(57)【要約】【課題】コーディングユニットの機械的連結の際に摩耗の問題が最少化されている、複数回のスキャンサイクルによって位置をコード化して検知する装置を提供する。【解決手段】実量部の複数回周期的に走査することによって測定対象物１０の位置のアブソリュート測定のために、周期を検知するコーディングユニット１８を使用する。コーディングユニット１８は機械的連動部２２，２４を介して測定対象物１０と連結されている。連動部は、駆動する歯車２２と、コーディングユニット１８の駆動されるインプットギア２４とからなる。噛み合いの摩耗を最小限にするために、噛み合いは遊びを持って構成されていて、駆動されたインプットギア２４は、走査装置１２によって制御してモーター（２６）によって駆動する歯車２２とシンクロナイズして駆動されるため、連動は遊びの中に機械的噛み合いなしに存在する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
走査装置（１２）を用いて円柱状にスキャンする、測定対象物（１０）と連結した実量器と、前記実量器の複数回のスキャンサイクルによって位置を検知するコーディングユニット（１８）とを備え、前記コーディングユニット（１８）はインプットギア（２４）を有し、前記インプットギアは機械的連動によって前記測定対象物（１０）と連結されている測定対象物の線形位置又は回転位置をアブソリュート測定する装置において、
前記機械的連動が遊びを持って構成されていて、前記インプットギア（２４）は電気的モーター（２６）によって駆動可能であり、かつ前記モーター（２６）は実量器の走査装置（１２）によって制御されて前記インプットギア（２４）を前記測定対象物（１０）とシンクロナイズさせ、前記機械的連動は機械的噛み合いなしで機械的遊びの中に存在することを特徴とする、測定対象物の線形位置又は回転位置をアブソリュート測定する装置。
【請求項２】
インプットギア（２４）が歯車であり、前記歯車は機械的連動のために歯の遊びを持って測定対象物（１０）と連結した噛み合い部（歯車２２）と噛み合うことを特徴とする、請求項１記載の装置。
【請求項３】
インプットギア（２４）の噛み合い部の直径は、測定対象物（１０）と連結した噛み合い部の直径よりも小さいことを特徴とする、請求項２記載の装置。
【請求項４】
測定対象物（１０）が回転する測定対象物であり、前記測定対象物と歯車（２２）とは前記機械的連動のために連結されていることを特徴とする、請求項３記載の装置。
【請求項５】
測定対象物が線形運動する測定対象物であり、前記測定対象物と線形噛み合い部とは前記機械的連動のために連結されていることを特徴とする、請求項３記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、請求項１の上位概念に記載の測定対象物の線形位置又は回転位置をアブソリュート測定する装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
測定対象物の線形位置又は回転位置の測定のために、前記測定対象物と、走査装置によって周期的にスキャニングされる実量器とを連結させることは公知である。回転する測定対象物の場合に、この方法によりアブソリュート位置は測定対象物の複数回回転させることによって検知することができる。線形運動する測定対象物の場合には、複数の周期に関して周期的に繰り返して実量器をスキャンすることができる。このために、位置を複数回のスキャンサイクルにわたりコード化して検知するユニットが使用される。このコーディングユニットは、このためにインプットギアを有し、前記インプットギアは機械的連動によって測定対象物と連結されている。この機械的連動は一般に歯車の噛み合いによって実現される。回転する測定対象物の場合には、歯車として構成されたインプットギアは、測定対象物と共に回転する歯車の噛み合い部と噛み合う。線形運動する測定対象物の場合に、歯車として構成されたインプットギアは測定対象物と共に運動する線形の歯付きストリップと噛み合う。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
この公知の装置の場合に、機械的連動、特に相互に噛み合う噛み合い部の摩耗に問題が生じる。全ての適用ケースにおいて、この問題は、特に前記摩耗が前記機械的連動の歯の組み合わせに著しく依存することにより深刻である。駆動する歯車の直径が駆動されるインプットギアの直径と比較してより大きければそれだけ、摩耗もより著しくなる。構造的な理由から、駆動する噛み合い部の直径は、駆動されるインプットギアの直径よりも著しく大きいことが多い。この駆動する歯車が、例えば測定対象物を形成する中空シャフトモータに配置されている場合に、この駆動する歯車の直径は例えば比較的大きな直径を有していなければならない。前記装置の構造寸法を小さく保持するために、カウントユニットのインプットギアの直径はそれに対して一般に小さく選択される。線形運動する測定対象物の極端な場合に、直線的な噛み合い部は駆動する歯車の果てしなく大きな直径に相当する。
【０００４】
本発明の根底をなす課題は、コーディングユニットの機械的連結の際に摩耗の問題が最少化されている、複数回のスキャンサイクルによって位置をコード化して検知する装置を提供することであった。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
前記課題は、本発明の場合に、請求項１の特徴を有する装置により解決される。
本発明の有利な実施態様は、引用形式請求項に記載されている。
本発明の基本的思想は、コーディングユニットのインプットギアの駆動のために機械的連動を比較的大きな機械的遊びをもって形成し、かつインプットギアを専用の電気モーターによって駆動することにある。このモーターによるインプットギアの駆動は、この場合、実量器の走査装置を用いて測定対象物の動きとシンクロナイズされるため、前記遊びの中に機械的連動があり、かつそれにより摩耗の原因となる機械的噛み合いが生じない。前記装置の運転の間は、従って、測定対象物とインプットギアとの間の機械的連動は機能停止されていて、インプットギアはもっぱら専用のモーターによって駆動される。この機械的連動は、このモーター駆動のシンクロナイズに置き換えられる。前記装置がスイッチオンされることなく、この測定対象物が運動する場合には、電気モーターによるインプットギアの駆動も行われない。この場合に、しかしながら機械的連動は機械的に噛み合い、かつインプットギアとそれによるコーディングユニットが駆動する。前記コーディングユニットは、それにより慣用の方法で、回転数及び周期をコード化して検知し、前記装置を次にスイッチオンする際にアブソリュート位置を検知する。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
次に、本発明を、図１に示されている本発明の実施例を用いて詳細に説明する。
図１の概略図中で、複数回の回転により測定対象物１０のアブソリュート角度位置が測定される。この測定対象物１０は、例えばアクチュエータの軸、又は位置決めすべき回転対象物であることができる。同様に、前記測定対象物１０は位置センサのインプットシャフトであることができ、このインプットシャフトはこのようなシャフト又は位置決めすべき対象物と連結されている。
【０００７】
測定対象物１０と、図面中には示されていない実量器が角度固定して連結されている。前記実量器は、例えば回転不能に測定対象物１０と連結されたコードディスクであることができ、前記コードディスクは光学的、磁気的又はその他の方法でスキャンされる。前記走査装置１２は、この場合、実量器の角度位置、それによる測定対象物１０の角度位置が、実量器の一回の回転によりアブソリュートに検知する。前記走査装置１２の信号が、信号ケーブル１４を介して電子工学的評価装置１６に供給される。
【０００８】
複数回の回転による測定対象物１０の角度位置をアブソリュートに検知するために、コーディングユニット１８が設けられていて、前記コーディングユニットは測定対象物１０もしくは実量器の回転を減速ギア装置によってコード化して検知する。回転数の数によってコード化された情報は、同様に評価装置１６に提供される。前記評価装置１６中で、回転周期中の位置に関する情報及び回転の数に関する情報がアブソリュートなマルチターン−位置値をまとめ、この値は次にインターフェース２０を介してアウトプットされる。
【０００９】
この装置が公知の先行技術に相応する限り、詳細な記載は必要ない。
前記コーディングユニット１８は、測定対象物１０と機械的連動によって連結されている。このために、前記測定対象物１０と、歯車２２とは相対回動不能に結合されている。この歯車２２と、コーディングユニット１８の歯車として構成されたインプットギア２４とが噛み合う。前記歯車２２とインプットギア２４との噛み合いは、この場合、前記噛み合いが回転方向に向かって相対的に大きな遊びを有するように構成されている。前記インプットギア２４は、専用の電気モーター２６により回転駆動可能である。前記モーター２６は評価装置１６により制御ケーブル２８を介して制御され、前記インプットギア２４は歯車２２とシンクロナイズして回転する。このシンクロナイズのために、走査装置１２の走査信号が使用される。
【００１０】
走査装置１２、評価装置１６及びモーター２６が機能している場合、前記装置の稼働時に、インプットギア２４と歯車２２との回転のシンクロナイズにより及び比較的大きな歯の遊びにより、駆動する歯車２２と駆動されるインプットギア２４との噛み合いは、駆動トルクの伝達のために噛み合うのではなく、従って、実際に噛み合い部の摩耗は生じないことが達成される。
【００１１】
前記装置が稼働しないように測定対象物１０を調節する場合に、測定対象物１０により実量器及び歯車２２も回転される。前記歯車２２は、その場合、機械的噛み合いによってインプットギア２４を動かし、インプットギア２４はこの場合、スイッチオフされたモーター２６によっては駆動されない。歯車２２とインプットギア２４との間のこの機械的な噛み合いにより、コーディングユニット１８は作動し、測定対象物１０の回転がコード化された形で検知される。前記装置を後でスイッチオンした場合には、それにより複数回の回転により測定されたアブソリュート角度位置が即座にインターフェース２０に提供される。
【００１２】
本発明は、測定対象物１０が回転する測定対象物ではなく、線形運動する測定対象物である場合にも同様にして使用することができることは容易に明らかである。この場合、実量器が線形に配置されていてもよく、その際、前記アブソリュート位置値は周期的に繰り返され、走査の場合に相互に周期的に行われる。前記コーディングユニット１８は、この場合、走査されたサイクルのアブソリュートなコード化された検知のために利用される。
【００１３】
本発明によるこのような適用の際に、回転する歯車２２の代わりに、線形の噛み合い部は、例えば測定対象物と結合した歯付きストリップの形で使用され、次いでこの歯付きストリップにインプットギア２４が、噛み合い部の相応する遊びをもって噛み合う。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の実施例を示した図。
【符号の説明】
【００１５】
１０  測定対象物
１２  走査装置
１４  信号ケーブル
１６  電子工学的評価装置
１８  コーディングユニット
２０  インターフェース
２２  歯車
２４  インプットギア
２６  モーター
２８  制御ケーブル
【図１】
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