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Patent Searching and Data


Title:
SLIDING CALIPER
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/1989/001602
Kind Code:
A1
Abstract:
A sliding caliper has a first measurement part and a second measurement part that can move in a longitudinal direction (x) relative to the first part. Flat measurement electrodes (14 to 17) are electrically insulated on the first measurement part. On the second measurement part, a plurality of flat measurement counter-electrodes (33, 34) transversely arranged to the longitudinal direction (x) are passed by the measurement electrodes (14 to 17) when the first measurement part moves relative to the second measurement part in the longitudinal direction. The measurement electrodes (14 to 17) and the measurement counter-electrodes (33, 34) form a condenser the capacitance (C) of which varies according to the relative displacement of both measurement parts. In order to simplify the construction, and therefore the manufacture of the sliding caliper, and to obtain a greater degree of freedom from the point of view of the geometric design of the measurement counter-electodes, the measurement counter-electrodes (33, 34) are formed as electrically conductive surfaces (47) that extend continuously in the longitudinal direction (x) and are provided with a coating (46) of dielectric material that intermittently covers at least parts of the surface (4) in the longitudinal direction (x).

Inventors:
LAZECKI RENE (CH)
WITTE ALEXANDER (DE)
Application Number:
PCT/DE1987/000546
Publication Date:
February 23, 1989
Filing Date:
November 25, 1987
Export Citation:
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Assignee:
PAV PRAEZISIONS APPARATEBAU AG (LI)
International Classes:
G01B3/20; G01D5/241; (IPC1-7): G01B3/20; G01D5/24
Foreign References:
EP0184584B11991-09-25
CH342130A1959-10-31
US4586260A1986-05-06
US3222591A1965-12-07
GB2009944A1979-06-20
DE3138765A11983-04-14
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Claims:
Patentansprüche
1. Schieblehre mit einem ersten Meßteil und einem relativ dazu in einer Längsrichtung (x) beweglichen zweiten Meßteil, mit mindestens einer auf dem ersten Meßteil elektrisch isoliert angeordneten, flächenhaften Meßelek¬ trode (14 bis 17; 70; 90) und einer Vielzahl von auf dem zweiten Meßteil angeordneten, sich quer zur Längs¬ richtung (x) erstreckenden flächenhaften MeßGegenelek¬ troden (33, 34; 71; 79; 81; 85; 91, an denen vorbei die Meßelektrode (14 bis 17; 70; 90) bei relativer Längsbewegung des ersten Meßteils zum zweiten Meßteil bewegt wird, wobei die Meßelektrode (14 bis 17; 70; und die MeßGegenelektroden (33, 34; 71; 79; 81; 85; 91) einen Kondensator bilden, dessen Kapazitätswert (C) in Abhängigkeit von der Relativbewegung der beiden Meßteile zueinander variiert, dadurch gekennzeichnet, daß die MeßGegenelektroden (33, 34; 71; 79; 81; 85; als in Längsrichtung durchgehende, elektrisch leitfähige Fläche (47) ausgebildet sind, die mit einer die Fläche (47) in Längsrichtung (x) wenigstens bereichs weise diskontinuierlich überdeckenden Beschichtung (46) aus dielektrischem Material versehen ist.
2. Schieblehre nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Fläche (47) bereichsweise in Längsrichtung (x) ohne Beschichtung (46) belassen ist und dort eine erste BezugsGegenelektrode (31) bildet, der auf dem ersten Meßteil eine erste Bezugselektrode (12) gegenübersteht.
3. Schieblehre nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß die Fläche (47) bereichsweise in Längs¬ richtung (x) mit durchgehender Beschichtung (46) verseh ist, und dort eine zweite BezugsGegenelektrode (32) bildet, der auf dem ersten Meßteil eine zweite Bezugs¬ elektrode (13) gegenübersteht.
4. Schieblehre mit einem ersten Meßteil und einem relativ dazu in einer Längsrichtung (x) beweglichen zweiten Meßteil, mit mindestens einer auf dem ersten Meßteil elektrisch isoliert angeordneten, flächenhaften Meßelek trode (14 bis 17; 70; 90) und einer Vielzahl von auf dem zweiten Meßteil angeordneten, sich quer zur Längs¬ richtung (x) erstreckenden, flächenhaften MeßGegenelek troden (33, 34; 71; 79; 81; 85; 91),an denen vorbei die Meßelektrode (14 bis 17; 70; 90) bei relativer Längsbewegung des ersten Meßteils zum zweiten Meßteil bewegt wird, wobei die Meßelektrode (14 bis 17; 70) und die MeßGegenelektroden (33, 34; 71; 79; 81; 85; 91) einen Kondensator bilden, dessen Kapazitätswert (Z) in Abhängigkeit von der Relaltivbewegung der beiden Meßteile zueinander variiert, dadurch gekennzeichnet, daß die MeßGegenelektroden (33, 34; 71; 79; 81; 85; 91) als in Längsrichtung (x) durchgehende, elektrisch leitfähige Fläche (47) ausgebildet sind, die mit in Längsrichtung (x) diskontinuierlich angeordneten Ver¬ tiefungen (51) versehen ist.
5. Schieblehre nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Fläche (47) bereichsweise in Längsrichtung (x) ohne Vertiefung (51) belassen ist und dort eine erste BezugsGegenelektrode (31) bildet, die auf dem ersten Meßteil eine erste Bezugselektrode (12) gegenübersteht.
6. Schieblehre nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß die Fläche (47) bereichsweise in Längs¬ richtung mit durchgehender Vertiefung (51) versehen ist und dort eine zweite BezugsGegenelektrode (32) bildet, der auf dem ersten Meßteil eine zweite Bezugs¬ elektrode (13) gegenübersteht.
7. Schieblehre nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßelektroden (14 bis 17) und die MeßGegenelektroden (31, 32) als quer zur Längs¬ richtung (x) angeordnete Streifen ausgebildet und in konstantem Abstand (18) zueinander angeordnet sind.
8. Schieblehre nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens zwei Meßelektroden (14/16 15/17) in einem ungeradzahligen Vielfachen eines Viertel des Abstandes (19) zueinander in Längsrichtung (x) versetzt angeordnet sind.
9. Schieblehre nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens zwei Meßelektroden (14/15 16/17) in einem geradzahligen Vielfachen des Abstandes (18) zueinander in Längsrichtung (x) versetzt angeordnet und elektrisch parallel geschaltet sind.
10. Schieblehre nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß eine Vielzahl von MeßGegenelektrod (71/0 bis 71/9) vorgesehen ist, deren Ausdehnung in Längsrichtung (x) gestuft ist.
11. Schieblehre nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die MeßGegenelektroden (79; 81; 85) in Längsrichtung (x) profiliert sind.
12. Schieblehre nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß eine Vielzahl von Meßelektroden (90/9 bis 90/3) quer zur Längsrichtung (x) beabstandet angeordnet sind, die über einer gleichen Vielzahl Bahne von MeßGegenelektroden (91) bewegbar sind.
Description:
Schieblehre

Die Erfindung betrifft eine Schieblehre mit einem ersten Meßtei und einem relativ dazu in einer Längsrichtung beweglichen zweiten Meßteil, mit mindestens einer auf dem ersten Meßteil elektrisch isoliert angeordneten, flächenhaften Meßelektrode und einer Vielzahl von auf dem zweiten Meßteil angeordneten, sich quer zur Längsrichtung erstreckenden, flächenhaften Meß- Gegenelektroden, an denen vorbei die Meßelektrode bei relativer Längsbewegung des ersten Meßteils zum zweiten Meßteil bewegt

wird, wobei die Meßelektrode und die Meß-Gegenelektroden einen Kondensator bilden, dessen Kapazitätswert in Abhängigkeit von der Relativbewegung der beiden Me teile zueinander variiert.

Eine Schieblehre der eingangs genannten Art, bei der der Abstan zwischen zwei Meßschnäbeln auf elektronische Weise erfaßt, ausgewertet und angezeigt wird, ist allgemein bekannt.

Wenn im folgenden von einer "Schieblehre" die Rede ist, so soll dies die Erfindung nur in Bezug auf dieses Anwendungsbei¬ spiel klarer und deutlicher veranschaulichen. Es versteht sich, daß die Erfindung darüberhinaus auch bei anderen mecha¬ nisch/elektrischen Längenmeßgeräten Verwendung finden kann, so z.B. auch bei Mikrometern, Meßtastern und dgl..

Bei den bekannten Schieblehren der eingangs genannten Art ist ein Läufer auf einem Stab längsverschieblich angeordnet. Der Läufer und der Stab sind jeweils mit einem unter 90° abstehende Meßschnabel versehen, zwischen denen das Meßobjekt eingeschlos¬ sen wird. Um die absolute Position des Läufers auf dem Stab in Längsrichtung zu messen, sind herkömmliche "elektronische" Schieblehren mit einer kapazitiven Meßanordnung versehen. Diese Meßanordnung besteht aus flächenhaften Meßelektroden,, die in aneinander vorbeigleitenden Oberflächen des Stabes und des Läufers angeordnet sind. Diese flächenhaften Meßelektroden bilden die beiden Platten eines Kondensators, dessen Kapazi¬ tätswert erfaßt und ausgewertet wird. Bei Längsverschiebung des Läufers auf dem Stab ändert sich nämlich der Grad der Überdeckung der Elektroden auf dem Läufer und dem Stab und damit auch der Kapazitätswert des so gebildeten Kondensators.

Die bekannten Schieblehren sind dabei so ausgeführt, daß sowoh auf dem Stab wie auch auf dem Läufer die Meßelektroden als isolierte elektrisch leitende Flächen (Inseln) ausgebildet sind. In der Praxis wird dies so erreicht, daß man die elek¬ trisch isolierten Flächen durch Aufdampfen auf einen elektrisc nicht leitenden Grundkörper darstellt oder durch Einlegen gestanzter Bänder in einen ebenfalls nicht leitenden Grundkörp oder dgl..

Die z.B. auf dem Stab angeordneten Meßelektroden müssen daher nicht nur gegeneinander sondern auch gegen den Stab isoliert sein. Um eine Kondensator-Meßanordnung zu erreichen, müssen die einzelnen Meßelektroden des Stabes, die beispielsweise in Längsrichtung jeweils 2,2mm lang und im Abstand von beispiels¬ weise 2,54mm angeordnet sind, miteinander verbunden werden, damit die eine oder mehrere Elektroden des Läufers zu jeder einzelnen Elektrode des Stabes in kapazitive und auswertbare Wechselwirkung treten kann.

Die bekannten Schieblehren haben damit den Nachteil, daß sie insbesondere hinsichtlich der Anordnung der vielen Elektroden auf dem Stab außerordentlich aufwendig sind, weil die erforder liche Isolierung und anschließende Verdrahtung einen sehr aufwendigen Herstellungsprozess erfordert. Die sehr aufwendige Herstellung bringt darüberhinaus zwangsläufig auch eine gewiss Empfindlichkeit gegen mechanische Belastungen mit sich.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Schieblehr der eingangs genannten Art dahingehend weiterzubilden, das ihre Herstellung erheblich vereinfacht und gleichzeitig ihre Robustheit erheblich erhöht wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß zum einen dadurch gelöst, daß die Meß-Gegenelektroden als in Längsrichtung durchgehende, elektrisch leitfähige Fläche ausgebildet sind, die mit einer die Fläche in Längsrichtung wenigstens bereichsweise diskonti¬ nuierlich überdeckenden Beschichtung aus dielektrischem Materia versehen ist.

Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe wird auf diese Weise vollkommen gelöst, weil nunmehr die gesamte leitfähige Fläche, beispielsweise der Stab einer Schieblehre als Gegen¬ elektrode wirkt. Es liegt auf der Hand, daß dies die Herstellun der Schieblehre erheblich vereinfacht, weil nur noch eine geeignete leitfähige Fläche des Stabes mit dem dielektrischen Material versehen, beispielsweise beklebt oder bedruckt zu werden braucht und der Stab dann insgesamt als Gegenelektrode wirkt. Ein separates isoliertes Einbetten und Verdrahten von Gegenelektroden ist mithin nicht mehr erforderlich. Dies erhöht auch die Robustheit der Schieblehre, bei der der Querschnitt des Stabes nicht mehr durch eine Nut geschwächt werden muß, in die dann die Gegenelektroden einzubringen sind.

Ein weiterer wesentlicher Vorteil der Beschichtung mit dielek¬ trischem Material besteht darin, daß beim Beschichten, ins¬ besondere Bedrucken nahezu beliebige Formgestaltungen für die Gegenelektrode gewählt werden können.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die Fläche bereichsweise in Längsrichtung ohne Beschichtung belasse und bildet dort eine erste Bezugs-Gegenelektrode, der auf dem ersten Meßteil eine erste Bezugselektrode gegenübersteht. Alternativ oder zusätzlich kann die Fläche bereichsweise in

Längsrichtung mit durchgehender Beschichtung versehen sein und dort eine zweite Bezugs-Gegenelektrode bilden, der auf dem ersten Meßteil eine zweite Bezugselektrode gegenübersteht.

Die vorstehend genannten Maßnahmen haben den Vorteil, daß bei Verschiebung der Meßteile zueinander jeweils ein von der Längsverschiebung unabhängiger Bezugswert erzeugt wird, von denen einer dem maximalen Kapazitätswert (unter Einschaltung der dielektrischen Beschichtung) und der andere dem minimalen Kapazitätswert (ohne dielektrische Beschichtung) entspricht, wobei dies die beiden Extremwerte sind, zwischen denen der Kapazitätswert zwischen den Meßelektroden und den Meß-Gegen¬ elektroden beim Verschieben der beiden Meßteile zueinander variiert. Auf diese Weise ist es möglich, Störgrößen, beispiels weise die Temperaturabhängigkeit der relativen Dielektrizitäts¬ konstante der Beschichtung, die Altersabhängigkeit der Dielek¬ trizitätskonstante und dgl. auszumitteln.

Die der Erfindung eingangs genannte Aufgabe wird ferner erfin¬ dungsgemäß dadurch gelöst, daß die Meß-Gegenelektroden als in Längsrichtung durchgehende, elektrisch leitfähige Fläche ausgebildet sind, die mit in Längsrichtung diskontinuierlich angeordneten Vertiefungen versehen ist.

Auch auf diese Weise kann die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe vollkommen gelöst werden, weil auch bei dieser Lδsungs- variante die gesamte Gegenfläche, beispielsweise also der gesamte Stab, als Gegenelektrode wirkt und separate Elektroden nicht mehr in den Stab eingebettet werden müssen. Die erforder¬ lichen Vertiefungen können dabei in einfacher Weise, z.B. durch Elektroerosion eingebracht werden oder es werden in

umgekehrter Weise auf eine Bezugsfläche Erhöhungen durch Elektrodeposition aufgebracht. Auch hier kann in gewissem Umfange die geometrische Gestaltung der Meß-Gegenelektroden variiert werden, wenngleich nicht in dem selben Maße, wie dies beim Bedrucken mit einem dielektrischen Belag der Fall ist.

Es versteht sich, daß auch bei der zweiten LδsungsVariante der Erfindung mit diskontinuierlich angeordneten Vertiefungen Bezugselektroden und Bezugs-Gegenelektroden in Gestalt von durchgehend vorhandenen bzw. durchgehend nicht-vorhandenen Vertiefungen über die Gesamtlänge des zweiten Meßteils vorge¬ sehen werden können.

Bei bevorzugten Ausgestaltungen beider Lδsungsvarianten sind die Meßelektroden und die Meß-Gegenelektroden als quer zur Längsrichtung angeordnete Streifen ausgebildet und in konstante Abstand zueinander angeordnet, wie dies an sich bekannt ist.

Sieht man gleichzeitig die zuvor genannten Bezugselektroden vor, so entsteht eine kammartige Struktur, die in beiden LδsungsVarianten einfach auf- bzw. eingebracht werden kann.

Ferner ist bevorzugt, wenn in ebenfalls an sich bekannter Weise mindestens zwei Meßelektroden in einem ungeradzahligen Vielfachen eines Viertels des Abstandes zueinander in Längs¬ richtung versetzt angeordnet sind.

Diese Maßnahme hat zum einen den Vorteil, daß durch Vergleich der AusgangsSignale der beiden Meßelektroden festgestellt werden kann, in welcher Richtung die beiden Meßteile relativ

zueinander verschoben werden. Ein weiterer Vorteil dieser Anordnung liegt in folgendem:

Wenn bei der eingangs geschilderten kapazitiven Anordnung die Meßelektroden an den Meß-Gegenelektroden vorbeilaufen, so entsteht theoretisch ein dreieckfδrmiger Verlauf des Kapazitäts wertes in Abhängigkeit von der Längsverschiebung. Die Umkehr¬ punkte dieses dreieckfδrmigen Verlaufes, also die Punkte der Längsverschiebung, bei denen sich die Meßelektroden und die Gegen-Meßelektroden gerade vollkommen oder gar nicht überdecken sind jedoch in der Praxis zu Rundungen verschliffen. Um auch hier einen reproduzierbaren und linearen Meßwert zu erzielen, kann man bei einer Meßelektroden-Anordnung im Abstand von einem ungeradzahligen Vielfachen eines Viertels des Abstandes auf die jeweils andere Meßelektrode umschalten, die sich in diesem Augenblick im Bereich größter Linearität, nämlich in der Mitte zwischen zwei Umkehrpunkten befindet. Auf diese Weise erhält man also ingesamt eine streng lineare Abhängigkeit über den gesamten Meßbereich.

Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung sind mindestens zwei Meßelektroden in einem geradzahligen Vielfachen des Abstandes zueinander in Längsrichtung versetzt angeordnet und elektrisch parallel geschaltet.

Diese Maßnahme hat den Vorteil, daß eine größere Signalausbeute möglich ist, weil die effektiv wirksame Kondensatorfläche verdoppelt wird. Dies ist deswegen besonders wichtig, weil bei üblichen Abmessungen von Schieblehren Kapazitätswerte im pF-Bereich auftreten, so daß eine Verdoppelung des auswertbaren

Meßsignales eine erhebliche Vereinfachung für die weitere Signalverarbeitung bedeutet.

Bei weiteren Ausführungsbeispielen der Erfindung ist eine Vielzahl von Meß-Gegenelektroden vorgesehen, deren Ausdehnung in Längsrichtung gestuft ist.

Diese Maßnahme hat den Vorteil, daß eine noniusartige Anordnung entsteht, bei der die Zunahme bzw. Abnahme der Flächenüber- deckung der Elektroden sich stufenweise ändert, so daß auf diese Weise eine treppenformige Signalfunktion in Abhängigkeit von der Längsverschiebung erzielbar ist, die mit digitalen Auswertmitteln besonders einfach verarbeitet werden kann.

Bei weiteren Ausführungsbeispielen der Erfindung sind die Meß-Gegenelektroden in Längsrichtung profiliert.

Dieses Ausführungsbeispiel der Erfindung macht sich die insbe¬ sondere beim Bedrucken mit einer dielektrischen Beschichtung bestehende Möglichkeit zunutze, die geometrische Gestaltung der Meß-Gegenelektroden nahezu frei wählen zu können. Durch geschickte geometrische Formgebung der Meß-Gegenelektroden können auf diese Weise entweder Nichtlinearitäten kompensiert oder gewollte Nichtlinearitäten erzeugt werden, beispielsweise gestufte Verläufe des Meßsignales.

Bei einer weiteren Gruppe von Ausführungsbeispielen sind eine Vielzahl von Meßelektroden quer zur Längsrichtung beabstandet angeordnet, die über eine gleiche Vielzahl Bahnen von Meß- Gegenelektroden bewegbar sind.

Auch diese Maßnahmen, die sich die Variabilität bei der Formge¬ staltung von Meß-Gegenelektroden durch Bedrucken mit dielektri¬ schem Material zunutze machen, ergibt sich der Vorteil, daß eine Codierung des Meßergebnisses möglich ist, indem an jeder Meßelektrode ein digitales Signal erzeugt wird, das durch Verknüpfung mit den digitalen Signalen der anderen Meßelektrode ein relatives oder absolutes Signal für die jeweilige Längs¬ position der Meßteile zueinander bildet.

Weitere Vorteile ergeben sich aus der Beschreibung und der beigefügten Zeichnung.

Es versteht sich, daß die vorstehend genannten und die nach¬ stehend noch erläuterten Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine Draufsicht auf eine Elektrodenseite eines Läufers einer Schieblehre;

Fig. 2 eine Draufsicht auf eine zugehörige Elektrodenseite eines Stabes einer Schieblehre;

Fig. 3 eine Ansicht des Läufers gemäß Fig. 1, der auf den Schieber gemäß Fig. 2 aufgesetzt wurde;

Fig. 4 eine Darstellung im Schnitt, in Längsrichtung, durch die Anordnung gemäß Fig. 3;

Fig. 5 eine weitere Darstellung, im Schnitt, einer Variant zur Anordnung gemäß Fig. 4;

Fig. 6 bis 8 drei Verläufe von Meßsignalen zur Erläuterung der Anordnung gemäß den Fig. 1 bis 5;

Fig 9 eine Variante einer Elektrodenanordnung zur Bildung eines Nonius;

Fig. 10 und 11

Signalverläufe zur Erläuterung der Elektrodenanord¬ nung gemäß Fig. 9;

Fig. 12 bis 14 drei Varianten von in Längsrichtung profilierten Elektroden;

Fig. 15 eine stark schematisierte Ansicht einer mehrbahnige Elektrodenanordnung nach der Erfindung.

In den Fig. 1 bis 4 bezeichnet 10 insgesamt einen Läufer einer Schieblehre, der mit Längsführungen 11 für einen Stab versehen ist. Der Läufer 10 ist mit einer ersten Bezugselektrode 12 und einer zweiten Bezugselektrode 13 versehen, die sich in Längsrichtung x des Läufers 10 über einen relativ großen Längenabschnitt erstrecken. Vorzugsweise befinden sich die

Bezugselektroden 12, 13 neben den Führungen 11 und erstrecken sich über nahezu die gesamte Länge des Läufers 10.

Zwischen den Bezugselektroden 12, 13 befinden sich eine erste, eine zweite, eine dritte und eine vierte Meßelektrode 14, 15, 16, 17, die streifenfδrmig ausgebildet sind und sich quer zur Längsrichtung x erstrecken. Die erste und die zweite Meßelek¬ trode 14, 15 bilden ein erstes Paar und die dritte und die vierte Meßelektrode 16, 17 bilden ein zweites Paar. Die Meßelek troden 14/15 bzw. 16/17 der beiden Paare sind jeweils um einen gleichen ersten Abstand 18 gegeneinander versetzt, der bei einem praktischen Ausführungsbeispiel der Erfindung 4,74mm betragen kann, wenn die Erstreckung der Meßelektroden 14 bis 17 in Längsrichtung x jeweils 2,2mm beträgt. Die Paare 14/15 bzw. 16/17 der Meßelektroden sind um einen zweiten Abstand 19 gegeneinander versetzt, der vorzugsweise ein ungeradzahliges Vielfaches eines Viertels des ersten Abstandes 18 beträgt.

Fig. 2 zeigt den zum Läufer 10 der Fig. 1 gehörigen Stab 30, ebenfalls in einer Ansicht der mit Elektroden versehenen Oberfläche.

Man erkennt aus Fig. 2 deutlich zwei kammartige Strukturen, die ineinander greifen, und an ihrer Basis eine erste Gegenelek¬ trode 31 sowie eine zweite Gegenelektrode 32 bilden, die jeweil in Längsrichtung x durchlaufen. Die ineinander greifenden Finger der kammartigen Strukturen bilden abwechselnd eine erste Meß-Gegenelektrode 33 und eine zweite Meß-Gegenelektrode 34, und zwar im ersten Abstand 18 von z.B. 4,74 mm.

Wie man in Verbindung mit Fig. 4 leicht erkennen kann, können die Elektroden im Läufer 10 und im Stab 30 unterschiedlich ausgebildet sein, müssen es aber nicht.

Der Läufer 10 besteht aus einem metallischen Werkstoff, der mit einem isolierenden Einsatz 4.0 versehen ist. In diesem isolierenden Einsatz 40 sind die Meßelektroden 14 bis 17 sowie die Bezugselektroden 12 und 13, die aus einem elektrisch leitfähigen Material bestehen, eingebettet. Mittels Leitungen 41 und 42 sind die Meßelektroden 14 bis 17, ebenso wie die Bezugselektroden 12 und 13 an einer Auswerteeinheit 43 ange¬ schlossen. Auch der ebenfalls aus einem metallischen Werkstoff bestehende Stab 30 ist über eine Verbindung 44 an die Auswerte¬ einheit 43 angeschlossen. Die Auswerteeinheit 43 befindet sich üblicherweise auf dem Läufer 10 und die Verbindung 44 wird durch den metallischen Kontakt von Läufer 10 und Stab 30 an den sehr engen mechanischen Führungen 11 dargestellt. Die Auswerteeinheit 43 ist an einer Anzeigeeinheit 45, bei¬ spielsweise eine digitale LCD-Einheit angeschlossen.

Wie man aus Fig. 4 deutlich erkennen kann, werden die Meß- Gegenelektroden 33, 34 auf dem Stab 30 durch eine Beschichtung 46 auf einer metallischen Flächen 47 des Stabes 30 gebildet. Entsprechendes gilt für die Bezugs-Gegenelektroden 31 und 32.

Bei Ausführungsformen der Erfindung kann dies dadurch geschehen daß auf die blanke Fläche 47 des Stabes 30 ein nach Fig. 3 kammartig gestaltetes dielektrisches Klebeband aufgeklebt oder ein entsprechender Aufdruck aus dielektrischem Material durch Siebdruck oder dgl. aufgebracht wird. Hierdurch entstehen abwechselnd Kondensatorbereiche niedriger Kapazität (kein

Klebeband bzw. Aufdruck, d.h. Luft als Dielektrikum) und hoher Kapazität (Klebeband bzw. Aufdruck mit hoher realtiver Dielek¬ trizitätskonstante wirkt als Dielektrikum) .

In der Draufsicht der Fig. 3 erkennt man, daß beim Verschieben des Läufers 10 in Längsrichtung x die Bezugselektroden 12, 13 kontinuierlich über den Bezugs-Gegenelektroden 31, 32 laufen und zwar läuft die erste Bezugselektrode 12 über der in Längs¬ richtung x durchgehenden, unbeschichteten Oberfläche 47, währe die zweite Bezugselektrode 13 über der in Längsrichtung durch¬ gehenden Beschichtung 46 läuft. Die erste Bezugselektrode 12 mit ihrer zugehörigen ersten Bezugs-Gegenelektrode 31 zeigt daher stets einen minimalen Kapazitätswert, weil der durch die Elektroden 12, 31 gebildete Kondensator ohne Dielektrikum einen minimalen Kapazitätswert aufweist, während dies bei der zweiten Bezugselektrode 13 mit der zugehörigen zweiten Bezugs- Gegenelektrode 32 der Maximalwert ist, der durch das Dielektri¬ kum in Gestalt der durchgehenden Beschichtung 46 bestimmt ist.

Die Meßelektroden 14 bis 17 wandern bei Längsverschiebung des Läufers 10 in Längsrichtung x alternativ über beschichtete und nicht-beschichtete Bereichen der Fläche 47, so daß zyklisch maximale und minimale Kapazitätswerte entstehen, die in der Auswerteeinheit 43 gemessen und ausgewertet werden.

Durch die Parallelschaltung der Meßelektroden 14/15 bzw. 16/17 entstehen dabei jeweils Kondensatoren doppelter Fläche und damit ein Signal doppelter Amplitude.

Bei der in Fig. 5 gezeigten Variante ist die Gestaltung des Läufers 10 unverändert. Der Stab 30a ist hingegen mit aufeinan-

derfolgenden Erhöhungen 50 bzw. Vertiefungen 51 versehen, so daß der Abstand der Elektroden-Oberfläche des Läufers 10 vom Läufer 30a zwischen einem Minimalwert 52 und einem Maximalwert 53 schwankt.

Die Vertiefungen 51 können bei einem Ausführungsbeispiel der Erfindung durch Elektroerosion oder andere materialabtragende Verfahren aus der Fläche 47 gebildet werden, alternativ kann aber auch durch Elektrodeposition oder andere galvanische Verfahren ein Auftrag gegenüber einer Grundfläche vorgenommen werden, um die Abstandsvariation 52/53 zu erzeugen.

Es ist leicht ersichtlich, daß bei LängsVerschiebung des Läufer 10 auch in diesem Falle eine Variation des Kapazitätswertes zwischen einem minimalen Wert (Abstand 52) und einem maximalen Wert (Abstand 53) eintritt, weil der Kapazitätswert eines Kondensators auch vom Abstand seiner flächenhaften Elektroden abhängt.

Sowohl bei der Elektrodenausbildung der Fig. 5 wie auch bei derjenigen Fig. 4 entstehen Signalverläufe, wie sie in den Fig. 6 bis 8 dargestellt sind.

Fig. 6 zeigt mit Verläufen 60 und 61 die über der Längsver¬ schiebung x invarianten Kapazitätswerte C der Bezugselektroden 12/31 und 13/32.

Fig. 7 zeigt demgegenüber mit einem Verlauf 62 die Abhängigkeit des Kapazitätswertes C von der LängsVerschiebung x beim Elektro denpaar 14/33, 34 bzw. 15/33, 34 und man erkennt aus Fig. 7,

daß aus praktischen Gründen die Umkehrpunkte des theoretisch dreieckfδrmigen Verlaufes zu beispielsweise einem abgerundeten Minimum 63 verschliffen werden.

Entsprechendes gilt für den in Fig. 8 gezeigten Verlauf 64 des Meßelektrodenpaares 16/33, 34 bzw. 17/33, 34, der in Längsrichtung x um ein Viertel des ersten Abstandes 18 versetzt ist. Am Orte des verschliffenen Minimums 63 des Verlaufs 62 mißt man demzufolge eine gerade Flanke 65 beim Verlauf 64. Durch Auswahl des jeweils lineareren Meßsignales kann man daher Meßfehler in den abgerundeten Bereichen der Verläufe 62, 64 eliminieren.

Fig. 9 zeigt eine weitere Variante einer Elektrodenanordnung, bei der auf einem Läufer zehn Meßelektroden 70/0 bis 70/9 in Längsrichtung x äquidestant versetzt angeordnet sind. Auf einem Stab sind, ebenfalls äquidistant in Längsrichtung x versetzt, zehn Meß-Gegenelektroden 71/0 bis 71/9 angeordnet, die der Übersichtlichkeit halber in Fig. 6 neben den Meßelektro den 70/0 bis 70/9 gezeichnet sind, sich aber in der praktischen Anordnung unterhalb derselben befinden.

Während die Meßelektroden 70/0 bis 70/9 eine konstante Aus¬ dehnung in Längsrichtung x besitzen, nimmt die Länge 72/0 bis 72/9 der Meß-Gegenelektroden 71/0 bis 71/9 gestuft ab, und zwar z.B. um je 1/10 einer Teilung. Befinden sich in einer Ausgangsposition die Meßelektroden 70/0 bis 70/9 und die Meß- Gegenelektroden 71/0 bis 71/9 in der in Fig. 9 gezeigten Stellung, jedoch untereinander, so wird ein maximaler Kapazi¬ tätswert gebildet.

Bewegt man nun beispielsweise die Meß-Gegenelektroden 71/0 bis 71/9 in Fig. 9 bei feststehenden Meßelektroden 70/0 bis 70/9 nach rechts, und zwar z.B. um 1/10 Teilung, so erkennt man, daß die Überdeckung der jeweiligen Flächen linear abnimmt und zwar um ein Zehnfaches einer gemeinsamen Breite 73 multi¬ pliziert mit der LängsVerschiebung x. Nach Überschreiten einer Längsverschiebung x, die der Länge 72/9 der schmälsten Meß- Gegenelektrode 71/9 entspricht, nimmt die Überdeckung jedoch langsamer ab, weil jetzt nur noch das Neunfache der Breite 73 multipliziert mit der Längsverschiebung x wirksam ist.

Insgesamt ergibt sich damit ein Verlauf 76, wie er in Fig. 10 dargestellt ist und der aus einer Aneinanderreihung von geraden Stücken 77 abnehmender Steigung gebildet wird.

Differenziert man den Verlauf 76 gemäß Fig. 10, erhält man eine Treppenfunktion 78, wie sie in Fig. 11 gezeigt ist. Eine solche Treppenfunktion 78 hat bei digitaler Signalauswertung den Vorteil, daß mittels digitaler Komparatoren die Übergangs¬ punkte leichter erkannt werden können, als dies bei einem kontinuierlichen Signalverlauf der Fall ist.

Die Anordnung der Fig. 9 bis 11 bildet somit einen Nonius, bei dem sich die Flachenüberdeckung und damit der Kapazitätswer innerhalb einer Meßstelle mit den Einheiten der jeweils niedri¬ geren Meßstelle in leichter auswertbarer Weise ändert.

Fig. 12 zeigt eine Meß-Gegenelektrode 79, die in Längsrichtung x mit einem Profil 80 versehen ist, um auf diese Weise Nicht¬ linearitäten, beispielsweise wie bei den verschliffenen

Mini a 63 in Fig. 7 zu kompensieren oder aber um gewollte Nichtlinearitäten zu erzeugen.

Fig. 13 zeigt eine weitere Meß-Gegenelektrode 91, die mit einem Treppenprofil 82 in Längsrichtung x versehen ist, um auf diese Weise ebenfalls einen gestuften Verlauf des Kapazi¬ tätswertes C zu erzeugen.

Fig. 14 zeigt eine weitere Meß-Gegenelektrode 85 mit kontinuier lich durchgehendem Treppenprofil, das über die gesamte Länge des Stabes 30 durchgehen kann.

Schließlich zeigt Fig. 15 noch eine weitere Anordnung, bei der vier Meßelektroden 90/0 bis 90/3 quer zur Längsrichtung x gegeneinander versetzt auf dem Läufer angeordnet sind. Zu jeder Meßelektrode 90/0 bis 90/3 gehört eine Bahn von Meß- Gegenelektroden 91, die in Längsrichtung x diskontinuierlich als Streifen aufgetragen sind. Die Meßelektroden 90/0 bis 90/3 sind mit einem Decodierer 92 verbunden, der aus dem an jeder Meßelektrode 90/0 bis 90/3 anliegenden Signal und aus deren logische Verknüpfung miteinander eine absolute oder relative Position des Läufers auf dem Stab bestimmt. Die Anordnung der Meß-Gegenelektroden 91 kann z.B. so gewählt sein, daß sich an den Meßelektroden 90/0 bis 90/3 ein Zwei- Aus-Vier-Code, ein BCD-Code oder ein anderer geeigneter Code ergibt, wenn sich der Läufer auf dem Stab bewegt und an den Meßelektroden 90/0 bis 90/3 durch das logische Muster der Meß-Gegenelektroden 91 alternativ eine hohe bzw. eine niedrige Kapazität anliegt.