DE29601188U1 - Device for aligning mounting parts and encoder assembly - Google Patents
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Description
Vorrichtung zum Ausrichten von Montageteilen sowie Prehaeberbaucrruppe Device for aligning assembly parts and pre-assembly group
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zumThe invention relates to a device for
Ausrichten und Halten von Montageteilen für die Montage von zumindest einem ersten und einem zweiten Teil in relativ zueinander ausgerichteter Lage sowie einen Drehwinkelgeber mit einer derartigen Vorrichtung.Aligning and holding assembly parts for the assembly of at least a first and a second part in a position aligned relative to one another, as well as a rotary encoder with such a device.
Bei vielen Anwendungen, insbesondere bei hochpräzisen Geberanordnungen, ist es wichtig, zwei Teile, wie beispielsweise einen Signalgeber und einen Sensor, in relativ zueinander exakt ausgerichteter Lage zu montieren.In many applications, especially in high-precision encoder arrangements, it is important to mount two parts, such as a signal generator and a sensor, in a precisely aligned position relative to each other.
Zu diesem Zweck wurden bisher Zentrierdorne oder -hülsen eingesetzt, die nach der Montage eines ersten der beiden Teile das zweite Teil relativ zum ersten korrekt positionierten. Nachteilig ist diesem Vorgehen, daß in vielen Fällen für die zuvor nötige Montage des ersten Teils ein weiteres Justierwerkzeug erforderlich wird. Ist beispielsweise wie bei einer Drehgeberbaugruppe das Rotorelement und das Statorelement in axialer Richtung korrekt zu positionieren, wird häufig die Lage des Statorelements durch ein Gehäuse vorgegeben, und es ist nach Montage des Statorelements das Rotorelement in seiner axialen Lage festzulegen. Der letztgenannte Vorgang kann sich jedoch überaus schwierig oder zeitaufwendig gestalten,For this purpose, centering mandrels or sleeves have been used to date, which, after the first of the two parts has been assembled, correctly position the second part relative to the first. The disadvantage of this procedure is that in many cases an additional adjustment tool is required for the assembly of the first part, which is necessary beforehand. If, for example, the rotor element and the stator element are to be correctly positioned in the axial direction, as in the case of a rotary encoder assembly, the position of the stator element is often specified by a housing, and the rotor element must be fixed in its axial position after the stator element has been assembled. The latter process can, however, be extremely difficult or time-consuming.
falls, wie üblich, das Drehgebergehäuse nach außen hin geschlossen ist, um das Eindringen von Schmutz auszuschließen.if, as usual, the encoder housing is closed to the outside to prevent dirt from entering.
Zur Erleichterung der Montage des inkrementalen Einbau-Drehgebers IM 410 der Firma Leine & Linde ist an diesem ein Justierwerkzeug dauerhaft angebracht. Vor der Montage ist es mit diesem Zentrierwerkzeug möglich, eine korrekte Lageausrichtung von Stator zu Rotor zu erzielen, jedoch verbleibt dieses Werkzeug auch nach Montage an der Drehgeberbaugruppe. Diese Form der Justierung ist hauptsächlich für inkrementale Drehgeber und nur schlecht für winkelcodierte Drehgeber mit definierter Nullage geeignet. Darüberhinaus müssen Vorkehrungen getroffen werden, die während des Betriebszustands des Drehgebers ein Lösen des Justierwerkzeugs mit nachfolgender Behinderung der Drehbewegung ausschließen.To facilitate the installation of the incremental built-in encoder IM 410 from Leine & Linde, an adjustment tool is permanently attached to it. Before installation, this centering tool can be used to achieve the correct alignment of the stator to the rotor, but this tool remains on the encoder assembly even after installation. This form of adjustment is mainly suitable for incremental encoders and only poorly suited for angle-coded encoders with a defined zero position. In addition, precautions must be taken to prevent the adjustment tool from coming loose during the encoder's operating state, thereby impeding the rotary movement.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die vorgenannten Probleme des Standes der Technik zu vermeiden sowie eine Vorrichtung zum Ausrichten und Halten von Montageteilen und insbesondere eine Drehgeberbaugruppe zu schaffen, die auf einfache Weise, zuverlässig und zügig auch durch ungeschultes Personal angebracht werden kann.The invention is based on the object of avoiding the aforementioned problems of the prior art and of creating a device for aligning and holding assembly parts and in particular a rotary encoder assembly that can be installed easily, reliably and quickly even by untrained personnel.
Diese Aufgabe wird gelöst mit einer Vorrichtung, wie sie in Anspruch 1 beschrieben wird, sowie mit einer Drehgeberbaugruppe gemäß Anspruch 9. -This object is achieved with a device as described in claim 1 and with a rotary encoder assembly according to claim 9. -
Durch die mechanische Verbindung zwischen beiden Teilen, insbesondere zwischen dem Rotor- und dem Statorelement, wird eine kompakte Einheit geschaffen. Hierdurch wird es möglich, zunächst das erste Teil, vorzugsweise das Rotorelement, zu befestigen und in folge das bereits korrekt positionierte zweite Teil, insbesondere das Statorelement, in seiner Lage zu fixieren. Bei dieser äußerst einfachen und zügigen Montage sind beide Teile relativ zueinander im wesentlichen mit der Genauigkeit der mechanischen Verbindung ausgerichtet, welches bei einer entsprechenden mechanischen Verbindung extrem genaue Positionierungen gestattet.The mechanical connection between the two parts, in particular between the rotor and the stator element, creates a compact unit. This makes it possible to first fasten the first part, preferably the rotor element, and then to fix the already correctly positioned second part, in particular the stator element, in its position. With this extremely simple and quick assembly, both parts are aligned relative to each other essentially with the accuracy of the mechanical connection, which allows extremely precise positioning with an appropriate mechanical connection.
In besonders vorteilhafter Weise wird hierbei sowohl eine axiale als auch radiale Ausrichtung in der endgültigen Einbaulage erzielt. Ein nachträgliches Justieren der Höhe, beispielsweise des Rotorelementes relaiv zum Statorelement, entfällt in der Regel vollständig. Darüber hinaus kann eine exakt definierte Winkel-Nullage zwischen Rotor- und Statorelement vorgegeben und während der Montage eingehalten werden.In a particularly advantageous way, both axial and radial alignment is achieved in the final installation position. Subsequent adjustment of the height, for example of the rotor element relative to the stator element, is generally completely eliminated. In addition, a precisely defined angular zero position between the rotor and stator elements can be specified and maintained during assembly.
Umfassen die Befestigungsmittel eine Sollbruchstelle, so kann hierdurch eine sowohl kostengünstige als auch hochgenaue und preisgünstige mechanische Verbindung verwirklicht werden.If the fastening elements include a predetermined breaking point, this can create a mechanical connection that is both cost-effective and highly precise and inexpensive.
In vorteilhafter Weise kann eine derartigeAdvantageously, such a
Sollbruchstelle aus einer Perforation, einer bereichsweisen Verdünnung, aus Stegen und/oder aus einer Verklebung mit definierter Klebkraft bestehen.The predetermined breaking point may consist of a perforation, a partial thinning, webs and/or an adhesive bond with a defined adhesive strength.
Umfassen die Befestigungsmittel eine im wesentlichen spielfreie, formschlüssige Verrastung und/oder Verriegelung, eine Verschraubung und/oder eine formschlüssige Steckverbindung, wird hierdurch eine wiederverwendbare, lösbare mechanische Verbindung geschaffen, die zu einem späteren Zeitpunkt sowohl für Wartungs- als auch für Reparaturzwecke nutzbar ist.If the fastening means comprise a substantially play-free, positive locking and/or latching mechanism, a screw connection and/or a positive plug connection, this creates a reusable, detachable mechanical connection that can be used at a later date for both maintenance and repair purposes.
Transport und Montage werden weiter vereinfacht, wenn die mechanische Verbindung eine das Rotorelement in axialer Richtung fortsetzende Hülse umfaßt, deren überstehender Außenumfang einen Griff oder ein Halteorgan bildet.Transport and assembly are further simplified if the mechanical connection comprises a sleeve which continues the rotor element in the axial direction and whose protruding outer circumference forms a handle or a holding element.
Ist die nach Entfernen der mechanischen Verbindung verbleibende Öffnung durch eine Kappe mit im wesentlichen dem Durchmesser der Hülse verschließbar, kann hierdurch das Eindringen von Schmutz verhindert werden, ohne spätere Wartungs- oder Reparaturarbeiten zu erschweren.If the opening remaining after removal of the mechanical connection can be closed with a cap with a diameter essentially the same as that of the sleeve, this can prevent the ingress of dirt without making subsequent maintenance or repair work more difficult.
Die Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen anhand bevorzugter Ausführungsformen detaillierter beschrieben.The invention is described in more detail below with reference to the accompanying drawings using preferred embodiments.
Es zeigen:Show it:
Fig. 1 eine teilweise Querschnittsdarstellung einer ersten Ausführungsform einer Drehgeberbaugruppe mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Ausrichten und Halten,Fig. 1 is a partial cross-sectional view of a first embodiment of a rotary encoder assembly with the device according to the invention for aligning and holding,
Fig. 2 eine teilweise Querschnittsdarstellung einer zweiten Ausführungsform einer Drehgeberbaugruppe mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung,Fig. 2 is a partial cross-sectional view of a second embodiment of a rotary encoder assembly with the device according to the invention,
Fig. 3 eine teilweise Querschnittsdarstellung einer dritten Ausführungsform einer Drehgeberbaugruppe mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Ausrichten und Halten,Fig. 3 is a partial cross-sectional view of a third embodiment of a rotary encoder assembly with the inventive device for aligning and holding,
Fig. 4 eine teilweise Querschnittsdarstellung der in Fig. gezeigten Drehgeberbaugruppe nach Entfernen der mechanischen Verbindung und Verschließen der verbleibenden Öffnung mit einer Kappe,Fig. 4 is a partial cross-sectional view of the encoder assembly shown in Fig. after removing the mechanical connection and closing the remaining opening with a cap,
Fig. 5 eine beispielhafte Darstellung einer erfindungsgemäßen Drehgeberbaugruppe.Fig. 5 is an exemplary representation of a rotary encoder assembly according to the invention.
Bei der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen bezeichnen gleiche Bezugszeichen ähnliche oder identische Bestandteile.In the following description of preferred embodiments, the same reference numerals designate similar or identical components.
Nachstehend wird auf Fig. 1 Bezug genommen, in welcher eine erste erfindungsgemäße Ausführungsform eines Drehwinkelgebers 1 mit der Vorrichtung zum Justieren und Halten dargestellt ist.Reference is made below to Fig. 1, in which a first embodiment according to the invention of a rotary encoder 1 with the device for adjusting and holding is shown.
Die im Ganzen mit 1 bezeichnete Drehgeberbaugruppe umfaßt im wesentlichen ein Rotorelement 2 sowie ein Statorelement 3. Das Statorelement 3 wird entweder an einem Gehäuseteil 4 befestigt oder, falls das Gehäuseteil 4 bereits an der Drehgeberbaugruppe befestigt ist, an dem Gerät 6 montiert.The rotary encoder assembly, designated as a whole with 1, essentially comprises a rotor element 2 and a stator element 3. The stator element 3 is either attached to a housing part 4 or, if the housing part 4 is already attached to the rotary encoder assembly, mounted on the device 6.
Ohne Beschränkung der Allgemeinheit ist in den in den Figuren dargestellten Ausführungsformen das Gerät 6 mit einer hervortretenden Welle 5 ausgestattet, an welcher das Rotorelement 2 beispielsweise durch Verschrauben gehalten wird. Die Welle 5 kann alternativ auch Teil desWithout limiting the generality, in the embodiments shown in the figures, the device 6 is equipped with a protruding shaft 5 to which the rotor element 2 is held, for example by screwing. The shaft 5 can alternatively also be part of the
Rotorelements sein und in diesem Fall wird innerhalb des Geräts 6 auf an sich bekannte Weise eine weitere mechanische Verbindung zur Welle 5 hergestellt.rotor element and in this case a further mechanical connection to the shaft 5 is established within the device 6 in a manner known per se.
Der Scheibenträger 7 umgibt mit sehr geringem oder ohne Spiel die Welle 5 und hält die mit einer Winkelcodierung versehene Scheibe 8. In erfindungsgemäßer Weise können neben Schraubverbindungen Klebe-, Lot- oder thermische Aufschrumpftechniken zur Befestigung des Scheibenträgers 7 an der Welle 5 eingesetzt werden. Im wesentlichen soll eine exzentrische Befestigung der Scheibe 8 relativ zur Rotationsachse der Welle 5 vermieden werden.The disk carrier 7 surrounds the shaft 5 with very little or no play and holds the disk 8 provided with an angle coding. In accordance with the invention, in addition to screw connections, adhesive, soldering or thermal shrink-fitting techniques can be used to attach the disk carrier 7 to the shaft 5. Essentially, an eccentric attachment of the disk 8 relative to the axis of rotation of the shaft 5 should be avoided.
Bevorzugte Ausfuhrungsformen der Scheibe 8 umfassen transparente und/oder reflektierende optische Abschnitte, gezahnte oder mit Durchbrüchen versehene Bereiche oder mit einer Magnetisierung versehene Felder. Je nach Ausbildung der Scheibe 8 sind am Statorelement 3 die entsprechenden Sensoren 9 angeordnet. Ohne Beschränkung der Erfindung sind in den beigefügten Figuren ein optischer Sensor 9 sowie eine Lichtquelle 10 gezeigt, die zusammen mit der Scheibe 8 entweder inkrementale oder auf den absoluten Winkel bezogene, codierte Daten erfassen und auf an sich bekannte Weise einer Auswerteelektronik zuführen.Preferred embodiments of the disk 8 comprise transparent and/or reflective optical sections, toothed or perforated areas or fields provided with magnetization. Depending on the design of the disk 8, the corresponding sensors 9 are arranged on the stator element 3. Without limiting the invention, the attached figures show an optical sensor 9 and a light source 10 which, together with the disk 8, record either incremental or absolute angle-related, coded data and feed it to an evaluation electronics in a manner known per se.
Die Grundplatte des Statorelements 3 kann in geeigneter Weise als bedruckte Leiterplatte ausgeführt sein und zur Datengewinnung und -auswertung benötigte elektrische Schaltungen enthalten.The base plate of the stator element 3 can be designed in a suitable manner as a printed circuit board and contain electrical circuits required for data acquisition and evaluation.
Gemäß der ersten erfindungsgemäßen Ausfuhrungsform ist das Rotorelement 2 in axialer Richtung durch eine Hülse 12 verlängert. Die Hülse 12 durchtritt eine zentrische Bohrung der Grundplatte des Statorelements 3 und wird an diesem unverlierbar und mechanisch stabil gehalten.According to the first embodiment of the invention, the rotor element 2 is extended in the axial direction by a sleeve 12. The sleeve 12 passes through a central bore in the base plate of the stator element 3 and is held thereon in a captive and mechanically stable manner.
Bei der in Fig. 1 dargestellten erstenIn the first example shown in Fig. 1
Aus fuhrungs form umfaßt eine Befestigungsvorrichtung 13, zum Halten der Hülse 12 am Statorelement 3, seitliche Auswölbungen der Hülse 12; umfaßt eine Befestigungsvorrichtung 14 zum Halten der Hülse 12 am Rotorelement 2 eine als Wand-Verdünnung ausgebildeteIn the embodiment, a fastening device 13 for holding the sleeve 12 on the stator element 3 comprises lateral bulges of the sleeve 12; a fastening device 14 for holding the sleeve 12 on the rotor element 2 comprises a wall thinning
»•a»•a
Sollbruchstelle,predetermined breaking point,
Sowohl die Sollbruchstelle 14 als auch die seitliche Auswölbung 13 gestatten ein Lösen der Hülse 12 nach insgesamt erfolgter Montage, ohne daß hierdurch eine Dejustierung verursacht wird.Both the predetermined breaking point 14 and the lateral bulge 13 allow the sleeve 12 to be loosened after the entire assembly has been completed without causing any misalignment.
Die nach Auftrennen der Sollbruchstelle 14 in ihrer Festigkeit geschwächte Hülse 12 kann nach oben herausgezogen und die nachfolgend verbleibende Öffnung, wie in Fig. 4 beispielhaft dargestellt, gegebenenfalls durch eine Kappe verschlossen werden.The sleeve 12, which has been weakened in its strength after the predetermined breaking point 14 has been opened, can be pulled out upwards and the opening that subsequently remains can be closed with a cap if necessary, as shown by way of example in Fig. 4.
Alternativ kann die Auswölbung 13 durch einen Klebstoff ersetzt oder ergänzt werden, dessen definierte Klebeigenschaften die beim Lösen der Hülse 12 auftretenden Kräfte beschränken, Weiterhin kann die Sollbruchstelle eine Perforation, in axialer Richtung verlaufende Stege oder ebenfalls eine Verklebung mit geeigneter Haftkraft umfassen.Alternatively, the bulge 13 can be replaced or supplemented by an adhesive whose defined adhesive properties limit the forces occurring when the sleeve 12 is released. Furthermore, the predetermined breaking point can comprise a perforation, webs running in the axial direction or also an adhesive with a suitable adhesive force.
Nachfolgend wird auf die zweite, in Fig. 2 dargestellte Ausführungsform Bezug genommen. Die zweite Ausführungsform umfaßt neben der Sollbruchstelle 14 eine Befestigungsvorrichtung 13 mit einer bajonettartigen Rastverbindung zum Halten der Hülse 12 am Statorelement 3 Nach dem Auftrennen der Sollbruchstelle 14, welches vorzugsweise durch eine definierte Verdrehung der Hülse relativ zum Rotorelement 2 sowie zum Statorelement 3 erfolgt, können in geeigneter Winkelstellung die seitlichen Auswölbungen 18 durch Ausnehmungen 17 in axialer Richtung relativ zur Welle 5 verschoben werden. Hierdurch wird die Hülse 12 in axialer Richtung entriegelt und kann in Folge leicht entnommen werden. In erfindungsgemäSer Weise können die seitlichen Auswölbungen 18 zum Statorelement 3 haft- oder reibschlüssig sowie verrastend ausgebildet sein.Reference is made below to the second embodiment shown in Fig. 2. The second embodiment comprises, in addition to the predetermined breaking point 14, a fastening device 13 with a bayonet-like locking connection for holding the sleeve 12 on the stator element 3. After the predetermined breaking point 14 has been opened, which is preferably done by a defined rotation of the sleeve relative to the rotor element 2 and the stator element 3, the lateral bulges 18 can be displaced in an axial direction relative to the shaft 5 through recesses 17 in a suitable angular position. The sleeve 12 is thereby unlocked in the axial direction and can subsequently be easily removed. In accordance with the invention, the lateral bulges 18 can be designed to be adhesively or frictionally engaged and to lock onto the stator element 3.
Bei der in Fig. 3 dargestellten drittenIn the third example shown in Fig. 3
erfindungsgemäßen Ausführungsform umfaßt die Hülse 12 an ihrem unteren Ende sich radial nach außen erweiternde Nasen 19, die in am Innenumfang des Rotorelements 2 ausgebildete Mulden 20 greifen. Die Nasen 19 können an fingerförmigen Ausläufern der Hülse 12 befestigt sein und in eineIn the embodiment according to the invention, the sleeve 12 comprises at its lower end lugs 19 which widen radially outwards and engage in recesses 20 formed on the inner circumference of the rotor element 2. The lugs 19 can be attached to finger-shaped extensions of the sleeve 12 and can be inserted into a
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entsprechende Anzahl von Mulden 20 greifen, oder es können die Nasen 19 alternativ durch eine seitlich vorkragende, radial umlaufende Verdickung, welche in einer entsprechenden radial umlaufenden Ausnehmung 20 des Rotorelements 2 beherbergt wird, ersetzt sein.corresponding number of recesses 20, or the noses 19 can alternatively be replaced by a laterally projecting, radially circumferential thickening, which is housed in a corresponding radially circumferential recess 20 of the rotor element 2.
Hierdurch kommt es zu einer formschlüssigen rastenden Verbindung zwischen Hülse 12 und Rotorelement 2, die selbst nach Entnahme der Hülse 12 von der verbleibenden Drehgeberbaugruppe 1 deren Wiederverwendung zu einem späteren Zeitpunkt, etwa zu Wartungs- oder Reparaturzwecken, ermöglicht.This results in a positive locking connection between sleeve 12 and rotor element 2, which even after the sleeve 12 has been removed from the remaining encoder assembly 1 allows it to be reused at a later point in time, for example for maintenance or repair purposes.
Durch den Außenkonus 21 der Hülse 12 sowie den Innenkonus 22 des Rotorelements 2 wird im verrasteten Zustand ein stets exakt positionierter Sitz gewährleistet.The outer cone 21 of the sleeve 12 and the inner cone 22 of the rotor element 2 ensure that the seat is always positioned precisely when locked.
Zusätzlich kann die Verbindung zwischen Hülse 12 und Rotorelement 2 durch Aufbringen geeigneter Mengen eines Kleb- oder Haftstoffes unterstützt sein.In addition, the connection between sleeve 12 and rotor element 2 can be supported by applying suitable amounts of an adhesive or bonding agent.
Weiterhin liegt es im Rahmen der Erfindung ohne detaillierte Darstellung in den Figuren, zwischen Rotorelement 2 und Hülse 12 eine Verschraubung oder eine geeignet anders geformte Steckverbindung zu verwenden.Furthermore, it is within the scope of the invention, without detailed representation in the figures, to use a screw connection or a suitably differently shaped plug connection between the rotor element 2 and the sleeve 12.
Zweckmäßig ist der über das Statorelement 3 hervorragende Teil der Hülse 12 als Halteorgan oder Griff 23, gegebenenfalls mit einer Randrierung versehen, ausgebildet.The part of the sleeve 12 which projects beyond the stator element 3 is expediently designed as a holding member or handle 23, optionally provided with a knurling.
Wie den Fig. 3 und 4 zu entnehmen ist, kann derAs can be seen from Fig. 3 and 4, the
entweder an der Drehgeberbaugruppe 1 oder dem Gerät 6 befestigte Gehäuseteil 4 zur Seite hin eine Öffnung 24 aufweisen, welche die Befestigung des Rotorelements 2 an der Welle 5 vereinfacht.The housing part 4 attached either to the encoder assembly 1 or to the device 6 may have an opening 24 at the side, which simplifies the attachment of the rotor element 2 to the shaft 5.
Eine erfindungsgemäße Drehgeberbaugruppe, wie sie etwa als eigenständig handelbare Ware hergestellt und vertrieben werden kann, ist beispielhaft der Fig. 5 zu entnehmen.An example of a rotary encoder assembly according to the invention, such as can be manufactured and sold as an independently tradable product, is shown in Fig. 5.
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- 1996-01-25 DE DE29601188U patent/DE29601188U1/en not_active Expired - Lifetime
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
R207 | Utility model specification |
Effective date: 19960425 |
|
R156 | Lapse of ip right after 3 years |
Effective date: 19991103 |