DE102008029773B4 - Encoder component group - Google Patents

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DE102008029773B4 DE102008029773.9A DE102008029773A DE102008029773B4 DE 102008029773 B4 DE102008029773 B4 DE 102008029773B4 DE 102008029773 A DE102008029773 A DE 102008029773A DE 102008029773 B4 DE102008029773 B4 DE 102008029773B4
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Abstract

Drehgeberbauteilgruppe umfassend
- eine Welle (1) mit einer Achse (A),
- einen Teilungsträger (2),
- eine Vorrichtung (3) zum axialen Positionieren des Teilungsträgers (2) relativ zur Welle (1) in einem vorgegebenen Abstand (z) von einer Bezugsfläche (B), wobei die Vorrichtung (3) ein erstes Element (3.1) und ein zweites Element (3.2) umfasst, und
der Abstand (z) durch axiale Aneinanderreihung der Elemente (3.1, 3.2) herstellbar ist, wobei die Elemente (3.1, 3.2) in der aneinander gereihten Anordnung einerseits in Kontakt mit mehreren Bezugspunkten (PR) des Teilungsträgers (2) und andererseits mit der Bezugsfläche (B) sind, und
das zweite Element (3.2) so verschiebbar ist, dass nach dem Verschieben des zweiten Elements (3.2) das erste Element (3.1) axial bewegbar ist zum Entnehmen des ersten Elements (3.1) nach erfolgtem Positionieren des Teilungsträgers (2).

Figure DE102008029773B4_0000
Encoder component group comprising
- a shaft (1) with an axis (A),
- a graduation carrier (2),
- A device (3) for the axial positioning of the graduation carrier (2) relative to the shaft (1) at a predetermined distance (z) from a reference surface (B), the device (3) having a first element (3.1) and a second element (3.2) includes, and
the distance (z) can be produced by axially lining up the elements (3.1, 3.2), with the elements (3.1, 3.2) in the lined up arrangement on the one hand in contact with several reference points (PR) of the graduation carrier (2) and on the other hand with the reference surface (B) are, and
the second element (3.2) is displaceable so that after the displacement of the second element (3.2), the first element (3.1) can be moved axially to remove the first element (3.1) after the graduation carrier (2) has been positioned.
Figure DE102008029773B4_0000

Description

Die Erfindung betrifft eine Drehgeberbauteilgruppe, wie sie während der Montage eines Drehgebers oder eines Winkelmessgeräts vorliegt, gemäß dem Patentanspruch 1 bzw. ein Verfahren gemäß dem Patentanspruch 9.The invention relates to a rotary encoder component group as it is present during the assembly of a rotary encoder or an angle measuring device, according to patent claim 1 or to a method according to patent claim 9.

Ein Drehgeber bzw. ein Winkelmessgerät besteht grundsätzlich aus einem Teilungsträger und einer Detektoranordnung zur Abtastung der Teilung des Teilungsträgers. Die Detektoranordnung erzeugt dabei positionsabhängige Abtastsignale. Die Qualität dieser Abtastsignale ist abhängig vom Abstand zwischen dem Teilungsträger und der Detektoranordnung. Bei den heute geforderten Messschritten ist eine Teilungsperiode der Teilung von wenigen µm erforderlich. Je kleiner die Teilungsperiode ist, desto genauer muss ein vorgegebener vom Abtastprinzip abhängiger Abtastabstand eingestellt werden.A rotary encoder or an angle measuring device basically consists of a graduation carrier and a detector arrangement for scanning the graduation of the graduation carrier. The detector arrangement generates position-dependent scanning signals. The quality of these scanning signals depends on the distance between the graduation carrier and the detector arrangement. For the measuring steps required today, a graduation period of a few µm is required. The smaller the graduation period, the more precisely a given scanning distance dependent on the scanning principle must be set.

Die so genannten modular aufgebauten Drehgeber haben Vorteile im Hinblick auf die Herstellungskosten und wegen des platzsparenden Einbaus. Bei einem modular aufgebauten Drehgeber weist der Drehgeber keine eigene Lagerung bzw. Führung für den Teilungsträger auf, die Zuordnung zwischen der Detektoranordnung und dem Teilungsträger ist somit nicht vorgegeben und muss durch Einstellmittel bei der Montage an die zu messenden Objekte justiert werden. Modular aufgebaute Winkelmesseinrichtungen ohne eigene Lagerung werden auch als Einbaudrehgeber bezeichnet.The so-called modular rotary encoders have advantages in terms of manufacturing costs and because of the space-saving installation. In the case of a modular rotary encoder, the rotary encoder does not have its own mounting or guide for the graduation carrier; the assignment between the detector arrangement and the graduation carrier is therefore not specified and must be adjusted by setting means when mounting on the objects to be measured. Modular angle measuring devices without their own bearings are also referred to as built-in rotary encoders.

Aus der DE 3205544 A1 (6) ist eine Vorrichtung bekannt, bei welcher die axiale Stellung eines rotierenden Teilungsträgers durch eine Gewindeanordnung justierbar ist.From the DE 3205544 A1 ( 6th ) a device is known in which the axial position of a rotating graduation carrier can be adjusted by means of a thread arrangement.

In der DE 3740744 A1 ist ein Verfahren zur Überführung einer eingestellten Lage von einer vergleichsweise komplexen Justiervorrichtung auf eine externe Antriebseinheit für eine Winkelmesseinrichtung beschrieben. Die Justiervorrichtung ist dort so konfiguriert, dass die Justierung bereits im Werk des Herstellers der Winkelmesseinrichtung vorgenommen werden kann.In the DE 3740744 A1 describes a method for transferring a set position from a comparatively complex adjustment device to an external drive unit for an angle measuring device. The adjusting device is configured there in such a way that the adjustment can already be carried out in the factory of the manufacturer of the angle measuring device.

Gemäß der DE 4304914 A1 ist eine Winkelmesseinrichtung bekannt, bei der mit Hilfe einer einstückigen Montagevorrichtung werksseitig eine axiale und radiale Lagezuordnung zwischen einer Abtasteinheit und einer Teilscheibe vorgenommen wird.According to the DE 4304914 A1 an angle measuring device is known in which an axial and radial position assignment between a scanning unit and a graduated disk is carried out at the factory with the aid of a one-piece assembly device.

Die DE102006045792 A1 betrifft eine Winkelmesseinrichtung mit einer selbstzentrierenden Nabe, wobei dort mit einem Klemmstück und einem Klemmkörper eine Zentrierung der Nabe mit Teilscheibe erreicht wird. Das Klemmstück und der Klemmkörper verbleiben im Betrieb in der Winkelmesseinrichtung.the DE102006045792 A1 relates to an angle measuring device with a self-centering hub, a centering of the hub with a graduated disk being achieved there with a clamping piece and a clamping body. The clamping piece and the clamping body remain in the angle measuring device during operation.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Drehgeberbauteilgruppe anzugeben, welche eine exakte axiale Positionierung eines Teilungsträgers ermöglicht und wirtschaftlich herstellbar ist, bzw. eine einfache und exakte Positionierung des Teilungsträgers ermöglicht.The object of the invention is to specify a rotary encoder component group which enables an exact axial positioning of a graduation carrier and can be produced economically, or enables simple and exact positioning of the graduation carrier.

Gelöst wird diese Aufgabe durch eine mit Drehgeberbauteilgruppe den Merkmalen des Patentanspruchs 1 bzw. durch ein Verfahren gemäß dem Anspruch 9.This object is achieved by a rotary encoder component group with the features of claim 1 or by a method according to claim 9.

Demgemäß umfasst die Drehgeberbauteilgruppe eine Welle mit einer Achse und einen Teilungsträger, welcher eine Teilung aufweist. Weiterhin umfasst die Drehgeberbauteilgruppe eine Vorrichtung zum axialen Positionieren des Teilungsträgers relativ zur Welle in einem vorgegebenen Abstand von einer Bezugsfläche. Dabei umfasst die Vorrichtung ein erstes Element und ein zweites Element. Der gewünschte Abstand ist durch axiale Aneinanderreihung der Elemente herstellbar, wobei die Elemente in der aneinander gereihten Anordnung einerseits in Kontakt mit mehreren voneinander beabstandeten Bezugspunkten des Teilungsträgers und andererseits mit der Bezugsfläche sind. Das zweite Element ist so verschiebbar, dass nach dem Verschieben des zweiten Elements das erste Element axial bewegbar ist zum Entnehmen des ersten Elements nach erfolgtem Positionieren des Teilungsträgers. Somit wird also nach dem Verschieben des zweiten Elements Raum zum axialen Bewegen des ersten Elements frei gegeben, um den Kontakt zwischen dem ersten Element und den Bezugspunkten des Teilungsträgers wieder lösen zu können. Danach kann das erste Element beispielsweise in radialer Richtung von der Welle entfernt werden.Accordingly, the rotary encoder component group comprises a shaft with an axis and a division carrier which has a division. Furthermore, the rotary encoder component group comprises a device for axially positioning the graduation carrier relative to the shaft at a predetermined distance from a reference surface. The device comprises a first element and a second element. The desired spacing can be produced by axially lining up the elements, the elements in the lining up arrangement being in contact on the one hand with several spaced-apart reference points of the graduation carrier and on the other hand with the reference surface. The second element is displaceable in such a way that after the displacement of the second element, the first element can be moved axially in order to remove the first element after the graduation carrier has been positioned. Thus, after the displacement of the second element, space is released for the axial movement of the first element in order to be able to release the contact between the first element and the reference points of the graduation carrier again. The first element can then be removed from the shaft in the radial direction, for example.

Die Verbindungslinien der Bezugspunkte des Teilungsträgers mit der Achse weisen mit Vorteil einen Winkelabstand von mindestens 30°, insbesondere mindestens 60° auf. Bei Vorliegen von einer Anzahl n von Bezugspunkten kann der Winkelabstand mit Vorteil auch durch den Zusammenhang: Winkelabstand = 360°/n festgelegt werden. Weiterhin ist es vorteilhaft, wenn die Summe aller Winkelabstände größer 180°beträgt.The connecting lines of the reference points of the graduation carrier with the axis advantageously have an angular distance of at least 30 °, in particular at least 60 °. If there is a number n of reference points, the angular distance can advantageously also be determined by the relationship: angular distance = 360 ° / n. It is also advantageous if the sum of all angular distances is greater than 180 °.

Es liegen hier mehrere, mit Vorteil drei, Bezugspunkte des Teilungsträgers vor, so dass bei Kontakt des Teilungsträgers mit dem ersten Element der Teilungsträgers auch bezüglich einer Ebene ausgerichtet wird. Dies ist insbesondere von Bedeutung, wenn der Teilungsträger gegenüber der Welle ein radiales Spiel aufweist. Radiale Spiele können aus fertigungstechnischer Sicht vorteilhaft sein, weil eine derartige Paarung mit vergleichsweise wenig Aufwand herstellbar ist. Gleichzeitig kann der Spalt zwischen Welle und dem Teilungsträger als Klebespalt verwendet werden, sofern der Teilungsträger mit Hilfe einer Verklebung an der Welle drehstarr festgelegt wird.There are several, advantageously three, reference points of the graduation carrier, so that when the graduation carrier comes into contact with the first element, the graduation carrier is also aligned with respect to a plane. This is particularly important when the graduation carrier has radial play with respect to the shaft. Radial clearances can be advantageous from a manufacturing point of view because such a pairing can be produced with comparatively little effort. At the same time, the gap between the shaft and the graduation carrier can act as an adhesive gap can be used, provided that the graduation carrier is fixed torsionally rigid with the help of gluing on the shaft.

Mit Vorteil ist die Drehgeberbauteilgruppe so ausgestaltet, dass in der aneinander gereihten Anordnung der Elemente das erste Element mit Bezugspunkten des Teilungsträgers und das zweite Element mit der Bezugsfläche in Kontakt sind.The rotary encoder component group is advantageously designed in such a way that, when the elements are arranged in a row, the first element is in contact with reference points of the graduation carrier and the second element is in contact with the reference surface.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung weist der Teilungsträger Ausnehmungen auf, die sich in Richtung der Achse erstrecken, wobei in die Ausnehmungen Gegenstücke, etwa Stifte, des ersten Elements einführbar sind, so dass Auflagerpunkte an den Gegenstücken mit den Bezugspunkten des Teilungsträgers in Kontakt sind. Dabei können die Auflagerpunkte an konischen oder runden Enden der Gegenstücke zu liegen kommen. Im Zusammenhang mit einem derartigen axialen Eintauchen des ersten Elements in den Teilungsträger, insbesondere der Gegenstücke in das zweite Bauteil des Teilungsträgers, ist die Erfindung besonders vorteilhaft.In a further embodiment of the invention, the graduation carrier has recesses that extend in the direction of the axis, whereby counterparts, such as pins, of the first element can be inserted into the recesses so that support points on the counterparts are in contact with the reference points of the graduation carrier. The support points can come to rest on conical or round ends of the counterparts. In connection with such an axial immersion of the first element in the graduation carrier, in particular the counterpart in the second component of the graduation carrier, the invention is particularly advantageous.

Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung weist zumindest das erste Element eine Einbuchtung zur Aufnahme der Welle auf, wobei mit Vorteil auch das zweite Element eine Einbuchtung zur Aufnahme der Welle aufweist. According to a further development of the invention, at least the first element has an indentation for receiving the shaft, the second element advantageously also having an indentation for receiving the shaft.

Der Teilungsträger kann ein erstes und ein zweites Bauteil umfassen, wobei dann auf dem ersten Bauteil eine Teilung aufgebracht sein kann und das zweite Bauteil als Nabe ausgebildet sein kann.The graduation carrier can comprise a first and a second component, in which case a graduation can then be applied to the first component and the second component can be designed as a hub.

In vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung weist das zweite Bauteil die Ausnehmungen, die insbesondere als Bohrungen ausgestaltet sein können, auf. Dabei können die Bohrungen als Durchgangsbohrungen ausgestaltet sein, so dass also dann die Gegenstücke des ersten Elements durch die Ausnehmungen hindurch geführt werden und an Bezugspunkten auf dem ersten Bauteil des Teilungsträgers mit ihren Auflagerpunkten anschlagen. In diesem Fall weist dann beispielsweise das erste Bauteil die Bezugspunkte auf.In an advantageous development of the invention, the second component has the recesses, which can in particular be designed as bores. The bores can be designed as through bores, so that the counterparts of the first element are then passed through the recesses and abut with their support points at reference points on the first component of the graduation carrier. In this case, for example, the first component then has the reference points.

Weiterhin ist es vorteilhaft, wenn die Bezugspunkte auf derselben Oberfläche liegen wie die Teilung, also beispielsweise auf derjenigen Oberfläche des ersten Bauteils, welche zur Bezugsfläche weist.Furthermore, it is advantageous if the reference points lie on the same surface as the division, that is to say for example on that surface of the first component which faces the reference surface.

Mit Vorteil liegen die Bezugspunkte des ersten Bauteils nicht auf der Teilung, insbesondere kann es vorteilhaft sein, wenn die Bezugspunkte des ersten Bauteils radial innerhalb der Teilung liegen.The reference points of the first component advantageously do not lie on the division; in particular, it can be advantageous if the reference points of the first component lie radially within the division.

Zur Vermeidung von Beschädigungen der Teilung infolge einer Berührung durch das erste Element kann die Drehgeberbauteilgruppe so ausgestaltet sein, dass der Teilungsträger eine Teilung aufweist, welche radial außerhalb einer Kreislinie mit einem vorgegebenen Radius r2 auf dem Teilungsträger aufgebracht ist und der Abstand r1 der Bezugspunkte zur Achse jeweils kleiner oder gleich ist wie der Radius r2. Das heißt, dass bei etwaigen unterschiedlichen Abständen r1 der größte Abstand kleiner oder gleich ist wie der Radius r2. Insbesondere ist in diesem Zusammenhang auch zu beachten, dass das erste Element vor oder beim Entnehmen axial vom Teilungsträger weg bewegt wird, so dass also Beschädigungen der Teilung durch das Entnehmen wirksam vermieden werden.To avoid damage to the graduation as a result of contact by the first element, the encoder component group can be designed so that the graduation carrier has a graduation that is applied radially outside a circular line with a predetermined radius r2 on the graduation carrier and the distance r1 of the reference points to the axis is in each case smaller than or equal to the radius r2. This means that if there are any different distances r1, the largest distance is less than or equal to the radius r2. In particular, it should also be noted in this context that the first element is moved axially away from the graduation carrier before or during removal, so that damage to the graduation as a result of removal is effectively avoided.

Weiterhin umfasst die Erfindung ein Verfahren zum axialen Positionieren des Teilungsträgers relativ zu einer Welle in einem vorgegebenen Abstand von einer Bezugsfläche, mit Hilfe einer Vorrichtung, welche ein erstes Element und ein zweites Element umfasst. Zur Herstellung des Abstands werden dabei die Elemente axial aneinander gereiht bzw. gestapelt. Weiterhin werden die Elemente einerseits in Kontakt mit mehreren Bezugspunkten des Teilungsträgers und andererseits in Kontakt mit der Bezugsfläche gebracht. Nach derartig erfolgtem Positionieren des Teilungsträgers durch die Anschlagfunktion der beiden Elemente wird das zweite Element verschoben, insbesondere in radialer Richtung entfernt. Auf diese Weise kann danach das erste Element axial bewegt werden. Schließlich wird nach der axialen Bewegung des ersten Elements das erste Element entnommen.The invention further comprises a method for axially positioning the graduation carrier relative to a shaft at a predetermined distance from a reference surface, with the aid of a device which comprises a first element and a second element. To produce the spacing, the elements are axially lined up or stacked next to one another. Furthermore, the elements are brought into contact with several reference points of the graduation carrier on the one hand and in contact with the reference surface on the other hand. After the graduation carrier has been positioned in this way by the stop function of the two elements, the second element is displaced, in particular removed in the radial direction. In this way, the first element can then be moved axially. Finally, after the axial movement of the first element, the first element is removed.

In Weiterbildung des Verfahrens werden die Elemente so aneinander gereiht, dass das erste Element mit Bezugspunkten des Teilungsträgers und das zweite Element mit der Bezugsfläche in Kontakt sind.In a further development of the method, the elements are strung together in such a way that the first element is in contact with reference points of the graduation carrier and the second element is in contact with the reference surface.

Das Verfahren kann so ausgestaltet werden, dass der Teilungsträger Ausnehmungen aufweist, die sich in Richtung der Achse erstrecken, wobei in die Ausnehmungen Gegenstücke des ersten Elements eingeführt werden, so dass Auflagerpunkte an den Gegenstücken mit den Bezugspunkten des Teilungsträgers in Kontakt sind.The method can be configured such that the graduation carrier has recesses that extend in the direction of the axis, counterparts of the first element being introduced into the recesses so that support points on the counterparts are in contact with the reference points of the graduation carrier.

Erfindungsgemäß wird der Teilungsträger nach dessen Positionieren drehfest an der Welle festgelegt, insbesondere durch einen Klebeprozess.According to the invention, the graduation carrier is fixed in a rotationally fixed manner on the shaft after it has been positioned, in particular by an adhesive process.

Die Erfindung ist insbesondere vorteilhaft, wenn die Teilung des Teilungsträgers optisch abgetastet wird. Die Teilung kann aber auch so ausgestaltet sein, dass diese alternativ kapazitiv, induktiv oder magnetisch abtastbar ist.The invention is particularly advantageous when the graduation of the graduation carrier is optically scanned. The division can, however, also be designed in such a way that it can alternatively be scanned capacitively, inductively or magnetically.

Vorteilhafte Ausführungen der Erfindung sind in den abhängigen Patentansprüchen angegeben.Advantageous embodiments of the invention are given in the dependent claims.

Anhand der Zeichnungen wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung näher erläutert. Dabei zeigt

  • 1a eine Schnittdarstellung der Drehgeberbauteilgruppe mit einer Vorrichtung zum Positionieren des Teilungsträgers,
  • 1b eine Draufsicht auf die Drehgeberbauteilgruppe mit der Vorrichtung zum Positionieren des Teilungsträgers,
  • 2 eine Seitenansicht des Drehgebers mit Abtasteinheit.
An exemplary embodiment of the invention is explained in more detail with the aid of the drawings. It shows
  • 1a a sectional view of the rotary encoder component group with a device for positioning the graduation carrier,
  • 1b a plan view of the rotary encoder component group with the device for positioning the graduation carrier,
  • 2 a side view of the rotary encoder with scanning unit.

Im hier vorgestellten Ausführungsbeispiel wird die Erfindung im Zusammenhang mit einem Drehgeber, welcher zum Anbau an eine Antriebseinheit - insbesondere an einen elektrischen Stellmotor - ausgelegt ist dargestellt. Der Begriff Drehgeber umfasst ausdrücklich auch Winkelmesssysteme bzw. Winkelmessgeräte, wobei diese Terminologie häufig für hochgenaue Drehgeber verwendet wird. Durch die Erfindung wird gerade eine überaus hohe Genauigkeit bei der Montage eines Drehgebers erreicht, so dass die Erfindung selbstredend für Winkelmesssysteme bzw. Winkelmessgeräte nützlich anwendbar ist.In the exemplary embodiment presented here, the invention is shown in connection with a rotary encoder which is designed for attachment to a drive unit - in particular to an electric servomotor. The term rotary encoder expressly also includes angle measuring systems or angle measuring devices, this terminology often being used for high-precision rotary encoders. The invention achieves an extremely high level of accuracy in the assembly of a rotary encoder, so that the invention can of course be used in a useful manner for angle measuring systems or angle measuring devices.

Zunächst muss ein Teilungsträger 2 mit ausreichender Genauigkeit an eine Welle 1 montiert werden, wobei zu diesem Zweck eine speziell konstruierte Drehgeberbauteilgruppe verwendet wird.First there must be a graduation carrier 2 with sufficient accuracy to a shaft 1 can be assembled using a specially designed encoder assembly.

In der 1a ist ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Drehgeberbauteilgruppe im Schnitt dargestellt. Der Teilungsträger 2 besteht aus einer ringförmigen Teilscheibe 2.1 und einer Nabe 2.2. Die Teilscheibe 2.1 ist als ein Glasring ausgestaltet, auf dessen Unterseite (bezogen auf die 1a) eine Teilung 2.11 in Form von Teilungsstrichen aufgebracht ist. Der Übersichtlichkeit halber ist in der 1b nur ein kleiner Teilsektor der Teilung 2.11 dargestellt. In der Realität besteht die Teilung 2.11 aus radial ausgerichteten Strichen, welche in einem Bereich von 360°, also über den vollen Umfang der Teilscheibe 2.1, angeordnet sind. Der innere Abstand der Teilungsspur, bzw. der Striche der Teilung 2.11 zur Achse A, bzw. der entsprechende Radius beträgt r2. Innerhalb dieses Abstands ist eine geometrische Kreislinie mit dem Radius r1 angeordnet, die im Folgenden als Bezugslinie R bezeichnet wird.In the 1a an embodiment of the rotary encoder component group according to the invention is shown in section. The graduation carrier 2 consists of an annular graduated disk 2.1 and a hub 2.2 . The dividing disk 2.1 is designed as a glass ring, on its underside (based on the 1a) a division 2.11 is applied in the form of graduation lines. For the sake of clarity, the 1b only a small subsector of the division 2.11 shown. In reality there is division 2.11 from radially aligned lines, which in a range of 360 °, i.e. over the full circumference of the graduated disk 2.1 , are arranged. The inner distance of the division track or the lines of the division 2.11 to axis A, or the corresponding radius is r2. A geometric circular line with the radius r1 is arranged within this distance, which is used below as a reference line R. referred to as.

Die Nabe 2.2 umfasst eine zentrale Bohrung, die gegenüber der Welle 1 ein Übermaß aufweist. Dadurch wird eine fertigungstechnisch günstige Spielpassung zwischen der Nabe 2.2 und de Welle 1 erreicht. Zudem erlaubt der Spalt zwischen der Nabe 2.2 und de Welle 1 das Verwenden eines Klebers, wie weiter unten noch beschrieben.The hub 2.2 includes a central bore facing the shaft 1 has an excess. This results in a clearance fit between the hub that is favorable in terms of manufacturing technology 2.2 and the wave 1 achieved. In addition, the gap between the hub allows 2.2 and the wave 1 using an adhesive, as described below.

Durch die Spielpassung können indessen die Nabe 2.2 und die Teilscheibe 2.1 relativ zur Welle 1 leicht verkippt werden. Weiterhin sind in die Nabe 2.2 drei um 120° versetzte Ausnehmungen, hier Bohrungen 2.21, eingearbeitet, die im vorgestellten Ausführungsbeispiel als Durchgangsbohrungen ausgebildet sind und parallel zur größeren zentralen Bohrung verlaufen.Due to the clearance fit, however, the hub 2.2 and the dividing disk 2.1 relative to the wave 1 be tilted easily. Furthermore are in the hub 2.2 three recesses offset by 120 °, here holes 2.21 , incorporated, which are designed as through holes in the embodiment presented and run parallel to the larger central hole.

Die einzelnen Montageschritte des Teilungsträgers 2 an der Welle 1 können anhand der 1a und 1b erläutert werden. In der 1b ist eine Draufsicht auf die Drehgeberbauteilgruppe dargestellt, wobei zu berücksichtigen ist, dass die Teilscheibe 2.1 transparent ist.The individual assembly steps of the graduation carrier 2 on the shaft 1 can use the 1a and 1b explained. In the 1b is a plan view of the encoder assembly shown, taking into account that the index disk 2.1 is transparent.

Im ersten Montageschritt muss der Teilungsträger 2, insbesondere müssen die Striche der Teilung 2.11, in exaktem axialen Abstand z zu einer Bezugsfläche B des stationären Teils 4 und relativ zur Welle 1 positioniert werden. Hierzu dient eine spezielle Vorrichtung 3. Diese Vorrichtung 3 umfasst zwei separate und eigenständige Elemente, nämlich ein erstes Abstandsstück 3.1 und ein zweites Abstandsstück 3.2. Beide Abstandsstücke 3.1, 3.2 weisen jeweils eine Einbuchtung 3.11, 3. 21 auf.In the first assembly step, the dividing carrier must 2 , in particular, the dashes must be the division 2.11 , at the exact axial distance z from a reference surface B. of the stationary part 4th and relative to the wave 1 be positioned. A special device is used for this 3 . This device 3 comprises two separate and distinct elements, namely a first spacer 3.1 and a second spacer 3.2 . Both spacers 3.1 , 3.2 each have an indentation 3.11 , 3 . 21 on.

Das erste Abstandsstück 3.1 weist zudem drei Passstifte 3.12 auf, die an einem Ende konisch bzw. halbkugelförmig ausgestaltet sind. An den betreffenden Enden der Passstifte 3.12 liegt definitionsgemäß jeweils ein Auflagerpunkt P vor. Die Passstifte 3.12 sind so im ersten Abstandsstück 3.1 befestigt, dass der Abstand von den Auflagerpunkten P zur gegenüberliegenden Stirnseite des ersten Abstandsstücks 3.1 eine exakte Höhe z1 erreicht.The first spacer 3.1 also has three dowel pins 3.12 which are conical or hemispherical at one end. At the relevant ends of the dowel pins 3.12 by definition, there is a support point P in each case. The dowel pins 3.12 are so in the first spacer 3.1 attached that the distance from the support points P. to the opposite end of the first spacer 3.1 reaches an exact height z1.

Das zweite Abstandsstück 3.2 ist so dimensioniert und gefertigt, dass dieses eine exakte Höhe z2 aufweist.The second spacer 3.2 is dimensioned and manufactured in such a way that it has an exact height z2.

Im ersten Montageschritt wird zunächst das zweite Abstandsstück 3.2 radial in Richtung der Achse A bewegt, so dass die Einbuchtung 3.22 die Welle 1 seitlich umgibt. Danach wird das erste Abstandsstück 3.1 auf das zweite Abstandsstück 3.2 aufgesetzt, wobei nun auch dessen Einbuchtung 3.12 die Welle 1 umgibt. Der so hergestellte „Stapel“ aus den axial aneinander gereihten Abstandstücken 3.1, 3.2 weist eine Höhe auf, die dem optimalen axialen Abstand z der Teilung 2.11 zur Bezugsfläche B entspricht. Die Höhe entspricht also dem Abstand z zwischen der Bezugsfläche B und den Auflagerpunkten P.In the first assembly step, the second spacer is first 3.2 moved radially in the direction of the axis A, so that the indentation 3.22 the wave 1 laterally surrounds. After that, the first spacer 3.1 on the second spacer 3.2 put on, with now also its indentation 3.12 the wave 1 surrounds. The “stack” produced in this way from the axially lined up spacers 3.1 , 3.2 has a height that corresponds to the optimal axial distance z of the division 2.11 to the reference area B. is equivalent to. The height therefore corresponds to the distance z between the reference surface B. and the support points P. .

Danach wird der Teilungsträger 2 so auf die Welle 1 aufgeschoben, dass die Passstifte 3.12 in die Bohrungen 2.21 eintauchen, bis die Auflagerpunkte P die Bezugslinie R bzw. Bezugspunkte PR auf der Teilscheibe 2.1 berühren. Die Teilung 2.11 liegt also dann auf jener Seite der Teilscheibe 2.1, die der Bezugsfläche B zugewandt ist.After that, the graduation carrier becomes 2 so on the wave 1 postponed that the dowel pins 3.12 into the holes 2.21 immerse until the support points P. the reference line R. or reference points PR on the graduated disk 2.1 touch. The division 2.11 is then on that side of the graduated disk 2.1 that of the reference surface B. is facing.

Die Auflagerpunkte P befinden sich dabei auf der kreisförmigen Referenzlinie R, die den Radius r1 aufweist. Der Radius r1 ist kleiner als der Radius r2 der Teilung 2.11 zur Achse A. Durch diese Maßnahme ist sichergestellt, dass die Auflagerpunkte P der Passstifte 3.12 die Teilscheibe 2.1 in einem Bereich berühren, wo keine Striche der Teilung 2.11 aufgebracht sind, so dass eine Beschädigung der Teilung 2.11 durch den Kontakt mit den Passstiften 3.12 ausgeschlossen ist. Der Winkelabstand α zwischen den drei Bezugspunkten PR beträgt hier jeweils α = 360°/3 = 120°.The support points P. are on the circular reference line R. , which has the radius r1. The radius r1 is smaller than the radius r2 of the division 2.11 to axis A. This measure ensures that the support points P. the dowel pins 3.12 the dividing disk 2.1 touch in an area where there are no dashes of division 2.11 are applied so that damage to the division 2.11 through contact with the dowel pins 3.12 is excluded. The angular distance α between the three reference points PR is here in each case α = 360 ° / 3 = 120 °.

In dieser Stellung ist bereits der ideale Abstand z hergestellt. In diesem Zusammenhang ist es bezüglich der präzisen axialen Positionierung des Teilungsträgers 2 von Vorteil, dass Maßtoleranzen der Nabe 2.2 keine Rolle spielen, da die Bezugspunkte PR auf der Oberfläche der Teilscheibe 2.1 liegen. Hinzu kommt, dass die Bezugspunkte PR außerdem auf der gleichen Oberfläche zu liegen kommen, auf welcher auch die Teilung 2.11 aufgebracht ist. Somit haben Dickentoleranzen der Teilscheibe 2.1 keine Bedeutung für den relevanten Abstand z. Mit anderen Worten kann durch die beschriebenen Maßnahmen die Teilung 2.11 in exaktem Abstand z, bzw. exakter Höhe bezüglich der Bezugsfläche B montiert werden.In this position, the ideal distance z is already established. In this context it is with regard to the precise axial positioning of the graduation carrier 2 Advantageous that dimensional tolerances of the hub 2.2 play no role, since the reference points PR on the surface of the graduated disk 2.1 lie. In addition, the reference points PR also come to lie on the same surface as the division 2.11 is upset. Thus, the graduated disk have thickness tolerances 2.1 no meaning for the relevant distance z. In other words, through the measures described, the division 2.11 at the exact distance z or the exact height with respect to the reference surface B. to be assembled.

Weiterhin wird durch die Drehgeberbauteilgruppe erreicht, dass sich überdies eine bezüglich der Achse A orthogonale Lage der Teilscheibe 2.1 einstellt, weil sowohl die Bezugsfläche B als auch die beiden Abstandsstücke 3.1, 3.2 zusätzlich in dieser Hinsicht exakt hergestellt sind und die drei Auflagerpunkte P in einer Ebene parallel zur Bezugsfläche B zu liegen kommen. Folglich erstrecken sich die Bohrungen 2.21 in Richtung der Achse A.The rotary encoder component group also ensures that the indexing disk is in an orthogonal position with respect to the axis A 2.1 adjusts because both the reference surface B. as well as the two spacers 3.1 , 3.2 in addition, the three support points are exactly manufactured in this regard P. in a plane parallel to the reference surface B. come to rest. As a result, the bores extend 2.21 in the direction of axis A.

In diesem Stadium der Montage kann der Teilungsträger 2 an der Welle 1 drehstarr festgelegt werden. Im vorgestellten Ausführungsbeispiel wir zu diesem Zweck die Nabe 2.2 mit der Welle 1 verklebt. Dabei wird der Kleber in den ohnehin vorhandenen Spalt zwischen der Welle 1 und der Nabe 2.2 eingeführt.At this stage of the assembly, the graduation carrier 2 on the shaft 1 can be fixed torsionally rigid. In the exemplary embodiment presented, we use the hub for this purpose 2.2 with the wave 1 glued. Thereby the glue gets into the gap between the shaft 1 and the hub 2.2 introduced.

Sobald der Kleber ausgehärtet ist, kann das zweite Abstandsstück 3.2 radial von der Welle 1 abgezogen werden. Wenn das zweite Abstandsstück 3.2 entfernt ist, gleitet das erste Abstandsstück 3.1 durch die Schwerkraft axial in Richtung der Bezugsfläche B, so dass die Passstifte 3.12 die Bohrungen 2.21 der Nabe 2.2 vollständig verlassen.Once the glue has hardened, the second spacer can 3.2 radial from the shaft 1 subtracted from. When the second spacer 3.2 is removed, the first spacer slides 3.1 by gravity axially in the direction of the reference surface B. so that the dowel pins 3.12 the holes 2.21 the hub 2.2 completely abandoned.

Danach kann auch das erste Abstandsstück 3.1 unter Nutzung der Einbuchtung 3. 21 radial entfernt werden.Then the first spacer can also be used 3.1 using the indentation 3. 21st be removed radially.

Abschließend kann gemäß der 2 eine Detektoranordnung 5 drehstarr an der Bezugsfläche B angebaut werden. Eine exakte radiale Ausrichtung der Detektoranordnung 5 kann durch entsprechende mechanische Anschläge erreicht werden.Finally, according to the 2 a detector array 5 torsionally rigid on the reference surface B. be cultivated. Exact radial alignment of the detector assembly 5 can be achieved by appropriate mechanical stops.

Die Detektoranordnung 5 ist so ausgestaltet, dass diese die Teilscheibe 2.1 in einem Teilbereich umgreift. Im Inneren der Detektoranordnung 5 befindet sich eine Lichtquelle und eine Linsenoptik, so dass die Teilscheibe 2.1 in der 2 von oben her vom Licht der Lichtquelle durchstrahlt wird. Entsprechend tritt das Licht zuerst durch das Glas der Teilscheibe 2.1 hindurch und trifft dann auf die Teilung 2.11. Das durch die Teilung 2.11 modulierte Licht tritt dann wieder in die Detektoranordnung 5 ein und passiert ein Abtastgitter bevor es durch Fotodetektoren empfangen und in elektrische Signale umgewandelt wird. Auf diese Weise kann die Drehstellung der Welle 1 gegenüber dem stationären Teil 4 des Motors gemessen werden, z. B. für automatisierte Positionierungsbewegungen der Welle 1.The detector arrangement 5 is designed so that this is the graduated disk 2.1 encompassed in a partial area. Inside the detector assembly 5 there is a light source and a lens optic so that the graduated disk 2.1 in the 2 is penetrated from above by the light from the light source. Accordingly, the light first passes through the glass of the graduated disk 2.1 through and then meets the division 2.11 . That through the division 2.11 modulated light then re-enters the detector array 5 and passes a scanning grid before it is received by photodetectors and converted into electrical signals. In this way, the rotational position of the shaft 1 compared to the stationary part 4th of the motor can be measured, e.g. B. . for automated positioning movements of the shaft 1 .

Claims (13)

Drehgeberbauteilgruppe umfassend - eine Welle (1) mit einer Achse (A), - einen Teilungsträger (2), - eine Vorrichtung (3) zum axialen Positionieren des Teilungsträgers (2) relativ zur Welle (1) in einem vorgegebenen Abstand (z) von einer Bezugsfläche (B), wobei die Vorrichtung (3) ein erstes Element (3.1) und ein zweites Element (3.2) umfasst, und der Abstand (z) durch axiale Aneinanderreihung der Elemente (3.1, 3.2) herstellbar ist, wobei die Elemente (3.1, 3.2) in der aneinander gereihten Anordnung einerseits in Kontakt mit mehreren Bezugspunkten (PR) des Teilungsträgers (2) und andererseits mit der Bezugsfläche (B) sind, und das zweite Element (3.2) so verschiebbar ist, dass nach dem Verschieben des zweiten Elements (3.2) das erste Element (3.1) axial bewegbar ist zum Entnehmen des ersten Elements (3.1) nach erfolgtem Positionieren des Teilungsträgers (2).Encoder component group comprising - a shaft (1) with an axis (A), - a graduation carrier (2), - A device (3) for the axial positioning of the graduation carrier (2) relative to the shaft (1) at a predetermined distance (z) from a reference surface (B), the device (3) having a first element (3.1) and a second element (3.2) includes, and the distance (z) can be produced by axially lining up the elements (3.1, 3.2), with the elements (3.1, 3.2) in the lined up arrangement on the one hand in contact with several reference points (PR) of the graduation carrier (2) and on the other hand with the reference surface (B) are, and the second element (3.2) is displaceable so that after the displacement of the second element (3.2) the first element (3.1) can be moved axially for removing the first element (3.1) after the graduation carrier (2) has been positioned. Drehgeberbauteilgruppe, gemäß dem Anspruch 1, wobei in der aneinander gereihten Anordnung das erste Element (3.1) mit Bezugspunkten (PR) des Teilungsträgers (2) und das zweite Element (3.2) mit der Bezugsfläche (B) in Kontakt sind.Encoder component group, according to the Claim 1 , the first element (3.1) being in contact with reference points (PR) of the graduation carrier (2) and the second element (3.2) being in contact with the reference surface (B) in the side-by-side arrangement. Drehgeberbauteilgruppe gemäß dem Anspruch 1 oder 2, wobei der Teilungsträger (2) Ausnehmungen (2.21) aufweist, die sich in Richtung der Achse (A) erstrecken, und in die Ausnehmungen (2.21) Gegenstücke (3.12) des ersten Elements (3.1) einführbar sind, so dass Auflagerpunkte (P) an den Gegenstücken (3.12) mit den Bezugspunkten (PR) des Teilungsträgers (2) in Kontakt sind.Encoder component group according to the Claim 1 or 2 , wherein the graduation carrier (2) has recesses (2.21) which extend in the direction of the axis (A), and counterparts (3.12) of the first element (3.1) can be introduced into the recesses (2.21) so that support points (P) on the counterparts (3.12) are in contact with the reference points (PR) of the graduation carrier (2). Drehgeberbauteilgruppe gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei zumindest das erste Element (3.1) eine Einbuchtung (3.11) zur Aufnahme der Welle (1) aufweist.Rotary encoder component group according to one of the preceding claims, wherein at least the first Element (3.1) has an indentation (3.11) for receiving the shaft (1). Drehgeberbauteilgruppe gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Teilungsträger (2) ein erstes und ein zweites Bauteil (2.1, 2.2) umfasst, und auf dem ersten Bauteil (2.1) eine Teilung (2.11) aufgebracht ist und das zweite Bauteil (2.2) als Nabe ausgebildet ist.Rotary encoder component group according to one of the preceding claims, wherein the graduation carrier (2) comprises a first and a second component (2.1, 2.2), and a graduation (2.11) is applied to the first component (2.1) and the second component (2.2) as a hub is trained. Drehgeberbauteilgruppe, gemäß dem Anspruch 3 und dem Anspruch 5, wobei das zweite Bauteil (2.2) die Ausnehmungen (2.21), die insbesondere als Bohrungen ausgestaltet sind, aufweist.Encoder component group, according to the Claim 3 and the Claim 5 , wherein the second component (2.2) has the recesses (2.21), which are designed in particular as bores. Drehgeberbauteilgruppe, gemäß einem der Ansprüche 2 bis 6, wobei das erste Bauteil (2.1) die Bezugspunkte (PR) aufweist.Encoder component group, according to one of the Claims 2 until 6th , wherein the first component (2.1) has the reference points (PR). Drehgeberbauteilgruppe gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Teilungsträger (2) eine Teilung (2.11) aufweist, welche radial außerhalb einer Kreislinie mit dem Radius (r2) auf dem Teilungsträger aufgebracht ist und der Abstand (r1) der Bezugspunkte (PR) zur Achse A jeweils kleiner oder gleich ist wie der Radius (r2).Rotary encoder component group according to one of the preceding claims, wherein the graduation carrier (2) has a graduation (2.11) which is applied radially outside of a circular line with the radius (r2) on the graduation carrier and the distance (r1) of the reference points (PR) to the axis A is less than or equal to the radius (r2). Verfahren zum axialen Positionieren eines Teilungsträgers (2) relativ zu einer Welle (1) in einem vorgegebenen Abstand (z) von einer Bezugsfläche (B), mit Hilfe einer Vorrichtung (3), welche ein erstes Element (3.1) und ein zweites Element (3.2) umfasst, wobei · zur Herstellung des Abstands (z) die Elemente (3.1, 3.2) axial aneinander gereiht werden, · die Elemente (3.1, 3.2) einerseits in Kontakt mit mehreren Bezugspunkten (PR) des Teilungsträgers (2) und andererseits in Kontakt mit der Bezugsfläche (B) gebracht werden, · nach derartig erfolgtem Positionieren des Teilungsträgers (2) dieser drehfest an der Welle (1) festgelegt wird und danach das zweite Element (3.2) verschoben wird, · danach das erste Element (3.1) axial bewegt wird, · nach der axialen Bewegung des ersten Elements (3.1) das erste Element (3.1) entnommen wird.Method for the axial positioning of a graduation carrier (2) relative to a shaft (1) at a predetermined distance (z) from a reference surface (B), with the aid of a device (3) which has a first element (3.1) and a second element ( 3.2), where To create the distance (z) the elements (3.1, 3.2) are lined up axially, The elements (3.1, 3.2) are brought into contact with several reference points (PR) of the graduation carrier (2) on the one hand and in contact with the reference surface (B) on the other hand, After the graduation carrier (2) has been positioned in this way, it is fixed in a rotationally fixed manner on the shaft (1) and then the second element (3.2) is moved, Then the first element (3.1) is moved axially, · After the axial movement of the first element (3.1) the first element (3.1) is removed. Verfahren gemäß Anspruch 9, wobei die Elemente (3.1, 3.2) so aneinander gereiht werden, dass das erste Element (3.1) mit Bezugspunkten (PR) des Teilungsträgers (2) und das zweite Element (3.2) mit der Bezugsfläche (B) in Kontakt sind.Procedure according to Claim 9 , the elements (3.1, 3.2) being lined up in such a way that the first element (3.1) is in contact with reference points (PR) of the graduation carrier (2) and the second element (3.2) is in contact with the reference surface (B). Verfahren gemäß Anspruch 9 oder 10, wobei der Teilungsträger (2) Ausnehmungen (2.21) aufweist, die sich in Richtung der Achse (A) erstrecken, und in die Ausnehmungen (2.21) Gegenstücke (3.12) des ersten Elements (3.1) eingeführt werden, so dass Auflagerpunkte (P) an den Gegenstücken (3.12) mit den Bezugspunkten (PR) des Teilungsträgers (2) in Kontakt sind.Procedure according to Claim 9 or 10 , wherein the graduation carrier (2) has recesses (2.21) which extend in the direction of the axis (A), and counterparts (3.12) of the first element (3.1) are introduced into the recesses (2.21) so that support points (P) on the counterparts (3.12) are in contact with the reference points (PR) of the graduation carrier (2). Verfahren gemäß einem der Ansprüche 9 bis 11, wobei zumindest das erste Element (3.1) eine Einbuchtung (3.11) zur Aufnahme der Welle (1) aufweist und das erste Element (3.1) zum Positionieren des Teilungsträgers (2) relativ zur Welle 1 so bewegt wird, dass die Einbuchtung (3.11) die Welle (1) umgibt.Method according to one of the Claims 9 until 11 , wherein at least the first element (3.1) has an indentation (3.11) for receiving the shaft (1) and the first element (3.1) for positioning the graduation carrier (2) is moved relative to the shaft 1 in such a way that the indentation (3.11) surrounds the shaft (1). Verfahren gemäß einem der Ansprüche 9 bis 12, wobei der Teilungsträger (2) durch einen Klebeprozess drehfest an der Welle (1) festgelegt wird.Method according to one of the Claims 9 until 12th , wherein the graduation carrier (2) is fixed in a rotationally fixed manner on the shaft (1) by an adhesive process.
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