DE8911313U1 - Maßverkörperung - Google Patents

Description

DR. JOHANNES! HEIDENHAIN GmbH 15. September 1989

Die Neuerung betrifft eine Maßverkörperung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Eine derartige Maßverkörperung, bestehend aus einem Grundkörper und aus einem daran angebrachten Teilungeträger mit einer Teilung, wird bei einer Positionsmeßeinrichtung zum Messen der Relativlage zweier zueinander beweglicher Objekte, beispiels-' ' weise zweier Maschinenteile einer Werkzeugmaschine

zum Positionieren eines Werkzeugs bezüglich eines zu bearbeitenden Werkstücks, eingesetzt. Zu diesem Zweck ist das eine Objekt mit der Maßverkörperung verbunden, deren Teilung von einer mit dem anderen Objekt verbundenen Abtasteinheit abgetastet wird.

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Als Material für den Teilungeträger wird bevorzugt Glas verwendet, da für die Herstellung und Anwendung einer Teilung eine Glaioberfliche

besonders gut geeignet ist, weil sie relativ preiswert mit hervorragenden optischen Eigenschaften hergestellt werden kann.

Bei der Verwendung eines solchen Teilungsträgers aus Glas in einer Positionsmeßeinrichtung, die an eiaer Wsr&ssügssscbirfc .sit variabler Umgebungstemperatur Anwendung findet, besteht jedoch das Problem der unterschiedlichen thermischen Ausdehnungskoeffizienten des Maschinenteils aus Stahl und des damit verbundenen Teilungsträgers aus Glas.

Um diesem Nachteil zu begegnen, ist es bekannt, auf einem stählernen Grundkörper mit großem Flächenträgheitsmoment einen gläsernen Teilungsträger mit kleinem Flächenträgheitsmoment mittels einer Klebeschicht aus einem Hartkleber anzubringen. Bei Temperaturänderungen rird das Temperaturverhalten des Grundkörpers aus Stahl über die Klebeschicht dem Teilungsträger aus Glas aufgezwungen, so daß die MaßVerkörperung, bestehend aus dem Grundkörper und dem Teilungsträger, in etwa dem Temper a turveriial^en des Maschinenteils aus Stahl entspricht, um Meßfehler bei Temperaturänderungen während der Bearbeitung eines Werkstücke auszuschalten, die <!urch die unterschiedlichen thermischen Ausdehnungskoeffizienten zwischen dem Teilungstr&g«r aus Glas und dem Maschinenteil aus Stahl hervorgerufen werden.

Bei der Verklebung deb 1eilungsträgers aus Glas mit dem Grundkörper cue Stahl ist e& jedoch schwierig, eine möglichst dünne Klebeschicht mit gleichmäßiger Schichtdick· herzustellen, um vine großmöglichste

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Kraftübertragung vom Grundkörper aus Stahl auf den Tellungeträger aus Glas zu bewirken.

Der Neuerung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einer Maßverkörperung der genannten Gattung die Ausbildung einer möglichst dünnen Klebeschicht mit gleichmäßiger Schichtdicke zu ermöglichen.

Diese Aufgabe wird durch das kennzeichnende Merkmal des Anspruchs 1 gelöst.

Die mit der Neuerung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, daß durch die Erzielung einer möglichst dünnen Klebeschicht mit gleichmäßiger Schichtdicke eine größtmögliche Kraftübertragung zwischen dem Grundkörper und dem Teilungeträger erzielt wird, so daß die Maßverkörperung in etwa dem Temperaturverhalten des Maschinenteile entspricht, um Meßungenauigkeiten bei Temperaturänderungen weitgehend zu vermeiden.

Vorteilhafte Ausbildungen der Neuerung entnimmt man den Unteransprüchen.

Ausführungsbeispiele der Neuerung werden anhand der Zeichnung näher erläutert.

Es zeigen

Figur 1 eine erste Maßverkörperung im Querschnitt;
Figur 2 eine zweite Maßverkörperung im Querschnitt und
Figur 3 eine dritte Maßverkörperung im Querschnitt.

Figur 1 zeigt eine erste Maßverkörperung für eine Längenmeßeinrichtung im Querschnitt, bei der auf einem Grundkörper Gi aus Stahl ein Teilungeträger Ti aus Glas, mittels einer Klebeschicht Ki aus Hartkleber befestigt ist. Die Klebefläche KTi des Teilungsträgers Ti weist in Längserstreckung der Maßverkörperung verlaufende parallele Vertiefungen VTi zur Aufnahme des überschüssigen Hartklebers beim Klebevorgang auf, so daß eine möglichst dünne Klebeschicht Ki mit gleichmäßiger Schichtdicke erzielt wird; die Klebefläche KGi des Grundkörpers Gi ist eben.

Der Teilungsträger Ti weist auf seiner der Klebe-

fläche KTi abgewandten Oberfläche Oi eine Teilung

Ui auf, die von einer nicht gezeigten Abtasteinheit

zur Gewinnung von Meßwerten für die Relativlage zweier Objekte in Form von Maschinenteilen einer nicht dargestellten Werkzeugmaschine abgetastet wird; die Maßverkörperung und die Abtasteinheit sind mit den beiden Maschinenteilen verbunden.

Der thermische Ausdehnungskoeffizient des Grundkörpers Gi aus Stahl ist wesentlich größer als der thermische Ausdehnungskoeffizient des Teilungsträgers Ti aus Glas. Bei den unvermeidlichen Temperaturänderungen bei der Bearbeitung eines Werkstücks auf der Werkzeugmaschine bewirkt die möglichst dünne Klebeschicht Ki mit der gleichmäßigen Schichtdicke eine größtmögliche Kraftübertragung zwischen dem Grundkörper Gi und dem Teilungstrager Ti, so daß das Temperaturverhalten des Grundkörpers Gi infolge seines großen Flächenträgheitsmoraent dem Teillingsträger Ti mit dem kleinen Flächenträgheitdmoment aufgezwungen wird; die erste

Maßverkörperung, bestehend aus dem Grundkörper Gi aus Stahl und dem Teilungeträger Ti aus Glas, besitzt somit in etwa das Temperaturverhalten des Maschinenteils aus Stahl, mit dem sie verbunden ist, so daß Meßfehler während der Bearbeitung des Werkstücks vermieden werden.

Figur 2 zeigt eine zweite Maßverkörperung für eine Iiängenmeßeinrichtung im Querschnitt, bei der auf einem Grundkörper Ga aus Stahl ein Teilungsträger Tz aus Glas mittels ei; er Klebeschicht Rz aus Hartkleber befestigt ist. Die Klebefläche KG_x des Grundkörpers Gx weist in Längserstreckung der Maßverkörperung verlaufende parallele Vertiefungen VGz zur Aufnahme des überschüssigen Hartklebers beim Klebevorgang auf, so daß eine möglichst dünne Klebeschicht Kz mit gleichmäßiger Schichtdicke erzielt wird; die Klebefläche KTz des Teilungsträgers Tz ist eben. Der Teilungsträger Tz besitzt auf seiner der Klebefläche KTz abgewandten Oberfläche Oz eine Teilung Uz. Durch die möglichst dünne Klebeschicht Kz mit gleichmäßiger Schichtdicke besitzt die zweite Maßverkörperung ebenfalls in etwa das Temperaturverhalten des mit ihr verbundenen Maechinenteils aus Stahl, so daß Meßfehler bei Temperaturänderungen vermieden werden.

Figur 3 zeigt eine dritte Maßverkörperung für eine Längenmeßeinrichtung im Querschnitt, bei der auf einem Grundkörper Ga aus Stahl ein Teilungsträger Ts aus Glas mittels einer Klebeschicht Ks aus Hartkleber befestigt ist. In Längsisrstreckung der Maßverkörperung weisen zur Aufnahme des überschüssigen Hartklebers beim Klebevorgang die Klebefläche KTs des Teilungsträgers Ts parallelverlaufende Vertiefungen VTs und die Klebefläche KGs des Grundkörpers Gs parallel verlaufende Vertiefungen VGs

auf, die einander gegenüberliegen, so daß eine möglichst dünne Klebeschicht Ki mit gleichmäßiger

Schichtdicke erzielt wird. Der Teilungeträger Ts

. besitzt auf seiner der Klebefläche KTs abgewandten

5 Oberfläche Oa eine Teilung Us. Durch die möglichst dünne Klebeschicht Ka mit gleichmäßiger Schichtdicke besitzt die dritte Maßverkörperung gleichfalls in etwa das Temperaturverhalten des mit ihr verbundenen Maschinenteils aus Stahl, so daß Meßfehler bei Temperaturänderungen vermieden werden.

In nicht dargestellter Weise können die Vertiefungen des Teilungsträgers in dessen Längserstreckung und die Vertiefungen des Grundkörpers quer zu dessen Längserstreckung verlaufen.

In ebenfalls nicht gezeigter Weise besitzen bei einer kreisförmigen Maßverkörperung für eine Winkelmeßeinrichtung die Klebefläche des Teilungsträgers und/oder die Klebefläche des Grundkörpers konzentrische Vertiefungen; es können aber auch die Klebefläche des Teilungsträgers konzentrische Vertiefungen und die Klebefläche des Grundkörpers radiale Vertiefungen aufweisen.

Der Grundkörper kann auch aus Aluminium oder aus Stein bestehen.

Beim Teilungsträger gemäß den Figuren 1 und 3 können sowohl die Seitenflächen als auch die Vertiefungen VT in der Klebefläche KT mittels eines Kombinationswerkzeuges in einem Arbeitsgang hergestellt werden.

Claims (10)

&bull;&bull;&bull;»&bull;&bull;ft···»»» ,J- DR. JOHANNES HEIDENHAIN GmbH 15. September 1989 Schutzansprüche

1. Maßverkörperung, bestehend aus einem Grundkörper und aus einem daran mittels einer Klebeschicht befestigten Teilungsträger mit einer Teilung,

S wobei der Grundkörper und der Teilungsträger unterschiedliche thermische Ausdehnungskoeffizienten aufweisen, dadurch gekennzeichnet, daß die Klebefläche (KT) des Teilungsträgers (T) und /oder die Klebefläche (KG) des Grundkörpers (G)

Vertiefungen (VT, VH) aufweisen.

2. Maßverkörperung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Vertiefungen (VT) des Teilungsträgers (T) und/oder die Vertiefungen (VG) des Grundkörpers (G) parallel zueinander in deren Längsstreckung verlaufen.

3. Maßverkörperung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Vertiefungen (VT) des Teilungsträgers (T) und die Vertiefungen (VG) des Grundkörpers (VG) einander gegenüberliegen.

4. Maßverkörperung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Vertiefungen (VT) des Teilungeträgers (T) in dessen Längserstreckung und die Vertiefungen (VG) des Grundkörpers (G) quer zu dessen Längserstreckung verlaufen.

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5. Maßverkörperung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Vertiefungen des Teilungsträgers und/oder die Vertiefungen des Grundkörpers konzentrisch zueinander verlaufen.

6. Maßverkörperung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß dia V&rtl&tungen des TeiWagsträgers und die Vertiefungen des Grtmdkörpers einander gegenüberliegen.

7. MeHverkörperung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Vertiefungen des Teilungsträgers konzentrisch und die Vertiefungen das Grundkörpers radial verlaufen.

8. Maßverkörperung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Teilungsträger (T) aus Glas besteht.

9· MaßVerkörperung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Grundkörper (G) aus Metall, wie Stahl oder Aluminium, besteht.

10. Maßverkörperung nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß der Grundkörper (G) aus Stein, beispielsweise Granit, besteht.