CN1175243C - 位移测量装置 - Google Patents

Abstract

用于测量和比较直线和角度尺寸的比较器，包括：金属箱体(2)；两个轴承(23、24)，以调节通过所说箱体(2)的传感探头(3)，并且在箱体(2)内运转；两个管套(8、9)，牢固地固定在箱体(2)上；测量系统，包括由所说传感探头所传动的中间部分(33)和牢固地固定在箱体(2)上的固定部分；外壳(10)，覆盖在所说箱体(2)的外部侧边(25)上并且由所说至少一个管套(8、9)所固定。

Description

位移测量装置

技术领域

本发明涉及一种测量装置，尤其是一种用于测量和比较长度或角度的比较器。

背景技术

图1和2表示的是比较器的例子。该比较器1包括圆柱形箱体2和传感探头3，传感探头3的尖端30用于与待测或待查物体接触。机械的、光电子的和/或电子测量系统使得能够确定测量探头的轴向位置，并且使得其能够在例如指针刻度盘或LCD4上显示。比较器通常配备有一个或几个具有标准尺寸的管套8、9，能够将其放到机器或外部装置中。具有图中所示的电子显示的比较器还设有电池盒6、操作键5以及可能的串行接口7(例如光电接口)。

在图1和2所表示的比较器中，提供轴承80、90来允许探头3准确的移动和导向。在这个例子中，使轴承90直接在上部管套9中运转，反之将底部的轴承安装在底部管套8。

所表示的比较器配备有金属外壳，其外部侧面已经进行过表面处理的显著原因在于美学的原因。只能局部确保密封的原因在于，固体外壳2和在外壳上所压紧和所开槽的底端26，并且防止比较器内部机构的液体喷溅。因此图1和2中所示的装置必须保持清洁，以便正常工作，并且不适合在潮湿的或者遭受例如灰尘、润滑剂或切削油喷溅的环境中工作。尤其是，确保比较器内部的测量系统远离所有潮湿是重要的。

专利申请DE3211118描述与图1和2所表示的比较器相类似的另一种比较器。DE19738316表示其中传感探头由外壳内部所造成的凹槽进行导向的比较器。

发明内容

本发明的一个目的在于，提供一种在现有技术的比较器上改进的比较器。本发明的目的还在于，提供一种比较器，其更经济、更准确、更防漏气和更防渗水、更坚固和/或包括比图1和2所示比较器少的部件。

根据本发明的第一方面，提供一种用于测量和比较直线和角度尺寸的比较器，包括：金属箱体；至少一个轴承，以调节穿过所说箱体的传感探头；至少一个管套，牢固地固定在箱体上；测量系统，包括由所说传感探头传动的中间部分和牢固地固定在箱体上的固定部分；外壳，覆盖在所说箱体的外部侧边上并且由所说至少一个管套固定。

根据本发明的第二方面，提供一种如上述第一方面的所述的比较器，其中，所说至少一个轴承直接在箱体内运转或固定在其内。

根据本发明第三方面，提供一种如上述第二方面所述的比较器，其中，所述的比较器包括牢固地固定在箱体上的下部管套和上部管套，下部轴承和上部轴承之间的距离要比所说下部管套和所说上部管套之间的距离更小。

根据本发明第四方面，提供一种如上述第二方面所述的比较器，其中所述的比较器，其中所说外壳由合成材料制成，覆盖在所说箱体的外部侧边上，并且通过至少一个管套所固定。

根据本发明，具体是通过移动探头的移动轴承使其相互更接近来实现这些目的。因此本发明建议使用比外壳直径小的轴承间的距离1。这些特征使得减少探头连杆的偏差成为可能，并因此增加准确性。

根据本发明的另一个特征，还可以通过利用轴承直接在比较器的箱体内运转来实现这些目的。该特征允许减少部件数、并因此降低成本，并允许减小不同部件的制造和装配偏差，这也将使得提高精度成为可能。该特征还允许减小轴承间的距离1。

根据本发明的另一个特征，还可以通过利用覆盖在比较器金属箱体外部侧面上的外壳来实现这些目的。外壳使得解决密封问题成为可能。此外，在不增加由金属箱体的直径所确定的轴承之间距离1的情况下，外壳使得增加比较器的外部直径成为可能，并因此使用较大的和比较清晰的显示器4。外壳最好由合金制成，并且由比较器的管套对其进行固定，允许其有简单的结构。而且通过将其布置成完全覆盖在金属箱体上，使得省却箱体昂贵的表面处理成为可能，这就允许在不放弃具有良好外观的设计的情况下降低成本。

附图说明

参照由包含图形的附图所示实施例的描述来理解本发明，其中：

图1，已经对其进行过描述，表示没有本发明优点的比较器的透视图。

图2，已经对其进行过描述，表示没有本发明优点的比较器的剖面图。

图3表示根据本发明的比较器的剖面图。

图4表示根据本发明的比较器所应用探头的透视图。

具体实施方式

图3表示的是根据本发明的比较器的剖面图图。为了图形的清晰度，例如探头(图4中所示)或测量系统等比较器的某种元件没有表示出来。本发明实际上适用于比较器的任意测量系统，例如纯粹是具有指针显示的机械系统；或例如电容的、电感的、光电子的或磁阻的电子系统，其能够使结果例如在液晶显示器(Liquid Crystal Displays)4上显示，或者通过例如光电子接口RS232(7)的串行接口上输出。

比较器1允许确定传感探头3末端30的位置，并使其与储存的参考位置进行比较。它包括在该实施例中安装的通常是圆柱形的金属箱体2，该实施例具有能够使探头3纵向滑动的上部轴承23和下部轴承24。轴承直接在箱体2中运转，以减少部件数以及制造和装配偏差的总和，并因此在降低成本和需要空间的同时增加精度。该装置还允许减小轴承23和24之间的距离1，尤其是适当小于比较器外壳的内部直径，并因此在轴承间的测量零点中减小探头3的偏移，这将改善准确性。

根据该实施例，可以使用不同类型的轴承23、24，尤其是宝石轴承和/或确保最适宜滑动的油轴承。本发明还适用于其中探头仅在一个点通过箱体并因此只安装单个轴承的比较器。本发明还涉及安装有两个轴承的优点较少的另一种比较器变型，但是其只有一个轴承直接在箱体2中运转。

例如通过螺纹连接、胶粘或敲进，将下部管套8牢固地固定在箱体2上。该管套是任选的并且根据所实现的实施例是不存在的。在没有示出的实施例中，上部管套9也可以由例如在外壳10和下文中描述的盖子11中组合的合金制成。下部管套8配备有使探头3通过的孔82，孔82的直径比下部轴承24的内部直径稍微大一些。因此下部管套8不参与探头3的导向，因此对它的制造和将它与箱体2固定的约束条件并不严格。管套8能够使比较器固定在例如机器或沿装配线的外部装置上。

同样地，在图示的实施例中，例如通过螺纹连接、胶粘或敲进，将上部管套9牢固地依附在箱体2上。该管套是任选的，并且根据所实现的实施例可以不要。在没有示出的实施例中，上部管套9也可以由例如在外壳10和下文中描述的盖子11中组合的合金制成。相对于下部管套8，上部管套9配备有使探头3通过的孔92，孔92的直径比轴承23的内部直径稍微大一些，并因此不参与探头3的导向。

图4表示的是探头3。它基本上包括其直径是准确运转的圆柱体，从而避免轴承23和24中的一些侧面隙缝。探头30的末端上安装有探头尖端30，其形状和硬度可以根据所计划的使用要求选择；在优选实施例中，通过部分31卡住探头尖端30来拧松它，以更合适的尖端来更换它。

在所表示的实施例中，将确定位置的电路的中间部分33牢固地固定在探头3上，以使利用没有示出的连接到测量电路箱体2的固定部分来运转。可以确定中间部分33和固定部分的相对位置并使其与储存的参考值相比较，并且结果可以在数字显示装置4上显示。测量系统可以是例如电容、电感、磁阻或光电子类型，本发明没有限制在这些例子中，并且还完全能够适用于机械比较器。在电容或磁阻系统的情况中，固定部分由安装在计算尺33的相对近距离处的平面传感器所构成，计算尺33分别配备有电容的磁电极。在光电系统的情况中，测量系统包括例如光发射器穿过一个或几个透镜发射的光束，该光束穿过刻度尺33以及与由尺发射或反射光反应的光捕捉器。

为防止探头围绕其自己的轴旋转，探头3配备有导向部分32，其利用控制在或固定在箱体内部侧面上的导向切口20进行运转。止动器21允许探头3的轴向移动并且防止尺33与箱体接触，在止动器21中，螺杆22可以从比较器的前部侧边上拧紧。

比较器的箱体2由合金的或模压的外壳10覆盖，最好覆盖箱体外部侧边25的全部并且也可以是靠近底部。外壳10防止比较器震动和液体渗透，并且为其提供有良好外观的设计。为限制部件数和水的渗入点，最好使用由单片制成的外壳。根据本发明，通过内插在开口102、103的管套8和9将外壳10固定在箱体2上，开口102、103穿过外壳10。因此通过在外壳10中放置金属箱体2来装配比较器，然后通过内插管套或内插管套8和9使其穿过开口102、103，以使它们固定在箱体上。最好在下部管套8和外壳10之间提供环形接头81以防止液体或蒸汽渗入；同样地，可以将环形接头91放置在上部管套9和外壳10之间。在另一个实施例中，可以在外壳的不同地点提供图中没有示出的螺杆和弹性可变形元件，以防止例如外壳10底部的移动。

此外比较器还装配有盖子11，其安装在外壳10上并与前部侧边接近。盖子11自身也最好由合金制成并且配备有通过任选玻璃平板100可见的显示器4，将平板100坚固地焊接或胶粘在穿过盖子11的开口中。例如通过螺纹连接、胶粘、焊接或最好通过弹性变形固定将盖子11固定在外壳10上，提供转矩节101以防止液体或蒸汽的渗入。提供没有示出的止动器以防止盖子相对于外壳旋转。在图中没有示出的实施例中，即使在没有垂直安装比较器时，为重建显示器4的水平状态，将使盖子11处于相对于外壳的反向旋转中。在这种情况中，最好通过没有示出的一团柔软的电缆将显示器4固定在没有示出的电子测量系统中。通过盖子上和/或外壳10上没有示出的功能键来控制比较器和显示器4的操作，允许例如选择测量单元或储存参考位置。例如使用具有柔软弹性体的功能的键和/或盖子11以确保其密封，该柔软弹性体在相应于穿过外壳10的开口中压缩而成。

在没有示出的另一个实施例中，外壳和盖子之间的接头是倾斜的，因此由下部管套固定外壳，并且由上部管套固定盖子(或者反之亦然)。

此外比较器最好还包括没有示出的串行出口，例如能够使光电子插头插入的接头。此外例如在横向侧边提供例如用于装锂电池的电池盒，以便在不必解开塑性外壳也不必移动盖子11的情况下，允许通过打开电池盒更换电池。也将为电池盒和光电子接口提供合适的接头。

向比较器提供没有示出的、在上部管套上插入的盖帽，以防止液体穿过该管套渗入。可以在管套9和盖帽之间提供接头。也可以在下部管套8和探头3之上提供没有示出的、可延伸的膜盒，以避免液体穿过开口82渗入。

外壳10和上述不同的接头使得有可能获得一种比较器，根据标准DIN40050，该比较器具有例如等于IP54的防卫指数，也就是防止灰尘(没有有害沉积物)并防止全部方向上的液体的喷溅。在本发明的构思中设计其它装置来也改进比较器内在强度的坚固。例如，可以利用阀门允许空气流入但是留下蒸汽和灰尘来平衡内部压力和外部的大气压。可以将干燥品的膜片放置到比较器内部，以吸收已进入的例如蒸汽等液体。

本领域的技术人员会明白，在本发明的构思中可以生产许多种类型、形状和尺寸的比较器，以及用于测量和比较长度、深度、角度、直径等类似装置的其它种类。

Claims (12)

1.用于测量和比较直线和角度尺寸的比较器，包括：

金属箱体(2)；

至少一个轴承(23、24)，以调节穿过所说箱体(2)的传感探头(3)；

至少一个管套(8、9)，牢固地固定在箱体(2)上；

测量系统，包括由所说传感探头传动的中间部分(33)和牢固地固定在箱体(2)上的固定部分；

外壳(10)，覆盖在所说箱体(2)的外部侧边(25)上并且由所说至少一个管套(8、9)固定。

2.根据权利要求1所述的比较器，其中通过所说外壳(10)完全覆盖箱体(2)的所说外部侧边(25)。

3.根据权利要求1所述的比较器，其中在所说外壳(10)和所说至少一个管套(8、9)之间提供接头(81、91)。

4.根据权利要求1所述的比较器，还安装有固定到所说外壳(10)上的盖子(11)，在所说外壳(10)和所说盖子(11)之间提供的接头(101)。

5.根据权利要求4所述的比较器，所说盖子(11)支撑显示器(4)并且能够相对于所说箱体(2)在枢轴上转动。

6.根据权利要求1所述的比较器，包括牢固地固定在箱体(2)上的下部管套(8)和上部管套(9)，通过这两个管套(8、9)固定所说外壳(10)。

7.根据权利要求1所述的比较器，其中所说至少一个轴承(23、24)直接在箱体(2)内运转或固定在其内。

8.根据权利要求1所述的比较器，其特征在于，

所说至少一个轴承(23、24)直接在箱体(2)内运转或固定在其内。

9.根据权利要求8所述的比较器，包括直接在箱体(2)内运转或固定在其内的下部轴承(24)和上部轴承(23)。

10.据权利要求9所述的比较器，其中，所述下部轴承(24)和所述上部轴承(23)之间的距离(1)要比所说外壳(10)的内部直径小。

11.根据权利要求8所述的比较器，包括牢固地固定在箱体(2)上的下部管套(8)和上部管套(9)，下部轴承(24)和上部轴承(23)之间的距离(1)要比所说下部管套(8)和所说上部管套(9)之间的距离更小。

12.根据权利要求8所述的比较器，其中所说外壳由合成材料制成，覆盖在所说箱体(2)的外部侧边上，并且通过至少一个管套(8、9)所固定。

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