具有卷尺的测量环以及用于布置卷尺的方法技术

本发明专利技术公开了一种具有卷尺的测量环以及用于布置卷尺的方法。为了能够补偿角度传感器中的磁尺(卷尺)和支撑环的不同温度膨胀，其中所述磁尺贴合到部件的圆周，且其中使用扫描头，所述磁尺至多在所述圆周的一个位置处固定在所述支撑环上，以及通过张紧带支撑在所述圆周处，这样，所述卷尺便可因周向上的膨胀而相对于所述支撑环和/或所述张紧带移动。

【技术实现步骤摘要】
具有卷尺的测量环以及用于布置卷尺的方法
本专利技术涉及一种测量环，用以检测所述测量环或与所述测量环抗扭(torqueproof)连接的部件相对于静止部件的角位置和/或旋转速度。
技术介绍
为此，将配置成测量元件，例如，卷尺的刻度尺实施例(scaleembodiment)贴合到测量环的圆周，通常是外圆周，这是因为在通常情况下，卷尺会单独进行生产，且随后固定在支撑环或支撑轮的圆周上。也可将刻度尺实施例直接配置在支撑环上。在此背景下，如果无需内径，则“环”显然也可为轴或者类似于较大截面。此外，对于测量元件，随后将仅对卷尺进行讨论，但这并非是对本专利技术进行限制，所述测量元件也可为缆绳或类似物。在周向上衔尾相随的刻度尺实施例可通过不同物理原理，例如，磁学、光学或机械学原理进行配置，并根据适当的物理原理通过读头进行扫描，其中所述读头布置成静止在圆周位置处，且布置在与卷尺相隔一定距离处，因此，当所述圆周以及所述刻度尺实施例在测量环相对旋转期间越过所述读头时，不会发生接触。因此，一项优选实施例是采用磁学配置的刻度尺实施例。具有预定公称直径的测量轮在市场上有售，其中通常配置成卷尺的刻度尺实施例最好以无间隙的方式设于测量环的整个圆周上，以便能够通过读头对测量环的整个圆周进行扫描。具体而言，对于磁尺实施例，尤其是贴合到测量环的卷尺，所述卷尺通常采用具有弹性的塑料基材料，从而承受其在纵向伸缩中的机械负载，这一点尤其在生产期间必须考虑到。卷尺在温度变化时也会发生长度变化，这一点尤其在卷尺操作过程中必须进行考虑，因为卷尺的温度膨胀通常不同于制成测量环的支撑环且通常为金属的材料的温度膨胀。纵向伸缩中产生的此差异对直径较小的测量环影响较小，因此，同样对较小测量轮影响较小，此类型的卷尺可固定在支撑环的整个圆周上，例如，使用胶水粘合或通过硫化进行固定。然而，对于测量轮及其具有较大直径，例如，一米和一米以上直径的支撑环而言，长度膨胀程度不同已成为问题，且尤其是在以下情况下：所述支撑环并非是周向闭环，但在周向上具有一个或多个间隙，例如，因为所述支撑环必须由特定段组装而成。在此情况下，卷尺无法在整个圆周上与支撑环永久连接，且尤其无法在不形成间隙的情况下贴合到支撑环，具体而言，无法贴合在支撑环中的间隙的两侧上，所述间隙在受到温度和操作影响时也可能改变大小。
技术实现思路
a)技术目标因此，本专利技术的一个目标是提供一种尤其具有磁尺实施例以用于大直径的测量环，所述测量环制造简单且具有成本效益，且其中，具体而言，卷尺可以较为简单的方式进行替换。此外，本专利技术提供一种用于将卷尺连接在支撑环的圆周处的方法。b)技术方案此目标可通过权利要求1和12的特征来实现。优势性实施例可由从属权利要求推导出。在此类型的测量环中，包括支撑环、细长测量元件，例如，卷尺和读头，所述卷尺通过支撑元件而支撑在圆周处，且因此无需用胶水或通过在较大表面上较为耐用且仅难以分开的另一种方式固定在支撑环的圆周上。所述支撑元件可为夹固元件，其在径向上将卷尺夹固在支撑环的整个圆周上，或者也可为一种支撑元件，例如，支撑型材(supportprofile)，其固定或配置在支撑环的圆周处，且以形状锁定(form-locking)方式支撑垂直于其纵向延伸部分的卷尺，从而将所述卷尺固定在圆周上。一方面，这有利于一方面的卷尺与另一方面的支撑环之间因温度膨胀而在周向上相对移动，还可选择性地相对于张紧元件发生相对移动，另一方面，这有利于在分开张紧元件之后对卷尺进行简单替换，因为卷尺只是松散地接触支撑环。卷尺无需制成闭环，但要制成自由端在周向上彼此尽可能紧密相邻的卷尺的界定元件，由此，对于不同大小的支撑环而言，确定卷尺的大小可能较为简单。因此，如果所使用的读头可读出刻度尺实施例(scaleembodiment)，则与沿着卷尺布置这些刻度尺实施例所依据的物理原理基本无关，由此，与磁性原理、光学原理、机械原理或电感原理基本无关。优选地，卷尺相对于支撑环直接或间接固定在圆周的一个位置处，最好进行机械固定，具体而言，即通过可分开的连接件，例如，径向销、螺栓或铆钉进行固定，从而在整个剩余部分中，实现相对于支撑环在周向上进行的所需径向移动。卷尺可贴合到支撑环的内圆周表面或外圆周表面，但最好将其贴合到外圆周表面。卷尺并非难以围绕垂直于其纵向延伸部分的弯曲轴弯曲，且必须通过张紧元件在整个圆周上向外压向内圆周表面，以便贴合到内圆周表面，其中尤其适用的是，在整个内圆周表面上大体延伸的夹盘或夹环，其中所述夹环或夹盘必须具有较高的形状稳定性和较高的内部刚度。然而，在将卷尺贴合到外圆周表面时，可能使用相对柔韧的卡箍(clampingband)作为夹固元件，所述夹固元件(例如)由塑料或金属制成，其中所述夹固元件只通过夹固在周向上而将卷尺径向向内压向支撑环。因此，与卷尺类似，张紧带通常是有限带，其两端相对于彼此夹固或固定在支撑环上。除了施加张力之外，通常提供独立张紧装置，用以使张紧元件，例如，卡箍的两端相对于彼此或相对于支撑环的连接点绷紧。然而，张紧装置的张紧作用也可通过张紧带的适当弹性来提供。如果张紧带相对于支撑环固定在一点处，由此卷尺可采用同一连接点，尤其是同一连接元件，例如，螺栓或径向销。由于测量环的目标是能够在360度的整个圆周上扫描测量环的旋转位置，因此，希望保持有限卷尺两端之间的间隙尽可能小，这样，通过同一读头未从卷尺中获取信号的路径便可尽可能小，而且如果可能的话，无需用以在周向上替换第一读头的第二读头。此外，用于夹固元件，具体而言，即卡箍的夹固装置将相对于测量头进行布置，所述测量头通常从卷尺的外部定向在由所述卷尺构成的环形表面的相对侧上，因此，例如，处于支撑环的外圆周的平坦区域或在支撑环内。在后一种情况下，张紧带位于圆周外部，且具体而言，也支撑于卷尺的外部上的端通过支撑环的圆周中的间隙向内延伸，且固定在所述支撑环中，具体而言，即通过相对于支撑环或张紧带的另一端布置在所述张紧带与所述支撑环之间的夹固装置固定在一端处。因此，除了固定到卷尺之外，支撑于卷尺外部的张紧带可避免卷尺产生机械损伤，而且防止来自于径向外部的污染增加。张紧带也可布置于卷尺与支撑环的外圆周之间。因此，例如，已知卷尺可配置成两层，即：刻度尺实施例层，其纵向上的形状阻力，且具体而言，抗拉力相对较小；以及支撑层，例如，由纵向上具有相当高的抗拉力，且优选也具有抗压力的金属制成，所述支撑层至少用于实现充分的侧向和/或径向接触支撑。在此情况下，刻度尺实施例层在其整个长度上与支撑层永久连接，具体而言，即与支撑层的表面连接，例如，用胶水粘合或通过硫化连接在一起。支撑层可延伸到刻度尺实施例层的自由端之外，且可用作张紧带。因此，配置成支撑层的张紧带可选择性地布置在卷尺朝向支撑环的那侧或者卷尺远离支撑环的那侧。在使用两层卷尺且其支撑层朝向支撑环的情况下，则可选择使用延伸到卷尺之外的支撑层，或另外放置在卷尺的外部并在周向上延伸以使卷尺相对于支撑环绷紧的张紧带。具体而言，支撑层和额外的张紧带由相同材料制成，例如，不锈钢，且所述支撑层和所述张紧带尤其具有尽可能相同的温度膨胀系数。为了在轴向上进行支撑，支撑环可包括优选位于卷尺两侧上的停止件，其中所述停止件可配置成(例如)凹槽的侧面，所述凹本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种测量环(1)，包括：可旋转支撑环(2)；测量元件，具体而言，即配置有刻度尺实施例(scale？embodiment)(4)的卷尺(3)，其中所述测量元件沿着圆周延伸，具体而言，即沿着所述支撑环(2)的外圆周延伸，且连接到所述圆周；读头(5)，用于读出所述刻度尺实施例(4)，其中所述读头布置在与所述测量元件，具体而言，即所述卷尺(3)相隔一定距离处，且布置成在圆周位置处相对于所述卷尺在周向上移动，其中固定元件布置在所述支撑环(2)的所述圆周处，其中所述固定元件将所述卷尺(3)径向固定在所述圆周处。

【技术特征摘要】
2011.04.26 DE 202011005539.6;2011.04.26 DE 1020111.一种测量环(1)，包括：可旋转支撑环(2)；测量元件，具体而言，即配置有刻度尺实施例(4)的卷尺(3)，其中所述测量元件沿着圆周延伸，具体而言，即沿着所述支撑环(2)的外圆周延伸，且连接到所述圆周；读头(5)，用于读出所述刻度尺实施例(4)，其中所述读头布置在与所述测量元件，具体而言，即所述卷尺(3)相隔一定距离处，且布置成在圆周位置处相对于所述卷尺在周向上移动，其中固定元件布置在所述支撑环(2)的所述圆周处，其中所述固定元件将所述卷尺(3)径向固定在所述圆周处，其中所述测量环包括在周向(12)上偏离第一读头(5)的第二读头(5)，因此在周向(12)上的距离尤其大于所述测量元件，具体而言，即所述卷尺(3)的两端(3a、3b)之间的间隙(6)。2.根据权利要求1所述的测量环，其中所述固定元件为支撑元件，具体而言，即支撑型材(22)，其沿着所述支撑环(2)的所述圆周配置，且以形状锁定方式支撑垂直于其延伸方向，从而垂直于周向(12)的所述测量元件，具体而言，即所述卷尺(3)，或其中所述支撑元件为形成所述固定元件的张紧元件，其将所述测量元件，具体而言，即所述卷尺(3)径向拉向所述圆周，或径向推向所述圆周。3.根据前述权利要求中一项权利要求所述的测量环，其中所述刻度尺实施例(4)以磁学、光学或机械方式配置在所述测量元件上，具体而言，即所述卷尺(3)上，和/或所述读头以磁学、光学、物理、电感或电容方式运作，和/或其中所述测量元件，具体而言，即所述卷尺(2)包括周向(12)上的第一端3a和第二端3b，且具体而言，两端(3a、3b)之间设有间隙(6)。4.根据权利要求1或2所述的测量环，其中形成所述固定元件的张紧元件的张紧装置(13)，具体而言，即张紧带(7)的张紧装置(13)相对于所述测量元件，具体而言，即所述卷尺(3)，或者相对于所述卷尺(3)在相对于所述读头(5)的相对侧上的平面径向布置，和/或其中形成所述固定元件的张紧带(7)由塑料或金属制成，具体而言，即由不锈钢和/或非磁性金属制成。5.根据权利要求1或2所述的测量环，其中所述测量元件，具体而言，即所述卷尺(3)沿所述支撑环(2)的所述外圆周布置，且形成所述固定元件的张紧元件为张紧带(7)，或其中所述测量元件，具体而言，即所述卷尺(3)沿所述支撑环(2)的内圆周布置，且形成所述固定元件的张紧元件为张紧套筒。6.根据权利要求1或2所述的测量环，其中在周向(12)上延伸的形成所述固定元件的张紧元件，具体而言，即张紧带(7)长于所述测量元件，具体而言，即所述卷尺(3)，和/或其中所述测量元件，具体而言，即所述卷尺(3)固定在所述支撑环上，具体而言，即以形状锁定方式固定在一个位置处，具体而言，即在周向上只固定在所述圆周的一个位置处。7.根据权利要求1或2所述的测量环，其中所述测量元件，具体而言，即所述卷尺(3)在布置于所述外圆周上时，支撑在形成所述固定元件的张紧带(7)与所述外圆周之间，具体而言，即至少所述测量元件的纵向延伸部分的大部分可相对于所述张紧带(7)和/或相对于所述支撑环(2)的所述外圆周移动，或其中所述测量元件在布置于所述支撑环的内圆周上时，所述测量元件，具体而言，即所述卷尺(3)支撑在形成所述固定元件的张紧套筒与所述内圆周之间。8.根据权利要求1或2所述的测量环，其中所述测量元件，具体而言，即所述卷尺(3)配置成具有包括刻度尺实施例层(14)和支撑层(15)的多个层，且所述支撑层(15)的长度膨胀系数小于所述刻度尺实施例层(14)的长度膨胀系数，和/或所述测量元件，具体而言，即所述卷尺(3)，尤其是其支撑层(15)可减轻所述卷尺(3)的纵向上的压力，尤其是在提供径向内部和/或外部支撑的情况下。9.根据权利要求1或2所述的测量环，其中所述测量元件...

【专利技术属性】
技术研发人员：克劳斯·曼弗雷德·施泰尼希，贡纳尔·坎普，
申请(专利权)人：ASM自动化传感器测量技术有限公司，
类型：发明
国别省市：