DD249573A1

DD249573A1 - Tasteinrichtung

Info

Publication number: DD249573A1
Application number: DD29074286A
Authority: DD
Inventors: Klaus Dietrich
Original assignee: Werkzeugmasch Forschzent
Priority date: 1986-05-30
Filing date: 1986-05-30
Publication date: 1987-09-09

Abstract

Tasteinrichtung zum Pruefen von Werkstuecken, wobei waehrend deren Ruhestellung eine Kontaktuebermittlung durch ein Federelement verhindert werden soll. Ziel sind die Erhoehung der Lebensdauer und der Arbeitsproduktivitaet. Aufgabe ist es, waehrend der Ruhestellung jede Beruehrung der Kontaktelemente untereinander zu verhindern, da Ruettelkraefte und Vibrationen die Tasteinrichtung hinsichtlich der Pruefergebnisse unbrauchbar machen. Die Loesung sieht eine Blockier- und Loeseeinrichtung vor, die ebenfalls wie das Federelement Einfluss auf den Taststift nimmt. Die Blockiereinrichtung besteht aus einem zweiten Federelement, das das erstgenannte Federelement ueberwindet und den Taststift in die Tasteinrichtung hineinschiebt. Die Loeseeinrichtung hebt, gesteuert von aussen, die Wirkung des zweiten Federelementes auf. Fig. 1

Description

Hierzu 2 Seiten Zeichnungen

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft eine Tasteinrichtung zum Abtasten von Werkstücken und Werkzeugen, bestehend aus einem in einem Gehäuse gelagerten und durch ein Federelement in einer Ruhestellung gehaltenen, aus seiner Längsachse heraus bewegbaren und in dieser außerdem auslenkbaren Taststift, an dem Kontakt- und/oder Lagerelemente radial oder konzentrisch oder in einer Kombination beider fest angeordnet sind, wobei die Kontakt- und/oder Lagerelemente in der Ruhestellung der Tasteinrichtung reaktionslos verharren.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Um den Bearbeitungs-, Justier- bzw. Spannzustand von Werkstücken sowie die Lage der Schneidkanten an Werkzeugen während der Arbeitsfolge zu ermitteln, ist es bekannt, Tasteinrichtungen einzusetzen. Viele dieser bekannten Einrichtungen besitzen einen druckfederbelasteten Taststift, an dessen aus dem Gehäuse herausragenden Ende ein Tastelement vorhanden ist. Auf dem Taststift sind im Gehäuse in den meisten Fällen mehrere Kontaktfinger mit gleichem Winkelabstand voneinander, vom Taststift radial wegstehend angeordnet. Diese Kontaktfinger liegen in Ruhestellung der Tasteinrichtung zwischen je zwei Kontakten. Der Taststift ist im Gehäuse so gelagert, daß er bei Berührung mit einem Werkstück aus seiner axialen Lagerung gekippt wird, wodurch ein oder mehrere Kontaktfinger je zwei Kontakte, also ein Kontaktpaar öffnen (DE-OS 2 347 633 Klasse G 01 B 5/00). Diese Tasteinrichtung weist aber einen Nachteil auf. Die bei der Fertigung der Werkstücke an der gesamten Maschine und insbesondere im Spanungsbereich auftretenden Rüttelkräfte und Vibrationen überwinden oft die Wirkung der Druckfeder für das Halten des Taststiftes in der Ruhestellung. Das bedeutet, daß die Kontaktfinger des Taststiftes die Kontakte berühren und diese, wenn auch kein Strom anliegt, im Laufe kurzer Zeit ausgeschlagen werden, wodurch die Prüfergebnisse in unzulässiger Weise unsicher werden bzw. das Gerät vorzeitig ausfällt. Das wirkt sich um so drastischer aus, wenn mit der Tasteinrichtung Meßänderungen im Mikrometerbereich erfaßt werden sollen.

Bei der Vielzahl der bereits bekannten Tasteinrichtungen, ob diese elektrisch, elektromagnetisch, optisch, kapazitiv oder induktiv wirken, werden außer den bereits voranstehend beschriebenen elektrischen Kontaktvorgängen andere Kontaktvorgänge und Bewegungsablaufs über Lagerstellen vollzogen. Alle weisen jedoch den Nachteil auf, daß durch Rüttelkräfte und Vibrationen die Funktionselemente, die die Ruhestellung des Taststiftes gewährleisten sollen, mechanischen Abnutzungserscheinungen und damit Dejustierungen ausgesetzt sind.

Bei einer anderen Einrichtung dieser Art (DE-AS 2 400 952 Klasse G 01 B 3/22) sind mehrere Meßvorrichtungen auf einem Träger befestigt, der mit einem Betätigungsglied verbunden ist. Mittels einer Schraube ist es möglich, um Vibrationen und schädliche Schocks nicht auf die Meßsysteme zu übertragen, das gemeinsame Betätigungsglied zu blockieren.

Diese Einrichtung weist ebenfalls den Nachteil auf, daß die Meßeinrichtung in der Ruhestellung zwar nicht betätigt wird; dadurch, daß aber nur das gemeinsame Betätigungsglied blockiert wird, sind die Kontaktflächen in der Meßeinrichtung nicht gegen Vibrationen und Schocks geschützt.

Bei einer anderen Einrichtung, die einen Schutz vor Zerstörung (DE-OS 3 231 158 Klasse G 01 B 5/03) bei Havariefällen beinhaltet, werden zwei Kardangelenke zur Bewegungsübertragung beim Tastvorgang benutzt. Das mechanisch wirkende Kontaktglied wird durch die Unterbrechung des Strahiengangs an einer Lichtschleuse ersetzt. Abgesehen davon, daß die Kardangelenke in Verbindung mit den weiteren Mitteln zur Bewegungsübertragung höchstens Messungen im Hundertstel-Millimeter-Bereich zulassen, wäre bei Anwendung einer mechanisch wirksamen Kontaktgabe statt der Lichtschleuse ebenfalls kein Schutz der Kontakte

vor Vibrationen und Rüttelkräften möglich. Diese Vibrationen und Rüttelkräfte machen nicht nur das Prüf- oder Meßmittel in Form der Tasteinrichtung unbrauchbar, sondern bringen durch das oftmalige Auswechseln der Tasteinrichtung auch Meßunsicherheit mit sich. Das ausgewechselte Meßmittel birgt einen anderen Meßfehler in sich, auch wenn ordentlich justiert wurde, was Zeit beansprucht.

Diese Nachteile können in handelsüblichen Tasteinrichtungen nicht behoben werden, da kein Platz dazu vorhanden ist.

Ziel der Erfindung

Mit der Anwendung der Erfindung wird das Ziel verfolgt, die Benutzungszeit des Prüfmittels in Form einer Tasteinrichtung zu erhöhen und dadurch Kosten und Material zu sparen und durch geringe Rüstzeiten und höhere Maschinenauslastung die Arbeitsproduktivität zu steigern.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Die Ursache der Mängel bekannter Tasteinrichtungen mittels mechanisch schließbarer elektrischer Kontakte besteht im mechanischen Zusammenspiel der Kontaktelemente und deren unabänderlichen Verschleiß, der auch durch Einsatz von Sonderwerkstoffen nicht beseitigt werden kann. .

Aufgabe der Erfindung ist es, den konstruktiven Aufbau einer Tasteinrichtung so zu verändern, daß dadurch dessen Lebensdauer und Standzeit sehr wesentlich erhöht wird, indem Rüttelkräfte und Vibrationen keinen nachteiligen Einfluß ausüben und sich diese konstruktiven Veränderungen nicht nachteilig auf die Funktion und den Platzbedarf der Tasteinrichtung auswirken.

Merkmale der Erfindung

Die erfindungsgemäße Lösung besteht darin, daß eine.auf die Wirkung des den Taststift beeinflussenden Federelementes und in der Ruhestellung der Tasteinrichtung auf den Taststift Einfluß nehmende Blockier- und Löseeinrichtung vorhanden ist, daß die Blockiereinrichtung aus einem die Wirkung des Federelementes überwindenden und den Taststift verschiebenden, und damit die Kontakt- und/oder Lagerelemente nichtberührurijjssicher voneinander entfernenden zweiten Federelement besteht und daß die Löseeinrichtung aus einer von außen gezielt erregbaren, die Wirkung des zweiten Federelementes überwindenden Krafteinrichtung besteht.

Das zweite Federelement weist stets den Taststift in das Gehäuse hineinschiebende Wirkung auf, wobei es eine Druck- oder Zugfeder ist. Die steuerbare Krafteinrichtung ist mechanisch oder elektrisch betätigbar oder pneumatisch oder hydraulisch erregbar.

Ausführungsbeispiel

Die Erfindung soll nachstehend an Hand von zwei Ausführungsbeispielen näher erläutert werden. In der zugehörigen Zeichnung zeigen:

Fig. 1: eine Darstellung einer Tasteinrichtung im Schnitt mit einer integrierten Einrichtung zum Blockieren und Lösen des

Taststiftes, Fig. 2: eine Darstellung einer Tasteinrichtung mit einer angebauten Einrichtung, zum Blockieren und Lösen des Taststiftes im Schnitt.

Beispiel 1

Tasteinrichtung mit integrierter Blockier- und Löseeinrichtung Aufbau der Tasteinrichtung

In einejn Gehäuse 1 (Fig. 1) ist ein Taststif 2 mit einer Tastspitze 3 so gelagert, daß er sowohl entlang seiner Rotationsachse 4 als auch allseits aus seiner Rotationsachse heraus gedrückt und verschwenkt werden kann. Ein Federelement 5, im Beispiel eine Druckfeder, sorgt in der Ruhestellung dafür, daß der Taststift 2 mit seinen radial von diesem wegstehenden Kontaktfingern 6 keine der mit dem Gehäuse 1 fest verankerten, aus je zwei Kontakten bestehenden Kontaktpaare, die sich auf einer Kontaktplatte 7 befinden, in Berührung ist. Die Kontaktfinger 6 werden in einer mit dem Gehäuse 1 verbundenen Verdrehsicherung 8 geführt. Allgemein werden Kontaktfinger 6 und Kontaktpaare als Kontakt- r ' Lagerelemente bezeichnet.

Im, der Lagerung des Taststiftes 2 entgegengesetzten Ende im Gehäuse 1 befindet sich die Blockier- und Löseeinrichtung, die aus einer, dem bereits erwähnten Federelement 5 entgegenwirkenden zweiten Federelement 9, und einer gezielt steuerbaren ~ Kraftemrichtung 10, in diesem Beispiel· ein hydraulisch oder pneumatisch beschickbarer Hohlkörper, gebildet aus einem elastischen Material, besteht und das zweite Federelement 9 und der Hohlkörper gemeinsam auf einen Stößel 11 wirken, der in Ruhestellung der Tasteinrichtung den Taststift 2 beeinflußt. Die gesamte Tasteinrichtung ist durch eine elastische Dichtung 12 an dem Ende abgedichtet, andlem der Taststift 2 aus dem Gehäuse 1 herausragt.

Wirkung: der Tastsinrictrtung

In der RunesieiltMig! der Tasteinrichtung überwindet das zweite Federelement 9, das als Blockiereinrichtung bezeichnet wird, das FedereletmensS tsradi bewegt damit den Taststift 2 über den Stößel 11 um einen Betrag in das Gehäuse 1 hinein. Dadurch ist es bei Ruttelbesseigiutfgiffiffi und Vibrationen der Maschine nicht mehr möglich, daß die Kontaktfinger 6 auch nur mit einem Kontakt in Berührung teRMesa. Soll zu einem von außen gezielt steuerbaren Zeitpunkt die Tasteinrichtung über den Taststift 2 am Werkstück

Messungen vornehmen, wird die Löseeinrichtung mit Hydrauliköl beaufschlagt. Dadurch erweitert der Hohlkörper sein Volumen und das zweite Federelement 9 wird vom Stößel 11 zusammengedrückt. Somit kann das Federelement 5 nun funktionsgemäß die Kontakte der Tasteinrichtung zum Eingriff bringen. .

Berührt nunmehr die Tastspitze 3 am Taststift 2 den Meßgegenstand, wird der gesamte Taststift aus der zu seiner Rotationsachse koaxialen Lagerung verschwenkt, wodurch mindestens einer der Kontaktfinger 6 den Stromkreis über die Kontakte eines Kontaktpaares öffnet.

Beispiel 2

Tasteinrichtung mit angebauter Blockier- und Löseeinrichtung

In einem Werkzeugspanner 13 (Fig. 2) ist eine Tasteinrichtung befestigt. Aus der Tasteinrichtung ragt der Taststift 14 mit der Tastspitze heraus.

Ebenfalls am gleichen Werkzeugspanner 13 ist eine Blockier- und Löseeinrichtung befestigt. Die Blockiereinrichtung besteht aus einem zweiten Federelement 15, in diesem Beispiel eine Druckfeder, die auf einen Kolben 16 einer hydraulischen Krafteinrichtung drückt. Am Kolben 16 ist eine Kolbenstange 18 befestigt, die sowohl Führung für die Druckfeder als auch Verbindungsglied für die Aushebegabel 19 ist. Die Aushebegabel 19 umfängt den Taststift 14, auf dem außerhalb des Gehäuses 20 der Tasteinrichtung eine Scheibe 21 befestigt ist, die in der Ruhestellung der Tasteinrichtung als Anlage für die Aushebegabel 19 dient.

Wirkungsweise der Tasteinrichtung

In der Ruhestellung der Tasteinrichtung wirkt das zweite Federelement 15, das als Blockiereinrichtung dient, über Kolben 16, Kolbenstange 18, Aushebegabel 19 und Scheibe 21 auf den Taststift 14 ein, indem dieser unter Überwindung eines im Gehäuse 20 befindlichen, auf den Taststift 14 einwirkenden nichtdargestellten Federelementes den Taststift 14 in das Gehäuse 20 hineinschiebt und diesen damit blockiert.

Soll die Tasteinrichtung zum Messen von Werkstücken zum Einsatz gelangen, wird über die Energiezuführung 23 Hydrauliköl in den Zylinder 22 der Löseeinrichtung gepreßt. Dadurch überwindet der Kolben 16 die Kraft des zweiten Federelementes 15 und die Aushebegabel 19 gibt den Taststift 14 zum Messen frei.

Für beide Beispiele gilt jedoch, daß bei entgegengesetzt einzubauender Blockiereinrichtung statt einer Druckfeder eine Zugfeder zur Anwendung gelangt. Werden Blockier- und Löseeinrichtung miteinander gepaart, muß stets der Druck oder Zug der Blockiereinrichtung durch die gezielte Erregung der Löseeinrichtung kompensierbar sein.

Claims

1. Tasteinrichtung zum Abtasten von Werkstücken und Werkzeugen, bestehend aus einem in einem Gehäuse gelagerten und durch ein Federelement in einer Ruhestellung gehaltenen, aus seiner Längsachse heraus bewegbaren und in dieser außerdem auslenkbaren Taststift, an dem Kontakt- und/oder Lagerelemente radial oder konzentrisch oder in einer Kombination beider fest angeordnet sind, wobei die Kontakt- und/oder Lagerelemente in der Ruhestellung der Tasteinrichtung reaktionslos verharren, dadurch gekennzeichnet, daß eine auf die Wirkung des den Taststift (2; 14) beeinflussenden Federelementes (5) und in der Ruhestellung der Tasteinrichtung auf den Taststift (2; 14) Einfluß nehmende Blockier- und Löseeinrichtung vorhanden ist, daß die Blockiereinrichtung aus einem die Wirkung des Federelementes (5) überwindenden und den Taststift (2; 14) verschiebenden und damit die Kontakt- und/oder Lagerelemente (6; 7) nicht berührungssicher voneinander entfernenden zweiten Federelement (9; 15) besteht und daß die Ladeeinrichtung aus einer von außen gezielt erregbaren, die Wirkung des zweiten Federelementes (9; 15) überwindenden Krafteinrichtung (10; 17) besteht.

2. Tasteinrichtung nach Punkt 1, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Federelement (9; 15) stets den Taststift (2; 14) in das Gehäuse (1; 20) hineinschiebende Wirkung aufweist.

3. Tasteinrichtung nach Punkt 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Federelement (9; 15) eine Druck- oder Zugfeder ist.

4. Tasteinrichtung nach Punkt 1, dadurch gekennzeichnet, daß die steuerbare Krafteinrichtung (10; 17) mechanisch oder elektrisch betätigbar oder pneumatisch oder hydraulisch erregbar ist.