ENCASED DIGITAL ELECTRIC POSITION MEASURING DEVICE

Abstract: 1. Encapsulated digital electric position measuring device for measuring the position of two objects, which can be moved relative to each other, comprising a longitudinally slotted hollow body which is sealed with roofshaped sealing lips and which carries a scale, and a scanning device which scans the scale, the hollow body being mounted on one of the objects which can be moved relative to each other and the scanning device being mounted, with the aid of a sword-like tongue which projects through the longitudinal slot, at the other object, characterised in that the tongue (M) consists of at least two thin plates (7, 8, 9, 10) which are rigid in the measuring direction and are undetachably joined to each other and carry between them electric conductors in the form of a printed circuit (L) know in itself.

Description: Gekapeelte, digitale elek trische Positionsmesseinrichtung Die Erfindung bezieht sich auf eine gekapselte, digitale elektrische Positionsrnesseinrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruches 1. Eine derartige Messeinrichtung ist beipielsweise aus der DE-OS 17 73 403 bekannt. Dort wird ein in einem Hohlkörper angeordneter Massstab mittels einer Abtasteinrichtung fotoelektrisch abgetastet. Der Hohlkörper ist dabei an einem der Maschinen- teile angebracht, deren Relativbewegung gemessen werden soll. Über einen Mitnehmer mit etwa schwertförmigem Querschnitt ist die Abtasteinrichtung mit dem Die anderen der zu messenden Maschinenbauteile ver- bunden. Die erforderlichen Leitungen zur Versorgung der Beleuchtung und zur Ausweitung der gewonnenen Messsignale werden als Sabelstrang durch einen Schlitz im Mitnehmer aus der Messeinrichtung herausgeführt (dort Figur 3). Der Querschnitt bzw. die Dicke des Mitnehmers ist aus diesem Grunde nur in beschränktem Masse verringerbar. Um Jedoch die den Längsschlitz des Hohlprofiles abdichtenden dachförmigen Dichtlippen möglichst wenig zu sprei- zen, wird immer ein Mitnehmer möglichst kleinen Querschnittes bzw. kleiner Dicke angestrebt. Aus den vorstehenden Gründen sind diesen Bestrebungen Jedoch Grenzen gesetzt. Es ist die Aufgabe der Erfindung, einen Mitnehmer zu schaffen, der sowohl die elektrischen Leitungen aufnimmt, diese vor Beschädigung, und die elektrischen Signale vor Störeinfliissen schÜtzt, in Messrichtung hinreichende Steifigkeit aufweist und dennoch einen erheblich geringeren Querschnitt bzw. geringere Dicke aufweist, als durch den Stand der Technik bekapnt ist. Diese Aufgabe wird durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst. Die Vorteile der Erfindung liegen in der erzielbaren geringen Dicke des Mitnehmers. Gegenüber 3 mm bis 4 mm dicken Mitnehmern gemäss dem Stand der Technik sind nach der Erfindung Mitnehmer realisierbar, die lediglich 0,5 mm bis 1 mm dick sind. Weitere erhebliche Vorteile sind der Schutz vor Beschädigung der Leiterbahnen und die Abschirmung gegen Störfelder trotz der geringen Dicke des Mitnehmers. Kostenvorteile ergeben sich, wenn die beiden Platten identische Bauteile sind, da nur ein Herstellungswerkzeug gebaut werden muss und sich die Lagerhaltung vereinfacht. Dies stellt einen enormen technischen Fortschritt dar, da durch die zunehmende Miniaturisierung der elektronischen Bausteine bisher zwar eine drastische Verkleinerung der Abtasteinrichtung und dementsprechend des Hohlprofiles möglich war, Jedoch stand die relativ grosse Dimensionierung des Mitnehmers im Widerspruch zu der angestrebten Verkleinerung der gesamten Messeinrichtung. Der erfindungsgemäss mit Leiterplatte ausgebildete Mitnehmer stellt ene neuartige Wirkungseinheit dar, da durch ihn sowohl die mechanischen Kräfte übertragen werden als auch die eletrischen¯Ver- bindungen zwischen dem Inneren und dem Äusseren der Messeinrichtung hergestellt werden. Zudem ergeben sich Montagevorteile, da der Mitnehmer Steckverbindungen aufweist, so dass Jegliche Verkabelung und Verlötung entfallen kann. Die Erfindung wird mit Hilfe der Zeichnungen anhand von Ausführungsbeispielen noch näher erläutert. Es zeigen Figur 1 einen Querschnitt durch ein schematisch dargestelltes Län genmesssystem, Figur 2 einen Querschnitt durch einen Mitnehmer geringer Dicke in vergrösserter Darstellung, Figur 3 einen Querschnitt durch einen weiteren Mitnehmer geringer Dicke in vergrösserter Darstel lung, Figur 4 eine schematisierte Seitenan sicht eines Mitnehmers, einge steckt in eine Abtasteinrichtung und eine Befestigungseinrichtung. Die in Figur 1 geschnitten gezeigte miniaturisierte gekapselte Längenmesseinrichtung weist einen mit einer Teilung versehenen Massstab T auf, der in einem stranggezogenen Hohlprofil H elastisch eingeklebt ist. Das Mohlprofil¯H ist an einem Maschinenbauteil 1 mit Schrauben 2 befestigt. An einem weiteren Maschinenbauteil 3, das gegenber dem Maschinenbauteil 1 relativ verschoben werden kann, ist eine Befestigungseinrichtung 4 mit Schrauben 3 angebracht. In die Befestigungseinrichtung 4 ist ein Mitnehmer M singesteckt, der an seinem entge gengesetzten freien Ende in eine Abtasteinrichtung A eingesteckt ist. Die Abtasteinrichtung A tastet fotoelektrisch die Teilung des Massstabes et ab. Bei Relatiwerschiebungen zwischen den Maschinenbauteilen 1 und 3 werden durch die Abtastung des Massstabes T Messsignale erzeugt, die iiber der: in Leiterbahntechnik als gedruckte Schaltung ausgeführten Mitnehmer M aus der Abtasteinrichtung A huber die Befestigungseinrichtung 4 aus der Messeinrichtung herausgeführt werden, um Uber nicht dargestellte Kabel einer nicht dargestellten Auswerte-Anzegebaueinheit zugeführt zu werden. Der mit dachförmig angeordneten elastischen Dichtlippen 6 abgedichtete Längsschlitz im Hohlprofil H wird von dem schlanken Mitnehmer M nur unwesentlich aufgespreizt, so dass eine gute Abdichtung der Messeinrichtung gegenüber schädlichen Um gebungseinflüssen erzielt wird. Der in Figur 2 in vergrösserter Querschnitts-Darstellung gezeigte Mitnehmer M ist aus zwei dünnen Blechen 7 und 8 gebildet, die eine flexible, äusserst dünne gedruckte Schaltung L einschliessen. Die beiden Bleche 7 und 8 sind miteinander verklebt und gegen die gedruckte Schaltung L isoliert. Die Schneiden des im Querschnitt schwertförmigen Mitnehmers M sind leicht gerundet, so daB die Dichtlippen 6 nicht beschädigt werden. Die in Figur 3 dargestellte Ausführungsform zeigt einen zweischaligen Mitnehmer M, deren Schalen 9 und 10 auf der Innenseite geätzt sind, so dass in dem freigeätzten Raum eine äusserst dünne flexible Leiterplatte L untergebracht werden kann. Die beiden Schalen 9 und 10 können verklebt oder ultraschallverschweisst sein. In Figur 4 ist schematisch gezeigt, wie ein als gedruckte Schaltung L ausgebildeter Mitnehmer M sowohl in die Abtasteinrichtung A als auch in die Befestigungseinrichtung 4 eingesteckt ist. Die Leiterplatte L wird in dieser Stellung in bekannter Weise durch Klemmung fixiert, wobei gleichzeitig die elektrischen Kontakte durch eine Xontaktklemmleiste 11 hergestellt werden, die in abgewandelter Form ach in der Abtasteinrichtung eingebaut ist. Ein Mitnehmer lässt sich unter Verwendung der Erfindung vom Fachmann noch auf vielfältige Weise ausgestalten, so dass die gezeigten Ausführungsbei- spiele keineswegs für die Erfindung erschöpfend sind. Das vorbeschriebene Ausführungsbeispiel bezieht sich ausschliesslich auf eine Längenmesseinrichtung, jedoch lässt sich die Positionsmesseinrichtung auch als gekapselte Winkelmesseinrichtung gemäss DE-AS 28 41 501 ausbilden.

Claims: Ansprüche 1.) Gekapselte, digitale elektrische Positionsmess einrichtung zum Messen der Lage zweier relativ zueinander beweglicher Objekte mit einem einen Massstab tragenden, lringsseitig geschlitzten, mit dachförmigen Dichtlippen abgedichteten WIohl- körper und einer den Massstab abtastenden Abtast einrichtung, wobei der Hohlkörper an einem der relativ zueinander beweglichen Objekte befestigt iet, und die Abtasteinrichtung mit Hilfe eines deren Längsschlitz durchgreifenden schwertartigen Mitnehmers am anderen Objekt angebracht ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Mitnehmer (M) aus mindestens zwei dünnen, in Messrichtung steifen, un lösbar miteinander verbundenen Platten (7, 8, 9, 10) besteht, die zwischen sich elektrische Leiter in Form einer an sich bekannten gedruckten Schaltung (L) tragen. 2.) Gekapselte, digitale elektrische Positionsmess- einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, dass der Mitnehmer (M) steckbar aus gebildet ist.

Inventors: ERNST, ALFONS, DIPL.-ING.
Applicants: DR. JOHANNES HEIDENHAIN GMBH
Application year: 1982
Main classification: G01B7
IPC codes: G01B7, G01B21