DE8801366U1

DE8801366U1 - Winkelgeber

Info

Publication number: DE8801366U1
Application number: DE8801366U
Authority: DE
Original assignee: Max Stegmann Uhren- und Elektroapparatefabrik 7710 Donaueschingen De GmbH
Current assignee: Max Stegmann Uhren- und Elektroapparatefabrik 7710 Donaueschingen De GmbH
Priority date: 1988-02-04
Filing date: 1988-02-04
Publication date: 1988-03-24

Description

tie Erfindung betrifft einen Winkelgeber gemäß dem Oberbef/riff des Anspruchs 1.

Ein Winkelgeber dieser Gattung ist in dem DE-GM 87 13 beschrieben. ZurMessung der Winkelstellung der Welle einer Maschine wird der Winkelgeber mit seinem Gehäuse fest an fler Maschine angebaut. Die Eingangswelle des Winkelgebers Vird an die zu messende Welle gekuppelt. In dem Gehäuse ist die Impulsscheibe des Winkelgebers drehbar gelagert. Weiter trägt das Gehäuse die Abtasteinrichtung für die Impulsscheibe. Die Impulsscheibe ist mit der Eingangswelle des Gebers über eine winkelsteife elastische Kupplung verbunden. Die Impulsscheibe kann die Teilseheibe eines inkrementalen Winkelgebers oder die Code-Scheibe eines absoluten Winkelgebers sein. Die Impulsscheibe mit ihrer sehr geringen Masse ist gesondert drehbar gelagert, so daß eine präzise Lagerung der Impulsscheibe möglich ist. Die elastische Kupplung zwischen der Eingangswelle und der Impulsscheibe nimmt Achsabweichungen zwischen dem Winkelgeber und der zu messenden Weile und radiales Schlagen der zu messenden Welle auf.

Postgiroamt: Karisruhe 76979-754. *Banticonfe: Deufeche"BaiiVAG*tfUnngen (BLZ 69470039) 146332

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Das feet an der Maschine angebaute Gehäuse trägt die im allgemeinen opto-elektrische Abtasteinrichtung und de ren Elektronik und das Wälzlager der Impulsscheibe. Stus se und Erschütterungen der Maschine werden daher unmittelbar auf das Lager der Impulsscheibe und die Abtasteinrichtung übertragen und können zu Schädigungen und Störungen führen. Dies ist insbesondere gravierend bei Maschinen, die sufcrrund ihrer Arbsi⁴"^atJe'* ^e«» etariten sfcfteeon und vibra— tionen ausgesetzt sind, z.B. bei Pressen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Winkelgeber mit hoher Schock- und Vibrationsfestigkeit zu schaffen.

Diese Aufgabe wird bei einem Winkelgeber der eingangs genannten Gattung erfindungsgemäß gelöst durch die Merkmale des kennzeichnenden Teils des Anspruchs 1.

Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Bei dem erfindungsgemäßen Winkelgeber ist die Impulsscheibe drehbar in einem steifen Tragwerk gelagert, das auch die Abtasteinrichtung mit ihrer Elektronik aufnimmt. Dieses Tragwerk ist mittels weich-elastischer Pufferelemente in dem Gehäuse des Winkelgebers gelagert. Die von der Maschine auf das an der Maschine angebaute Gehäuse des Winkelgebers übertragenen Stösse und Vibrationen werden daher nicht unmittelbar auf die Impulsscheibe und deren Lagerung und auf die Abtasteinrichtung übertragen. Die Pufferelemente dämpfen vielmehr auch starke Stösse und Erschütterungen so stark ab, daß diese nicht mehr schädlich auf die Impulsscheibe und deren Abtastung einwirken.

Vorzugsweise sitzt das Tragwerk mit radialem Abstand in dem Gehäuse und wird an seinen beiden axialen Enden durch Puffes

elemente in dem Gehäuse abgestützt. Auf der Saite des Anbauflansches kann das Pufferelement dabei als Scheibe ausgebildet sein, um eine ausreichend stabile Befestigung des Tragwerks zu ermöglichen. An dem entgegengesetzten Ende ist das Pufferelement vorzugsweise als mittiger Pufferblock aus Gummi ausgebildet, der im wesentlichen das Tragwerk nur in dem Gehäuse zentrierend hält.

Das Tragwerk ist zweckmäßigerweise aus parallelen Platinen aufgebaut, die in axialem Abstand angeordnet und durch achsparallele Pfeiler zusammengehalten sind. Die Platinen tragen die Abtasteinrichtung und deren elektronische Schaltungen .

Im folgenden wird die Erfindung anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert.

Es zeigen

Figur 1 - im Axialschnitt eine Zusammenstellung des Winkelgebers ,

Figur 2 - einen Axialschnitt des anbauseitigen Pufferelements ,

Figur 3 - einen Schnitt gemäß der Linie A-B in Figur 2 und

Figur 4 - eine axiale Draufsicht auf das Pufferelement von der Anbauseite.

Der Winkelgeber weist ein Gehäuse auf, das aus einem Rone besteht, welches an einem Ende durch einen Anbauflansch 12 und am entgegengesetzten Ende durch einen Deckel 14 abgeschlossen wird. Das Rohr 10 ist auf den Anbauflaiisch 12 geschoben und wird auf diesem durch radiale Senkschrauben gehalten.

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In gleicher Weise ist das Rohr 10 auf den Deckel 14 geschoben und wird auf diesem durch radiale Senkschrauben 16 gehalten. Der Winkelgeber wird mit dem Anbauflansch 12 an einer Anbaufläche einer Maschine mit einem Spannring, mit Krallen oder mit sonstigen geeigneten Mitteln befestigt.

In dem Anbauflansch 12 ist koaxial eine Eingangswelle 18 drehbar gelagert. Zur Lagerung dienen starke Kugellager 20, die mittels einer in den Anbauflansch 12 eingeschraubten Mutter 22 auswechselbar gehalten sind. Die Eingangswelle 18 wird mit ihrem anbauseitigen Ende an eine in ihrer Winkelstellung zu messende Welle der Maschine angekuppelt, wozu vorzugsweise ein winkelsteifes elastisches Kupplungselement z.B. eine Federscheibenkupplung dient, um axiale Flüchtlings fehler zwischen der Eingangswelle 18 und der zu messenden Welle aufzunehmen. Durch den Anbauflansch 12 und die ankuppelbare Eingangswelle 18 ist der Winkelgeber eine selbständige Einheit, die vielseitig eingesetzt und an unterschiedlichste Maschinen angebaut werden kann.

In dem Gehäuse des Winkelgebers ist koaxial ein in sich starres Tragwerk angeordnet. Dieses besteht aus einer Trägerecheibe 24, einer Senderplatine 26, einer Empfänger* platine 28, einer Zwischenplatine 30, einer Auegangeplatine 32, einer Platte 34 und einer Schaltreglerpla tine 36, die parallel zueinander in gegenseitigem axialem Abstand angeordnet sind und durch drei im Winkel um 120° gegeneinander versetzt angeordnete acheparallele Pfeiler miteinander verbunden sind. Die Pfeiler sind jeweils aus einem ersten Pfeilerteil 38, Diatanzbuchsen 40, 42, 44, 46/ 48 und SO sowie aus Gewindebolzen 52 und 54 aufgebaut. Die Distanzbuchsen 40, 42, 44, 46, und 50 dienen jeweils dazu, die Platinen 26, 28, 30, 32, 34 und 36 im vorgegebenen axialen Abstand zu halten.

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Eine Zylinderschraube 56 schließt die Pfeiler jeweils ab und hält die Schaltreglerplatine 36 an dem Pfeiler.

In die Trägerscheibe 24 ist eine Lagerbuchse 58 eingepaßt. In die Lagerbuchse 58 ist eine Buchse 60 eingesetzt und mittels eines Gewindestiftes 62 festgelegt. In der Buchse 60 ist mittels Kugellager 64 drehbar eine Kupplungsbuchse 66 gelagert, die eine Impulsscheibe 68 trägt. Die Impulsscheibe 68 ist mit einer gleichmäßigen Teilung versehen, wenn es sich bei dem Winkelgeber um einen inkrementalen Geber handelt, oder sie weist eir.e Winkel-Codierung auf, wenn es sich bei dem Winkelgeber um einen absoluten Geber handelt. Die Impulsscheibe 68 befindet sich axial zwischen der Senderplatine 26 und der Empfängerplatine 28. Die Senderplatine 26 trägt in der Zeichnung nicht dargestellte Lichtquellen und Blenden, während die Empfängerplatine 28 ebenfalls nicht darstellte lichtempfindliche Empfängerelemente trägt. Diese Lichtquellen und Lichtempfänger bilden eine an sich bekannte opto-elektrische Abstastung der Impulsscheibe 68. Die Zwischenplatine 30, die Ausgangsplatine 32 und die Schaltregler-Platine 36 tragen an sich bekannte elektronische Schaltungen zur Verarbeitung der elektrischen Signale der Empfängerelemente. Eine Kabelzuführung 70 an dem Rohr 10 dient für den Anschluß der Stromversorgung und der Signalleitungen.

An der von dem Anbauflanach 12 abgewandt&n Seite ist an der Kupplungsbuchse 66 eine winkelsteife elastische Federbalgkupplung 72 befestigt. Die Eingangswelle 18 ist mit reduziertem Durchmesser durch die Kupplungsbuchse 66 und die Federbalgkupplung 72 hindurchgeführt und an dem von dem Anbauflansch 12 abgewandten finde mit der Federbalgkupplung 72 mittels Gewindestiften 74 fest verbunden. Die Eingangswelle 18 weist gegenüber der Kupplungsbuchse 66 und der Federbalgkupplung 72 ein radiales Spiel

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auf, so daß radiale Verschiebungen der Eingangswelle 18 gegenüber der Mittelachse der Impulsscheibe 68 und des diese lagernden Tragwerks aufgenommen werden können.

Die Federbalgkupplung 72 bewirkt insbesondere auch, daß Stösse und Vibrationen der zu messenden Maschinenwelle nicht oder nur stark gedämpft auf die Impulsscheibe 68 übertragen werden. Um zu verhindern, daß Stösse und Vibrationen der Maschine über den fest an die Maschine angebauten Anbauflansch 12 und das Gehäuse des Winkelgebers auf die Impulsscheibe 68, deren Lagerung und deren Abtasteinrichtung übertragen werden, ist das Tragwerk radial frei in dem Rohr 10 angeordnet, wozu der Aussendurchmesser der Trägerscheibe 24 und der Platinen 26, 28, 30, 32, 34 und 36 kleiner ist als der Innendurchmesser des Rohres 10, und in der nachfolgend beschriebenen Weise mittels dämpfender Put ferelemente gelagert ist.

Die Befestigung fas Tragwerks mittels der Trägerscheibe an dem Anbauflansch 12 ist in den Figuren 2 bis 4 im Detail dargestellt. Anbauseitig ist an der metallischen Trägerscheibe 24 in einem geringen axialen Abstand von ca. 3 mm eine metallische Anbauscheibe 76 angeordnet. Die Trägerscheibe 24 und die Anbauscheibe 76 weisen vorzugsweise lageübereinstimmend angeordnete Bohrungen 78 auf. Zwischen die Trägerscheibe 24 und die Anbauscheibe 76 ist ein weich-elastischer Kunststoff eingespritzt, der eine dämpfende Pufferscheibe bildet, in die Bohrungen 78 der Trägerscheibe 24 und der Anbauscheibe 76 eingreift, um diese miteinander zu verbinden, und sich auf der anbauseitigen Fläche der Anbauscheibe 76 zu einer Platte 104 schließt.

Die Anbauscheibe 76, die Trägerscheibe 24 und die Pufferscheibe 80 sind kreisrund und im Aussendurchmesser etwas kleiner als der Anbauflansch 12. Zur Zentrierung greift die Anbauscheibe 76 mit einem inneren Rand 82 in eine entsprechende Auedrehung des Anbauflansches 12 ein. Die Anbauscheibe 76 weist drei im Winkel um jeweils 120° ver-

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setzte Bajonett-Durchbrüche 84 auf, in welche jeweils in den Anbauflansch 12 eingeschraubte Sechskantschrauben 86 eingreifen, um die Anbauscheibe 76 und damit das gesamte Tragwerk an dem Anbauflansch 12 lösbar befestigen zu können. Die Pufferscheibe 80 und die Trägerscheibe 24 weisen im Bereich der Bajonett-Durchbrüche 84 an ihrem umfang Ausnehmungen 88 auf, so daß die Köpfe der Sechskantschrauben 86 die Anbauscheibe 76 hintergreifen können und zum Festziehen der Sechskantschrauben mittels eine-i. Schraubenschlüssels radial von aussen zugänglich sind.

Jeweils um 60° gegenüber den Bajcaett-Durchbrüchen 84 versetzt weist die Trägerscheibe 24 an ihrem Aussenumfang Bohrungen 90 auf, durch welche jeweils das erste Pfeilerteil 38 hindurchgreift, um mittels einer Sechskantmutter 92 an der Trägerscheibe 24 befestigt zu werden. Die Pufferscheibe 80 und die Anbauscheibe 76 weisen im Bereich der Bohrungen 90 jeweils ümfangsausnehmungen 94 auf, damit die Sechskantmuttern 92 zum Verschrauben zugänglich sind.

Bei montiertem Winkelgeber ist somit lie mit dem Kunststoff umspritzte Anbauscheibe 76 mit dent Anbauflansch und über diesem mit der Maschine verbunden. Die Trägerscheibe 24 und das starr mit der Trägerscheibe 24 verbundene Tragwerk ist dagegen über die Pufferscheibe 80 aus dem weich-elastischen Kunststoff stoßgedämpft an der Anbauscheibe 76 und damit an dem Anbauflansch 12 befestigt.

Um das Tragwerk bei Stössen in dem Rohr 10 zentriert zu halten, ist an dem Deckel 14 zentrisch ein Pufferblock 96 aus Gummi angebracht. Das Tragwerk ist mit der anbauseitigen Stirnfläche des Pufferblocks 96 fest verbunden, wozu die Platte 34 des Tragwerks mittels einer Schraube 98 mit dem Pufferblock 96 verschraubt ist. An der decke1seitigen Stirnfläche weist der Pufferblock 96 einen Gewinde» bolzen auf, der in eine Schlitzmutter 100 eingeschraubt ist.

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öle Schlitzmutter 100 sitzt in einer zentrischen Gewinde bohrung des Deckels 14, so da6 der Pufferblock 96 zur Montage axial verstellbar ist. Die Qewindebohrung des Deckels 14 wird durch eine Mutter 102 nach aussen verschlossen.

Claims

SCHÜTZANSPRÜCHE

1\ Winkelgeber rait einer Eingangswelle, mit wenigstens einer über eine winkelsteife elastische Kupplung mit der Eingangswelle verbundene Impulsscheibe und mic einer Abtasteinrichtung für die Impulsscheibe, wobei die Impulsscheibe und die Abtasteinrichtung von einem Gehäuse umschlossen sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Impulsscheibe (68) und die Abtasteinrichtung in einem Tragwerk angeordnet sind, das mittels wenigstens eines weich-elastischen Pufferelementes in dem Gehäuse (10, 12, 14) gelagert ist.
2. Winkelgeber nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Tragwerk mit radialem Abstand in dem Gehäuse (10) aufgenommen ist und das Pufferelemente/die Pufferelemente zwischen einem axiale Ende/den axialen Enden des Tragwerks und dem Gehäuse (12, 14) angeordnet ist/sind.
3. Winkelgeber nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse einen Anbauflansch (12) aufweist und daß eines der Pufferelemente eine Pufferscheibe (80) ist, die zwischen dem Anbauflansch (12) und einer Trägerscheibe (24) des Tragwerks angeordnet ist.

•oetglroamt: Karlsruhe 76979-754, *6anKKon!ö: DeutecheflatttAtfVUHngen (BLZ 60470039) 146332
4. Winkelgeber nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Pufferscheibe (80) aus einem weich-elastischen Kunststoff besteht und zwischen einer an dem Anbauflansch (12) befestigbaren Anbauscheibe (76) UDd der Trägerscheibe (24) angeordnet ist.
5. Winkelgeber nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Pufferscheibe (80) zwischen die Anbauscheibe (76) und die Trägerscheibe (24) eingespritzt irt und diese miteinander verbindet.
6. Winkelgeber nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Pufferscheibe (80) mit zapfenförmigen Vorsprüngen in Bohrungen (78) der Anbauscheibe (76) und der Trägerscheibe (24) eingreift und die Anbauscheibe (76) umgreift.
7. Winkelgeber nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß eines der Pufferelemente ein weich-elastischer Pufferblock (96)' ist, der zwischen einem das Gehäuse an dem dem Anbauflansch (12) entgegengesetzten Ende abschließenden Deckel (14) und einer Platte (34) des Tragwerks eingesetzt ist.
8. Winkelgeber nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Pufferblock (96) aus Gummi besteht.
S. Winkelgeber nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daP- £a& Tragwerk aus in axialem Abstand parallel zueinander angeordneten Platinen (26, 28, 30, 32, 34, 36) und diese miteinander verbindenden achsparallelen Pfeilern (28, 40, 42, 44, 46, 48, 50, 52, 54, 56) besteht.
10. Winkelgeber nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Eingangswelle (18) mit einem starken auswechselbaren Wälzlager (20) in dem Anbauflansch (12) gelagert let.

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11. Winkelgeber nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Impulsscheibe (68) mit einem Wälzlager (64) in dem Tragwerk gelagert ist und über eine Federbalgkupplung (72) mit der Eingangswelle (18) verbunden ist.

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