[发明专利]角度测量装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种根据权利要求1所述的角度测量装置，包括支承元件和固定在其上的分度盘，该分度盘的角度位置可以由具有传感器元件的扫描单元来检测。

背景技术

这样的角度测量装置用于测量一个轴旋转一圈或者多圈的旋转运动。旋转运动在此被或者是增量地或者是绝对地进行检测，输出的测量值取决于是一列计数脉冲，一个仪表读数或者一个代码字。角度测量装置尤其是在机床或者加工中心里被用于测量旋转的运动。准确地测定只有很小角度秒的转角，例如对于机床的回转工作台或者回转头，车床的C-轴，但也在印刷机的印刷装置中具有决定性意义。因为在应用光学测量原理时，可以达到极准确的测量结果，因此这样的角度测量装置通常装备有光学测量系统。大多使用透明的分度盘，在该分度盘上设有角度分度或者说刻度。分度盘为了保证准确的测量结果，必须精确地固定在所要测量的部件上。

由公开文献DE 10215997A1已知一种旋转传感器，具有自动对中心的夹紧装置，其中由传感器轴围绕地容纳轴，作为分度盘的支承元件。

发明内容

本发明的目的在于：提出一种开头所述类型的角度测量装置，通过该装置可以满足安全和精度方面的最高要求。

该目的根据本发明通过提出一种具有权利要求1所述特征的角度测量装置来实现。

角度测量装置相应地具有第一组件和第二组件，其中组件设置成可以彼此相对地围绕轴线旋转，其中通过角度测量装置能测定在组件之间的相对角度位置。第一组件包括支承元件，用于围绕地容纳轴，在该轴上固定有分度盘。第一组件还包括连接元件，以及用于使连接元件相对于支承元件固定的装置。第二组件对应地包括传感器元件，用于扫描分度盘。支承元件以及连接元件这样设计，使得连接元件能与支承元件这样作用连接，从而能在连接元件和支承元件之间围绕轴线形状配合地传递转矩，其中通过用于固定连接元件的装置能使连接元件通过轴向移动进入形状配合位置，并且能径向地抵靠轴预张紧。

用于固定连接元件的装置首先将连接元件轴向压向支承元件，其中支承元件在轴上轴向固定住，例如通过一个档块，从而限制了支承元件相对于轴的可移动性。通过相应的弹性，则在装置进一步相对很小的轴向移动时，可以在连接元件和轴之间建立起径向的预紧力。

分度盘可以理解为例如一种环形本体或者一种环形-或弓形段几何形状的本体，它们设有角度分度或者说角度刻度。

支承元件优选设计成空心轴，因此可以在支承元件的空心圆柱形的空间里围绕地容纳该轴。

通过本发明可以在连接元件和支承元件之间建立作用连接，这种连接在支承元件里，在径向方向上不产生大的预紧力，从而在测定角度位置时，由于支承元件的径向变形而没有测量误差。支承元件、连接元件和用于固定连接元件的装置尤其是三种分开的元件或部件，这种部件可以由钢制成。角度测量装置与轴的连接有利地设计成可拆开的连接，其中支承元件、连接元件和用于固定的装置以及轴又能相互分开。轴同样可以由钢制成。

连接元件有利地具有比轴和/或支承元件更高的硬度值。用于固定的装置同样也可以具有比轴和/或支承元件更高的硬度值。

为了在连接元件和支承元件之间围绕轴线传递转矩，连接元件和支承元件具有相互接触的随动面，随动面的方向是一个轴向平行的方向，或者说它们各自的法向矢量具有一个相对于轴线的切向方向分量。随动面可以设计成平面或者曲面的，例如作为圆柱体的外周面。

在本发明的另一种设计方案中，尤其是在用于固定连接元件的装置和连接元件之间，通过楔键作用能产生径向的预紧力。角度测量装置还可以这样来配置，使得用于固定连接元件的装置或连接元件本身分别具有造型斜度，以用于实现楔键作用。可替换地，无论是用于固定连接元件的装置，还是连接元件本身都可以分别具有造型斜度。造型斜度例如可以设计成倾斜的平面或者锥面的部分弓形。

角度测量装置有利地这样配置，使得用于固定连接元件的装置设计成闭合的环。闭合环的概念以下尤其是这样来理解：该装置具有一种经过360°环绕闭合的造型，该造型带有内置的开孔。此外，用于固定连接元件的装置可以具有内螺纹。内螺纹尤其是可以这样设计，使得装置可以按照轴螺母的原理拧到轴上。

角度测量装置有利地包括弹性部件，该部件布置在用于固定连接元件的装置以及连接元件本身之间。作为弹性部件例如可以应用塑料部件，或者弹性体部件，例如由橡胶制成。可以可替换地或者补充地在该位置上使用波形弹簧部件或者盘形弹簧部件。