DE9320253U1

DE9320253U1 - Winkelmeßeinrichtung

Info

Publication number: DE9320253U1
Application number: DE9320253U
Authority: DE
Original assignee: Dr Johannes Heidenhain GmbH
Current assignee: Dr Johannes Heidenhain GmbH
Priority date: 1993-05-21
Filing date: 1993-05-21
Publication date: 1994-03-24
Anticipated expiration: 2003-05-22

Description

DR. JOHANNES HEIDENHAIN GmbH 18. Mai 1993

Winkelmeßeinrichtung

Die Erfindung betrifft eine Winkelmeßeinrichtung, vor allem zur Messung von Relativbewegungen von beweglichen Maschinenteilen, z.B. bei Werkzeugoder Meßmaschinen.

Aus der DE-PS 10 40 268 ist eine Positionsmeßeinrichtung bekannt, bei der die Abtastplatte mittels einer Blattfeder um eine parallel zur Teilungsebene des Maßstabs verlaufende Drehachse gelenkig angedrückt wird. Die Blattfeder ist weiterhin zur gegenseitigen Winkeleinstellung der Teilungen der Abtastplatte und des Maßstabes in einer Büchse mit senkrecht zur Teilungsebene des Maßstabes verlaufender Drehachse schwenkbar gelagert.

Derartige Anordnungen weisen aber den Nachteil auf, daß sich bei der Justierung der Gitterabtastplatte bezüglich des Gittermaßstabes der aus beugungs- und

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abbildungstechnischen Gründen notwendige Abstand zwischen der Gitterabtastplatte und dem Gittermaßstab verändern kann.

In der DE 28 44 066 ist eine Längenmeßeinrichtung beschrieben, bei der die Teilung einer Abtasteinheit mittels einer elastischen Gelenkverbindung mit einem Trägerteil verbunden ist und gegenüber der Teilung eines Teilungsträgers entgegen einer Rückstellkraft verschwenkt werden kann. Dabei ändert sich der Abstand zwischen der Teilung des Teilungsträgers und der Teilung der Abtasteinheit nicht.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einer Winkelmeßeinrichtung die zur Teilungsebene des Teilungsträgers parallele Einstellung der Abtasteinheit besonders feinfühlig zu ermöglichen, wobei während des Meßbetriebes keine Verstellkräfte auf die Abtasteinheit einwirken sollen und auch eine Verschiebung der erzeugten Signale zueinander möglich sein soll.

Diese Aufgabe wird von einer Meßeinrichtung mit den Merkmalen des Anspruches 1 gelöst.

Der mit der Erfindung erzielte Vorteil besteht insbesondere darin, daß der Abstand zwischen der Abtasteinheit und dem Teilungsträger bei der gegenseitigen Einstellung erhalten bleibt, so daß sich optimale elektrische Signalzuordnungen zur Bestimmung der relativen Verschiebung von beweglichen Maschinenteilen ergeben.

Vorteilhafte Ausbildungen der Erfindung entnimmt man den Unteransprüchen.

Ein Ausführungsbeispiel nach der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher erläutert.

Es zeigt

Figur 1 eine Teildarstellung einer Winkelmeßeinrichtung und eine Justiervorrichtung;
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Figur 2 eine Untersicht der Justiervorrichtung im Teilschnitt und

Figur 3 eine Teil-Draufsicht auf die Winkelmeßeinrichtung mit überlagert

angedeuteter Justiervorrichtung.

Eine in Figur 1 dargestellte Winkelmeßeinrichtung 1 weist eine in einem Gehäuse 2 gelagerte Welle 3 auf, die eine Teilscheibe 4 trägt. Die Teilscheibe 4 weist eine Teilung 5 auf, die in Figur 3 auszugsweise dargestellt ist. Diese Teilung 5 wird von einer nicht dargestellten gleichartigen Teilung abgetastet, die sich in einer Abtasteinheit 6 befindet. Die Abtasteinheit 6 ist an einem Maschinenteil 7 befestigt, demgegenüber sich die Teilscheibe 4 dreht. Diese Relativbewegung wird durch die Abtastung der Teilung 5 der Teilscheibe 4 mit Hilfe der Abtasteinheit 6 gemessen.

Bei der Montage der Abtasteinheit 6 an dem Maschinenteil 7 muß diese zur Teilung 5 der Teilscheibe 4 justiert werden, damit Meßsignale, die bei der Abtastung gewonnen werden, optimiert

und einander präzise zugeordnet werden können. Beispielsweise müssen die Phasenwinkel zwischen O⁰- und 90° Signalen eingestellt und ein Referenzsignal genau dem 0°-Signal zugeordnet werden.
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Dies ist mit einer Justiervorrichtung 8 leicht möglich, die in Figur 1 außer Eingriff mit der Winkelmeßeinrichtung 1 gezeigt ist.

Figur 2 zeigt eine Untersicht der Justiervorrichtung 8 im Teilschnitt und in Figur 3 ist in einer Draufsicht auf die Winkelmeßeinrichtung 1 die Justiervorrichtung 8 in gestrichelten Linien angedeutet .

Die Justiervorrichtung 8 weist an einem Ausleger 9 ein Kugellager 10 auf, welches auf die Welle 3 der Winkelmeßeinrichtung 1 aufgesetzt wird. An der Basis des Auslegers 9 befinden sich zwei konische Dorne 11 und 12, die in Aufnahmeöffnungen 13 und 14 an der Abtasteinheit 6 eingreifen. An der Basis zwischen den Dornen 11 und 12 befindet sich ein elastisches Gelenk 15 in Form einer Materialschwächung. Am freien Ende des Auslegers 9 befindet sich in einem Arm 16 eine Schraube 17 als Einstellmittel. Die Schraube 17 weist eine Nut 18 auf, in die ein Sprengring 19 eingesetzt ist. Bei Drehung der Schraube 17 wird der Arm 16 je nach Drehrichtung der Schraube 17 im Uhrzeigersinn oder im Gegenuhrzeigersinn ausgelenkt. Um eine zur Teilscheibe 4 senkrecht verlaufende Drehachse des Gelenkes 15 bewegt sich der Dorn 12 auf einer angenäherten Kreisbahn und verschwenkt die Abtasteinheit 6 gegenüber der Teilscheibe 4. Mit Hilfe eines Meßgerätes, beispielsweise eines Oszillographen, kann nun in bekannter Weise ein Signalabgleich

erfolgen. Die Justierung läßt sich besonders vorteilhaft durchführen, da im Gegensatz zum Stand der Technik die Teilung der Abtasteinheit 6 nicht nur gegenüber der Teilung 5 der Teilscheibe 4 verdreht werden kann, sondern auch in Umfangsrichtung hierzu verschiebbar ist. Die resultierende Bewegung der Abtasteinheit 6 ist aus verschiedenen Richtungskomponenten zusammengesetzt, wobei die Verschiebung in Umfangsrichtung durch Verdrehen der Abtasteinheit 6 um die Welle 3 mit Hilfe der Justiervorrichtung 8 erfolgt.

Wenn die Abtasteinheit 6 optimal zur Teilung 5 der Teilscheibe 4 justiert ist, wird die Abtasteinheit an dem Maschinenteil 7 befestigt. Dies kann mit Schrauben geschehen, die aber nicht dargestellt sind, da auch andere Befestigungselemente geeignet sind.

Nach erfolgter Justierung wird die Justiervorrichtung 8 von der Winkelmeßeinrichtung 1 entfernt und steht für eine erneute Justierung einer anderen Winkelmeßeinrichtung zur Verfugung.

Claims

DR. JOHANNES HEIDENHAIN GmbH 18. Mai 1993 Ansprüche

1. Winkelmeßeinrichtung (1) mit einer Teilscheibe (4), einer Abtasteinheit (6) und mit einer Justiervorrichtung (8) zur Einstellung der gegenseitigen Winkellage der Teilungen (5) von Teilscheibe (4) und Abtasteinheit (6), wobei mittels der Justiervorrichtung (8) die Abtasteinheit (6) parallel zur Teilscheibe (4) verschwenkbar ist, derart daß zur definierten Verschwenkung in der Abtasteinheit (6) Aufnahmeelemente (13, 14) vorgesehen sind, die mit korrespondierenden Gegenelementen (11, 12) der Justiervorrichtung (8) zusammenwirken, daß an der Teilscheibe (4) ebenfalls ein Aufnahmeelemente (3) vorgesehen ist, das mit einem korrespondierenden Gegenelement (10) der Justiervorrichtung (8) zusammenwirkt, wobei mit Hilfe eines Einstellmittels (17) und eines Gelenkes (15) der Justiervorrichtung (8) die Abtasteinheit (6) um eine Drehachse des Gelenkes (15) verschwenkbar ist.

2. Winkelmeßeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufnahmeelemente in der Abtasteinheit (6) Bohrungen (13, 14) und die korrespondierenden Gegenelemente der Justiervorrichtung (8) konische Dorne (11, 12) sind.

3. Winkelmeßeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Aufnahmeelement an der Teilscheibe (4) deren Welle (3) und das korrespondierende Gegenelement der Justiervorrichtung

(8) ein Kugellager (10) ist.

4. Winkelmeßeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Abtasteinheit (6) mit der Justiervorrichtung (8) konzentrisch um die Welle (3) verschwenkbar ist.

5. Winkelmeßeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Gelenk (15) als elastisches Gelenk in Form einer Materialschwachstelle ausgebildet ist.