DE60308136T2

DE60308136T2 - Massstab-Vorrichtung

Info

Publication number: DE60308136T2
Application number: DE60308136T
Authority: DE
Inventors: Gunichi Sony Manufacturing Systems C Nakamura; Mitsuru Sony Manufacturing Systems C Ohno
Original assignee: Sony Manufacturing Systems Corp
Current assignee: DMG Mori Co Ltd
Priority date: 2003-02-10
Filing date: 2003-10-09
Publication date: 2007-08-30
Anticipated expiration: 2023-10-10
Also published as: EP1445584B1; US20040154181A1; US6931741B2; JP2004245591A; ATE338935T1; DE60308136D1; EP1445584A1; JP4223823B2

Description

Hintergrund der Erfindung
Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Maßstab-Vorrichtung, wie etwa einen Positionsdetektor, eine digitale Maßstab-Vorrichtung, einen Codierer oder dergleichen zur Verwendung an einem Maschinenwerkzeug, einer Industriemaschine, einer Präzisionsmaschine oder dergleichen, um eine Positionsinformation, wie etwa eine relative Fortbewegung, eine Position und dergleichen eines sich bewegenden Teils derartiger Maschinen zu erfassen.
Diese Anmeldung beansprucht die Priorität der japanischen Patentanmeldung Nr. 2003-032512, eingereicht am 10. Februar 2003.
Beschreibung des verwandten Sachstands
Unter Bezugnahme nun auf 1 ist eine herkömmliche Maßstab-Vorrichtung schematisch in der Form einer teilweise bruchstückartigen, perspektivischen Ansicht veranschaulicht. Im Allgemeinen wird die Maßstab-Vorrichtung, die allgemein mit einem Bezugszeichen 100 bezeichnet ist, an Maschinenwerkzeugen, Industriemaschinen oder Präzisionsmaschinen verschiedener Typen verwendet, um eine Positionsinformation, wie etwa eine relative Fortbewegung, eine Position oder dergleichen eines sich bewegenden Teils, wie etwa eines Tisches, verwendet, und die Position des sich bewegenden Teils wird auf der Grundlage eines Erfassungsausgangs aus der Maßstab-Vorrichtung gesteuert. Wie in 1 gezeigt, schließt die Maßstab-Vorrichtung 100 eine Maßstab-Einheit 103, die in einem Gehäuse-Element 102 davon ein langes Maßstab-Element 101 auf genommen aufweist, das optische, magnetische oder mechanische Positionssignale darauf bereitgestellt aufweist, und eine Sensoreinheit 104 ein, die gegenüberliegend dem Maßstab-Element 101 bereitgestellt ist.
In der Maßstab-Vorrichtung 100 ist das Maßstab-Element 101 beispielsweise aus einer langen Platte aus Glas gebildet und weist longitudinal an einer der Hauptseiten davon bereitgestellte Positionssignale auf, die hierin nicht im Detail beschrieben werden. Andererseits ist das Gehäuse-Element 102 aus einer Aluminiumlegierung gebildet, um einen im Allgemeinen U-förmigen Abschnitt aufzuweisen, und ist beispielsweise etwas länger als das Maßstab-Element 101. Das Gehäuse-Element 102 weist das Maßstab-Element 101 innerhalb desselben durch ein Bondieren befestigt auf. Das Maßstab-Element 101 ist an dem Gehäuse-Element 102 beispielsweise durch ein Bondieren mit einem elastisch deformierbaren Siliconkleber befestigt. Somit ist das Maßstab-Element 101 geschützt. Die Maßstab-Vorrichtung 100 weist ein Befestigungsloch 105 auf, das in jedem der longitudinalen Endabschnitte des Gehäuse-Elements 102 gebildet ist. Mit einer Befestigungsschraube (nicht gezeigt), die in jedes Befestigungsloch 105 getrieben wird, wird die Maßstab-Einheit 103 an einem ersten Teil einer Maschine befestigt, an welcher die Maßstab-Vorrichtung 100 zu verwenden ist, beispielsweise einem stationären Teil.
In der obigen Maßstab-Einrichtung 100 ist die Sensoreinheit 104 in dem Maßstab-Element 101 eingebaut. Die Sensoreinheit 104 weist einen Lagermechanismus auf, der auf einem Gleitelement bereitgestellt ist. Das Gleitelement weist ein Substrat auf, das einen Sensor darauf angebracht aufweist, der hierin nicht veranschaulicht und beschrieben ist. Der Lagermechanismus ermöglicht es, dass das Gleitelement longitudinal durch das Maßstab-Element 101 als eine Führung frei gleitet. Die Sensoreinheit 104 weist darauf bereitgestellt eine Kopplungseinheit auf, die hierin im Detail nicht beschrieben ist. Die Kopplungseinheit dringt durch eine longitudinale Führungsöffnung 106, die in dem Gehäuse-Element 102 gegenüberliegend dem Maßstab-Element 101 gebildet ist. Die Kopplungseinheit ist zur Integration mit einer Befestigungseinheit 107, die darauf be reitgestellt ist, herausgeführt, um eine Detektoreinheit 108 zu bilden.
Die Befestigungseinheit 107 der Maßstab-Vorrichtung 100 weist ein Befestigungsloch 109 auf, das darin an jedem longitudinalen entgegengesetzten Ende davon gebildet ist. Mit einer Befestigungsschraube (nicht gezeigt), die in das Befestigungsloch 109 getrieben wird, wird die Befestigungseinheit 107 an einem zweiten Teil der Maschine, beispielsweise einem sich bewegenden Teil, wie etwa einem sich bewegenden Tisch, befestigt. Die Sensoreinheit 104 ist elektrisch mit einer internen Schaltungseinheit, wie etwa einer Steuerschaltung etc., die in der Befestigungseinheit 107 enthalten ist, über ein flexibles Kabel verbunden. Die interne Schaltungseinheit in der Befestigungseinheit 107 ist weiter mit einem Controller, einer Anzeigeeinheit, etc. der Maschine über ein Kabel 110 und einen Stecker 111 verbunden, um eine Information über das Positionssignal, das von dem Sensor erfasst wird, als ein Ausgang bereitzustellen. Es sei darauf hingewiesen, dass in der Maßstab-Vorrichtung 100 auf der Befestigungseinheit 107 ein Stecker bereitgestellt sein kann, über welchen die interne Schaltungseinheit mit einem externen Controller, einer Anzeigeeinheit, etc. der Maschine beispielsweise verbunden wird.
Indem sie mit dem sich bewegenden Teil der Maschine verriegelt ist, wird die Sensoreinheit 104 durch die Befestigungseinheit 107 in Bezug auf die Maßstab-Einheit 103 bewegt. Der Sensor in der Sensoreinheit 104 erfasst die Positionssignale, die auf dem Maßstab-Element 101 der Maßstab-Einheit 103 bereitgestellt sind, und führt den Erfassungsausgang zu der Maschine über die Befestigungseinheit 107 zum Steuern des sich bewegenden Teils und zur Anzeige auf der Anzeigeeinheit zu. Es sei darauf hingewiesen, dass die Maßstab-Einheit 100, die Führungsöffnung 106, die in dem Gehäuse-Element 102 gebildet ist, entlang der gesamten Länge davon durch Dichtlippenelemente (nicht gezeigt) geschlossen ist, die aus Gummi oder dergleichen gebildet sind und die in einen elastischen Kontakt mit den äußeren Flächen der Kopplungseinheit versetzt werden, um zu verhindern, dass Staub oder dergleichen an dem Maßstab-Element 101 anhaftet.
In der Maßstab-Vorrichtung 100 ist das Maßstab-Element 101, das von einer hohen Präzision sein muss, aus Glas gebildet, und das Gehäuse-Element 102, das eine ausgezeichnete mechanische Festigkeit und Bearbeitbarkeit aufweisen muss, ist aus einer Aluminiumlegierung gebildet. Das Maßstab-Element 101 ist nämlich aus einem Material gebildet, während das Gehäuse-Element 102 aus einem anderen Material gebildet ist. Sie werden aneinander durch ein Bondieren mit einem Kleber befestigt, der elastisch deformierbar ist. Zusätzlich ist nur das Gehäuse-Element 102 mit Befestigungsschrauben an dem Befestigungsteil einer Maschine befestigt. Im Allgemeinen ist das Befestigungsteil der Maschine aus einem Stahl gebildet.
Andererseits ist das Maßstab-Element 103 der Maßstab-Vorrichtung 100 an dem ersten Teil der Maschine angebracht, während die Befestigungseinheit 107 der Detektoreinheit 108 an dem zweiten Teil, das sich in Bezug auf das erste Teil bewegt, der Maschine angebracht ist, wie es zuvor beschrieben worden ist. D.h., dass die Elemente der Maßstab-Vorrichtung, die aus unterschiedlichen Materialien gebildet sind, an entsprechenden Befestigungsabschnitten der Maschine angebracht sind, die auch aus unterschiedlichen Materialien gebildet sind.
Im Allgemeinen weist das Glas, das verwendet wird, um das Maßstab-Element 101 zu bilden, einen linearen Ausdehnungskoeffizient von ungefähr 8 bis 9 × 10^–6K^–1 auf, während die Aluminiumlegierung als das Material des Gehäuse-Elements 102 einen linearen Ausdehnungskoeffizienten von ungefähr 23 bis 24 × 10^–6K^–1 aufweist. D.h., dass das Maßstab-Element 101 und das Gehäuse-Element 102 in den Dimensionen in hohem Maße unterschiedlich voneinander aufgrund einer Ausdehnung oder einer Schrumpfung in Abhängigkeit von den Umgebungsbedingungen, wie etwa einer Temperatur, einer Feuchtigkeit, etc. werden. In dieser Maßstab-Vorrichtung 100 wird eine Schicht des elastisch deformierbaren Klebers verwendet, um den Dimensionsunterschied zwischen den Maßstab- und Gehäuse-Elementen 101 und 102 zu absorbieren.
Andererseits weist der Stahl, der verwendet wird, um die Maschine auszubilden, einen linearen Ausdehnungskoeffizienten von ungefähr 11 bis 12 × 10^–6K^–1 auf. Da das Gehäuse-Element 102 der Maßstab-Vorrichtung 100 mit Befestigungsschrauben an dem Befestigungsabschnitt der Maschine befestigt ist, wird der Dimensionsunterschied zwischen dem Gehäuse-Element 102 und dem Befestigungsabschnitt der Maschine aufgrund einer Ausdehnung oder Schrumpfung in Abhängigkeit von den Umgebungsbedingungen, wie etwa einer Temperatur, einer Feuchtigkeit, etc. beschränkt sein. Deswegen wird das Maßstab-Element 101 der Maßstab-Vorrichtung in Abhängigkeit von den Umgebungsbedingungen einzeln, ausgedehnt oder geschrumpft werden, so dass das Maßstab-Element 101 kaum mit einer hohen Präzision in Bezug auf den Befestigungsabschnitt der Maschine positioniert werden kann. Somit ist es notwendig, eine Neuausrichtung, wie etwa ein Positionieren des Maßstab-Elements 101 in Bezug auf die Sensoreinheit 104 auszuführen, wobei die Maßstab-Einheit 103 und die Detektoreinheit 108 an der Maschine angebracht belassen werden. Diese Neuausrichtung ist sehr beschwerlich. Auch in dem Fall der Maßstab-Vorrichtung 100 ist die Genauigkeit einer Messung in Abhängigkeit von den Umgebungsbedingungen niedriger, was dazu führen wird, dass die Maschinenpräzision der Maschine niedriger ist.
Das Dokument US 2002/0026725 offenbart einen linearen Maßstab vom Einheitstyp, der einen Rahmenkörper aufweist, der einen plattenförmigen Hauptmaßstab aufnimmt und in einer Längsrichtung einer Messung verläuft. Der Rahmenkörper ist mit Schrauben an mehrfachen Positionen an einem Messobjekt durch Schraubenlöcher befestigt, die an einer Mehrzahl von Positionen entlang der Längsrichtung einer Messung gebildet sind. Eine Nut ist in dem Rahmen gebildet und verläuft in der Längsrichtung einer Messung, und eine Fläche des Hauptmaßstabs ist ausgeführt, die Wandfläche an einer Seite der Nut zu kontaktieren. Eine elastische Komponente ist zwischen der Wandfläche und der Nut an der anderen Seite der Nut entlang der Längsrichtung einer Messung und der anderen Fläche des Hauptmaßstabs bereitgestellt, jedoch ausschließlich der Abschnitte, wo die Schrau benlöcher bereitgestellt sind, um den Hauptmaßstab an dem Rahmenkörper zu befestigen.
Aufgabe und Zusammenfassung der Erfindung
Dementsprechend ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die oben erwähnten Nachteile des verwandten Sachstands zu überwinden, indem eine Maßstab-Vorrichtung bereitgestellt wird, deren Maßstab-Element, das in einem Ausdehnungskoeffizienten von einem zu verwendenden Gehäuse-Element der Maßstab-Vorrichtung unterschiedlich ist, mit einer hohen Präzision unabhängig von Umgebungsbedingungen oder dergleichen angebracht werden kann und die eine Messung und Erfassung einer hohen Genauigkeit ausführen kann.
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist eine Maßstab-Vorrichtung bereitgestellt, wie sie in Anspruch 1 definiert ist.
In der Maßstab-Vorrichtung, die wie oben gemäß der vorliegenden Erfindung aufgebaut ist, ist die Maßstab-Einheit zusammen mit dem Gehäuse-Element an dem ersten Teil der Maschine befestigt, ohne den Befestigungsaufbau modifizieren zu müssen, während der Detektor an dem zweiten Teil der Maschine befestigt ist. Wenn die Maschine in Betrieb genommen wird und sich somit die ersten und zweiten Teile der Maschine in Bezug zueinander bewegen, bewegt sich der Sensor in dem Detektor relativ zu dem Maßstab-Element der Maßstab-Einheit und erfasst eines der Positionssignale und stellt ein Erfassungssignal als einen Ausgang bereit. Das Maßstab-Element der Maßstab-Einheit ist zusammen mit dem Gehäuse-Element an dem ersten Teil der Maschine mit der Hilfe des Befestigungselements befestigt und wird so integral mit dem ersten Teil sein. Deswegen kann, auch wenn das Maßstab-Element in einem thermischen Ausdehnungskoeffizienten unterschiedlich von den Befestigungsabschnitten der Maschine ist, an welchen das Gehäuse-Element oder das Maßstab-Element und der Detektor jeweils angebracht sind, die freie Dimensionsänderung jedes Elements in Abhängigkeit von Umgebungsbedingungen so begrenzt werden, dass die Dimensionsänderung des Maßstab-Elements im Allgemeinen die gleiche wie jene der Befestigungsabschnitte der Maschine sein wird. Somit kann das Maßstab-Element an dem Befestigungsabschnitt der Maschine mit einer hohen Präzision befestigt werden. Die Maßstab-Vorrichtung kann somit Fortbewegungen der ersten und zweiten Teile der Maschine in Bezug zueinander mit einer hohen Genauigkeit messen.
Diese Aufgaben und andere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden detaillierten Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung offensichtlich werden, wenn sie in Verbindung mit den zugehörigen Zeichnungen genommen werden.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
In den Zeichnungen zeigen:
1 eine teilweise bruchstückartige, perspektivische Ansicht der herkömmlichen Maßstab-Vorrichtung;
2 eine teilweise bruchstückartige Vorderansicht des wesentlichen Teils einer ersten Ausführungsform der Maßstab-Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung;
3 eine axiale Schnittansicht des wesentlichen Teils der Maßstabvorrichtung in 1;
4 eine axiale Schnittansicht des wesentlichen Teils der Maßstab-Vorrichtung in 2, wobei die Maßstab-Einheit an einem stationären Teil einer Maschine befestigt ist;
5 eine explosionsartige perspektivische Ansicht des wesentlichen Teils der Maßstab-Vorrichtung in 2, die die Anbringung der Maßstab-Einheit an den stationären Teil der Maschine erläutert;
6 eine axiale Schnittansicht des wesentlichen Teils einer zweiten Ausführungsform der Maßstab-Vorrichtung gemäß der vor liegenden Erfindung, wobei die Maßstab-Einheit an einem stationären Teil der Maschine angebracht ist;
7 eine teilweise bruchstückartige Vorderansicht der Maßstab-Vorrichtung in 6, die die Anbringung der Maßstab-Einheit an dem stationären Teil der Maschine erläutert;
8 eine explosionsartige, perspektivische Ansicht des wesentlichen Teils der Maßstab-Vorrichtung in 6, die den Aufbau der Maßstab-Elements und eines Abstandselements erläutert;
9 eine axiale Schnittansicht des wesentlichen Teils einer dritten Ausführungsform der Maßstab-Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung, die den Aufbau der Maßstab-Einheit zeigt;
10 eine explosionsartige perspektivische Ansicht des wesentlichen Teils der Maßstab-Vorrichtung in 9, die den Aufbau des Maßstab-Elements und des Abstandselements erläutert;
11 eine axiale Schnittansicht eines wesentlichen Teils einer vierten Ausführungsform der Maßstab-Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung, die den Aufbau der Maßstab-Einheit zeigt;
12 eine perspektivische Ansicht des wesentlichen Teils der Maßstab-Vorrichtung in 11, die den Aufbau der zweiten Hauptseite des Maßstab-Elements erläutert;
13 eine axiale Schnittansicht des wesentlichen Teils einer fünften Ausführungsform der Maßstab-Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung, wobei die Maßstab-Einheit an dem stationären Teil der Maschine angebracht ist;
14 eine teilweise bruchstückartige Vorderansicht des wesentlichen Teils der Maßstab-Vorrichtung in 13, die die Anbringung der Maßstab-Einheit an dem stationären Teil der Maschine erläutert;
15 eine axiale Schnittansicht des wesentlichen Teils einer sechsten Ausführungsform der Maßstab-Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung, die den Aufbau der Maßstab-Einheit erläutert; und
16 eine teilweise bruchstückartige Vorderansicht der Maßstab-Vorrichtung in 15, die die Anbringung der Maßstab-Einheit an dem stationären Teil der Maschine erläutert.
Detaillierte Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen
Die vorliegende Erfindung wird betreffend die Ausführungsformen davon unter Bezugnahme auf die zugehörigen Zeichnungen beschrieben werden.
Unter Bezugnahme nun auf die 2 bis 5 ist die erste Ausführungsform der Maßstab-Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung veranschaulicht. Die Maßstab-Vorrichtung, die allgemein durch ein Bezugszeichen 1 bezeichnet ist, ist an den ersten und zweiten Teilen 2 und 3 eines Präzisionsmaschinenwerkzeugs oder dergleichen anzubringen, an welchem die Maßstab-Vorrichtung 1 zu verwenden ist. Die ersten und zweiten Teile 2 und 3 der Maschine bewegen sich in Bezug zueinander. Die Maßstab-Vorrichtung 1 erfasst eine Positionsinformation, wie etwa Fortbewegungen der ersten und zweiten Teile 2 und 3 in Bezug zueinander, Positionen der ersten und zweiten Teile 2 und 3 oder dergleichen genau, und führt ein Erfassungssignal einem Controller oder dergleichen zu. Der Controller wird die Positionen der ersten und zweiten Teile 2 und 3 auf der Grundlage des empfangenen Erfassungssignals genau steuern. Es sei darauf hingewiesen, dass in der folgenden Erläuterung die Ausdrücke "Oberseite (oben)", "Unterseite (unten)", "rechts", "links", "innen" und "außen" auf dem Zustand der Maßstab-Vorrichtung 1, der in 2 gezeigt ist, beruhen.
Wie in 3 gezeigt, schließt die Maßstabvorrichtung 1 eine Maßstabeinheit 4, die an einem stationären Teil (der Maschine) als das erste Teil 2 anzubringen ist, die hierin nicht im De tail beschrieben werden wird, und einen Detektor 5 ein, der an einem sich bewegenden Teil (der Maschine), wie etwa einem Tisch oder dergleichen, als das zweite Teil 3 anzubringen ist, das im Detail hierin auch nicht beschrieben werden wird. In der Maßstab-Vorrichtung 1 erfasst, wenn der Detektor 5 in Bezug auf die Maßstab-Einheit 4 als das sich bewegende Teil 3 der Maschine gleitet, dieser die Positionssignale, die auf der Maßstab-Einheit 4 bereitgestellt sind, wie später im Detail beschrieben werden wird. Der Detektor 5 gibt die Positionsinformation zu dem zuvor erwähnten Controller aus. Es sei darauf hingewiesen, dass die Maßstab-Vorrichtung 1 an der Maschine angebracht werden kann, wobei der Detektor 5 an dem stationären Teil 2 angebracht ist und die Maßstab-Einheit 4 an dem sich bewegenden Teil 3 angebracht ist. Ferner kann die Maßstab-Vorrichtung 1 eine Maßstab-Einheit 4 und einen Detektor 5 angebracht an den ersten und zweiten Teilen 2 bzw. 3 angebracht aufweisen, die sich als sich bewegende Teile der Maschine in Bezug zueinander bewegen.
In der Maßstab-Vorrichtung 1 schließt die Maßstab-Einheit 4 ein Maßstab-Element 6, ein erstes Gehäuse-Element 7, in welchem das Maßstab-Element 6 aufgenommen und befestigt ist, ein Paar von zweiten Gehäuse-Elementen 8A und 8B, die das erste Gehäuse-Element 7 einschließen (werden im Allgemeinen als ein "zweites Gehäuse-Element 8" unten stehend bezeichnet, wann immer auf diese nicht einzeln Bezug genommen werden kann), und ein Paar von SeitenGehäuse-Elementen 9A und 9B rechts und links (werden auch im Allgemeinen als ein "SeitenGehäuse-Element 9" unten stehend bezeichnet, wann immer auf diese nicht einzeln Bezug genommen werden kann) ein. Das Maßstab-Element 6 ist beispielsweise aus einer rechteckigen Platte einer Aluminiumlegierung für eine Extrusion gebildet. Es ist etwas länger als ein Maßstab-Befestigungsabschnitt, der auf dem stationären Teil 2 der Maschine gebildet ist, und wo eine Innengewinde-Befestigungsbohrung 10 (siehe 5) gebildet ist. Das Maßstab-Element 6 weist auf einer ersten Hauptseite 6a davon (die an dieser Seite in 2 gezeigt ist) einen vorbestimmten Längsbereich 11 auf, wo Positionssignale in einer Zeile aufgezeichnet sind. Der Bereich 11 wird im Allgemei nen als ein "Positionssignal-tragender Bereich 11" unten stehend bezeichnet werden.
Auf dem Maßstab-Element 6 ist der Positionssignal-tragende Bereich 11 gebildet, wo vorbestimmte Magnetsignale, die für eine Positionserfassung notwendig sind, magnetisch in einer Beschichtungsschicht aufgezeichnet sind, die durch ein Auftragen einer magnetischen Farbe auf die erste Hauptseite 6a oder in einer magnetischen Dünnschicht gebildet sind, die auf der ersten Hauptseite 6a durch Sputtern, Plattieren oder dergleichen gebildet ist. Im Fall, dass das Maßstab-Element 6 aus einem ferromagnetischen Metall gebildet ist, werden Positionssignale direkt in einer Fläche, die dem Positionssignal-tragenden Bereich 11 entspricht, aufgezeichnet. In dem Maßstab-Element 6 können die Positionssignale nicht nur durch das zuvor erwähnte magnetische Verfahren, sondern durch jedwedes geeignete Verfahren, wie etwa ein optisches Verfahren, ein mechanisches Verfahren (um Unregelmäßigkeiten zu bilden) oder durch eine Kombination von diesen gebildet werden. Es sei darauf hingewiesen, dass das Maßstab-Element 6 nicht im Material auf die Aluminiumlegierung beschränkt ist, sondern aus einem Metall, Glas oder dergleichen gebildet werden kann.
Von dem Maßstab-Element sind Abschnitte nahe den longitudinalen entgegengesetzten Endabschnitten über dem Positionssignaltragenden Bereich 11 als Befestigungsabschnitte gebildet, die zusammen mit dem ersten Gehäuse-Element 7 an dem stationären Teil 2 der Maschine befestigt werden, wie im Detail später beschrieben werden wird. In diesen Befestigungsabschnitten des Maßstab-Elements 6 sind Befestigungslöcher 12A und 12B (die im Allgemeinen als ein "Befestigungsloch 12" unten stehend bezeichnet werden, wann immer auf diese nicht einzeln Bezug genommen werden kann) gebildet, wie in den 2 und 5 gezeigt. Das Befestigungsloch 12 ist halbkreisartig offen an der unteren Kante des Maßstab-Elements 6 gebildet. Das Befestigungsloch 12 ist gegenüberliegend der Befestigungsbohrung 10, die in dem Befestigungsabschnitt des stationären Teils 2 der Maschine gebildet ist.
Es sei darauf hingewiesen, dass das Befestigungsloch 12 eine Öffnung sein kann, durch welche ein Gewindeabschnitt 13a einer Befestigungsschraube 13 dringt, die zum Befestigen des Maßstab-Elements 6 und des ersten Gehäuse-Elements 7 an dem stationären Teil 2 der Maschine verwendet wird, und um welche ein Kopfabschnitt 13b der Schraube 13 eingreift. Deswegen kann die Öffnung ein kreisförmiges oder anderweitig geeignet geformtes Loch oder beispielsweise ein Ausschnitt sein. Alternativ kann eines der Befestigungslöcher 12 kreisförmig sein, während das andere ein Ausschnitt sein kann, oder sie können längliche Löcher sein, deren Längsrichtungen unterschiedlich voneinander sind. In dem Fall, dass die Maßstab-Vorrichtung 1 lang und an einer Mehrzahl von Stellen mit der Befestigungsschraube 13 befestigt wird, die in jedes einer Mehrzahl von Befestigungslöchern getrieben wird, die in dem stationären Teil 2 der Maschine gebildet sind, können in eine entsprechende Mehrzahl von Befestigungslöchern 12 in dem Maßstab-Element 6 gegenüberliegend jeweils der Befestigungslöcher gebildet sein.
Das Maßstab-Element 6 wird an einer zweiten Hauptseite 6b davon gegenüberliegend der ersten Hauptseite 6a an der Innenfläche des ersten Gehäuse-Elements 7 durch ein Bondieren mit einem Kleber 14 befestigt. Das erste Gehäuse-Element 7 ist aus einem Bogen des gleichen Stahls oder Edelstahls gebildet, wie beispielsweise das Material des stationären Teils der Maschine. Es schließt einen oberen Abschnitt 7a und erste und zweite Seitenabschnitten 7b und 7c ein, die einander gegenüberstehen und entlang gegenüberstehender lateraler Kanten jeweils und auch entlang der gesamten Länge des oberen Abschnitts 7a verlaufen. Die Seitenabschnitte 7b und 7c sind jeweils integral mit dem oberen Abschnitt 7a gebildet. Das erste Gehäuse-Element 7 ist nämlich an der Unterseite und longitudinalen entgegengesetzten Enden davon offen. Das erste Gehäuse-Element 7 ist somit gebildet, einen im Allgemeinen U-förmigen Querschnitt aufzuweisen, der an der Unterseite offen ist. Das erste Gehäuse-Element 7 ist etwas größer in der Gesamtlänge als der Befestigungsabschnitt des stationären Teils 2 der Maschine. Das erste Gehäuse-Element 7 ist an den longitudinalen Endabschnitten der ersten und zweiten Seitenabschnitte 7b und 7c davon an dem Befestigungsabschnitt der Maschine gesichert. Die longitudinalen Endabschnitte werden als erste und zweite Befestigungsabschnitte an der Seite der Maßstab-Vorrichtung genommen.
Das erste Gehäuse-Element 7 ist an dem ersten Seitenabschnitt 7b davon an dem stationären Teil 2 der Maschine gesichert. In dem ersten Befestigungsabschnitt des ersten Seitenabschnitts 7b sind Befestigungslöcher 15A und 15B gebildet (werden im Allgemeinen als ein "Befestigungsloch 15" unten stehend bezeichnet, wann immer auf diese einzeln nicht Bezug genommen werden kann), gegenüberliegend zu den Befestigungslöchern 10, die um einen vorbestimmten Abstand entfernt voneinander in dem stationären Teil 2 der Maschine gebildet sind. Wie später weiter beschrieben werden wird, ist das Befestigungsloch 15 eines, durch welches der Gewindeabschnitt 13a der Befestigungsschraube 13 zu stecken ist, wenn der Maßstab-Abschnitt 4 an dem stationären Teil 2 der Maschine befestigt wird. Mit dem Maßstab-Element 6, das durch ein Bondieren an das erste Gehäuse-Element 7 befestigt ist, ist das Befestigungsloch 15 koaxial und steht mit dem zuvor erwähnten Befestigungsloch 12 in Verbindung. Das Befestigungsloch 15 weist einen Innendurchmesser kleiner als der Außendurchmesser des Kopfabschnitts 13b der Befestigungsschraube 13 auf.
In dem ersten Gehäuse-Element 7 sind Führungslöcher 16A und 16B (werden im Allgemeinen als ein "Führungsloch 16" unten stehend bezeichnet, wann immer auf diese nicht einzeln Bezug genommen werden kann) in dem zweiten Befestigungsabschnitt des zweiten Seitenabschnitts 7c gebildet. Das Führungsloch 16 ist koaxial gegenüberliegend dem Befestigungsloch 15. Wie in den 4 und 5 gezeigt, ist das Befestigungsloch 16 ein kreisförmiges Loch, das im Durchmesser größer als das Befestigungsloch 15 und der Kopfabschnitt 13b der Befestigungsschraube 13 ist. Wenn das Maßstab-Element 6 an das erste Gehäuse-Element 7 bondiert ist, ist das Führungsloch 16 koaxial gegenüberliegend dem Befestigungsloch 12 in dem Maßstab-Element 6.
Das erste Gehäuse-Element 7 weist angebracht an den ersten und zweiten Seitenabschnitten 7b und 7c davon ein Paar von zweiten Gehäuse-Elementen 8A bzw. 8B auf. Das zweite Gehäuse-Element 8 ist ein im Allgemeinen plattenähnlicher Aufbau, der aus dem gleichen Material wie Stahl, Edelstahl oder dergleichen wie das Material des ersten Gehäuse-Elements 7 oder aus einem Harzbogen gebildet ist. Es ist nahezu so lang wie, und höher als, das erste Gehäuse-Element 7. Wie in 3 gezeigt, weist das zweite Gehäuse-Element 8 einen nach innen dickeren oder gestuften unteren Endabschnitt auf, der gebildet ist, entlang der vollen Länge und nach unten von einer Position zu verlaufen, die dem unteren Ende des ersten Gehäuse-Elements 7 entspricht. Das zweite Gehäuse-Element 8 ist nämlich an die äußere Fläche des ersten Gehäuse-Elements 7 bondiert, um das untere Ende des ersten Gehäuse-Elements 7 entlang der vollen Länge zu halten.
Eines der zweiten Gehäuse-Elemente 8A weist darin gebildet ein Führungsloch 17 auf, das dem Befestigungsloch 15 in dem ersten Gehäuse-Element 7 entspricht und im Durchmesser nahezu gleich ist, wie in 4 gezeigt. Der Gewindeabschnitt 13a der Befestigungsschraube 13 wird durch das Führungsloch 17 gesteckt, wenn das Maßstab-Element 4 an dem stationären Teil 2 der Maschine angebracht wird. Auch weist das andere zweite Gehäuse-Element 8B darin ein Führungsloch 18 auf, das dem Führungsloch 16 in dem ersten Gehäuse-Element 7 entspricht und im Durchmesser nahezu gleich ist. Der Kopfabschnitt 13b der Befestigungsschraube 13 wird durch das Führungsloch 18 gesteckt.
Das erste Gehäuse-Element 7 weist ein SeitenGehäuse-Element 9 eingepasst in jede der longitudinalen offenen Enden davon auf. Das SeitenGehäuse-Element 9 ist aus einem Bogen des gleichen Stahls, Edelstahls oder dergleichen wie das Material des ersten Gehäuse-Elements 7 oder aus einem Harzbogen gebildet. Wie in 5 gezeigt, schließt das SeitenGehäuse-Element 9 einen plattenähnlichen Basisabschnitt 19, der ein im Allgemeinen gleiches Profil wie die Endöffnung des ersten Gehäuse-Elements 7 aufweist, und einen Beabstandungsabschnitt 20 ein, der integral, oder als ein Vorsprung davon, auf der Innenfläche des Basisabschnitts 19 gebildet ist. Der Beabstandungsabschnitt 20 weist eine Dicke nahezu gleich oder etwas kleiner als ein Unterschied zwischen der Dicke des Maßstab-Elements 6 und dem Abstand zwischen den Innenflächen der ersten und zweiten Seitenabschnitte 7b und 7c des ersten Gehäuse-Elements 7 auf.
Das SeitenGehäuse-Element 9 weist durch den Beabstandungsabschnitt 20 davon gebildet ein Führungsloch 21 auf, das koaxial zu dem Befestigungsloch 15 und dem Führungsloch 16, das in dem ersten Gehäuse-Element 7 gebildet ist, zu platzieren ist, wenn das Seitengehäuse 9 in das erste Gehäuse-Element 7 eingepasst wird, wie später weiter beschrieben werden wird. Das Führungsloch 21 weist einen Innendurchmesser größer als der Außendurchmesser des Kopfabschnitts 13b der Befestigungsschraube 13 auf und lässt es somit zu, dass die Befestigungsschraube 14 durch das Führungsloch 21 hindurchdringt, wenn die Maßstab-Einheit 4 an dem stationären Teil 2 der Maschine angebracht wird.
Das SeitenGehäuse-Element 9 ist an dem ersten Gehäuse-Element 7 angebracht, wobei der Beabstandungsabschnitt 20 davon zwischen der ersten Hauptseite 6a des Maßstab-Elements 6, das an dem ersten Seitenabschnitt 7b bondiert ist, und dem zweiten Seitenabschnitt 7c des ersten Gehäuse-Elements 7 eingeführt ist. In diesem zusammengesetzten Zustand weist das SeitenGehäuse-Element 9 eine erste laterale Seite 20a des Beabstandungsabschnitt 20 davon in Kontakt versetzt mit der ersten Hauptseite 6a des Maßstab-Elements 6 und eine zweite laterale Seite 20b in Kontakt versetzt mit der Innenfläche des zweiten Seitenabschnitts 7c des ersten Gehäuse-Elements 7 auf. Das SeitenGehäuse-Element 9 schließt somit die longitudinalen offenen Enden der ersten und zweiten Gehäuse-Elemente 7 und 8 und hält durch den Beabstandungsabschnitt 20 davon einen Abstand zwischen dem Maßstab-Element 6, das an die Innenfläche des ersten Seitenabschnitts 7b bondiert ist, und dem zweiten Seitenabschnitt 7c des ersten Gehäuse-Elements 7 aufrecht.
In der Maßstab-Einheit 4 stellt die Bodenöffnung des ersten Gehäuse-Elements 7 eine Gleitführungsöffnung 23 bereit, in welcher der Detektor 5, der sich als das sich bewegende Teil 3 der Maschine bewegt, in Bezug auf die und entlang der Maßstab-Einheit 4 gleiten wird. Wie in den 3 und 4 gezeigt, weist das zweite Gehäuse-Element 8 Dichtlippenelemente 24A und 24B (werden im Allgemeinen als ein "Dichtlippenelement 24" unten stehend bezeichnet, wann immer auf diese nicht einzeln Bezug genommen werden kann) befestigt in den unteren Abschnitten der zweiten Gehäuse-Elemente 8A bzw. 8B auf, die nach unten von den unteren Enden der ersten und zweiten Seitenabschnitte 7b und 7c vorstehen, die zusammen die Gleitführungsöffnung 23 des ersten Gehäuse-Elements 7 definieren. Die Dichtlippenelemente 24 verhindern, dass Staub oder dergleichen in den Innenraum des ersten Gehäuse-Elements 7 eintritt.
Das Dichtlippenelement ist aus einem dünnen Bogen eines elastischen Materials, wie etwa Gummifluorid, Polyurethanharz oder dergleichen gebildet. Wie gezeigt, sind die Dichtlippenelemente 24 an den Basisabschnitten davon in Befestigungsaussparungen jeweils befestigt, die in den zweiten Gehäuse-Elementen 8A und 8B entlang der vollen Länge der Gleitführungsöffnung 23 gebildet sind, die zwischen den unteren Enden der ersten und zweiten Seitenabschnitte 7b und 7c des ersten Gehäuse-Elements 7 definiert sind, die im Detail hierin nicht erläutert werden. Die Dichtlippenelemente 24 sind in einem elastischen Kontakt an den freien Enden davon miteinander, um die Gleitführungsöffnung 23 entlang der vollen Länge zu schließen.
Das Maßstab-Element 6 der Maßstab-Einheit 4, das wie oben stehend aufgebaut ist, ist an der zweiten Hauptseite 6b davon an der Innenfläche des ersten Seitenabschnitts 7b des ersten Gehäuse-Elements 7 durch ein Bondieren mit dem Kleber 14 befestigt. Mit einer vorbestimmten Menge von Kleber 14, der über die zweite Hauptseite 6b aufgetragen wird, wird das Maßstab-Element 6 sicher durch ein Bondieren an den ersten Seitenabschnitt 7b des ersten Gehäuse-Elements 7 befestigt, wobei das Befestigungsloch 12 in dem Maßstab-Element 6 so positioniert ist, dass es mit dem Befestigungsloch 15 in Verbindung steht, das in dem ersten Seitenabschnitt des ersten Gehäuse-Elements 7, das dem Befestigungsloch 12 entspricht, gebildet ist. Das Maßstab-Element 6 ist durch ein Bondieren mit dem Kleber 14, der nicht elastisch ist, wenn er ausgehärtet ist, der nämlich beständig gegenüber einer elastischen Deformation ist, wie etwa Epoxidkleber, für eine mechanische Integration mit dem ersten Gehäuse-Element 7 befestigt. Es sei darauf hingewiesen, dass der Kleber 14 einer sein kann, der als eine Basis ein geeignetes Harz, wie etwa ein Acrylharz oder ein Urethanharz, oder ein Metallpulver enthält.
Wie in 4 gezeigt, wird die Maßstabeinheit 4 an dem ersten Seitenabschnitt 7b des ersten Gehäuse-Elements 7 an dem stationären Teil 2 der Maschine mit der Befestigungsschraube 13 angebracht. Wenn die Maßstab-Einheit 4 an dem stationären Teil 2 der Maschine angebracht wird, wird das erste Gehäuse-Element 7 an das stationäre Teil 2 angelegt, wobei die Befestigungsbohrung 10 in dem stationären Teil 2 in einer Ausrichtung mit dem entsprechenden Befestigungsloch 15 in dem ersten Gehäuse-Element 7 platziert wird. Dann wird die Befestigungsschraube 13 von dem Führungsloch 16 in den zweiten Seitenabschnitt 7c des ersten Gehäuse-Elements 7 eingeführt. Indem der Gewindeabschnitt 13a der Befestigungsschraube 13 durch das Befestigungsloch 12 in dem Maßstab-Element 5, das Befestigungsloch 15 in dem ersten Gehäuse-Element 7 und das Führungsloch 17 in dem zweiten Gehäuse-Element 8 hindurchgesteckt wird und dann in die Befestigungsbohrung 10 in dem stationären Teil 2 der Maschine getrieben wird, wird die Maßstabeinheit 4 an dem stationären Teil 2 der Maschine befestigt.
Wie in 4 gezeigt, ist die Befestigungsschraube 13 in Eingriff an dem Kopfabschnitt 13b davon um die Öffnungskante des Befestigungslochs 12 in dem Maßstab-Element 6 und wird bei dem Gewindeabschnitt 13a davon in die Befestigungsbohrung 10 in dem stationären Teil 2 der Maschine getrieben. Somit befestigt die Befestigungsschraube 13 an dem Kopfabschnitt 13b davon das zweite Gehäuse-Element 8, den ersten Seitenabschnitt 7b des ersten Gehäuse-Elements 7 und das Maßstab-Element 6 zusammen mit dem Befestigungsabschnitt des stationären Teils 2 der Maschine. Deswegen weist die Maßstab-Einheit 4 ein Maßstab-Element 6 davon befestigt mit der Befestigungsschraube 13 an dem ersten Gehäuse-Element 7 auf, das an dem stationären Teil 2 der Maschine zu befestigen ist, und wird somit integral mit dem stationären Teil 2 der Maschine sein.
Wie oben wird das Maßstab-Element 6 der Maßstab-Einheit 4, das erste Gehäuse-Element 7 und das stationäre Teil 2, die aus Materialien gebildet sind, die in einem linearen Ausdehnungskoeffizienten voneinander unterschiedlich sind, mechanisch integral zueinander sein. So werden diese Elemente eingeschränkt, in den Dimensionen in Abhängigkeit von den Umgebungsbedingungen frei geändert zu werden, und die Dimensionsänderungen, die sie erfahren, werden nahezu gleich zueinander sein. Somit kann die Maßstab-Einheit 4 das Maßstab-Element 6 davon über das erste Gehäuse-Element 7 an dem stationären Teil 2 der Maschine mit einer hohen Präzision befestigt aufweisen.
Es sei darauf hingewiesen, dass, obwohl ein Gehäuse für die Maßstab-Einheit 4 durch ein Kombinieren des ersten Gehäuse-Elements 7, in welchen das Maßstab-Element 6 aufgenommen und befestigt ist und das als ein Element zur Anbringung an dem stationären Teil 2 der Maschine verwendet wird, mit dem zweiten Gehäuse-Element 8 und einem SeitenGehäuse-Element 9, wie oben erwähnt, ausgeführt ist, es offensichtlich ist, dass die vorliegende Erfindung nicht auf diesen Aufbau beschränkt ist. Das Gehäuse für die Maßstabeinheit 4 kann beispielsweise aus einer Integration der ersten und zweiten Gehäuse-Elemente 7 und 8 aufgebaut sein. Alternativ kann ein Gehäuse durch ein Bilden eines zweiten Gehäuse-Elements 8 gebildet werden, das beispielsweise auch die Funktion des SeitenGehäuse-Elements 9 aufweist.
Wie in den 2 und 3 gezeigt, schließt der Detektor 5 eine Sensoreinheit 25, eine Trägereinheit 26, ein Kopplungselement 27 etc., das eine Kopplung zwischen dieser Sensoreinheit 25 und einer Trägereinheit 26 bereitstellt, ein. Wenn die Trägereinheit 26 des Detektors 5 an dem sich bewegenden Teil 3 der Maschine angebracht ist, wie im Detail später beschrieben wird, ist die Sensoreinheit 25 des Detektors 5 über die Gleitführungsöffnung 23 innerhalb des ersten Gehäuse-Elements 7 der Maßstab-Einheit 4, die an dem stationären Teil 2 der Maschine befestigt ist, platziert positioniert, wie in 3 gezeigt. Da sich das sich bewegende Teil 3 der Maschine in Bezug auf das stationäre Teil 2 bewegt, wird die Sensoreinheit 25 des Detektors 5 durch das Maßstab-Element 6 geführt, um zu gleiten, erfasst die Positionssignale, die an dem Positionssignaltragenden Bereich 11 bereitgestellt sind, und stellt ein Erfassungssignal als ein Ausgang bereit.
Die Sensoreinheit 25 schließt ein Basiselement 28 gegenüberliegend und parallel zu der ersten Hauptseite 6a des Maßstab-Elements 6, einen Sensor 29, der über ein Sensorbefestigungselement an dem Basiselement 28 befestigt ist, einen Lagermechanismus, der aus einer Mehrzahl von Führungswalzen 30A bis 30E (werden im Allgemeinen als eine "Führungswalze 30" nachstehend beschrieben, wann immer auf diese nicht einzeln Bezug genommen werden kann) besteht, etc. ein. Die Sensoreinheit 25 ist mit einer hohen Präzision durch die Führungswalze 30 für den Sensor 29, der um einen vorbestimmten Abstand weg von der ersten Hauptseite 6A des Maßstab-Elements 6 zu halten ist, positioniert und getragen. Da die Führungswalze 30 rollt, während sie durch ein Federelement an die erste Hauptseite 6a und die untere Kante des Maßstab-Elements 6 gedrückt wird, was im Detail hierin nicht beschrieben wird, gleitet die Sensoreinheit 25 sanft, ohne das Maßstab-Element zu neigen, zu rollen oder anderweitig zu bewegen.
Von der Sensoreinheit 25 ist der Sensor 29 elektrisch durch ein flexibles Kabel (nicht gezeigt) mit einer elektrischen Schaltung innerhalb der Trägereinheit 26 verbunden (Bemerkung: Die Trägereinheit und die elektrische Einheit werden unten stehend als eine "Trägereinheit 26" bezeichnet werden) und sendet ein Erfassungssignal, das ein Positionssignal erfasst aufweist, als ein Ausgang zu der Trägereinheit 26. Die Trägereinheit 26 weist Befestigungsabschnitte 31A und 31B (werden im Allgemeinen als ein "Befestigungsabschnitt 31" unten stehend bezeichnet, wann immer auf diese nicht einzeln Bezug genommen werden kann) auf, die longitudinal entfernt voneinander sind. Der Befestigungsabschnitt 31 ist wie ein Kasten mit ei nem darin gebildeten Befestigungsloch geformt, der im Detail hierin nicht beschrieben wird. Die Trägereinheit 26 ist mit einer Befestigungsschraube an den sich bewegenden Teil der Maschine befestigt und gleitet entlang des sich bewegenden Teils 3 der Maschine. Mit der Trägereinheit 26 ist ein Kabel 32 verbunden, das mit der Controller- und Anzeigeeinheit (nicht gezeigt) der Maschine verbunden ist und über welches ein Erfassungssignal, das der Sensor 29 als ein Positionssignal erfasst hat, als ein Ausgang zu der Controller- und Anzeigeeinheit der Maschine zugeführt wird.
Das Kopplungselement 27 ist wie eine Platte (im Detail nicht gezeigt) geformt. Es koppelt die Sensoreinheit 25, die in dem Gehäuse-Element 27 aufgenommen ist, über die Gleitführungsöffnung 23 mit der Trägereinheit 26, die an dem sich bewegenden Teil 3 der Maschine befestigt ist. Das Kopplungselement weist einen Abschnitt auf, der in der Gleitführungsöffnung 23 zu platzieren ist. Dieser Abschnitt ist geformt, einen im Allgemeinen bootförmigen Abschnitt aufzuweisen. Der Abschnitt wird nämlich allmählich in der Dicke in der Längsrichtung von der Mitte zu den gegenüberliegenden Seiten davon verringert. Die Dichtlippenelemente 24, die elastisch deformiert werden, sind entlang der vollen Länge in Kontakt mit dem oberen Abschnitt des Kopplungselementes 27, der in der Gleitführungsöffnung 23 verbleibt, wie in 3 gezeigt. Deswegen wird in dem Maßstab-Element 1 die Gleitführungsöffnung 23 somit auch dann geschlossen gehalten, wenn der Detektor 5 relativ zu der Maßstabeinheit gleitet.
In der Maßstab-Vorrichtung 1, die wie oben stehend aufgebaut ist, gleitet, wenn sich das sich bewegende Teil 3 der Maschine in Bezug auf das stationäre Teil 2 der Maschine bewegt, wenn die Maschine in Betrieb ist, die Trägereinheit 26 zusammen mit dem sich bewegenden Teil der Maschine entlang des ersten Gehäuse-Elements. Wenn die Trägereinheit 26 somit gleitet, wird die Sensoreinheit 25 durch das Maßstab-Element 26 geführt werden, in dem Innenraum des ersten Gehäuse-Elements 7 mittels des Kopplungselements 27 zu gleiten. Der Sensor 29, der an der Sensoreinheit 25 angebracht ist, tastet den Positionssignal tragenden Bereich 11 auf dem Maßstab-Element 6 ab und erfasst dort ein Positionssignal. Der Sensor 29 stellt den Erfassungsausgang der Trägereinheit 26 bereit, und das Erfassungssignal wird der Controller- und Anzeigeeinheit der Maschine über das Kabel 32 zugeführt.
In der Maßstab-Vorrichtung 1 ist das Maßstab-Element 6 der Maßstab-Einheit 4 an dem ersten Gehäuse-Element 7 durch ein Bondieren mit dem Kleber 14 und auch zusammen mit dem ersten Gehäuse-Element 7 an dem stationären Teil 2 der Maschine mit der Befestigungsschraube 13 befestigt. Da die Dimensionsänderung des Maßstab-Elements 6 in Abhängigkeit von Umgebungsbedingungen nahezu gleich jener des stationären Teils 2 der Maschine ist, mit welchem das Maßstab-Element mechanisch integral ist, können die Positionssignale, die in dem Positionssignal-tragenden Bereich 11 bereitgestellt sind, mit einer Präzision konstant gehalten werden. Ferner werden, da der Detektor 5 an dem sich bewegenden Teil 3 der Maschine angebracht ist, das aus dem gleichen Material wie jenes des stationären Teils 2 gebildet ist, der Sensor 20 des Detektors 5 und das Maßstab-Element 6 relativ zueinander positioniert gehalten. Somit kann die Maßstab-Vorrichtung 1 die Fortbewegungen der stationären und der sich bewegenden Teile 2 und 3 der Maschine in Bezug zueinander mit einer hohen Genauigkeit messen.
In der zuvor erwähnten Maßstab-Vorrichtung 1 ist das Maßstab-Element 6 an der Innenfläche der ersten Hauptseite 7b des ersten Gehäuse-Elements 7 durch ein Bondieren mit dem Kleber 14, der an der zweiten Hauptseite 6b davon aufgetragen ist, befestigt. Somit wird an einer Stelle, wo das Maßstab-Element 6 und das erste Gehäuse-Element 7 zusammen durch die Befestigungsschraube 13 befestigt sind, ein Spielraum auftreten, der der Schichtdicke des Klebers 14 entspricht. Deswegen wird ein übermäßiges Anziehen der Befestigungsschraube 13 möglicherweise dazu führen, dass das Maßstab-Element 6 abgelenkt wird, was zu keiner hochpräzisen Anbringung führen wird.
Die 6 bis 8 zeigen zusammen die zweite Ausführungsform der Maßstab-Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung. Die Maßstab-Vorrichtung, die allgemein mit einem Bezugszeichen 35 bezeichnet ist, schließt ein Abstandselement 26 ein, um eine derartige Ablenkung des Maßstab-Elements 6 zu verhindern. Das Abstandselement 36 ist zwischen dem Maßstab-Element 6 und dem ersten Gehäuse-Element 7 platziert, die zusammen durch die Befestigungsschraube 13 zu befestigen sind. Es sei darauf hingewiesen, dass, da die Maßstab-Vorrichtung 35 im Aufbau ähnlich der Maßstab-Vorrichtung 1 außer dem Abstandselement 36 ist, die gleichen Teile und Elemente wie jene in der Maßstab-Vorrichtung 1 durch die gleichen Bezugszeichen wie in den
2 bis 5 bezeichnet werden und im Detail nicht mehr beschrieben werden.
Das Abstandselement 36 ist beispielsweise aus einem Edelstahlbogen gebildet. Es ist als ein rechteckiges Stück geformt, das nahezu die gleiche Dicke wie die Schichtdicke des Klebers 14 aufweist und von welchem jede Seite eine Länge etwas schmäler als die Breite des Maßstab-Elements 6 aufweist. Das Abstandselement 36 weist darin gebildet ein Befestigungsloch 37 auf, dessen Durchmesser der gleiche wie jener des Befestigungslochs 12 ist, das in dem Maßstab-Element 6 gebildet ist und das umfangsmäßig nach unten davon offen ist. Das Befestigungsloch 37 ist nämlich ein Halbkreis, wie in 8 gezeigt. Es sei darauf hingewiesen, dass das Befestigungsloch 37 im Durchmesser größer als das Befestigungsloch 12 sein kann, solange es eine Öffnung ist, durch welche der Gewindeabschnitt 13a der Befestigungsschraube 13 durchgesteckt werden kann, und es kann beispielsweise auch ein Loch sein, das irgendeine andere Form aufweist, kreisförmig oder anderweitig zweckmäßig geformt, oder ein Ausschnitt sein, der der Form des Befestigungslochs 12 entspricht.
In der Maßstab-Vorrichtung 35 ist das Abstandselement 36 zwischen der zweiten Hauptseite 6b des Maßstab-Elements 6 und der Innenfläche des ersten Seitenabschnitts 7b des ersten Gehäuse-Elements 7 angeordnet, wobei die Befestigungslöcher 37 axial zu den Befestigungslöchern 12 und 15 ausgerichtet sind, wie in den 6 und 7 gezeigt. Die Befestigungsschraube 13 wird von dem Führungsloch 16 in das erste Gehäuse-Element 7 eingeführt und weist den Gewindeabschnitt 13a davon durchgesteckt durch das Befestigungsloch 12 in dem Maßstab-Element 6, das Befestigungsloch 37 in dem Abstandselement 36, das Befestigungsloch 15 in dem ersten Gehäuse-Element 7 und das Führungsloch 17 in dem zweiten Gehäuse-Element 8 in dieser Reihenfolge auf und wird dann in die Befestigungsbohrung 10 in dem stationären Teil 2 der Maschine getrieben.
Durch ein Anziehen der Befestigungsschraube 13, wobei das Abstandselement 36 zwischen dem Maßstab-Element 6 und dem ersten Gehäuse-Element 7 angeordnet ist, werden das zweite Gehäuse-Element 8, das Gehäuse-Element 7 und das Maßstab-Element 6 zusammen befestigt und an dem stationären Teil 2 der Maschine angebracht. Somit ist es, da die Befestigungsschraube 13 mit einer Absorption durch das dazwischen gesetzte Abstandselement 36 von jedweder Beabstandung angezogen wird, die durch die Schichtdicke des Klebers 14 zwischen dem Maßstab-Element 6 und dem ersten Gehäuse-Element 7 herbeigeführt wird, möglich, zu verhindern, dass das Maßstab-Element 6 abgelenkt wird. Es sei darauf hingewiesen, dass in der Maßstab-Vorrichtung 35 das Abstandselement 36 an dem Maßstab-Element 6 im Voraus durch ein Bondieren mit dem Kleber 14 befestigt werden kann.
In der Maßstab-Vorrichtung 35 ist das plattenförmige Abstandselement 36 zwischen dem Maßstab-Element 6 und dem ersten Gehäuse-Element 7 angeordnet. Jedoch werden, wenn das Abstandselement 36 während einer Anbringung nicht platziert ist, die Befestigungslöcher 12 und 15 möglicherweise nicht zu dem Befestigungsloch 37 ausgerichtet sein. In einem derartigen Fall kann die Befestigungsschraube 13 nicht durch diese Löcher gesteckt werden, und das Abstandselement 36 muss neu positioniert werden.
Die 9 und 10 zeigen zusammen die dritte Ausführungsform der Maßstabvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung. Die Maßstabvorrichtung, die allgemein durch ein Bezugszeichen 40 bezeichnet ist, schließt ein Abstandselement 41 ein, das eine Funktion einer Fehlausrichtungsverhinderung aufweist. Das Abstandselement 41 ist in einer Position angeordnet, wo das Maß stab-Element 6 und das erste Gehäuse-Element 7 zusammen befestigt sind. Es sei darauf hingewiesen, dass, da die Maßstab-Vorrichtung 40 im Aufbau ähnlich zu der Maßstab-Vorrichtung 1 außer dem Abstandselement 41 ist, die gleichen Teile und Elemente wie jene in der Maßstab-Vorrichtung 1 durch die gleichen Bezugszeichen wie in den 2 bis 5 bezeichnet werden und im Detail nicht mehr beschrieben werden.
Das oben erwähnte Abstandselement 41 ist beispielsweise auch aus einem Edelstahlbogen gebildet. Es ist als ein rechteckiges Stück geformt, das nahezu die gleiche Dicke wie die Schichtdicke des Klebers 14 aufweist und von welchem jede Seite eine Länge etwas schmaler als die Breite des Maßstab-Elements 6 aufweist. Das Abstandselement 41 weist darin gebildet ein Befestigungsloch 42 auf, dessen Durchmesser gleich oder etwas größer als jener des Befestigungslochs 12 ist, das in dem Maßstab-Element 6 gebildet ist. Wie in 10 gezeigt, ist das Befestigungsloch 42 an dem Umfang unten davon offen. Es ist nämlich halbkreisförmig. Wie in 10 gezeigt, weist das Abstandselement 41 einen Stopp-Abschnitt 43 auf, der integral an einem Ende davon und senkrecht zu der Hauptseite gebildet ist. Der Abstand des Stopp-Abschnitts 43 von dem Befestigungsloch 42 ist im Allgemeinen gleich dem Abstand des longitudinalen Endes des Maßstab-Elements 6 von dem Befestigungsloch 12 in dem Maßstab-Element 6. Es sei darauf hingewiesen, dass das Abstandselement 41 in jedes der longitudinalen Enden des Maßstab-Elements 6 eingepasst wird. Die Abstandselemente sind nämlich zueinander symmetrisch.
In der Maßstab-Vorrichtung 40 ist das Abstandselement 41 zwischen der zweiten Hauptseite 6b des Maßstab-Elements 6 und der Innenfläche des ersten Seitenabschnitts 7b des ersten Gehäuse-Elements 7 angeordnet, wie in 9 gezeigt. Das Abstandselement 41 ist so angeordnet, wobei das Befestigungsloch 42 axial mit dem Befestigungsloch 12 in dem Maßstab-Element 6 und dem Befestigungsloch 15 in dem Gehäuse-Element 7 ausgerichtet ist, wobei auch der Stopp-Abschnitt 43 zwischen dem longitudinalen Ende des Maßstab-Elements 6 und dem Basisabschnitt 19 des SeitenGehäuse-Elements 9 platziert ist. In der Maßstab- Vorrichtung 40 wird verhindert, dass das Abstandselement 41 fehlausgerichtet ist, weil der Stopp-Abschnitt 43 zwischen dem longitudinalen Ende des Maßstab-Elements 6 und dem Basisabschnitt 19 des SeitenGehäuse-Elements 9 eingefangen ist und die Löcher somit axial zueinander ausgerichtet gehalten werden können.
In der Maßstab-Vorrichtung 40 wird die Befestigungsschraube 13 von dem Führungsloch 16 in dem ersten Gehäuse-Element 7 eingeführt und weist den Gewindeabschnitt 13a davon durchgesteckt durch das Befestigungsloch 12 in dem Maßstab-Element 6, das Befestigungsloch 42 in dem Abstandselement 41, das Befestigungsloch 15 in dem ersten Gehäuse-Element 7 und das Führungsloch 17 in dem zweiten Gehäuse-Element 8 auf und wird dann in die Befestigungsbohrung 10 in dem stationären Teil 2 der Maschine betrieben. Durch ein Festziehen der Befestigungsschraube 13, wobei das Abstandselement 41 zwischen dem Maßstab-Element 6 und dem ersten Gehäuse-Element 7 angeordnet ist, werden das zweite Gehäuse-Element 8, das erste Gehäuse-Element 7 und das Maßstab-Element 6 zusammen befestigt und an dem stationären Teil 2 der Maschine angebracht. Somit kann, da die Befestigungsschraube 10 mit einer Absorption jedweder Beabstandung, die durch die Schichtdicke des Klebers 14 herbeigeführt wird, zwischen dem Maßstab-Element 6 und dem ersten Gehäuse-Element 7 durch das dazwischen angeordnete Abstandselement 41 verhindert werden, dass das Maßstab-Element 6 abgelenkt wird.
Die 11 und 12 zeigen zusammen die vierte Ausführungsform der Maßstab-Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung. Die Maßstab-Vorrichtung, die im Allgemeinen durch ein Bezugszeichen 45 bezeichnet ist, schließt ein Maßstab-Element 46 ein, das die Schichtdicke des Klebers 14 auf einen konstanten Betrag steuern kann. Es sei darauf hingewiesen, dass, da die Maßstab-Vorrichtung 45 im Aufbau ähnlich der Maßstab-Vorrichtung 1 außer dem Maßstab-Element 46 ist, die gleichen Teile und Elemente wie jene in der Maßstab-Vorrichtung 1 durch die gleichen Bezugszeichen wie in den 2 bis 5 bezeichnet werden und im Detail nicht mehr beschrieben werden.
Das Maßstab-Element 46 ist beispielsweise auch aus einer Aluminiumlegierung für eine Extrusion gebildet. Es ist eine rechteckige Platte, etwas länger als der Abstand zwischen Maßstab-Befestigungsabschnitten, die in einem vorbestimmten Abstand dazwischen auf dem stationären Teil 2 der Maschine bereitgestellt sind. Das Maßstab-Element 46 weist den Positionssignal-tragenden Bereich 11 (äquivalent jenem in der Maßstab-Vorrichtung 1) bereitgestellt auf der ersten Hauptseite 46a davon auf. Ferner weist das Maßstab-Element 46 longitudinale entgegengesetzte Endabschnitte über dem Positionssignaltragenden Bereich 11 als Befestigungsabschnitte auf und wird an den Befestigungsabschnitten an dem stationären Teil 2 der Maschine zusammen mit dem ersten Gehäuse-Element 7 befestigt. Ein Befestigungsloch 47 ist in jedem der Befestigungsabschnitte gebildet. Wie in 12 gezeigt, ist das Befestigungsloch 47 auch an dem Umfang unten davon offen, es ist nämlich halbkreisförmig. Das Befestigungsloch 47 muss gegenüberliegend der Befestigungsbohrung 10 in dem Befestigungsabschnitt des stationären Teils 2 der Maschine sein. Es sei darauf hingewiesen, dass das Befestigungsloch 47 auch ein kreisförmig oder anderweitig geeignet geformtes Loch oder ein Ausschnitt sein kann.
Wie in 11 gezeigt, ist das Maßstab-Element 46 an der zweiten Hauptseite 46b davon gegenüberliegend einer ersten Hauptseite 46a an der Innenfläche des ersten Gehäuse-Elements 7 durch ein Bondieren mit dem Kleber 14 befestigt. Das Maßstab-Element 46 weist erste und zweite gegenüberliegende, rippenförmige Vorsprünge 48 und 49 auf, die integral auf der zweiten Hauptseite 46b davon entlang longitudinaler gegenüberliegender Kanten und der vollen Länge gebildet sind, wie in 12 gezeigt. Die ersten und zweiten rippenförmigen Vorsprünge 48 und 49 sind integral auf der zweiten Hauptseite 46b während einem Extrudieren des Maßstab-Elements 46 gebildet. Sie weisen eine vorbestimmte Höhe h auf, die die Schichtdicke des Klebers 14 definiert, der auf das Maßstab-Element 46 aufgetragen ist.
Wie in 12 gezeigt, wird das Maßstab-Element 46 an der zweiten Hauptseite 46b davon mit einer vorbestimmten Menge des Klebers 14 versehen, der eine Flüssigkeit ist. Wenn das Maßstab-Element 46 an das erste Gehäuse-Element 7 gedrückt wird, wird sich der Kleber 14 in sämtliche Richtungen auf der zweiten Hauptseite 46b ausbreiten und durch die ersten und zweiten rippenförmigen Vorsprünge 48 und 49 angehalten werden, sich weiter auszubreiten. Somit bildet der Kleber 14 auf der zweiten Hauptseite 46b des Maßstab-Elements 46 eine Kleberschicht, deren Dicke von der vorbestimmten Höhe h der ersten und zweiten rippenförmigen Vorsprünge 48 und 49 abhängt.
In der Maßstab-Vorrichtung 45, die wie oben aufgebaut ist, sind das Maßstab-Element 46 und das erste Gehäuse-Element 7 an den gesamten gegenüberliegenden Flächen davon aneinander mit dem Kleber 14 bondiert, der eine gleichförmige Schichtdicke aufweist. Somit wird die thermische Spannung zwischen dem Maßstab-Element 46 und dem ersten Gehäuse-Element 7, die durch Umgebungsbedingungen herbeigeführt wird, über ihre gegenüberliegenden Flächen gleichförmig sein. Deswegen kann in der Maßstab-Vorrichtung 45, da eine teilweise Belastung des Klebers 14, die durch eine thermische Spannung aufgrund einer nicht gleichförmigen Schichtdicke herbeigeführt wird, unterdrückt werden kann, das Maßstab-Element 46, das an gegenüberliegenden Endabschnitten davon an dem ersten Gehäuse-Element 7 befestigt ist, durch ein Bondieren entlang der vollen Länge davon mit einer hohen Präzision angebracht werden.
Ferner kann in der Maßstab-Vorrichtung 45, da das Maßstab-Element 46 an die Innenfläche des ersten Gehäuse-Elements 7 bondiert wird, wobei die ersten und zweiten rippenförmigen Vorsprünge 48 und 49 in Kontakt mit der Innenfläche sind, das Bondieren mit einer verbesserten Präzision verglichen mit jener in dem Aufbau ausgeführt werden, bei welchem das Maßstab-Element an der gesamten Fläche davon an das erste Gehäuse-Element bondiert wird. Ferner kann, da die ersten und zweiten rippenförmigen Vorsprünge 48 und 49 entlang den gegenüberliegenden Längskanten der zweiten Hauptseite 46b des Maßstab-Elements 46 gebildet sind, das Maßstab-Element 46 präzise an das erste Gehäuse-Element 7 mit einer Begrenzung der Neigung davon in der Breitenrichtung bondiert werden.
Es sei darauf hingewiesen, dass, obwohl in der Maßstab-Vorrichtung 45 die ersten und zweiten rippenförmigen Vorsprünge 48 und 49 entlang der longitudinalen gegenüberliegenden Kanten der zweiten Hauptseite 46b des Maßstab-Elements 46 gebildet sind, die vorliegende Erfindung nicht auf einen derartigen Aufbau beschränkt ist. In dem Maßstab-Element 46 können jede der ersten und zweiten rippenförmigen Vorsprünge 48 und 49 beispielsweise aus einer Mehrzahl von Ausbuchtungen gebildet sein. Auch kann in dem Maßstab-Element 46 ein dritter rippenförmiger Vorsprung 50, der durch eine strichpunktierter Linie in der 12 angezeigt ist, integral auf der zweiten Hauptseite 46b des Maßstab-Elements 46 zusätzlich zu den ersten und zweiten rippenförmigen Vorsprüngen 48 und 49 gebildet sein. Ferner kann der dritte rippenförmige Vorsprung 50 anstelle der ersten und zweiten rippenförmigen Vorsprünge 48 und 49 so gebildet sein. Der dritte rippenförmige Vorsprung 50, der gegenüberliegend dem Positionssignal-tragenden Bereich 11 gebildet ist, wird die mechanische Festigkeit des Positionssignaltragenden Bereichs 11 verbessern, wodurch somit verhindert wird, dass er abgelenkt oder anderweitig beeinflusst wird.
Die zuvor erwähnte Maßstab-Vorrichtung 1, das Maßstab-Element 6 und das erste Gehäuse-Element 7 werden zusammen befestigt und an dem stationären Teil 2 der Maschine mit der Befestigungsschraube 13 angebracht, die den Kopfabschnitt 13b mit großem Durchmesser aufweist. In der Maßstab-Vorrichtung 1 wird der Kopfabschnitt 13b der Befestigungsschraube 13 direkt an dem Maßstab-Element 6 um das Befestigungsloch 12 herum angelegt. Deswegen wird, wenn die Befestigungsschraube 13 stark festgezogen wird, der Kopfabschnitt 13b davon ein großes Anzugsdrehmoment an das Maßstab-Element 6 anlegen, was somit wahrscheinlich abgelenkt oder anderweitig beeinflusst wird.
Die 13 und 14 zeigen zusammen die fünfte Ausführungsform der Maßstab-Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung. Die Maßstab-Vorrichtung, die im Allgemeinen durch ein Bezugszei chen 55 bezeichnet ist, schließt ein Scheibenelement 56 ein, das an dem Gewindeabschnitt 13a der Befestigungsschraube 13 und zwischen dem Maßstab-Element 6 und dem Kopfabschnitt 13b der Befestigungsschraube 13 bereitgestellt ist. Es sei darauf hingewiesen, dass, da die Maßstab-Vorrichtung 55 im Aufbau ähnlich der Maßstab-Vorrichtung 1 außer dem Scheibenelement 56 ist, die gleichen Teile und Elemente wie jene in der Maßstab-Vorrichtung 1 durch die gleichen Bezugszeichen wie in den 2 bis 5 bezeichnet sind und nicht mehr im Detail beschrieben werden.
Das Scheibenelement 56 ist aus Edelstahl gebildet, um eine ringförmige Form aufzuweisen. Das Scheibenelement 56 weist darin gebildet ein Befestigungsloch 57 auf, dessen Innendurchmesser größer als der Außendurchmesser des Gewindeabschnitts 13a der Befestigungsschraube 13 und schmaler als der Außendurchmesser des Kopfabschnitts 13b ist, wie in 13 gezeigt. Es weist einen Außendurchmesser größer als der Außendurchmesser des Befestigungslochs 12 in dem Maßstab-Element 6 und der Innendurchmesser des Führungslochs 16 in dem ersten Gehäuse-Element 7 auf. Das Scheibenelement 56 wird in das Führungsloch 21, das in den SeitenGehäuse-Element 9 gebildet ist, eingeführt. Es sei darauf hingewiesen, dass in dem SeitenGehäuse-Element 9 das Führungsloch 21 gebildet ist, einen Innendurchmesser größer als die Innendurchmesser des Befestigungslochs 15 und des Führungslochs 16 in dem ersten Gehäuse-Element 7 aufzuweisen. Der Innendurchmesser des Führungslochs 21 ist groß genug, um es zuzulassen, dass das Scheibenelement 56 durch das Führungsloch 21 hindurchgeht.
In der Maßstab-Vorrichtung 55 ist das SeitenGehäuse-Element 9 mit dem ersten Gehäuse-Element 7, das das Maßstab-Element 6 daran bondiert aufweist, zusammengesetzt, wobei das Scheibenelement 56 in das Führungsloch 21 eingepasst ist. Ferner ist das zuvor erwähnte Scheibenelement 56 im Durchmesser größer als das Befestigungsloch 15 und das Führungsloch 16 in dem ersten Gehäuse-Element 7. Somit greift, wenn das SeitenGehäuse-Element 9 an dem ersten Gehäuse-Element 7 angebracht ist, das Scheibenelement 56 in die Öffnungskante des Führungslochs 16 ein und wird somit nicht abfallen. Das Scheibenelement 56 wird eingepasst innerhalb dem Führungsloch 21 in dem SeitenGehäuse-Element 9 gehalten, was die Effizienz einer Anbringungsarbeit erhöhen wird.
In der Maßstab-Vorrichtung 55 wird das Scheibenelement 56 an die erste Hauptseite 6a des Maßstab-Elements 6 an der Unterseite des Führungslochs 21 in dem SeitenGehäuse-Element 9 angelegt, wobei das SeitenGehäuse-Element 9 an dem ersten Gehäuse-Element 7 angebracht wird. Zu dieser Zeit weist das Scheibenelement 56 das Befestigungsloch 57 axial ausgerichtet zu dem Befestigungsloch 15 und dem Führungsloch 16 in dem ersten Gehäuse-Element 7 und dem Befestigungsloch 12 in dem Maßstab-Element 6 auf, wie in den 13 und 14 gezeigt. Die Befestigungsschraube 13, die von dem Führungsloch 16 in das erste Gehäuse-Element 7 eingeführt wird, weist den Gewindeabschnitt 13a davon durchgesteckt durch das Befestigungsloch 57 in dem Scheibenelement 56 auf. Indem der Gewindeabschnitt 13a der Befestigungsschraube 13 durch das Befestigungsloch 57 in dem Scheibenelement 56, das Befestigungsloch 12 in dem Maßstab-Element 6 und das Befestigungsloch 15 in dem ersten Gehäuse-Element 7 durchgesteckt ist und dann in die Befestigungsbohrung 10 in dem stationären Teil 2 der Maschine getrieben ist, werden das Scheibenelement 56, das Maßstab-Element 6 und das erste Gehäuse-Element 7 zusammen befestigt.
In dem Maßstab-Element 55 wird, da das Scheibenelement 56 zwischen dem Maßstab-Element 6 und dem Kopfabschnitt 13b der Befestigungsschraube 13 angeordnet ist, das Anzugsdrehmoment von der Befestigungsschraube 13 auf das Scheibenelement 56 wirken. Da die Last von der Befestigungsschraube 13 auf das Maßstab-Element 6 in der Richtung wirkt, in welcher das Maßstab-Element 6 auf das erste Gehäuse-Element 7 gedrückt wird, wird verhindert, dass das Maßstab-Element 6 abgelenkt oder anderweitig beeinflusst wird. Da der Außendurchmesser des Scheibenelements 56 größer als jener des Führungslochs 16 ist, das in dem ersten Gehäuse-Element 7 gebildet ist, durch welches die Befestigungsschraube 13 gesteckt wird, wird verhindert, dass das Scheibenelement 56 aus dem Führungsloch 16 während einer Anbringung der Maßstabvorrichtung 55 an der Maschine abfällt. Die Maßstab-Vorrichtung 55 kann nämlich an der Maschine mit einer verbesserten Effizienz angebracht werden.
Die 15 und 16 zeigen zusammen die sechste Ausführungsform der Maßstab-Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung. Die Maßstab-Vorrichtung, die im Allgemeinen mit einem Bezugszeichen 60 bezeichnet ist, schließt einen Stoßstift 61 zusätzlich zu der Befestigungsschraube 13 ein, der das Maßstab-Element 6 und das erste Gehäuse-Element 7 zusammen befestigt. Der Stoßstift 61 ist bereitgestellt, um das Maßstab-Element 6 und das erste Gehäuse-Element 7 sicherer zu fixieren. Es sei darauf hingewiesen, dass, da die Maßstab-Vorrichtung 60 im Aufbau ähnlich jenem der zuvor erwähnten Maßstab-Vorrichtungen außer dem Stoßstift 61 ist, die gleichen Teile und Elemente wie jene in den zuvor erwähnten Maßstab-Vorrichtungen durch die gleichen Bezugszeichen wie in den 2 bis 14 bezeichnet werden und im Detail nicht mehr beschrieben werden.
Wie in 16 gezeigt, weist das Maßstab-Element 6 ein erstes Stemmloch 62 auf, das zwischen dem Befestigungsloch 12 und dem Positionssignal-tragenden Bereich 11 gebildet ist. In dem Maßstab-Element 6 sind die ersten Stemmlöcher 62 in einem Paar über dem Positionssignal-tragenden Bereich 11 gebildet, aber ein Stemmloch 62 kann nur an einer Seite des Positionssignaltragenden Bereichs 11 bereitgestellt sein. Ferner ist das zweite Stemmloch 63 zusammen mit dem Befestigungsloch 15 in dem ersten Seitenabschnitt 7b des ersten Maßstab-Elements 7 gegenüberliegend dem ersten Stemmloch 62 in dem Maßstab-Element 6 gebildet. Der Abstand zwischen dem zweiten Stemmloch 63 und dem Befestigungsloch 15 in dem ersten Gehäuse-Element 7 ist nahezu gleich jenem zwischen dem Befestigungsloch 12 in dem Maßstab-Element 6 und dem ersten Stemmloch 62 in dem Maßstab-Element 6. Somit sind die ersten und zweiten Stemmlöcher 62 und 63 zueinander paarweise. Zusätzlich weist das erste Gehäuse-Element 7 ein Führungsloch 64 mit einem großen Durchmessers auf, das in dem zweiten Seitenabschnitt 7c gegenüberliegend dem zweiten Stemmloch 63 gebildet ist.
In der Maßstab-Vorrichtung 60 wird, wenn das Maßstab-Element 6 an die Innenfläche des ersten Gehäuse-Elements 7 bondiert wird, damit das Befestigungsloch 12 in Verbindung mit dem Befestigungsloch 15 steht, das erste Stemmloch 62 in dem Maßstab-Element 6 in Verbindung mit dem zweiten Stemmloch 63 in dem ersten Gehäuse-Element 7 stehen. Indem der Stoßstift 61 von dem Führungsloch 64 in dem ersten Gehäuse-Element 7 in die ersten und zweiten Stemmlöcher 62 und 63 eingeführt wird, die somit in Verbindung zueinander stehen, wird das Maßstab-Element 6 sicher an dem ersten Gehäuse-Element 7 befestigt werden, wie in 15 gezeigt. Es sei darauf hingewiesen, dass in der Maßstabvorrichtung 60 die Endfläche des Stoßstifts 61 bündig mit der ersten Hauptseite 6a des Maßstab-Elements 6 ausgeführt ist, so dass die Sensoreinheit sanft gleiten kann.
Voranstehend ist die vorliegende Erfindung im Detail betreffend bestimmter bevorzugter Ausführungsformen davon als Beispiele unter Bezugnahme auf die zugehörigen Zeichnungen beschrieben worden. Jedoch ist es für Fachleute offenkundig, dass die vorliegende Erfindung nicht auf die Ausführungsformen beschränkt ist, sondern dass sie auf verschiedene Weisen modifiziert, alternativ aufgebaut und in verschiedenen anderen Formen verwirklicht werden kann, ohne von dem Umfang und dem Grundgedanken davon abzuweichen, wie sie in den angehängten Ansprüchen offenbart und definiert sind.
Beispielsweise kann der zuvor erwähnte Stoßstift 61 als eine einwärts vorstehende Spitze gebildet sein, indem der erste Seitenabschnitt 7b des ersten Gehäuse-Elements 7 ausgebuchtet wird, und die Spitze kann in das erste Stemmloch 62 in dem Maßstab-Element 6 pressgepasst werden. Der Stoßstift 61 und die Stemmlöcher 62 und 63 sind nicht auf eine kreisförmige Form beschränkt, sondern können gebildet werden, jedwede geeignete andere Form aufzuweisen.
Wie voranstehend beschrieben worden ist, ist die Maßstab-Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung derart aufgebaut, dass das Maßstab-Element der Maßstab-Einheit mit dem Befestigungselement an dem Gehäuse-Element befestigt wird und dann an dem ersten Teil der Maschine angebracht wird. Somit wird, auch wenn das Maßstab-Element in einem linearen Ausdehnungskoeffizienten von dem Befestigungsteil der Maschine unterschiedlich ist, wo das Gehäuse-Element oder die Maßstab-Einheit und der Detektor angebracht werden, die freie Dimensionsänderung davon aufgrund von Umgebungsbedingungen begrenzt, im Wesentlichen gleich der Dimensionsänderung des Befestigungsteils der Maschine zu sein, wodurch die Maßstab-Vorrichtung an der Maschine mit einer hohen Präzision angebracht werden kann. Deswegen kann das Maßstab-Element gemäß der vorliegenden Erfindung Fortbewegungen der ersten und zweiten Teile der Maschine in Bezug zueinander mit einer hohen Genauigkeit messen.

Claims

Maßstab-Vorrichtung, umfassend: eine Maßstab-Einheit (4), welche einschließt: ein Maßstab-Element (6), das aus einem langen Element gebildet ist und das Positionssignale, die darauf bereitgestellt sind, und zumindest ein Paar von Befestigungslöchern (12) aufweist, die über einem Bereich (11) davon, der die Positionssignale trägt, und longitudinal entfernt voneinander gebildet sind; und ein Gehäuse-Element (7), das zumindest ein Paar von Befestigungslöchern (15) aufweist, die darin longitudinal voneinander entfernt gebildet sind, und wobei durch jedes ein Befestigungs-Element (13) durchdringt, um in ein Anbringloch (10) geschraubt zu werden, das in einem ersten Teil (2) einer Maschine gebildet ist, an welche die Maßstab-Vorrichtung (1; 35; 40; 45; 55) anzubringen ist, und in welchem das Maßstab-Element (6) aufgenommen und befestigt ist, damit die Befestigungslöcher mit den entsprechenden in dem Maßstab-Element kommunizieren; und einen Detektor (5), der in einem zweiten Teil (3) der Maschine anzubringen ist, das sich in Bezug auf das erste Teil (2) der Maschine bewegt, wobei ein Sensor (29) gegenüber dem Positionssignal-tragenden Bereich (11) auf dem Maßstab-Element (6) positioniert ist, und der Bewegungen der ersten (2) und zweiten Teile (3) der Maschine in Bezug zueinander durch den Sensor (29) erfasst, der sich relativ zu dem Maßstab-Element (6) bewegt, wobei die Maßstab-Einheit (4) an dem ersten Teil (2) der Maschine mit dem Befestigungs-Element (13) befestigt ist, das durch die Befestigungslöcher (12, 15) in den Maßstab- (6) und den Gehäuse-(7)-Elementen durchdringt und dann in das Anbringloch (10) des ersten Teils der Maschine ge schraubt wird, um das Maßstab-Element (6) und das Gehäuse-Element (7) zusammen zu befestigen; wobei das Maßstab-Element (6) an dem Gehäuse-Element (7) durch ein Bondieren mit einem Klebemittel (14) befestigt ist; und die Maßstab-Einheit (4) weiter eine Abstands- (36, 41) und/oder Verstärkungseinrichtung (48, 49, 50) umfasst, die jeweils zwischen gegenüberliegenden Flächen des Gehäuses (7) und der Maßstab-Elemente (6) bereitgestellt sind, wobei die Abstands- (36, 41) und/oder Verstärkungseinrichtung (48, 49, 50) eine Dicke ungefähr gleich der Schichtdicke des Klebemittels (14) aufweist.
Maßstab-Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Gehäuse- (7) und Maßstab-Elemente (6) jeweils aus Materialien gebildet sind, die sich in einem linearen Ausdehnungskoeffizienten voneinander unterscheiden.
Maßstab-Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei das Gehäuse-Element (7) aus einem Stahlbogen gebildet ist, der gebogen ist, um einen im Allgemeinen U-förmigen Abschnitt aufzuweisen, das Maßstab-Element (6) darin aufgenommen aufweist und an der Innenfläche eines der Seitenabschnitte (7b, 7c) davon befestigt ist und zumindest das Paar von Befestigungslöchern (15) in dem Seitenabschnitt (7b) gebildet aufweist.
Maßstab-Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei das Maßstab-Element (6) an dem Gehäuse-Element (7) mit einem Klebemittel (14) befestigt ist, das gegenüber einer flexiblen Deformation beständig ist.
Maßstabvorrichtung nach Anspruch 1, wobei: die Abstandseinrichtung (36, 41) aus einem plattenähnlichen Verstärkungs-Element (36) gebildet ist, das eine Dicke ungefähr gleich der Schichtdicke des Klebemittels auf weist und ein Befestigungsloch (37) aufweist, durch welches das Befestigungs-Element (13) durchdringt.
Maßstab-Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei: das Gehäuse-Element (7) aus einem Stahlbogen gebildet ist, der gebogen ist, um einen im Allgemeinen U-förmigen Abschnitt aufzuweisen, das Maßstab-Element (6) darin aufgenommen aufweist und an der Innenfläche eines ersten (7c) der Seitenabschnitte davon befestigt ist, ein Paar von Befestigungslöchern (15) in dem Seitenabschnitt longitudinal entfernt voneinander gebildet aufweist; ein Seitengehäuse-Element (9), das an einem Ende von, und in Kombinationen mit dem Gehäuse-Element (7) bereitgestellt ist, um longitudinale gegenüberliegende Endöffnungen des Gehäuse-Elements zu schließen; zwischen gegenüberliegenden Flächen der Gehäuse- (7) und Maßstab-Elemente (6) jeweils ein Abstands-Element bereitgestellt ist, das aus einem plattenähnlichen Element (41) gebildet ist, das eine Dicke ungefähr gleich der Schichtdicke des Klebemittels aufweist und ein Befestigungsloch (42) aufweist, durch welches das Befestigungs-Element (13) durchdringt; und das Abstands-Element ein Stopperstück (43) aufweist, das integral an einem longitudinalen Ende davon gebogen gebildet ist und das in Kontakt mit dem Seitengehäuse-Element (9) gehalten ist, um jedweden Versatz des letzteren zu verhindern.
Maßstab-Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei das Maßstab-Element (6) eine Verstärkungseinrichtung oder Verstärkungseinrichtungen aufweist, die durch einen oder mehrere rippenförmige Vorsprünge (48, 49, 50) gebildet ist oder sind, die integral an der Seite davon gegenüberliegend zu dem Gehäuse-Element (7) entlang der vollen Länge davon ge bildet sind, und die an dem Gehäuse-Element (7) angebracht ist oder sind.
Maßstab-Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei: das Maßstab-Element (6) durch ein Bondieren mit einem Klebemittel an dem Gehäuse-Element (7) befestigt ist und ein Paar von rippenförmigen Vorsprüngen (48, 49) aufweist, die integral an der Seite davon gegenüberliegend zu dem Gehäuse-Element (7) entlang von zumindest den gegenüberliegenden Längskanten davon gebildet sind; und die rippenförmigen Vorsprünge (48, 49) die Schichtdicke des Klebemittels (14) definieren, das auf die Seiten des Maßstab-Elements (6) gegenüberliegend zu dem Gehäuse-Element (7) aufgetragen ist.
Maßstab-Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei das Befestigungs-Element (14) ein Scheiben-Element (56) aufweist, das auf den Gewindeabschnitt (13a) davon eingepasst ist, zur Zwischenlegung zwischen den Kopfabschnitt (13b) davon und die Seite des Maßstab-Elements (6) gegenüberliegend zu dem Gehäuse-Element (7).
Maßstab-Vorrichtung nach Anspruch 9, wobei: das Gehäuse-Element (7) gebildet ist, einen im Allgemeinen U-förmigen Querschnitt aufzuweisen, das Maßstab-Element (6) durch ein Bondieren mit dem Klebemittel befestigt an der Innenfläche des ersten Seitenabschnitts (7b) longitudinal voneinander entfernt aufweist und Führungslöcher (16) aufweist, die in einem zweiten Seitenabschnitt (7c) davon gegenüberliegend zu dem ersten Seitenabschnitt (7b) gebildet sind, wobei jedes der Führungslöcher (16) entsprechend den Befestigungslöchern (15) in dem ersten Seitenabschnitt (7b) ist und einen Innendurchmesser aufweist, der groß genug ist, um es zuzulassen, dass das Befestigungs-Element (13) hindurchdringt; und das Scheiben-Element (56) im Durchmesser größer als das Führungsloch (16) ist.
Maßstab-Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei das Gehäuse-Element (7) und das Maßstab-Element (6) jeweils eine zweite Befestigungseinrichtung (61) einer Presspass-Struktur aufweist, die an einer Position unterschiedlich von den darin gebildeten Befestigungslöchern (15) und außerhalb des Positionssignal-tragenden Bereichs (11) gebildet ist.