DE9116707U1

DE9116707U1 - Positionsmeßeinrichtung

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Publication number: DE9116707U1
Application number: DE9116707U
Authority: DE
Original assignee: Dr Johannes Heidenhain GmbH
Current assignee: Dr Johannes Heidenhain GmbH
Priority date: 1991-02-07
Filing date: 1991-02-07
Publication date: 1993-06-24
Anticipated expiration: 2001-02-08
Also published as: DE4103634A1

Description

DR. JOHANNES HEIDENHAIN GmbH 31. Januar 1991

Positionsmeßeinrichtung

Die Erfindung betrifft eine Positionsmeßeinrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Derartige Positionsmeßeinrichtungen werden beispielsweise bei Werkzeugmaschinen zur Messung von Längen, Winkeln und Geschwindigkeiten eingesetzt.

Aus dem DE-GM 84 18 488 ist eine Positionsmeßeinrichtung in Form eines absoluten Winkelcodierers bekannt, bei dem ein Steckverbinder zum elektrischen Anschluß vorgesehen ist. Der Steckverbinder besteht aus einem Stiftteil, das am Gehäuse des Winkelcodierers starr angebracht ist und aus einem abnehmbaren Buchsenteil mit einem Kabelabgang. Für den Kabelabgang sind im Buchsenteil zwei Öffnungen vorgesehen, von denen eine auswählbar ist. Die für den Kabelabgang nicht verwendete öffnung wird mit einem Stopfen verschlossen.

Mit dem Steckverbinder dieser bekannten Positionsmeßeinrichtung ist es möglich den Ort des Kabelabgangs durch die vorgesehenen Öffnungen im abnehmbaren Buchsenteil auszuwählen. Um einen Wechsel des

r Kabelabgangs zu realisieren muß aber das Kabel aus der einen Öffnung entnommen werden und in der zweiten öffnung mit den Buchsen des Buchsenteils neu verlötet werden. Weiterhin muß für jeden möglichen Kabelabgang eine separate Öffnung vorgesehen werden, deren Abdichtung nicht unproblematisch ist.

Weiterhin sind Längenmeßeinrichtungen der Firma MITUTOYO, Japan bekannt, bei denen im Abtastkopf zwei Öffnungen für den Kabelabgang vorhanden sind. -,C Die für den Kabelabgang nicht verwendete Öffnung ist auch hier mit einem Stopfen verschlossen. Ein elektrischer Steckverbinder ist bei dieser Positionsmeßeinrichtung nicht vorhanden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Positionsmeßeinrichtung zu schaffen, bei der ein elektrischer Steckverbinder vorgesehen ist, der es ermöglicht die mittels des Steckverbinders zu verbindenden Teile in verschiedenen Lagebeziehungen

2c zueinander zu fixieren, ohne daß eine Verpolung erfolgt.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.

Vorteilhafte Ausbildungen der Erfindung entnimmt man den Unteransprüchen.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden anhand der Zeichnung näher erläutert.

Es zeigen

Figur 1

einen Teilschnitt einer gekapselten Längenmeßeinrichtung;

Figur 2 den Steckverbinder

der Längenmeßeinrichtung nach Figur 1;

Figur 3 und Figur 4 weitere Ausführungsformen des Steckverbinders.

In der Figur 1 ist eine Längenmeßeinrichtung gezeigt, bei der eine Maßverkörperung 1 von einem Abtastkopf 2 abgetastet wird. Das Gehäuse 3 ist an einem nicht dargestellten Bett einer Bearbeitungsmaschine befestigt. Der Abtastkopf 2 ist an einem Schlitten dieser Bearbeitungsmaschine befestigt und besteht aus zwei voneinander trennbaren Teilen 4 und 5. Die beiden Teile 4, 5 können mit nicht gezeigten Schrauben oder anderen Verbindungselementen zusammengehalten werden. Der eine Teil 4 des Abtastkopfes 2 weist mehrere lichtelektrische Abtastelemente 6, 7, 8, 9 auf, die die Maßverkörperung 1 berührungslos abtasten. Die bei der Abtastung gewonnenen periodischen Signale werden einer nicht gezeigten Auswere-/Anzeigeeinheit zur digitalen Anzeige der Relativlage zwischen dem Schlitten und dem Bett der Bearbeitungsmaschine zugeführt. Hierzu sind von den Abtastelementen 6, 7, 8, 9 mehrere elektrische Leitungen 16, 17, 18,

19 zu den Buchsen 26, 27, 28, 29 und 36, 37, 38, 39 geführt.

Der vom beschriebenen ersten Teil 4 trennbare wei-,. tere Teil 5 des Abtastkopfes 2 enthält die korrespondierenden Stifte 46, 47, 48, 49 und 56, 57, 58, 59. Die Buchsen 26 bis 29, 36 bis 39 und die Stifte 46 bis 49, 56 bis 59 bilden die Kontakte des erfindungsgemäßen Steckverbinders 10. An einem Ende des Teiles 5 ist ein Kabelabgang 11 vorgesehen. Die elektrischen Leitungen 66, 67, 68, 69 des Kabelabgangs 11 sind mit den Stiften 46 bis 49, 56 bis 59 elektrisch verbunden.

,,- Die Anordnung der Buchsen 26 bis 29, 36 bis 39 und der Stifte 46 bis 49, 56 bis 59 des Steckverbinders 10 ist in der Figur 2 im Detail dargestellt. Sie ist so gewählt, daß der Teil 5 des Abtastkopfes 2 vom Teil 4 abgenommen, um 180° gedreht und wieder aufgesteckt werden kann, ohne daß eine Verpolung zwischen den Buchsen 26 bis 29, 36 bis 39 und der Stifte 46 bis 49, 56 bis 59 erfolgt.

Der Abschnitt a) der Figur 2 zeigt die Buchsen 26 bis 29, 36 bis 39 des Steckverbinders 10 im Prinzip. Die Buchse 26 ist mit der Buchse 36 elektrisch verbunden. Weiterhin ist die Buchse 27 mit der Buchse 37, die Buchse 28 mit der Buchse 38 und die Buchse 29 mit der Buchse 39 elektrisch verbunden. Es ist ersichtlich, daß die miteinander verbundenen Buchsen 26, 36; 27, 37; 28, 38; 29, 39 symmetrisch zu einem gemeinsamen Punkt P angeordnet sind. Aus Gründen der Übersichtlichkeit sind die Verbindungsleitungen in der Figur 1 und in den folgenden ₃c Figuren nicht eingezeichnet.

Die Abschnitte b) und c) der Figur 2 zeigen die
Anordnung der Stifte 46 bis 49, 56 bis 59 in Draufsicht. Der Stift 46 ist mit dem Stift 56 elektrisch verbunden, der Stift 47 mit dem Stift 57, der Stift 48 mit dem Stift 58 und der Stift 49 mit dem Stift 59.

Für den gezeigten Steckverbinder 10 gibt es zwei Möglichkeiten des Kabelabgangs 11. Der Kabelabgang 11 kann, wie in der Figur 2b gezeigt ist, auf der rechten Seite des Steckverbinders 10 angeordnet sein, dabei ist im zusammengesteckten Zustand die Buchse 26 mit dem Stift 46, die Buchse 27 mit dem Stift 47, die Buchse 28 mit dem Stift 48, die Buchse 29 mit dem Stift 49, die Buchse 36 mit dem Stift 56, die Buchse 37 mit dem Stift 57, die Buchse 38 mit dem Stift 58 und die Buchse 39 mit dem Stift 59 in Kontakt.

Wird der Teil 5 des Abtastkopfes mit den Stiften 46 bis 49, 56 bis 59 abgenommen und um 180° gedreht, so ist der Kabelabgang 11 auf der linken Seite. Dabei stehen im zusammengesteckten Zustand folgende Buchsen und Stifte miteinander in Kontakt: 26 mit

56, 27 mit 57, 28 mit 58, 29 mit 59, 36 mit 46, 37 mit 47, 38 mit 48 und 39 mit 49.

Der Vorteil dieser Längenmeßeinrichtung besteht darin, daß durch einfaches Umstecken die Lage des Kabelabgangs 11 gewählt werden kann, ohne daß eine Verpolung erfolgt. Auf den ersten Blick erscheint es nachteilig, daß die doppelte Anzahl der eigentlich benötigten Kontakte vorgesehen werden muß. Dies hat aber wiederum den Vorteil, daß eine si-

₃c chere elektrische Steckverbindung durch diese Doppelkontaktierung gewährleistet ist. Das Abtast-

&dgr; -

element 6 ist beispielsweise über die elektrische Leitung 16 mit den beiden Buchsen 26 und 36 elektrisch verbunden. Auch die korrespondierende elektrische Leitung 66 des Kabelabgans 11 ist mit zwei c Stiften 46 und 56 elektrisch verbunden.

Besonders platzsparend ist die Anordnung der Kontakte in einer Reihe, wie in der Figur 3 dargestellt. Die Buchse 100 ist im gemeinsamen Symme-

,_Q triepunkt P angeordnet. Die Buchse 126 ist mit der Buchse 136 elektrisch verbunden und beide Buchsen sind relativ zum Punkt P symmetrisch angeordnet. Ebenso sind die Buchsen 127 und 137 elektrisch miteinander verbunden und beide Buchsen sind eben-

,,- falls zum gemeinsamen Punkt P symmetrisch angeordnet.

Die Stifte 146 und 156, sowie 147 und 157 sind elektrisch miteinander verbunden, so daß bei einem

2Q Umstecken des Teiles 105 und einer Drehung um 180° relativ zum Teil 104 keine Verpolung erfolgt. Wie zu sehen ist, bilden die Buchsen 126, 127, 136, 137, 100 und die Stifte 146, 147, 156, 157, 110 eine Steckerleiste, Die Buchse 100 und der Stift HO liegen im gemeinsamen Symmetriepunkt P.

Bei den bisher gezeigten Ausführungsbeispielen sind jeweils die symmetrisch zueinander liegenden Buchsen 26, 36; 27, 37; 28, 38; 29, 39; 126, 136; 127,

2Q 137 und die symmetrisch zueinander liegenden Stifte 46, 56; 47, 57; 48, 58; 49, 59; 146, 156; 147, 157 miteinander elektrisch verbunden. Für die Funktion reicht es aber aus, wenn diese Doppelkontaktierung nur bei den Buchsen oder den Stiften erfolgt. Ein

,r derartiges Beispiel zeigt die Figur 4.

In der Figur 4 sind folgende Buchsen miteinander elektrisch verbunden: 226 mit 236, 227 mit 237, 228 mit 238 und 229 mit 239. Diese miteinander verbundenen Buchsen sind symmetrisch zu dem gemeinsamen c Punkt P angeordnet. Im zusammengesteckten Zustand des Steckverbinders 10 steht der Stift 246 mit der Buchse 226 in Kontakt, der Stift 248 mit der Buchse

228, der Stift 257 mit der Buchse 237 und der Stift 259 mit der Buchse 239. Diesen Zustand zeigt Figur 4b, wobei der Kabelabgang 211 auf der rechten Seite liegt. Erfolgt eine Drehung des Teiles 205 um 180°, so liegt der Kabelabgang 211 auf der linken Seite und trotzdem findet keine Verpolung statt, da beispielsweise der Stift 246 jetzt mit der Buchse 236 in Kontakt steht und die beiden, zum Punkt P symmetrischen Buchsen 236 und 226 miteinander elektrisch verbunden sind.

In allen gezeigten Beispielen sind die Buchsen 26 bis 29, 36 bis 39; 100, 126, 127, 136, 137; 226 bis

229, 236 bis 239 im ersten Teil 4 des Abtastkopfes 2 integriert, sie können aber auch im weiteren, abnehmbaren Teil 5 integriert sein.

2c Anstelle der Buchsen und Stifte können auch andere Kontakte Anwendung finden, als Beispiel soll hier nur der einfache Federkontakt genannt werden.

Durch den Steckverbinder 10 ist es dem Anwender leicht möglich, den Kabelabgang 11 frei zu wählen.

Weiterhin hat der Steckverbinder 10 den Vorteil, daß der Kabelabgang 11 ohne schwierige Demontage der Längenmeßeinrichtung ausgewechselt werden kann.

Es ist aber auch möglich, eine defekte Längenmeßeinrichtung ohne viel Aufwand von dem Teil 5 des

Abtastkopfes 2 zu trennen.

Der Steckverbinder kann auch so ausgestaltet sein, daß jeweils mehr als zwei elektrische Kontakte (Buchsen oder Stifte) miteinander verbunden sind. Werden beispielsweise jeweils vier symmetrisch zuceinander liegende Kontakte miteinander verbunden, dann sind vier unterschiedliche Steckmöglichkeiten ohne Verpolung realisierbar.

Der Steckverbinder kann auch bei anderen Positionsmeßeinrichtungen eingesetzt werden. Soll die Lage des Kabelabgangs eines Drehgebers variierbar sein, so bieten sich ebenfalls die beschriebenen Anordnungen der Buchsen und Stifte an. Ebenso, wenn ein Drehgeber direkt an eine externe Einheit durch Aufstecken montiert und kontaktiert wird.

Gleichartige Bauelemente wurden in den einzelnen Figuren mit Bezugszeichen versehen, denen jeweils ein Index vorangestellt ist. In den Patentansprü- -_n chen ist aus Gründen der Übersichtlichkeit jeweils nur das Grundbezugszeichen - ohne Index - angegeben, soweit nicht nur auf ein einzelnes Ausführungsbeispiel Bezug genommen wurde.

Claims

DR. JOHANNES HEIDENHAIN GmbH 31. Januar 1991 Ansprüche

1. Positionsmeßeinrichtung mit einem elektrischen Steckverbinder, dadurch gekennzeichnet, daß der Steckverbinder (10) eine Anzahl von elektrischen Kontakten (26, 27, 28, 29, 36, 37, 38, 39, 46, 47, 48, 49, 56, 57, 58, 59) aufweist, von denen jeweils mindestens zwei Kontakte (26, 36; 27, 37; 28, 38; 29, 39; 46, 56; 47, 57; 48, 58; 49, 59) elektrisch miteinander verbunden sind und die miteinander verbundenen Kontakte (26, 36; 27, 37; 28, 38; 29, 39; 46, 56; 47, 57; 48, 58; 49, 59) symmetrisch zu einem gemeinsamen Punkt (P) angeordnet sind.

2. Positionsmeßeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Steckverbinder (10) in einem Abtastkopf (2) einer Längenmeßeinrichtung integriert ist, der relativ zu einer Maßverkörperung (1) verschiebbar ist und aus zwei voneinander trennbaren Teilen (4, 5) besteht, wobei ein Teil (4) die Buchsen (26, 27, 28, 29, 36, 37, 38, 39) und der andere Teil(5) die Stifte (46, 47, 48, 49, 56, 57, 58, 59) des Steckverbinders (10) enthält.

3. Positionsmeßeinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der eine Teil (4) des Abtastkopfes (2) die Abtastelemente (6, 7, 8, 9)

~ 10 -

zur Abtastung der Maßverkörperung (1) aufweist und diese Abtastelemente (6, 7, 8, 9) mit den Buchsen (26, 27, 28, 29, 36, 37, 38, 39) oder Stiften in diesem Teil (4) elektrisch verbunden

c sind, daß der vom einen Teil (4) trennbare weitere Teil (5) des Abtastkopfes (2) einen Kabelabgang (11) aufweist und die elektrischen Leitungen (66, 67, 68, 69) dieses Kabelabgangs (11) mit den Stiften (46, 47, 48, 49, 56, 57, 58, 59)

-.Q oder Buchsen in diesem weiteren Teil (5) elektrisch verbunden sind.

4. Positionsmeßeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Steckverbinder zum

,r elektrischen Anschluß eines Drehgebers an eine externe Einheit vorgesehen ist.

5. Positionsmeßeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrischen Kontakte (100, 126, 127, 136, 137) des Steckverbinders (10) punktsymmetrisch in einer Reihe angeordnet sind und eine Kontaktleiste bilden, wobei jeweils die zwei zueinander symmetrisch angeordneten Kontakte (126, 136; 127,

137) elektrisch miteinander verbunden sind.

6. Positionsmeßeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrisch miteinander verbundenen Kontakte (126,

OQ 136; 127, 137) zu einem im Symmetriepunkt (P) liegenden Kontakt (100) symmetrisch angeordnet sind.

7. Positionsmeßeinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontakte (26, 27, 28, 29, 36, 37, 38, 39,

JL &Lgr; *~

46, 47, 48, 49, 56, 57, 58, 59) in mehreren parallelen Reihen angeordnet sind.