Messgerät
Die Erfindung betrifft ein Messgerät, bestehend aus einer vertikalen an einem Gehäuse befestigten Geradführung mit Massstab für einen vertikal verschiebbaren Messschlitten, wobei letzterer mit einer optischen Ablesevorrichtung versehen ist, und wobei zum Gewichtsausgleich der Messschlitten mittels eines umgelenkten, beweglichen Zuggliedes, wie Seil oder Band, mit einem Gegengewicht verbunden ist.
Mit dem auf einem Messtisch stehenden Messgerät können Höhen über dem Messtisch mit einer Genauigkeit von 5 1 eingestellt und abgelesen werden.
Diese Einstell- und Ablesegenauigkeit rührt von der optischen Ablesevorrichtung zusammen mit dem Präzisionsmassstab her. Mit einem am Messschlitten angebrachten Taster können die Messstellen an den zu vermessenden Werkstücken bezüglich ihrer Höhe und ihres rechtwinkligen Verlaufes zur Messtischplatte abgetastet werden.
Bei einem derartigen, bekannten Messgerät ist der motorisch angetriebene Messschlitten auf einer vertikalen Profilschiene gleitend geführt. Die Gleitfläche der Profilschiene ist infolge der Schleif- oder Schabearbeit teuer herzustellen. Bei Abnützung der Gleitfläche muss diese überarbeitet und die Schlittenführung nachgestellt werden. Infolge der Abnützung der Gleitfläche wird der Messschlitten nicht mehr genau vertikal, das bedeutet rechtwinklig zur Messtischplatte bewegt und es ist ebenfalls eine Nacharbeit der Gleitfläche notwendig.
Ein weiterer Nachteil des bekannten Messgerätes ist darin zu sehen, dass es schwierig ist, den Messschlitten mittels Motorantrieb entlang des Massstabes sehr nahe an den gewünschten Messwert zu verschieben. Ist der Messschlitten mit viel Geschick mit Toleranzen von Millimetern in den Bereich des gewünschten Messwertes verschoben worden, muss die genaue Einstellung des Messwertes mittels eines an der optischen Ablesevorrichtung angebrachten Drehknopfes vorgenommen werden. Das bedeutet, nach der Grobeinstellung des Messschlittens im Grössen- bereich von Millimetern mittels Motorantrieb erfolgt eine sehr genaue Feineinstellung im Grössenbereich von 5 . Es ist somit nicht zu vermeiden, dass mit dem Drehknopf der optischen Ablesevorrichtung oft ein grosser Bereich bis zum Erreichen des gewünschten Messwertes verstellt werden muss.
Diese Einstellung mittels des Drehknopfes ist aber sehr zeitraubend. Bei dem bekannten Messgerät fehlt somit eine Einrichtung, mittels der der gewünschte Messwert mit einer Toleranz von einem Millimeter oder im Bereich von 0,5 Millimeter auf schnelle Art eingestellt, d. h. der Messschlitten bewegt werden kann, so dass dann mit dem Drehknopf nur noch die 0,01 und 0,005 Millimeter eingestellt werden müssen.
Ein weiterer Nachteil des bekannten Gerätes ist darin zu sehen, dass die Verschiebung des Messschlittens entlang der vertikalen Profilschiene nur sehr langsam erfolgen kann, da sonst die Einstellung des Messschlittens auf den gewünschten Messwert noch zunehmend erschwert würde. Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe ist es, ein Messgerät zu schaffen, bei dem die erwähnten Nachteile vermieden werden, ohne dass eine Verteuerung in der Herstellung oder eine Verschlechterung der Messgenauigkeit in Kauf genommen werden müsste.
Das Messgerät ist dadurch gekennzeichnet, dass die Geradführung als eine einen Kreisquerschnitt mit einem Segmentabschnitt aufweisende Stange ausgebildet ist, dass der Messschlitten mehrere an der ebenen Mantelfläche und an der Kreismantelfläche der Stange anliegende Rollen zum Führen des Mess schlittens aufweist, wobei die Achsen der Rollen rechtwinklig zur Stangenachse stehen, dass weiter zwischen dem Messschlitten und dem Gegengewicht eine Klemmvorrichtung zum gehäusefesten Arretie ren des Zuggliedes vorhanden ist, und dass die Lage des zwischen der Klemmvorrichtung und dem Messschlitten befindlichen Zuggliedes mittels eines am Zugglied anliegenden Gliedes zum Heben und/oder Senken des Messschlittens veränderlich ist.
Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung ergibt sich aus den Unteransprüchen, der Beschreibung und der Zeichnung. In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes dargestellt.
Es zeigen:
Fig. 1 eine Vorderansicht des Gerätes;
Fig. 2 einen Längsschnitt des Gerätes nach Fig. 1;
Fig. 3 einen Schnitt nach Linie III-III der Fig. 2;
Fig. 4 einen vergrösserten Ausschnitt von Fig. 2 von der Seite gesehen.
Das Gehäuse 1 des Messgerätes ist als Schweisskonstruktion ausgebildet. Die Fussplatte 2 weist mittels Füssen 3 eine Dreipunktauflage auf und ist zum Abstellen auf einen nicht dargestellten Messtisch bestimmt. Im Gehäuse 1 des Messgerätes ist als vertikale Geradführung eine Stange 4 gelagert. Letztere ist aus rundem Stangenmaterial hergestellt. Längs der Stange 4 sind zwei Abflachungen 5, 6 vorgesehen, (Fig. 3), so dass die Stange einen Kreisquerschnitt mit zwei Segmentabschnitten aufweist. In der Fussplatte 2 ist eine Büchse 7 eingesetzt; zwischen der Büchse 7 und der Stange 4 ist eine Kugel 8 für die untere Lagerung der Stange 4 vorhanden. In einer oberen Gehäuseplatte 9 ist eine Büchse 10 eingesetzt. Innerhalb letzterer ist eine mittels Feder 11 belastete Druckplatte 12 mit axialem und radialem Spiel angeordnet.
Zwischen der Druckplatte 12 und der Stange 4 befindet sich eine Kugel 13 für die obere Lagerung der Stange 4 (Fig. 2). Der obere Teil der Stange 4 wird von zwei rechtwinklig zueinander stehenden Bohrungen 14 durchsetzt, in denen je eine Exzenterwelle 15 gelagert ist. (Fig. 1, 2). Diese Wellen 15 ragen durch das Gehäuse 1 nach aussen und können von Hand zum Einstellen der genauen vertikalen Stellung der Stange 4 verdreht werden (Fig. 1); wird die in Fig. 1 ersichtliche Exzenterwelle 15 verdreht, so wird die Stange 4 gemäss Fig. 1 in der Zeichenblattebene geschwenkt; wird die in Fig. 2 dargestellte Exzenterwelle 15 verdreht, so wird die Stange 4 gemäss Fig. 2 rechtwinklig zur Zeichenblattebene geschwenkt. Die Exzenterwellen 15 dienen gleichzeitig zur Sicherung der Stange 4 gegen Drehung. Ein Massstab 16, der z.
B. nach DIN 864 hergestellt ist, ist auf der Abflachung 6 der Stange 4 befestigt (Fig. 3). Entlang der Stange 4 ist ein Messschlitten
17 verschiebbar.
Der Messschlitten 17 weist ein zweiteiliges Gehäuse auf, in das vier Kugellager 18 und vier Kugellager 19 als Rollen eingebaut sind (Fig. 2, 3). Die Achsen der Kugellager 18, 19 stehen rechtwinklig zur Achse der Stange 4 und die Kugellager 18 liegen an der Kreismantelfläche der Stange 4 an (Fig. 3). Die auf je einer gemeinsamen Achse 20 sitzenden zwei Kugellager 19 werden mittels vorgespannten Schraubendruckfedern 21 ständig an die Abflachung 5 der Stange 4 angedrückt. Infolge des Abstandes der auf jeder Achse 20 angeordneten zwei Kugellager 19 voneinander und durch die beträchtliche Kraft der Federn 21 ist der Messschlitten 17 auch bei grossem Kraftangriff ohne jedes Spiel nicht gegenüber der Stange 4 verdrehbar.
In einer Aussparung des Messschlitten-Gehäuses 17 ist ein Halter 22 für einen nicht dargestellten Taster befestigt (Fig. 1, 3). Am Messschlitten-Ge häuse 17 ist eine optische Ablesevorrichtung 23 angebaut (Fig. 1, 3). Die als gesondertes Gerät bekannte Ablesevorrichtung 23 weist einen Drehknopf 24 und Fenster 25-27 auf (Fig. 1). Im Fenster 25 werden die auf dem Massstab 16 angebrachten Massabstände von zehn Millimeter zu zehn Millimeter abgelesen; im Fenster 26 werden Millimeter-Massabstände abgelesen, und im Fenster 27 werden die Massabstände von 1-0,005 Millimeter abgelesen.
In einem vertikalen, geschlossenen Schacht 33 des Gehäuses 1 ist ein Gegengewicht 28 mittels Führungsleisten 29 und 30 vertikal verschiebbar geführt (Fig. 2, 3). Das Gegengewicht 28 ist über ein als Seil ausgebildetes Zugglied 31 mit dem Messschlitten 17 verbunden. Das Seil 31 ist über zwei Umlenkrollen 32 umgelenkt. Die Rollen 32 liegen in einer Ebene, d. h. in der Fig. 4 hintereinander. Die Rollen 32 liegen etwa horizontal nebeneinander, so dass sie einen horizontalen Abstand voneinander aufweisen. Infolge des vertikalen, am Gegengewicht 28 befestigten Seiltrums und des vertikalen, am Messschlitten 17 befestigten Seiltrums sowie des horizontalen zwischen beiden Rollen 32 liegenden Seiltrums verläuft das gesamte Seil in U-Form.
Innerhalb eines gehäusefesten Klotzes 34 ist ein U-förmiges Glied 35 mittels eines von Hand drehbaren Griffes 36 vertikal verschiebbar (Fig. 2, 4). Das Glied 35 ist gegenüber einem Gewindezapfen 37 des Griffes 36 verschraubbar. Im Glied 35 ist ein Bolzen 38 gelagert der auf dem Seil 31 aufliegen kann (Fig. 2, 4). Wird durch Drehen des Griffes 36 der Bolzen 38 in Fig. 2 und 4 nach unten bewegt, so knickt das zwischen den beiden Umlenkrollen 32 liegende Seil 31 nach unten aus.
Innerhalb eines gehäusefesten Klotzes 39 ist ein federbelasteter Bolzen 40 gegen das Seil 31 zu mittels eines Exzenterhebels 41 verschiebbar. (Fig. 2). Der Bolzen 40 dient zum Festklemmen des Seiles 31 gegenüber dem Gehäuse 1. Ist das Seil 31 mittels des Bolzens 40 gehäusefest geklemmt, so wird beim Drehen des Griffes 36 und Ausknicken des Seiles 31 der Messschlitten 17 etwas nach oben bewegt.
Im Fuss des Schachtes 33 befindet sich ein Transformator 42, von dem ein elektrisches Kabel 43 zur optischen Ablesevorrichtung 23 führt. Das Kabel 43 verläuft innerhalb des Schachtes 33 und führt über die beiden Umlenkrollen 32 zur Ablesevorrich tung 23. Das Kabel 43 durchdringt das Gegengewicht 28 und kann an diesem befestigt sein. Beim Heben des Gegengewichtes 28 streckt sich der zwischen Transformator 42 und Gegengewicht 28 liegende Kabelteil; beim Senken des Gegengewichtes 28 legt sich der gleiche Kabelteil im Schacht 33 zusammen.
Um den Messschlitten 17 bei festgeklemmtem Seil 31 mittels der Teile 39-41 sowohl senken als auch heben zu können, kann die in den Figuren dargestellte Konstruktion so abgeändert werden, dass z. B. der mittels Griff 36 heb- und senkbare Bolzen 38 als Lagerbolzen für eine Umlenkrolle 32 ausgebildet wird. In Fig. 2 müsste dann z. B. der Griff 36 mit Bolzen 38 weiter nach links bis vertikal oberhalb der neben der Stange 4 liegenden Umlenkrolle 32 verlegt werden. Durch den Griff 36 kann dann die neben der Stange 4 liegende Umlenkrolle 32 selbst gehoben und gesenkt werden, wobei der Messschlitten 17 ebenfalls gehoben und gesenkt wird.
Bei letztgenannter Weise kann auch nur eine Umlenkrolle vorgesehen sein. Mit Vorteil würde dabei der Durchmesser der einzigen Umlenkrolle so gross bemessen sein, dass die beiden an Messschlitten 17 und Gegengewicht 28 befestigten Seilteile zumindest annähernd vertikal verlaufen.
Die Arbeitsweise mit dem Messgerät geht so vor sich, dass beim Einstellen einer gewünschten Messhöhe der Messschlitten 17 zuerst durch schnelles Verschieben von Hand entlang der Stange 4 mit grober Annäherung an den gewünschten Messwert verstellt wird. Das Seil 31 wird nun mittels der Teile 39-41 gehäusefest geklemmt. Eine feinere Einstellung des Messschlittens 17 erfolgt dann mittels des Drehknopfes 24 an der optischen Ablesevorrichtung 23. Ist unten, erfolgt mittels des Griffes 36-in den vorher erläuterten Arten. Die endgültige Einstellung des Messschlittens 17 erfolgt dann mittels des Drehknopfes 24 an der optischen Ablesevorrichtung 23. Ist der gewünschte Messwert eingestellt, so wird der Messschlitten 17 mittels nicht dargestellter Klemmittel an der Stange 4 festgestellt.
Infolge der drehfesten Lagerung und Führung des Messschlittens 17 mittels der Kugellager 18 auf der Stange 4 kann auch bei grossem Kraftangriff beim Festklemmen des Schlittens 17 auf der Stange 4 der Schlitten 17 sich nicht um einen geringen Betrag gegenüber der Stange 4 verdrehen, so dass der eingestellte Messwert nicht verändert werden kann.
Measuring device
The invention relates to a measuring device consisting of a vertical linear guide with a scale for a vertically displaceable measuring slide, which is attached to a housing, the latter being provided with an optical reading device, and wherein for weight compensation the measuring slide by means of a deflected, movable tension member, such as a rope or belt, is connected to a counterweight.
With the measuring device standing on a measuring table, heights above the measuring table can be set and read with an accuracy of 5 1.
This setting and reading accuracy comes from the optical reading device together with the precision rule. With a probe attached to the measuring slide, the measuring points on the workpieces to be measured can be scanned with regard to their height and their perpendicular course to the measuring table top.
In such a known measuring device, the motor-driven measuring slide is guided in a sliding manner on a vertical profile rail. The sliding surface of the profile rail is expensive to produce due to the grinding or scraping work. If the sliding surface is worn, it must be revised and the slide guide readjusted. As a result of the wear and tear of the sliding surface, the measuring slide is no longer exactly vertical, which means that it is moved at right angles to the measuring table top, and reworking of the sliding surface is also necessary.
Another disadvantage of the known measuring device is that it is difficult to move the measuring slide by means of a motor drive along the scale very close to the desired measured value. If the measuring slide has been shifted with great skill with tolerances of millimeters into the area of the desired measured value, the exact setting of the measured value must be made using a rotary knob attached to the optical reading device. This means that after the rough adjustment of the measuring slide in the size range of millimeters by means of a motor drive, a very precise fine adjustment in the size range of 5 takes place. It is therefore inevitable that the rotary knob of the optical reading device often has to be used to adjust a large range until the desired measured value is reached.
However, this setting by means of the rotary knob is very time-consuming. The known measuring device therefore lacks a device by means of which the desired measured value can be set quickly with a tolerance of one millimeter or in the range of 0.5 millimeters; H. the measuring slide can be moved so that only the 0.01 and 0.005 millimeters have to be set with the rotary knob.
Another disadvantage of the known device can be seen in the fact that the displacement of the measuring slide along the vertical profile rail can only take place very slowly, since otherwise the setting of the measuring slide to the desired measured value would become increasingly difficult. The object on which the invention is based is to create a measuring device in which the disadvantages mentioned are avoided without having to accept an increase in the cost of manufacture or a deterioration in the measurement accuracy.
The measuring device is characterized in that the straight-line guide is designed as a rod having a circular cross-section with a segment section, that the measuring slide has several rollers for guiding the measuring slide resting on the flat surface and on the circular surface of the rod, the axes of the rollers being at right angles to the rod axis, that there is also a clamping device between the measuring carriage and the counterweight for locking the tension member fixed to the housing, and that the position of the tension member located between the clamping device and the measuring carriage by means of a member resting on the tension member for raising and / or lowering the measuring carriage is changeable.
Another embodiment of the invention results from the subclaims, the description and the drawing. An exemplary embodiment of the subject matter of the invention is shown in the drawing.
Show it:
Fig. 1 is a front view of the device;
FIG. 2 shows a longitudinal section of the device according to FIG. 1;
3 shows a section along line III-III of FIG. 2;
FIG. 4 shows an enlarged section of FIG. 2 seen from the side.
The housing 1 of the measuring device is designed as a welded construction. The footplate 2 has a three-point support by means of feet 3 and is intended to be placed on a measuring table (not shown). In the housing 1 of the measuring device, a rod 4 is mounted as a vertical straight guide. The latter is made of round rod material. Two flattened areas 5, 6 are provided along the rod 4 (FIG. 3), so that the rod has a circular cross section with two segment sections. In the footplate 2 a sleeve 7 is used; A ball 8 for the lower mounting of the rod 4 is present between the sleeve 7 and the rod 4. In an upper housing plate 9, a sleeve 10 is inserted. Within the latter, a pressure plate 12 loaded by means of a spring 11 is arranged with axial and radial play.
Between the pressure plate 12 and the rod 4 there is a ball 13 for the upper mounting of the rod 4 (FIG. 2). The upper part of the rod 4 is penetrated by two bores 14 which are at right angles to one another and in each of which an eccentric shaft 15 is mounted. (Fig. 1, 2). These shafts 15 protrude through the housing 1 to the outside and can be rotated by hand to adjust the exact vertical position of the rod 4 (FIG. 1); If the eccentric shaft 15 shown in FIG. 1 is rotated, the rod 4 is pivoted according to FIG. 1 in the plane of the drawing; If the eccentric shaft 15 shown in Fig. 2 is rotated, the rod 4 is pivoted according to FIG. 2 at right angles to the plane of the drawing. The eccentric shafts 15 also serve to secure the rod 4 against rotation. A scale 16, the z.
B. is made according to DIN 864, is attached to the flat 6 of the rod 4 (Fig. 3). A measuring slide is located along the rod 4
17 movable.
The measuring slide 17 has a two-part housing into which four ball bearings 18 and four ball bearings 19 are installed as rollers (FIGS. 2, 3). The axes of the ball bearings 18, 19 are at right angles to the axis of the rod 4 and the ball bearings 18 rest on the circumferential surface of the rod 4 (FIG. 3). The two ball bearings 19, each seated on a common axis 20, are constantly pressed against the flattened area 5 of the rod 4 by means of prestressed helical compression springs 21. As a result of the distance between the two ball bearings 19 arranged on each axis 20 and due to the considerable force of the springs 21, the measuring slide 17 cannot be rotated relative to the rod 4 without any play, even with great force application.
A holder 22 for a button (not shown) is fastened in a recess in the measuring slide housing 17 (FIGS. 1, 3). An optical reading device 23 is attached to the measuring slide housing 17 (FIGS. 1, 3). The reading device 23, known as a separate device, has a rotary knob 24 and a window 25-27 (FIG. 1). In the window 25, the measuring distances of ten millimeters to ten millimeters on the scale 16 are read off; In the window 26, millimeter dimensions are read off, and in the window 27 the dimensions are read from 1-0.005 millimeters.
In a vertical, closed shaft 33 of the housing 1, a counterweight 28 is guided in a vertically displaceable manner by means of guide strips 29 and 30 (FIGS. 2, 3). The counterweight 28 is connected to the measuring slide 17 via a tension member 31 designed as a rope. The rope 31 is deflected via two deflection pulleys 32. The rollers 32 lie in one plane, i. H. in Fig. 4 one behind the other. The rollers 32 lie approximately horizontally next to one another so that they have a horizontal distance from one another. As a result of the vertical rope run attached to the counterweight 28 and the vertical rope run attached to the measuring slide 17 as well as the horizontal rope run lying between the two rollers 32, the entire rope runs in a U-shape.
Within a block 34 fixed to the housing, a U-shaped member 35 is vertically displaceable by means of a manually rotatable handle 36 (FIGS. 2, 4). The member 35 can be screwed in relation to a threaded pin 37 of the handle 36. A bolt 38 is mounted in the link 35 and can rest on the cable 31 (FIGS. 2, 4). If the bolt 38 is moved downwards in FIGS. 2 and 4 by turning the handle 36, the cable 31 lying between the two deflection rollers 32 kinks downwards.
Within a block 39 fixed to the housing, a spring-loaded bolt 40 can be displaced against the cable 31 by means of an eccentric lever 41. (Fig. 2). The bolt 40 is used to clamp the cable 31 against the housing 1. If the cable 31 is clamped to the housing by means of the bolt 40, the measuring slide 17 is moved slightly upwards when the handle 36 is turned and the cable 31 is buckled.
In the foot of the shaft 33 is a transformer 42, from which an electrical cable 43 leads to the optical reading device 23. The cable 43 runs within the shaft 33 and leads over the two pulleys 32 to the Ablesevorrich device 23. The cable 43 penetrates the counterweight 28 and can be attached to it. When the counterweight 28 is raised, the cable part lying between the transformer 42 and the counterweight 28 extends; When the counterweight 28 is lowered, the same part of the cable collapses in the shaft 33.
In order to be able to both lower and raise the measuring slide 17 with the rope 31 clamped by means of the parts 39-41, the construction shown in the figures can be modified so that, for. B. the bolt 38 which can be raised and lowered by means of handle 36 is designed as a bearing bolt for a deflection roller 32. In Fig. 2 z. B. the handle 36 with bolts 38 can be moved further to the left to vertically above the pulley 32 lying next to the rod 4. By means of the handle 36, the deflection roller 32 lying next to the rod 4 can itself be raised and lowered, the measuring slide 17 also being raised and lowered.
In the last-mentioned way, only one deflection roller can be provided. The diameter of the single deflection pulley would advantageously be dimensioned so large that the two rope parts attached to the measuring slide 17 and counterweight 28 run at least approximately vertically.
The method of operation with the measuring device is such that when a desired measuring height is set, the measuring slide 17 is first adjusted by quickly moving it by hand along the rod 4 with a rough approximation of the desired measured value. The rope 31 is now clamped fixed to the housing by means of the parts 39-41. A finer adjustment of the measuring slide 17 is then carried out by means of the rotary knob 24 on the optical reading device 23. If it is at the bottom, it is carried out by means of the handle 36 in the ways explained above. The final setting of the measuring slide 17 is then made by means of the rotary knob 24 on the optical reading device 23. Once the desired measured value has been set, the measuring slide 17 is fixed on the rod 4 by means of clamping means (not shown).
As a result of the non-rotatable mounting and guidance of the measuring slide 17 by means of the ball bearings 18 on the rod 4, even with a great deal of force when the slide 17 is clamped on the rod 4, the slide 17 cannot rotate by a small amount relative to the rod 4, so that the set Measured value cannot be changed.