DE3727857A1 - Lineare magnetische skaleneinheit - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine lineare magnetische Skalen­ einheit gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Eine derartige Skaleneinheit dient zur Messung linearer Relativbewegungen zwischen zwei Bauteilen, beispielsweise zwischen zwei Teilen einer Werkzeugmaschine. Die Erfindung befaßt sich insbesondere mit Befestigungseinrichtungen zur Anbringung der Skaleneinheit an einem der relativ zueinander bewegten Bauteile.

Eine lineare magnetische Skaleneinheit weist allgemein ein langgestrecktes magnetisches Skalenelement auf, das an einem der beiden relativ zueinander beweglichen Bau­ teile zu befestigen ist. Ein magnetischer Meßkopf ist mit dem anderen der beiden Bauteile verbunden und ent­ sprechend der Relativbewegung auf dem Skalenelement ver­ schiebbar. Die magnetische Skaleneinheit wird für Präzi­ sionsmessungen eingesetzt, und die zu fordernde Genauig­ keit liegt in der Größenordnung von 1 bis 10 µ. Dies setzt eine entsprechende Sorgfalt bei der Montage der Teile der Skaleneinheit an den Maschinenbauteilen voraus. Insbeson­ dere muß das langgestreckte Skalenelement mit hoher Genauigkeit montiert werden, so daß seine Längsachse exakt parallel zur Achse der zu messenden Relativbewegung ausgerichtet ist.

Üblicherweise ist das magnetische Skalenelement starr in einem Skalenkanal montiert, der nicht nur zur mechanischen Abstützung des Skalenelements, sondern auch zu dessen magnetischer Abschirmung dient. Die beiden Enden des Skalenkanals sind derart gestaltet, daß sie starr auf dem betreffenden Maschinenteil befestigt werden können. Da das Skalenelement starr in dem Skalenkanal montiert ist, entspricht die Genauigkeit bei der Montage des Skalen­ kanals unittelbar der Montagegenauigkeit des Skalen­ elements. Da jedoch andererseits die Montageoberfläche des Bauteils, an dem die Skalenanordnung, d.h., die Anordnung aus Skalenkanal und Skalenelement anzubringen ist, nicht in jedem Fall genau eben ist und vielfach auch nicht genau parallel zur Achse der Relativbewegung orien­ tiert ist, ist es schwierig, eine genaue Parallelausrich­ tung des Skalenelements zur Bewegungsrichtung zu gewähr­ leisten. Üblicherweise wird die Schräge der Montagefläche durch zwischen dieser Montagefläche und einem Ende des Skalenkanals eingefügte Abstandshalter ausgeglichen. Die Montage der Skalenanordnung erfordert daher ein hohes Geschick, so daß es selbst für einen geübten Fachmann schwierig und zeitraubend ist, die Skalenanordnung mit zufriedenstellender Genauigkeit zu montieren.

Im Hinblick auf dieses Problem ist bereits in der DE-OS 35 30 776 eine magnetische Skaleneinheit beschrieben wor­ den, bei der eine Justiermöglichkeit zur genauen Parallel­ ausrichtung des Skalenelements in Bezug auf die Bewegungs­ richtung besteht.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diese Skalen­ einheit derart weiter zu verbessern, daß eine noch genauere und einfachere Montage ermöglicht wird.

Die erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgabe ergibt sich aus dem kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1. Vorteil­ hafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Die erfindungsgemäße Skaleneinheit weist zwei starr an einem der relativ zueinander beweglichen Bauteile zu befestigende Montageblöcke auf, die zur Abstützung des langgestreckten Skalenelements dienen. Das Skalenelement ist an den Enden mit Befestigungsteilen versehen, die zumindest auf einem Teil ihres Umfangs eine abgerundete Oberfläche aufweisen und in entsprechend gestalteten Nuten der Montageblöcke aufgenommen werden. Eine genaue Ausrichtung des Skalenelements wird dadurch ermöglicht, daß an wenistens einem der Befestigungsteile oder an dem zugehörigen Montageblock ein Zwischenstück vorgesehen ist, das sich zwischen den einander zugewandten Oberflächen des Befestigungsteils und der Nut des Montageblocks befindet und die Unterstützungsfläche des Befestigungsteils an dem Montageblock derart reduziert, daß das Befestigungs­ teil in Bezug auf den Montageblock schwenkbar ist.

Bevorzugt ist der Skalenkanal von den Montageblocken getrennt, so daß er lediglich als magnetische Abschirmung und nicht zur Abstützung des Skalenelements dient. Dies hat den Vorteil, daß Maßtoleranzen oder Montageungenauig­ keiten des Skalenkanals sich nicht auf die Meßgenauigkeit auswirken, so daß an die Herstellung des Skalenkanals keine hohen Genauigkeitsanforderungen gestellt zu werden brauchen.

Im folgenden werden bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnungen näher erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 eine perspektivische Explosions­ darstellung einer linearen magne­ tischen Skaleneinheit gemäß der Erfindung;

Fig. 2 einen Grundriß der Skaleneinheit gemäß Fig. 1 in zusammengebautem Zustand;

Fig. 3 eine Seitenansicht der Skalenein­ heit;

Fig. 4 einen vergrößerten Teilschnitt längs der Linie IV-IV in Fig. 3;

Fig. 5 einen vergrößerten Teilschnitt längs der Linie V-V in Fig. 2;

Fig. 6 und 7 Grundrißskizzen der Skaleneinheit in unterschiedlichen Montagestellun­ gen;

Fig. 8 eine perspektivische Explosionsdar­ stellung einer abgewandelten Aus­ führungsform der Skaleneinheit;

Fig. 9 bis 11 vergrößerte perspektivische Explo­ sionsdarstellungen von Abwandlungen des Ausführungsbeispiels gemäß Fig. 1;

Fig. 12 eine perspektivische Explosions­ darstellung einer Skaleneinheit gemäß einem weiteren Ausführungs­ beispiel der Erfindung;

Fig. 13 einen vergrößerten Schnitt durch die Montageeinheit in zusammengebautem Zustand, längs der Linie XIII-XIII in Fig. 12; und

Fig. 14 einen vergrößerten Schnitt längs der Linie XVI-XVI in Fig. 12.

Wie in Fig. 1 bis 3 zu erkennen ist, weist eine lineare magnetische Skaleneinheit gemäß einem ersten Ausführungs­ beispiel der Erfindung eine Skalenanordnung 1 und Befesti­ gungseinrichtungen 10 zur Befestigung der Skalenanordnung auf einer Montagefläche 15 auf. In der Praxis handelt es sich bei der Montagefläche 15 um eine im wesentlichen ebene Fläche an einem mechanischen Bauteil, das in Bezug auf ein anderes Bauteil beweglich ist und dessen relativer Verschiebeweg mit Hilfe der Skaleneinheit gemessen werden soll. Sofern die Skaleneinheit an einer Werkzeugmaschine eingesetzt wird, wird die Montagefläche 15 daher beispiels­ weise durch einen flachen Oberflächenabschnitt der Maschine gebildet. Die Skalenanordnung 1 umfaßt eine magnetische Skala 3 in Form eines zylindrischen Stabes und einen Skalenkanal 2. Die bei dem Ausführungsbeispiel vorgesehene magnetische Skala 3 soll nachfolgend als "Skalenstab" be­ zeichnet werden.

Die Erfindung ist jedoch nicht nur bei stabförmigen magne­ tischen Skalen, sondern auch bei anderen Formen magnetischer Skalen, beispielsweise bei band- oder streifenförmigen Skalen anwendbar.

Der Skalenstab 3 ist von dem Skalenkanal 2 umgeben, der eine im wesentlichen hohlzylindrische Gestalt mit einem längsverlaufenden Schlitz 2 a aufweist. Ein magnetischer Meßkopf 110 ist gemäß Fig. 4 verschiebbar auf dem Skalenstab 3 montiert und über ein Verbindungsstück und einen Schieber 112 mit dem anderen mechanischen Bauteil verbunden. Der Mechanismus zur Verbindung des Meßkopfes 110 mit dem Schieber 112 ist in der eingangs erwähnten DE-OS 35 30 776 im einzelnen beschrieben.

Der Skalenstab 3 ist an seinen beiden Enden mit im wesentlichen zylindrischen Bauteilen 10 a und 10 b ver­ bunden. Im gezeigten Ausführungsbeispiel weist eines der zylindrischen Bauteile 10 a auf seiner Umfangsfläche einen umlaufenden ringförmigen Wulst 13 auf. Der Wulst 13 weist einen abgerundeten Scheitel auf und ist im wesentlichen in der Mitte zwischen den Enden des zylin­ drischen Bauteils 10 a angeordnet. Das mit dem anderen Ende des Skalenstabes 3 verbundene zylindrische Bauteil 110 weist eine glatte Umfangsfläche ohne Wulst auf. Die zylindrischen Bauteile 10 a und 10 b sind Teil der oben erwähnten Befestigungseinrichtungen 10 für die Montage der Skalenanordnung 1 auf der Montagefläche 15.

Zu den Befestigungseinrichtungen 10 gehören ferner zwei Montageblöcke 11 a und 11 b. Jeder dieser Montageblöcke weist im Längsschnitt eine im wesentlichen L-förmige Gestalt auf und wird durch Schenkel 12 und 16 gebildet. Der Schenkel 16 liegt im wesentlichen parallel zu der Montagefläche 15 und ist starr auf dieser zu befestigen. Zu diesem Zweck ist der Schenkel 16 jedes Montageblocks mit durchgehenden Öffnungen 16 a und 16 b zur Aufnahme von Befestigungsschrauben 17 a und 17 b versehen. Die Schenkel 12 verlaufen rechtwinklig zu den Schenkeln 16 und sind mit in Axialrichtung des Skalenstabes orientierten halb­ kreisförmigen Nuten 12 a, 12 b versehen. Die Nut 12 a dient zur Aufnahme des zylindrischen Bauteils 10 a, während die Nut 12 b zur Aufnahme des zylindrischen Bauteils 10 b dient. Die Nut 12 a weist eine im wesntlichen glatte Innenfläche auf, so daß sie mit dem Scheitel des ringförmigen Wulstes des zylindrischen Bauteils 10 a in linienförmiger Berührung steht. Auf der Innenfläche der Nut 12 b ist dagegen ein in Umfangsrichtung dieser Innenfläche verlaufender bogenför­ miger Wulst 14 ausgebildet, der ähnlich wie der Wulst 13 einen abgerundeten Scheitel aufweist. Der Wulst 14 steht mit seinem abgerundeten Scheitel in linienförmiger Berührung mit der glatten zylindrischen Umfangsfläche des zylindri­ schen Bauteils 10 b.

Zu den Befestigungseinrichtungen 10 gehören weiterhin Schellen 18 a und 18 b. Jede der Schellen 18 a,18 b weist einen halbkreisförmigen Hauptabschnitt 20 a und zwei Flansche 20 b auf. In dem Hauptabschnitt 20 a jeder Schelle ist eine Nut oder ein Schlitz 20 c ausgebildet. Die Nut 20 c der Schelle 18 a nimmt den Wulst 13 auf, so daß die gesamte Oberfläche des Hauptabschnitts 20 a fest an der äußeren Umfangsfläche des zylindrischen Bauteils 10 a anliegt und das zylindrische Bauteil sicher an dem Montageblock festlegt. Die Flansche 20 b der Schellen 18 a und 18 b sind jeweils mit einer Bohrung versehen. Befesti­ gungsschrauben 19 zur starren Befestigung der Schellen an den oberen Enden der Schenkeln 12 der Montageblöcke 11 a und 11 b erstrecken sich durch die Bohrungen der Flansche 20 b und sind in Gewindebohrungen der Montageblöcke ein­ geschraubt.

Im gezeigten Ausführungsbeispiel weisen die Schellen 18 a und 18 b die gleiche Konstruktion auf. Bei der Schelle 18 b ist die Nut 20 c jedoch nicht erforderlich.

Fig. 4 und 5 zeigen Einzelheiten der Konstruktion der Skaleneinheit. Da die zylindrischen Bauteile 10 a und 10 b sich hinsichtlich ihrer Konstruktion und Montageweise nicht wesentlich unterscheiden, soll im folgenden lediglich das zylindrische Bauteil 10 a und dessen Montage­ weise beschrieben werden. Diese Beschreibung gilt sinn­ gemäß auch für das zylindrische Bauteil 10 b.

Gemäß Fig. 4 und 5 weist das zylindrische Bauteil 10 a eine Axialbohrung 101 auf, die am freien Ende des zylin­ drischen Bauteils in eine Ausnehmung 102 übergeht. Das Ende des Skalenstabes 3 erstreckt sich durch die Axial­ bohrung 101 und steht mit einem abgerundeten Endstück 103 in Eingriff. Das Endstück 103 ist mit einer Axial­ bohrung 104 versehen, die das Ende des Skalenstabes 3 aufnimmt. Der abgerundete Kopf des Endstücks 3 liegt an der Innenfläche der Ausnehmung 102 an. Mit Hilfe einer Klemmschraube 105 oder ähnlichen Befestigungsmitteln ist das Endstück auf dem Endabschnitt des Skalenstabes 3 befestigt.

Am äußeren Umfang des zylindrischen Bauteils 10 a ist ein Flanschteil 106 befestigt, in welches der Skalenkanal 2 starr eingreift. Durch die starre Verbindung der Flansch­ teile 106 mit beiden Enden des Skalenkanals 2 wird ein fester Abstand der zylindrischen Bauteile 10 a und 10 b vorgegeben. Auf diese Weise wird eine angemessene Spannung des Skalenstabs 3 gewährleistet.

Der magnetische Meßkopf 110 wird durch einen mit dem Schieber 112 verbundenen Meßkopfträger 114 gehalten. Eine bevorzugte Konstruktion dieses Meßkopfträgers ist in der DE-OS 36 08 392 beschrieben.

Zur Montage der Skaleneinheit auf der Montagefläche wird zunächst der Montageblock 10 a mit Hilfe der Befestigungs­ schrauben 17 a in einer geeigneten Position auf der Montage­ fläche 15 befestigt. Anschließend wird das zylindrische Bauteil 10 a in die Nut 12 a des Schenkels 12 des Montage­ blocks 10 a eingelegt. Die Schelle 18 a wird auf dem oberen Ende des Schenkels 12 des Montageblocks derart befestigt, daß der ringförmige Wulst 13 in der Nut 20 c aufgenommen wird. Da die Nut 20 c eine größere Breite als der Wulst 13 aufweist, bildet der Wulst 13 ein Gelenk, das eine begrenzte Schwenkbewegung des zylindrischen Bauteils 10 a gestattet, wie in Fig. 6 und 7 zu erkennen ist.

Auf diese Weise läßt sich die Skalenanordnung 1 schwenken, so daß sie in einfacher Weise in eine Position eingestellt werden kann, in der der Skalenstab 3 genau parallel zur Bewegungsrichtung des beweglichen mechanischen Bauteils verläuft. Nachdem diese Position des Skalenstabes festge­ legt ist, wird der Montageblock 11 b auf der Montagefläche befestigt und das zylindrische Bauteil 10 b in die Nut 12 b eingesetzt und mit Hilfe der Schelle 18 b befestigt.

In diesem Zusammenhang ist es wesentlich, daß die Nuten zur Aufnahme der zylindrischen Bauteile eine Schwenkbewegung der zylindrischen Bauteile zur Einstellung der Orientierung des Skalenstabes in Bezug auf die Bewegungsrichtung des beweglichen mechanischen Bauteils gestatten.

Die Skaleneinheit gemäß dem oben beschriebenen Ausführungs­ beispiel der Erfindung hat somit den Vorteil, daß sie eine exakte Positionierung des Skalenstabes ohne aufwen­ dige Justiervorgänge gestattet. Darüber hinaus ist erfin­ dungsgemäß der Skalenkanal derart gestaltet, daß er ledig­ lich die magnetische Abschirmung bildet und nicht zur Abstützung des Skalenstabes dient. Dies hat den Vorteil, daß bei der Herstellung des Skalenkanals keine hohe Genauig­ keit erforderlich ist. Darüber hinaus lassen sich die zylin­ drischen Bauteile relativ einfach mit zufriedenstellender Genauigkeit herstellen und an dem Skalenstab montieren. Hierdurch wird ein hohes Maß an Einheitlichkeit bei der Herstellung der Anordnungen aus Skalenstab und zylin­ drischen Bauteilen ermöglicht. Zum Auswechseln des Skalenstabes ist es lediglich erforderlich, die Schellen zu lösen, den Skalenstab von den Montageblöcken abzunehmen und die Austauscheinheit auf die Montageblöcke aufzusetzen. Dies bedeutet, daß eine erneute Justierung des Skalenstabes nicht erforderlich ist, nachdem die Position des Skalenstabes einmal genau eingestellt wurde.

Wie ferner in Fig. 4 und 5 zu erkennen ist, kann durch Lösen der Klemmschrauben 105 die axiale Position der auf die Enden des Skalenstabes aufgesetzten Endstücke variiert werden, so daß sich die axiale Position des Skalenstabes in Bezug auf die zylindrischen Bauteile einfach einstellen läßt und die Länge des Skalenstabes durch axiale Justierung der Endstücke auf das gewünschte Maß gebracht werden kann.

Während bei dem oben beschriebenen Ausführungsbeispiel ein Wulst auf einem der beiden zylindrischen Bauteile und in einer der beiden Nuten zur Aufnahme dieser beiden Bauteile vorgesehen ist, ist es auch möglich, beide zylindrische Bauteile oder beide Nuten mit Wülsten zu versehen.

Darüber hinaus kann die Gestalt der Montageblöcke und der Nuten in vielfältiger Weise modifiziert werden.

Fig. 8 bis 11 zeigen Beispiele von Abwandlungen der Befestigungseinrichtungen für die Skalenanordnung.

Bei der in Fig. 8 gezeigten Ausführungsform werden die beiden Montageblöcke 111 a und 111 b durch identische Bau­ teile gebildet. Die beiden Montageblöcke sind auf ihrer gesamten axialen Länge mit Nuten 112 a, 112 b versehen, und die Wülste 14 sind jeweils in der Nähe eines axialen Endes der betreffenden Nut angeordnet. Im Bereich des anderen Endes weisen die Nuten daher glatte Innenflächen auf.

Bei dieser Konstruktion wird das zylindrische Bauteil 10 a, das mit dem Wulst 13 versehen ist, im Bereich des glatten Endes der Nut montiert, während das in dem Montageblock 111 b aufgenommene zylindrische Bauteil 10 b mit dem Wulst 14 der Nut 112 b in Berührung steht.

Obgleich bei dieser Variante die zylindrischen Bauteile eine unterschiedliche Konstruktion aufweisen, kann für die zugehörigen Montageblöcke ein identisches Konstruk­ tionsteil verwendet werden.

Fig. 9 und 10 zeigen abgewandelte Gestaltungen der Nuten in den Montageblöcken. Eine definierte Schwenk­ bewegung zur Justierung des Skalenstabes ist sowohl bei einer linienförmigen Berührung als auch bei einer punkt­ förmigen Berührung zwischen den zylindrischen Bauteilen und den Montageblöcken gewährleistet. Gemäß Fig. 9 und 10 weisen die Nuten 212 a bzw. 312 a daher einen V-förmigen bzw. rechteckigen Querschnitt auf, so daß sich eine Zweipunkt- oder Dreipunkt-Berührung mit dem Wulst des zylindrischen Bauteils ergibt. Wahlweise kann die Nut auch durch einen Zwischenraum 412 a zwischen zwei linsenförmigen Vorsprüngen 411 a, 411 b ersetzt werden, wie in Fig. 11 gezeigt ist.

In Fig. 12 bis 14 ist eine Befestigungseinrichtung für eine Skaleneinheit gemäß einem anderen Ausführungs­ beispiel der Erfindung dargestellt. Als Beispiel wird eine Ausführungsform betrachtet, bei der der Skalenstab 503 an einer senkrechten Fläche 515 zu montieren ist. Ähnlich wie bei dem zuvor beschriebenen Ausführungs­ beispiel ist der Skalenstab 503 an beiden Enden mit zylindrischen Bauteilen 510 a und 510 b verbunden. Ein Skalenkanal 502 ist mit Hilfe von Flanschteilen 606 zwischen den zylindrischen Bauteilen befestigt. Auf der Oberfläche des Skalenkanals 502 sind Ausrichtmar­ ken 502 a angeordnet. Das zylindrische Bauteil 510 a weist einen radial vorgewölbten Mittelabschnitt 513 auf, der sich über den gesamten Umfang des zylindri­ schen Bauteils erstreckt. Der gewölbte Mittelabschnitt 113 weist einen im wesentlichen halbkreisförmigen Quer­ schnitt auf. Das zylindrische Bauteil 510 a besitzt dem­ gegenüber eine glatte Mantelfläche. Die zylindrischen Bauteile 510 a und 510 b sind an der senkrechten Montage­ fläche 515 mit Hife von Montageblöcken 511 a und 511 b montiert, die mit Hilfe von Befestigungsschrauben 517 a und 517 b an der Montagefläche befestigt sind.

Gemäß Fig. 12 und 13 ist der Montageblock 511 a mit einer längsverlaufenden Nut 512 a versehen, die einen im wesentlichen flachen Boden aufweist. Drei linsen­ förmige Vorsprünge 521 erheben sich über die flache Bodenfläche der Nut 512 a. Die Vorsprünge 521 sind derart angeordnet, daß sie in der in Fig. 13 gezeig­ ten Weise mit dem vorgewölbten Mittelabschnitt 513 des zylindrischen Bauteils in Berührung stehen. Das zylindrische Bauteil 510 a ist an dem Montageblock 511 a mit Hilfe einer Schelle 518 a befestigt, deren Flansche 520 b mit Hilfe von Befestigungsschrauben 519 an dem Montageblock 511 a festgelegt sind. Die Schelle weist einen halbkreisförmigen Abschnitt 520 a auf, der an den annähernd sphärisch gewölbten Mittelabschnitt 513 des zylindrischen Bauteils angepaßt ist.

Der andere Montageblock 511 b weist eine längsverlaufende Nut 512 b mit im wesentlichen flachem Boden auf, auf dem sich zwei Vorsprünge 522 befinden. Die Vorsprünge 522 sind in im wesentlichen symmetrischen Positionen in Bezug auf die Längsachse der Skalenanordnung angebracht und derart positioniert, daß sie die Umfangsfläche des zylindrischen Bauteils 510 b berühren. Das zylindrische Bauteil 510 b ist mit Hilfe einer Schelle 518 b an dem Montageblock 511 b befestigt. Ähnlich wie die Schelle 518 a ist auch die Schelle 518 b mit Flanschen 520 b zur Befestigung an dem Montageblock 511 b versehen. Der Hauptabschnitt 520 b der Schelle 518 b ist annähernd U-förmig oder rinnenförmig gebogen und weist einen am äußeren Umfang des zylindrischen Bauteils 511 b an­ liegenden Abschnitt 520 c auf. Dieser Abschnitt 520 c weist eine in Richtung auf den Umfang des zylindrischen Bauteils 510 b vorspringende Einprägung 520 d auf. Die Einprägung 520 d steht somit mit dem äußeren Umfang des zylindrischen Bauteils 510 b in Berührung.

Auf diese Weise wird zwischen den zylindrischen Bauteilen 510 a und 510 b und den zugehörigen Anordnungen aus Montage­ block und Schelle jeweils eine Dreipunktberührung gewähr­ leistet.

Die übrigen Bauteile der Skaleneinheit gemäß diesem Aus­ führungsbeispiel der Erfindung stimmen im wesentlichen mit den entsprechenden Bauteilen des zuvor beschriebenen ersten Ausführungsbeispiels überein und werden daher nicht nochmals im einzelnen beschrieben. Die Bezugs­ zeichen dieser Bauteile in den Fig. 12 bis 14 sind jeweils um 500 größer als die Bezugszeichen der entspre­ chenden Bauteile in Fig. 1 bis 3.

Bei der Montage der Skaleneinheit gemäß Fig. 12 bis 14 werden die Montageblöcke 511 a und 511 b vorübergehend an den zylindrischen Bauteilen 510 a und 510 b befestigt. In diesem Zustand wird die gesamte Anordnung an die Montagefläche 515 angelegt. In dieser Stellung wird die Skaleneinheit mit Hilfe der Ausrichtmarken 502 a parallel zur Richtung der zu messenden Relativbewegung ausgerichtet. Bei dieser Parallelausrichtung werden die Positionen der Montageblöcke 511 a und 511 b festgelegt.

Anschließend werden die Montageblöcke mit Hilfe der Befestigungsschrauben 517 a und 517 a an der Montage­ fläche 515 befestigt. Die zylindrischen Bauteile 510 a und 510 b werden sodann derart in die Nuten 512 a und 512 b eingesetzt, daß die Mantelflächen der zylindri­ schen Bauteile an den Vorsprüngen 521 bzw. 522 anliegen. In diesem Zustand kann eine Feineinstellung der Position des Skalenstabes ausgeführt werden, um die Achse des Skalenstabes genau parallel zur Richtung der zu messenden Relativbewegung auszurichten. Anschließend werden die zylindrischen Bauteile 510 a und 510 b starr an den Montage­ blöcken 511 a und 511 b festgelegt, indem die Schellen 512 a und 512 b an den Montageblöcken festgeschraubt wer­ den.

Bei der Feineinstellung ermöglichen die Dreipunktberührun­ gen zwischen dem vorgewölbten Mittelabschnitt 513 des zylindrischen Bauteils 510 und den Vorsprüngen 521 und zwischen der glatten Mantelfläche des zylindrischen Bauteils 510 b und den Vorsprüngen 522 und der Einprägung 520 d der Schelle 518 b eine Schwenkbewegung des Skalen­ stabes um definierte Achsen, so daß sich die Position des Skalenstabes sehr genau einstellen läßt. Darüber hinaus wird durch die Dreipunktberührungen die Position der zylindrischen Bauteile relativ zu dem jeweiligen Montageblock exakt definiert, so daß sich der Skalenstab nach einer vorübergehenden Demontage zu Wartungszwecken oder sonstigen Zwecken einfach und genau wieder montie­ ren läßt, ohne daß eine Nachjustierung erforderlich wird. Ähnlich wie bei dem zuvor beschriebenen Ausführungsbei­ spiel wird auch hier die Genauigkeit der Montage des Skalenstabes und die Parallelität des letzteren zur der Bewegungsrichtung nicht durch eventuelle Maßungenauig­ keiten des Skalenkanals beeinträchtigt, so daß für die Herstellung des Skalenkanals keine hohe Genauigkeit erforderlich ist.

Die Gestalt der Bauteile 510 a und 510 b ist nicht auf die beschriebenen und gezeigten Formen beschränkt. Für diese Bauteile kann irgendeine andere geeignete Gestalt, beispielsweise Kugelform gewählt werden. Gemäß einem wesentlichen Merkmal der Erfindung soll eine Dreipunkt­ berührung zwischen diesen Bauteilen und den zugehörigen Befestigungselementen, d.h., dem Montageblock und der Schelle bestehen.

Das Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 12 bis 14 weist somit im wesentlichen die gleichen Vorteile wie das zuvor beschriebene Ausführungsbeispiel auf.

Claims (21)

1. Lineare magnetische Skaleneinheit zur Messung der Relativ­ bewegung von Bauteilen, mit

• - einer Skalenanordnung (1) mit einem langgestreckten magne­ tischen Skalenelement (3; 503) und einer das Skalenelement umgebenden magnetischen Abschirmung (2; 502),
• - einem vom Ende der Skalenanordnung ausgehenden Befesti­ gungsteil (10 a, 10 b; 510 a, 510 b), das an seinem Umfang zumindest teilweise abgerundet ist, und
• - einem an einer Montagefläche (15; 515) eines der relativ zueinander beweglichen Bauteile angebrachten Montage­ block (11 a, 11 b; 111 a, 111 b; 511 a, 511 b) mit einer Nut (12 a, 12 b; 112 a, 112 b; 212 a; 312 a; 412 a; 512 a, 512 b), deren Innenfläche zur Aufnahme der abgerundeten Umfangs­ fläche des Befestigungsteils (10 a, 10 b; 510 a, 510 b) aus­ gebildet ist und in der das Befestigungsteil derart abgestützt ist, daß die Skalenanordnung (1) in Bezug auf den Montageblock schwenkbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den einander zugewandten Flächen des Befestigungsteils (10 a, 10 n; 510 a, 510 b) und der Nut des Montageblocks (11 a, 11 b; 111 a, 111 b; 511 a, 511 b) ein Zwischenstück (13, 14; 411 a, 411 b; 513, 521, 522) zur Verringerung der Unterstützungsfläche zwi­ schen dem Befestigungsteil und dem Montageblock angeordnet ist.

2. Skaleneinheit nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Befestigungsteil (10 a, 10 b; 510 a, 510 b) durch ein Halteteil (18 a, 18 b, 518 a, 518 b) lösbar in der Nut des Montageblockes (11 a, 11 b; 111 a, 111 b; 511 a, 511 b) gehalten wird.

3. Skaleneinheit nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß das Zwischenstück (13, 14; 513, 521, 522) derart geformt ist, daß es ein Gelenk für die Schwenkbewegung der Skalenanordnung (1) um den Montage­ block bildet.

4. Skaleneinheit nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Zwischen­ stück (13; 513, 521) derart geformt ist, daß es die axiale Position des Befestigungsteils (10 a, 510 a) in Bezug auf den Montageblock (11 a, 111 a; 510 a) festlegt.

5. Skaleneinheit nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Zwischen­ stück (13, 14) eine in Umfangsrichtung des Befestigungs­ teils verlaufende Berührungslinie zwischen dem Befesti­ gungsteil und dem Montageblock definiert.

6. Skaleneinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß durch das Zwischenstück (521, 522) oder durch mehrere entsprechende Zwischenstücke eine punktförmige Berührung zwischen der Innenfläche der Nut (512 a, 512 b) und der Umfangsfläche des Befestigungs­ teils (510 a, 510 b) gebildet wird.

7. Skaleneinheit nach Anspruch 6, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Zwischenstücke (522) zwei in Querrichtung der Skalenanordnung ausgerichtete und im wesentlichen symmetrisch zur Längsachse der Skalenanord­ nung ausgerichtete Unterstützungspunkte bilden.

8. Skaleneinheit nach Anspruch 6, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Zwischenstücke (521, 513) drei Unterstützungspunkte zur Festlegung der Position des Befestigungsteils (510 a) bilden.

9. Skaleneinheit nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Zwischenstück (13) eine in Umfangsrichtung verlaufende Berührungslinie zwi­ schen dem Befestigungsteil (10 a) und der Innenfläche des Halteteils (18 a) bildet.

10. Skaleneinheit nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß durch die Zwischenstücke (521, 522, 513, 520 d) mehrere Unterstützungspunkte für das Befestigungsteil (510 a, 510 b) gebildet werden und daß einer dieser Unterstützungspunkte sich an der Innenfläche des Halteteils (518 a, 518 b) befindet.

11. Skaleneinheit nach Anspruch 10, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Zwischenstücke (521) drei Berührungs­ punkte bilden, die derart angeordnet sind, daß sie die Position des Befestigungsteils (510 a) festlegen.

12. Skaleneinheit nach Anspruch 5, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Zwischenstück (13, 14) als von der Umfangsfläche des Befestigungsteils (10 a) oder von der Innenfläche der Nut (12 b; 112 b) vorspringender Wulst (13, 14) ausgebildet ist.

13. Skaleneinheit nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zwei von den entgegengesetzten Enden der Skalenanordnung (1) ausgehende Befestigungsteile (10 a, 10 b) und zwei zugehörige Montage­ blöcke (11 a, 11 b; 111 a, 111 b) vorgesehen sind und daß eines der Befestigungsteile (10 a) auf seiner Außenfläche einen in Umfangsrichtung verlaufenden und an glatten Innen­ flächen der Nut (12 a; 112 a) des zugehörigen Montageblockes (11 a; 111 a) abgestützten Wulst (13) aufweist, während das andere Befestigungsteil (10 b) eine glatte Umfangs­ fläche aufweist und sich auf einem in Umfangsrichtung über die Innenfläche der Nut (12 b; 112 b) des zugehörigen Montageblockes (11 b; 111 b) erstreckenden Wulst (14) ab­ stützt, so daß beide Befestigungsteile (10 a und 10 b) mit den Montageblöcken in linienförmiger Berührung stehen.

14. Skaleneinheit nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Befestigungs­ teile (10 a, 10 b; 510 a, 510 b) eine zylindrische Grundkonfigu­ ration aufweisen.

15. Skaleneinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß zwei von den entgegengesetzten Enden der Skalenanordnung ausgehende Befestigungsteile (510 a, 510 b) und zwei zugehörige Montage­ blöcke (511 a, 511 b) vorgesehen sind, von denen wenigstens einer am Boden seiner Nut (512 a, 512 b) mit mehreren die Zwischenstücke bildenden Vorsprüngen (521, 522) versehen ist.

16. Skaleneinheit nach Anspruch 15, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Vorsprünge (521) derart ange­ ordnet sind, daß sie die Orientierung des zugehörigen Befestigungsteils (510 a) in Bezug auf den Montageblock (511 a) festlegen.

17. Skaleneinheit nach Anspruch 16, dadurch gekenn­ zeichnet, daß am Boden der Nut drei Vorsprünge (521) vorgesehen sind, die derart mit einem Oberflächen­ abschnitt (513) des Befestigungsteils (510 a) in Berührung stehen, daß sie einen im wesentlichen in der Mitte des durch die drei Vorsprünge gebildeten Dreiecks liegenden Gelenkpunkt definieren.

18. Skaleneinheit nach Anspruch 16, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Halteteil (518 b) einen Vorsprung (520 d) auf der dem Befestigungsteil (510 b) zugewandten Innenfläche aufweist und daß die Nut (512 b) des Montage­ blocks (511 b) mit zwei in Querrichtung der Skalenanord­ nung ausgerichteten und im wesentlichen symmetrisch zur Mittelachse der Skalenanordnung angeordneten Vorsprüngen (522) versehen ist, die zusammen mit dem Vorsprung (520 d) des Halteteils (518 b) eine Dreipunkt-Unterstützung für das Befestigungsteil (510 b) bilden.

19. Skaleneinheit nach einem der Ansprüche 2 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Halteteile (18 a, 18 b; 518 a, 518 b) in einer ersten Position, in der sie die Schwenkbewegung der Skalenanordnung (1) zur Ausrich­ tung der Skalenanordnung gestatten, und in einer zweiten Position befestigbar sind, in der sie die axiale Bewegung und Schwenkbewegung der Skalenanordnung in Bezug auf den oder die Montageblöcke begrenzen.

20. Skaleneinheit nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die magnetische Abschirmung ein sich über den gesamten Meßbereich des Skalenelements erstreckender Skalenkanal (2; 502) ist, der an den an beiden Enden der Skalenanordnung vorge­ sehenen Befestigungsteilen (10 a, 10 b; 510 a, 510 b) befestigt ist.

21. Skaleneinheit nach Anspruch 20, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Skalenkanal (2; 502) starr an den Befestigungsteilen (10 a, 10 b; 510 a, 510 b) befestigt ist und einen Abstandshalter zur Vorgabe eines bestimmten Abstands zwischen den Befestigungsteilen und somit einer bestimmten Spannung des Skalenelements (3; 503) bildet.