DE4331668C2 - Winkelmeßeinrichtung - Google Patents

Winkelmeßeinrichtung

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Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Winkelmeßeinrichtung mit einem eine Teilung tragenden Teilungsträger und einer stationären Abtastbaueinheit zur Abtastung der Teilung.
Derartige Winkelmeßeinrichtungen sind bekannt und in dem Buch "Digitale Längen- und Winkelmeßtechnik"; Autor: Alfons Ernst; verlag moderne indu­ strie AG & Co. Landsberg/Lech, 1991, ISBN 3-478-93034-0, Seiten 60 und 61 beschrieben.
Die dort gezeigte Anordnung weist einen kreisringförmigen 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 gefertigt sind, daß sie bei der Montage an dem Trägerkörper - beispielsweise einem Rundtisch - nur noch zusammengeschraubt werden müssen.
Eine zweite Anordnung mit außen auf der Mantelfläche eines Zylinders liegender Maßverkörperung ist in der US 3,243,692 beschrieben.
In der DE-AS 24 24 761 ist eine Vorrichtung zum Fühlen der Drehgeschwindigkeit von Fahrzeugrädern beschrieben. Dort ist eine Maßverkörperung auf der zylindrischen Innenfläche einer Nabenkappe einer Radnabe beschrieben.
Eine andere Winkelmeßeinrichtung ist in der DE 34 38 550 C1 gezeigt. Dort ist eine Inkremental-Teilung in der Innenwand eines kreisringförmigen Kör­ pers integriert, der Bestandteil eines Kugellagers ist.
Die aufgezeigten Lösungen für die Teilungsanordnung bei Winkelmeßeinrichtungen weisen gewisse Nachteile auf.
Bei den erstgenannten Lösungen können bei hohen Drehzahlen durch die Fliehkraft Meßfehler auftre­ ten.
Bei der dritten Lösung ist die Montage problema­ tisch.
Bei der vierten 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 Unteranspru­ 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 Winkelmeßeinrichtung 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 (11)

1. Winkelmeßeinrichtung mit einem eine Teilung (4) tragenden flexiblen, federelastischen Band als Teilungsträger (3), der an einem drehbaren kreisringförmigen Trägerkörper (1) befestigt ist, und einer stationären Abtastbaueinheit (5) zur Abtastung der Teilung (4), wobei der bandför­ mige Teilungsträger (3) an einer Innenwand des Trägerkörpers (1) an­ geordnet ist, und wobei die Länge des Teilungsträgers (3) und der Umfang der Innenwand so aufeinander abgestimmt sind, daß der Tei­ lungsträger einschnappbar ist und dann spielfrei an der Innenwand an­ liegt.
2. Winkelmeßeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Teilungsträger (3) in einer umlaufenden Nut (2) in der Innenwand des Trägerkörpers (1) angeordnet ist, indem der Teilungsträger (3) in die Nut (2) ein­ schnappbar und dann spielfrei in der Nut (2) eingebettet ist.
3. Winkelmeßeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Teilungsträger (3) in der Nut (2) fremdmittelfrei durch Eigenspan­ nung befestigt ist.
4. Winkelmeßeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Teilungsträger (3) mittels Fremdmitteln in der Nut (2) befestigt ist.
5. Winkelmeßeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Teilungsträger (3) ein flexibles, federelastisches Stahlband ist.
6. Winkelmeßeinrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Teilungsträger (3) an der Innenwand des Trägerkörpers (1) durch Kleben, Schweißen oder Nieten befestigt ist.
7. Winkelmeßeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Teilungsträger (3) als Endlosband ausgebildet ist.
8. Winkelmeßeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Teilungsträger (3) einen Stoß (6) aufweist, der kleiner als eine Tei­ lungsperiode der Meßteilung (4) ist.
9. Winkelmeßeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Teilungsträger (3) mehrere Teilungsspuren aufweist.
10. Winkelmeßeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Trägerkörper (1) Bestandteil eines Rotationslagers ist.
11. Winkelmeßeinrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Rotationslager als Gleit-, Wälz- oder Hydrolager ausgebildet ist.
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