DE3533831C1

DE3533831C1 - Enclosed (encapsulated) measuring device

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

Abstract

In this enclosed measuring device (1), the slot (3) for the driver (7) of the scanning unit (6) is sealed against lubricant and coolant by multipart cover elements (10, 10', 11, 11'). The multipart cover elements (10, 10', 11, 11') consist of the actual sealing profiles (10, 11), which acquire the necessary long-term elasticity and dimensionsal stability with the aid of support profiles (10', 11'). The actual sealing profiles (10, 11) can be produced using this measure from materials which are resistant to aggressive media but which themselves are not sufficiently elastic or dimensionally stable. At least the sealing profiles (10, 11) which correspond to one another have different cross-sections and/or physical properties (Figure 1). <IMAGE>

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. The arrangement and design of the cover element ments according to the main patent already has significant advantages, since the Requirements for the various functions already due to multi-part cover elements are fulfilled.

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. These functional requirements are: 1. Low friction and Abrasion resistance for the interaction of sealing elements and drivers; 2. Permanent elasticity and dimensional stability to ensure the secure closure of the cover elements above the longitudinal slot 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. They are found to be particularly favorable with regard to these requirements the multi-part cover elements according to FIG. 1 to 3. According to FIG. 1 become the sealing profiles 10 and 11 formed by round cords made of Teflon, on one Side a round cord 10 and on the other side a double round cord 11 in associated Support profiles 10 'and 11' are attached. The seal is improved by that the single round cord 10 in the trough formed by the double round cord 11 lies. The support profiles 10 'and 11' can consist of elastomer. Because the single round cord 10 has a different flexural rigidity than the double round cord 11, the Cross section of the driver 7 corresponding to the deformation of the cover elements 10, 10 'and 11, 11' are adapted to the resulting bending lines, so that, as a rule, a asymmetrical cross-section for the driver 7 results.

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. The in the F i g. 2 and 3 shown variants give further advantageous Refinements of the cover elements. Components that are compared to the arrangement according to F i g. 1 have the same reference number as one of the numbering of the figures dependent index number is attached.

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 the arrangement according to Figure 2, a sealing profile is from a molded part 102 made of Teflon or the like. Formed by a support profile 102 'made of an elastomer The sealing profile 102 has a similar trough in the longitudinal direction on, as it results in the double round cord 11 according to FIG. In the hollow of the Sealing profile 102 engages a counter profile as sealing profile 112, which is made of a bearing metal, about bronze can exist. Sufficient flexibility is ensured by appropriate Sizing achieved, because of the different rigidity of the two sealing profiles 102 and 112, the cross section of the driver 72 again through one asymmetrical cross-section is adapted.

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. In the example according to FIG. 3 is a sealing profile 103 of a Steel band formed, which is vulcanized onto its support profile 103 '. The counterpart forms a mushroom-shaped sealing profile 113, which is inserted into its associated support profile 113 ' is fitted. The mushroom-shaped sealing profile 113 is again advantageously made of Teflon made, whereas the two support profiles 103 'and 113' made of an elastomer exist.

Die Materialpaarung kann selbstverständlich auch von den beschriebenen Beispielen abweichen, sofern sie für die Nutzung unter den vorstehenden Bedingungen geeignet ist. The material pairing can of course also differ from those described Examples differ provided that they are valid for use under the conditions above suitable is.

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. In Fig. 4 finally the arrangement from FIG. 3 along the Section line IV / IV shown the above-described asymmetrical cross-sections of the Carriers are shown here on carrier 73, and it is also the two-sided one Recognize tapering of the cross-section in the longitudinal direction.

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. In order to increase the flexibility of the sealing profiles, you can adjust their the respective sealing surfaces opposite profile parts in known per se Way to make notches. Furthermore, the support forces that the support profiles apply, can be changed by adjustable compressed air supply.

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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. Claims: 1. Encapsulated measuring device, in particular length or angle measuring device, for measuring the position of two relative to one another movable Objects whose housing, which is connected to one of the objects to be measured, at least one side has a slot running in the direction of movement of the movable object comprises, wherein the housing on both sides of the slot multi-part cover elements which are in sealing, butting contact in the area of the slot, through which a driver connected to the other object reaches through, which in turn with a housed in the housing, serving as a measuring sensor Unit is connected, and that in each case at least in the multi-part cover elements one part as a sealing profile and at least one other part as an elastic support profile is designed according to patent 3410944, characterized in that at least the sealing profiles (10, 11) corresponding to one another have different cross-sections and / or have physical properties.

2 Gekapselte Meßeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Querschnitt des Mitnehmers 72, 73) unsymmetrisch ist. 2 Encapsulated measuring device according to claim 1, characterized in that that the cross section of the driver 72, 73) is asymmetrical.

Die Erfindung bezieht sich auf eine gekapselte Meßeinrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1. The invention relates to an encapsulated measuring device according to the preamble of claim 1.

Eine derartige Meßeinrichtung ist aus dem Patent 34 10 944 bekannt. Such a measuring device is known from patent 34,10,944.

Vorliegende Anmeldung beinhaltet eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung einer derartigen Meßeinrichtung, bei der die Abdicht- und die Gleitfunktion noch weiter verbessert worden sind. The present application contains a further advantageous embodiment such a measuring device, in which the sealing and the sliding function still have been further improved.

Bei Werkzeugmaschinen, die mit derartigen Meßeinrichtungen ausgerüstet sind, werden Kühl- und Schmiermittel verwendet, die durch die Dichtlippen vom Innern der Meßeinrichtung ferngehalten werden. In machine tools that are equipped with such measuring devices are, coolants and lubricants are used, which through the sealing lips from the inside be kept away from the measuring device.

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.However, these liquids attack the material of the sealing lips and cause the sealing lips to swell so that their length changes. It is coming also suggests that because of the aggressive media, the sliding properties of the sealing lips change negatively.

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. If now because of the aggressive liquids on the machine tools the sealing lips swell, they lay in a wave shape and the sealing properties deteriorate, or the surface is so attacked that the friction between the sealing lips and the driver becomes unacceptably high.

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. The invention is based on the object of an encapsulated measuring device to create the elastic cover elements of which have optimal sealing and sliding properties have, and this even after prolonged use under aggressive environmental influences do not lose, so that perfect long-term operation can be achieved The object is achieved by the measures specified in the characterizing part of claim 1.

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. The advantages of the measuring device according to the invention are the good Sealing of the cavity of the housing, which is retained even if the Sealing elements have come into contact with aggressive agents. The sealing properties are retained, because the inventive design of the multi-part sealing elements a functional division of the sealing elements is also achieved. The actual sealing profiles exhibit low friction in cooperation with the asymmetrical driver and high abrasion resistance. The required permanent elasticity for the restoring forces and the dimensional stability are applied by the elastic support profiles.

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. In terms of their cross-section and their physical properties different sealing profiles are also in terms of their deformation properties different, so that when the driver reaches through, there are different bending lines result, which are accounted for by the asymmetrical cross-sectional shape of the driver is worn, which is reflected in the dependent claim With the help of exemplary embodiments the invention is to be explained in more detail with reference to the drawings.

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. 1 shows a schematically illustrated measuring device in cross section, F i g. 2 a measuring device according to FIG. 1 with varied sealing profiles, FIG. 3 a measuring device with sealing profiles in a further variant and FIG. 4th a sectional view along the line IV / IV of FIG. 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. The section through an encapsulated measuring device 1 shows according to FIG i g. 1 a housing 2 closed at the end faces, which has a Has longitudinal slot 3. The housing 2 is with the longitudinal slot 3 down on Table 4 attached to an unspecified machine tool.

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. Inside the housing 2, a scale 5 is attached, one of which is not has specified graduation. The scale 5 is in a known manner from read a measuring transducer, which is referred to as a scanning unit 6, and the A on the scanning unit is displaceable in the interior of the housing 2 along the scale 5 6 attached so-called driver 7, the cross section of which extends on both sides in the measuring direction tapered asymmetrically, protrudes from the longitudinal slot 3 and is at its free End connected to a mounting foot 8. The scanning unit is through the mounting foot 8 6 attached to the bed 9 of the machine tool.

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. When the machine slide 4 is moved, it moves Scale 5 along the scanning unit 6, so that the travel path between the bed 9 and slide 4 is determined and can be displayed as a measured value.

An Werkzeugmaschinen wird zur Erhöhung der Schnittleistung der spanenden Werkzeuge mit Kühl-und/oder Schmiermitteln gearbeitet, um zu besseren Arbeitsergebnissen zu gelangen. Machine tools are used to increase the cutting performance of the cutting Tools with coolants and / or lubricants worked in order to achieve better work results to get.

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. These media are designed for their purpose as coolants or lubricants and attack machine elements. Measuring devices of the type mentioned are high-precision optical and electronic instruments that face such aggressive Media need to be protected. For this reason, the underside is longitudinal slot sealed by cover elements.

Herkömmliche, dachförmig angeordnete Abdeckelemente verlieren - wie bereits eingangs erwähnt -jedoch unter dem Einfluß der aggressiven Medien ihre ursprünglichen Eigenschaften. Conventional, roof-shaped cover elements lose - how already mentioned at the beginning - however, under the influence of the aggressive media their original Properties.