DE3533831C1

DE3533831C1 - Gekapselte Meßeinrichtung

Info

Publication number: DE3533831C1
Application number: DE19853533831
Authority: DE
Inventors: Heinz 8225 Traunreut Kraus
Original assignee: Dr Johannes Heidenhain GmbH
Current assignee: Dr Johannes Heidenhain GmbH
Priority date: 1985-09-23
Filing date: 1985-09-23
Publication date: 1986-04-17

Description

Die Anordnung und Ausgestaltung der Abdeckele- mente gemäß dem Hauptpatent weist demgegenüber bereits erhebliche Vorteile auf, da die Anforderungen an die verschiedenen Funktionen bereits durch mehrteilige Abdeckelemente erfüllt sind.
Diese Anforderungen an die Funktionen sind: 1. geringe Reibung und Abriebfestigkeit für das Zusammenwirken von Dichtelementen und Mitnehmer; 2. Dauerelastizität und Formstabilität zur Gewährleistung der sicheren Schließung der Abdeckelemente über dem Längsschlitz 3.
Als besonders günstig hinsichtlich dieser Anforderungen zeigen sich die mehrteiligen Abdeckelemente gemäß der F i g. 1 bis 3. Gemäß F i g. 1 werden die Dichtprofile 10 und 11 von Rundschnüren aus Teflon gebildet, wobei auf einer Seite eine Rundschnur 10 und auf der Gegenseite eine Doppelrundschnur 11 in zugehörigen Stützprofilen 10' und 11' angebracht sind. Die Abdichtung verbessert sich dadurch, daß die einzelne Rundschnur 10 in der durch die Doppelrundschnur 11 gebildeten Mulde liegt. Die Stützprofile 10' und 11' können aus Elastomer bestehen. Da die Einzel-Rundschnur 10 eine andere Biegesteifigkeit aufweist, als die Doppelrundschnur 11, wird der Querschnitt des Mitnehmers 7 entsprechend den sich bei der Verformung der Abdeckelemente 10, 10' und 11, 11' ergebenden Biegelinien angepaßt, so daß sich in der Regel ein unsymmetrischer Querschnitt für den Mitnehmer 7 ergibt.
Die in den F i g. 2 und 3 dargestellten Varianten geben weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Abdeckelemente an. Bauteile, die gegenüber der Anordnung gemäß F i g. 1 gleichartig sind, tragen das gleiche Bezugszeichen, dem eine von der Figurennumerierung abhängige Indexziffer angehängt ist.
In der Anordnung nach Fig.2 wird ein Dichtprofil von einem Formteil 102 aus Teflon oder dgl. gebildet, das von einem Stützprofil 102' aus einem Elastomer getragen wird Das Dichtprofil 102 weist eine ähnliche Mulde in Längserstreckung auf, wie sie sich bei der Doppelrundschnur 11 nach Fig. 1 ergibt. In die Mulde des Dichtprofils 102 greift ein Gegenprofil als Dichtprofil 112 ein, das aus einem Lagermetall,- etwa Bronze bestehen kann. Eine hinreichende Biegsamkeit wird durch entsprechende Dimensionierung erzielt, wobei wegen der unterschiedlichen Biegesteifigkeit der beiden Dichtprofile 102 und 112 der Querschnitt des Mitnehmers 72 wieder durch einen unsymmetrischen Querschnitt angepaßt wird.
In dem Beispiel gemäß F i g. 3 wird ein Dichtprofil 103 von einem Stahlband gebildet, das auf sein Stützprofil 103' aufvulkanisiert ist. Das Gegenstück bildet ein pilzförmiges Dichtprofil 113, das in sein zugehöriges Stützprofil 113' eingepaßt ist. Das pilzförmige Dichtprofil 113 ist vorteilhaft wieder aus Teflon angefertigt, wohingegen die beiden Stützprofile 103' und 113' aus einem Elastomer bestehen.
Die Materialpaarung kann selbstverständlich auch von den beschriebenen Beispielen abweichen, sofern sie für die Nutzung unter den vorstehenden Bedingungen geeignet ist.
In F i g. 4 wird schließlich die Anordnung aus F i g. 3 entlang der Schnittlinie IV/IV gezeigt Die vorbeschriebenen unsymmetrischen Querschnitte der Mitnehmer werden hier am Mitnehmer 73 verdeutlicht, und es ist auch die beidseitige Verjüngung des Querschnittes in Längserstreckung zu erkennen.
Um die Biegsamkeit der Dichtprofile zu erhöhen, lassen sich an ihren den jeweiligen Dichtflächen entgegenliegenden Profilteilen in an sich bekannter Weise noch Ausklinkungen vornehmen. Ferner sind die Stützkräfte, die die Stützprofile aufbringen, durch einstellbare Druckluftzuführung veränderbar.
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Claims

Patentansprüche: 1. Gekapselte Meßeinrichtung, insbesondere Längen- oder Winkelmeßeinrichtung, zur Messung der Lage zweier relativ zueinander beweglicher Objekte, deren mit einem der zu messenden Objekte verbundenes Gehäuse an zumindest einer Seite einen in Bewegungsrichtung des beweglichen Objektes verlaufenden Schlitz aufweist, wobei das Gehäuse beiderseits des Schlitzes mehrteilige Abdeckelemente trägt, die im Bereich des Schlitzes in abdichtender, stoßender Berührung stehen, durch die örtlich ein mit dem anderen Objekt verbundener Mitnehmer hindurchgreift, der seinerseits mit einer im Gehäuse untergebrachten, als Meßaufnehmer dienenden Baueinheit verbunden ist, und daß bei den mehrteiligen Abdeckelementen jeweils wenigstens ein Teil als Dichtprofil und wenigstens ein anderes Teil als elastisches Stützprofil ausgebildet ist, nach Patent 3410944, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest die miteinander korrespondierenden Dichtprofile (10, 11) unterschiedliche Querschnitte und/ader physikalische Eigenschaften aufweisen.
2 Gekapselte Meßeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Querschnitt des Mitnehmers 72, 73) unsymmetrisch ist.

Die Erfindung bezieht sich auf eine gekapselte Meßeinrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Eine derartige Meßeinrichtung ist aus dem Patent 34 10 944 bekannt.

Vorliegende Anmeldung beinhaltet eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung einer derartigen Meßeinrichtung, bei der die Abdicht- und die Gleitfunktion noch weiter verbessert worden sind.

Bei Werkzeugmaschinen, die mit derartigen Meßeinrichtungen ausgerüstet sind, werden Kühl- und Schmiermittel verwendet, die durch die Dichtlippen vom Innern der Meßeinrichtung ferngehalten werden.

Diese Flüssigkeiten greifen jedoch das Material der Dichtlippen an und bringen die Dichtlippen zum Quellen, so daß sich deren Länge ändert. Es kommt auch vor, daß sich wegen der aggressiven Medien die Gleiteigenschaften der Dichtlippen negativ verändern.

Wenn nun durch die aggressiven Flüssigkeiten an den Werkzeugmaschinen die Dichtlippen guellen, legen sie sich in Wellenform und die Dichtungseigenschaften verschlechtern sich, oder die Oberfläche wird derart angegriffen, daß die Reibung zwischen Dichtlippen und Mitnehmer unzulässig hoch wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine gekapselte Meßeinrichtung zu schaffen, deren elastische Abdeckelemente optimale Dicht- und Gleiteigenschaften aufweisen, und diese auch nach längerem Einsatz unter aggressiven Umgebungseinflüssen nicht verlieren, so daß ein einwandfreier Langzeitbetrieb erreicht werden kann Diese Aufgabe wird durch die im Kennzeichen des Anspruches 1 angegebenen Maßnahmen gelöst.

Die Vorteile der erfindungsgemäßen Meßeinrichtung liegen in der guten Abdichtung des Hohlraumes des Gehäuses, die auch dann erhalten bleibt, falls die Dichtelemente mit aggressiven Mitteln in Berührung gekommen sind. Die Dichtungseigenschaften bleiben erhalten, da durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung der mehrteiligen Dichtelemente auch eine Funktionsaufteilung der Dichtelemente erzielt wird. Die eigentlichen Dichtprofile weisen im Zusammenwirken mit dem unsymmetrischen Mitnehmer eine geringe Reibung und eine hohe Abreibfestigkeit auf Die erforderliche Dauerelastizität für die Rückstellkräfte und die Formstabilität werden von den elastischen Stützprofilen aufgebracht.

Die hinsichtlich ihres Querschnittes und ihrer physikalischen Eigenschaften unterschiedlichen Dichtprofile sind auch hinsichtlich ihrer Verformungseigenschaften unterschiedlich, so daß sich beim Durchgriff des Mitnehmers unterschiedliche Biegelinien ergeben, denen durch die unsymmetrische Querschnittsform des Mitnehmers Rechnung getragen wird, was sich im Unteranspruch niederschlägt Mit Hilfe von Ausführungsbeispielen soll die Erfindung anhand der Zeichnungen noch näher erläutert werden.

Eszeigen Fig. 1 eine schematisch dargestellte Meßeinrichtung im Querschnitt, F i g. 2 eine Meßeinrichtung gemäß F i g. 1 mit variierten Dichtprofilen, F i g. 3 eine Meßeinrichtung mit Dichtprofilen in einer weiteren Variante und F i g. 4 eine Schnittdarstellung entlang der Linie IV/lVderFig.3.

Der Schnitt durch eine gekapselte Meßeinrichtung 1 zeigt gemäß F i g. 1 ein an den Stirnseiten geschlossenes Gehäuse 2, das an einer Seite einen Längsschlitz 3 aufweist. Das Gehäuse 2 ist mit dem Längsschlitz 3 nach unten am Tisch 4 einer nicht näher bezeichneten Werkzeugmaschine befestigt.

Im Innern des Gehäuses 2 ist ein Maßstab 5 angebracht, der eine nicht näher bezeichnete Meßteilung aufweist. Der Maßstab 5 wird in bekannter Weise von einem Meßaufnehmer abgelesen, der als Abtastbaueinheit 6 bezeichnet wird, und der im Innern des Gehäuses 2 längs des Maßstabs 5 verschiebbar ist Ein an der Abtastbaueinheit 6 angebrachter sogenannter Mitnehmer 7, dessen Querschnitt sich beidseitig in Meßrichtung unsymmetrisch verjüngt, ragt aus dem Längsschlitz 3 heraus und ist an seinem freien Ende mit einem Montagefuß 8 verbunden. Durch den Montagefuß 8 ist die Abtastbaueinheit 6 am Bett 9 der Werkzeugmaschine befestigt.

Wenn nun der Maschinenschlitten 4 verfahren wird, bewegt sich der Maßstab 5 an der Abtastbaueinheit 6 entlang, so daß der Verfahrweg zwischen Bett 9 und Schlitten 4 ermittelt wird, und als Meßwert angezeigt werden kann.

An Werkzeugmaschinen wird zur Erhöhung der Schnittleistung der spanenden Werkzeuge mit Kühl-und/oder Schmiermitteln gearbeitet, um zu besseren Arbeitsergebnissen zu gelangen.

Diese Medien sind auf ihren Zweck als Kühl- oder Schmiermittel konzipiert und greifen Maschinenelemente an. Meßeinrichtungen der eingangs genannten Art sind hochpräzise optische und elektronische Instrumente, die vor derartig aggressiven Medien geschützt werden müssen. Aus diesem Grund ist der unterseitige Längsschlitz durch Abdeckelemente abgedichtet.

Herkömmliche, dachförmig angeordnete Abdeckelemente verlieren - wie bereits eingangs erwähnt -jedoch unter dem Einfluß der aggressiven Medien ihre ursprünglichen Eigenschaften.