DE3609211A1 - Optischer winkelgeber - Google Patents
Optischer winkelgeberInfo
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Description
Die Erfindung betrifft einen optischen Winkelgeber mit
einer an einer Geberwelle in einem Gehäuse angebrachten
Kodierscheibe, die im Strahlengang einer aus wenigstens
einem Lichtsender und wenigstens einem Lichtempfänger be
stehenden gehäusefesten Lichtschranke drehbar angeordnet
ist.
Bei derartigen Winkelgebern erreicht das kontinuierlich
ausgesandte Licht die Lichtempfänger in Abhängigkeit der
in der jeweiligen Winkelstellung angebrachten Kodierung
auf der Kodierscheibe. Jeder Kombination von ansprechenden
oder nicht ansprechenden Lichtempfängern ist ein bestimmter
Meßwinkel zugeordnet. Die Meßgenauigkeit erhöht sich bei
einer größeren Zahl von Lichtempfängern, da die aus allen
Lichtempfängern abgeleitete digitale Information dann eine
größere Anzahl von bits aufweist. Insbesondere bei einer
geforderten geringen Baugröße ist es gewöhnlich problematisch,
eine wünschenswert große Zahl von Lichtsendern und Licht
empfängern unterzubringen. Einer geringen Baugröße ebenfalls
abträglich sind die notwendigen Zuleitungen zu den Licht
sendern auf einer Seite der Kodierscheibe und zu den Licht
empfängern auf der gegenüberliegenden Seite der Kodier
scheibe.
Es sind zwar bereits Reflexions-Lichtschranken bekannt,
bei denen die Lichtsender und Lichtempfänger auf der gleichen
Seite der Kodierscheibe angeordnet sind, jedoch sind hierfür
hochwertige optische Systeme mit größerem Platzbedarf sowie
eine große Oberflächengüte der Kodierscheibe erforderlich,
wodurch ein derartiges System weder kostengünstig gefertigt
noch in einer geringen Baugröße realisiert werden kann.
Eine Aufgabe der Erfindung besteht daher darin, einen op
tischen Winkelgeber mit hoher Auflösung zu schaffen, der
bei geringer Baugröße einfach und kostengünstig gefertigt
werden kann.
Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß Lichtsender und
Lichtempfänger auf der gleichen Seite der Kodierscheibe
in radialer Richtung nebeneinander angeordnet sind, daß
die Kodierscheibe im Lichtsenderbereich eine lichtdurch
lässige Spur und im Bereich der Lichtempfänger mehrere
digitale Kodierspuren aufweist und daß auf der gegenüber
liegenden Seite der Kodierscheibe eine das vom Lichtsender
aus durchtretende Licht zu den Kodierspuren umlenkende
Umlenkvorrichtung angeordnet ist.
Auf diese Weise können die Lichtsender- und Lichtempfänger-
Zuleitungen bzw. -Ableitungen in einem gemeinsamen Kabel
geführt werden, das auf einer Seite der Kodierscheibe mündet.
Dies gestattet einen kostengünstigen Aufbau des Gehäuses
aus zwei Teilen, wobei der eine Teil die mechanisch bewegte
Vorrichtung aus Geberwelle und Kodierscheibe sowie die
Umlenkvorrichtung enthält, während der andere Teil die
Lichtsender-Lichtempfänger-Anordnung und die entsprechenden
Zuleitungen aufweist. Ein leichtes Auswechseln der Kodier
scheibe ist beim Abnehmen eines Gehäuseteils gewährleistet.
Die Lichtsender-Lichtempfänger-Anordnung kann als kompakte
Einheit hergestellt und zusammen mit den Zuleitungen montiert
werden, so daß nicht nur eine kostengünstige Fertigung,
sondern auch eine einfache Montage möglich ist.
Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen
sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen des
im Anspruch 1 angegebenen Winkelgebers möglich.
Besonders vorteilhaft erweist sich die Ausbildung der Umlenk
vorrichtung als Umlenkprisma, da hierdurch für eine Vielzahl
von Lichtspuren zur Umlenkung nur ein einziges Bauteil
erforderlich ist. Bei einer Ausbildung als dünne Platte
und einer Ausrichtung in radialer Richtung ergibt sich
eine besonders kostengünstige Fertigung und Montage, da
ein solches Prisma aus einer Scheibe herausgeschnitten
und auf einfache Weise in einen radialen, in der Ebene
der Geberwellenachse gelegenen Schlitz im Gehäuse einge
lassen werden kann.
Besonders geringe Abmessungen und die Möglichkeit der Ver
wendung eines einzigen Lichtsenders ergeben sich bei einer
konvex ausgebildeten, dem Lichtempfänger zugewandten Stirn
seite des Umlenkprismas im Bereich dieser Lichtempfänger
und/oder bei einer konkav ausgebildeten, dem Lichtsender
zugewandten Stirnseite des Umlenkprismas im Bereich dieses
Lichtsenders. Der konkave Bereich kann dabei vorteilhafter
weise relativ zum benachbarten Bereich in Richtung des
Lichtsenders überstehen, um bei geringen Abmessungen einen
möglichst großen Winkelbereich des abgestrahlten Lichts
zu erfassen. Die Radien des Lichtsender-Bereichs und des
Lichtempfänger-Bereichs am Umlenkprisma sind zweckmäßiger
weise so gewählt, daß das Licht als breites Band im wesent
lichen paralleler Lichtstrahlen aus dem Umlenkprisma aus
tritt. Hierbei kann der Lichteintritts-Bereich zur Verkleine
rung der Baugröße klein im Vergleich zum Lichtaustritts-
Bereich gewählt werden, wobei eine Spreizung des Lichtbands
erreicht wird. Dies ist bei gleichzeitig parallel austreten
den Lichtstrahlen insbesondere dann der Fall, wenn der
Radius des Lichtsender-Bereichs dessen Abstand zum Licht
sender enspricht und der Radius des Lichtempfänger-Bereichs
eine Brennweite erzeugt, die der Länge des Strahlengangs
zwischen diesem Bereich und dem Lichtsender entspricht.
Um die Lichtverluste bei der Umlenkung möglichst gering
zu halten, ist die der Lichtsender-Lichtempfänger-Anordnung
abgewandte Stirnseite des Umlenkprismas verspiegelt.
Lichtsender und Lichtempfänger sind vorzugsweise als Halb
leiter-Elemente, insbesondere als Leuchtdioden bzw. Foto
dioden, ausgebildet. Um eine exakte Zuordnung der Foto
dioden zu den einzelnen Kodierspuren zu erreichen, wird
zweckmäßigerweise zwischen diesen und der Winkelkodier
scheibe ein Lichtverteiler angeordnet, wobei die Zahl der
Löcher der Zahl der Kodierspuren auf der Kodierscheibe
entspricht. In weiterer Ausgestaltung sind die jeweils
zweiten und dritten Löcher als abwechselnd nach beiden
Seiten versetzte parallele Langlöcher ausgebildet, deren
Kanten in der Ebene des Umlenkprismas und deren hierzu
gegenüberliegende Kanten als Umlenkspiegel im Sinne einer
Parallelverschiebung des Lichtstrahls ausgebildet sind,
wobei die Lichtempfänger an den Lichtaustrittsstellen in
drei Reihen angeordnet sind. Auf diese Weise können die
Kodierspuren sehr klein ausgebildet sein, oder es können
sehr viele Kodierspuren in einem relativ kleinen Winkelgeber
angeordnet werden, da die Lichtempfänger bzw. Leuchtdioden
nicht in einer Reihe nebeneinander angeordnet sein müssen,
sondern versetzt zueinander angebracht sein können.
Die als Umlenkspiegel ausgebildeten Kanten sind zweckmäßiger
weise unter einem Winkel von 45° abgeschrägt, um eine ein
fache Fertigung des mit Umlenkspiegeln versehenen Lichtvertei
lers zu erreichen. Damit die gesamte Anordnung, d. h. der
mit den Lichtempfängern und gegebenenfalls mit dem Lichtsen
der versehene Lichtverteiler an eine ebene Fläche des zugeord
neten Gehäuseteils angeschraubt werden kann, sind die Licht
empfänger in einer Ausnehmung angeordnet.
Als Lichtsender und/oder Lichtempfänger können auch die
Stirnseiten von Lichtleitfasern verwendet werden, die an
die Stelle der Leucht- und Fotodioden treten können. Wenn
die Lichtquelle und/oder die fotosensitiven Halbleiter-Ele
mente außerhalb des Gehäuses angeordnet sind, können in diesem
Falle auch die Zuleitungen zweckmäßigerweise als Lichtleit
fasern ausgebildet werden, die in einem gemeinsamen Kabel
zum Winkelgeber geführt sind. Der Winkelgeber selbst arbeitet
in diesem Falle rein optisch und benötigt keinerlei elek
trische Leitungen. Die Lichtquelle und/oder die fotosensi
tiven Halbleiter-Elemente können jedoch auch im Gehäuse
am Ende von Lichtleitfasern angeordnet sein, wodurch sie
an einem beliebigen Ort im Gehäuse angebracht werden können.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung
dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben.
Es zeigen:
Fig. 1 eine zum Teil schematisch ausgeführte Schnitt
darstellung eines optischen Winkelgebers als
Ausführungsbeispiel,
Fig. 2 eine Kodierscheibe,
Fig. 3 einen Lichtverteiler zur Anbringung von Licht
empfängern in einer Ansicht von oben und
Fig. 4-6 drei verschiedene Querschnitte durch den Lichtver
teiler mit aufgesetzten Lichtempfängern.
Der in Fig. 1 dargestellte optische Winkelgeber weist ein
Gehäuse 10 auf, das aus zwei Gehäuseteilen 11, 12 besteht,
die miteinander verschraubt oder ineinandergesteckt sein
können, wobei ein nicht dargestellter Bajonettverschluß
oder sonstiger Rastverschluß eine sichere Verbindung gewähr
leistet.
Im unteren Gehäuseteil 11 ist eine nach unten aus diesem
Gehäuseteil 11 herausragende Geberwelle 13 mit Hilfe von
Lagern drehbar gelagert, die als Wälz- oder Gleitlager
ausgebildet sein können. In axialer Richtung ist die Geber
welle z. B. mittels nicht dargestellter Nuten und Nutringe
fixiert. Am oberen Ende im Gehäuse-Inneren weist die Geber
welle 13 ein im Durchmesser verbreitertes Halteteil 16
zur Aufnahme einer Kodierscheibe 17 auf, die mittels einer
Schraube 18 und eines Halterings 19 auf dem Halteteil 16
zentriert und drehfest fixiert ist. In einem radialen,
in der Ebene der Geberwellenachse gelegenen, zur Kodier
scheibe 17 hin offenen Schlitz ist ein als dünne Platte
ausgebildetes Umlenkprisma 20 aus einem durchsichtigen
optischen Material wie Glas, Kunststoff od.dgl. eingesetzt.
Die der Kodierscheibe 17 zugewandte Stirnseite des Umlenk
prismas 20 weist einen kleineren, innen gelegenen, konkav
ausgebildeten Lichtsender-Bereich 21 und nach außen hin
anschließend einen größeren, konvex ausgebildeten Licht
empfänger-Bereich 22 auf. Der Lichtsender-Bereich 21 steht
relativ zum benachbarten Bereich 22 etwas über, das heißt,
er reicht weiter an die Kodierscheibe 17 heran. Die der
Kodierscheibe 17 abgewandte, prismatisch ausgebildete Stirn
seite des Umlenkprismas 20 ist zur Vermeidung von Licht
verlusten verspiegelt.
Der obere Gehäuseteil 12 weist an einer dem Lichtsender-
Bereich 21 gegenüberliegenden Stelle einen als Leuchtdiode
23 ausgebildeten Lichtsender auf, der eine seitliche Ab
schirmung 24 aufweist. Diese Leuchtdiode 23 arbeitet vorzugs
weise im Infrarot-Bereich, um einen guten Wirkungsgrad
zu erreichen. An einer dem Lichtempfänger-Bereich 22 gegen
überliegenden Stelle am oberen Gehäuseteil 11 sind acht
Fotodioden 25 als Lichtempfänger in einer Reihe angeordnet.
Selbstverständlich können anstelle von Fotodioden auch
andere fotosensitive Halbleiter, wie z. B. Fotowiderstände,
Fototransistoren od. dgl., verwendet werden. Die Leuchtdiode
23 ist in einer Reihe zu den Fotodioden 25 angeordnet,
so daß eine kompakte Lichtsender-Lichtempfänger-Anordnung
vorliegt.
Die elektrischen Zuleitungen zu der Leuchtdiode 23 und
den Fotodioden 25 sind über ein Kabel 26 durch eine Öffnung
27 an einer 45°-Abschrägung 28 am oberen Gehäuseteil 12
geführt. An dieser Öffnung 27 ist ein Zuleitungsrohr 29
schwenkbar gelagert, das an der Ansatzstelle ebenfalls
eine 45°-Abschrägung aufweist. Auf diese Weise kann das
Kabel 29 entweder in axialer Richtung (wie in Fig. 1 darge
stellt) oder nach einem Schwenkvorgang in radialer Richtung
weggeführt werden. In Abhängigkeit des jeweiligen Einbau
orts kann somit die Kabelführung optimiert werden.
Die in Fig. 2 dargestellte Kodierscheibe 17 weist eine
zentrale Führungsbohrung 30 auf, mit Hilfe derer sie auf
die Geberwelle 13 aufgesteckt werden kann. Die Kodierscheibe
17 weist acht Kodierspuren 31 und eine lichtdurchlässige
Spur 32 auf. Zur Vereinfachung sind die Spuren nur in einem
kleinen Winkelbereich detailliert dargestellt, sie erstrecken
sich selbstverständlich jeweils über einen Vollkreis. Die
Zahl der Kodierspuren 31 hängt von der Zahl der Fotodioden
25 ab und ist selbstverständlich prinzipiell beliebig wähl
bar. Je größer diese Zahl ist, desto genauer kann der zu
messende Winkel der Geberwelle 13 gemessen werden.
Die ständig leuchtende Leuchtdiode 23 sendet Licht durch
die lichtdurchlässige Spur 32 zum Lichtsender-Bereich 21
des Umlenkprismas 20. In diesem Prisma werden die Licht
strahlen zum Lichtempfänger-Bereich 22 hin umgelenkt (durch
gestrichelte Linien dargestellt), verlassen diesen als
parallele Lichtstrahlen, treten durch die Kodierspuren
31 auf der Kodierscheibe 17 hindurch und werden von den
Fotodioden 25 erfaßt. In Abhängigkeit der Kodierung erreicht
das abgesandte Licht in jeder Winkelstellung eine bestimmte
Zahl und Anordnung von Fotodioden 25, so daß ein bestimmtes
bit-Muster erzeugt wird, das über das Kabel 26 einem nicht
dargestellten Auswertegerät zugeführt und dort einem bestimm
ten Winkel zugeordnet wird.
Eine Maske zur Herstellung einer Kodierscheibe 17 kann
fototechnisch erstellt werden. Es können verschiedene Arten
von Kodierscheiben 17 erstellt werden, die je nach Anwendungs
gebiet auf einfache Weise gegeneinander ausgewechselt werden
können, indem die beiden Gehäuseteile 11, 12 voneinander
gelöst werden und die Schraube 18 herausgedreht wird.
Die Radien des Lichtsender-Bereichs 21 und des Lichtempfänger-
Bereichs 22 am Umlenkprisma 20 werden so gewählt, daß das
Licht als breites Band paralleler Lichtstrahlen aus dem
Umlenkprisma 20 zur Kodierscheibe 17 hin austritt. Die
Verbreiterung tritt dadurch ein, daß das Licht in den Licht
sender-Bereich 21 nicht parallel, sondern als sich verbrei
terndes Lichtbündel eintritt, das sich auf seinem Weg durch
das Umlenkprisma 20 hindurch weiter verbreitert. Auf diese
Weise wird eine nur schmale Eintrittsstelle benötigt, um
ausgangsseitig ein breites Lichtband zu erzeugen. Vorzugs
weise entspricht der Radius des Lichtsender-Bereichs 21
dessen Abstand zur Leuchtdiode 23, damit das Licht ohne
Ablenkung in das Umlenkprisma 20 eintreten kann. In diesem
Falle wird der Radius des Lichtempfänger-Bereichs 22 so
gewählt, daß eine Brennweite erzeugt wird, die der Länge
des Strahlengangs zwischen diesem Bereich 22 und der Leucht
diode 23 entspricht.
Selbstverständlich können die beiden voneinander abhängenden
Radien auch abweichend gewählt werden, wobei einer der
Bereiche 21, 22 im Grenzfall auch eben ausgebildet sein
kann.
Anstelle der dargestellten und beschriebenen Leuchtdiode
23 und Fotodioden 25 können auch die Stirnseiten von Licht
leitfasern als Lichtsender und Lichtempfänger treten. Im
Kabel 26 werden diese Lichtleitfasern an die entsprechenden
Stellen herangeführt, wobei die als Lichtsender arbeitenden
Lichtleitfasern ein kontinuierliches Licht aussenden und
die übrigen, nebeneinander als Lichtempfänger angeordneten
Lichtleitfasern das empfangene, kodierte Licht zur Auswerte
stelle zurückführen. Auf diese Weise sind keinerlei elek
trische Zuleitungen erforderlich, und infolge der sehr
dünn ausgebildeten Lichtleitfasern kann eine große Anzahl
derselben und damit eine große Anzahl von Kodierspuren
nebeneinander angeordnet werden. Die Leuchtdiode und/oder
die Fotodioden sind in diesem Falle außerhalb des Gehäuses
angeordnet. Eine Anordnung im Gehäuse am Ende von Lichtleit
fasern sowie eine gemischte Anordnung ist ebenfalls möglich.
Selbstverständlich können auch beispielsweise nur die Licht
empfänger als Lichtleitfasern, dagegen der Lichtsender
als Leuchtdiode ausgebildet sein.
Die in den Fig. 3 bis 6 dargestellte Anordnung erlaubt
bei engen Platzverhältnissen eine Vergrößerung der Zahl
der Kodierspuren bzw. eine Verkleinerung der gesamten Anord
nung. Eine plattenförmig ausgebildeter Lichtverteiler 40
weist zwölf rechteckige Löcher auf, die in drei Reihen
nebeneinander angeordnet sind. Die Anordnung eignet sich
somit zur Erfassung von zwölf Kodierspuren, wobei der gewölb
te Rand des Lichtverteilers 40 parallel zum Außenrand der
Kodierscheibe anzuordnen ist. Die vier kleinen Löcher 41
in der mittleren Reihe sind derart angeordnet, daß sie
die Kodierspuren 1, 4, 7, 10 (von außen nach innen gezählt)
erfassen. Die als Langlöcher ausgebildeten Löcher 42 der
rechten Reihe sind jeweils um eine Kodierspur radial nach
innen versetzt und erfassen entsprechend die Kodierspuren
2, 5, 8, 11, während die ebenfalls als Langlöcher ausgebilde
ten Löcher 43 der linken Reihe nochmals um eine Kodierspur
nach innen versetzt sind und die Kodierspuren 3, 6, 9,
12 erfassen. An den beiden äußeren Seiten sind zwei Befesti
gungslöcher 44 zur Befestigung des Lichtverteilers 40 angeordnet.
In Fig. 4 ist der Querschnitt A-A durch ein kleines Loch
41 in der mittleren Reihe dargestellt. Das von unten von
der Kodierscheibe 17 her kommende Licht gelangt durch dieses
Loch 41 direkt zu einer Fotodiode 25. Im mittleren Bereich
weist der Lichtverteiler 40 eine Ausnehmung 47 auf, in
der die Fotodiode 25 geschützt ruht. Der Lichtverteiler
40 kann dadurch bei aufgesetzten Fotodioden 25 an eine
ebene Fläche angeschraubt werden. In eine den Bereich des
Loches 41 sowie den der übrigen Löcher 42, 43 umfassende
Ausnehmung 48 an der Unterseite des Lichtverteilers 40
ist eine nicht dargestellte Loch- oder Schlitzblende zur
schärferen Abgrenzung der Lichtstrahlen ansetzbar.
Der in Fig. 5 dargestellte Schnitt B-B durch ein Loch 43
der linken Reihe zeigt den von unten kommenden Lichtstrahl
(gestrichelt) bis zur Fotodiode 25. Die rechte Kante des
Loches 43 ist als Umlenkspiegel 45 unter einem Winkel von
45° geneigt ausgebildet, so daß das Licht senkrecht nach
links bis zur linken Kante reflektiert wird, die ebenfalls
als unter einem Winkel von 45° geneigter Umlenkspiegel
46 ausgebildet ist. Von dort aus wird das Licht nach oben
zur Fotodiode 25 gelenkt. Um gute Reflexionseigenschaften
zu erreichen, können diese Umlenkspiegel 45, 46 vorzugsweise
poliert oder mit einer gut reflektierenden Schicht versehen
werden.
Der in Fig. 6 dargestellte Querschnitt C-C durch ein Loch
42 der rechten Reihe weist einen bezüglich Fig. 5 spiegel
verkehrten Aufbau auf und wird daher nicht nochmals beschrie
ben.
Der in den Fig. 3 bis 6 dargestellte Lichtverteiler
erweist sich insbesondere dann als nützlich, wenn der Durch
messer der Lichtempfänger größer als der Abstand zwischen
zwei Kodierspuren auf der Scheibe 17 ist. Der Durchmesser
der Lichtempfänger kann dadurch dreimal so groß wie der
Zwischenraum zweier Kodierspuren sein. Bei noch engeren
Kodierspuren kann in einer weiteren, nicht dargestellten
Ausführungsform die Zahl der Lochreihen auf dem Lichtver
teilers 40 noch weiter erhöht werden, indem noch längere
Langlöcher das Licht zu noch weiter außen liegenden Reihen
von Lichtempfängern führen.
Selbstverständlich kann auch der Lichtsender auf dem Licht
verteiler 40 angeordnet werden, damit die Lichtsender-Licht
empfänger-Anordnung als kompakte Einheit vorgefertigt in
das obere Gehäuseteil 12 eingebaut werden kann.
Claims (25)
1. Optischer Winkelgeber mit einer an einer Geberwelle
in einem Gehäuse angebrachten Kodierscheibe, die im Strahlen
gang einer aus wenigstens einem Lichtsender und wenigstens
einem Lichtempfänger bestehenden gehäusefesten Lichtschranke
drehbar angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß Licht
sender (23) und Lichtempfänger (25) auf der gleichen Seite
der Kodierscheibe (17) in radialer Richtung nebeneinander
angeordnet sind, daß diese Kodierscheibe (17) im Lichtsender-
Bereich eine lichtdurchlässige Spur (32) und im Bereich
der Lichtempfänger (25) mehrere digitale Kodierspuren (31)
aufweist und daß auf der gegenüberliegenden Seite der Kodier
scheibe (17) eine das vom Lichtsender (23) aus durchtretende
Licht zu den Kodierspuren (31) umlenkende Umlenkvorrichtung
(20) angeordnet ist.
2. Winkelgeber nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,
daß die Umlenkvorrichtung als Umlenkprisma (20) ausgebildet
ist.
3. Winkelgeber nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,
daß das Umlenkprisma (20) plattenförmig ausgebildet und
in radialer Richtung ausgerichtet ist und daß die Platten
dicke klein im Vergleich zur radialen Länge des Umlenk
prismas (20) ist.
4. Winkelgeber nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekenn
zeichnet, daß die den Lichtempfängern (25) zugewandte Stirn
seite des Umlenkprismas (20) im Lichtempfänger-Bereich
(22) konvex ausgebildet ist.
5. Winkelgeber nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch
gekennzeichnet, daß die dem Lichtsender (23) gewandte
Stirnseite des Umlenkprismas (20) im Lichtsender-Bereich
(21) konkav ausgebildet ist.
6. Winkelgeber nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet,
daß der konkav ausgebildete Lichtsender-Bereich (21) relativ
zum benachbarten Bereich in Richtung des Lichtsenders (23)
übersteht.
7. Winkelgeber nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch
gekennzeichnet, daß die Radien des Lichtsender-Bereichs
(21) und des Lichtempfänger-Bereichs (22) am Umlenkprisma
(20) so gewählt sind, daß das Licht als breites Band im
wesentlichen paralleler Lichtstrahlen aus dem Umlenkprisma
(20) austritt.
8. Winkelgeber nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet,
daß der Radius des Lichtsender-Bereichs (21) dessen Abstand
zum Lichtsender (23) entspricht und daß der Radius des
Lichtempfänger-Bereichs (22) eine Brennweite erzeugt, die
der Länge des Strahlengangs zwischen diesem Bereich (22)
und dem Lichtsender (23) entspricht.
9. Winkelgeber nach einem der Ansprüche 3 bis 8, dadurch
gekennzeichnet, daß das Umlenkprisma (20) in einem radialen,
in der Ebene der Geberwellenachse gelegenen Schlitz im
Gehäuse (10) eingelassen ist.
10. Winkelgeber nach einem der Ansprüche 3 bis 9, dadurch
gekennzeichnet, daß der Lichtsender (23) und die Licht
empfänger (25) in wenigstens einer Reihe nebeneinander
angeordnet sind.
11. Winkelgeber nach einem der Ansprüche 2 bis 10, dadurch
gekennzeichnet, daß die der Kodierscheibe (17) abgewandte
Stirnseite des Umlenkprismas (20) verspiegelt ist.
12. Winkelgeber nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (10) aus zwei Gehäuse
teilen (11, 12) besteht, von denen das erste die an der
Geberwelle (13) angebrachte Kodierscheibe (17) sowie das
Umlenkprisma (20) und das zweite die Lichtsender-Licht
empfänger-Anordnung (23, 25) und entsprechende Zuleitungen
(26) enthält.
13. Winkelgeber nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet,
daß das zweite Gehäuseteil (12) an der Austrittsstelle
der Zuleitungen (26) eine 45°-Abschrägung (28) aufweist,
an der ein ebenfalls eine 45°-Abschrägung aufweisendes
Zuleitungsrohr (29) schwenkbar gelagert ist.
14. Winkelgeber nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß der Lichtsender (23) als Leucht
diode, insbesondere als Infrarot-Leuchtdiode, ausgebildet
ist.
15. Winkelgeber nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch
gekennzeichnet, daß als Lichtsender die Stirnseite wenigstens
einer Lichtleitfaser vorgesehen ist, an deren anderem Ende
eine Lichtquelle angebracht ist.
16. Winkelgeber nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtempfänger (25) als
fotosensitive Halbleiter-Elemente, insbesondere als Foto
dioden, ausgebildet sind.
17. Winkelgeber nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch
gekennzeichnet, daß als Lichtempfänger (25) die Stirnseiten
von Lichtleitfasern vorgesehen sind, an deren jeweils anderen
Enden fotosensitive Halbleiter-Elemente angeordnet sind.
18. Winkelgeber nach einem der Ansprüche 15 bis 17, dadurch
gekennzeichnet, daß Zuleitungen zum Gehäuse (10) als Licht
leitfasern ausgebildet sind und daß die Lichtquelle und/oder
die fotosensitiven Halbleiter-Elemente außerhalb des Gehäuses
angeordnet sind.
19. Winkelgeber nach einem der Ansprüche 15 bis 18, dadurch
gekennzeichnet, daß die Lichtquelle und/oder die fotosen
sitiven Halbleiter-Elemente am jeweils anderen Ende der
Lichtleitfasern im Gehäuse angeordnet sind.
20. Winkelgeber nach einem der Ansprüche 16 bis 19, dadurch
gekennzeichnet, daß zwischen den Lichtempfängern (25) und
der Winkelkodierscheibe (17) ein mit Löchern (41, 42, 33)
versehener Lichtverteiler (40) angeordnet ist, wobei die
Löcher (41, 42, 43) zahlenmäßig der Zahl der Kodierspuren
(31) auf der Kodierscheibe (17) entsprechen.
21. Winkelgeber nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet,
daß die jeweils zweiten (42) und dritten (43) Löcher als
abwechselnd nach beiden Seiten versetzte parallele Lang
löcher ausgebildet sind, deren Kanten in der Ebene des
Umlenkprismas (20) und deren hierzu gegenüberliegende Kanten
als Umlenkspiegel zur Parallelverschiebung des Lichtstrahls
ausgebildet sind, und daß die Lichtempfänger (25) an den
Lichtaustrittsstellen in drei Reihen angeordnet sind.
22. Winkelgeber nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet,
daß die Umlenkspiegel (45, 46) unter einem Winkel von 45°
abgeschrägt sind.
23. Winkelgeber nach einem der Ansprüche 20 bis 22, dadurch
gekennzeichnet, daß die auf dem Lichtverteiler (40) angeord
neten Lichtempfänger (25) in einer Ausnehmung (47) angeordnet
sind.
24. Winkelgeber nach einem der Ansprüche 20 bis 23, dadurch
gekennzeichnet, daß der Lichtverteiler (40) Befestigungs
löcher (44) aufweist.
25. Winkelgeber nach einem der Ansprüche 20 bis 24, dadurch
gekennzeichnet, daß der Lichtverteiler (40), vorzugsweise
an seiner Unterseite wenigstens eine Loch- oder Schlitzblende
aufweist.
Priority Applications (1)
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---|---|---|---|
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DE19863609211 DE3609211A1 (de) | 1986-03-19 | 1986-03-19 | Optischer winkelgeber |
Publications (1)
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ID=6296753
Family Applications (1)
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