DE4331668A1 - Winkelmeßeinrichtung - Google Patents

Winkelmeßeinrichtung

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    • G01D5/00—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable
    • G01D5/26—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable characterised by optical transfer means, i.e. using infrared, visible, or ultraviolet light
    • G01D5/32—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable characterised by optical transfer means, i.e. using infrared, visible, or ultraviolet light with attenuation or whole or partial obturation of beams of light
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    • G01D5/347—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable characterised by optical transfer means, i.e. using infrared, visible, or ultraviolet light with attenuation or whole or partial obturation of beams of light the beams of light being detected by photocells using displacement encoding scales

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Winkelmeßein­ richtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.
Derartige Winkelmeßeinrichtungen sind bekannt und in dem Buch "Digitale Längen- und Winkelmeßtech­ nik"; Autor: Alfons Ernst; verlag moderne industrie AG & Co. Landsberg/Lech, 1991, ISBN 3-478-93034-0, Seiten 60 und 61 beschrieben.
Die dort gezeigte Anordnung weist einen kreisring­ förmigen Trägerkörper auf, bei dem ein Stahlband mit einer Inkrementalteilung auf den Umfang eines Rundtisches gespannt ist. Die Enden des Bandes sind auf Spannklötzchen geschweißt, die so präzise ge­ fertigt sind, daß sie bei der Montage an dem Trä­ gerkörper - beispielsweise einem Rundtisch - nur noch zusammengeschraubt werden müssen.
Eine andere Winkelmeßeinrichtung ist in der DE 34 38 550 C1 gezeigt. Dort ist eine Inkremental-Tei­ lung in der Innenwand eines kreisringförmigen Kör­ pers integriert, der Bestandteil eines Kugellagers ist.
Die beiden aufgezeigten Lösungen für die Teilungs­ anordnung bei Winkelmeßeinrichtungen weisen gewisse Nachteile auf.
Bei der erstgenannten Lösung können bei hohen Dreh­ zahlen durch die Fliehkraft Meßfehler auftreten.
Bei der zweiten Lösung bereitet die Teilungsauf­ bringung im Innenbereich des Kugellagers ferti­ gungstechnisch Probleme.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Win­ kelmeßeinrichtung zu schaffen, die die vorgenannten Nachteile nicht aufweist, sondern bei der die Meß­ teilung einfach zu fertigen und zu montieren ist und die auch bei großen Durchmessern und hohen Drehzahlen zuverlässig arbeitet.
Diese Aufgabe wird durch eine Winkelmeßeinrichtung mit den Merkmalen des Anspruches 1 gelöst, wobei die Vorrichtung durch die Merkmale der Unteransprü­ che in vorteilhafter Weise ausgestaltet wird.
Mit Hilfe der Zeichnungen wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispieles noch näher erläutert.
Es zeigt
Fig. 1 eine Draufsicht auf eine schematisch dargestellte Winkelmeßeinrichtung im vormontierten Stadium;
Fig. 2 eine Winkeimeßeinrichtung gemäß Fig. 1 im Querschnitt und
Fig. 3 eine derartige Winkelmeßeinrichtung im fertig montierten Zustand.
Eine in Fig. 1 in der Draufsicht schematisch dar­ gestellte Winkelmeßeinrichtung weist einen kreis­ ringförmigen, drehbaren Trägerkörper 1 auf. In der Innenwand des Trägerkörpers 1 ist eine umlaufende Nut 2 eingearbeitet. Ein flexibles Band 3, vorzugs­ weise ein Stahlband, weist eine Meßteilung 4 auf (in Fig. 2 dargestellt), die als Inkrementaltei­ lung für fotoelektrische Abtastung ausgebildet ist. Die Meßteilung kann aber auch in codierter Form und/oder für jedes beliebige physikalische Abtast­ prinzip ausgebildet sein.
Zur Abtastung der Meßteilung 4 ist eine Abtastein­ richtung 5 vorgesehen, die gegenüber dem drehbaren Trägerkörper 1 stationär angeordnet ist.
Das flexible Band 3 bildet einen endlosen flexiblen Ring, dessen Umfang auf den Umfang der Nut 2 exakt abgestimmt ist. Selbstverständlich ist auch ein endliches Band 3 realisierbar, das an seinen Enden in der Nut 2 fixiert wird.
Eine besonders vorteilhafte Lösung besteht darin, daß das Band 3 in seiner Länge so genau auf den Umfang der Nut 2 abgestimmt ist, daß es beim Ein­ legen in die Nut 2 des Trägerkörpers 1 mit einer Art Knackfrosch-Effekt einschnappt und sich an­ schließend frei entspannen kann. Um eine Relativ­ bewegung zwischen dem Band 3 und dem Trägerkörper 1 bei dynamischem Wechselbetrieb zu vermeiden, em­ pfiehlt sich eine Fixierung, zum Beispiel mit Kle­ ber.
Auch andere Befestigungsarten sind zulässig, aber es muß gewährleistet sein, daß das Band 3 keinen Spannungen unterliegt.
Die Fig. 1 zeigt das Band 3 im vormontierten Zu­ stand, wobei die Ausbeulung im "nördlichen" Bereich mit dem Knackfrosch-Effekt überwunden werden muß, damit das Band 3, wie in Fig. 3 dargestellt, voll­ ständig und spiel frei in der Nut 2 im Innenwand- Bereich des Trägerkörpers 1 anliegt.
Im Idealfall ist keine weitere Fixierung notwendig, aber die angeführten Befestigungsarten sind ohne Anspruch auf Vollständigkeit möglich.

Claims (13)

1. Winkelmeßeinrichtung mit einem eine Teilung (4) tragenden flexiblen Band als Teilungsträger (3), der an einem drehbaren kreisringförmigen Träger­ körper (1) befestigt ist und einer stationären Abtastbaueinheit (5), dadurch gekennzeichnet, daß der Teilungsträger (3) an der Innenwand des Trägerkörpers (1) angeordnet ist.
2. Winkelmeßeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der bandförmige Teilungs­ träger (3) in einer umlaufenden Nut (2) in der Innenwand des Trägerkörpers (1) angeordnet ist.
3. Winkelmeßeinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Teilungsträger (3) in die Nut (2) einschnappbar ist.
4. Winkelmeßeinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Länge des Teilungsträ­ gers (3) und der Umfang der Nut (2) so aufein­ ander abgestimmt sind, daß der Teilungsträger (3) spielfrei in der Nut (2) eingebettet ist.
5. Winkelmeßeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Teilungsträger (3) an der Innenwand des Trägerkörpers (1) durch Kle­ ben, Schweißen, Nieten etc. befestigt ist.
6. Winkelmeßeinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Teilungsträger (3) in der Nut (2) fremdmittelfrei durch Eigenspannung befestigt ist.
7. Winkelmeßeinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Teilungsträger (3) mit­ tels Fremdmitteln in der Nut (2) befestigt ist.
8. Winkelmeßeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Teilungsträger (3) ein flexibles Stahlband ist.
9. Winkelmeßeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Trägerkörper (1) Be­ standteil eines Rotationslagers ist.
10. Winkelmeßeinrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Rotationslager als Gleit-, Wälz- oder Hydrolager ausgebildet ist.
11. Winkelmeßeinrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Teilungsträger (3) einen Stoß (6) aufweist, der kleiner als eine Tei­ lungsperiode der Meßteilung (4) ist.
12. Winkelmeßeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Teilungsträger (3) meh­ rere Teilungsspuren aufweist.
13. Winkelmeßeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Teilungsträger (3) als Endlosband ausgebildet ist.
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