Derartige Drehgeber sollen einerseits kompakt aufgebaut sein und anderer- seits eine hohe Messgenauigkeit aufweisen. Gemäß dem Drehgeber der DE 28 17 172 C2 sind zum platzsparenden Aufbau die über ein Untersetzungs- getriebe angetriebenen Codescheiben innerhalb des Umfangsbereiches der Eingangscodescheibe angeordnet. Die Detektorelemente zur Abtastung der Eingangs-Codescheibe und der dazu untersetzt angetriebenen Codeschei- ben sind auf unterschiedlichen Leiterplatten angeordnet.

Bei dem in der DE 195 34 995 A1 beschriebenen Multiturn-Codedrehgeber sind die Detektorelemente zur Abtastung einer Eingangs-Codescheibe und dazu untersetzt angetriebener Codescheiben auf einer Seite einer gemein- samen Leiterplatte angeordnet. Um dies zu erreichen, sind die untersetzt angetriebenen Codescheiben räumlich neben der Eingangs-Codescheibe angeordnet, was die Baugröße erhöht und den Aufbau erschwert, da kein modularer Aufbau möglich ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Multiturn-Codedrehgeber anzugeben, der kompakt aufgebaut ist, eine modulare Bauweise ermöglicht und eine hohe Winkelauflösung hat.

Diese Aufgabe wird von einer Anordnung mit den Merkmalen des Patentan- spruchs 1 gelöst.

Die Vorteile der Erfindung bestehen darin, dass die Detektoreinrichtungen des Eingangs-Codeträgers und der untersetzt dazu angetriebenen Codeträ-

ger auf einer einzigen Oberfläche einer Leiterplatte in einem gemeinsamen Verfahrensschritt nach bekannten Kontaktierungsverfahren aufgebracht werden können.

Die gegenüberliegende Oberfläche der Leiterplatte steht für weitere Bau- elemente zur Signalverarbeitung zur Verfügung und kann nach einem weite- ren Verfahren bestückt werden. Darüber hinaus kann zumindest weitgehend der gesamte Umfang des Drehgebers für die Codierung des Eingangs-Co- deträgers verwendet werden, wodurch eine maximale Winkelauflösung in Abhängigkeit des gesamten Umfangs des Drehgebers ermöglicht wird.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den abhängigen Patent- ansprüchen angegeben.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Figuren dargestellt. Es zei- gen Figur 1 den schematischen Aufbau eines Multiturn-Co- dedrehgebers im Querschnitt, Figur 2 eine perspektivische Ansicht des Multiturn-Co- dedrehgebers als Explosionsdarstellung, Figur 3 die Draufsicht auf einen magnetischen Codeträger des Multiturn-Teils, Figur 4 einen zweiten Multiturn-Codedrehgeber schematisch im Querschnitt und Figur 5 einen dritten Multiturn-Codedrehgeber schema- tisch im Querschnitt.

Der Multiturn-Codedrehgeber ist modular aufgebaut und besteht aus einem Trägerteil 1, einer Eingangswelle 2 mit einer daran befestigten Eingangs-

Codescheibe 3, einer Leiterplatte 4 und einem Multiturn-Teil 5. Zur Erfas- sung der absoluten Position innerhalb einer Umdrehung der Eingangswelle 2 trägt diese eine Codierung 6, die von einer Lichtquelle 7 beleuchtet wird und von einer Detektoreinrichtung 8 abgetastet wird. Die Codierung 6 ist ein mehrspuriger Code, in der Regel ein Gray-Code, wobei die feinste Spur eine hochauflösende Inkrementalspur ist, die vorteilhafterweise möglichst weit außen am Umfang der Codescheibe 3 angeordnet ist, um möglichst viele Teilungsperioden über den Umfang anordnen zu können. Je mehr Teilung- perioden über den gesamten Umfang angeordnet sind, desto höher ist die zu erfassende Winkelauflösung des Drehgebers.

Die Eingangswelle 2 ist im Trägerkörper 1 drehbar gelagert und treibt unter- setzt weitere Codeträger 10,11,12 an. Hierzu ist im Multiturn-Teil 5 ein Un- tersetzungsgetriebe 20 angeordnet, von dem in Figur 1 die Zahnräder 21 und 22 im Schnitt dargestellt sind. Die weiteren Codeträger 10,11,12 die- nen zur Messung der Anzahl der Umdrehungen der Eingangswelle 2, wobei jede weitere Codescheibe 10,11,12 über das Untersetzungsgetriebe 20 von dem jeweils vorgeschalteten Codeträger 10,11,12 untersetzt angetrie- ben wird und zur Abtastung jedes Codeträgers 10,11,12 eine Detektorein- richtung 30 vorgesehen ist, von denen in den Figuren nur eine zu sehen ist.

Zum platzsparenden Aufbau sind die Codeträger 10,11,12 zumindest im Wesentlichen vollständig innerhalb des Umfangsbereiches der Eingangs- Codescheibe 3 angeordnet.

Die Drehachsen D10, D11, D12 der Codeträger 10,11,12 sind konzentrisch und parallel zur Eingangswelle 2 und die Codeträger 10,11,12 sind in einer gemeinsamen Ebene angeordnet. Jeder der Codeträger ist ein Magnetkör- per 10,11,12 mit in Umfangsrichtung abwechselnd angeordneten Magnet- polen (Nord-Süd). Im einfachsten Fall sind die Magnetkörper 10,11,12 je- weils als Stabmagnete mit einem einzigen Nord-und Südpol ausgeführt. Ein derartiger Magnetkörper 10 ist in Figur 3 in Draufsicht dargestellt. Das Mag- netfeld dieses Magnetkörpers 10 wird von der magnetfeldempfindlichen Detektoreinrichtung 30 erfasst, die abhängig von der Winkellage der Mag- netpole N und S ein elektrisches Messsignal generiert und ausgibt. Dieses

Messsignal ist vorzugsweise bereits ein von der Winkellage abhängiges di- gitales serielles Codewort. Hierzu ist jede der Detektoreinrichtungen 30 vor- teilhafterweise ein Halbleitersubstrat mit einer darin integrierten räumlichen Anordnung von mehreren magnetfeldempfindlichen Sensorelementen in Form von Hall-oder magnetoresistiven Elementen und enthält eine Aus- werteschaltung mit Verstärkern sowie Analog-Digitalwandlern, um am Aus- gang der Detektoreinrichtungen 30 jeweils ein digitales Codewort mit mehre- ren Bits auszugeben, das die absolute Winkellage des zugeordneten Mag- netkörpers 10,11,12 angibt.

Die Detektoreinrichtung 8 zur lichtelektrischen Abtastung der Eingangs-Co- descheibe 3 und die Detektoreinrichtungen 30 zur Erfassung der Magnetfel- der der Magnetkörper 10,11,12 sind Halbleiterbauelemente und auf einer gemeinsamen Oberfläche 40 bzw. Seite der Leiterplatte 4 aufgebracht und elektrisch kontaktiert. Diese Oberfläche 40 der Leiterplatte 4 ist der Ein- gangs-Codescheibe 3 direkt gegenüberliegend angeordnet. Der Multiturn- Teil 5 mit den Magnetkörpern 10,11,12 steht der anderen Oberfläche 41 der Leiterplatte 4 gegenüber. Die eine Oberfläche 40 der Leiterplatte 4 ist vorteilhafterweise durch ein erstes Verfahren bestückt und die gegenüber- liegende Oberfläche 41 mit einem zweiten davon abweichenden Verfahren bestückt. Die lichtelektrische Detektoreinrichtung 8 und die magnetfeldemp- findlichen Detektoreinrichtungen 30 sind mittels Drahtbonden auf der Ober- fläche 40 kontaktiert und elektrische Bauelemente zur Signalverarbeitung der Abtastsignale der Detektoreinrichtungen 8,30 sind SMD-Bauelemente und auf der Oberfläche 41 oberflächenmontiert.

Die Leiterplatte 4 ist zumindest im Bereich, in dem sie die lichtelektrische Detektoreinrichtung 8 trägt und in dem sie am Trägerteil 1 befestigt ist, dick und somit stabil ausgebildet. In den Abtastbereichen zur Erfassung der Magnetfelder der Magnetkörper 10,11,12 in denen die magneffeldempfind- lichen Detektoreinrichtungen 30 angeordnet sind, ist die Leiterplatte 4 in ih- rer Dicke verringert oder mit Durchbrüchen versehen. In Figur 1 ist einer die- ser dünner ausgebildeten Bereiche in Form einer Sacklochbohrung 50 dar- gestellt und in Figur 2 ist jeweils eine Scklochbohrung 50, 51,52 für einen

der Magnetkörper 10,11,12 schematisch dargestellt. Diese Maßnahme hat den Vorteil, dass der Abstand zwischen den magnetfeldempfindlichen De- tektoreinrichtungen 30 und den Magnetkörpern 10,11,12 annähernd oder sogar kleiner als die Dicke der Leiterplatte 4 gewählt werden kann, wodurch die Qualität, insbesondere die Amplituden der Abtastsignale erhöht wird.

Der Multiturn-Teil 5, die Codescheibe 3 und die Leiterplatte 4 sind durch eine gemeinsame Abdeckung 9 vor Umwelteinflüssen geschützt.

Im Ausführungsbeispiel gemäß der Figuren 1 und 2 wird die Codescheibe 3 im Durchlicht abgetastet, die Erfindung ist aber auch bei einer Codescheibe anwendbar, die im Auflicht abtastbar ist, indem auch die Lichtquelle 7 auf der Leiterplatte 4 auf der Seite 40 angeordnet und dort vorzugsweise auch kontaktiert ist.

Ein kompakter Aufbau ist auch erreichbar, wenn die erste Codescheibe 3 zwischen der Leiterplatte 4 und den Magnetkörpern 10,11,12 angeordnet ist. Die erste Codescheibe 3 kann wiederum von einer Detektoreinrichtung 8 im Durchlicht-oder Auflicht-Abtastverfahren abgetastet werden. Beide Alter- nativen sind in Figur 4 dargestellt, beim Auflicht-Abtastverfahren befindet sich die Lichtquelle 7 auf der Leiterplatte 4 neben der Detektoreinrichtung 8 und beim Durchlicht-Abtastverfahren befindet sich die Lichtquelle 7 auf der anderen Seite der Eingangs-Codescheibe 3. Alle Detektoreinrichtungen 8, 30 sind auf der Seite 40 der Leiterplatte 4 aufgebracht, die der Codescheibe 3 gegenübersteht. Das Magnetfeld der Magnetkörper 10,11,12 gelangt durch die Codescheibe 3 zu den magnetfeldempfindlichen Detektoreinrich- tungen 30 auf der Leiterplatte 3, weshalb die Codescheibe 3 aus nicht- ferromagnetischem Material besteht.

In Figur 5 ist ein drittes Ausführungsbeispiel schematisch dargestellt. Gleich wirkende Teile sind hier wiederum mit den gleichen Bezugszeichen wie in den vorhergehenden Beispielen bezeichnet. Die über die Eingangswelle 2 direkt angetriebene Eingangs-Codescheibe 3 ist gegenüber der Oberfläche 41 der Leiterplatte 4 angeordnet. Die andere Oberfläche 40 der Leiterplatte

4 trägt die Detektoreinrichtung 8 zur Abtastung der Codeträger 10,11,12 des Multiturn-Teils 5. Ist die Codierung 6 eine lichtelektrisch abtastbare Co- dierung, muss der Bereich der Leiterplatte 4 im Abtaststrahlengang transpa- rent ausgebildet sein. Im Beispiel ist hierzu ein Durchbruch 60 vorgesehen.

Die Detektoreinrichtung 8 ist hier vorzugsweise in flip-chip-Technik (chip-on- glass) mit seiner lichtempfindlichen Seite nach unten auf Leiterbahnen der Leiterplatte 4 elektrisch kontaktiert. Die Anordnung der hier nicht dargestell- ten Lichtquelle erfolgt wiederum in Abhängigkeit davon, ob die Codierung 6 im Durchlicht-oder im Auflicht-Abtastverfahren abgetastet wird. Ist die Co- dierung 6 eine magnetisch abtastbare Codierung, ist der Bereich 60 der Leiterplatte 4 nicht ferromagnetisch. Vorzugsweise ist aber auch hier ein Durchbruch vorgesehen.