DE8633110U1

DE8633110U1 - Incremental or absolute encoder with a clamping device

Info

Publication number: DE8633110U1
Application number: DE19868633110
Authority: DE
Original assignee: Dr Johannes Heidenhain GmbH
Current assignee: Dr Johannes Heidenhain GmbH
Priority date: 1986-12-10
Filing date: 1986-12-10
Publication date: 1987-04-16

Description

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DR. JOHANNES HEIDENHAIN GmbH 10. Dezember 1986DR. JOHANNES HEIDENHAIN GmbH 10 December 1986

Inkrementaler oder absoluter Drehgeber mit einer KlemmvorrichtungIncremental or absolute encoder with a clamping device

Die Erfindung betrifft einen inkrementalen oder absoluten Drehgeber mit einer Klemmvorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.The invention relates to an incremental or absolute rotary encoder with a clamping device according to the preamble of claim 1.

Aus der DE-PS 34 27 709 ist ein Drehgeber mit einer Klemmvorrichtung zur Verbindung der Geberwelle mit der Antriebswelle einer Antriebsbaueinheit bekannt, bei der die Geberwelle als Hohlwelle ausgebildet ist, die an ihrem verbindungsseitigen Ende einen inneren konischen Abschnitt mit mehreren axialen Schlitzen aufweist. Das verbindungsseitige Ende der Geberwelle mit dem konischen Abschnitt greift in eine koaxiale Bohrung eines Verbindungselements ein, das drehfest an die Antriebswelle der Antriebsbaueinheit angekuppelt ist. Von der Rückseite des Drehgebers ist in die hohle Geberwelle eine Druckschraube eingesetzt, die den konischen Abschnitt der Geberwelle zur kraftschlüssigen Verbindung der Geberwelle mit dem Verbindungselement aufspreizt. Diese hohle Geberwelle mit dem inneren konischen Abschnitt und denFrom DE-PS 34 27 709, a rotary encoder with a clamping device for connecting the encoder shaft to the drive shaft of a drive unit is known, in which the encoder shaft is designed as a hollow shaft, which has an inner conical section with several axial slots at its connection-side end. The connection-side end of the encoder shaft with the conical section engages in a coaxial bore of a connecting element that is coupled in a rotationally fixed manner to the drive shaft of the drive unit. A pressure screw is inserted into the hollow encoder shaft from the rear of the rotary encoder, which spreads the conical section of the encoder shaft to force the encoder shaft to the connecting element. This hollow encoder shaft with the inner conical section and the

axialen Längsschlitzen ist aber aufwendig in der Herstellung.axial longitudinal slots is, however, complex to manufacture.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde/ bei einem Drehgeber eine Klemmvorrichtung zur Verbindung der Geberwelle mit der Antriebswelle einer Antriebsbaueinheit einfacher auszubilden.The invention is based on the object of simplifying the design of a clamping device for connecting the encoder shaft to the drive shaft of a drive unit in a rotary encoder.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.This object is achieved according to the invention by the characterizing features of claim 1.

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, daß durch das Vorsehen eines Klemmelements mit einer ersten schrägen Gleitfläche an einer korrespondierenden zweiten schrägen Gleitfläche der Geberwelle und eines in axialer Richtung am Klemmelement angreifenden Betätigungselements in Form einer Schraube eine einfach aufgebaute und herzustellende Klemmvorrichtung geschaffen wird, die eine zuverlässige drehfeste Verbindung der Geberwelle des Drehgebers mit der Antriebswelle der Antriebsbaueinheit ermöglicht.The advantages achieved with the invention are in particular that by providing a clamping element with a first inclined sliding surface on a corresponding second inclined sliding surface of the encoder shaft and an actuating element in the form of a screw that engages the clamping element in the axial direction, a clamping device is created that is simple to construct and manufacture and that enables a reliable, rotationally fixed connection of the encoder shaft of the rotary encoder to the drive shaft of the drive unit.

Vorteilhafte Ausbildungen der Erfindung entnimmt man den Unteransprüchen.Advantageous embodiments of the invention can be found in the subclaims.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden anhand der Zeichnung näher erläutert.Embodiments of the invention are explained in more detail with reference to the drawing.

Es zeigenShow it

Figur 1a einen Drehgeber mit einer ersten Klemmvorrichtung in einem Längsschnitt sowieFigure 1a shows a rotary encoder with a first clamping device in a longitudinal section and

Figur 1b in einer Queransicht undFigure 1b in a transverse view and

Figur 2a einen Drehgeber mit einer zweiten Klemmvorrichtung in einem Längsschnitt sowieFigure 2a shows a rotary encoder with a second clamping device in a longitudinal section and

Figur 2b in einer Queransicht. 5Figure 2b in a transverse view. 5

In Figur 1a ist ein inkrementaler oder absoluter Drehgeber mit einer ersten Klemmvorrichtung in einem Längsschnitt und in Figur 1b in einer Queransicht gezeigt. Der Drehgeber weist einen Stator auf, in dem mittels eines Doppelkugellagers 2 eine Geberwelle 3 in Form einer durchgehenden Hohlwelle gelagert ist. Auf der Geberwelle 3 ist eine Teilscheibe 4 mit einer Winkelteilung mittels einer Anschlußnabe 5 koaxial und drehstarr befestigt. Die nicht gezeigte Winkelteilung der Teilscheibe 4 wird von einer bekannten, im Stator 1 befestigten Abtastbaueinheit 6 zur Ermittlung der relativen Winkellage einer Antriebswelle 7 einer nicht dargestellten Antriebsbaueinheit abgetastet. Zum Schutz der Teilscheibe 4 und der Abtastbaueinheit 6 ist der Stator an seiner Rückseite mittels eines Gehäusedeckels 8 gekapselt, der eine zur Geberwelle 3 koaxiale Bohrung 9 aufweist, die durch eine Verschlußkappe 10 verschlossen werden kann. An seiner Vorderseite ist der Stator 1 in nicht gezeigter Weise an einer Anbaufläche der Antriebsbaueinheit befestigt.In Figure 1a, an incremental or absolute rotary encoder with a first clamping device is shown in a longitudinal section and in Figure 1b in a transverse view. The rotary encoder has a stator in which an encoder shaft 3 in the form of a continuous hollow shaft is mounted by means of a double ball bearing 2. A graduated disk 4 with an angular pitch is attached coaxially and torsionally rigidly to the encoder shaft 3 by means of a connecting hub 5. The angular pitch of the graduated disk 4 (not shown) is scanned by a known scanning unit 6 attached to the stator 1 to determine the relative angular position of a drive shaft 7 of a drive unit (not shown). To protect the graduated disk 4 and the scanning unit 6, the stator is encapsulated on its rear side by means of a housing cover 8, which has a hole 9 coaxial with the encoder shaft 3, which can be closed by a closure cap 10. At its front side, the stator 1 is attached to a mounting surface of the drive unit in a manner not shown.

Zur drehfesten Verbindung der Geberwelle 3 des Drehgebers mit der Antriebswelle 7 der Antriebsbaueinheit ist eine Klemmvorrichtung mit einem Klemmelement sowie mit einem Betätigungselement 12 in Form einer Zugschraube vorgesehen. Das zylinderförmige Klemmelement 11, das den gleichen Durchmesser wie die Geberwelle 3 aufweist, ist in einer korrespondierenden koaxialen Bohrung 13 der Antriebswelle 7 einge-For the rotationally fixed connection of the encoder shaft 3 of the rotary encoder with the drive shaft 7 of the drive unit, a clamping device with a clamping element and an actuating element 12 in the form of a tension screw is provided. The cylindrical clamping element 11, which has the same diameter as the encoder shaft 3, is inserted into a corresponding coaxial bore 13 of the drive shaft 7.

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eetzt, in die anschließend das verbindungsseitige Ende 14 der Geberwelle 3 eingeschoben wird. Das Klemmelement 11 weist eine zur Achse der Geberwelle 3 erste schräge Gleitfläche 15 auf, die verschiebbar an einer korrespondierenden zweiten schrägen Gleitfläche 16 des verbindungsseitigen Endes 14 der Geberwelle 3 anliegt. Das Betätigungselement in Form der Zugschraube wird nach Entfernen der Verschlußkappe 10 durch die Bohrung 9 in das Innere der hohlen Geberwelle 3 eingesetzt und mittels eines nicht gezeigten Drehwerkzeuges in ein koaxiales Innengewinde 17 des Klemmelements 11 eingeschraubt; der Kopf 18 der Zugschraube 12 stützt sich an einer Anlagefläche 18a im Inneren 16 der hohlen Geberwelle ab.eetz, into which the connection-side end 14 of the encoder shaft 3 is then inserted. The clamping element 11 has a first inclined sliding surface 15 to the axis of the encoder shaft 3, which is displaceably on a corresponding second inclined sliding surface 16 of the connection-side end 14 of the encoder shaft 3. The actuating element in the form of the tension screw is inserted through the hole 9 into the interior of the hollow encoder shaft 3 after the closure cap 10 has been removed and screwed into a coaxial internal thread 17 of the clamping element 11 using a turning tool (not shown); the head 18 of the tension screw 12 rests on a contact surface 18a in the interior 16 of the hollow encoder shaft.

Durch ein Anziehen der in axialer Richtung am Klemmelement 11 angreifenden Zugschraube 12 verschieben sich die erste schräge Gleitfläche 15 des Klenunelements 11 und die zweite schräge Gleitfläche der Geberwelle 3 relativ zueinander, so daß das Klemmelement 11 und das verbindungsseitige Ende der Geberwelle 3 gegenläufig in radialer Richtung an die Innenfläche 19 der Bohrung 13 der Antriebswelle 7 zur drehfesten Verbindung der Geberwelle mit der Antriebswelle 7 angedrückt werden.By tightening the tension screw 12 acting on the clamping element 11 in the axial direction, the first inclined sliding surface 15 of the clamping element 11 and the second inclined sliding surface of the encoder shaft 3 are displaced relative to one another, so that the clamping element 11 and the connection-side end of the encoder shaft 3 are pressed in opposite directions in the radial direction against the inner surface 19 of the bore 13 of the drive shaft 7 for the rotationally fixed connection of the encoder shaft to the drive shaft 7.

Zur Verbesserung der radialen Klemmung des Klemmelements 11 und des verbindungsseitigen Endes 14 der Geberwelle 3 weisen das Klemmelement 11 auf seiner Zylinderfläche eine axial verlaufende Planfläche 20 und das verbindungsseitige Ende 14 der Geberwelle 3 auf seiner Zylinderfläche eine Planfläche 21 auf; die die beiden Planflächen 20, 21 begren &zgr; endenTo improve the radial clamping of the clamping element 11 and the connection-side end 14 of the encoder shaft 3, the clamping element 11 has an axially extending flat surface 20 on its cylindrical surface and the connection-side end 14 of the encoder shaft 3 has a flat surface 21 on its cylindrical surface; the two flat surfaces 20, 21 end

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Mantellinien auf den Zylinderflächen des Klemmelements 11 und des verbindungsseitigen Endes 14 der Geberwelle 3 liegen diametral gegenüberliegend an der Innenfläche 19 der Bohrung 13 der Antriebswelle 7 zur Bewirkung der Klemmung an.Generating lines on the cylinder surfaces of the clamping element 11 and the connection-side end 14 of the encoder shaft 3 lie diametrically opposite each other on the inner surface 19 of the bore 13 of the drive shaft 7 to effect the clamping.

In bevorzugter Weise wird das Klemmelement 11 durch schräges Abtrennen von der ursprünglich längeren Geberwelle 3 hergestellt; nach dem Abtrennen werden die erste schräge Gleitfläche 15 des Klemmelements 11 und üie zweite schräge Gleitfläche 16 des verbindungsseitigen Endes 14 der Geberwelle 3 feinboarbeitet. Zu diesem Zweck wird der später die Zugschraube 12 aufnehmende Teil der hohlen Geberwelle 3 mitsamt dem noch integrierten Klemmelement 11 mit einer koaxialen Borhung versehen, die zur späteren Herstellung des | Innengewindes 17 des noch abzutrennenden Klemmelements 11 benötigt wird. Nach dem Abtrennen des Klemmelements 11 von der Geberwelle 3 wird dieses Innengewinde 17 im Klemmelement hergestellt und die die | Zugschraube 12 aufnehmende Bohrung im Innenraum 16 % der hohlen Geberwelle 3 auf einen Durchmesser ver- i größert, daß der Schaft der Zugschraube 12 keinen fPreferably, the clamping element 11 is produced by cutting it off at an angle from the originally longer encoder shaft 3; after cutting it off, the first inclined sliding surface 15 of the clamping element 11 and the second inclined sliding surface 16 of the connection-side end 14 of the encoder shaft 3 are finely machined. For this purpose, the part of the hollow encoder shaft 3 which will later receive the tension screw 12, together with the still integrated clamping element 11, is provided with a coaxial bore which is required for later production of the internal thread 17 of the clamping element 11 which is still to be cut off. After cutting the clamping element 11 off the encoder shaft 3, this internal thread 17 is produced in the clamping element and the bore which receives the tension screw 12 in the interior 16 % of the hollow encoder shaft 3 is enlarged to a diameter such that the shaft of the tension screw 12 does not have a

Kontakt mit der Innenwand dieser Bohrung im ange- ;Contact with the inner wall of this hole in the specified;

zogenen Zustand hat.drawn condition.

In Figur 2a ist ein irJcrementaler oder absoluter : In Figure 2a, an incremental or absolute :

Drehgeber mit einer zweiten Klemmvorrichtung in 'Encoder with a second clamping device in '

einem Längsschnitt und in Figur 2b in einer Queran- ] a longitudinal section and in Figure 2b in a transverse view ]

sieht dargestellt. Die mi', dan Elementen der Figuren *sees represented. The mi', dan elements of the figures *

1a und 1b übereinstimmenden Elemente weisen die &ogr;1a and 1b matching elements have the &ogr;

gleichen Bezugszeichen auf und werden nachfolgend I nicht weiter beschrieben, im Unterschied zum Dreh-the same reference numerals and are not described further below, in contrast to the rotary

geber nach den Figuren 1a und 1b ist eine Geberwelle 30 in Form einer Vollwelle vorgesehen. Das Klemmelement 11 liegt mit der ersten schrägen Gleitfläche 15 an der zweiten schrägen Gleitfläche 16 der Geberwelle 30 an. Das Klemmelement 11 weist eine koaxiale Bohrung 31 und am freien Ende eine Anlagefläche 32a zur Anlage des Kopfes 32 eines Betätigungselements 33 in Form einer Zugschraube auf, die in ein Innengewinde 34 im verbindungsseitigen Ende der Geberwelle 30 eingreift. Die Geberwelle 30 mitsamt dem Klemmelement 11 wird in eine korrespondierende durchgehende Bohrung 36 einer Antriebswelle 37 einer nicht gezeigten Antriebsbaueinheit eingeschoben. Zur radialen Klemmung des Klemmelements 11 und des verbindungsseitigen Endes 35 der Geberwelle 30 wird von der Seite der Antriebsbaueinheit her durch die durchgehende Bohrung 36 der Antriebswelle 37 mittels eines nicht gezeigten Drehwerkzeugs die Zugschraube angezogen.encoder according to Figures 1a and 1b, a encoder shaft 30 is provided in the form of a solid shaft. The clamping element 11 rests with the first inclined sliding surface 15 on the second inclined sliding surface 16 of the encoder shaft 30. The clamping element 11 has a coaxial bore 31 and at the free end a contact surface 32a for the head 32 of an actuating element 33 in the form of a tension screw, which engages in an internal thread 34 in the connection-side end of the encoder shaft 30. The encoder shaft 30 together with the clamping element 11 is inserted into a corresponding through bore 36 of a drive shaft 37 of a drive unit (not shown). For radial clamping of the clamping element 11 and the connection-side end 35 of the encoder shaft 30, the tension screw is tightened from the side of the drive assembly through the through hole 36 of the drive shaft 37 using a turning tool (not shown).

Claims

DR. JOHANNES HEIDENHAIN GmbH 10 December 1986 Claims

1. Incremental or absolute rotary encoder with a clamping device for the rotationally fixed connection of the encoder shaft to the drive shaft of a drive unit by radial clamping, characterized in that a clamping element (11) with a first inclined sliding surface (15) to the axis of the encoder shaft (3, 30) is provided on a corresponding second inclined sliding surface (16) of the connection-side end (14, 35) of the encoder shaft (3, 30) and that an actuating element (12, 33) engaging the clamping element (11) in the axial direction presses the clamping element (11) and the connection-side end (14, 35) of the encoder shaft (3, 30) against the drive shaft (7, 37) in opposite directions in the radial direction by means of the two inclined sliding surfaces (15, 16).

2. Rotary encoder according to claim 1, characterized in that the encoder shaft (33) is designed as an axially continuous hollow shaft, that the actuating element (12) in the form of a tension screw rests with its head (18) on a contact surface (18a) in the interior (16) of the hollow encoder shaft (3) and engages in an internal thread (17) of the clamping element (11) and that the clamping element (11) and the connection-side end (14) of the encoder shaft (3) are pressed against the inner surface (19) of a bore (13) in the drive shaft (7) for radial clamping.

3. Rotary encoder according to claim 1, characterized in that the encoder shaft (30) is designed as a solid shaft, that the actuating element (33) in the form of a tension screw rests with its head (32) on a contact surface (32a) on the free end of the clamping element (11) and engages through a bore (31) in the clamping element (11) into an internal thread (34) of the connection-side end (35) of the encoder shaft (30) and that the clamping element (11) and the connection-side end (35) of the encoder shaft (30) are pressed against the inner surface (38) of a through bore (36) of the drive shaft (37) for radial clamping.

4. Rotary encoder according to claim 1, characterized in that the clamping element (11) has an axially extending flat surface (20) on its cylindrical surface.

5. Rotary encoder according to claim 1, characterized in that the connection-side end (14, 35) of the encoder shaft (3, 30) has an axially extending flat surface (21) on its cylinder surface.

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6. Rotary encoder according to claim 1, characterized in that the clamping element (11?) is produced by obliquely separating it from the encoder shaft (3, 30).

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