DE2235545B2

DE2235545B2 - Stellungsgeber

Info

Publication number: DE2235545B2
Application number: DE19722235545
Authority: DE
Inventors: Geza von Bergen N.J. Voros (V.StA.)
Original assignee: Optograms, Inc, Oakland, N.J. (V.StA.)
Priority date: 1971-08-04
Filing date: 1972-07-20
Publication date: 1976-11-11
Also published as: DE2264658A1; GB1373598A; JPS4825554A; DE2235545A1; US3742488A; CA941606A

Description

Die Erfindung betrifft einen Stellungsgeber gemäß

dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Ein derartiger Stellungsgeber ist in den Forschungsberichten des Landes Nordrhein-Westfalen Nr. 811/60 auf den Seiten 9 bis 11 beschrieben. Bei diesem wird die Meßrolle über frei laufende, durch Federn vorgespannte

μ Rollen an das Stahlband angedrückt. Der Winkelgeber wird von der Meßrolle über eine Zahnradübersetzung angetrieben. Bei dem bekannten Stellungsgeber führen jedoch durch Temperaturänderung hervorgerufene Längenänderungen des Stahlbandes zu Meßfehlern, da

*5 das Stahlband an seinen Enden fest eingespannt ist. Ferner liegt die Meßrolle unter Druck und auf kleiner Fläche an dem Stahlband an. Das Meßergebnis wird daher auch durch das Altern der die frei laufenden Andrückrollen andrückenden Feder und durch die Abnützung der Meßtrommel beeinträchtigt. Weiter sind Stahlband und Meßrolle nicht geschützt, und das Meßergebnis wird durch Verschmutzung der Anordnung unkontrollierbar verschlechtert.
Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe ist somit die Schaffung eines Stellungsgebers, der bei möglichst einfachem und kompaktem Aufbau eine präzise Messung der gegenseitigen Lage der linear gegeneinander bewegbaren Teile unabhängig von den Umgebungsbedingungen ermöglicht und diese auch

noch nach längerer Betriebszeit gewährleistet.

Erfindungsgemäß wird bei einem Stellungsgeber gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1 diese Aufgabe gelöst durch die Merkmale des Kennzeichens dieses Anspruches.

In der US-PS 34 49 833 ist ein Gerät zur Digitalisierung von Kurven beschrieben, bei dem ein in den Koordinatenrichtungen verschiebbarer Nachführstift über Drahtseile jeweils einen Winkelgeber antreibt. Dabei sind die Enden eines Drahtseiles jeweils über eine Feder miteinander verbunden. Diese Federn dienen jedoch nicht dazu, die Spannung im Drahtseil auf einen vorgegebenen konstanten Wert zu bringen, sondern nur dazu, eine Vorspannung des Drahtseiles zu erzeugen, die zur Vermeidung von Schlupf auf der Antriebsrolle des Winkelgebers und anderer Führungsrollen ausreicht.

In dem Buch von Knab »Übersicht über Kinematik/ Getriebelehre«, Selbstverlag Nürnberg 1930 ist ferner auf der Seite 166 ein beweglicher Abtrieb dargestellt, mit dem eine auf einem Schlitten gelagerte Arbeitswelle unabhängig von der Schlittenstellung längs des Maschinenbettes angetrieben wird. Hierzu läuft ein Riemen über zwei bei den Enden des Maschinenbetts gelagerte Riemenscheiben und umschlingt durch zwei freilaufende

Riemenscheiben geführt eine auf der Ärbeitswelle befestigte Riemenscheibe. Diese bei Riemenantrieben bekannte Riemenführung wird auch anderweitig (DT-AS 11 01 096; 1161 047) angewendet. Ebenso ist es

bei Werkzeugmaschinen bekannt, zur Schutzabdeckung von leistenförmigen Teilen wie Maßstäben usw Faltenbälge vorzusehen (DT-AS 11 01 096).

Ferner ist in der DT-OS 16 98 010 ein Laser-Interferometer beschrieben, bei dem djx zwischen den gegeneinander beweglichen Spiegeln liegende Raum durch einen Balg abgeschlossen ist, um Schwankungen des Brechungsindexes der Luft in der Meßstrecke auszuräumen.

Bei dem erfindungsgemäß ausgestalteten Stellungsgeber werden die nachstehenden Vorteile erhalten:

Die gegenseitige Lage der gegeneinander bewegbaren Teile des Stdlungsgebers wird unabhängig von Temperaturänderungen der Umgebung präzise angegeben. Es ist auch langfristig sichergestellt, daß die Meßrolle ohne Gleiten auf dem Stahlband abrollt; möglicherweise alternde Andrückfedern für die Meßrolle werden nicht verwendet. Das Stahlband und die Meßrolle sind bestens gegen Verschmutzung (Staub und Fett) sowie aggressive Chemikalien geschützt. Schließlieh lassen sich durch einfache Längenänderung des Stahlbandes unter Verwendung im übrigen gleicher Teile Stellungsgeber mit sehr unterschiedlichem Arbeitsbereich herstellen. Nachdem derartige lineare Stellungsgeber insbesondere an Werkzeugmaschinen eingesetzt werden, läßt sich der Stellungsgeber somit leicht an eine beliebige Werkzeugmaschine anpassen.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Mit der Weiterbildung gemäß Anspruch 2 wird ein noch besserer Schutz der Präzisionsteile gegen Verschmutzung erhalten. Etwa beim Zusammenbau des Stellungsgebers in dessen Inneres gelangter Schmutz wird vom Stahlband abgestreift und gelangt nicht zu der Meßrolle. Zudem wird das Stahlband noch geführt.

Bei der Weiterbildung gemäß Anspruch 3, ist sichergestellt, daß die Bälge nicht auf dem Stahlband aufsitzen können und hierdurch verschlissen werden, wobei zugleich im Inneren des Stellungsgebers Abriebteilchen erzeugt wurden. Zugleich ist das Stahlband auch gegen mechanische Beschädigung von außen geschützt.

Bei der Weiterbildung gemäß Anspruch 4 ist sichergestellt, daß einerseits im Stahlband unabhängig von der Temperatur eine konstante Vorspannung erzeugt wird, daß andererseits aber das Stahlband beim Messen selbst fest eingespannt ist und nicht entgegen der Kraft der eine konstante Vorspannung erzeugenden Federanordnung zusammen mit der Meßrolle bewegt werden kann.

Mit der Weiterbildung gemäß Anspruch 5 wird erreicht, daß zur Betätigung der Feststellvorrichtung keine zusätzlichen mechanischen Durchführungen benötigt werden, bei denen wiederum Dichtprobleme auftreten würden.

Mit der vorteilhaften Ausbildung gemäß Anspruch 6 wird erreicht, daß der Stellungsgeber spielfrei arbeitet und bei Annäherung an eine vorgegebene Stelle von rechts oder von links denselben Entfernungswert zur Anzeige bringt.

Mit der Weiterbildung gemäß Anspruch 7 werden kompakte Abmessungen des Stellungsgebers erreicht. Zugleich wird eine vorgegebene Längsverschiebung in eine verhältnismäßig große Drehung umgesetzt.

Die beiden Weiterbildungen gemäß den Ansprüchen 8 und 9 können alternativ Verwendung finden. Bei einem Stellungsgeber gemäß Anspruch 8 wird ein besonders einfacher Aufbau erreicht und abgesehen von der Meßrolle und den ihr zugeordneten Führungsrollen sind keine weiteren Rollen erforderlich. Ein Stellungsgeber gemäß Anspruch 9 ist etwas komplizierter aufgebaut, da an den beiden Enden des Stellungsgebers Umlenkrollen für das Stahlband vorgesehen sind und die an eine konstante Vorspannung sicherstellende Federanordnung nicht direkt sondern über eine der Umlenkrollen am Stahlband angreift Andererseits wird bei gleichen sonstigen Abmessungen und einer vorgegebenen Verschiebung des bewegbaren Teiles des Stellungsgebers die doppelte Drehung des Winkelgebers erhalten.

!m folgenden wird die Erfindung an Hand von Ausführungsbeispielen und unter Bezugnahme auf die beiliegende Zeichnung näher erläutert In dieser zeigt

Fig. 1 eine seitliche Ansicht eines ersten Stellungsgebers, der am Schlitten einer Werkzeugmaschine angeordnet ist,

F i g. 2 einen Schnitt durch den in F i g. 1 dargestellten Stellungsgeber in größerem Maßstab, wobei Einzelheiten der Baugruppen genauer dargestellt sind,

F i g. 3 die Führung des Stahlbandes des Stellungsgebers bei der Meßrolle und die Anordnung des Winkelgebers,

Fig.4 Einzelheiten des photoelektrischen Winkelgebers,

Fig.5 Einzelheiten der Feststellvorrichtung zum Festlegen des Stahlbandes,

F i g. 6 eine Explosionsdarstellung der eine konstante Vorspannung des Stahlbandes besorgenden Federanordnung und der dieser zugeordneten Bauteile des Stellungsgebers,

F i g. 7 die Führung des Stahlbandes an dem der in F i g. 6 dargestellten Federanordnung benachbaiten Ende,

Fig.8 einen Längsschnitt durch einen zweiten Stellungsgeber,

Fig. 9 eine Explosionsdarstellung der in dem Stellungsgeber nach der F i g. 8 verwendeten Federanordnung zur Einstellung einer konstanten Vorspannung des Stahlbandes,

Fig. 10 eine Explosionsdarstellung der Umlenkeinrichtung für das Stahlband, die bei dem der in Fig.9 dargestellten Federanordnung gegenüberliegenden Ende des Stahlbandes vorgesehen ist.

In Fig. 1 ist ein Stellungsgeber dargestellt, der an einem Schlitten 45 befestigt ist. Der Schlitten 45 kann mittels eines Handgriffes 46 und einer nicht dargestellten Leitspindel in üblicher Weise verfahren werden. Bei den Enden des Schlittens sind Träger 47a, 476 angeordnet, welche ein Gehäuse 48 des Stellungsgebers tragen. In diesem ist ein in Längsrichtung verlaufendes Stahlband 50 angeordnet, das einerseits fest an einem Block 56 befestigt ist, der seinerseits am Gehäuse 48 oder direkt an dem Träger 476 befestigt ist. Das gegenüberliegende Ende des Stahlbandes 50 ist in einem verschiebbaren Block 52 befestigt, der über eine Konstantspannungsfeder 53 und einen Stift 54 am Gehäuse 48 festgelegt ist. Wird mit dem Stellungsgeber gemessen, so ist der Block 52 festgelegt. Das Stahlband 50 durchsetzt ein Wandlergehäuse, in dem eine Präzisionsmeßrolle 62 gelagert ist. Mittels zweier freilaufender Leitrollen 63 und 64 wird das Stahlband so um die Präzisionsmeßrolle 62 geführt, daß es diese über mehr als den halben Umfang berührt. Vom Wandlergehäuse 60 erstrecken sich Bälge 66a und 666 zu den Enden des Stahlbandes 50. Die äußeren Enden derselben sind mit den Blöcken 52 und 56 verbunden. Die Bälge verhindern, daß sich Schmutz wie Späne und

dergleichen auf dem Stahlband oder der Präzisionsmeßrolle oder den freilaufenden Leitrollen absetzt. Zudem verhindern sie das Eintreten von Gasen und Dämpfen zu diesen Präzisionsteilen, welche die Güte der Oberfläche derselben verschlechtern könnten. Die Blöcke 52 und 56 tragen zugleich eine Schutzstange 67, die sicherstellt, daß die Bälge 66a und 66fc das Stahlband 50 immer umgeben.

In Fig.2 ist die rechte und linke Seite des Stellungsgebers vertauscht, d. h. dieser ist gegenüber der F i g. 1 um 180° gedreht. Wie F i g. 2 zeigt, weist der Block 56 einen runden Endabschnitt 68 auf, auf den das linke Ende des Balges 666 aufgeschoben ist. An dem linken Ende eines mittleren Gehäuses 70, daß das am Schlitten der Werkzeugmaschine befestigte Wandlergehäuse 60 umschließt, ist ein entsprechender runder Endabschnitt 69 angebracht, auf den das rechte Ende des Balges 666 aufgeschoben ist. Ähnlich ist am rechten Ende des mittleren Gehäuses 70 ein runder Endabschnitt 7t vorgesehen, auf den das linke Ende des Balges 66a aufgeschoben ist, während das rechte Ende des Balges 66a auf einen runden Endabschnitt 72 aufgeschoben ist, der mit einer vorderen Stirnwand 82 einer am Gehäuse des Stellungsgebers befestigten Tragplatte 78 angebracht ist.

Das linke Ende der Schutzstange 67 ist an dem runden Endabschnitt 68 befestigt, ihr gegenüberliegendes Ende ist im Endabschnitt 72 aufgenommen. In den Endabschnitten 69 und 7t sind Durchtrittsöffnungen vorgesehen, durch welche die Schutzstange 67 unter Spiel hindurchläuft: damit läuft die Schutzstange 67 auch durch das mittlere Gehäuse 70 hindurch. Auf der anderen Seite des Stahlbandes 50 ist eine weitere Schutzstange 74 vorgesehen, die ebenfalls von den Endabschnitten 68 und 72 getragen ist. Damit ist sichergestellt, daß die Bälge 66a und 666 beim Ausdehnen oder Zusammenziehen das Stahlband 50 nicht berühren.

Wie F i g. 2 zeigt, trägt das Ende der Meßrolle 62 eine Schlitzscheibe 76, die mit der Meßrolle 62 umläuft, wenn das Stahlband 50 zusammen mit dem Schlitten 45 verfahren wird.

Die Tragplatte 78 trägt an ihrem dem Endabschnitt 72 gegenüberliegenden Ende über einen Träger 79 den Stift 54. Wie schon ausgeführt, ist am Stift 54 eines der Enden der Konstantspannungsfeder 53 festgelegt, deren zweites Ende ist an einem Stift 81 festgelegt, der von dem verschiebbaren Block 52 getragen ist. Der Block 52 ist mit einer Gewindebohrung versehen, in die eine Schraube 84 eingeschraubt ist die einen in der Tragplatte 78 ausgebildeten Schlitz 85 durchsetzt Das rechte Ende des Stahlbandes 50 ist in einem Einschnitt des verschiebbaren Blockes 52 festgelegt etwa unter Verwendung nicht dargestellter Schrauben.

Um das Innere der Bälge und damit des Stellungsgebers von Schmutz freizuhalten, sind im Endabschnitt 72 Plastik- oder Gummidichtungen 86,87 angeordnet die das Stahlband 50 bei Ohren, wie insbesondere aus F i g. 7 got ersichtlich ist Es sei noch darauf hingewiesen, daß die Schutzstange 74 bei kurzen Stellungsgebern entbehrlich ist

1st die Schraube 84 gelöst so wird das Stahlband 50, das an den Blöcken 56 und 52 festgelegt ist durch die Konstantspannungsfeder 53 m der gewünschten Weise vorgespannt Zum Messen wird der verschiebbare Block 52 durch Anziehen der Schraube 84 dann festgeklemmt In der F i g. 3 sind Einzelheiten der Führung des Stahlbandes 50 bei der Meßrolle 62 und des Winkelgebers dargestellt. Das mittlere Gehäuse weist zwei Seitenplatten 91 und 92 auf, in denen die Leitrollen 63 und 64 parallel zueinander, parallel zur Meßrolle 62 und parallel zur Oberfläche des Stahlbandes 50 gelagert sind. Die freilaufenden Leitrollen 63 und 64 führen das Stahlband 50 um die Meßrolle 62 herum, die bei einem praktischen Ausführungsbeispiel einen Umfang von etwas weniger als 2,5 cm hat. Der Durchmesser der Meßrolle 62 wird im Hinblick auf die Dicke des Stahlbandes 50 gewählt. Üblicherweise sollte das Stahlband die Meßrolle 62 über einen Bogen führen, dessen Radius einem Kreisumfang von genau 2,5 cm entspricht. Das Stahlband 50 kann eine Dicke von etwa 0,05 mm aufweisen und eine für ein derartiges Stahlband geeignete Meßrolle 62 kann einen Durchmesser von 0,8 cm haben.

Das eine Ende der Welle der Meßrolle 62 trägt die Schlitzscheibe 76, die aus Plastikmaterial oder Glas gefertigt sein kann und mit aufgedruckten oder eingravierten radialen Linien oder Strichen versehen ist, die in U nfangsrichtung gleich verteilt sind. Die Schutzscheibe 76 kann auch aus Metall gefertigt sein und eingeätzte Striche oder durchgehende Schlitze aufweisen. Insgesamt können, 500,1000.1250 oder noch mehr Striche vorgesehen sein, die zur Ansteuerung eines elektro-optischen Lesers dienen können. Der elektro-optische Leser weist eine Lichtquelle 94 auf, deren Strahlen durch ein Rohr 95 hindurchlaufen und auf eine Photozelle % auftreffen können. Die Schlitzscheibe % unterbricht bei Drehung der Meßrolle 62 den Lichtstrahl, so daß ein gepulstes Lichtsignal auf die Photozelle 96 gegeben wird. Diese erzeugt entsprechende elektrische Impulse, die auf einen in Fig.2 dargestellten Impulszähler 100 gegeben werden. Wie aus F i g. 4 ersichtlich ist, ist am Ende des Rohres 95 eine transparente Scheibe 101 angebracht, die mit einem feststehenden Strichmuster versehen ist. Die Scheibe 101 kann somit als festehende Blende und die Schlitzscheibe 76 als Unterbrecherscheibe angesehen werden. Die Scheibe 101 ist so angeordnet, daß bei Drehung der Schlitzscheibe 76 um 90° phasenverschobene Lichtimpulse erzeugt werden.

In F i g. 5 ist eine Einrichtung zum Festklemmen des durch die Konstantspannungsfeder 53 gehaltenen Enden des Stahlbandes 50 dargestellt, die an Stelle der in F i g. 2 dargestellten Kombination von Schlitz 85 und Schraube 84 verwendet werden kann. Die Konstantspannungsfeder 53 ist wiederum an den Stiften 54 und 81 festgelegt und zieht den verschiebbaren Block 52 bezüglich der Tragplatte 78 in der Zeichnung nach links Das Stahlband 50 ist wiederum fest an dem verschiebba ren Block 52 befestigt und durchsetzt einen benachbar ten Block 103. der fest mit der Tragplatte 78 verbunder ist In dem Block 103 ist ein Druckstück 104 senkrech zur Oberfläche des Stahlbandes 50 verschiebbai angeordnet und wird mittels einer Feder 105 an dai Stahlband 50 angedrückt Das Druckstück 104 is zwischen Wänden 106 des Blockes 103 geführt Di< Feder 105 ist an ihrem vom Druckstück 104 entfernte!

6c Enden an einem Stößel 108 eines Elektromagneten IO: festgelegt Bei Betätigung des Elektromagneten 10 kann somit die über das Druckstück M4 auf da Stahlband ausgeübte Kraft weiter erhöht werdet Damit wird das Band zwischen dem Druckstück 104 un dem Block 103 eingeklemmt Die Betätigung de Elektromagneten 107 erfolgt über einen nicht dargt stellten Schalter, durch dessen Betätigung die Bed« mmgsperson ein Freigeben des Stahlbandes durch di

elektromagnetische Feststellvorrichtung herbeiführen kann. Normalerweise wird das Stahlband mit Hilfe der Konstantspannungsfeder 53 unter vorgegebener Vorspannung gehalten und am Block 103 festgeklemmt. Damit hat das Stahlband 50 beim Messen eine feste Länge und eine vorgegebene Spannung.

Fig.6 zeigt eine auseinandergezogene Darstellung der Federanordnung zum Einstellen einer konstanten Vorspannung des Stahlbandes 50. Ein Gehäuse 110 ist durch nicht dargestellte Schrauben an der Stirnwand 82 befestigt. Diese Schrauben durchsetzen Bohrungen 112, die in Flanschen 113 des Gehäuses 110 vorgesehen sind. In eine Bohrung des runden Endabschnittes 72 ist eine Feststellschraube 114 eingeschraubt, die in einen Schlitz 115 hineinbewegt werden kann, in dem das eine Ende der Schutzstange 74 Aufnahme findet. Ähnlich ist im unteren Abschnitt des Endabschnittes 72 ein Schlitz 116 ausbildet, in dem das eine Ende der Schutzstange 67 mittels einer nicht dargestellten Feststellschraube festgelegt ist. In einen mittleren Schlitz 117 sind die *o Gummidichtungen 86 und 87 eingesetzt, die über das Stahlband 50 wegwischen, wenn dieses durch die Konstantspannungsfeder 53 vor- oder zuruckbewegt wird.

Die Gummidichtungen 86 und 87 sind in F ι g. 7 >5 deutlicher dargestellt- Sie sind in durch eine Schulter begrenzten Ausnehmungen des Schlitzes 117 angeordnet, so daß sie in Längsrichtung nicht verschoben werden können. Die Gummidtchtungen 86,87 berühren das Stahlband nur leicht, das zwischen ihnen hegerid zu ¥> dem verschiebbaren Bk>ck 52 geführt ist. Wie schon ausgeführt wird das Stahiband 50 zum Messtn festgetegt »as entweder amer Verwendung der sn Fig 5 <ÜT£ev.ettie- Feststeövorrscfftursg oder durch direktes. Fesifegen des verschrebfearen Bioor.«- 52 erfolgen· s.i.ia

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des S:~4,"t2s Verschiebung des Schlittens 45 wieder,

Da das Materiul des Stahlbandes 50 einen thermischen Ausdehnungskoeffizienten hut, der ii» wc*entl« chcn dem des Materials des Schlittens 45 cnupricltt, können termisch bedingte !.tngcnAtukrunge.n in etwa ausgeglichen werden. Hei sehr stucken Tc unterschieden kann der StcllungsKchcr jedoch dadurch wieder optimal eingcMelh wctdcn, tluf.i die Schraube 84 oder die elektromagnetische Fefitsiellvor richtung kurz gelöst wird. Damit M beim Meitien um Stahlband stets unter vorgegebener Vorspannung zwischen seinen beiden finden eingespannt.

In den f^:ig. 8 bis H) ist din anderer SidltiniJt dargestellt, bei dem anstelle eines* an neini-ii eingespannten Stahlbanfles ein Ober Uolkn umlitulen des Stahlband 150 Verwendung findet.

Die Enden des Stahlbandes ΙΉ) feirul in einem drm Wandlergehäusc 60 entspricheiidcii Wiitidlergehautc 125 befestigt. Dieses ist wiederum an eincifi Abschnitt der Wcrk/.cugmadchint befcattiit und wiederum cie I^eitrollcn hl und M ';owie <iic Me(if(illt: 62. Die Mfcßrolle 62 trägl viederurti die Schlu/wheibf: 76.

Das f-estlcgcn des Stahbariden IK) itn WamJlergc hause 125 erfolg! unter Verwendung von fiUV'itcti 129 und 129. die am Wandlergchäu*c 121 fetigslrgt mui Das Wandlergehiu«;fc 125 i«t 3η einer Ssits durch rtfitn abnehmbaren Deckel IK) *»jft -- «rtd luM4i£hi ven. Wiedemrr: 'jmgebsTi dir. fiil·^. tsh» und hhl> .Stahlbarsd 150 und tctiü!/«r> et v> vftf 'fctiftii und Feit. Oz\ Siahiband 150 \ituh um cirss {« Umterskroiic 131 um, att frsn drehhir? ·η «rif;«: 132 angcordfiti Kf. 3«r iiifriSfMrfn w VA befi-i'igi m Di-, ^t^siiüij-srhsjfeciifi fax*«:rtv« feöe-n weiif. «rr-rssr l'räjrsr 1% *«:!.. «ist >:sii?.?*n 45 bsfs^ti^f is? wnd «« G«**js«· 11* '?iä{t kt^'ärer; aJ «Sat Krj^r^*ms.i?z!tr^i($ßfs4f?t 11 ».«^.'^ '«t. sfoe art 'k:# süilrÄ- 54 arxi *ί ΐ^?ΐ\·ί«. E^* feif «I

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Wie Fig.8 zeigt, sind in der rechts gelegenen Seitenwand des Wandlergehäuses 125 Dichtstücke 152 und 153 angeordnet. Das Stahlband 150 läuft zwischen ihnen hindurch. An der linken Seitenwand des Wandlergehäuses 125 sind entsprechende Dichtstücke 154 und 155 vorgesehen, zwischen denen das Stahlband 150 ebenfalls durchläuft.

Fig. 10 zeigt Einzelheiten des in Fig.3 links gelegenen Endes des Stellungsgebers. Der Träger 132 ist mit einem runden Endabschnitt 161 versehen, auf den das linke Ende des Balges 666 aufgeschoben werden kann. Eine zur Lagerung der Umlenkrolle 131 vorgesehene stiftförmige Welle 163 ist in transversale Bohrungen 162 des Endabschnittes 161 eingesetzt.

Der in den Fig.8 bis 10 dargestellte Stellungsgeber arbeitet im wesentlichen genauso wie der in den F i g. 1 bis 7 dargestellte. Bei Verschiebung des Schlittens 45 bezüglich des fest an der Werkzeugmaschine angebrachten Wandlergehäuses 125 treibt das durch die Leitrollen 63 und 64 geführte Stahlband die Meßrolle 62 an, die durch diese mitbewegte Schlitzscheibe 76 unterbricht den zur Fotozelle 96 gerichteten Lichtstrahl und die von der letzteren erzeugten elektrischen Impulse werden im Impulszähler 100 ausgewertei und angezeigt.

Das Anbringen des in Fig.8 dargestellten Stellungsgebers an der Werkzeugsmaschine erfolgt derart, daß zunächst die Träger 132 und 136 angeschraubt werden, dann das Stahlband um die L'mlenkrollen, die Leitrollen und die Meßrolle herumgelegt wird, hierauf die linden des Stahlbandes über Druckstücke 169 und Feststellschrauben 168 im Wandlergehäuse 125 festgelegt werden und dann das Stahlband in der gewünschten Weise vorgespannt wird. Es versteht sich, daß das Innere des Stellungsgebers zunächst gereinigt worden ist; der Innenraum des Stellungsgebers kann schließlich noch mit trockener Luft oder einem inerten Gas gefüiit werden, nachdem an den Trägern 132 und 136 noch mittels Schrauben 166 Abdeckungen 165 angebracht sind. Damit wird verhindert, daß Staub oder Schmutz in den Stellungsgeber eintreten kann. Zum Schutz gegen mechanische Beschädigungen kann der gesamte Stellungsgeber durch eine weitere, nicht dargestellte von dem Schlitten 45 getragene Abdeckung geschützt werden.

Beim Messen bewegt der Schlitten 45 das Stahlband 150 mit. Hierdurch wird die Meßrolle 62 angtrieben, und zwar doppelt so schnell wie bei dem in den F i g. I bis 7 dargestellten Stellungsgeber. Dies ist darauf zurückzuführen, daß die Enden des Stahlbandes 150 im Wandlergehäuse 125 festgelegt sind und der Schlitten bei seiner Bewegung beide Trums des Stahlbandes bewegt. Infolgedessen unterbricht die Schlitzscheibe 71 auch den von der Lichtquelle 94 ausgestrahltei Lichtstrahl doppelt so oft wie bei dem Stellungsgebei nach den F i g. 1 bis 7 und infolgedessen kann eini Verschiebung des Schlittens 45 auch mit der doppelter Genauigkeit gemessen werden.

Das bei den oben beschriebenen Stellungsgeberr verwendete Stahlband ist dünn, damit es um eine Meßrolle mit einem Durchmesser von etwa 0,78 cm

ίο herumgelegt werden kann. Auch die Breite des Stahlbandes kann noch gemäß dem betrachteten Anwendungsfall gewählt werden. Anstelle eines Stahlbandes kann auch ein Band aus einem anderen Metall, einer Metallegierung oder sogar aus Kunststoff

iS verwendet werden. Einige Typen verstärkter Kunststoff- und Glasfaserbänder haben eine ausgezeichnete Dehnungsfestigkeit und zudem einen Ausdehnungskoeffizienten, der dem des Werkzeugmaschinenteiles, an dem das Ba id angebracht wird, vergleichbar ist.

Zur Erhaltung höchster Präzision bei den oben beschriebenen Stellungsgebern muß die Längsachse des Stahlbandes der Bewegungsrichtung des Schlittens bzw. des bewegten Teiles der Werkzeugmaschine genau entsprechen, damit jeglicher seitlicher Schlupf des Stahlbandes an der Meßrolle vermieden wird. Eine genau präzise Ausrichtung ist jedoch nicht immer möglich und selbst dort, wo sie möglich ist, häufig sehr schwierig durchzuführen. Anstelle einer präzisen Ausrichtung des ganzen Stahlbandes kann eine präzise Ausrichtung des durch das Wandiergehäuse hindurch laufenden Abschnittes des Stahlbandes vorgenommen werden. Hierzu können weitere Präzisionsführungsrollen 290 verwendet werden, die paarweise im Wandlergehäuse angeordnet sind. Deren Drehachse steht senkrecht zur Bewegungsrichtung des Stahlbandes, so daß die Ränder des Stahlbandes durch die zylindrischen Laufflächen der Präzisionsführungsrollen seitlich geführt sind. Damit wird die gewünschte präzise Ausrichtung des Stahlbandes bezüglich der Meßrolle 62 erhalten. Insgesamt ist bei jeder der Seitenwände des Wandlergehäuses jeweils ein Paar von Präzisionsführungsrollen 290 angeordnet, und zwar vorzugsweise bei dem inneren Ende der Dichtstücke. Die in den Fig.3 und 8 dargestellten Präzisionsführungsrollen sind in Präzisionskleinstkugellagern gelagert. Bei Verwendung der Präzisionsführungsrollen 290 braucht der außerhalb des Wandlergehäuses befindiiche Abschnitt des Stahlbandes nur innerhalb angemessener Toleranzen ausgerichtet zu werden, wenn das Wandlergehäuse mit üblicher Sorgfalt angebracht ist, so daß das Stahlband in Querrichtung gedehnt wird.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

I. Stellungsgeber zur Erfassung der gegenseitigen Lage zweier linear gegeneinander bewegbaren Teile, welcher ein auf dem ersten der gegeneinander bewegbaren Teile angeordnetes, gespanntes Stahlband, eine auf dem zweiten der gegeneinander bewegbaren Teile angeordnete, auf dem Stahlband abrollende Meßrolle und einen durch diese angetrie benen Winkelgeber aufweist, wobei zur Führung des Stahlbandes bei der Meßrolle zumindest eine frei laufend auf diesem abrollende Leitrolle vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Stahlband (50; 150) durch eine eine konstante Vorspannung erzeugende Federanordnung (53, 54, 81) gespannt wird und so durch ein im wesentlichen allseits geschlossenes mittleres Gehäuseteil (70; 125) in welchem die Meßrolle (62), der Winkelgeber (76, 94 bis 96, 101) und zwei freilaufende Leitrollen (63, 64) gelagert sind, geführt wird, daß es die Meßrolle (62) mindestens zur Hälfte umschlingt, daß ferner Bälge (66a, 666) einerseits dicht mit dem mit dem zweiten der gegeneinander bewegbaren Teile verbundenen mittleren Gehäuseteil (70; 125) und andererseits dicht mit Gehäuseendteilen (68,72; 132, 136) verbunden sind, welche ihrerseits fest auf dem ersten der gegeneinander bewegbaren Teile angeordnet sind, und daß eines der Gehäuseendteile (72; 136) eine dicht auf ihm aufgesetzte Kammer (52; 138) trägt, in der die eine konstante Vorspannung erzeugende Federanordnung (53,54,81) angeordnet ist.
2. Stellungsgeber nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die von dem Stahlband (50; 150) durchquerten öffnungen des mittleren Gehäuseteils (70; 125) Dichtstücke (152 bis 155) aufweisen, die unter geringem Spiel zum Stahlband 50; 150) angeordnet sind oder auf diesem gleiten.
3. Stellungsgeber nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine oder mehrere Schutzeinrichtungen (74,67) sich parallel zu dem gespannten Stahlband (50; 150) zwischen den Gehäuseendteilen (68,72; 132,136) erstrecken.
4. Stellungsgeber nach einem der Ansprüche 1 bis 3, gekennzeichnet durch eine Feststellvorrichtung (104 bis 108), durch welche das mit dem Stahlband (50; 150) zusammenwirkende Ende der eine konstante Vorspannung erzeugende Federanordnung (53, 54, 81) in seiner Lage lösbar verriegelt wird.
5. Stellungsgeber nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Feststellvorrichtung (104 bis 108) durch einen Elektromagneten (107) betätigt wird.
6. Stellungsgeber nach einem der Ansprüche 1 bis

5, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßrolle (62) direkt mit der Antriebsachse des Winkelgebers (76, 94-%, 101) verbunden ist.
7. Stellungsgeber nach einem der Ansprüche 1 bis

6, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchmesser der Meßrolle (62) kleiner als 2,54 cm ist.
8. Stellungsgeber nach einem der Ansprüche 1 bis

7, dadurch gekennzeichnet, daß ein Ende des Stahlbandes (50) an einem der Gehäuseendteile (68) befestigt ist, während das gegenüberliegende Ende an der eine konstante Vorspannung erzeugenden Federanordnung (53,54,81) befestigt ist.
9. Stellungsgeber nach einem der Ansprüche 1 bis

7 dadurch gekennzeichnet, daß beide Enden des Stahlbandes (150) am mittleren Gehäuseteil (125) befestigt sind, und daß das Stahlband (150) über zwei in den Gehäuseendteilen (132, 136) angeordnete Rollen (131,142) umläuft, von denen eine (131) eine feste Drehachse aufweist, während die zweite (142) in axialer Richtung verschiebbar an der eine konstante Vorspannung erzeugenden Federanordnung (53,54,81) angebracht ist