DD224399A1 - CAPSUED LENGTH MEASURING DEVICE - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine gekapselte Laengenmesseinrichtung mit dem Ziel, insbesondere die Messgenauigkeit zu erhoehen. Aufgabe ist es vor allem, thermische Einfluesse auf die Massverkoerperung fernzuhalten und die Genauigkeit der Fuehrung einer Abtastbaueinheit zu erhoehen. Die Laengenmesseinrichtung umfasst einen langgestreckten Hohlkoerper und darin angeordnet eine Massverkoerperung und eine dazu relativ verschiebbare Abtastbaueinheit. Die Massverkoerperung ist unter Zwischenschaltung einer an sich bekannten elastischen Zwischensicht ganzflaechig an einem Fuehrungsteil und dieses Fuehrungsteil unter Zwischenschaltung einer weiteren Zwischenschicht am Hohlkoerper befestigt. Die Massverkoerperungen und das Fuehrungsteil besitzen Fuehrungen, auf denen die Abtastbaueinheit gelagert ist.The invention relates to an encapsulated length measuring device with the aim of increasing in particular the measurement accuracy. The main task is to keep thermal influences on the massver body and to increase the accuracy of the guidance of a scanning unit. The length measuring device comprises an elongate hollow body and arranged therein a Maßverkoerperung and a relatively displaceable Abtastbaueinheit. The Massverkoerperung is with the interposition of a known elastic intermediate view ganzflaechig attached to a Fuehrungsteil and this Fuehrungsteil with the interposition of another intermediate layer on the hollow body. The Maßverkoerperungen and Fuehrungsteil own guides, on which the Abtastbaueinheit is stored.
Description
Titel: Gekapselte Langenmeßeinrichtung Title : Encapsulated long-distance measuring device
Die Erfindung betrifft eine gekapselte Langenmeßeinrichtung zum Bestimmen der Lage zweier relativ zueinander beweglicher Objekte mit einer in einem langgestreckten Hohlkörper angeordneten Maßverkörperung in Form eines Maßstabes, vorzugsweise für Werkzeugmaschinen und Meßgeräte·The invention relates to an encapsulated Langenmeßeinrichtung for determining the position of two relatively movable objects with a arranged in an elongated hollow body measuring scale in the form of a scale, preferably for machine tools and measuring instruments ·
Charakteristik der bekannten technischen Lösungen Es ist aus der DE-AS 2505587 eine gekapselte Langenmeßeinrichtung zum Bestimmen der Relativlage zweier Objekte bekannt, bei welcher eine Meßteilung und eine diese abtastende Abtastbaueinheit zur Abschirmung gegen Umwelteinflüsse in einem langgestreckten Hohlkörper angeordnet sind· Dabei ist die Meßteilung nur an einer einzigen Fläche unter Zwischenschaltung einer hochelastischen Klebeschicht am biegesteifen Hohlkörper befestigt. Damit werden zwar durch geringe Temperaturunterschiede und unterschiedliche Werkstoffe bei der Meßteilung und beim Hohlkörper bedingte, auf die Meßteilung einwirkende Zwangskräfte weitgehend ausgeschaltet, aber bei größeren Temperaturunterschieden zwischen Meßteilung und Hohlkörper, wie sie ζ·Β· beim Transport auftreten können, ist es erforderlich, daß die Zwischenschicht eine erhebliche gleichmäßige Dicke über die gesamte Länge der Meßteilung aufweisen muß, um auch bei großen Längen ihrer Ausgleichfunktion gerecht werden zu können, ohne dabei insbesondere an den Enden abzureißen· Characteristic of the Known Technical Solutions It is known from DE-AS 2505587 an encapsulated Langenmeßeinrichtung for determining the relative position of two objects, in which a measuring graduation and scanned this Abtastbaueinheit are arranged to shield against environmental influences in an elongated hollow body · The measurement scale is only on a single surface with the interposition of a highly elastic adhesive layer attached to the rigid hollow body. Thus, due to small temperature differences and different materials in the measurement scale and hollow body conditional, acting on the measurement scale constraining forces are largely eliminated, but with larger temperature differences between measuring scale and hollow body, as they may occur during transport, it is necessary that the intermediate layer must have a considerable uniform thickness over the entire length of the measuring graduation in order to be able to do justice to its compensation function even in the case of long lengths, without tearing off in particular at the ends.
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Um jedoch diese Bedingungen realisieren zu können, werden hohe Anforderungen an die Maßhaltigkeit und Genauigkeit des stranggepreßten Hohlkörpers hinsichtlich Geradheit, Verwindung und Winkligkeit gestellt·However, in order to be able to realize these conditions, high demands are placed on the dimensional accuracy and accuracy of the extruded hollow body with regard to straightness, twisting and angularity.
In der DE-OS 2505 586 ist eine Längenmeßeinrichtung dargestellt, bei der die Abtastbaueinheit in einem Hohlkörper durch die Meßteilung und eine Fläche des Hohlkörpers selbst geführt wird· Dabei ist es nachteilig, daß hohe !Forderungen an die Genauigkeit und an die Maßhaltigkeit des Hohlkörpers hinsichtlich Geradheit, Y/inkligkeit und Yerwindung gestellt werden müssen, um Ablauffehler der Abtastbaueinheit, die zu Meßfehlern führen, zu vermeiden·In DE-OS 2505 586 a length measuring device is shown in which the Abtastbaueinheit is guided in a hollow body through the measuring graduation and a surface of the hollow body itself · It is disadvantageous that high! Requirements on the accuracy and dimensional accuracy of the hollow body in terms Straightness, Y / incligkeit and Yerwindung must be made in order to avoid errors in the Abtastbaueinheit errors that lead to measurement errors ·
Es ist Zweck der Erfindung, die Nachteile des Standes der Technik zu beseitigen und die Meßgenauigkeit, insbesondere bei gekapselten Längenmeßeinrichtungen zu erhöhen und den Fertigungsaufwand zu senken·It is an object of the invention to eliminate the disadvantages of the prior art and to increase the accuracy of measurement, especially in encapsulated linear measuring devices and to reduce the production cost ·
Der. Erfindung liegt die Aufgabe zu gründe, eine gekapselte Längenmeßeinrichtung zu schaffen, bei der die Einflüsse von thermischen Ausdehnungen der Maßverkörperung und des Hohlkörpers, insbesondere bei großen Meßlängen und langen Maßverkörperungen, auf die Genauigkeit der Messungen beseitigt werden und die Genauigkeit der Führung der Abtastbaueinheit entlang ihrem Yerschiebeweg erhöht wird.The. The invention is based on the object to create an encapsulated length measuring device, in which the effects of thermal expansions of the material measure and the hollow body, especially in large gauge lengths and long material measures, on the accuracy of the measurements are eliminated and the accuracy of the leadership of the Abtastbaueinheit along her Yeschiebeweg is increased.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe bei einer gekapselten Längenmeßeinrichtung, umfassend einen langgestreckten Hohlkörper und darin angeordnet eine Maßverkörperung in Form einer Meßteilung und eine relativ dazu verschiebbare Abtastbaueinheit, wobei die Maßverkörperung am Hohlkörper befestigt ist und die Abtastbaueinheit auf Führungen am Hohlkörper und auf der Maßverkörperung gelagert ist, dadurch gelöst, daß die Maßverkörperung unter Zwischenschaltung einerAccording to the invention this object is achieved in an encapsulated length measuring device, comprising an elongated hollow body and disposed therein a material measure in the form of a measuring graduation and a relatively movable Abtastbaueinheit, the measuring graduation is attached to the hollow body and the Abtastbaueinheit is mounted on guides on the hollow body and on the measuring scale, solved in that the material measure with the interposition of a
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an sich bekannten elastischen Zwischenschicht teil- oder ganzflächig an einem Führungsteil und dieses Führungsteil unter Zwischenschaltung einer weiteren Zwischenschicht an Hohlkörper befestigt ist, und daß die Maßverkörperung und das Führungsteil Führungen besitzen, auf denen die Abtastbaueinheit in Längserstreckung des Hohlkörpers verschiebbar gelagert ist.known per se elastic intermediate layer on a guide part and this guide part with the interposition of a further intermediate layer is attached to the hollow body, and that the measuring graduation and the guide part have guides on which the Abtastbaueinheit is slidably mounted in the longitudinal extent of the hollow body.
Dabei ist es vorteilhaft, daß das Führungsteil vorzugsweise ein metallischer Führungswinkel ist.It is advantageous that the guide member is preferably a metallic guide angle.
Vorteilhaft ist ferner, wenn der Führ ungs winkel einen V/ärmeausdehnungskoeffizienten besitzt, der zwischen dem der Maßverkörperung und dem des Hohlkörpers, vorzugsweise in der Mitte zwischen beiden, liegt.It is also advantageous if the guide angle has a coefficient of thermal expansion which lies between that of the material measure and that of the hollow body, preferably in the middle between the two.
Das Führungsteil kann auch aus Aluminium bestehen. 2Js ist ferner vorteilhaft, daß die Zwischenschicht zwischen Hohlkörper und Führungsteil als Ausgleichs- und Isolierschicht ausgebildet, eine solche Dicke besitzt, daß Ungenauigkeiten des Hohlkörpers ausgeglichen werden, und daß diese Zwischenschicht elektrisch nichtleitend ist.The guide member may also consist of aluminum. 2Js is also advantageous that the intermediate layer between the hollow body and guide member formed as a leveling and insulating layer, has a thickness such that inaccuracies of the hollow body are compensated, and that this intermediate layer is electrically non-conductive.
Bei Anwendung des Führungsteils, welches mit der erforderr liehen Präzision hinsichtlich Geradheit, Yerwindung und ?/inklichkeit mit geringerem Aufwand gefertigt werden kann als der gesamte Hohlkörper, werden über die beiden Zwischenschichten die Einflüsse der Ungenauigkeiten des Hohlkörpers auf die Maßverkörperung und auf die Führung der Abtastbaueinheit minimiert. Eine gute thermische und elektrische Trennung des Hohlkörpers von der Maßverkörperung wird erzielt. Mechanische Einflüsse auf den Hohlkörper hinsichtlich Durchbiegung und Yerwindung werden durch die zwischen Hohlkörper und Führungsteil vorgesehene in ihrer Dicke entsprechend bemessene Zwischenschicht von der Maßverkörperung weitestgehend ferngehalten. Desweiteren werden auch bei großen Längen der Maßverkörperung durch große Temperaturunterschiede zwischen Hohlkörper und Maßverkörperung bedingte Längenunterschiede ausgeglichen.When using the guide part, which can be manufactured with the erforder r lain precision in terms of straightness, Yerwindung and / Inlichkeit with less effort than the entire hollow body, the influences of inaccuracies of the hollow body on the material measure and on the leadership of the two intermediate layers Scanning unit minimized. A good thermal and electrical separation of the hollow body of the material measure is achieved. Mechanical influences on the hollow body in terms of deflection and Yerwindung be largely kept away from the material measure by the provided between the hollow body and the guide part in their thickness appropriately sized intermediate layer. Furthermore, even with large lengths of the material measure due to large temperature differences between the hollow body and material measure caused length differences are compensated.
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Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden.· In der Zeichnung ist ein Schnitt durch eine gekapselte Längenmeßeinrichtung dargestellt.The invention will be explained in more detail below using an exemplary embodiment. The drawing shows a section through an encapsulated length measuring device.
Die gekapslete Längenmeßeinrichtung umfaßt einen biegesteifen, langgestreckten Hohlkörper 1, welcher mittels Befestigungselementen 2 an einer Maschine 3 angeschraubt ist. Im Inneren -des Hohlkörpers 1. iat... unter. Zwischenschaltung- einer an sich bekannten, hochelastischen Zwischenschicht 4 aus vorzugsweise Silikonkautschuk ein, ein Winkelprofil aufweisendes, vorzugsweise metallisches Mhrungsteil 5 befestigt, an dem ebenfalls unter Zwischenschaltung einer weiteren Zwischenschicht 6 eine Maßverkörperung 7, z.B. ein Stahlmaßstab, angeordnet ist. Dabei ist es vorteilhaft, wenn die Zwischenschichten 4 und 6 sich über Teile des Flächenbereiches oder über den gesamten anliegenden Flächenbereich des Hohlkörpers 1, des Führungsteiles 5 und der Maßverkörperung 7 erstrecken und das Führungsteil 5 einen Wärmeausdehnungskoeffi-The encapsulated length measuring device comprises a rigid, elongated hollow body 1, which is screwed by means of fastening elements 2 on a machine 3. Inside the hollow body 1. iat ... under. Zwischenschaltung- a known, highly elastic intermediate layer 4 preferably made of silicone rubber, an angle profile exhibiting, preferably metallic Mung part 5 attached to the also with the interposition of a further intermediate layer 6 a material measure 7, e.g. a steel scale is arranged. It is advantageous if the intermediate layers 4 and 6 extend over parts of the surface area or over the entire adjacent area of the hollow body 1, the guide member 5 and the material measure 7 and the guide member 5 has a coefficient of thermal expansion.
g zienten bsitzt, der zwischen dem der Maßverkörperung 7 und dem des Hohlkörpers 1 liegt. Das Führungsteil 5 kann auch aus Aluminium bestehen.G cients bsitzt, which lies between the measuring scale 7 and that of the hollow body 1. The guide member 5 may also be made of aluminum.
Die Zwischenschicht 4 zwischen Hohlkörper 1 und Führungsteil 5 ist als Ausgleichs- und Isolierschicht ausgebildet und besitzt eine solche Dicke, daß Ungenauigkeiten des Hohlkörpers 1, wie z.B. Durchbiegung und Yerwindung, ausgeglichen werden. Die Zwischenschicht 4 ist vorteilhaft elektrisch nichtleitend. Mit dem zu bewegenden Schlitten 8 der Maschine 3 über ein Verbindungsglied 9 verbunden, ist ferner im Innern eine, in Längserstreckung der Maßverkörperung 7 und relativ zu dieser verschiebbare Abtastbaueinheit 10 vorgesehen, welche mittels Rollen 11; 12; 13 auf Führungen des Hohlkörpers 1, der Maßverkörperung 7 und des Führungsteils 5 oder direkt auf diesen Bauteilen gelagert ist,The intermediate layer 4 between the hollow body 1 and the guide part 5 is formed as a leveling and insulating layer and has a thickness such that inaccuracies of the hollow body 1, such. Deflection and winding, to be compensated. The intermediate layer 4 is advantageously electrically non-conductive. Connected to the carriage to be moved 8 of the machine 3 via a connecting member 9, a further, in the longitudinal direction of the measuring scale 7 and relative to this displaceable Abtastbaueinheit 10 is provided, which by means of rollers 11; 12; 13 is mounted on guides of the hollow body 1, the material measure 7 and the guide part 5 or directly on these components,
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Vorteilhaft ist es, wenn die Rolle 13 mittels federnder Elemente gegen die Führung am Hohlkörper 1 gedruckt wird. In dem, dem Schlitten 8 zugewandten Teil des Hohlkörpers 1 sind Dichtlippen 14; 15 angeordnet, die an dem Verbindungsglied 9 anliegen und das Innere des Hohlkörpers 1 gegen die Umwelt abdichten.It is advantageous if the roller 13 is printed by means of resilient elements against the guide on the hollow body 1. In the, the carriage 8 facing part of the hollow body 1 are sealing lips 14; 15 arranged, which abut against the connecting member 9 and the interior of the hollow body 1 seal against the environment.
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