DE8412536U1

DE8412536U1 - Gekapselte Längen- oder Winkelmeßeinrichtung

Info

Publication number: DE8412536U1
Application number: DE19848412536
Authority: DE
Original assignee: Dr Johannes Heidenhain GmbH
Current assignee: Dr Johannes Heidenhain GmbH
Priority date: 1984-04-21
Filing date: 1984-04-21
Publication date: 1987-03-26

Description

DR. JOHANNES HEIDENHAIN GMBH 12. April 1984

Gekapselte Längen- oder Winkfeimeßeinrichtung |

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Die Erfindung bezieht sich auf eine Längen- oder Winkelmeßeinrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Bei gekapselten Meßeinrichtungen ist es erforder-

, lieh, im Gehäuse einen Längsschlitz vorzusehen, .

durch den ein Mitnehmer ins Innere des Gehäuses |

hineinragen kann, um die dort befindliche Bauein- §

heit zum Abtasten der Meßteilung mit dem außerhalb '

des Gehäuses angebrachten Montagefuß zu verbinden.

Bei Relativbewegungen von beispielsweise Bett und ''

Schlitten einer Maschine wird die Maschinenbewegung auf die Meßteilung bzw. die Abtastbaueinheit übertragen, wobei der Mitnehmer innerhalb des Schlitzes ~ in Bewegungsrichtung relativ verfahren und die Bewegung gemessen wird.

Zum Schütze der hochempfindlichen Meßteilung muß der S Schlitz im Gehäuse möglichst gut verschlossen sein, | und nur im Bereich des Mitnehmers soll eine Durch-

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trittsmöglichkeit zum Innern des Gehäuses gegeben sein.

Eine derartige Meßeinrichtung zeigt die DE-PS 28 46 768, bei der ein Maßstab und eine Abtasteinheit in einem Hohlkörper eingebracht sind/ der einen in MeSrichtung durchgehenden Schlitz aufweist/ der mittels dachförmig angeordneter Dichtelemente in Form von Kunststoff- oder Gummilippen verschlossen ist/ durch die ein Mitnehmer hindurchgreift/ um die Abtasteinheit mit einem zu messenden Objekt zu verbinden.

Kunststoff- oder Gummilippen unterliegen dem Verschleiß, insbesondere, wenn unter der Einwirkung aggressiver Medien gearbeitet wird.

Wegen dieser Erkenntnis ist bereits vorgeschlagen worden, die Abdeckung aus Metall zu fertigen. Diese Metallfolie wird durch Magnete an den Rändern des Schlitzes gehalten und nur im örtlichen Bereich des Mitnehmers von den Magneten abgehoben. Diese Abdichtung arbeitet bezüglich ihrer Beständigkeit gegenüber aggressiver Medien mängelfrei, jedoch ist der konstruktive Aufwand hoch. Eine solche Meßeinrichtung wird in der DE-PS 22 07 374 beschrieben.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Meßeinrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, die einfach aufgebaut ist, und bei der die Schlitzabdichtung ein tadelloses Langzeitverhalten zeigt. Gegenüber aggressiver Medien muß eine gute Resistenz bestehen.

Diese Aufgabe wird durch eine Meßeinrichtung mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruches 1 gelöst.

Die besonderen Vorteile der erfindungsgemäßen Abdichtung der Meßeinrichtung liegen in der Widerstandsfähigkeit der Dichtung, selbst gegen heiße Späne und in der erzielbaren wirksamen Abdichtung auch gegen aggressive flüssige Kühlmittel und dgl.. Dabei wird die Reibung zwischen Dichtung und Mitnehmer durch die Ausgestaltung des Mitnehmers stark herabgesetzt.

Mit Hilfe eines Ausführungsbeispieles soll die Erfindung anhand der Zeichnungen noch näher erläutert werden.

Es zeigen

Figur 1 einen schematischen Querschnitt durch eine Meßeinrichtung mit

geschlossener Dichtung und

Figur 2 die Meßeinrichtung gemäß Figur mit Mitnehmer im Schnittbereich.

In Figur 1 ist ein Gehäuse 1 gezeigt, das bis auf einen Schlitz 2 in Längsrichtung allseitig geschlossen ist. Parallel zum Längsschlitz 2 ist in der Wandung 3 des Gehäuses 1 eine Lamelle 4 eingespannt, die in Längsrichtung zwischen zwei nicht dargestellten Endstücken, den Schlitz 2 völlig abdeckend, eingepaßt ist. Die Einspannung der Lamelle 4, die als ein Federstahl- oder Bronzeband ausgeführt ist, erfolgt so, daß die freie Kante 5 der Lamelle 4, also

die der Einspannseite gegenüberliegende Kante S unter Vorspannung auf einem Vorsprung 6 des Gehäuses 1 abdichtend anliegt. Die Lamelle 4 ist widerstandsfähig gegenüber heißen Spänen» aggressiven Kühl" und/ oder Schmiermitteln, hat gute Rückstelleigenschaften und ein gutes Reibung&verhalten.

Der Abdichtbereich, hier also der Berührungsbereich des Vorsprunges 6 mit der freien Kante 5 kann natürlieh auch in konstruktiv anderer Weise ausgestaltet werden.

So ist es vorstellbar, daß in die Gehäusewand eine Tasche eingearbeitet wird, oder daß die Lamelle an der Wandung des Gehäuses einfach anliegt. Der konstruktive Aufwand für die Gestaltung dieses Dichtbereiches wird sich nach den Anforderungen bezüglich der gewünschten Dichtigkeit richten.

Mit Hilfe von Schrauben 7 ist das Gehäuse 1 an einem Maschinen-Bauteil 8 befestigt. Das Gehäuse 1 besteht aus dem Maßstabträgerkörperteil 1a und dessen Abdeckprofil 1b. Eine Dichtung 9 zwischen den beiden Teilen 1a und 1b des Gehäuses 1 dichtet den Montagespalt zuverlässig ab. Das Innere des Gehäuses 1 kann auf einfache Weise durch Demontage des Abdeckprofiles Ib gereinigt werden. Eine neue Justierung des Maßstabs 10 ist nicht erforderlich, da der Maßstabträgerkörperteil 1a des Gehäuses 1 unverändert an dem Maschinen-Bauteil 8 verbleibt.

Eine im Innern des Gehäuses 1 befindliche Abtastbaueinheit 11 tastet - wie in Figur 2 gezeigt - in bekannter Weise lichtelektrisch die nicht dargestellte

Meßteilung des Maßstabs 10 ab. Die Abtastbaueinheit 11 ist durch einen Mitnehmer 12 mit einem Montagefuß 13 verbunden, der an einem weiteren Maschinen-Bauteil 14 in herkömmlicher Weise befestigt ist. 5

Die Meßeinrichtung dient zur Messung der Relativbewegung zwischen den beiden Maschinen-Bauteilen 8 und 14. Die Relativbewegung zwischen den beiden Maschinen-Bauteilen 8 und 14 führt zu einer Relatiwerschiebung von Maßstab 10 und Abtastbaueinheit 11, die der Meßstrecke entspricht.

Die mechanische Verbindung zwischen dem einen Maschinen-Bauteil 14 und der im Innern des Gehäuses 1 befindlichen Abtastbaueinheit 11 wird durch den in Meßrichtung steifen Mitnehmer 12 hergestellt hergestellt. Der Mitnehmer 12 greift also örtlich durch den Schlitz 2 im Gehäuse 1 und spreizt dabei die Lamelle 4 vom Gehäusevorsprung 6 ab. Die Lamelle 4 schmiegt sich dabei an den Außenbereich des Mitnehmers 12 an, der den Querschnitt eines zweiseitigen Schwertes haben kann.

Eine weitere Verbesserung der Abdichtungseigenschaften im örtlichen Bereich des Mitnehmerdurchgriffs wird durch zusätzliche kleine Federbleche 15 und 16 am Mitnehmer 12 erzielt.

Darüber hinaus wird die Abdichtungseigenschaft noch erheblich verbessert, wenn eine Art Labyrinth 17 geschaffen wird. Dies geschieht durch die unsymmetrische Anordnung des Schlitzes 2 im Profil des Gehäuse» 1, via es aus den Zeichnungen hervorgeht. Die Lage der längsseitigen Einspannung der Lamelle 4

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und des Abdichtbereiches 5, 6 wird so gewählt, daß Späne und Flüssigkeiten nur sehr schwer überhaupt zu dem Abdichtbereich 5, 6 gelangen können.

Eine gute Abdichtung wird auch erzielt, wenn abweichend von der zeichnerischen Darstellung die Anbaufläche des Maschinen-Bauteils 8 waagerecht verläuft.

Um die Reibungsverhältnisse zwischen Lamelle 4 und Mitnehmer 12 zu verbessern, sind im Mitnehmer 1 ein oder mehrere Rollen 18 integriert. Die wirksame Oberflächengeometrie der Rollen 18 wird sich nach den zu erwartenden Krümmungen der Lamelle 4 bei deren Verformung richten.

Da zur Realisierung eines derartigen Labyrinthes 17 der Mitnehmer 12 eine mehrfach stark gekrümmte Form aufweisen muß, empfiehlt es sich, die erfordsrlichen elektrischen Leitungsverbindungen von der Abtastbaueinheit 11 zu den nicht dargestellten Auswertegeräten mittels flexibler gedruckter Schaltungen auszuführen. Die gedruckten Schaltungen können elektrisch und mechanisch entsprechend geschützt außen auf dem Mitnehmer 12 entlang geführt werden. Eine weitere Möglichkeit besteht darin, den Mitnehmer 12 zweischalig auszuführen und in seinem Innern die flexible gedruckte Schaltung zu installieren.

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Claims

• · · ·11· · ■■!■» - 1 DR. JOHANNES EEIDENHAIN GMBH 12. April 1984 Ansprüche

1. Gekapselte Meßeinrichtung, insbesondere Längenoder Winkelmeßeinrichtung, zur Messung der Lage zweier relativ zueinander beweglicher Objekte, deren mit einem der zu messenden Objekte verbundenes Gehäuse an zumindest einer Seite einen in Bewegungsrichtung des beweglichen Objektes verlaufenden Schlitz aufweist, der mittels Abdeckmitteln abgedichtet ist, durch die ein mit dem anderen Objekt verbundener Mitnehmer hindurchgreift, der seinerseits mit einer im Gehäuse untergebrachten, zur Messung dienenden Baueinheit verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß als Abdeckelement wenigstens ein-3 elastische Lamelle (4) vorgesehen ist, die parallel zum Schlitz (2) einseitig fest und dicht im Gehäuse (1) gehalten wird, daß die freie Kante (5) der Lamelle (4) abdichtend an der gegenüberliegenden Seite des Schlitzes (2) am Gehäuse (1, 6) anliegt, wobei der Mitnehmerdurchgriff nach Art eines Labyrinthes (17) ausgestaltet ist.

2. Gekapselte Meßeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Lamelle (4) ein Federstahloder Bronzeband ist.

3. Gekapselte Meßeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß am Mitnehmer (12) wenigstens eine reibungsvermindernde Rolle (18) zum Abspreizen der Lamelle (4) vom Gehäuse (1, 6) vorgesehen ist.

4. Gekapselte Meßeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich des Labyrinthes (17) am Mitnehmer (12) kleine Abdichtelemente (15, 16) vorgesehen sind.

5. Gekapselte Meßeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Mitnehmer (12)
zweischalig ausgeführt ist.

6. Gekapselte Meßeinrichtung nach den Ansprüchen
1 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß innerhalb des Mitnehmers (12) eine flexible gedruckte
Schaltung angeordnet ist.