Dispositivo de medición de longitud.

Un dispositivo de medición de longitud para medir la posición relativa de dos objetos

(1, 2), pudiendo generarse señales de exploración en función de la posición por el movimiento relativo de un primer elemento de medición (10) respecto a un segundo elemento de medición (20), comprendiendo

- una carcasa (11), a la que está asignado el primer elemento de medición (10) y que puede conectarse con el primero de los dos objetos (10);

- una barra de acoplamiento (22, 22.1, 22.2, 22.3) que se extiende longitudinalmente en la dirección de medición X, que está conectada, por un lado, con el segundo elemento de medición (20) desplazable en el interior de la carcasa (11) en una guía longitudinal (12) en la dirección de medición X y que sale de la carcasa (11), de modo que puede conectarse, por otro lado, en el exterior dela carcasa (11) con el segundo de los dos objetos (2), conectando la barra de acoplamiento (22, 22.1, 22.2, 22.3) el segundo elemento de medición (20) con el segundo objeto (2) rígidamente en la dirección de medición X, permitiendo, no obstante, movimientos de compensación que se extienden transversalmente respecto a la dirección de medición X;

- un tubo (24) que se extiende longitudinalmente en la dirección de medición X, que está conectada con el segundo elemento de medición (20) y que sale de forma estanqueizada a través de una abertura (25) de la carcasa (11), extendiéndose la barra de acoplamiento (22, 22.1, 22.2, 22.3) en el interior del tubo,

caracterizado por que

- el segundo elemento de medición es una regla graduada (20) con una división de medición (21) y el primer elemento de medición es una unidad de exploración (10) que explora la regla graduada (20);

- el tubo (24) está conectado rígidamente con la regla graduada (20) en todos los grados de libertad, de modo que es guiado mediante la guía longitudinal (12) en paralelo en la dirección de medición X,

permitiendo el tubo (24) movimientos de compensación de la barra de acoplamiento (22, 22.1, 22.2, 22.3) que se extienden transversalmente respecto a la dirección de medición X en el interior del tubo (24).

Tipo: Patente Europea. Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: E08018210.

Solicitante: DR. JOHANNES HEIDENHAIN GMBH.

Nacionalidad solicitante: Alemania.

Dirección: DR. JOHANNES-HEIDENHAIN-STRASSE 5 83301 TRAUNREUT ALEMANIA.

Inventor/es: HAUNREITER,JOHANNES.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • SECCION G — FISICA > METROLOGIA; ENSAYOS > MEDIDAS NO ESPECIALMENTE ADAPTADAS A UNA VARIABLE... > Partes constitutivas de las disposiciones para la... > G01D11/24 (Alojamientos)
  • SECCION G — FISICA > METROLOGIA; ENSAYOS > MEDIDAS NO ESPECIALMENTE ADAPTADAS A UNA VARIABLE... > Medios mecánicos para la transferencia de la magnitud... > G01D5/347 (que utilizan escalas de codificación de desplazamiento)

PDF original: ES-2506093_T3.pdf

 

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Fragmento de la descripción:

Dispositivo de medición de longitud La invención se refiere a un dispositivo de medición de longitud según el preámbulo de la reivindicación 1.

Los requisitos de los dispositivos de medición de longitud son cada vez más estrictos, ya que se requiere continuamente una mayor precisión y reproducibilidad de la medición de la posición. Debe existir una estructura mecánica compacta así como una generación de valores de medición sencilla, que esté asegurada contra fallos a largo plazo.

Estos requisitos requieren un dispositivo de medición de longitud encapsulado, con una regla graduada alojada de forma protegida y una unidad de exploración como elementos de medición. Una gran precisión y reproducibilidad requiere una distancia de exploración constante a lo largo de toda la longitud de medición. Esto se garantiza mediante el guiado de unos de los elementos de medición en la dirección de medición. Para compensar tolerancias de montaje o faltas de precisión en el guiado de los objetos a medir, el elemento de medición guiado está acoplado al objeto a medir mediante una barra de acoplamiento que sólo es rígida en la dirección de medición. Esta barra de acoplamiento permite un movimiento de compensación en todas las demás direcciones, sin retroacción inadmisible en el guiado preciso y el movimiento del elemento de medición en la dirección de medición.

Una estanqueización sencilla desde el punto de vista constructivo del dispositivo de medición de longitud se consigue usándose una barra de acoplamiento que se extiende en la dirección longitudinal en la dirección de medición en forma de una barra de empuje, que sale a través de una abertura en la carcasa realizándose la estanqueización de esta abertura mediante una junta. Para permitir ahora el movimiento de compensación de la barra de acoplamiento transversalmente respecto a la dirección de medición, según el documento EP 0 257 210 B1 ser propone fijar la junta mediante elementos que pueden desviarse transversalmente respecto a la dirección de medición, como alambres, resortes de lámina o barras en la carcasa. En este caso, la junta es guiada por la barra de acoplamiento y los movimientos basculantes de la barra de acoplamiento se transmiten a la junta.

El inconveniente aquí es que se ejercen fuerzas transversales alternantes sobre la junta, lo que, por un lado, tiene efectos desfavorables en la estanqueidad y, por otro lado, en la precisión de la medición.

Un dispositivo de medición de longitud similar está descrito en el documento DD 120 707 A. Para evitar la junta móvil transversalmente respecto a la dirección de medición, está previsto un tubo móvil con la barra de acoplamiento, que es guiado por una junta deslizante fijamente dispuesta en la carcasa. El tubo está conectado de forma elástica y articulada con una brida de montaje en la dirección radial respecto a la barra de acoplamiento y se apoya en el extremo orientado hacia el elemento de exploración en todas las direcciones elásticamente en el elemento de exploración o es libremente móvil.

Otro inconveniente aquí es que se ejercen fuerzas transversales alternantes sobre la junta, lo que, por un lado, tiene efectos desfavorables en la estanqueidad y, por otro lado, también en la precisión de la medición. Además, es necesaria otra junta en forma de un retén de goma, para estanqueizar el espacio interior de la carcasa, que debe compensar los movimientos de compensación, por lo que también presenta una vida útil corta.

En el documento DE 102 50 094 A1 está descrita una barra de acoplamiento, que está fijada en un carro de medición de un dispositivo de medición de longitud. Esta barra de acoplamiento comprende un cuerpo amortiguador.

La invención tiene, por lo tanto, el o objetivo de crear un dispositivo de medición de longitud encapsulado compacto con una gran precisión de medición, en el que la precisión de medición y la fiabilidad estén garantizadas para un tiempo lo más largo posible.

Este objetivo se consigue según la invención mediante un dispositivo de medición de longitud con las características de la reivindicación 1.

Con la invención se permite una estructura compacta de un dispositivo de medición de longitud, pudiendo conseguirse también una gran precisión de medición y una medición de la posición reproducible. Además, queda garantizado que las fuerzas transversales sobre la junta estén minimizados, por lo que queda creado un dispositivo de medición de longitud encapsulado, estanco para mucho tiempo.

En las reivindicaciones dependientes se indican configuraciones ventajosas de la invención.

La invención se explicará más detalladamente con ayuda de unos ejemplos de realización.

Muestran:

La Figura 1 una vista en corte longitudinal de un dispositivo de medición de longitud.

La Figura 2 una primera configuración alternativa de una barra de acoplamiento.

La Figura 3 una segunda configuración alternativa de una barra de acoplamiento.

La Figura 4 una tercera configuración alternativa de una barra de acoplamiento.

En la Figura 1 está representado en una vista en corte longitudinal un dispositivo de medición de longitud realizado según la invención para medir la posición relativa de dos objetos 1 y 2, pudiendo generarse mediante un movimiento relativo de un primer elemento de medición 10 respecto a un segundo elemento de medición 20 señales de exploración en función de la posición. La invención está representado en forma de un ejemplo de un dispositivo de medición de longitud óptico, con el que debe medirse la posición relativa de dos objetos 1 y 2 desplazables uno respecto al otro en la dirección de medición X. El dispositivo de medición de longitud presenta para ello una regla graduada 20 como uno de los elementos de medición y una unidad de exploración 10 que explora la regla graduada 20 como el otro elemento de medición. En la medición de la posición, la regla graduada 20 es explorada por la unidad de exploración 10 móvil respecto a la regla graduada 20 en la dirección de medición X. La regla graduada 20 presenta una división de graduación 21, que es explorada de forma conocida por la unidad de exploración 10, modulándose un haz de luz por la división de medición 21 en la regla graduada 20 en función de la posición y generándose señales de exploración en función de la posición.

En el ejemplo de realización representado, la unidad de exploración 10 está dispuesta de forma estacionaria, al menos en la dirección de medición X, en el interior de una carcasa, que puede conectarse a su vez para la medición de la posición con el objeto a medir 1, por ejemplo una bancada de máquina de una máquina herramienta. La regla graduada 20 es guiada en la carcasa 11 en la dirección de medición X. Para ello, en la carcasa 11 está prevista una guía longitudinal 12, que en el ejemplo está realizada como guía de bolas circulantes de precisión con un carril guía 121 fijado en la carcasa 11, en particular fijado con tornillos. La regla graduada 20 está montada en un carro guía 122, que está alojado en el carril guía 121 y que forma con el carril guía 121 la guía longitudinal 12 orientada con precisión en paralelo a la dirección de medición X.

Para garantizar una distancia de exploración constante entre la regla graduada 20 y la unidad de exploración 10 a lo largo de toda la longitud de medición, la unidad de exploración 10 también puede ser guiada de forma de por sí conocida en la dirección longitudinal en la regla graduada 20 y puede estar acoplada a la carcasa 11 mediante un acoplamiento, que permite movimientos de la unidad de exploración 10 respecto a la carcasa 11 transversalmente respecto a la dirección... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Un dispositivo de medición de longitud para medir la posición relativa de dos objetos (1, 2) , pudiendo generarse señales de exploración en función de la posición por el movimiento relativo de un primer elemento de medición (10) 5 respecto a un segundo elemento de medición (20) , comprendiendo -una carcasa (11) , a la que está asignado el primer elemento de medición (10) y que puede conectarse con el primero de los dos objetos (10) ; -una barra de acoplamiento (22, 22.1, 22.2, 22.3) que se extiende longitudinalmente en la dirección de medición X, que está conectada, por un lado, con el segundo elemento de medición (20) desplazable en el interior de la carcasa (11) en una guía longitudinal (12) en la dirección de medición X y que sale de la carcasa (11) , de modo que puede conectarse, por otro lado, en el exterior dela carcasa (11) con el segundo de los dos objetos (2) , conectando la barra de acoplamiento (22, 22.1, 22.2, 22.3) el segundo elemento de medición (20) con el segundo objeto (2) rígidamente en la dirección de medición X, permitiendo, no obstante, movimientos de compensación que se extienden transversalmente respecto a la dirección de medición X; -un tubo (24) que se extiende longitudinalmente en la dirección de medición X, que está conectada con el segundo elemento de medición (20) y que sale de forma estanqueizada a través de una abertura (25) de la carcasa (11) , extendiéndose la barra de acoplamiento (22, 22.1, 22.2, 22.3) en el interior del tubo, caracterizado por que -el segundo elemento de medición es una regla graduada (20) con una división de medición (21) y el primer elemento de medición es una unidad de exploración (10) que explora la regla graduada (20) ; -el tubo (24) está conectado rígidamente con la regla graduada (20) en todos los grados de libertad, de modo que es guiado mediante la guía longitudinal (12) en paralelo en la dirección de medición X, permitiendo el tubo (24) movimientos de compensación de la barra de acoplamiento (22, 22.1, 22.2, 22.3) que se extienden transversalmente respecto a la dirección de medición X en el interior del tubo (24) .

2. El dispositivo de medición de longitud de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado por que la barra de acoplamiento (22) es un alambre longitudinalmente rígido, que está realizado de forma flexible transversalmente 30 respecto a la dirección de medición X.

3. El dispositivo de medición de longitud de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado por que la barra de acoplamiento (22.1, 22.2, 22.3) es una barra longitudinalmente rígida con varias articulaciones (30, 31, 32) dispuestas una a distancia de la otra en la dirección longitudinal.

4. El dispositivo de medición de longitud de acuerdo con la reivindicación 3, caracterizado por que las articulaciones son articulaciones flexibles (30, 31) .

5. El dispositivo de medición de longitud de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por

que el tubo (24) está cerrado en la zona del segundo elemento de medición (20) delante de la barra de acoplamiento (22, 22.1, 22.2, 22.3) respecto al espacio interior de la carcasa (11) .

6. El dispositivo de medición de longitud de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que la abertura (25) de la carcasa (11) está estanqueizada mediante una junta (26) en forma de una junta de anillo 45 deslizante, que coopera con la circunferencia exterior del tubo (24) .

7. El dispositivo de medición de longitud de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que el tubo (24) es guiado en la abertura (25) de la carcasa (11) adicionalmente por un manguito guía (27) en la dirección de medición X.