CH667152A5 - Optischer drehcodierer. - Google Patents

Description

BESCHREIBUNG

Die Erfindung betrifft einen optischen Drehcodierer gemäss dem Oberbegriff des ersten Anspruches.

Kodiervorrichtungen dieser Art enthalten eine Ermittlungswelle, die drehbar in einem Gehäuse angeordnet ist, wobei ein Paar von Licht emittierenden und empfangenden Vorrichtungen vorhanden ist, die im Gehäuse einander gegenüberliegen, damit die Licht empfangende Vorrichtung ein Licht von der Licht emittierenden Vorrichtung durch Schlitze in einer feststehenden Schlitzplatte empfängt, die zwischen der Licht emittierenden und der empfangenden Vorrichtung und in einem rotierenden Schlitzrad angeordnet ist, das an der Ermittlungswelle montiert ist und zur Ermittlung des Rotationswinkels der Ermittlungswelle dient, die mit einem in einer Mess- und Steuervorrichtung zu ermittelnden, rotierenden Objekt verriegelt ist.

Zur Ermittlung des Drehwinkels eines rotierenden Objekts werden viele verschiedene Geräte, wie z.B. optische, magnetische, berührende Geräte sowie solche verwendet, welche die elektrostatische Kapazität ausnutzen, wobei auch andere Detektoren eingesetzt werden. Zur Ermittlung des optischen Drehwinkels wurde ein rotierendes Kodiergerät benutzt, das in Fig. 1 dargestellt ist. Bei dieser Ausführung dreht eine Ermittlungswelle SS in einem Körper BD in einem Gehäuse CS mittels zweier Lager BRI und BR2, die beabstandet in den Körper BD für eine lineare Drehbewegung der Welle eingesetzt sind. Eine rotierende Schlitzscheibe RD ist am inneren Ende der Ermittlungswelle SS befestigt und ist drehbar in einer Vertiefung des Körpers BD. Am Boden der Vertiefung CV ist ein Licht emittierendes Element EE befestigt, und eine feststehende Schlitzplatte FP ist der rotierenden Schlitzscheibe RD sowie einem Licht empfangenden Element RE zugewandt, das dem Licht emittierenden Element EE gegenüberliegt, wobei sowohl die Schlitzscheibe RD als auch die Schlitzplatte FP an einer gedruckten Schaltung PB montiert sind. Diese Schaltungsplatte ist deckelartig am Körper BD zum Abschluss der Vertiefung befestigt, so dass ein auf die Schaltung PB aufgebauter Bearbeitungskreis für ein empfangenes Lichtsignal auf eine Ausgangsleitung Signale erzeugen kann, welche die Rotationsstellung der Ermittlungswelle SS angeben kann.

Bei dieser Anordnung wird ein vom lichtemittierenden Element EE gegen das Licht empfangende Element RE ausgesandtes Lichtbündel vom letztgenannten Element empfangen, wenn jeder Schlitz am Umfang in der rotierenden Schlitzscheibe rotiert, während die Welle mit dem Schlitz in der feststehenden Schlitzplatte FP vor dem Licht empfangenden Element RE ausgerichtet wird. Dadurch wird ein Signal für das empfangene

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Licht im Element RE erzeugt, und dieses Signal wird von einem Signale verarbeitenden Stromkreis verarbeitet, wodurch der Ro-tationswinkel der Ermittlungswelle und somit die Rotationsstellung eines Ermittlungsobjekts ermittelt werden kann, das mit dem anderen äusseren Ende der Ermittlungswelle SS verbunden ist.

Diese Anordnung ist insofern mit dem Nachteil behaftet, dass, weil die Ermittlungswelle von Lagern BRI und BR2 abgestützt ist, die an zwei Flächen des Körpers BD befestigt sind, während ein optisches System mit dem lichtemittierenden Element EE, der rotierenden Schlitzscheibe RD, der feststehenden Schlitzplatte FP und dem Licht empfangenden Element RE auf einer Leitung über das innere Ende der Welle hinaus innerhalb der Vertiefung CV des Körpers BD angeordnet ist, der mittels der Schaltungsplatte PB abgeschlossen ist. Die axiale Länge der Kodiervorrichtung muss mindestens die Gesamtlänge des Ab-standes zwischen den beiden Lagern BRI und BR2 betragen, der erforderlichen Tiefe der Vertiefung CV für das optische System und des erforderlichen Abstandes von der Schaltungsplatte PB zu einem Ende des Gehäuses zur Aufnahme der jeweili-. gen Teile des die Signale bearbeitenden Stromkreises. Infolgedessen ist die axiale Länge der Kodiervorrichtung relativ gross und sie kann kaum gekürzt werden. Zudem ist die gedruckte Stromkreisplatte PB, welche die feststehende Schlitzplatte FP trägt, am offenen Ende des Körpers BD mittels Schrauben befestigt, und es ist nach Befestigung nicht mehr möglich, die Stellung des Schlitzes an der feststehenden Schlitzplatte FP bezüglich des Licht empfangenden Elementes RE anzupassen. Die feststehende Platte FP ist zwischen dem Element RE und der rotierenden Schlitzscheibe RD angeordnet, um eine hohe Genauigkeit der Phasendifferenz und somit eine gute Auflösung zu erreichen, wobei die einzelnen Teile mit einer hohen Genauigkeit hergestellt werden mussten, was zu hohen Herstellungskosten beigetragen hat.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Schaffung eines optischen Drehcodierers, der nicht die Nachteile der bestehenden Ausführung, jedoch kleinste Abmessungen und eine einfache Ausführung der Bestandteile aufweist, so dass keine besonders hohe Herstellungsgenauigkeit erforderlich ist und der Zusammenbau vereinfacht wird, damit eine preisgünstige Ausführung mit hoher Auflösung mittels einstellbarer Positionierung für eine hohe Phasengenauigkeit erreicht wird.

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäss mittels der Merkmale im kennzeichnenden Teil des ersten Anspruches gelöst.

Ausführungsformen dieser Lösung sind in den abhängigen Ansprüchen umschrieben.

Bei der vorliegenden Erfindung ist eine Kodiervorrichtung mit zwei Lagern versehen, die in einen scheibenförmigen Teil des Körpers montiert ist, der mit einem zylinderförmigen Teil ausgestattet ist, welcher eine relativ grosse Vertiefung begrenzt, wobei das andere Lager in einem Enddeckel montiert ist, der das offene Ende des zylinderförmigen Teils abschliesst, wobei die Ermittlungswelle von beiden Lagern und das innere Ende der Welle vom Lager im Enddeckel getragen ist. Eine Winkelermittlungsvorrichtung schliesst eine lichtermittelnde Vorrichtung, ein rotierendes Schlitzrad, eine stationäre Schlitzringplatte und eine gedruckte Schaltplatte ein, die mit einer Licht empfangenden Vorrichtung ausgestattet und zwischen zwei Lagern angeordnet ist, in welchen ein Block mit einer ausserhalb der Kodiervorrichtung positioneil einstellbaren Schlitzringplatte vorgesehen ist.

Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung sowie des Standes der Technik anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 einen vertikalen Querschnitt einer herkömmlichen optischen Kodiervorrichtung,

Fig. 2 einen vertikalen Querschnitt einer optischen Kodiervorrichtung gemäss der vorliegenden Erfindung,

Fig. 3 eine auseinanderliegende Darstellung einer Kodiereinheit in der Kodiervorrichtung nach Fig. 2,

Fig. 3A eine auseinanderliegende Darstellung eines stationären Schlitzringplattenblocks in der Kodiervorrichtung nach Fig.

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Fig. 3B eine schrägbildliche Darstellung einer halbwegs zusammengebauten Kodiervorrichtung nach Fig. 2 bei der Durchführung einer positioneilen Einstellung bezüglich des stationären Schlitzringplattenblocks der Kodiervorrichtung von aussen, Fig. 4 eine Vorderansicht eines rotierenden Schlitzrades und einer feststehenden Schlitzringplatte in der Kodiervorrichtung nach Fig. 2,

Fig. 5 eine schrägbildliche Teilansicht einer weiteren Ausführungsform des Enddeckels in der rotierenden Kodiervorrichtung gemäss der vorliegenden Erfindung,

Fig. 6 ein Schaltbild eines Signalverarbeitungskreises mit Licht ausstrahlenden und empfangenden Vorrichtungen in der Kodiervorrichtung nach Fig. 2,

Fig. 7 einige Wellenformen eines Ausganges und ein Ursprungssignal des Stromkreises nach Fig. 6,

Fig. 8 einige Vorderansichten einer weiteren Ausführungsform des rotierenden Schlitzrades und der feststehenden Schlitzringplatte der Kodiervorrichtung gemäss der vorliegenden Erfindung,

Fig. 9 eine vergrösserte Teilansicht des rotierenden Schlitzrades nach Fig. 8 mit detaillierten Schlitzen,

Fig. 10 einige Wellenformen eines Ausganges und ein Originalsignal des Stromkreises nach Fig. 6, wenn das rotierende Schlitzrad und die feststehende Schlitzringplatte nach Fig. 8 verwendet werden,

Fig. 11 einen Querschnitteil am Enddeckel der Kodiervorrichtung Nach Fig. 2 zur Erläuterung des Zusammenbaus eines dafür vorgesehenen Wellenlagers, und

Fig. 12 einen Teilquerschnitt am feststehenden Schlitzring-plattenblock und am Enddeckel in der Kodiervorrichtung nach Fig. 2 zur Erläuterung des Zusammenbaus.

In Fig. 1 ist eine herkömmliche Kodiervorrichtung gezeigt, auf die vorstehend in dieser Beschreibung Bezug genommen wird. Dagegen zeigen Fig. 2 und 3 eine Kodiervorrichtung 10 gemäss der vorliegenden Erfindung, mit einem Gehäuse 11, das die Vorrichtung 10 umschliesst. Die Kodiervorrichtung 10 um-fasst einen Körper 12, der vorzugsweise aus Metall besteht, tas-senförmig ausgebildet und einen scheibenförmigen Boden aufweist. Ein zylinderförmiger Teil 15 begrenzt eine relativ grosse Vertiefung, in der sich die in der Folge beschriebenen Elemente befinden. Ein erstes Kugellager 17 ist in einer Öffnung 16 in der Mitte des scheibenförmigen Teils 13 des Körpers 12 zum Halten der Ermittlungswelle 18 in einer Zwischenstellung angeordnet. Die Welle 18 rotiert durch die Öffnung 16 in der Vertiefung 14 des zylinderförmigen Teils 15. Eine axiale Verschiebung des Kugellagers 17 wird von einem E-Ring 20 verhindert, der in eine Umfangsrille der Ermittlungswelle 18 eingesetzt ist und über einen Abstandhalter 19 gegen das Ende des Lagers 17 anliegt.

Im zylinderförmigen Teil 15 des Körpers 12 befindet sich eine Haltescheibe 22, die in der Mitte eine Öffnung 21 aufweist, durch die sich die Ermittlungswelle 18 erstreckt. In der gezeigten Ausführungsform sitzt die Haltescheibe 22 an der inneren Fläche des Scheibenteils 13 mit einem oder mehreren Vorsprüngen 23 aus einer Endfläche der Haltescheibe 22, die gegen eine oder mehrere Vertiefungen 24 anliegt, die sich auf der inneren Oberfläche des Scheibenteils 13 befindet. Die Haltescheibe 22 hat in ihrem Körper ein Loch zur Halterung eines Licht emittierenden Elementes 26 in Form einer infrarot strahlenden, lichtemittierenden Diode LED, damit die lichtemittierende Seite des Elementes 26 sich leicht in die andere Endfläche der Haltescheibe 22 zurückzieht. Die Ermittlungswelle 18 trägt eine Buchse 27, die um die Welle 18 innerhalb des zylinderförmigen Teils 15 des Körpers 12 angeordnet ist, wobei die Welle kraftschlüssig in

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ein axial durchgehendes Loch der Buchse 27 eingesetzt ist, und ein rotierendes Schlitzrad 28 in der Buchse 27 gehalten ist, damit es in vertikaler Richtung rund um die Welle expandieren kann, die gegen einen radialen Flansch der Buchse 27 mittels eines Befestigungskörpers 29 befestigt ist und mit der Welle 18 zusammen drehbar ist.

Ein feststehender Schlitzringplattenblock 30 befindet sich innerhalb des zylinderförmigen Teils 15 des Körpers 12, wobei die Ermittlungswelle 18 durch eine axiale Öffnung des Blocks 30 eingeführt wird, so dass sie gegenüber dem lichtemittierenden Element 26 durch das rotierende Schlitzrad 28, das zwischen ihnen angeordnet ist, zu liegen kommt. Dieser Block 30 umfasst eine stationäre Schlitzringplatte 31, eine Blockscheibe 32 und eine gedruckte Schaltungsplatte 33, die jeweils mit einem mittigen Loch zur Bildung der axialen Öffnung des Blocks 30 versehen ist. Die feststehende Schlitzringplatte 31 ist an einer der Blockscheibe 32, auf der Seite gegenüber dem Element 26, vorzugsweise an Vorsprüngen an der Blockscheibe 32 in entsprechenden Löchern in der Schlitzringplatte 31 befestigt. Die gedruckte Schaltplatte 33 ist ander anderen Seitenfläche der Blockscheibe 32 und von ihr beabstandet mittels Abstandsvor-sprüngen 34 und 34a der Blockscheibe 32 befestigt. In diesem Falle ist die gedruckte Schaltplatte 33 vorzugsweise in ähnlicher Weise mittels hervorstehender Stifte an den Abstandsvorsprün-gen der Blockscheibe 32 an dieser befestigt, die sich in entsprechende Löcher in der gedruckten Schaltplatte 33, wie im Falle der feststehenden Schlitzringplatte 31, erstrecken, was in Fig. 3A besonders deutlich dargestellt ist.

Aus Fig. 4 geht hervor, dass die rotierende Schlitzscheibe 28 mit einer Vielzahl von Positionen anzeigenden Schlitzen 28a versehen ist, die sich am äusseren Umfang der Scheibe 28 befinden. Ein einziges Loch 28b, das den Ursprung signalisiert, befindet sich radial nach innen, während die feststehende Schlitzringplatte 31 mit einer geringeren Anzahl von Positionen signalisierenden Schlitzen 31a versehen ist, die sich längs des Umfan-ges der Platte 31 befinden. Über eine begrenzte Umfangslänge und ein einziges, den Ursprung signalisierendes, ebenfalls radial nach innen versetztes Loch sind die Schlitze 31a in zwei Gruppen von gegenseitig unterschiedlichen Phasen bezüglich der Mitte der Platte 31 angeordnet. In Fig. 3A ist die Blockscheibe 32 mit zwei Positionen signalisierenden, durchgehenden Löchern 32a in Stellungen versehen, die radial den Schlitzen 31a der Platte 31 entsprechen, wobei ein den Ursprung signalisierendes, durchgehendes Loch 32b ebenfalls dem Loch 31b entspricht. Wenn der Block 30 in der vorangehenden Disposition zusammengebaut ist, sind jeweils die Positionen signalisierenden Schlitze und Löcher 28a, 31a und 32a und die den Ursprung signalisierenden Löcher 28b, 31b und 32b alle dem lichtemittierenden Element 26 in radialem positionalem Verhältnis zur Achse der Ermittlungswelle 18 angeordnet. Die gedruckte Schaltplatte 33 ist mit zwei die Richtung angebenden, Licht empfangenden Elementen 33a ausgestattet, welche den Positionen anzeigenden Löchern 32a in der Scheibe 32 gegenüberliegen und mit einem einen Ursprung signalisierenden, lichtempfangenden Element 33b ausgestattet sind, das gegenüber dem Loch 32b angeordnet ist, das beispielsweise eine Photodiode sein kann. An einer in der Folge beschriebenen Schaltplatte 33 sind Drähte 26a des lichtemittierenden Elementes 26 aus der Haltescheibe 22 und dem Block 30, vorzugsweise längs des Umfan-ges, beispielsweise durch Löten angeschlossen.

Am offenen Ende des zylinderförmigen Teils 15 des Körpers 12 ist ein Enddeckel 35 abdichtend beispielsweise mittels eines Presswerkzeuges aufgesetzt. In diesem Falle werden vorzugsweise ein oder mehrere V-förmige Ausschnitte 36 an der verjüngten Umfangskantfläche des Enddeckels 35 vorgesehen, wie dies in Fig. 5 gezeigt ist, damit die abgedichtete Kante des zylinderförmigen Teils 15 in die Ausschnitte 36 eindringen und dadurch den Enddeckel 35 an einer Drehbewegung in die befestigte Position hindert. Der Enddeckel ist in seiner Mitte mit einer Öffnung 37 versehen, in der ein zweites Kugellager 38 montiert ist, in dem das innere Ende der Ermittlungswelle 18 drehbar gelagert ist, wobei ihre axiale, mittige Stellung im zylinderförmigen Teil 15 dadurch von beiden Kugellagern 17 und 38 aufrechterhalten wird. Ein äusserer Endteil der Öffnung 37 im Deckel 35 ist mit einem Gewinde versehen, und ein Schraubenring 39 ist darin eingeschraubt, um einen einstellbaren Anschlag gegen das äussere Ende des Kugellagers 38 zu bilden, damit es nicht mittels eines E-Ringes 41 in einer Umfangsrille der Welle 18 zum Anschlagen durch einen Abstandhalter 40 gegen das innere Ende des Kugellagers 38 in der axialen Richtung verschiebbar ist. Wenn der Schraubenring 39 fest gegen das zweite Kugellager 38 gedrückt ist, kann eine axiale Verschiebung des Kugellagers 38 als auch der Welle 18 und eventuell des ersten Lagers 17 mit Sicherheit vermieden werden.

Aus Fig. 3B geht hervor, dass der zylinderförmige Teil 15 in der richtigen Stelle mit einem oder mehreren Schlitzen 43 versehen ist, durch die ein Futter 42 von aussen in den zylinderförmigen Teil 15 einsetzbar ist, um die Winkelstellung des feststehenden Schlitzringplattenblocks 30 einzustellen, und zu diesem Zweck wird der Block 30 in der Reibungsstellung zwischen der Scheibe 22 und dem Deckel 35 für eine Reibungsdrehbewegung gehalten. Das Gehäuse 11 ist über den Enddeckel 15 des zylinderförmigen Teils 15 des Körpers 12 angeordnet und ist ferner mit einer Kabeldurchführung 44 ausgestattet, durch die sich ein Kabel 45 luftdicht erstreckt, wobei Drähte 46 für die Leistungszufuhr sowie abgehende Leitungen des Kabels 45 mit der gedruckten Schaltplatte 33 verbunden sind.

Der Signale verarbeitende Stromkreis schliesst das lichtemittierende Element 26 und die lichtempfangenden Elemente 33a und 33b ein und wird unter Bezugnahme auf Fig. 6 näher erläutert. In der Zeichnung sind jeweils ein einziges lichtemittierendes 26 und lichtempfangendes Element (33a) dargestellt, wobei nach Bedarf jeweils mehrere vorgesehen werden können. Aus der Zeichnung geht hervor, dass das lichtemittierende Element 26 an einem Ende an einem Widerstand 47 angeschlossen ist, der an seinem anderen Ende geerdet ist. Eine Leistungsquelle Vcc wird dem anderen Ende des Elementes 26 zugeführt, damit es Licht emittieren kann. Auf der anderen Seite kann das lichtempfangende Element 33a zum Empfang eines Bündels aus emittiertem Licht dienen, das durch die Schlitze des rotierenden Rades 28 und der feststehenden Ringplatte 31 emittiert wird, wobei das Licht auf der einen Seite von der Leistungsquelle Vcc gespiesen wird und am anderen Ende mit einem Widerstand 48 verbunden ist, der seinerseits am anderen Ende geerdet ist. Wenn deshalb das lichtempfangende Element 33a das Lichtbündel empfängt, bewirkt der Widerstand 48, dass eine Ausgangsspannung an der Eingangsklemme des Vergleichers 49 auftritt. Weil der Vergleicher ferner eine Vergleichsspannung an der anderen Eingangsklemme empfängt, kann eine Schmitt-Triggerschaltung 50 mit einem Vergleicher 49 ein Positionssignal Vp mit Viereckwelle mit einem Einschaltverhältnis von 50% auf der Basis eines Vergleichspegels erzeugen, wie dies in Fig. 7 gezeigt ist.

In der Folge wird die oben beschriebene optische, rotierende Kodiervorrichtung kurz erläutert. Wenn die Ermittlungswelle 18 mit einem rotierenden, zu ermittelnden Objekt, z.B. einer Steuervorrichtung einer automatischen Produktionsmaschine, verbunden ist, rotiert die Welle mit dem Objekt, wobei auch das rotierende Schlitzrad 28 im Verhältnis zur feststehenden Schlitzringplatte 31 rotiert. Vorausgesetzt, dass das Rad und die Platte 31 die gleiche Anzahl von beispielsweise 16 Positionen signalisierenden Schlitzen aufweist, bewirkt das Lichtbündel vom lichtemittierenden Element 26, dass das Licht durch das Loch 32a der Blockscheibe 32 am lichtempfangenden Element 33a praktisch als 4-Bit Seriesignale auftritt. Da das Rad 28 und die Platte ferner jeweils einen Ursprung signalisierende Löcher

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28b und 31b aufweisen, empfängt das andere lichtempfangende Element 33b ein Lichtbündel durch das Loch 32b der Schlitzscheibe 32 bei jeder Drehbewegung um 360° des rotierenden Schlitzrades 28. Infolgedessen erzeugt der Signale bearbeitende Stromkreis nach Fig. 6 ein Positionssignal Vp und ein Ursprungssignal V0, wie dies in Fig. 7 gezeigt ist. Wenn das Positionssignal Vp einem Betrieb bezüglich des ursprünglichen Signals V0 mit einem bekannten arithmetischen Stromkreis unterworfen ist, kann der Drehwinkel der Ermittlungswelle 18 und somit die Drehstellung eines Objekts ermittelt werden.

Bei einer weiteren Ausführungsform, die in Fig. 8 gezeigt ist, ist eine Vielzahl von ursprünglichen Löchern 128b und 131b jeweils in einem rotierenden Schlitzrad 128 und in einer feststehenden Schlitzringplatte 131 angeordnet, deren Löcher praktisch in der gleichen Art angeordnet sind, wie dies vergrössert in Fig. 9 gezeigt ist. Aus der Zeichnung geht hervor, dass die den Ursprung signalisierenden Löcher 128b (oder 131b), die hier aus vier bestehen, in axialer Richtung verlängert sind und eine Um-fangsbreite T aufweisen, in unterschiedlichen Umfangsabstän-den in einer Folge von T bis 2T und 3T vergrössert sind. Bei der Drehbewegung dieser Löcher 128b des Rades 128 bezüglich dieser Löcher 131b der feststehenden Ringplatte 131 wurde festgestellt, dass das den Ursprung signalisierende lichtempfangende Element 33b eine steil ansteigende, hohe Ausgangsspannung V0i und eine niedere Ausgangsspannung V02 erzeugt, wie dies in Fig. 10 gezeigt ist, während der Ausgang Voi viel höher ist als die Ausgänge V02. Dies bedeutet, dass, wenn der Ausgang Voi den Pegel P hat, die Ausgänge V02 den Pegel P/4 haben. Wenn nun die Vergleichsspannung auf den Pegel P/2 eingestellt ist, so dass ein ursprünglicher Signalausgang bei jeder Drehbewegung des Rades 128 beträgt, ist es möglich, einen Viereckwellen-Ausgang, wie durch Vo in Fig. 10 dargestellt, zu erhalten, wobei die Wellenform des steilen Ausganges Voi am Pegel P/2 geformt wird. Im Falle von Fig. 4 wird die Umfangsbreite der ursprünglichen, signalisierenden Löcher 28b und 31b vergrössert, um die erhaltene Lichtmenge zu erhöhen. In der Praxis ist ein Risiko damit verbunden, dass der empfangene Lichtausgang den Vergleichsspannungspegel, wegen Variationen in der Umgebungstemperatur usw. in der Kodiervorrichtung sowie sekulärer Variationen in den Eigenschaften der Bestandteile der Mitglieder usw. nicht übersteigt. Wenn die den Ursprung signalisierenden Löcher so angeordnet sind, wie in Fig. 8 und 9 gezeigt, ist das Ursprungssignal Vo leicht erhältlich, weil der steigende Pegel des empfangenen Ausganges Voi sehr hoch gemacht werden kann. Es wird darauf hingewiesen, dass, wenn von den Ursprung signalisierenden Löchern 128b und 131b z.B. jeweils sechs in jedem der rotierenden Räder 128 und Ringplatten 131 vorgesehen sind, die Umfangsabstände zwischen den einzelnen Löchern 128b und 131b in einer Folge auf T, 2T, 3T, 5T und 7T bezüglich der Breite T von jedem Loch vergrössert werden.

Nachfolgend wird der Zusammenbau der rotierenden Kodiervorrichtung näher erläutert. Das erste Kugellager 17 ist in der Öffnung 16 der Haltescheibe 22 eingesetzt, die mit einem lichtemittierenden Element 26 ausgestattet ist, das darin an der inneren Bodenfläche des scheibenförmigen Teils 13 angeordnet ist und, sofern notwendig, mittels Befestigungsschrauben daran befestigt ist. Danach wird die Ermittlungswelle mit dem daran angeordneten, rotierenden Schlitzrad 28, das bereits mittels der Haltebuchse 27 und des Befestigungskörpers 29 daran befestigt ist, vom äusseren Ende in das erste Kugellager 17 eingesetzt. Damit die Haltebuchse 27, wenn die Ermittlungswelle 18 bereits darin eingesetzt ist, nicht irgendwelchen Verformungen ausgesetzt ist, so dass die Position des rotierenden Schlitzrades 28

nicht verschoben wird, wird der Durchmesser des Loches in der Buchse 27 zum Einsetzen der Welle 18 auf der einen Seite in axialer Richtung, bezogen auf den Durchmesser der Welle 18, vergrössert. Wenn die Welle 18 in das erste Kugellager 17 eingesetzt wird, gewährleistet der Abstandhalter 19 und der E-Ring 20 auf der Welle 18, dass das.Kugellager 17 richtig positioniert ist.

Der feststehende Schlitzringplattenblock 30 stösst gegen die innere Endkante der Haltescheibe 22 an, während die Endkantenfläche der Haltescheibe 22 über die inneren Enden der Ermittlungswelle 18 und des Blocks montiert ist, wobei der Enddeckel 35 ein zweites Kugellager 38 in der Öffnung 37 aufweist, und das innere Wellenende in das Lager 38 eingesetzt ist. Danach wird das offene Ende des zylinderförmigen Teils 15 und der Körper 12 luftdicht mit dem Enddeckel 35 verschlössen. Der Schraubenring 39 wird durch Schrauben im Gewindeteil des Loches 37 im Enddeckel derart eingestellt, dass das zweite Lager 38 von aussen in den Enddeckel 35 eingesetzt werden kann, um das zweite Lager 38 von der äusseren Endfläche des Enddeckels wegzupressen, wie dies bereits teilweise erläutert ist, wobei irgendwelches Spiel «g» zwischen dem Lager 38 und einem Stufenteil der Ermittlungswelle 18, wie in Fig. 11 gezeigt, entfernt werden kann, wobei die axiale Verschiebung der zugehörigen Teile bezüglich der Welle 18 wirksam verhindert werden kann.

Danach ist es, um einen vorbestimmten Phasenunterschied bezüglich der Wellenform des empfangenen Ausganges zu vermeiden, notwendig, die rotierende Winkelstellung der feststehenden Schlitzringplatte 31 bezüglich des rotierenden Schlitzrades 31 und des emittierenden Lichtbündels richtig einzustellen. Die vorbestimmte Phasendifferenz kann durch eine Drehbewegung des Blocks. 30 ermittelt werden, während die Phasendifferenz des empfangenen Lichtausganges des lichtempfangenden Elementes mit dem daran gerichteten Lichtbündel vom Element 26 überwacht wird, um die relative Winkelstellung der feststehenden Schlitzringplatte 31 zum rotierenden Schlitzrad einzustellen. Nach dieser Einstellung der relativen Position kann der Block in der eingestellten Winkelstellung durch Eindrücken der scharfen Spitze einer Schraube 30 durch den Enddeckel 35 ge-presst werden, wie dies in Fig. 12 gezeigt ist. Eine richtige Ausrichtung bezüglich des Lichtbündels vom lichtemittierenden Element 26 der Schlitze 28a und des Loches 28b des rotierenden Schlitzrades 28, der Schlitze 31a und des Loches 31b der stationären Schlitzringplatte 31, durch Löcher 32a und 32b der Blockscheibe 32 und der lichtemittierenden Elemente 33a und 33b kann durch Empfang des Ausgangssignals mit vorbestimmter Phasendifferenz erreicht werden. Da sich das lichtemittierende Element 26 innerhalb des Halteloches 25 der Haltescheibe 22 befindet, so dass sich die Spitze des Elementes von der Endkante des Loches 25 zurückzieht, wird das vom Element 26 emittierte Lichtbündel, das sich zum Streuen radial nach aussen neigt, von der inneren Umfangsfläche des Halteloches 25 reflektiert. Das Lichtbündel wird somit vom Element 26 aus dem Loch 25 konzentrisch in ein Bündel emittiert, wodurch die von den lichtempfangenden Elementen empfangene Lichtmenge erhöht wird.

Die in dieser Weise hergestellte Kodiervorrichtung 10 um-fasst, wie erläutert, das Gehäuse 11 mit einem durchgehenden Kabel 45, das über den Enddeckel 35 angeordnet ist und am Körper 12 befestigt ist, so dass das Gehäuse 11 den zylinderförmigen Teil 15 des Körpers 12 umgibt. Das Gehäuse 11 greift vorzugsweise in einen nach innen gerichteten Vorsprung am vorderen Ende des Gehäuses 11 in einen Ausschnitt am Umfang des scheibenförmigen Teils 13 ein, wie dies in Fig. 2 gezeigt ist.

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3 Blätter Zeichnungen

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   PATENTANSPRÜCHE

   1. Optischer Drehcodierer, bei dem eine Detektorwelle durch zwei Lager in einem Körper gelagert ist, in dem eine Lichtsendereinrichtung angeordnet ist, mit einer Drehschlitzscheibe, die entlang ihrem Umfang mit Stellungsmeldeschlitzen und wenigstens einem Ursprungsstellung-Meldeloch versehen ist, gegenüber der Lichtsendereinrichtung angeordnet und auf der Detektorwelle befestigt ist, mit einer feststehenden Schlitzplatte, die entlang ihrem Umfang mit Stellungsmeldeschlitzen und wenigstens einem Ursprungsstellung-Meldeloch versehen ist sowie gegenüber der Lichtsendereinrichtung angeordnet ist, wobei sich die Drehschlitzscheibe dazwischen befindet, und mit einer Lichtempfangseinrichtung, die auf einer gedruckten Schaltungskarte angeordnet ist und Licht von der Lichtsendereinrichtung durch die Stellungsmeldeschlitze und die Ursprungsstellung-Meldelöcher der Drehschlitzscheibe und der feststehenden Schlitzplatte hindurch empfängt, dadurch gekennzeichnet, dass der Körper (12) ein mit einem Boden versehenes zylindrisches Teil (15) umfasst, worin ein Hohlraum (14) gebildet ist, dessen offenes Ende durch eine Verschlusskappe (35) verschlossen ist, dass die zwei Lager (17, 38) jeweils als Kugellager ausgebildet sind, von denen das eine in der Mitte des Bodens und das andere in der Mitte der Verschlusskappe (35) axial einstellbar angeordnet ist, dass die Lichtsendereinrichtung (26), die Drehschlitzscheibe (28) und die feststehende Schlitzplatte (31) sowie die gedruckte Schaltungskarte mit der Lichtempfängereinrichtung (33a, 33b) zwischen den beiden Lagern (17, 38) innerhalb des Hohlraumes (14) angeordnet sind, dass die feststehende Schlitzplatte (31) mit der gedruckten Schaltungskarte (33) zu einem einzigen Teil verbunden ist durch einen Scheibenblock (32), der mit hindurchführenden Löchern (32a, 32b) versehen ist, um den Lichtstrahl von der Lichtsen-dereinrichtung (26) durch die Stellungsmeldeschlitze und Ursprungsstellung-Meldelöcher in der Drehschlitzscheibe (28) und in der feststehenden Schlitzplatte (31) zu der Lichtempfängereinrichtung (33a, 33b) hindurchzulassen, dass der einzige Teil um seine Achse verdrehbar ist und dass das zylindrische Teil (15) mit Einrichtungen (42, 43) versehen ist, die eine Verdrehung des Scheibenblocks (32) mit der Schlitzplatte (31) und der gedruckten Schaltungskarte (33) von der Aussenseite her zur Einstellung der relativen Winkelstellung gegenüber der Drehschlitzscheibe (28) ermöglichen, und ferner Mittel (51) zur Festlegung des Scheibenblocks (32) in der eingestellten Winkelstellung aufweist.
2. 2. Drehcodierer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Ursprungsstellung-Meldelöcher in der Drehschlitzscheibe (28) und in der feststehenden Schlitzplatte (31) vorgesehen sind und die Abstände zwischen diesen Löchern sowohl in der Drehschlitzscheibe (28) als auch in der feststehenden Schlitzplatte (31) fortschreitend grösser werden und jeweils ein Primzahl-Vielfaches der Breite eines Loches betragen.
3. 3. Drehcodierer nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehschlitzscheibe (28) auf der Detektorwelle (18) mittels einer Haltehülse (27) montiert ist, die auf der durch ihr axiales Loch hindurchgehenden Detektorwelle (18) befestigt ist, und dass dieses axiale Loch in Axialrichtung einen Teil aufweist, der einen grösseren Durchmesser als die Detektorwelle besitzt.
4. 4. Drehcodierer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtsendereinrichtung (26) in einem Aufnahmeloch (25) einer Haltescheibe (22) aufgenommen ist, die an der innenseitigen Bodenfläche des zylindrischen Teils (15) befestigt ist und sich innerhalb des zylindrischen Hohlraumes (14) des Körpers (12) befindet, wobei das vordere Ende der Lichtsendereinrichtung (26), aus dem das Licht austritt, gegenüber dem Mündungsende des Aufnahmeloches (25) zurückversetzt ist.
5. 5. Drehcodierer nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtsendereinrichtung (26) mit Verbindungsdrähten versehen ist, die sich durch die Haltescheibe (22) und den Scheibenblock (32) zu der gedruckten Schaltungskarte (33) hin erstrecken und dort elektrisch angeschlossen sind.
6. 6. Drehcodierer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Schraubring (39) in der Mitte der Verschlusskappe (35) eingeschraubt und mit dem zweiten Kugellager (38) einstellbar in Eingriff ist.
7. 7. Drehcodierer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Körper (12) an einem Teil, welcher dem Scheibenblock (32) gegenüberliegt, mit einer Feststellschraube (51) versehen ist, die durch den Körper (12) hindurchgeschraubt ist und an ihrem Innenende in den Scheibenblock eindringt, um dessen Verdrehung um seine Achse zu verhindern.
8. 8. Drehcodierer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Verschlusskappe (35) an ihrem Umfang abgeschrägt ist und wenigstens eine Kerbe aufweist und der zylindrische Teil (15) des Körpers (12) an seinem offenen Ende in diese Kerbe hinein verstemmt ist.