10 des Spreizdorns 4 nach vorn und löst sich von dem Innenkonus 11 der Eingangswelle 5. Die Spreizwirkung und damit die kraftschlüssige Verbindung zwischen der Eingangswelle 5 und dem Verbindungselement 6 ist damit aufgehoben. Durch Drehen des auf den Knopf 1 drückenden Daumens kann der Knopf 1 und damit über die Tellerfe­ dern 2 die Eingangswelle 5 gegenüber dem Verbindungs­ element 6 und damit gegenüber der zu messenden Welle 7 verdreht werden. Ist der Nullpunkt eingestellt, so wird der Daumen von dem Knopf 1 genommen, die Tellerfedern 2 ziehen den Spreizdorn 4 mit seinem konischen Ende 10 wieder in den Innenkonus 11, so daß das Ende der Eingangswelle 5 wieder auseinandergespreizt und kraft­ schlüssig mit dem Verbindungselement 6 verbunden wird.

Claims (5)

1. Justiervorrichtung für Winkelschrittgeber mit einer Eingangswelle, mit wenigstens einer mit der Ein­ gangswelle in Drehverbindung stehenden Code-Scheibe oder Code-Trommel, mit einem elastischen winkel­ steifen Verbindungselement zum Kuppeln der Eingangs­ welle mit einer in ihrer Winkelstellung zu messenden Welle und mit einer kraftschlüssigen Verbindung zur Übertragung des Drehmomentes von der zu messenden Welle zu der Eingangswelle mittels einer in eine koaxiale Bohrung einsetzbaren axial geschlitzten Hohlwelle, die durch einen in ihr koaxial bewegba­ ren, mit ihrem Innendurchmesser über eine konische Fläche zusammenwirkenden Spreizdorn auseinander­ spreizbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Spreizdorn (4) durch Federkraft in seiner die Hohl­ welle auseinanderspreizenden Spreizstellung gehalten ist und durch manuellen Druck auf sein der zu messen­ den Welle (7) entgegengesetztes hinteres Ende gegen die Federkraft aus seiner Spreizstellung bewegbar ist.

2. Justiervorrichtung nach Anspruch 1, bei welcher das Verbindungselement an der zu messenden Welle angebracht ist und die Bohrung aufweist, in welche das axial geschlitzte vordere Ende der als Hohlwelle ausgebildeten Eingangswelle einsetzbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Innendurchmesser der Eingangswelle (5) einen sich gegen deren vorderes Ende erweiternden Innenkonus (11) aufweist, daß der Spreizdorn (4) ein verdicktes vorderes Ende (10) aufweist, daß das hintere Ende des Spreizdorn (4) aus der Eingangswelle (5) axial herausragt und daß zur Erzeugung der Federkraft eine Druckfeder (2) axial zwischen das hintere Ende der Eingangswelle (5) und einen am Ende des Spreizdorns (4) vorgesehe­ nen Knopf (1) eingesetzt ist.

3. Justiervorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Knopf (1) drehfest aber axial bewegbar mit der Eingangswelle (5) verbunden ist.

4. Justiervorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Druckfeder (2) eine Tellerfeder oder ein Paket von mehreren Tellerfedern ist.

5. Justiervorrichtung nach den Ansprüche 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Tellerfeder bzw. Tellerfedern mit dem Knopf (1) einerseits und mit dem hinteren Ende der Eingangswelle (5) andererseits drehfest verbunden, vorzugsweise verklebt oder verschweißt sind.