DD292693A5 - Anordnung zur lagejustierung von codescheiben - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Lagejustierung von Codescheiben fuer digitale Winkelmeszeinrichtungen mit Mesz- und Indexscheibe, wobei die Meszscheibe 9 auf einer drehbar in Lagern 4, 5 gelagerten Welle 12 und die Indexscheibe 7 fest am Gehaeuse 1 angeordnet und beide Scheiben zur Drehachse der Welle 12 justiert sind. Die Welle 12 weist ein Gewindeteil 13 auf, auf dem ein von auszen aus fixierbarer oder verdrehbarer Gewindering 14 vorgesehen ist, der mit seiner einen Stirnflaeche 15 an einem im Gehaeuse 1 fixiertem Lager 5 anliegt. Es ist ferner ein die Welle 12 in ihrer justierten Lage relativ zu einem weiteren Lager 4 fixierendes Feststellelement 16 vorgesehen. Fig. 1{Winkelmeszsystem, digital; Codescheibe; Justierung; Meszgeraet}

Description

Hierzu 1 Seite Zeichnungen Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung bezieht sich auf eine Anordnung zur Justierung von Codescheiben für digitale Winkelmeßeinrichtungen mit Präzisionsteilungen, die auf transparenten Grundkörpern aufgebracht sind.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Lichtelektrische Winkelmeßeinrichtungen bestehen im wesentlichen aus einer auf einer Antriebswelle befindlichen, transparenten Kreisringscheibe mit einer Meßteilung bestimmter Gitterkonstante und einer zweiten transparenten Kreisringscheibe oder einem oder mehreren Segmenten mit einer oder mehreren zueinander phasenverschobenen Indexteilungen gleicher Gitterkonstante. Es sind ferner eine oder mehrere geeignete Lichtquellen vorgesehen, deren Licht nach Durchdringen der Meß- und Indexteilung auf Fotosensoren gelangt. Bei Drehung der Antriebswelle und der darauf angeordneten Kreisringscheibe mit der Meßteilung werden durch die Fotosensoren elektrische Signale erzeugt, die zur Bestimmung der Drehposition oder des Verdrehwertes weiterverarbeitet werden.

Aus der US-PS 3812352 und der DE-OS 3148910 ist es bekannt, daß nur dann mit einer hohen Signalqualität und hoher winkelmäßiger Auflösung und Präzision mit derartigen Winkelmeßeinrichtungen gemessen werden kann, wenn der Abstand zwischen der Meß- und der Indexteilung, d. h. der Abstand zwischen der Meßscheibe und der Indexscheibe, optimal, d. h. auf den günstigsten Wert einjustiert ist. Desgleichen müssen auch Meß- und Indexteilung mit hoher Genauigkeit zueinander zentriert sein, um hohe Meßgenauigkeiten erzielen zu können.

Es gibt verschiedene Ausführungen derartiger Meßeinrichtungen. Meist sind jedoch die Meßscheibe auf einer kugelgelagerten Welle und die Indexscheibe fest am Gehäuse angeordnet. Bei allen diesen Ausführungen muß jedoch auch der Abstand der Meß- und Indexscheibe genau eingestellt werden.

Bei einer Winkelmeßeinrichtung mit einer in einem Gehäuse auf Kugellagern gelagerten Welle, welche die Meßscheibe trägt, sind zwischen dem, dor Meßscheibe benachbarten Kugellager und einem Bund der Welle Zwischenringe auf der Welle angeordnet. Zwecks Einstellung des Abstandes werden entsprechende Zwischenringe eingefügt. Dazu ist es aber notwendig, die Welle aus der Lagerung herauszunehmen, und wieder einzusetzen. Dabei macht sich in den meisten Fällen eine Nachzentrierung von Meß- und Indexscheibe erforderlich. Der Justieraufwand ist hoch.

Ziel der Erfindung

Es ist deshalb Ziel der Erfindung, die Nachteile des Standes der Technik zu beseitigen, den Justier- und Montageaufwand zu senken und die Meßgenauigkeit von digitalen Winkelmeßeinrichtungen zu erhöhen.

Wesen der Erfindung Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Anordnung zur Lageorientlertng von Codescheiben bei digitalen Winkelmeßeinrichtungen zu schaffen, mit Hilfe derer, ohne großen Fertigungimufwand, eine feinfühlige Justierung des

optimalen Abstandea zwischen Meß· und Indexscheibe, also zwischen Meß- und Indexteilung, und eine große

Winkelgenauigkeit der Winkelmeßeinrichtung erzielbar sind, bei gleichzeitiger hochgenauer Lagezentrierung von Meß- und

Indexteilung zur Drehachse der Meßeinrichtung.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe bei einer Anordnung zur Lagejustierung von Codescheiben für digitale Winkelmeßeinrichtungen, bei denen eine die Meßteilung tragende Meßscheibe auf einer, in einem Gehäuse in Lagern drehbar

gelagerten Welle befestigt ist und eine die Indexteilung tragende Indexscheibe oder ein Indexsegment fest am Gehäuseangeordnet Ist, wobei Meß- und Indexteilung zur Drehachse der Welle zentriert sind, dadurch gelöst, daß die Welle ein

Gewindeteil aufweist, auf welchem ein von außerhalb des Gehäuses aus fixierbarer oder verdrehbarer Gewindering mit einem Gewinde entsprechender Steigung vorgesehen ist, der mit seiner einen Stirnfläche an einem der im Gehäuse fixierten Lager

anliegt, und daßein die Welle in ihrer justierten Position relativzu einem weiteren Lager fixierendes Feststellelement vorgesehen ist.

Dabei ist es zur Erhaltung des Justierzustandes vorteilhaft, wenn das Feststellelement und/oder der Gewindering auf dem Gewindeteil der Welle nach der Justierung des Abstandes von Meß- und Indexscheibe durch stoffschlüssige Mittel in ihrer

jeweiligen Position fixiert sind.

Es ist ferner vorteilhaft, wenn der Gewindering zusätzlich an einer Paßflache der.Welle geführt ist. Vorteilhaft ist es auch, wenn

das Feststellelement ein auf der Welle angeordneter, fixierbarer Stellring ist, der mit seiner einen Stirnfläche an einem der Lageranliegt.

Eine leichte Einstellung des Abstandes von Meß- und Indexscheibe läßt sich realisieren, wenn zwischen einem Bund der Welle

und einem der Lager ein federndes Element derart angeordnet ist, daß dessen Federkraftrichtung so verläuft, daß der

Gewindering stets an dem ihm zugeordneten Lager anliegt.

Meßscheibe und Indexsctieibe werden in an sich bekannter Weise mit optischen Hilfsmitteln zu der sich aus den Lagern

ergebenden Drehachse der Welle justiert, um eine optimale Übereinstimmung der Teilungszentren von Meß- und Indexteilungzu erzielen.

Die Einjustierung des Abstandes von Meß- und Indexscheibe wird danach mit dem Gewindering mit geeigneter Steigung

durchgeführt, wobei dieser mit geeigneten Hilfsmitteln, wie mit einem Stift, von außen gegen Verdrehen gehalten wird, und die

Welle mit der Meßscheibe solange gedreht wird, bis der geforderte Abstand erreicht ist. Der umgekehrte Fall ist ebenfalls

möglich, nämlich, es wird die Welle festgehalten und der Gewindering gedreht. Nach Erreichung des Justierzustandes werden

Gewindering und federndes Element, z. B. durch aushärtbarem Kleber In ihrer Lage fixiert. Mit dieser Anordnung ist es möglich, mit geringem Fertigungs- und Justieraufwand die Teilungen beider Scheiben zueinander

und den optimalen Abstand von Meß- und Indexscheibe feinfühlig mit höchster Genauigkeit einzustellen.

Ausführungsbelspfel Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden. In der zugehörigen Zeichnung zeigen Fig. 1: ein Längsschnitt durch ein Winkelmeßeystem,

Fig.2: die Anordnung zur Lageorientierung der Codescheiben,

Fig. 3: die Anordnung mit Gewindering mit Paßfläche. Das in Fig. 1 dargestellte Winkelmeßsystem umfaßt ein Gehäuse 1, in welchem durch Distanzringe 2; 3 voneinander getrennt Lager 4; 5, eine Beleuchtungseinrichtung 6, eine Indexscheibe 7 mit Indexteilung 8, eine Meßscheibe 9 mit einer Meßteilung 10

und fotoelektronische Empfänger 11 vorgesehen sind. Auf einer in den Lagern 4 und 5 drehbar gelagerten Welle 12 ist die

Meßscheibe 9 angeordnet. Die Indexscheibe 8 oder ein Indexsegment und die Meßscheibe 9 sind zur Drehachse der Welle 12

genau zentriert.

Die Welle 12 besitzt ein Gewindeteil 13, auf welchem ein Gewindering 14 mit einem Gewinde entsprechender Steigung

angeordnet ist, der mit seiner einen Stirnfläche 15 an dem Lager 5 anliegt. Auf der Welle 12 ist ferner ein Feststellelement 16 in

Form eines fixierbaren Stellrings vorgesehen, welches sich mit seiner einen Stirnfläche 17 gegen das Lager 4 abstützt. Dieses Feststellelement 16 dient dazu, während der nachfolgenden Justierung des Abstandes a von Meß- und Indexscheibe den Gewindering 14 gegen den Innenring des Lagers 5 zu drücken. Der gesamte Justiervorgang des Meßsystems ist folgender: Zur Justierung der Indexscheibe 7 mit ihrer Indexteilung 8 wird die Welle 12 in den Lagern 7 und 8 gelagert. Die Indexscheibe 7

wird mit geeigneten Hilfsmitteln am Gehäuse 1 angeheftet und die Indexteilung 8 mit einem Justiermikroskop zu der sichergebenden Drehachse zentriert, wobei Gehäuse 1 mit Indexscheibe 8 auf der verdrehgesicherten Welle 12 gedreht werden.

Vorteilhaft durch Kleben wird dann die Indexscheibe 8 am Gehäuse 1 fixiert. Danach wird die ganze Baugruppe am Gehäuse 1 gehalten und die Meßscheibe 9 auf der Welle 12 zu der sich ergebenden Drehachse vorzentriert, wobei die Welle 12 mit der Meßscheibe 9 gedreht werden. Anschließend wird der Abstand a von Meß- und Indexscheibe feinfühlig einjustiert, wobei mit einem entsprechenden Hilfsmittel,

z. B. einem Stift, durch die vorgesehene Bohrung 18 der Gewindering 14 gegen Verdrehen gesichert wird. Durch Drehen der

We¹Ie 12 wird der gewünschte Abstand a eingestellt, wobei zu beachten ist, daß der Gewindering 14 mit entsprechender Vorspannung am Lager 5 anliegt. Die Lagesicherung des Gewinderinges 14 auf dem Gewindeteil 13 der Welle 12 erfolgt vorteilhaft durch stoffschlüssige Mittel,

wie z. B. aushärtende Kleber. Danach erfolgt in an sich bekannter Weise die Fertigzentrierung der Meßscheibe 9 und ihreendgültige Befestigung auf der Welle 12, vorteilhaft durch Klebetechnologie.

Bei der Anordnung gemäß Fig. 2 besitzt die die Meßscheibe 9 tragende Welle 12 ebenfalls ein Gewindestück 19 auf dem ein

abstandeinstellender Gewindering 20 aufgeschraubt ist, der sich mit seiner einen Stirnfläche 21 am Lager 4 abstützt.

Gewindestück 19 und Gewindering 20 befinden sich außerhalb des Gehäuses 1, so daß die Betätigung des Gewinderinges 20 von außen möglich ist. Zwischen dem Lager 6 und einem Bund 22 der Welle 1 ist auf dieser ein federndes Element 23, eine Druckfeder oder ein elastischer Ring, angeordnet, welches gewährleistet, daß der Gewindering 20 stets am Lager 4 anliegt. Die Einstellung des Abstandesa zwischen Meß- und Indexscheibe wird in oben dargestellter Weise durchgeführt. Nach Einstellung des Abstandesa können zwecks endgültiger Lagefixierung Gewindering 20 und federndes Element 23 durch ein geeignetes Klebemittel oder geeignetem aushärtbarem Kunststoff vergossen werden und somit stoffschlüssig fixiert werden

Bei der Anordnung nach Fig. 3 befindet sich auf dem Gewindeteil 13 der Welle 12 ein Gewindering 24, der mit einer Paßflache 25 versehen ist, die auf der Welle 12 aufliegt und eine gute Führung des Gewindeteils 13 gewährleistet. Der weitere Aufbau und die Funktion der Anordnung sind die gleichen wie zu Fig. 1 erläutert.

Claims (5)

1. Anordnung zur Lagejustierung von Codescheiben für digitale Winkelmeßeinrichtungen, bei denen eine die Meßteilung tragende Meßscheibe auf einer, in einem Gehäuse in Lagern drehbar gelagerten Welle befestigt ist und eine die Indexteilung tragende Indexscheibe oder ein Indexsegment fest am Gehäuse angeordnet ist, wobei Meß- und Indexteilung zur Drehachse der Welle zentriert sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Welle (12) ein Gewindeteil (13) aufweist, auf welchem ein von außerhalb des Gehäuses (1) aus fixierbarer oder verdrehbarer Gewindering (14) mit'einem Gewinde entsprechender Steigung vorgesehen ist, der mit seiner einen Stirnfläche (15) an einem der im Gehäuse (1) fixierten Lager (5) anliegt, und daß ein die Welle (12) in ihrer justierten Position relativ zu einem weiteren Lager (4) fixierendes Feststellelement vorgesehen ist.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Feststellelement (16) und/oder der Gewindering (14) auf dem Gewindeteil (13) der Welle (12) nach der Justierung des Abstandes von Meß- (9) und Indexscheibe (7) durch stoffschlüssige Mittel in ihrer jeweiligen Position fixiert sind.

3. Anordnung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Gewindering (24) zusätzlich an einer Paßfläche der Welle (25) geführt ist.

4. Anordnung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Feststellelement (16) ein auf der Welle (12) angeordneter, fixierbarer Stellring ist, der mit seiner einen Stirnfläche an einem der Lager anliegt.

5. Anordnung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen einem Bund (22), der Welle (12) und einem der Lager (5) ein federndes Element (23) derart angeordnet ist, daß dessen Federkraftrichtung so verläuft, daß der Gewindering (14) stets an dem ihm zugeordneten Lager (4) anliegt.