ES2300689T3 - Dispositivo de medicion angular. - Google Patents
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Abstract
Un dispositivo de medición angular con - una tapadera (1; 10; 11), - un cable de conexión (3; 30; 31), y - un elemento de resorte (4; 40; 41), que comprende una lengüeta (4.1, 40.1) y se dispone en la tapadera (1; 10; 11), en el que para la fijación del cable de conexión (3; 30; 31) se puede generar una fuerza mediante el elemento de resorte (4; 40; 41) que presenta, con respecto al cable de conexión (3; 30; 31), un componente de dirección radial, donde por esta fuerza, el cable de conexión (3; 30; 31) se comprime mediante la lengüeta (4.1 40.1) contra la tapadera (1; 10; 11), de forma que el cable de conexión (3; 30; 31) se fija en una zona de contacto (1.3; 10.3) de la tapadera (1; 10; 11) con arrastre de forma y/o con cierre de fuerza por rozamiento en la tapadera (1; 10; 11).
Description
Dispositivo de medición angular.
La invención se refiere a un dispositivo de
medición angular de acuerdo con la reivindicación 1.
Los dispositivos de medición angular, a menudo
también denominados codificadores rotatorios, sirven para la
medición de movimientos giratorios de un cuerpo alojado de forma
giratoria, particularmente un árbol, durante una o varias
revoluciones. El movimiento giratorio se detecta de forma
incremental o absoluta. En combinación con cremalleras y ruedas
dentadas o con husillos roscados, con un dispositivo de medición
angular también se pueden medir movimientos lineales.
Mediante cables de conexión se suministra una
tensión de funcionamiento al dispositivo de medición angular y se
leen las señales de medición y se transmiten a un componente
electrónico secuencial. Para esto, en dispositivos de medición
angular conocidos, se proporciona una abertura en una tapadera del
dispositivo de medición angular a través de la cual se suministra el
cable de conexión hasta el dispositivo de medición angular y en ese
lugar se puede poner en contacto con una unidad adecuada de conexión
eléctrica.
A partir del documento EP 1 167 916 A1 de la
solicitante se conoce un dispositivo de medición angular con un
dispositivo para la descarga de tracción del cable de conexión. En
este documento se consigue la descarga de tracción o una fijación
del cable de conexión mediante el cierre de una tapa.
En la solicitud publicada de patente DE 199 13
262 A1 se describe un dispositivo de medición angular con tapadera
cilíndrica hueca con forma de cazo. El cable de conexión del
dispositivo de medición angular se fija en ese documento antes del
establecimiento de una unión por enchufe con ayuda de una sujeción,
donde se enclava una zona de fijación del cable de conexión.
A partir del documento DE 296 24 207 U1 se
conoce un dispositivo de medición angular en el que la parte de
descarga de tracción para el cable de conexión es un componente
integral de la cubierta. El cable de conexión está fijado de forma
mecánica incluso antes del establecimiento de una unión de enchufe
entre el cable de conexión y el componente electrónico de medición
del dispositivo de medición angular.
Los dispositivos de medición angular conocidos
tienen la desventaja de que son comparativamente difíciles de
montar. Esto se aplica particularmente cuando un dispositivo de
descarga de tracción es activo solamente después del establecimiento
de la unión por enchufe entre el cable de conexión y el componente
electrónico de medición del dispositivo de medición angular. Además
de esto, los dispositivos de medición angular conocidos,
particularmente aquellos que se pueden montar con una menor
complejidad de montaje, están equipados con dispositivos de descarga
de tracción que solamente se pueden producir de forma
comparativamente compleja.
La invención tiene el objetivo de generar un
dispositivo de medición angular del tipo que se ha mencionado al
principio que posibilite con medios sencillos un montaje fiable y
rápido, donde el dispositivo de medición angular presente un montaje
robusto.
Este objetivo se resuelve de acuerdo con la
invención mediante la generación de un dispositivo de medición
angular con las características de la reivindicación 1.
Según esto, para la fijación del cable de
conexión, incluso durante el montaje se genera una fuerza mediante
un elemento de resorte que presiona el cable de conexión contra la
tapadera. De este modo se fija el cable de conexión en una zona de
contacto de la tapadera con arrastre de forma y/o con cierre de
fuerza por rozamiento en la tapadera. Con esto, el cable de conexión
se fija de forma segura, por ejemplo, para el montaje posterior del
dispositivo de medición angular.
En una variante de realización preferida,
después del montaje realizado de una tapa, el cable de conexión, que
presenta una zona de fijación, por ejemplo, un manguito de
engarzado, no solamente se comprime contra la tapadera mediante el
elemento de resorte, sino también mediante la tapa.
Ventajosamente, el elemento de resorte se
compone de una chapa de acero doblada, particularmente chapa de
acero para muelles. De este modo se obtiene una gran elasticidad del
elemento de resorte. Las tapaderas se fabrican habitualmente por un
método de fundición, de forma que como materias primas se consideran
para ello, a modo de ejemplo, aleaciones de aluminio o plásticos.
Estos materiales, sin embargo, ya se deforman de manera plástica con
tensiones o cargas comparativamente pequeñas, de manera que,
ventajosamente, el material del elemento de resorte es diferente de
la materia prima de la tapadera.
Debido a la gran deformabilidad elástica del
elemento de resorte es posible una fijación segura del cable de
conexión durante el montaje, incluso cuando el diámetro externo del
cable de conexión está sometido, a modo de ejemplo, en la zona del
manguito de engarzado, a grandes tolerancias de medición. La fuerza
de compresión, debido a las características elásticas, por un lado
siempre es suficientemente grande y por otro lado, siempre se
encuentra bajo la carga máxima admisible, por ejemplo, para el
manguito de engarzado o la tapadera. Con el dispositivo de medición
angular de acuerdo con la invención, por lo tanto, se pueden usar
cables de conexión producidos de forma comparativamente económica
con grandes tolerancias de medición en sus zonas de fijación.
Se obtienen configuraciones ventajosas
adicionales de la invención en las reivindicaciones
dependientes.
Otras características y ventajas de la invención
se harán más evidentes a partir de la siguiente descripción de un
ejemplo de realización mediante las figuras.
Se muestra:
En la Figura 1, una vista en perspectiva de un
dispositivo de medición angular,
En la Figura 2a, una vista en alzado de la
tapadera sin la tapa abierta, de acuerdo con un primer ejemplo de
realización,
En la Figura 2b, una representación del corte de
una tapadera con cable de conexión tensado y sin la tapa abierta, de
acuerdo con el primer ejemplo de realización,
En la Figura 3a, una vista lateral de un
elemento de resorte, de acuerdo con el primer ejemplo de
realización,
En la Figura 3b, una vista en alzado del
elemento de resorte de acuerdo con el primer ejemplo de
realización,
En la Figura 3c, una vista en perspectiva del
elemento de resorte de acuerdo con el primer ejemplo de
realización,
En la Figura 4, una representación de un corte
parcial en perspectiva de una tapa de acuerdo con el primer ejemplo
de realización,
En la Figura 5a, una vista lateral de un
elemento de resorte de acuerdo con un segundo ejemplo de
realización,
En la Figura 5b, una vista en alzado del
elemento de resorte de acuerdo con el segundo ejemplo de
realización,
En la Figura 5c, una vista en perspectiva del
elemento de resorte de acuerdo con el segundo ejemplo de
realización,
En la Figura 6a, una representación del corte de
una tapadera con el cable de conexión tensado y sin la tapa abierta,
de acuerdo con el segundo ejemplo de realización,
En la Figura 6b, una vista en alzado de la
tapadera sin la tapa abierta, de acuerdo con el segundo ejemplo de
realización,
En la Figura 7, una vista en alzado de la
tapadera sin la tapa abierta, de acuerdo con el tercer ejemplo de
realización.
El dispositivo de medición angular representado
en la Figura 1 comprende un árbol 7 para la conexión con un cuerpo
que se tiene que medir. La conexión entre el árbol 7 y el cuerpo que
se tiene que medir se realiza, a modo de ejemplo, con un medio de
unión que sobresale por el árbol 7 en forma de un tornillo de
fijación.
El propio dispositivo de medición angular se
fija mediante un cuerpo base 6 a un cuerpo adicional. El cuerpo que
se tiene que medir es, a modo de ejemplo, un árbol de un motor y el
cuerpo adicional, una cubierta de motor estacionaria. Los
dispositivos de medición angular que se conciben para estos usos
también se denominan habitualmente codificadores rotatorios.
De forma conocida, el árbol 7 está alojado en el
cuerpo base 6 de forma giratoria, donde en el árbol 7 se fija un
disco de código dispuesto en el interior del dispositivo de medición
angular y/o el árbol 7 acciona mediante un engranaje uno o varios
discos de código. El disco de código se explora en el ejemplo
mostrado de forma fotoeléctrica mediante un dispositivo de
exploración. Se encuentran detectores fotosensibles correspondientes
sobre una placa de circuitos impresos sobre la que, entre otras
cosas, se disponen elementos eléctricos para la formación de la
señal, a modo de ejemplo, amplificación y digitalización, de las
señales de exploración suministradas por los detectores. Sobre la
placa de circuitos impresos, además de este componente electrónico
de medición, además hay una conexión eléctrica de una unión por
enchufe, en el ejemplo de realización presentado, un casquillo. La
conexión opuesta de esta unión por enchufe situada en el interior
del dispositivo de medición angular, en este documento un enchufe,
se fija en un cable de conexión 3 que conduce hacía el exterior. El
cable de conexión 3 se realiza de forma blindada para la transmisión
segura de la señal.
Para la protección del dispositivo de medición
angular y su componente electrónico de medición se proporciona una
tapadera con forma de cazo 1, que se fija enclavada a lo largo de la
periferia en el cuerpo base 6. En el ejemplo representado, esta
unión es una unión a presión.
Además, el dispositivo de medición angular
comprende una tapa 2 que está fijada mediante un tornillo a la
tapadera 1.
En las Figuras 2a y 2b se representa la tapadera
1 de forma separada del dispositivo de medición angular. A
continuación se hará referencia a estas figuras además de a la
Figura 1.
En la Figura 2a, la tapadera 1 se representa sin
la tapa 2 aplicada. El cable de conexión 3 comprende en un extremo
una zona de fijación que está configurada en el ejemplo de
realización mostrado como un manguito de engarzado 3.1
eléctricamente conductor, que está en conexión eléctrica con el
blindaje del cable de conexión 3. Del manguito de engarzado 3.1
sobresalen las ramas individuales del cable de conexión 3 que se
representan en la Figura 2a esquemáticamente mediante rayas. En el
extremo de las ramas hay un enchufe que no se muestra en la Figura
2a.
La tapadera con forma de cazo 1 presenta una
forma esencialmente de cilindro hueco, en la que una superficie
frontal del cilindro hueco está completamente abierta. La superficie
frontal opuesta correspondiente, también denominada pared
posterior, presenta una abertura no central 1.1. Esta abertura se
dispone completamente en el exterior del punto central M de la
pared posterior, es decir, el borde de la abertura 1.1 no rodea el
punto central M. Para la conexión y sustitución sencilla del cable
de conexión 3 se conducen las ramas y el enchufe a través de esta
abertura 1.1 de la tapadera, de forma que el enchufe se puede
introducir en un casquillo, que se dispone en una placa de circuitos
impresos en el interior del dispositivo de medición angular.
En su zona de fijación o en su manguito de
engarce 3.1 se fija el cable de conexión 3 incluso con la tapa 2
abierta con ayuda de un elemento de resorte 4 para la descarga de
tracción en la tapadera 1, donde un tope 1.6 en la tapadera 1
posibilita una colocación sencilla del manguito de engarce 3.1 en
una zona de contacto 1.3 prevista de la tapadera 1. Para la fijación
del cable de conexión 3 con la tapa abierta 2, por lo tanto, el
elemento de resorte 4 se fija en la tapa 1.
En las Figuras 3a a 3c, el elemento de resorte 4
se representa de acuerdo con un primer ejemplo de realización. El
elemento de resorte 4 se realiza como una pieza de chapa de una
pieza, que se produce mediante un método de flexión. Después de
doblar la chapa de acero para muelles de este documento de 0,5 mm de
grosor se obtiene un elemento de resorte 4 que comprende una
lengüeta 4.1, dos garras de sujeción 4.2 y una escuadra de apoyo
4.3.
En la Figura 2b se puede observar la fijación
del elemento de resorte 4 en la tapadera 1 con detalle. Durante el
montaje del elemento de resorte 4 en la tapadera 1 en primer lugar
se conduce la escuadra de apoyo 4.3 del elemento de resorte 4 por
una ranura 1.5 de la tapadera 1, de forma que las dos garras de
sujeción 4.2 del elemento de resorte 4 se ponen en contacto con
tensión con la pared interna de la ranura 1.5. Después se realiza
en una zona de enclavado 1.4 de la tapadera 1 una deformación
plástica mediante la introducción de un escoplo, de forma que el
material de la tapadera 1 fluye parcialmente al interior de la
ranura 1.5. Después de este proceso, el elemento de resorte 4 se
fija sin holgura en la tapadera 1.
Cuando el manguito de engarzado 3.1 o el cable
de conexión 3 se tiene que fijar en la tapadera 1, el manguito de
engarzado 3.1 se comprime en contra de la presión elástica contra la
zona de contacto 1.3, de forma que el cable de conexión 3 se sujeta
por el elemento de resorte 4 cuando el manguito de engarzado 3.1 se
pone en contacto con la zona de contacto 1.3.
De este modo, mediante el elemento de resorte 4
se puede generar una fuerza que presenta, con respecto al cable de
conexión 3, un componente de dirección radial, por lo que mediante
esta fuerza el cable de conexión 3 se comprime contra la tapadera
1. De este modo se fija el cable de conexión 3 en una zona de
contacto 1.3 de la tapadera 1 con arrastre de forma y con un cierre
de fuerza por rozamiento en la tapadera 1. Una fuerza de tracción
que se aplica en el cable de conexión 3 en el exterior del
dispositivo de medición angular, por tanto, no se transmite a la
unión por enchufe.
La fijación con arrastre de forma y con cierre
de fuerza por rozamiento del cable de conexión 3 en la tapadera 1
con la tapa abierta 2 sirve, en primer lugar, para el montaje
sencillo del dispositivo de medición angular, particularmente para
la producción sencilla de la unión por enchufe entre el cable de
conexión 3 y la placa de circuitos impresos en el interior del
dispositivo de medición angular. Después de que se haya establecido
la unión por enchufe, la tapa 2 se fija en la tapadera 1. Con este
propósito, el tornillo 5 se pasa a través de un orificio
correspondiente en la tapa 2 y se gira en una perforación central
1.2 de la tapadera 1, que presenta una rosca interna.
En la Figura 4 se muestra una representación del
corte parcial en perspectiva de la tapa 2, de cómo está montada en
la tapadera 1. La tapa 2 sirve entre otras cosas para cerrar la
abertura 1.1 en la tapadera 1. Además, la tapa 2 también comprende
el manguito de engarzado 3.1, la zona de contacto 1.3 en la tapadera
1 y el elemento de resorte 4. Los elementos rodeados por la tapa 2
están cubiertos por la tapa 2 por todos los lados al menos
protegidos contra polvo con respecto al entorno y están blindados
contra campos electromagnéticos. Para generar una unión estrecha
entre la tapa 2 y la pared posterior de la tapadera 1, los bordes
laterales de la tapa 2 se extienden hasta la superficie de la pared
posterior o hasta la pared lateral de la tapadera 1.
Por la configuración especial de la tapa 2,
sobre el manguito de engarzado 3.1 se aplica una fuerza incluso por
la tapa cerrada 2, que comprime el manguito de engarzado 3.1 contra
la zona de contacto 1.3 y garantiza de este modo una mayor seguridad
de contacto de la conexión de blindaje. En otras palabras, después
de cerrar la tapa 2, por la misma se genera una fuerza que comprime
el cable de conexión 3 contra la tapadera 1 para una descarga de
tracción adicional. Mediante esta medida se aumentan las fuerzas de
tracción admisibles para la descarga de tracción.
El manguito de engarzado 3.1 es, como ya se ha
mencionado, eléctricamente conductor y se enclava para la fijación
segura y sencilla en la zona de contacto 1.3 de la tapadera 1 por el
elemento de resorte 4 y por la tapa 2. La zona de contacto 1.3 se
adapta a la forma del manguito 3.1. El manguito de engarzado 3.1
establece de este modo una conexión eléctrica entre el blindaje del
cable de conexión 3 y la tapadera 1 junto con la tapa 2. De ese
modo, la tapadera 1 se puede unir mediante el cable de conexión 3 de
forma sencilla con el potencial de referencia de un componente
electrónico secuencial (contador, control). Como material para la
tapadera 1, así como para la tapa 2, en el ejemplo de realización
mostrado se seleccionó una aleación de aluminio de colada a
presión. Alternativamente a esto, sin embargo, también se puede usar
a modo de ejemplo un plástico eléctricamente conductor o una pieza
de plástico recubierta eléctricamente conductor, particularmente una
pieza de moldeo por inyección.
En las Figuras 5a a 5c, el elemento de resorte
40 se representa de acuerdo con un segundo ejemplo de realización.
El elemento de resorte 40 también se realiza en este ejemplo como
una pieza de chapa de una pieza a partir de chapa de acero para
muelles, que se produce por un método de flexión. El elemento de
resorte 40 comprende una lengüeta 40.1, una garra de sujeción 40.2,
un ángulo de apoyo 40.3 y un travesaño de apoyo 40.4.
De acuerdo con la Figura 6a, en la pared
posterior de la tapadera 10 se forma una abertura no central
adicional porque en la pared posterior se abocarda un travesaño
10.7. Por esta configuración especial de la tapadera 10 se produce
una forma en U para el alojamiento del manguito de engarzado 30.1.
De ese modo, la zona de contacto 10.3 aumenta en comparación al
primer ejemplo de realización. Para el montaje del elemento de
resorte 40, también en el segundo ejemplo de realización se
introduce la escuadra de apoyo 40.3 del elemento de resorte 40 por
la ranura 10.5. Sin embargo, en este caso, la garra de sujeción 40.2
se apoya en una pared interior de una ranura adicional 10.8. Este
ejemplo de realización también muestra que no es obligatoriamente
necesario que la abertura 10.1 y la ranura 10.5 en la pared
posterior de la tapadera 10 se tengan que configurar respectivamente
como aberturas separadas. En este ejemplo de realización, de hecho,
se produce una unión entre la abertura 10.1 y la ranura 10.5. La
ranura 10.5 y la abertura 10.1, por tanto, también se pueden
considerar conjuntamente como un orificio pasante.
Por la configuración especial del elemento de
resorte 40 se consigue una disposición tensada del elemento de
resorte 40 en la tapadera 10, particularmente porque la fuerza
elástica de la garra de sujeción 40.2 contrarresta la fuerza
elástica del travesaño de apoyo 40.4.
En la Figura 6b se muestra una vista en alzado
de la tapa 10 junto con el cable de conexión 30 en una fase de
montaje, en la que la tapa 2 todavía no está cerrada o aplicada. En
la Figura 6b, así como en la Figura 6a se puede observar que el
manguito de engarzado 30.1 del cable de conexión 30 se comprime por
la lengüeta 40.1 del elemento de resorte 40 contra la tapadera. Es
decir, cuando el manguito de engarzado 3.1 está colocado de forma
correspondiente, también en este caso se genera una fuerza para la
fijación del cable de conexión 30 por el elemento de resorte 40,
que presenta, con respecto al cable de conexión 30, un componente de
dirección radial. Por esta fuerza, el cable de conexión 30 se
comprime contra la tapadera 10, de forma que el cable de conexión
30, en la zona de contacto 10.3 de la tapadera 10, se fija en la
tapadera 10 con arrastre de forma y con cierre de fuerza por
rozamiento.
Después del establecimiento de la unión por
enchufe entre el enchufe del cable de conexión 30 y el casquillo
sobre la placa de circuitos impresos del dispositivo de medición
angular, en este caso también se puede aplicar la tapa 2, que
presenta las mismas funciones que en el primer ejemplo de
realización.
En la Figura 7 se muestra una vista en alzado
sobre la tapadera 11 de acuerdo con un tercer ejemplo de realización
sin la tapa 2 (abierta). También en este ejemplo el elemento de
resorte 41 comprime el manguito de engarzado 31.1 del cable de
conexión 31 contra la tapadera 11. Sin embargo, en este documento,
el elemento de resorte 41 comprende un saliente 41.5 que sobresale
en dirección axial con respecto al cable de conexión 31 por encima
del manguito de engarzado 31.1. Este saliente 41.5 comprende
adicionalmente un saliente que se orienta en dirección radial con
respecto al cable de conexión 31 hacía el centro del cable de
conexión 31. Por la fuerza elástica del elemento de resorte 41, el
saliente orientado radialmente se comprime al aislamiento externo
blando del cable de conexión 31. El saliente se pone en contacto con
el borde del manguito de engarzado 31.1. De este modo, por el
saliente 41.5 se consigue una descarga de tracción con arrastre de
forma o una fijación del cable de conexión 31 con respecto a
desplazamientos axiales. En total, el cable de conexión 31 también
se fija en este ejemplo con arrastre de forma y con cierre de fuerza
por rozamiento, después de que mediante el elemento de resorte 41
también se genere una fuerza de compresión contra la tapadera 11,
por lo que se produce finalmente una fuerza de rozamiento.
Claims (9)
1. Un dispositivo de medición angular con
- -
- una tapadera (1; 10; 11),
- -
- un cable de conexión (3; 30; 31), y
- -
- un elemento de resorte (4; 40; 41), que comprende una lengüeta (4.1, 40.1) y se dispone en la tapadera (1; 10; 11),
en el que para la fijación del
cable de conexión (3; 30; 31) se puede generar una fuerza mediante
el elemento de resorte (4; 40; 41) que presenta, con respecto al
cable de conexión (3; 30; 31), un componente de dirección radial,
donde por esta fuerza, el cable de conexión (3; 30; 31) se comprime
mediante la lengüeta (4.1 40.1) contra la tapadera (1; 10; 11), de
forma que el cable de conexión (3; 30; 31) se fija en una zona de
contacto (1.3; 10.3) de la tapadera (1; 10; 11) con arrastre de
forma y/o con cierre de fuerza por rozamiento en la tapadera (1; 10;
11).
2. El dispositivo de medición angular de acuerdo
con la reivindicación 1, donde la tapadera (1; 10; 11) presenta una
abertura (1.1; 10.1) por la que se conduce el cable de conexión (3;
30; 31), y después de cerrar una tapa (2), la tapa (2) cierra la
abertura (1.1; 10.1) y la zona de contacto (1.3; 10.3) con respecto
al entorno.
3. El dispositivo de medición angular de acuerdo
con la reivindicación 2, en el que después de cerrar la tapa (2)
mediante la tapa (2) se puede generar una fuerza que comprime el
cable de conexión (3; 30; 31) para la descarga de tracción adicional
contra la tapadera (1; 10; 11).
4. El dispositivo de medición angular de acuerdo
con la reivindicación 3, en el que el cable de conexión (3; 30; 31)
comprende una zona fija (3.1) y las fuerzas que se generan por el
elemento de resorte (4; 40; 41) y por la tapa (2) sirven para la
producción de la unión con arrastre de forma y/o de cierre de fuerza
por rozamiento de la zona fija (3.1) con la zona de contacto (1.3;
10.3) de la tapadera (1; 10; 11).
5. El dispositivo de medición angular de acuerdo
con una de las reivindicaciones precedentes, en el que el elemento
de resorte (4; 40; 41) se compone de una chapa de acero doblada,
particularmente chapa de acero para muelles.
6. El dispositivo de medición angular de acuerdo
con una de las reivindicaciones precedentes, en el que el elemento
de resorte (4; 40; 41) se configura de una pieza.
7. El dispositivo de medición angular de acuerdo
con una de las reivindicaciones precedentes, en el que el elemento
de resorte (4; 40; 41) comprende garras de sujeción (4.2; 40.2).
8. El dispositivo de medición angular de acuerdo
con una de las reivindicaciones precedentes, en el que el elemento
de resorte (4; 40; 41) se fija en la tapadera (1; 10; 11) mediante
una unión de enclavamiento.
9. El dispositivo de medición angular de acuerdo
con la reivindicación 8, en el que la tapadera (1; 10; 11), para
asegurar la fijación del elemento de resorte (4; 40; 41) se deforma
plásticamente en la zona (1.4) de la unión de enclavamiento.
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