[发明专利]角度测量装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种角度测量装置。

角度测量装置，通常也被称为转速传感器(Drehgeber)，用于通过一个或者几个旋转能够旋转地支承的机器零件、特别是轴的旋转运动的测量。旋转运动被增量地或者绝对地检测。结合齿条和齿轮或者丝杠，借助角度测量装置也测量线性的运动。通常这种角度测量装置结合电动机用于产生换向信号。

角度测量装置必须满足测量精度方面相对高的要求，通常根据光学测量原理工作，其中量具通常设计为例如上面涂有角度刻度的玻璃环。角度刻度在这种情况下由反射光或者透射光扫描。为了确保高测量精度，重要的是，使得量具免受污染。特别不利的是，当润滑剂或其组分从滚动轴承中泄漏出来，并且沉积在量具、特别是角度刻度的范围内时。这种污染通常形成为液滴，并且产生类似于透镜的光学作用。相应地，在这样的情况下，光束偏转，这可能会导致不正确的测量。

背景技术

从申请人的EP 2378251 A2中已知一种角度测量装置，它具有带有槽的轴，所述槽与空腔连接，用于容纳润滑剂。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种角度测量装置，通过它可以可靠地并且持久地实现高测量精度。

该目的根据本发明通过角度测量装置而实现。

因此，角度测量装置包括轴，该轴能够借助至少一个滚动轴承相对于主体围绕在z方向上延伸轴线旋转地布置。量具抗扭转地固定在轴上，其中量具具有至少一个端面。主体具有用于扫描量具的扫描装置。滚动轴承和密封单元布置在量具的关于z方向朝向端面的这一侧上。密封单元包括可以相对于彼此旋转的环，环通过间隙，特别是在径向方向上彼此隔开地布置，其中间隙至少部分地填充有液体。密封单元特别是设计为无接触的。

角度测量装置用于测量旋转运动，例如确定现有的旋转位置或者旋转速度。

量具可以设计为环形的，从几何方面来看，是带有环绕的外层面的空心圆柱体，该外层面具有非常小的高度和环形地相互平行对准的端面，该端面也可以称为基面或者遮盖面。角度刻度或者角度编码可以涂覆在其中一个或者其中一个外层面上，有利的涂覆在位于外面的外层面上。

量具可以这样固定在轴上，使得所述的端面由具有在z方向上的方向分量(Richtungskomponente)的、在切点上的直线切分。特别的是，端面可以处于一个平面内，该平面利用关于z方向正交的方向分量定向。因此，可以分配给端面位于其中的平面一个法向量，该法向量具有与z方向平行的方向分量。优选的是端面正交地朝向z方向定向，或者所涉及的端面的法向量平行地对准z轴，并进而在z方向上定向。

事实上是，滚动轴承和密封单元布置在量具的关于z方向朝向端面这个面一侧上，意味着从量具开始在轴向方向上(z方向)沿着轴首先布置滚动轴承，然后布置密封单元。替代的是，也可以从量具开始在轴向方向上首先布置密封单元，然后布置滚动轴承。因此，量具不位于滚动轴承和密封单元之间。

角度装置优选地这样设置，使得密封单元具有安装在轴上的内部的环和安装在主体上的外部的环。环可以设计为使得安装在轴上的环的最大直径大于安装在主体上的环的最小直径。

有利的是，密封单元的安装在轴上的内部的环具有在径向方向上突出的凸缘，其中凸缘在角度测量装置运行时与液体接触。此外，角度测量装置可以设计为使得凸缘浸入在密封单元的另一个安装在主体上的环的环绕的槽内。

优选的是，密封单元的环中的至少一个设置为由多个部分组成，特别是由两部分组成。特别的是，安装在主体上的环可以设置为由多个部分组成。

在本发明的另一个设计中，角度测量装置可以具有两个滚动轴承，它们特别是带有轴向的垫片，即带有在z方向上布置在轴上的垫片。在这种结构中，密封单元可以具有安装在轴上的环和安装在主体上的环，其中环可以布置在滚动轴承之间。

根据本发明的改进方案，在角度测量装置的最终安装状态下，密封单元的环中的至少一个在z方向上预张紧。优选的是，特别是安装在主体上的环预张紧。

滚动轴承分别具有内环外环以及滚动体，该滚动体径向地布置在内环和外环之间，其中润滑剂位于滚动体的区域内。在本发明的特别的设计方案中，安装在主体上的密封单元的环可以预张紧，以使得能够产生在z方向上定向的力，滚动轴承的外环通过这个力彼此相对地在轴向上预张紧。替代的或者补充的是，密封单元的安装在轴上的环也可以预张紧，以使得能够产生在z方向上定向的力，滚动轴承的内环通过这个力彼此相对地在轴向上预张紧。