DE102022121460A1

DE102022121460A1 - Maßverkörperungseinheit für eine induktive Längenmesseinrichtung einer Werkzeugmaschine, Verfahren und Werkzeug zum Herstellen der Maßverkörperungseinheit sowie Längenmesseinrichtung und Werkzeugmaschine

Info

Publication number: DE102022121460A1
Application number: DE102022121460.5A
Authority: DE
Inventors: Marcel Kober; Sebastian Czillich; Franz Schmid
Original assignee: Trumpf Werkzeugmaschinen SE and Co KG
Current assignee: Trumpf Werkzeugmaschinen SE and Co KG
Priority date: 2022-08-25
Filing date: 2022-08-25
Publication date: 2024-03-07

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Maßverkörperungseinheit (1) für eine induktive Längenmesseinrichtung einer Werkzeugmaschine, eine Längenmesseinrichtung mit der Maßverkörperungseinheit (1) und eine Werkzeugmaschine mit der Längenmesseinrichtung. Weiter schlägt die Erfindung ein Werkzeug und ein Verfahren zum Herstellen der Maßverkörperungseinheit (1) vor. Die Maßverkörperungseinheit (1) umfasst einen Maßbandtragkörper (3), der eine Maßbandnut (4) aufweist, eine als Maßband (8) ausgebildete Maßverkörperung, die in die Maßbandnut (4) eingelegt ist, sowie eine magnetisch neutrale Vergussmasse (6), mit der die Maßbandnut (4) befüllt ist, wobei das Maßband (8) in die Vergussmasse (16) eingebettet ist. In einem ausreagierten Zustand der Vergussmasse (16) ist das Maßband (8) in Bezug zu der Maßbandnut (4) mittels der Vergussmasse (16) positionell fixiert.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Maßverkörperungseinheit für eine induktive Längenmesseinrichtung einer Werkzeugmaschine. Zudem betrifft die Erfindung eine Längenmesseinrichtung mit einer Maßverkörperungseinheit. Eine solche Längenmesseinrichtung wird heutzutage in numerisch gesteuerten Werkzeugmaschinen eingesetzt, um beispielsweise eine Position eines Werkzeugs der Werkzeugmaschine entlang einer NC-Werkzeugachse der Werkzeugmaschine genau zu bestimmen. Hierzu weist die Längenmesseinrichtung bekanntermaßen eine Maßverkörperung, beispielsweise ein Maßgitterband, sowie einen Abtastkopf auf, der anhand des speziell kodierten bzw. ausgebildeten Gitters des Maßgitterbands induktiv seine Position in Bezug zu dem Maßgitterband, das heißt zu der Maßverkörperung, bestimmt. Die Erfindung betrifft weiter ein Verfahren und ein Werkzeug zum Herstellen der Maßverkörperungseinheit sowie eine Werkzeugmaschine, die die Längenmesseinrichtung aufweist.
6 zeigt in schematischer und perspektivischer Ansicht eine herkömmliche Befestigung B einer Maßverkörperung MV an einem herkömmlichen Maßverkörperungstragkörper MTK, wobei ein Trägerband TB, ein Abdeckband AB sowie mehrere doppelseitige Klebebänder KB zum Einsatz kommen. Der so aufgebaute herkömmliche Schichtstapel der herkömmlichen Befestigung B ist jedoch nicht ausreichend gegen einen Einfluss von im Betrieb der herkömmlichen Werkzeugmaschine eingesetzten Betriebsfluide gesichert, sodass es an der herkömmlichen Befestigung B zu einem Schaden S kommt (siehe 7), indem eine, einige oder alle der doppelseitigen Klebebänder KB und/oder das Trägerband TB aufgrund der Betriebsfluide mechanisch beschädigt und/oder chemisch (an)gelöst werden, wodurch sich eine Dicke der herkömmlichen Befestigung B in nachteiliger Weise erhöht. Dies führt dazu, dass der Abtastkopf nicht mehr wie erforderlich über einen Abstand von dem Abdeckband AB beabstandet ist, sondern unter einem Bewegen des Abtastkopfes direkt auf dem Abdeckband AB schleift, wodurch der Abtastkopf und/oder die herkömmliche Befestigung B beschädigt werden/wird, wodurch eine Fehlermeldung der Werkzeugmaschine ausgelöst wird und die Werkzeugmaschine infolgedessen zum Stillstand kommt. Zudem geraten Stäube, insbesondere Metallstäube, in ein Kodierungsgitter G der Maßverkörperung MV, wodurch eine einwandfreie induktive Messung bzw. Feststellung der Position des Abtastkopfes in Bezug zu der Länge der Maßverkörperung MV nicht mehr gewährleistet ist. Denn das Gitter G wird durch die Stäube, insbesondere Metallstäube, verschmutzt, wodurch mittels des Abtastkopfes zu erfassenden Magnetfeldänderungen verfälscht werden.
Die DE 102 43 021 A1 offenbart eine Führungsschiene, die eine Längsnut aufweist, in die eine Maßverkörperung einer Längenmesseinrichtung eingesetzt ist. Eine Abdeckung ist zerstörungsfrei lösbar derart an der Führungsschiene angebracht, dass mittels der Abdeckung die Längsnut abgedeckt ist. Zwischen einem Nutgrund der Längsnut und der Maßverkörperung ist ein Andruckmittel angeordnet, sodass die Maßverkörperung zwischen der Abdeckung und dem Andruckmittel eingespannt ist. Durch diese herkömmliche Führungsschiene wird aber nicht das Problem gelöst, dass in die Längsnut und infolgedessen an die Maßverkörperung ein Betriebsfluid und/oder feiner Schmutz, Staub etc. gelangen können und dadurch die Maßverkörperung beschädigt werden kann.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine besonders einfache und effiziente Möglichkeit zu schaffen, um einen besonders zuverlässigen Betrieb einer Werkzeugmaschine zu gewährleisten.
Diese Aufgabe wird durch die Gegenstände der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Weitere mögliche Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen, der Beschreibung und den Figuren offenbart. Merkmale, Vorteile und mögliche Ausgestaltungen, die im Rahmen der Beschreibung für einen der Gegenstände der unabhängigen Ansprüche dargelegt sind, sind kategorie- und ausführungsformübergreifend zumindest analog als Merkmale, Vorteile und mögliche Ausgestaltungen des jeweiligen Gegenstands der anderen unabhängigen Ansprüche sowie jeder möglichen Kombination der Gegenstände der unabhängigen Ansprüche, gegebenenfalls in Verbindung mit einem oder mehr der Unteransprüche, anzusehen.
Gemäß der Erfindung wird eine Maßverkörperungseinheit für eine induktive Längenmesseinrichtung einer Werkzeugmaschine vorgeschlagen. Des Weiteren wird eine induktive Längenmesseinrichtung vorgeschlagen, die die Maßverkörperungseinheit oder eine mögliche Ausgestaltung der Maßverkörperungseinheit aufweist. Überdies schlägt die Erfindung eine Werkzeugmaschine vor, die die Längenmesseinrichtung aufweist, was bedeutet, dass die Werkzeugmaschine die Maßverkörperungseinheit oder eine mögliche Ausführungsform der Maßverkörperungseinheit aufweist. Des Weiteren werden ein Verfahren und ein Werkzeug zum Herstellen der Maßverkörperungseinheit bzw. einer möglichen Ausführungsform der Maßverkörperungseinheit vorgeschlagen, wobei das Werkzeug insbesondere beim Verfahren zum Herstellen der Maßverkörperungseinheit zum Einsatz kommt. Obwohl hierin lediglich auf eine gerade Maßverkörperungseinheit bzw. eine gerade Längenmesseinrichtung Bezug genommen wird, ist zu verstehen, dass die Gegenstände der Erfindung zumindest analog in Bezug zu einer kreisförmigen Maßverkörperungseinheit bzw. Längenmesseinrichtung angewendet werden können.
Die Maßverkörperungseinheit weist einen Maßbandtragkörper auf, der eine Maßbandnut aufweist und insbesondere aus einem magnetisch neutralen Material, zum Beispiel aus einem magnetisch neutralen Stahl, ausgebildet ist. Als Maßverkörperung weist die Maßverkörperungseinheit ein Maßband auf, dessen Länge bzw. Längserstreckung mittels eines Kodierungsgitters kodiert ist. Das bedeutet, dass die Maßverkörperung bzw. das Maßband das Kodierungsgitter aufweist. Das Maßband und die Maßbandnut korrespondieren hinsichtlich Größe und Geometrie miteinander, und das Maßband ist in die Maßbandnut eingelegt. Hierdurch ruht das Maßband direkt oder indirekt auf einem Nutboden der Maßbandnut. Die Maßverkörperungseinheit weist zudem eine magnetisch neutrale Vergussmasse auf, mit der die Maßbandnut befüllt ist, sodass das Maßband in die Vergussmasse eingebettet ist, insbesondere vollständig eingebettet ist. In einem ausreagierten Zustand der Vergussmasse ist das Maßband so in Bezug zu der Maßbandnut und infolgedessen in Bezug zu dem Maßbandtragkörper mittels der Vergussmasse positionell fixiert.
Bei dem Verfahren zum Herstellen der Maßverkörperungseinheit wird das Maßband entlang einer Einschubrichtung, bei der es sich insbesondere um eine Längsrichtung x des Maßbandtragkörpers handelt, in den Maßbandtragkörper eingelegt. Zudem wird bei dem Verfahren die Maßbandnut mit der zunächst gießfähigen Vergussmasse befüllt. Hiernach reagiert die Vergussmasse in deren ausreagierten Zustand, wodurch mittels der Vergussmasse das Maßband in Bezug zu der Maßbandnut und infolgedessen in Bezug zu dem Maßbandtragkörper positionell fixiert wird. Es ist zu verstehen, dass der Verfahrensschritt des Einlegens des Maßbands in den Maßbandtragkörper und der Verfahrensschritt des Befüllens der Maßbandnut mit der gießfähigen Vergussmasse abweichend von der Beschreibungsreihenfolge in einer anderen Reihenfolge ablaufen können. Ferner können sich zumindest diese beiden Schritte des Herstellungsverfahrens einander zumindest teilweise zeitlich überschneiden bzw. zumindest teilweise gleichzeitig ablaufen. So ist es beispielsweise denkbar, dass die Maßbandnut zunächst teilweise mit der gießfähigen Vergussmasse befüllt wird, und dann das Maßband in den Maßbandtragkörper eingelegt wird. Hiernach kann dann ein weiteres Befüllen der Maßbandnut, in die dann das Maßband eingelegt wurde, mit der Vergussmasse erfolgen, sodass die Maßbandnut mittels des weiteren Befüllens vollständig mit der gießfähigen Vergussmasse befüllt wird. Alternativ ist es denkbar, dass die Maßbandnut zunächst vollständig mit der gießfähigen Vergussmasse befüllt wird und dann das Maßband unter einem Verdrängen der in der Maßbandnut befindlichen Vergussmasse in die Maßbandnut eingelegt wird. Auch ein Einlegen des Maßbands und ein gleichzeitig erfolgendes Befüllen der Maßbandnut mit der Vergussmasse (beispielsweise in einem jeweiligen Abschnitt des Maßbandtragkörpers, in den ein entsprechender Abschnitt des Maßbands bereits eingelegt ist), ist denkbar.
Indem das Maßband in der Maßbandnut ganz oder teilweise mit der Vergussmasse umgeben ist, ist das Maßband besonders sicher in Bezug zu der Maßbandnut bzw. in Bezug zu dem Maßbandtragkörper positionell fixiert, sodass eine unerwünschte Relativbewegung des Maßbands in Bezug zu dem Maßbandtragkörper wirksam verhindert ist. Hieraus resultiert ein besonders zuverlässiger Betrieb der Werkzeugmaschine bzw. der Längenmesseinrichtung der Werkzeugmaschine. Da die Vergussmasse zunächst fließfähig bzw. gießfähig eingesetzt wird, strömt die Vergussmasse beim Herstellen der Maßverkörperungseinheit in Freiräume des Kodierungsgitters des Maßbands, sodass diese Freiräume mittels der Vergussmasse versiegelt sind, wodurch die Freiräume des Kodierungsgitters wirksam gegen ein Eindringen von Stäuben, insbesondere Metallstäuben, sowie sonstigem Schmutz, Flüssigkeiten etc. geschützt sind. Zudem ist verhindert, dass zwischen dem Maßband und einer Innenoberfläche der Maßbandnut Stäube, Schmutz, Flüssigkeiten etc. geraten. Dies trägt erneut zu einem besonders zuverlässigen Betrieb der Werkzeugmaschine bzw. der Längenmesseinrichtung bei. Die Vergussmasse kann im ausreagierten Zustand vollständig opak, ganz oder teilweise transluzent/transparent oder bildtreu transparent sein. Der Grad der Opazität bzw. Transparenz der Vergussmasse in deren ausreagiertem Zustand ist für ein induktives Messverfahren, das heißt bei der induktiven Längenmesseinrichtung, unerheblich. Wird die Vergussmasse im Zusammenspiel mit einem optischen Messverfahren eingesetzt, wird eine im ausreagierten Zustand möglichst klare, das heißt transparente, insbesondere bildtreu transparente Vergussmasse eingesetzt.
In einer weiteren möglichen Ausführungsform der Maßverkörperungseinheit ist vorgesehen, dass die Vergussmasse speziell dazu ausgebildet ist, dass sie im ausreagierten Zustand unter Einfluss eines im Zusammenhang mit einem Betrieb der Werkzeugmaschine eingesetzten Betriebsfluids weder chemisch gelöst noch mechanisch beschädigt wird. Bei dem Betriebsfluid kann es sich beispielsweise um Druckluft, Schutzgas, Reinigungsmittel, Korrosionsschutz- und/oder sonstige Pflegemittel, Kühlmittel, Schmiermittel, Schneid-, Stanz-, Nibbelöle etc. handeln. Mit anderen Worten ist also die Vergussmasse speziell dazu eingerichtet, dem Betriebsfluid mechanisch und chemisch zu widerstehen. Hierdurch ist in vorteilhafter Weise verhindert, dass die Vergussmasse zum Beispiel bricht, aufquillt, gelöst wird etc., wodurch eine Maßhaltigkeit der Maßverkörperungseinheit, insbesondere deren Dicke, im Betrieb der Werkzeugmaschine gewährleistet bleibt. Aufgrund dessen ist wirksam verhindert, dass ein Abtastkopf der Längenmesseinrichtung in unerwünschter Weise an die Maßverkörperungseinheit anstößt bzw. beim Bewegen über die Maßverkörperungseinheit schleift.
Alternativ oder zusätzlich ist vorgesehen, dass die Vergussmasse speziell dazu ausgebildet ist, dass sie im ausreagierten Zustand unter Einwirkung einer im Zusammenhang mit dem Betrieb der Werkzeugmaschine auftretenden mechanischen Belastung nicht mechanisch beschädigt wird. Das bedeutet, dass die Vergussmasse zumindest so stoßfest ausgebildet ist, dass sie Impulsen, die beim Betrieb der Werkzeugmaschine auf die Maßverkörperungseinheit einwirken, schadlos widersteht. Hierdurch ist sichergestellt, dass die Vergussmasse in ausreagiertem Zustand nicht bricht, springt etc. Durch die chemische und/oder mechanische Widerstandsfähigkeit der Vergussmasse ist der Abstand, der für einen bestimmungsgemäßen und zuverlässigen Betrieb der Längenmesseinrichtung zwischen dem Abtastkopf und der Maßverkörperungseinheit einzuhalten ist, selbst bei Einfluss des Betriebsfluids bzw. der Betriebsfluide und/oder bei Einwirkung der betriebsinduzierten mechanischen Belastung gewährleistet. Zudem ist verhindert, dass sich Spalte, Risse und sonstige unerwünschte Öffnungen in der Vergussmasse bilden, durch welche hindurch in unerwünschter Weise Stäube, Schmutz, Flüssigkeiten etc. eintreten können.
Wenn es sich bei der Vergussmasse nicht um einen Klebstoff handelt, ist zwischen der Maßbandnut und dem Maßband mittels der Vergussmasse ein Formschluss gebildet. In weiterer möglicher Ausführungsform der Maßverkörperungseinheit ist vorgesehen, dass die Vergussmasse ein Klebstoff ist, wodurch zwischen dem Maßband und der Maßbandnut eine Klebeverbindung gebildet ist, die ein Bewegen des Maßbands entlang der Längsrichtung x des Maßbandtragkörpers sperrt. Das Maßband und die Maßbandnut, insbesondere deren Nutboden und/oder deren senkrecht vom Nutboden hervorspringenden Nutwände, sind also gemäß dieser Ausführungsform mittels der Klebeverbindung miteinander verklebt, wobei die Klebeverbindung durch die in diesem Fall als Klebstoff ausgebildete/ausgewählte Vergussmasse vermittelt wird. Die als Klebstoff ausgebildete bzw. ausgewählte Vergussmasse fungiert in diesem Fall vorteilhaft zum einen als Verbindungsmittel zwischen dem Maßband und der Maßbandnut und zum anderen als Füll- bzw. Versiegelungsmaterial für die Maßbandnut, um das Eindringen von Staub und/oder Betriebsfluiden etc. zu verhindern. Es ist aufgrund des Klebstoffs eine besonders positionssichere, zuverlässige und stabile Verbindung zwischen dem Maßband und der Maßbandnut und infolgedessen dem Maßbandtragkörper geschaffen.
Bei dem Klebstoff handelt es sich einer möglichen weiteren Ausführungsform der Maßverkörperungseinheit zufolge zum Beispiel um einen Epoxid-Strukturklebstoff, um einen Zwei-Komponenten-Strukturklebstoff etc. Diese Arten von Strukturklebstoff lassen sich besonders einfach mit unterschiedlichen Substraten mischen und weisen eine besonders vorteilhafte Scherfestigkeit sowie eine besonders lange Verklebungsdauer, das heißt eine besonders langsame Alterung, auf. Eine hohe thermische, mechanische und/oder chemische Beständigkeit sowie eine in vorteilhafter Weise besonders geringe Schrumpfung und eine besonders hohe Kohäsionsfestigkeit tragen zu der besonders innigen und stabilen Verbindung zwischen dem Maßband und der Maßbandnut ebenso bei, wie die Möglichkeit, den entsprechenden Strukturklebstoff besonders einfach - manuell und/oder automatisiert - applizieren zu können.
Dem Gedanken an eine besonders sichere bzw. feste Verbindung zwischen der Maßbandnut und dem Maßband wird in besonderem Maße Rechnung getragen, wenn - wie in einer weiteren möglichen Ausführungsform der Maßverkörperungseinheit vorgesehen ist - zwischen dem Nutboden der Maßbandnut und einer dem Nutboden zugewandten Breitlängsseite des Maßbands eine Schicht aus der Vergussmasse, insbesondere dem Klebstoff, ausgebildet ist. Insbesondere in diesem Fall ist es denkbar, dass der Klebstoff bzw. die Vergussmasse als eine erste Klebstoffschicht auf den Nutboden und/oder auf die dem Nutboden zugewandte Breitlängsseite des Maßbands aufgetragen wird, sodass diese Breitlängsseite und der Nutboden mittels der ersten Klebstoffschicht miteinander verklebt werden.
Eine weitere mögliche Ausführungsform der Maßverkörperungseinheit sieht vor, dass zwischen der Maßbandnut und dem Maßband ein entlang einer Querrichtung y des Maßbandtragkörpers wirkender Formschluss gebildet ist, der ein Bewegen des Maßbands entlang der Querrichtung y sperrt. Beispielsweise entsprechen eine Nutbreite, das heißt ein parallel zur Querrichtung y verlaufender gerader Abstand der senkrecht von dem Nutboden hervorspringenden Nutwände, und eine Breite des Maßbands entlang der Querrichtung y einander, sodass das Maßband passend zwischen die beiden Nutwände eingelegt werden kann. Die Maßbandnut ist also derart ausgebildet, dass die beiden senkrecht von dem Nutboden hervorspringenden Nutwände entlang der Querrichtung y über die Breite des Maßbands voneinander beabstandet sind. Hierdurch ist das Maßband noch sicherer in/an dem Maßbandtragkörper, das heißt in der Maßbandnut, gehalten.
Bei der Maßverkörperungseinheit ist gemäß einer weiteren möglichen Ausführungsform zwischen der Maßbandnut und dem Maßband ein entlang einer Hochrichtung z des Maßbandtragkörpers wirkender Formschluss gebildet, der ein Bewegen des Maßbands entlang der Hochrichtung z sperrt. In diesem Zusammenhang ist insbesondere - gemäß einer weiteren möglichen Ausführungsform der Maßverkörperungseinheit - vorgesehen, dass der entlang der Hochrichtung z wirkende Formschluss ein Niederhalterelement aufweist, das an einem Nutrand der Maßbandnut ausgebildet ist und eine vom Nutboden abgewandte Breitlängsseite des Maßbands übergreift. Hierdurch ist das Maßband zwischen dem Niederhalterelement und dem Nutboden der Maßbandnut in Bezug zur Hochrichtung z formschlüssig eingelegt. Die Maßverkörperungseinheit kann je Nutrandkante zwei oder mehr Niederhalterelemente aufweisen, die entlang der Nutrandkante äquidistant oder unregelmäßig voneinander beabstandet sind und von der entsprechenden Nutwand über den Nutboden hervorspringen. Des Weiteren kann vorgesehen sein, dass die Maßverkörperungseinheit je Nutrandkante ein einziges Niederhalterelement aufweist, das sich entlang der Längsrichtung x des Maßbandtragkörpers vollständig, das heißt ununterbrochen, über eine gesamte Längserstreckung der Maßbandnut erstreckt. Jedenfalls ist das jeweilige Niederhalterelement insbesondere über eine Dicke des Maßbands von dem Nutboden beabstandet, sodass das Maßband passend bzw. formschlüssig zwischen den Nutboden und das jeweilige Niederhalterelement eingelegt bzw. eingesetzt wird oder ist. Es ist des Weiteren insbesondere vorgesehen, dass durch das jeweilige Niederhalterelement der jeweilige Nutrand der Maßbandnut gebildet ist. Mit anderen Worten endet die Maßbandnut in Hochrichtung z mittels der Niederhalterelemente bzw. mittels des Niederhalterelements. Durch den entlang der Hochrichtung z wirkenden Formschluss ist in wirksamer Weise verhindert, dass das Maßband sich entlang der Hochrichtung z bewegt bzw. aus der Maßbandnut in unerwünschter Weise herausspringt. Zudem wird mittels des besagten Formschlusses das Maßband in einer geraden und planen, das heißt gestreckten Form gehalten, sodass die Positionsfeststellung des Abtastkopfes besonders genau und zuverlässig erfolgen kann. Im Querschnitt der Maßbandnut (Schnittebene Y-Z-Ebene) kann sich die Maßbandnut als Schwalbenschwanznut darstellen, wobei durch das jeweilige Niederhalterelement eine Schwalbenschwanzverbindungswange gebildet ist, indem das Niederhalterelement eine schräge Niederhalterelementfläche aufweist, die dem Nutboden zugewandt ist und von dem Nutboden beabstandet ist.
Um eine besonders hochqualitative Oberflächengüte einer Außenoberfläche der ausreagierten Vergussmasse zu erhalten, um den erforderlichen Abstand zwischen dem Abtastkopf und der Maßverkörperungseinheit zu gewährleisten, ist in einer möglichen Weiterbildung der Maßverkörperungseinheit vorgesehen, dass die Außenoberfläche der ausreagierten Vergussmasse spanend und/oder spanlos geplant bzw. geglättet ist oder wird. Die Außenoberfläche der ausreagierten Vergussmasse, insbesondere des Klebstoffs, kann beispielsweise geschlichtet, geläppt, geschliffen, poliert etc. werden. Alternativ oder zusätzlich kann die Außenoberfläche der ausreagierten Vergussmasse bzw. des Klebstoffs spanlos, insbesondere thermisch, nachbearbeitet werden, zum Beispiel kann die Außenoberfläche zumindest teilweise aufgeschmolzen werden. Das bedeutet, dass die zu planende Außenoberfläche der Vergussmasse zum Beispiel bis zu einer gewünschten Tiefe wieder in den fließfähigen bzw. gießfähigen Zustand versetzt wird, wobei unter einem Erstarren des aufgeschmolzenen Teils der Vergussmasse deren Außenoberfläche besonders glatt und plan wird. Die besonders glatt bzw. plan ausgebildete Außenoberfläche der Vergussmasse bietet den Vorteil, dass sich an der Außenoberfläche dann besonders wenig Staub, insbesondere Metallstaub, absetzt, und sollte sich doch Staub auf der Außenoberfläche der Vergussmasse abgelagert haben, ist dieser besonders einfach von der Außenoberfläche der Vergussmasse entfernbar, insbesondere durch einfaches Abwischen, Abkehren etc. So gestaltet sich der Betrieb der Längenmesseinrichtung bzw. der die Längenmesseinrichtung aufweisenden Werkzeugmaschine besonders effizient, da der unerwünschte Metallstaub sich lediglich in besonders geringem Maße und gegebenenfalls besonders leicht entfernbar zwischen der Maßverkörperungseinheit und dem Abtastkopf absetzt. Auf ein besonders aufwendiges Reinigen der Längenmesseinrichtung, insbesondere der Maßverkörperungseinheit, kann daher verzichtet werden, wodurch unerwünschte Stillstandzeiten der Werkzeugmaschine in vorteilhafter Weise maßgeblich reduziert sind.
In einer weiteren möglichen Ausführungsform der Maßverkörperungseinheit bilden eine Außenoberfläche des Maßbandtragkörpers und die Außenoberfläche der ausreagierten Vergussmasse miteinander eine insgesamt plane und spaltfreie Gesamtaußenoberfläche der Maßverkörperungseinheit. Dabei ist die Maßbandnut mittels der Vergussmasse vollständig verschlossen. Mit anderen Worten grenzen die Außenoberfläche des Maßbandtragkörpers und die Außenoberfläche der Vergussmasse bündig und in einer gemeinsamen (imaginären) Ebene aneinander an, wobei zwischen der Außenoberfläche des Maßbandtragkörpers und der Außenoberfläche der Vergussmasse ein nahtloser bzw. spaltfreier Übergang vorliegt. Auf diese Weise ist die Maßverkörperungseinheit an deren Gesamtaußenoberfläche plan bzw. eben, wodurch das störungsfreie Bewegen des Abtastkopfes über die Maßverkörperungseinheit gewährleistet ist. Zudem ist die Maßverkörperungseinheit besonders einfach reinigbar, insbesondere von dem unerwünschten Metallstaub, da zwischen der Außenoberfläche des Maßbandtragkörpers und der Außenoberfläche der Vergussmasse keine Kanten ausgebildet sind, in denen sich der unerwünschte Metallstaub ansammeln könnte.
Die Maßverkörperungseinheit ist besonders einfach herstellbar, indem die Maßbandnut einen Einschubtrichter aufweist, der eine Maßbandeinschubstirnseite des Maßbandtragkörpers trichterförmig öffnet. Hierdurch ist das Maßband besonders einfach in die Maßbandnut einsetzbar, insbesondere einschiebbar, wobei das Maßband unter dem Einschieben durch den Einschubtrichter hindurch in Bezug zur Querrichtung y, das heißt in Bezug zur Nutbreite der Maßbandnut, zentriert wird. Der Einschubtrichter verjüngt sich in Einschubrichtung, bei der es sich insbesondere um die Längsrichtung x des Maßbandtragkörpers handelt, wobei der Einschubtrichter bei bestimmungsgemäß bzw. vollständig eingesetztem Maßband an der Maßbandeinschubstirnseite des Maßbandtragkörpers von dem Maßband frei ist. Mit anderen Worten ist vorgesehen, dass in bestimmungsgemäßer Einbaulage des Maßbands dieses nicht in den Einschubtrichter hineinragt. Um zu vermeiden, dass sich der unerwünschte Metallstaub im Betrieb der Werkzeugmaschine bzw. der Längenmesseinrichtung in dem Einschubtrichter ansammelt, ist gemäß dieser Ausführungsform des Weiteren vorgesehen, dass der Einschubtrichter mit der Vergussmasse befüllt ist oder wird.
Das erfindungsgemäße Werkzeug zum Herstellen der Maßverkörperungseinheit ist ein Rakelwerkzeug, das dazu konfiguriert ist, bei dem Verfahren zum Herstellen der Maßverkörperungseinheit eingesetzt zu werden, insbesondere, um die Maßbandnut mit der Vergussmasse zu befüllen. Hierzu weist das Rakelwerkzeug insbesondere eine Einfüllöffnung auf, die fluidisch mit einem Vergussmassespender, etwa einer Klebstofftube etc., fluidisch verbindbar ist und bei dem Verfahren verbunden wird. Fluidisch mit der Einfüllöffnung verbunden ist ein Vergussmassereservoir des Rakelwerkzeugs, in welchem sich die gießfähige Vergussmasse ansammelt, wodurch sichergestellt ist, dass die Vergussmasse über die gesamte Nutbreite der Maßbandnut verteilt wird. Um dies zu prüfen bzw. zu kontrollieren, weist das Vergussmassereservoir insbesondere ein Kontrollfenster auf, durch welches hindurch ein Vergussmassekontrollspiegel im Vergussmassereservoir bestimmt werden kann. Unter einem Bewegen des Rakelwerkzeugs in eine Rakelrichtung, die insbesondere mit der Einschubrichtung bzw. Längsrichtung x gleichgerichtet ist, fließt die Vergussmasse in die Maßbandnut, auf das Maßband, um das Maßband herum sowie in das Kodierungsgitter des Maßbands, und wird zudem mittels eines Rakelelements des Rakelwerkzeugs in Freiräume zwischen der Maßbandnut und dem Maßband bzw. in die Öffnungen des Kodierungsgitters gerakelt. Um ein Rakelergebnis während des Befüllens der Maßbandnut mit der Vergussmasse kontrollieren zu können, weist das Rakelwerkzeug insbesondere eine Kontrollöffnung auf, die in Bezug zu der Rakelrichtung hinter dem Rakelelement des Rakelwerkzeugs angeordnet ist und einen Blick auf einen bereits gerakelten Anteil der Vergussmasse gewährt. Durch das Rakelwerkzeug ist das Verfahren zum Herstellen der Maßverkörperungseinheit besonders effizient durchführbar.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung können sich aus der nachfolgenden Beschreibung möglicher Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnung ergeben.
Die Zeichnung zeigt in:

1 eine Draufsicht einer Maßverkörperungseinheit, wobei ein Maßband in eine Maßbandnut eines Maßbandtragkörpers formschlüssig eingesetzt und mittels einer Vergussmasse stoffschlüssig positionell gesichert ist,
2 eine entlang einer Schnittebene II-II (siehe 1) geschnittene Ansicht der Maßverkörperungseinheit,
3 eine Draufsicht des Maßbandtragkörpers, wobei im Rahmen eines Verfahrens zum Herstellen der Maßverkörperungseinheit das Maßband in einer Einschubrichtung in die Maßbandnut eingeschoben wird,
4a eine entlang einer Schnittebene IV-IV (siehe 1) geschnittene Ansicht des Maßbandtragkörpers mit in die Maßbandnut eingesetztem Maßband, wobei im Rahmen des Verfahrens mittels eines Rakelwerkzeugs die Vergussmasse in die Maßbandnut gefüllt wird,
4b eine perspektivische Ansicht des Rakelwerkzeugs,
5 eine perspektivische Ansicht des Befüllens der Maßbandnut mit der Vergussmasse, wobei das Rakelwerkzeug eingesetzt wird,
6 in schematischer und perspektivischer Ansicht eine herkömmliche Befestigung einer Maßverkörperung an einem herkömmlichen Maßverkörperungstragkörper (Stand der Technik); und
7 in perspektivischer Ansicht eine herkömmliche Maßverkörperungseinheit, die beschädigt ist (Stand der Technik).

Im Folgenden werden eine Maßverkörperungseinheit 1, eine die Maßverkörperungseinheit 1 aufweisende Längenmesseinrichtung (nicht dargestellt), eine die Längenmesseinrichtung aufweisende Werkzeugmaschine (nicht dargestellt) sowie ein Verfahren und ein Rakelwerkzeug 2 (siehe 4a/4b) zum Herstellen der Maßverkörperungseinheit 1 in gemeinsamer Beschreibung dargelegt. Gleiche und funktionsgleiche Elemente sind dabei in den Figuren mit gleichem Bezugszeichen versehen.
Bei der Werkzeugmaschine handelt es sich insbesondere um eine numerisch gesteuerte Werkzeugmaschine, was bedeutet, dass die Werkzeugmaschine wenigstens eine NC (Numeric Control)-Bewegungsachse aufweist. Diese NC-Bewegungsachse weist die Längenmesseinrichtung auf, mittels derer eine Bewegungsposition einer Werkzeugmaschinenkomponente, die im Betrieb der Werkzeugmaschine an oder um die NC-Bewegungsachse geführt wird, zu erfassen. Bei der Werkzeugmaschinenkomponente handelt es sich zum Beispiel um ein Maschinenwerkzeug, mittels dessen in einem Bearbeitungsbetrieb der Werkzeugmaschine ein Werkstück spanend und/oder spanlos bearbeitet wird. Ferner kann es sich bei der Werkzeugmaschinenkomponente um eine Bewegungsachse eines Bewegungsapparats der Werkzeugmaschine handeln. Die Längenmesseinrichtung weist die Maßverkörperungseinheit 1 und einen Abtastkopf (nicht dargestellt) auf. Der Abtastkopf ist an der Werkzeugmaschinenkomponente befestigt und dazu eingerichtet, unter einem Bewegen in Bezug zu einer Maßverkörperung der Längenmesseinrichtung eine Magnetfeldänderung zu detektieren. Mit anderen Worten handelt es sich bei der Längenmesseinrichtung um eine induktive Längenmesseinrichtung. Bei der Werkzeugmaschine handelt es sich um Beispiel um eine CNC-Laserschneidmaschine, um eine CNC-Stanzmaschine oder um eine kombinierte CNC-Stanz-Laserschneid-Maschine. Generell ist die Maßverkörperungseinheit 1 bzw. die die Maßverkörperungseinheit 1 aufweisende Längenmesseinrichtung an jeglicher NC-Bewegungsachse von NC- bzw. CNC-Werkzeugmaschinen jeglicher Art einsetzbar.
Die Maßverkörperungseinheit 1 weist einen Maßbandtragkörper 3 auf, der eine Maßbandnut 4 aufweist. Im vorliegenden Beispiel weist die Maßbandnut 4 einen Einschubtrichter 5 auf, der eine Maßbandeinschubstirnseite 6 des Maßbandtragkörpers 3 trichterförmig öffnet. Ein Nutboden 7 der Maßbandnut 4 ist vorzugsweise vollständig plan ausgebildet. Weiter weist die Maßverkörperungseinheit 1 als Maßverkörperung der Längenmesseinrichtung ein Maßband 8 auf, das in die Maßbandnut 4 eingelegt ist, wobei im vorliegenden Beispiel zwischen der Maßbandnut 4 und dem Maßband 8 sowohl ein entlang einer Querrichtung y des Maßbandtragkörpers 3 wirkender Formschluss 9 als auch ein entlang einer Hochrichtung z des Maßbandtragkörpers 3 wirkender Formschluss 10 gebildet sind. Aufgrund des querrichtungswirksamen Formschlusses 9 sowie aufgrund des hochrichtungswirksamen Formschlusses 10 ist ein Bewegen des Maßbands 8 entlang der Querrichtung y und entlang der Hochrichtung z gesperrt. Bei den den querrichtungswirksamen Formschluss 9 vermittelnden Formschlusselementen handelt es sich im vorliegenden Beispiel um eine von dem Nutboden 7 hervorspringende Nutwand 11 und eine Schmallängsseite 12 des Maßbands 8. Beim querrichtungswirksamen Formschluss 9 sind die Nutwand 11 und die Schmallängsseite 12 einander zugewandt und berühren sich entlang einer Längserstreckung des Maßbands 8, insbesondere entlang der gesamten Längserstreckung des Maßbands 8. Indem das Maßband 8 beidseitig an die Nutwände 11 der Maßbandnut 4 angrenzt, ist ein translatorisches Bewegen entlang der Querrichtung y sowie ein Rotieren um die Hochrichtung z verhindert. Der hochrichtungswirksame Formschluss 10 weist als Formschlusselemente ein Niederhalterelement 13 und eine von dem Nutboden 7 abgewandte Breitlängsseite 14 des Maßbands 8 auf. Das Niederhalterelement 13 ist an einem Nutrand 15 der Maßbandnut 4 ausgebildet und übergreift entlang der Querrichtung y das Maßband 8 bzw. dessen Breitlängsseite 14. Hierzu springt das Niederhalterelement 13 senkrecht von der Nutwand 11 der Maßbandnut 4 hervor. Hierdurch ist das Maßband 8 zwischen dem Niederhalterelement 13 und dem Nutboden 7 der Maßbandnut 4 in Bezug zur Hochrichtung z formschlüssig eingelegt. Ein translatorisches Bewegen des Maßbands 8 entlang der Hochrichtung z sowie ein Drehen des Maßbands 8 um die Querrichtung y sind dadurch gesperrt. Sowohl der querrichtungswirksame Formschluss 9 als auch der hochrichtungswirksame Formschluss 10 unterbinden dabei ein Drehen des Maßbands 8 um die Längsrichtung x.
Die Maßverkörperungseinheit 1 weist weiter eine magnetisch neutrale Vergussmasse 16 auf, die in 1 durch eine entsprechende Schraffur angedeutet ist. Ein die Breitlängsseite 14 des Maßbands 8 bedeckender Anteil der Vergussmasse 16 ist in 1 nicht dargestellt. Mit der magnetisch neutralen Vergussmasse 16 ist die Maßbandnut 4 befüllt, sodass das Maßband 8 in die Vergussmasse 16 ganz oder teilweise eingebettet ist. In einem ausreagierten, das heißt ausgehärteten Zustand der Vergussmasse 16 ist das Maßband 8 in Bezug zu der Maßbandnut 4 und infolgedessen in Bezug zu dem Maßbandtragkörper 3 mittels der Vergussmasse 16 positionell fixiert. Die Vergussmasse 16 ist hier im Beispiel ein Klebstoff, vorliegend ein Epoxid-Strukturklebstoff oder ein Zwei-Komponenten-Strukturklebstoff, wodurch zwischen dem Maßband 8 und der Maßbandnut 4 eine Klebeverbindung 17 oder mehr solcher Klebeverbindungen 17 ausgebildet ist bzw. sind. Insbesondere ist vorgesehen, dass zwischen dem Nutboden 7 und einer dem Nutboden 7 zugewandten Breitlängsseite 18 des Maßbands 8 eine Schicht 19 aus der Vergussmasse 16 bzw. dem Klebstoff ausgebildet ist.
Die Vergussmasse 16 bzw. der Klebstoff, der als die Vergussmasse 16 fungiert, ist im vorliegenden Beispiel speziell dazu ausgebildet, bei Kontakt mit einem Betriebsfluid, das im Betrieb der Werkzeugmaschine mit der Maßverkörperungseinheit 1 in Kontakt kommen kann weder chemisch gelöst noch mechanisch beschädigt zu werden. Das bedeutet, dass die Vergussmasse 16 bzw. der Klebstoff speziell ausgewählt wird, um den Betriebsfluiden sowohl mechanisch als auch chemisch zu widerstehen. Des Weiteren ist die Vergussmasse 16 bzw. der Klebstoff im vorliegenden Beispiel speziell dazu ausgebildet, Impulsen bzw. Stößen zu widerstehen, die im Betrieb der Werkzeugmaschine auf die Maßverkörperungseinheit 1 einwirken können. Mit anderen Worten ist die Vergussmasse 16 bzw. der Klebstoff besonders stoßfest ausgebildet.
2 zeigt eine entlang einer Schnittebene II-II (siehe 1) geschnittene Ansicht der Maßverkörperungseinheit 1, wobei zu erkennen ist, dass eine Außenoberfläche 20 des Maßbandtragkörpers 3 und eine Außenoberfläche 21 der ausreagierten Vergussmasse 16 miteinander eine insgesamt plane und spaltfreie Gesamtaußenoberfläche 22 der Maßverkörperungseinheit 1 bilden. Dabei ist die Maßbandnut 4 mittels der Vergussmasse 16 bzw. dem Klebstoff vollständig verschlossen, wodurch die Maßbandnut 4 gegen ein Eindringen von Schmutz, Staub, Fluiden etc. dicht versiegelt ist.
Aus 2 geht des Weiteren hervor, dass die Maßbandnut 4 an deren Nutwänden 11 schwalbenschwanzartig ausgebildet sein kann, insbesondere im Zusammenspiel mit den Niederhalterelementen 13. Die Maßbandnut 4 kann beispielsweise in einen Materialkörper des Maßbandtragkörpers 3 eingefräst sein. Alternativ ist es denkbar, dass die Maßbandnut 4 und der Materialkörper des Maßbandtragkörpers 3 gemeinsam miteinander ausgebildet werden, beispielsweise miteinander urgeformt werden. Das bedeutet, dass beim Herstellen des Maßbandtragkörpers 3 sowohl dessen Materialkörper als auch die Maßbandnut 4 gleichzeitig ausgebildet, beispielsweise urgeformt werden.
Um eine besonders hochqualitative Außenoberflächenqualität der Außenoberfläche 21 der ausreagierten Vergussmasse 16 zu erreichen, ist im vorliegenden Beispiel des Weiteren vorgesehen, dass die Außenoberfläche 21 der Vergussmasse 16 spanend und/oder spanlos geplant bzw. geglättet ist. Das Planen bzw. Glätten der Außenoberfläche 21 der Vergussmasse 16 kann beispielsweise unter einem spanenden und/oder spanlosen Planen bzw. Glätten der Gesamtaußenoberfläche 22 der Maßverkörperungseinheit 1 erfolgen.
In Zusammenschau der 1 mit der 2 wird deutlich, dass die Maßbandnut 4 zwei Komponenten der Maßverkörperungseinheit 1 aufnimmt, nämlich zum einen das Maßband 8 und zum anderen die Vergussmasse 16. Dabei sind Bereiche der Maßbandnut 4, die von dem Maßband 8 nicht belegt sind - so auch der Einschubtrichter 5 - vollständig mit der Vergussmasse 16 befüllt bzw. ausgefüllt. Insbesondere sind Durchgangsöffnungen 23 eines Längenkodierungsgitters 24 des Maßbands 8 jeweils vollständig mit der Vergussmasse 16 befüllt bzw. ausgefüllt.
3 zeigt eine Draufsicht des Maßbandtragkörpers 3, wobei im Rahmen des Verfahrens zum Herstellen der Maßverkörperungseinheit 1 das Maßband 8 in einer Einschubrichtung 25 in die Maßbandnut 4 eingeschoben wird. Hierzu wird das Maßband 8 zunächst in Kontakt mit dem Einschubtrichter 5 gebracht, wobei unter einem Bewegen des Maßbands 8 entlang der Einschubrichtung 25 das Maßband 8 und die Maßbandnut 4 parallel zueinander ausgerichtet werden. Dabei gleitet das Maßband 8 an Einschubtrichterwangen 26 des Einschubtrichters 5 ab. Das Maßband 8 und der Maßbandtragkörper 3 werden so weit entlang der Einschubrichtung 25 aufeinander zu bewegt, bis das Maßband 8 in bestimmungsgemäßer Endposition (siehe 1) in der Maßbandnut 4 angeordnet ist. Dann wird - sofern noch nicht geschehen - die Vergussmasse 16 in einen gießfähigen bzw. fließfähigen Zustand gebracht, beispielsweise durch Erwärmen, und in die Maßbandnut 4, das heißt in die von dem Maßband 8 nicht belegten Bereiche der Maßbandnut 4, gefüllt. Dabei umströmt die gießfähige bzw. fließfähige Vergussmasse 16 das in der Maßbandnut 4 angeordnete Maßband 8, sodass die Vergussmasse 16 sowohl um das Maßband 8 herumströmt als auch in die Durchgangsöffnungen 23 des Längenkodierungsgitters 24 einströmt. Bei der Vergussmasse 16 kann alternativ vorgesehen sein - insbesondere, wenn es sich bei der Vergussmasse 16 um den Zwei-Komponenten-Strukturklebstoff handelt -, dass die beiden zunächst voneinander separat vorliegenden Klebstoffkomponenten bestimmungsgemäß vermischt werden, sodass ein Ausreagieren bzw. Aushärten der beiden miteinander vermischten Klebstoffkomponenten beginnt, während die Vergussmasse 16, das heißt der Zwei-Komponenten-Strukturklebstoff, in die Maßbandnut 4 eingegossen wird. Es wird jedenfalls so viel Vergussmasse 16 in die Maßbandnut 4 eingegossen, dass ein Vergussmassespiegel 27 (siehe 2) bündig mit der Außenoberfläche 20 des Maßbandtragkörpers 3 abschließt. Bei dem Verfahren kann insbesondere vorgesehen sein, dass - bevor das Maßband 8 in die Maßbandnut 4 eingeschoben wird - erst die Schicht 19 der Vergussmasse 16 auf den Nutboden 7 der Maßbandnut 4 aufgebracht wird und dann das Maßband 8 in die Maßbandnut 4 eingeschoben wird. Unter einem weiteren Befüllen mit weiterer Vergussmasse 16 gehen dann die weitere Vergussmasse 16 und die Schicht 19 miteinander eine stoffschlüssige Verbindung ein. Insbesondere härten die Schicht 19 und die mittels des weiteren Befüllens in die Maßbandnut 4 eingegossene, weitere Vergussmasse 16 gemeinsam zu einem monolithischen Vergussmasseblock aus. Auf diese Weise ist das Maßband 8 allseitig von der Vergussmasse 16 umgeben, wobei das Maßband 8 somit allseitig stoffschlüssig - nämlich mittels jeweiliger Klebeverbindungen 17 - mit der Maßbandnut 4 verbunden ist. Ebenso ist es denkbar, das Maßband 8 zunächst mit der Schicht 19 der Vergussmasse 16 zu versehen und dann das Maßband 8 mitsamt der darauf applizierten Schicht 19 in die Maßbandnut 4 einzuschieben.
4a zeigt eine entlang einer Schnittebene V-V (siehe 1) geschnittene Ansicht des Maßbandtragkörpers 3 mit in die Maßbandnut 4 eingesetztem Maßband 8, wobei im Rahmen des Verfahrens mittels des Rakelwerkzeugs 2 die Vergussmasse 16 in die Maßbandnut 4 gefüllt wird. 4b zeigt eine perspektivische Ansicht des Rakelwerkzeugs 2. Das Rakelwerkzeug 2 weist im vorliegenden Beispiel einen Rakelwerkzeugkörper 28, eine Einfüllöffnung 29, ein Vergussmassereservoir 30, ein Rakelelement 31 sowie eine Kontrollöffnung 32 auf. Mit einem Einfülldruck wird die gießfähige Vergussmasse 16, zum Beispiel aus einer Vergussmassetube, in die Einfüllöffnung 29 des Rakelwerkzeugs 2 eingefüllt, die fluidisch mit dem Vergussmassereservoir 30 verbunden ist. Sowohl die Einfüllöffnung 29 als auch das Vergussmassereservoir 30 öffnen den Rakelwerkzeugkörper 28 an dessen Rakelseite 33, die zum Befüllen der Maßbandnut 4 der Breitlängsseite 14 des Maßbands 8 zugewandt ist. Die unter dem Einfülldruck durch die Einfüllöffnung 29 hindurch an die Breitlängsseite 14 des Maßbands 8 anströmende und dabei in das Vergussmassereservoir 30 einströmende Vergussmasse 16 bildet in dem Vergussmassereservoir 30 einen Vergussmassekontrollspiegel 34, welcher im vorliegenden Beispiel durch ein Kontrollfenster 35 des Vergussmassereservoirs 30 hindurch erkennbar ist. Um die fließfähige bzw. gießfähige Vergussmasse 16 bestimmungsgemäß in die freien Bereiche der Maßbandnut 4 einzubringen, wird das Rakelwerkzeug 2 auf den Maßbandtragkörper 3 aufgesetzt und in eine Rakelrichtung 36 bewegt. Um ein seitliches Ausweichen des Rakelwerkzeugs 2 von der gewünschten Rakelrichtung 36, die insbesondere entlang der Längsrichtung x des Maßbandtragkörpers 3 bzw. der Maßverkörperungseinheit 1 verläuft, zu verhindern, weist das Rakelwerkzeug 2 vorliegend zwei Führungswangen 37 auf, die voneinander über eine Breite des Maßbandtragkörpers 3 voneinander beabstandet sind und von der Rakelseite 33 senkrecht hervorspringen. So umgreift das Rakelwerkzeug 2 in aufgesetztem Zustand (siehe 4a) den Maßbandtragkörper 3 entlang dessen Querrichtung y beidseitig, wodurch der Maßbandtragkörper 3 beim Herstellen der Maßverkörperungseinheit 1 als Linearführung für das Rakelwerkzeug 2 fungiert.
Eine Rakelgeschwindigkeit, mit der das Rakelwerkzeug 2 in Rakelrichtung 36 an dem Maßbandtragkörper 3 translatorisch entlangbewegt wird, und ein Volumenstrom, mit dem die Vergussmasse 16 über die Einfüllöffnung 29 in das Rakelwerkzeug 2 einströmt, sind bei dem Verfahren zum Herstellen der Maßverkörperungseinheit 1 insbesondere derart aufeinander abgestimmt, dass unter dem Bewegen des Rakelwerkzeugs 2 genau ein solcher Volumenstrom der Vergussmasse 16 in die Einfüllöffnung 29 und damit in das Vergussmassereservoir 30 einströmt, dass der Vergussmassekontrollspiegel 34 nicht über eine vorgegebene Maximalspiegelhöhe steigt und nicht unter eine vorgegebene Minimalspiegelhöhe fällt. Auf diese Weise ist sichergestellt, dass aufgrund des linearen Bewegens des Rakelwerkzeugs 2 genau so viel Vergussmasse 16 aus dem Vergussmassereservoir 30 abgezogen wird, dass über die gesamte Breite der Maßbandnut 4 genau so viel gieß- bzw. fließfähige Vergussmasse 16 an dem Maßband 8 anliegt, dass mittels des Rakelelements 31 die Außenoberfläche 21 der Vergussmasse 16 bestimmungsgemäß ausgebildet wird. Hierbei wird die Vergussmasse 16 mittels des Rakelelements 31 gerakelt bzw. glattgezogen.
5 zeigt eine perspektivische Ansicht des Befüllens der Maßbandnut 4 mit der Vergussmasse 16, wobei das Rakelwerkzeug 2 eingesetzt wird, das in diesem Fall als ein Handwerkzeug ausgebildet ist. Mittels des Rakelwerkzeugs 2 ist ein automatisiertes bzw. roboterunterstütztes Befüllen der Maßbandnut 4 mit der Vergussmasse 16 ausführbar. Das Rakelwerkzeug 2 ist beispielsweise ein additiv bzw. generativ (beispielsweise mittels 3D-Druckens, pulverbettbasierten Laserschmelzens etc.) hergestelltes Bauteil. Als Material für das Rakelwerkzeug 2 kommt beispielsweise Kunststoff oder ein metallisches Material in Frage.
Bezugszeichenliste

1 bis 5:

1

Maßverkörperungseinheit

2

Rakelwerkzeug

3

Maßbandtragkörper

4

Maßbandnut

5

Einschubtrichter

6

Maßbandeinschubstirnseite

7

Nutboden

8

Maßband

9

querrichtungswirksamer Formschluss

10

hochrichtungswirksamer Formschluss

11

Nutwand

12

Schmallängsseite

13

Niederhalterelement

14

Breitlängsseite, Nutboden abgewandt

15

Nutrand

16

Vergussmasse

17

Klebeverbindung

18

Breitlängsseite, Nutboden zugewandt

19

Schicht

20

Außenoberfläche des Maßbandtragkörpers

21

Außenoberfläche Vergussmasse

22

Gesamtaußenoberfläche der Maßverkörperungseinheit

23

Durchgangsöffnung

24

Längenkodierungsgitter

25

Einschubrichtung

26

Einschubtrichterwange

27

Vergussmassespiegel

28

Rakelwerkzeugkörper

29

Einfüllöffnung

30

Vergussmassereservoir

31

Rakelelement

32

Kontrollöffnung

33

Rakelseite

34

Vergussmassekontrollspiegel

35

Spiegelkontrollfenster

36

Rakelrichtung

37

Führungswange
6 und 7 (Stand der Technik):

B

herkömmliche Befestigung

MV

Maßverkörperung

MTK

herkömmlicher Maßverkörperungstragkörper

TB

Trägerband

AB

Abdeckband

KB

doppelseitiges Klebeband

G

Gitter

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 10243021 A1 [0003]

Claims

Maßverkörperungseinheit (1) für eine induktive Längenmesseinrichtung einer Werkzeugmaschine, wobei die Maßverkörperungseinheit (1) aufweist: - einen Maßbandtragkörper (3), der eine Maßbandnut (4) aufweist, - als Maßverkörperung ein Maßband (8), das in die Maßbandnut (4) eingelegt ist, - eine magnetisch neutrale Vergussmasse (6), mit der die Maßbandnut (4) befüllt ist, wobei das Maßband (8) in die Vergussmasse (16) eingebettet ist und wobei in einem ausreagierten Zustand der Vergussmasse (16) das Maßband (8) in Bezug zu der Maßbandnut (4) mittels der Vergussmasse (6) positionell fixiert ist.
Maßverkörperungseinheit (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Vergussmasse (16) speziell dazu ausgebildet ist, dass sie im ausreagierten Zustand - unter Einfluss eines im Zusammenhang mit einem Betrieb der Werkzeugmaschine eingesetzten Betriebsfluids weder chemisch gelöst noch mechanisch beschädigt wird, und/oder - unter Einwirkung einer im Zusammenhang mit einem Betrieb der Werkzeugmaschine auftretenden mechanischen Belastung nicht mechanisch beschädigt wird.
Maßverkörperungseinheit (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Vergussmasse (16) ein Klebstoff ist, wodurch zwischen dem Maßband (8) und der Maßbandnut (4) eine Klebeverbindung (17) gebildet ist, die ein Bewegen des Maßbands (8) entlang einer Längsrichtung (x) des Maßbandtragkörpers (3) sperrt.
Maßverkörperungseinheit (1) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Klebstoff ein Epoxid-Strukturklebstoff oder ein Zwei-Komponenten-Strukturklebstoff ist.
Maßverkörperungseinheit (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen einem Nutboden (7) der Maßbandnut (4) und einer dem Nutboden (7) zugewandten Breitlängsseite (18) des Maßbands (8) eine Schicht (19) aus der Vergussmasse (16) ausgebildet ist.
Maßverkörperungseinheit (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Maßbandnut (4) und dem Maßband (8) ein entlang einer Querrichtung (y) des Maßbandtragkörpers (3) wirkender Formschluss (9) gebildet ist, der ein Bewegen des Maßbands (8) entlang der Querrichtung (y) sperrt.
Maßverkörperungseinheit (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Maßbandnut (4) und dem Maßband (8) ein entlang einer Hochrichtung (z) des Maßbandtragkörpers (3) wirkender Formschluss (10) gebildet ist, der ein Bewegen des Maßbands (8) entlang der Hochrichtung (z) sperrt.
Maßverkörperungseinheit (1) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der entlang der Hochrichtung (z) wirkende Formschluss (10) ein Niederhalterelement (13) aufweist, das an einem Nutrand (15) der Maßbandnut (4) ausgebildet ist und eine von einem Nutboden (7) der Maßbandnut (4) abgewandte Breitlängsseite (14) des Maßbands (8) übergreift, sodass das Maßband (8) zwischen dem Niederhalterelement (13) und dem Nutboden (7) der Maßbandnut (4) in Bezug zur Hochrichtung (z) formschlüssig eingelegt ist.
Maßverkörperungseinheit (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Außenoberfläche (21) der ausreagierten Vergussmasse (16) spanend und/oder spanlos geplant ist.
Maßverkörperungseinheit (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Außenoberfläche (20) des Maßbandtragkörpers (3) und eine Außenoberfläche (21) der ausreagierten Vergussmasse (16) miteinander eine insgesamt plane und spaltfreie Gesamtaußenoberfläche (22) der Maßverkörperungseinheit (1) bilden, wobei die Maßbandnut (4) mittels der Vergussmasse (16) vollständig verschlossen ist.
Maßverkörperungseinheit (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Maßbandnut (4) einen Einschubtrichter (5) aufweist, der eine Maßbandeinschubstirnseite (6) des Maßbandtragkörpers (3) trichterförmig öffnet und mit der Vergussmasse (16) befüllt ist.
Verfahren zum Herstellen einer nach einem oder mehr der Ansprüche 1 bis 11 ausgebildeten Maßverkörperungseinheit (1), wobei - das Maßband (8) entlang einer Einschubrichtung (25) in den Maßbandtragkörper (3) eingelegt wird, - die Maßbandnut (4) mit der zunächst gießfähigen Vergussmasse (16) befüllt wird, - die Vergussmasse (16) in den ausreagierten Zustand reagiert, wodurch mittels der Vergussmasse (16) das Maßband (8) in Bezug zu der Maßbandnut (4) positionell fixiert wird.
Werkzeug zum Herstellen einer nach einem oder mehr der Ansprüche 1 bis 11 ausgebildeten Maßverkörperungseinheit (1).
Längenmesseinrichtung mit einer nach einem der Ansprüche 1 bis 11 ausgebildeten Maßverkörperungseinheit (1).
Werkzeugmaschine mit einer nach Anspruch 14 ausgebildeten Längenmesseinrichtung.