[发明专利]带有角度标度的物体和它的应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种带有角度标度的物体，尤其是该物体例如可以在 角度测量系统中使用。此外本发明涉及一种带有角度标度的物体用于 在机床高速运行的轴上旋转位置测量的应用。

背景技术

这样的角度测量系统用作机器零件，例如轴的旋转运动或者旋转 位置的测量，那么一个带有角度标度的物体被抗扭地固定在轴上。角 度标度例如可以具有相应地可以被探测的光学的、或者磁性的分度。 此外旋转运动要么增量地要么绝对地被检测，输出的测量值例如是计 数脉冲的序列、计数器值或者代码组合。相应的角度测量系统尤其是 被应用在机床高速运行的主轴上。这样的主轴越来越多地被以高转速， 例如直到超过每分钟40000转运行，为了例如通过切削加工的机床达 到一流的工件表面。被安装在这样的主轴上的旋转零件的机械负荷相 应的很大。尤其是通常带有角度标度的、尤其是带有磁性分度的环形 物体旋转牢固地与主轴相连接，因此遭受到这种巨大的离心力。这是 一个持久的目标，设计带有角度标度的物体，该物体能承受住在高转 速基础上的负荷，并且该物体尤其是在该负荷下具有所需要的疲劳强 度。该要求尤其是来自于技术安全的考虑。

本发明从现有技术出发，如它在专利文件US4257040中公开的。 那里表示了一种带有角度标度的物体，该物体作为旋转的元件可形状 吻合地被固定在轴上。

但是带有角度标度的旋转物体的这样的布置具有缺点，在高转速 时，例如在高速运转的机器零件中，尤其是在轴中出现的高转速，物 体的允许最大转速不足够大，或者没有被给予它必需的疲劳强度。

发明内容

因此本发明以该任务为依据，提出一种用于机器零件旋转位置测 量的带有角度标度的物体，该物体尤其是由此而突出，它适合于极高 的最大转速。

此外本发明以该任务为依据，测定机床高速运行的轴的旋转位置。

该任务通过根据本发明的带有角度标度的物体，以及通过根据本 发明的物体的应用获得解决。带有角度标度的环形物体用于机器零件 围绕着轴线的旋转位置的测量，其中物体在它的内圆周上具有径向凹 槽和凸起，所述凹槽中的至少一个适合于在机器零件上形状吻合地抗 扭固定，其特征在于，各自通过凸起的起点和终点确定的圆心角的总 和小于各自通过凹槽的起点和终点确定的圆心角的总和。

因此根据本发明的带有角度标度的环形物体适合于围绕着轴线的 机器零件旋转位置的测量。此外物体在它的内圆周上具有径向凹槽和 凸起。至少凹槽中的一个适合于在机器零件上旋转牢固的形状连接固 定。此外各自通过凸起的起点和终点确定的圆心角的总和小于各自通 过凹槽的起点和终点确定的圆心角的总和。

圆心角的概念在下面尤其是被理解为在环形物体之内围绕着在轴 线上的一个点的中心角。

事实表明，用带有根据本发明的角度标度的物体可以达到非常高 的允许转速，并且环形物体具有在相应高的转速时所需要的疲劳强度。

这尤其是有利的，当带有角度标度的环形物体这样布置，以使各 自通过凹槽的起点和终点确定的圆心角的总和大于220°，尤其是大于 240°，大于270°或者300°更有利。

在本发明的其它的布置中至少用于在机器零件上旋转牢固的形状 连接固定的凹槽具有带有最小的轮廓半径Ry的几何尺寸。其它的凹槽 具有最小的轮廓半径Rx，以使Ry＜Rx的条件被满足。那么其它的凹槽 通常不是用于机器零件的转矩到物体上的传递，而是结构上仅仅设计 用于允许转速的提高或者用于疲劳强度的提高。

如果用于在机器零件上旋转牢固的形状连接固定的相关的凹槽具 有几个轮廓半径，这里尤其是最小的轮廓半径Ry关系重大。但是也可 能用于在机器零件上旋转牢固的形状连接固定的凹槽只具有一个轮廓 半径Ry，例如当相关的凹槽构成半圆形时，用于容纳在横剖面上为圆 形的销钉。在这种情况下那么(唯一的)轮廓半径也是决定性的。

带有角度标度的环形物体这样设计是有利的，用于物体在机器零 件上旋转牢固的形状连接固定的凹槽的底部和轴线之间的最小间距小 于或者等于在其它的凹槽的底部和轴线之间的最小间距。最小间距的 概念理解为到轴线的最短距离，那么因此从轴线到这一确定间距的点 的距离是与轴线正交对准的。其它凹槽的底部是这一几何形状区域， 该区域在凹槽之内与轴线保持最远的间距。