CN107677185A - 长度测量机构 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种长度测量机构，用于测量两个物体的相对位置，带有空心型材（1），在其内部空间中，量带（2）沿纵向方向（X）伸延地张紧。所述量带（2）在端部处分别借助于装配块（3）固定在所述物体中的一个处。在已附装的状态（第一装配状态）中，所述装配块（3）中的至少一个沿纵向方向（X）能移位地布置在所述空心型材（1）处。调节器件（4.1）可运动地支承在所述空心型材（1）处，所述调节器件能够从第一位置被置于第二位置中，其中，所述装配块（3）在所述调节器件（4.1、4.2、4.3）的第一位置中处于所述第一装配状态中，并且所述装配块（3）通过所述调节器件（4.1、4.2、4.3）到所述第二位置中的运动能够转移到第二装配状态中。

Description

长度测量机构
技术领域
本发明涉及根据权利要求1的前序部分的特征的长度测量机构。
背景技术
ES 2 110 902 A1公开了此类的长度测量机构。所述长度测量机构包括空心型材，在所述空心型材的内部空间中，量带（Maßband，有时称为量尺）沿纵向方向伸延地张紧。在所述量带的端部处分别设置有装配块，在所述装配块处固定所述量带。两个装配块分别如下地借助于旋拧（Schrauben）定位在所述空心型材处，使得所述两个装配块能够沿纵向方向相对于所述空心型材位移。为了进行位置测量，所述量带通过拧紧所述装配块而直接与机器部件连接，由此所述机器部件的由温度决定的长度变化施加（aufgeprägt）给所述量带。通过所述装配块在所述空心型材处的沿纵向方向脱耦的（entkoppelte）布置能够使所述空心型材独立于所述量带由温度决定地膨胀，并且由此对所述长度测量机构的测量精度没有负面影响。
在根据现有技术的这种结构方面不利的是，所述装配块相对于所述空心型材的位置在附装到所述机器部件处之前在供货状态（Anlieferzustand）中是未受界定的（undefiniert，有时称为不明确的）。
发明内容
本发明基于如下任务，即说明一种长度测量机构，所述长度测量机构能够较好地操纵（handhabbar），并且利用所述长度测量机构实现改进的位置测量。
所述任务根据本发明通过带有权利要求1的特征的长度测量机构来解决。
本发明的出发点（Ansatzpunkt）是改进装配块相对于所述空心型材的定位。
具体地，本发明涉及一种长度测量机构，用于测量两个物体的相对位置，所述长度测量机构包括空心型材，在所述空心型材的内部空间中，量带沿纵向方向伸延地张紧到理论长度上。在所述量带的端部处分别设置有装配块，在所述装配块处固定所述量带。两个端部侧的装配块构造成用于直接固定到机器部件处，从而所述量带在张紧状态中能够借助于所述装配块固定在所述机器部件处。
此外，所述长度测量机构包括调节器件，以便将所述装配块中的至少一个在第一装配状态中沿纵向方向能移位地定位在所述空心型材处。所述调节器件在所述空心型材处是可运动的并且能够从第一位置被置于第二位置中。通过所述调节器件的第一位置实现了所述装配块处于所述第一装配状态中，在其中所述装配块沿纵向方向能移位地支承在所述空心型材处。通过所述调节器件到所述第二位置中的运动，所述装配块相对于所述空心型材能够转移到预设的理论位置中。在此，所述调节器件的表面作为止挡面与所述装配块共同作用。所述理论位置通过所述调节器件来预设。
所述调节器件如下地构造，即所述调节器件实现所述装配块到所述理论位置中的移位。所述移位能够通过所述调节器件的成型斜部（Formschräge）来实现，其中，所述装配块的移位能够通过所述调节器件围绕转动轴线的转动或通过沿着轴线的移位来进行。在此，所述成型斜部形成与所述装配块共同作用的止挡面。备选地，为了将所述装配块从所述第一装配位置转移到所述第二装配位置中能够设置有能摆动的杠杆。
所述装配块相对于所述空心型材的能移位的支承应在所述第一装配状态中包括至少一个路径，所述至少一个路径由所述机器部件相对于所述空心型材的由热决定的长度变化的差来产生。在所述路径以外（Über…hinaus），可移位性能够通过止挡部来限制。
现在，本发明实现了将装配块相对于所述空心型材保持在经界定的理论位置中，从而所述装配块在经界定的位置中能够附装到机器部件处。此外，本发明实现了独立于所述机器部件以简单的方式可再现地调整所述理论位置。
所述调节器件在所述第一装配状态中而且在所述第二装配状态中布置在所述空心型材处。
本发明的有利的实施方案由在从属权利要求中阐述的措施来得知。
附图说明
本发明的其它细节和优点根据接下来的实施例的描述结合图来阐释。
其中
图1示出根据第一实施例的已附装的长度测量机构的透视视图；
图2示出根据图1的长度测量机构的横截面；
图3示出在未附装的状态中的长度测量机构的横截面；
图4示出没有装配块的长度测量机构的透视视图；
图5示出所述装配块的透视视图；
图6示出所述装配块连同根据第一实施例的调节器件的透视视图；
图7示出根据图3的长度测量机构在所述装配块的区域中的剖面；
图8示出调节器件的第二实施例，以及
图9示出调节器件的第三示例。
具体实施方式
本发明根据多个实施例来阐释。所述实施例的区别仅在于所述调节器件的构造。
根据图1至7阐释根据本发明来设计的长度测量机构的第一实施例。在此，图1和2示出在所述第一装配状态中的长度测量机构，并且图3示出在所述第二装配状态中的长度测量机构。
所述长度测量机构包括空心型材1，所述空心型材具有通过顶部形地布置的密封唇来密封的纵向缝口11。在位置测量方面在所述空心型材1的内部布置有扫描单元，所述扫描单元经由穿过所述密封唇和所述纵向缝口11引导的带动部与待测量的物体50进行固定。为了进行位置测量，所述扫描单元的带动部附装到待测量的第一物体50处，并且所述空心型材1附装到沿纵向方向X可相对于其运动的待测量的第二物体（接下来被称为机器部件5）处。所述纵向方向X相应于测量方向。出于一目了然的原因在图中未示出所述长度测量机构的扫描单元和密封唇。
在长度测量机构中应用量带2，所述量带的测量刻度为了克服热的长度变化而有意识地缩短地制造。为了测量运行，所述量带2沿纵向方向X伸展（gedehnt）到理论尺寸上。在所述空心型材1中设置有槽，所述量带2沿横向于所述纵向方向X的方向形状配合地容纳在所述槽中，但是沿纵向方向X与所述空心体1如下地脱耦，使得所述量带能够独立于所述空心体1膨胀。所述量带2在其上侧上、即指向所述扫描单元且与所述扫描单元对置地承载有测量刻度。所述测量刻度在测量运行中由所述扫描单元进行扫描、优选光电地进行扫描，在此，由所述扫描单元生成取决于位置的扫描信号。所述测量刻度能够备选地能够磁、感应或电容扫描地来设计，所述测量刻度能够涉及增量的或绝对的测量刻度。
所述量带2为了进行位置测量而在所述内部空间中沿着所述空心体1保持张紧，其方式是，所述量带在两个端部处分别通过装配块3直接固定在所述机器部件5处。根据所示出的长度测量机构的左侧的装配块3进一步阐释本发明。在所述长度测量机构的另外的（此处右侧的）端部处的未示出的装配块能够以与接下来还更详细阐释的装配块3相同的方式来构造。备选地或附加地，在另外的端部处（此处在所述长度测量机构的右侧）能够设置有张紧装置。利用所述张紧装置能够调整所述量带2的期望的张紧状态（Spannungszustand，有时称为张力状态）。为此，所述张紧装置能够具有弹簧，所述弹簧的张紧力是能够调整的。这种张紧装置对于本领域专业人员而言是充分已知的，因此对其的更详细的阐释成为多余。
所述量带2固定在所述装配块3的带动部31处。所述固定能够通过旋拧来进行，但是优选通过所述带动部31的钩32到所述量带2的空隙21中的钩入来进行。
根据本发明，所述装配块3能够相对于所述空心型材1占据两个不同的装配状态。在所述第一装配状态中，所述装配块3沿纵向方向X能移位地定位在所述空心型材1处。在所述第一装配状态中，所述长度测量机构为了进行位置测量而固定在所述机器部件5处，其方式是，所述两个端部侧的装配块3拧紧在所述机器部件5处并且将所述量带2保持在所调整的张紧状态中。为此，在所述装配块3处设置有横向于所述纵向方向X伸延的开孔33，利用所述开孔，所述装配块3通过螺纹紧固件6位置固定地固定在所述机器部件5处。所述长度测量机构的这种已附装的状态在图1和2中示出。
特别有利的是，所述量带2和所述装配块3具有相同的温度特性，优选地，所述量带和所述装配块由相同的材料构成，尤其由所述机器部件5由其构成的相同的材料构成，到所述机器部件处进行所述附装。在大多数情况下，所述机器部件5由钢构成，那么所述装配块3也应由钢构成，并且所述量带2应是钢带。
所述机器部件5的由于温度变化所引起的长度变化直接传递到所述量带2上。通过沿纵向方向X实现的、所述装配块3与所述空心体1的脱耦，没有强制力（Zwangskräfte，有时称为约束力）从所述空心体1（所述空心体通常由铝构成）传递到所述量带2上。
所述装配块3相对于所述空心型材1的能移位的支承应在所述第一装配状态中包括至少一个路程，所述至少一个路程由所述机器部件5相对于所述空心型材1的由热决定的长度变化的差来产生。在所述路程以外，所述装配块3的可移位性能够通过止挡部来限制。
在所述第二装配状态中，所述装配块3相对于所述空心型材1保持在理论位置中。在所述第二装配状态中，所述长度测量机构由制造商供应并且由应用者附装到所述机器部件5处。在此，所述量带2处于为了精密的位置测量而优化的张紧状态中。所述第二装配状态在图3中示出。
为了将所述装配块3保持在所述理论位置中，设置有在所述空心型材1处可运动地支承的调节器件，所述调节器件能够从第一位置被置于第二位置中。在所述调节器件的第一位置中，所述装配块3处于所述第一装配状态中。通过所述调节器件到所述第二位置中的运动，所述装配块3被置于所述理论位置中并且沿纵向方向X相对于所述空心型材1保持在所述理论位置中。在此，所述调节器件的表面作为止挡面与所述装配块3共同作用。所述理论位置通过所述调节器件来预设。
在第一实施例中，所述调节器件是在所述空心型材中能转动地支承的体4.1，所述体的表面如下地构造，使得所述装配块3在所述体4.1的第一转动位置中定位在所述第一装配状态中。所述装配块3在所述体4.1的第二转动位置中定位在所述第二装配状态中，其方式是，所述装配块3借助于所述体4.1在所述理论位置中固定在所述空心型材1处。所述体4.1的第一转动位置在图2中示出，并且所述体4.1的第二转动位置在图3中示出。在此，能转动地支承的体4.1的表面形成与所述装配块3合作的止挡面。
所述能转动的体4.1具有偏心的表面，利用所述偏心的表面，所述装配块3通过所述体4.1围绕其纵向轴线的转动能够从所述第一装配状态转移到所述第二装配状态中。由此，本发明实现所述装配块3从所述第一装配状态到所述第二装配状态中并且反过来从所述第二装配状态又回到所述第一装配状态中的可再现的和可重复的定位。在所示出的实施例中，在所述第二装配状态中，所述体4.1的表面区域作为止挡面与所述装配块3的止挡部共同作用。在所述状态中，所述长度测量机构能够从所述机器部件5处拆除，而所述量带2的所调整的张紧状态没有改变。所述装配块3由于经张紧的量带2被压挤到所述体4.1处并且由此保持在所述理论位置中。在此，所述体4.1与所述装配块3在所述第二装配状态中在位置P处进行接触，所述位置与所述量带2在所述装配块3处的合力作用点（resultierendenKraft-Angriffspunkt）共同处于平面E中，所述平面沿纵向方向X取向。由此实现了通过量带张紧（Maßbandspannung，有时称为量带张力）导入到所述装配块3上的力由所述体4.1如下地支撑，即没有横向力和转矩施加到所述装配块3上。所述平面E优选相对于所述量带表面在当中并且垂直地撑开。
通过所述体4.1围绕其纵向轴线的转动，所述体4.1的表面区域能够又转动离开所述装配块3的止挡部，从而所述体4.1的表面不阻碍所述装配块3相对于所述空心型材1的所需的可运动性。通过所述体4.1的偏心的表面保证了所述装配块3能够可重复地非常精密地以在µ范围内的精度转移到所述理论位置中。
所述体4.1的在图3中示出的转动位置（即所述长度测量机构的第二装配状态）能够通过卡锁部（Rastung）来预设。为此，在所述体4.1中例如引入有槽，在所述体4.1的转动位置中，弹簧预紧的球接合到所述槽中，在所述转动位置中，所述装配块3在所述理论位置中处于所述空心型材1处。备选地，所述转动位置能够通过限制转动的止挡部来构造。
所述装配块3具有引导面，所述引导面接合到所述空心型材1的切除部（Hinterschneidungen）12、13中并且使所述装配块3沿纵向方向X能移位地定位在所述切除部中。所述切除部12、13以沿纵向方向X伸延的引导槽的形式设置在所述空心型材1中。
所述引导面构造在沿纵向方向X彼此间隔开的并且沿纵向方向X指向的突出部35、36处。所述两个突出部35、36中的每个接合到所述空心型材1的切除部12、13中的一个中。所述切除部12、13形成用于所述突出部35、36的包围部（Umgriff）并且将所述装配块3沿如下方向进行止动，所述方向垂直于所述纵向方向X并且垂直于所述量带表面伸延。所述突出部35、36形成一类引导栓，所述引导栓布置在所述空心型材1的引导槽中并且使所述装配块3在所述引导槽中防丢失地保持并且沿纵向方向X进行引导。
在所述突出部35、36处的引导面的重心优选同样布置在所述平面E中。由此保证了通过所述量带张紧导入到所述装配块3上的力由所述空心型材1的、与所述突出部35、36的引导面对置的配对面吸收，而没有施加垂直于所述量带平面的横向力和由此转矩。由此确保了所述装配块3不转动并且不能够使所述测量精度变差。在图3中，所述平面E是剖切平面。
在所述装配块3的两个突出部35、36之间（沿纵向方向X观察）布置所述带动部31，所述带动部通过缺口伸到所述空心型材1的内部空间中。所述缺口借助于以密封环的形式的弹性的密封部7来密封，所述密封环布置在所述装配块3和所述空心型材1之间。所述密封环包围所述缺口。所述弹性的密封部7施加如下力到所述装配块上，所述力将所述突出部35、36和由此所述引导面压挤到所述空心型材1的切除部12、13的配对面处。
现在特别有利的是，所述调节器件（此处所述体4.1）的止挡面与所述装配块3的接触P以及所述密封部7的伸延的中心以及所述量带2在所述带动部31处的固定的合力作用点和所述装配块3的沿纵向方向X彼此间隔开的引导面的重心布置在共同的平面E中。所述平面E沿纵向方向X取向并且优选还相对于所述量带表面在当中并且垂直地取向。
第二实施例根据图8更详细地阐释。所述调节器件在所述情况下是在所述空心型材1中能摆动的杠杆4.2。通过摆动所述杠杆4.2能够将所述杠杆4.2的止挡部或止挡面与所述装配块3的止挡部置于接触中并且所述装配块3由此能够转移到所述第二装配状态中，在其中所述装配块相对于所述空心型材1固定在所述理论位置中。
通过所述杠杆4.2的杠杆作用保证了所述装配块3能够毫无问题地精确地转移到所述理论位置中。
此处，所述杠杆4.2的、界定所述长度测量机构的第二装配状态的转动位置也能够通过卡锁部来预设，例如通过在所述杠杆4.2处引入的槽来预设，在所述杠杆4.2的转动位置中，弹簧预紧的球接合到所述槽中，在所述转动位置中，所述装配块3在所述理论位置中位于所述空心型材1处。备选地，所述转动位置也能够通过限制转动的止挡部来构造。
第三实施例根据图9更详细地阐释。所述调节器件在所述情况下是在所述空心型材1中能移位的、带有成型斜部的元件4.3，所述成型斜部如下地构造，使得所述装配块3在所述元件4.3的第一位置中定位在所述第一装配状态中，并且所述装配块3在所述元件4.3的第二位置中定位在所述第二装配状态中。在所述第二装配位置中，所述装配块3借助于所述元件4.3的表面固定在所述理论位置中。通过所述成型斜部保证了所述装配块3能够毫无问题地精确地转移到所述理论位置中。所述成型斜部是相对于所述元件4.3的移位方向倾斜的面，其中，所述成型斜部形成与所述装配块3合作的止挡面。
在本发明的所有实施方式中提供了将所述装配块3相对于所述空心型材1转移到界定的理论位置中并且保持在那的简单的可行方案，从而所述装配块3在界定的位置中能够附装到所述机器部件5处。此外，本发明实现了独立于所述机器部件5以简单的方式可再现地调整所述理论位置。通过在所述空心型材1中支承的调节器件4.1、4.2、4.3的运动能够以简单的方式可再现地调整所述装配块3的理论位置。在此，所述调节器件4.1、4.2、4.3不仅在所述第一装配状态中而且在所述第二装配状态中布置在所述空心型材1处。
本发明也能够有利地使用在如下长度测量机构中，即在其中所述空心体1由多个彼此对接的（gestoßenen）子段（Teilstücken）构成。在所述情况下，所述量带2经由这些多个子段来张紧。

Claims (10)

1. 长度测量机构，用于测量两个物体（5、50）的相对位置，带有空心型材（1），在所述空心型材的内部空间中，量带（2）沿纵向方向（X）伸延地张紧，其中，
在所述量带（2）的端部处分别设置有装配块（3），在所述装配块处固定所述量带（2），并且
设置有器件，以便将所述装配块（3）中的至少一个在第一装配状态中沿纵向方向（X）能移位地定位在所述空心型材（1）处，
其特征在于，
所述器件是在所述空心型材（1）处可运动地支承的调节器件（4.1、4.2、4.3），所述调节器件能够从第一位置被置于第二位置中，其中，所述装配块（3）在所述调节器件（4.1、4.2、4.3）的第一位置中处于所述第一装配状态中，并且所述装配块（3）通过所述调节器件（4.1、4.2、4.3）到所述第二位置中的运动能够转移到第二装配状态中，在所述第二装配状态的情况下，所述装配块（3）在由所述调节器件（4.1、4.2、4.3）预设的理论位置中固定在所述空心型材（1）处。
2.根据权利要求1所述的长度测量机构，其中，所述调节器件（4.1）是在所述空心型材（1）中能转动地支承的体，所述体的表面如下地构造，使得所述装配块（3）在所述体的第一转动位置中定位在所述第一装配状态中，并且所述装配块（3）在所述体的第二转动位置中定位在所述第二装配状态中，其方式是，所述装配块（3）借助于所述体的表面固定在所述理论位置中。
3.根据权利要求2所述的长度测量机构，其中，能转动的体具有偏心的表面，利用所述偏心的表面，所述装配块（3）通过所述体的转动能够从所述第一装配状态转移到所述第二装配状态中。
4.根据权利要求1所述的长度测量机构，其中，所述调节器件（4.2）是在所述空心型材（1）中能摆动的杠杆，其中，通过摆动所述杠杆能够将所述杠杆的止挡部与所述装配块（3）的止挡部置于接触中，并且所述装配块（3）能够转移到所述第二装配状态中。
5.根据权利要求1所述的长度测量机构，其中，所述调节器件（4.3）是在所述空心型材（1）中能移位的、带有成型斜部的元件，所述成型斜部如下地构造，使得所述装配块（3）在所述元件的第一位置中定位在所述第一装配状态中，并且所述装配块（3）在所述元件的第二位置中定位在所述第二装配状态中，其方式是，所述装配块（3）借助于所述成型斜部能够转移到所述第二装配状态中。
6.根据前述权利要求中任一项所述的长度测量机构，其中，所述量带（2）在所述装配块（3）处的合力作用点以及接触点（P）处于沿纵向方向（X）取向的平面（E）中，所述调节器件（4.1、4.2、4.3）与所述装配块（3）在所述第二装配状态中在所述接触点处接触。
7.根据前述权利要求中任一项所述的长度测量机构，其中，所述装配块（3）具有引导面，所述引导面接合到所述空心型材（1）的切除部（12、13）中并且使所述装配块（3）在所述切除部中沿纵向方向（X）能移位地定位。
8.根据权利要求7所述的长度测量机构，其中，所述引导面构造在沿纵向方向（X）彼此间隔开的并且沿纵向方向（X）指向的突出部（35、36）处，所述突出部中的每个接合到所述空心型材（1）的切除部（12、13）中的一个中。
9.根据权利要求6和权利要求7或8中任一项所述的长度测量机构，其中，所述引导面的重心处于所述平面（E）中。
10.根据权利要求7至9中任一项所述的长度测量机构，其中，在所述空心型材（1）和所述装配块（3）之间布置有弹性的密封部（7），所述密封部密封所述空心型材（1）的缺口，所述装配块（3）的带动部（31）伸出穿过所述缺口，在所述带动部处固定所述量带（2），并且其中，所述密封部（7）包围所述缺口并且施加如下力到所述装配块（3）上，所述力将所述引导面压挤到所述切除部（12、13）的配对面处。
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