Grundlagen Teilscheiben
Wozu dienen Zentrierring und Markierungen auf einer Teilscheibe?
Neben den Spuren trägt eine Teilscheibe einen feinen Zentrierring und einige kleine Markierungen. Der Zentrierring ist konzentrisch zur Spur: Dreht man beim Einbau die Welle unter dem Mikroskop und beobachtet, wie stark er schlägt, lässt sich die Exzentrizität auf wenige Mikrometer einstellen. Lage-, Richtungs-, Teilungsseiten- und Chargenmarkierungen dienen der Montage und der Rückverfolgbarkeit. Dieser Artikel erläutert ihre Funktion und das Vorgehen beim Zentrieren.
Unter der Lupe sieht man auf einer Teilscheibe neben den Spuren oft einen sehr feinen Ring, ein kleines Dreieck oder einen Pfeil und eine Reihe kleiner Zeichen. Sie erzeugen kein Signal und der Abtastkopf liest sie nicht – sie entscheiden aber direkt über die Montagequalität und darüber, ob sich Probleme zurückverfolgen lassen.
Zentrierring: Exzentrizität sichtbar machen
Der Zentrierring ist ein feiner, zur Spur konzentrischer Ring. Er entsteht in derselben Belichtung wie die Spur, sein Mittelpunkt ist also der Mittelpunkt des Spurmusters. Außendurchmesser und Bohrung werden erst später geschnitten und weichen zwangsläufig etwas vom Muster ab; über sie zu zentrieren ist weniger zuverlässig als über den Zentrierring.
Warum ist Konzentrizität so wichtig? Exzentrizität erzeugt einen sinusförmigen Fehler erster Ordnung mit der Amplitude Δθ ≈ e ÷ r. Bei 20 mm Abtastradius:
| Exzentrizität e | Winkelfehler (ca.) |
|---|---|
| 1 μm | 10″ |
| 5 μm | 52″ |
| 10 μm | 103″ |
Einige Mikrometer Exzentrizität sieht das bloße Auge nicht – unter dem Mikroskop ist das Schlagen des Zentrierrings dagegen sofort erkennbar.
So wird unter dem Mikroskop zentriert
Übliches Vorgehen (Abb. 1):
- Scheibe auf die Nabe setzen, solange der Klebstoff noch nicht ausgehärtet ist und sich die Scheibe noch geringfügig verschieben lässt;
- Mikroskop auf den Zentrierring ausrichten, scharfstellen, das Fadenkreuz auf die Ringkante legen;
- Welle langsam eine volle Umdrehung drehen und beobachten, wie weit der Ring gegenüber dem Fadenkreuz pendelt. Der Schlag (Spitze-Spitze) beträgt etwa 2e;
- An der Stelle des größten Ausschlags die Scheibe leicht zur Mitte hin schieben, etwa um die Hälfte des Schlags;
- Schritte 3 und 4 wiederholen, bis der Schlag innerhalb der Vorgabe liegt, dann den Klebstoff aushärten lassen und nach dem Aushärten noch einmal prüfen.
Beispiel: Bei 20 mm Abtastradius und einem zulässigen Exzentrizitätsfehler von etwa 10″ muss die Exzentrizität bei etwa 1 μm liegen, der Schlag im Mikroskop also höchstens etwa 2 μm betragen. Dazu braucht es ein Mikroskop oder Bildverarbeitungssystem mit ausreichender Vergrößerung und mikrometergenauer Skala.
Zwei Details verdienen Erwähnung. Erstens: Exzentrizität ist ein Versatz des Mittelpunkts und auf jedem Radius gleich; das am Zentrierring gemessene e kann direkt für die Fehlerberechnung am Abtastradius verwendet werden. Zweitens: So ermittelt man die Exzentrizität der Scheibe gegenüber der tatsächlichen Drehachse – genau die Größe, die die Messung beeinflusst.
Weitere Markierungen
Neben dem Zentrierring finden sich auf Teilscheiben häufig folgende Markierungen (Abb. 2).
- Lagemarke: kennzeichnet den Nullpunkt oder einen Winkelbezug; beim Einbau zum Ausrichten auf den Bezug von Welle oder Motor.
- Richtungsmarke: unterscheidet Drehrichtung oder Vorder-/Rückseite und verhindert falschen Einbau.
- Erkennung der Teilungsseite: Glas ist transparent, das Muster ist auch von hinten sichtbar. Ist die Schrift von der Teilungsseite aus seitenrichtig, erscheint sie umgedreht spiegelverkehrt – so erkennt man auf einen Blick, auf welcher Seite die Teilung liegt. Zeigt die Teilungsseite falsch, ändert sich der Abtastabstand.
- Chargennummer: verweist auf die Fertigungsdaten; bei Problemen lassen sich Charge, Prozess und Prüfdaten zurückverfolgen.
Alle Markierungen müssen außerhalb der Spuren liegen und dürfen die Abtastung nicht stören. Welche Markierungen eine Scheibe trägt und wo sie liegen, ist unterschiedlich und wird in der Regel in der Zeichnung mit dem Scheibenhersteller vereinbart.
Fazit
Der Zentrierring ist konzentrisch zur Spur und der Bezug zum Ausrichten der Exzentrizität beim Einbau: eine Umdrehung drehen, Schlag beobachten (etwa 2e), an der äußersten Stelle leicht schieben, einige Durchgänge wiederholen. Lage-, Richtungs-, Teilungsseiten- und Chargenmarkierungen wirken unscheinbar, verhindern aber Fehlmontagen und erleichtern die Rückverfolgung. Wer diese Markierungen beim Auspacken zuerst erkennt, montiert deutlich reibungsloser.
Übersetzung des chinesischen Originalartikels (0020). ENC7 – Hersteller von Encoderscheiben (Anfrage) · Fachartikel · https://enc7.com
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