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HINTERGRUND
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Gebiet der Technik
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Die Erfindung betrifft Präzisionsmessgeräte und Messschieber mit einem beweglichen Schenkel zum Messen der Maße eines Gegenstands.
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Beschreibung der verwandten Technik
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Bei Messschiebern dienen Schenkelpaare zum Bestimmen von Messungen. Ein erster Schenkel ist im Allgemeinen an einem Ende einer Messskala befestigt, während ein zweiter Schenkel an einer Schieberbaugruppe angebracht ist, die sich entlang der Messskala bewegt. Ein Außenmaß eines Gegenstands kann gemessen werden, indem der Gegenstand zwischen und gegen die Innenflächen des ersten und des zweiten Schenkels angeordnet wird. Ein Innenmaß eines Gegenstands kann gemessen werden, indem die Außenflächen des ersten und des zweiten Schenkels gegen die Innenflächen des Gegenstands angeordnet werden (z. B. die Wände eines Lochs). Die Schieberbaugruppe kann mit dem Daumen des Benutzers verschoben werden.
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Zum Messen des Abstands zwischen den Schenkeln des Messschiebers können elektronische Positionsgeber verwendet werden, die beispielsweise auf einer induktiven Positionserfassungstechnik mit niedrigem Energieverbrauch beruhen. Ein solcher Geber kann einen Lesekopf und eine Skala umfassen. Der Lesekopf kann einen Lesekopfsensor und Lesekopfelektronik umfassen. Der Lesekopf gibt Signale aus, die abhängig von der Position des Lesekopfsensors in Bezug zur Skala entlang einer Messachse variieren. Die Skala kann an einem länglichen Skalenteil befestigt sein, das einen festen ersten Messschenkel enthält. Der Lesekopf ist an einer Schieberbaugruppe befestigt, die den zweiten Messschenkel enthält, der entlang dem Skalenteil verschiebbar ist. Messungen des Abstands zwischen den beiden Messschenkeln können anhand der Signale vom Lesekopf bestimmt werden.
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Beispielhafte elektronische Messschieber werden in den gemeinsam übertragenen
US-amerikanischen Patentnummern RE37490 ,
5,574,381 und
5,973,494 offenbart, von denen jede durch Bezugnahme in ihrer Gesamtheit hier eingeschlossen ist. Ein Mangel beim Gebrauch bisheriger Messschieber besteht darin, dass die gewünschte Außenmessung des Werkstücks wahrscheinlich fehlerhaft ist, wenn das gemessene Werkstück krumm ist oder in sonstiger Weise zwischen den Schenkeln des Messschiebers falsch ausgerichtet ist. Es besteht Bedarf, die Ausrichtung und/oder Wiederholbarkeit der Positionierung des Werkstücks in einem Messschieber in wirtschaftlicher, ergonomisch bequemer und intuitiv verständlicher Weise zu verbessern.
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KURZDARSTELLUNG
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Diese Kurzdarstellung wird bereitgestellt, um eine Auswahl von Konzepten in vereinfachter Form vorzustellen, die im Folgenden in der detaillierten Beschreibung weiter beschrieben sind. Diese Kurzdarstellung ist nicht dazu gedacht, wesentliche Merkmale des beanspruchten Gegenstands zu bestimmen, noch dazu gedacht, als Hilfe zur Bestimmung des Umfangs des beanspruchten Gegenstands verwendet zu werden.
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Ein schenkelmontiertes Magnetzubehör wird bereitgestellt, um mit einem Messschenkel verbunden zu werden, der eine Werkstückanlagefläche bereitstellt, die senkrecht zur Messachsenrichtung eines Messschiebers ausgerichtet ist. Bei verschiedenen Ausführungen kann das schenkelmontierte Magnetzubehör eine Magnetkonfiguration und eine Montageanordnungsgrenzfläche beinhalten. Die Magnetkonfiguration kann mindestens einen Magneten umfassen, der ein Magnetfeld erzeugt, das sich von einer Funktionsfläche der Magnetkonfiguration erstreckt. Das schenkelmontierte Magnetzubehör kann dafür konfiguriert sein, mit dem Messschenkel des Messschiebers durch eine Montageanordnung verbunden zu sein, die die Montageanordnungsgrenzfläche so nutzt, dass das schenkelmontierte Magnetzubehör vom Messschenkel des Messschiebers getragen wird. Das schenkelmontierte Magnetzubehör kann ferner dafür konfiguriert sein, die Funktionsfläche der Magnetkonfiguration nahe an der Werkstückanlagefläche zu positionieren, wenn das schenkelmontierte Magnetzubehör mit dem Messschenkel des Messschiebers verbunden ist. Das schenkelmontierte Magnetzubehör kann ferner dafür konfiguriert sein, das Magnetfeld nahe an der Werkstückanlagefläche zu erzeugen und ein Werkstück gegen die Werkstückanlagefläche zu halten, wenn das schenkelmontierte Magnetzubehör mit dem Messschenkel des Messschiebers verbunden ist.
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Gemäß einem weiteren Aspekt kann die Magnetkonfiguration dafür konfiguriert sein, einen einzigen Magnetpol oder mehrere Magnetpole nahe an der Funktionsfläche bereitzustellen. Bei einer Ausführung kann mindestens ein Paar Magnetpole bereitgestellt sein, die eine entgegengesetzte Polarität nahe an der Funktionsfläche aufweisen. Bei einer weiteren Ausführung kann eine Vielzahl von Magnetpolen bereitgestellt sein, die eine entgegengesetzte Polarität nahe an der Funktionsfläche aufweisen.
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Gemäß einem weiteren Aspekt kann die Montageanordnung eine oder mehrere Montagevertiefungen im Messschenkel des Messschiebers umfassen, und die Montageanordnungsgrenzfläche kann Außenflächen des schenkelmontierten Magnetzubehörs umfassen, die geformt sind, um mindestens teilweise in die eine oder mehreren Montagevertiefungen zu passen. Bei einer Ausführung können die eine oder die mehreren Montagevertiefungen eine oder mehrere Öffnungen in mindestens einer von einer oberen oder unteren Fläche des Messschenkels des Messschiebers enthalten, die quer zur Werkstückanlagefläche ausgerichtet ist. Bei einer weiteren Ausführung können die eine oder die mehreren Montagevertiefungen eine oder mehrere Öffnungen in mindestens einer von einer Rück- oder Vorderfläche des Messschenkels des Messschiebers enthalten, die quer zur Messachse ausgerichtet ist. Bei solchen Ausführungen mit Montagevertiefungen kann das schenkelmontierte Magnetzubehör dafür konfiguriert sein, die Funktionsfläche der Magnetkonfiguration angrenzend an eine Innenfläche einer Materialwand zu positionieren, die die Werkstückanlagefläche bildet.
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Gemäß einem weiteren Aspekt kann das schenkelmontierte Magnetzubehör eine Klemme umfassen, die den Messschenkel des Messschiebers umgreift, wenn das schenkelmontierte Magnetzubehör mit dem Messschenkel des Messschiebers verbunden ist, und die Montageanordnungsgrenzfläche kann eine oder mehrere Flächen der Klemme umfassen. Bei einer Ausführung kann die Klemme Material umfassen, das magnetisiert ist, um die Magnetkonfiguration bereitzustellen. Das magnetisierte Material kann sich in einen Bereich erstrecken, der nahe an der Werkstückanlagefläche liegt, wenn das schenkelmontierte Magnetzubehör mit dem Messschenkel des Messschiebers verbunden ist, um die Funktionsfläche der Magnetkonfiguration nahe an der Werkstückanlagefläche zu positionieren. Bei solchen Ausführungen kann die Funktionsfläche ungefähr angrenzend an mindestens eine von einer oberen oder unteren Kante der Werkstückanlagefläche positioniert sein.
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Gemäß einem weiteren Aspekt kann das schenkelmontierte Magnetzubehör ein Schnittstellenmodul umfassen, das die Magnetkonfiguration und die Montageanordnungsgrenzfläche beinhaltet. Bei einer Ausführung kann das Schnittstellenmodul Material umfassen, das magnetisiert ist, um die Magnetkonfiguration bereitzustellen.
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Gemäß einem weiteren Aspekt kann das Schnittstellenmodul einen Magnetfeldbetätigungsteil mit einem Stellteil enthalten, das durch einen Benutzer bedienbar ist, um das Magnetfeld, das nahe an der Werkstückanlagefläche erzeugt wird, einzustellen. Bei verschiedenen Ausführungen kann das Stellteil so angeschlossen sein, dass es die Funktionsfläche der Magnetkonfiguration relativ zur Werkstückanlagefläche bewegt oder einen in der Magnetkonfiguration enthaltenen Magneten mit einem Magnetpol bewegt oder ein in der Magnetkonfiguration enthaltenes Magnetbahnmaterial bewegt. Bei einer Ausführung kann mindestens ein Magnet der Magnetkonfiguration einen Elektromagneten umfassen, und der Magnetfeldbetätigungsteil kann einen Schaltkreis enthalten, der den Elektromagneten versorgt, einschließlich eines Schalters, der den Elektromagneten ein- und ausschaltet.
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Gemäß einem weiteren Aspekt kann die Magnetkonfiguration eine erste Vielzahl von Magneten enthalten, die Pole einer ersten Polarität zur Funktionsfläche hin weisen lassen, die mit einer zweiten Vielzahl von Magneten verschachtelt, die Pole einer zweiten Polarität enthalten. Das Stellteil kann so angeschlossen sein, dass es mindestens einen der zweiten Vielzahl von Magneten bewegt, um eine physikalische Beziehung zwischen den Polen der ersten Polarität der ersten Vielzahl von Magneten und den Polen der zweiten Polarität der zweiten Vielzahl von Magneten zu verändern. Bei einer Ausführung kann die zweite Vielzahl von Magneten so montiert sein, dass sie sich um eine Welle im Schnittstellenmodul dreht, und kann Pole sowohl der ersten Polarität als auch der zweiten Polarität enthalten, die über entsprechende Winkelbereiche um die Welle verteilt sind. Das Stellteil kann so angeschlossen sein, dass es mindestens einen der zweiten Vielzahl von Magneten zwischen einer Position, in der ein Pol der zweiten Polarität zur Funktionsfläche weist, und einer Position, in der ein Pol der ersten Polarität zur Funktionsfläche weist, dreht.
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Gemäß einem weiteren Aspekt kann das schenkelmontierte Magnetzubehör dafür konfiguriert sein, durch einen Benutzer mit dem Messschenkel des Messschiebers verbunden zu werden, indem nur durch die Hände des Benutzers ausgeübte Kraft angewandt wird, und ohne Notwendigkeit eines vom schenkelmontierten Magnetzubehör gesonderten Werkzeugs und ohne Notwendigkeit eines vom schenkelmontierten Magnetzubehör gesonderten Befestigungselements.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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1 ist ein Schaubild einer isometrischen Explosionsansicht eines Handmessschiebers mit einer Skala und einem Schieber, der zum Gebrauch mit einem schenkelmontierten Magnetzubehör gemäß den hier offenbarten Prinzipien geeignet ist.
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2 ist ein Schaubild einer isometrischen Ansicht eines Teils des Messschiebers von 1, der eine erste Ausführungsform eines schenkelmontierten Magnetzubehörs enthält.
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3 ist ein Schaubild einer isometrischen Ansicht eines Teils des Messschiebers von 1, der eine zweite Ausführungsform eines schenkelmontierten Magnetzubehörs enthält.
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4 ist ein Schaubild einer isometrischen Ansicht eines Teils des Messschiebers von 1, der eine dritte Ausführungsform eines schenkelmontierten Magnetzubehörs enthält.
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5 ist ein Schaubild einer isometrischen Ansicht eines Teils des Messschiebers von 1, der eine vierte Ausführungsform eines schenkelmontierten Magnetzubehörs enthält.
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6 ist ein Schaubild einer isometrischen Ansicht einer fünften Ausführungsform eines schenkelmontierten Magnetzubehörs.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
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1 ist ein Schaubild einer isometrischen Ansicht eines Handmessschiebers 100. Bei diesem Beispiel umfasst der Messschieber 100 einen Schieberwegsensor 158 (z. B. eine induktive Sensorbaugruppe) und einen Skalenträger 125 mit einer Skalenbahn 126 (es ist jeweils ein ausgeschnittenes Segment dargestellt), der in einer Nut 127 entlang eines länglichen Skalenteils 102 positioniert ist. Bei anderen Ausführungsformen können andere Arten von Schieberwegsensoren 158 verwendet werden (z. B. kapazitive usw.). Eine Schieberbaugruppe 170 enthält eine Elektronikbaugruppe 160, die an einem Schieber 130 angebracht ist. Der Schieberwegsensor 158 ist in der Elektronikbaugruppe 160 enthalten.
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Die mechanische Struktur und Funktionsweise des Messschiebers
100 kann ähnlich derjenigen von bestimmten bisherigen elektronischen Messschiebern sein, wie etwa derjenigen der gemeinsam übertragenen
USamerikanischen Patentnummer 5,901,458 , die durch Bezugnahme in ihrer Gesamtheit hier eingeschlossen ist. Das Skalenteil
102 ist ein starrer oder halbstarrer Stab, der Nuten und/oder andere Merkmale aufweisen kann, die in einem im Allgemeinen rechteckigen Querschnitt eingearbeitet sind. Der Skalenträger
125 kann starr in der Nut
127 gebunden sein und die Skalenbahn
126 kann Skalenelemente enthalten, die mit entsprechenden Elementen (nicht gezeigt) des Schieberwegsensors
158 auf eine Art zusammenwirken, die derjenigen in bekannten elektronischen Messschiebern ähnlich ist und in den zuvor einbezogenen Patenten
RE37490 und 5,901,458 und in der gemeinsam übertragenen
US-amerikanischen Patentnummer 6,400,138 , die durch Bezugnahme in ihrer Gesamtheit hier eingeschlossen ist, beschrieben ist.
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Ein Paar Messschenkel 108 und 110 sind nahe einem ersten Ende des Skalenteils 102 ausgebildet. Ein entsprechendes Paar Messschenkel 116 und 118 ist auf dem Schieber 130 ausgebildet. Die Außenmaße des Werkstücks werden gemessen, indem das Werkstück zwischen einem Paar Anlageflächen 114 der Messschenkel 108 und 116 platziert wird. Genauso werden die Innenmaße eines Werkstücks gemessen, indem ein Paar Anlageflächen 122 der Messschenkel 110 und 118 gegen gegenüberliegende Innenflächen des Werkstücks platziert werden. In einer manchmal als Nullstellung bezeichneten Position stoßen die Anlageflächen 114 aneinander, die Anlageflächen 122 werden ausgerichtet und sowohl die Außen- als auch die Innenmaße, die vom Messschieber 100 gemessen werden, können als null angegeben werden.
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Die gemessenen Maße können auf einer digitalen Anzeige 144 angezeigt werden, die innerhalb einer Abdeckung 140 der Elektronikbaugruppe 160 des Messschiebers 100 montiert ist. Die Elektronikbaugruppe 160 kann auch einen Drucktastenschalter 141 (z. B. einen Nullpunktschalter) und einen Signalverarbeitungs- und Anzeigeschaltkreis 150 enthalten, der eine Leiterplatte enthalten kann, die so montiert ist, dass sie an die oberen Flächen des Schiebers 130 an beiden Seiten des Skalenteils 102 stößt.
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Im Betrieb kann ein Benutzer, um ein Außenmaß eines Werkstücks zu messen, den Schieber 130 in Richtung auf das erste Ende des Skalenteils 102 entlang der Messachsenrichtung schieben, so dass das Werkstück zwischen den Anlageflächen 114 der Messschenkel 108 und 116 gehalten wird. Gemäß den hier offenbarten Prinzipien kann ein schenkelmontiertes Magnetzubehör 190 mit einem der Messschenkel (z. B. Messschenkel 108) verbunden sein. Wie nachfolgend in Bezug auf die 2 bis 6 detaillierter beschrieben, kann ein schenkelmontiertes Magnetzubehör ein Magnetfeld nahe an einer Anlagefläche 114 (z. B. des Messschenkels 108) erzeugen, um ein Werkstück gegen die Anlagefläche 114 zu halten, so dass ein Außenmaß des Werkstücks gemessen werden kann.
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2 ist ein Schaubild einer isometrischen Ansicht eines Teils des Messschiebers 100 von 1, der eine erste Ausführungsform eines schenkelmontierten Magnetzubehörs 290 enthält. Wie in 2 gezeigt, werden die Außenmaße eines Werkstücks WP gemessen, indem das Werkstück WP zwischen das Paar Anlageflächen 114 der Messschenkel 108 und 116 des Messschiebers 100 platziert wird. Wie angegeben, sind die Anlageflächen 114 für das Werkstück im Allgemeinen senkrecht zur Messachsenrichtung (z. B. die X-Achse) des Messschiebers ausgerichtet. Der Messschenkel 108 ist als eine obere Fläche TS, eine untere Fläche BS, eine Rückfläche RS und eine Vorderfläche FS aufweisend bezeichnet. Bei der Ausführung von 2 hat ein Paar Montagevertiefungen MR2A und MR2B Öffnungen in der Rückfläche RS, durch die das schenkelmontierte Magnetzubehör 290 als Teil einer Montageanordnung eingeführt werden kann, um mit dem Messschenkel 108 verbunden zu werden. Es ist ersichtlich, dass bei alternativen Ausführungen Montagevertiefungen Öffnungen in einer beliebigen der Messschenkelflächen TS, BS, RS oder FS enthalten können. Wie nachfolgend detaillierter beschrieben wird, befindet sich bei der Ausführung von 2, wenn das schenkelmontierte Magnetzubehör 290 mit dem Messschenkel 108 verbunden ist, eine Funktionsfläche OF2 der Magnetkonfiguration MC2 angrenzend an eine Innenfläche IS einer Materialwand, die die Vorderfläche FS und die entsprechende Anlagefläche 114 des Messschenkels 108 bildet.
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Das schenkelmontierte Magnetzubehör 290 ist so dargestellt, dass es eine Magnetkonfiguration MC2 enthält, die ein Paar Stabmagnete M2A und M2B umfasst. Bei verschiedenen Ausführungen können die Stabmagnete M2A und M2B Permanentmagnete, Elektromagnete oder beliebige Kombinationen davon oder sonstige Arten von Magneten enthalten. Die zylindrischen Außenflächen der Stabmagnete M2A und M2B bilden eine Montageanordnungsgrenzfläche MAI2, die dafür konfiguriert ist, in die Montagevertiefungen MR2A und MR2B (gemeinsam als Montagevertiefung MR2 bezeichnet) des Messschenkels 108 zu passen. Wenn die Magnetkonfiguration MC2 mit dem Messschenkel 108 verbunden wird, indem sie in die Montagevertiefung MR2 eingeführt wird, befindet sich eine Funktionsfläche OF2 der Magnetkonfiguration MC2 nahe an der Werkstückanlagefläche 114 des Messschenkels 108. Die Magnetkonfiguration MC2 ist dafür konfiguriert, ein Magnetfeld zu erzeugen, das sich von der Funktionsfläche OF2 erstreckt. Während des Betriebs erzeugt das schenkelmontierte Magnetzubehör 290 das Magnetfeld (z. B. wie schematisch durch die Magnetpole N und S entgegengesetzter Polarität an den Enden der Stabmagnete M2A und M2B angegeben) nahe an der Anlagefläche 114, so dass es das Werkstück WP für eine Messung gegen die Werkstückanlagefläche 114 hält.
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Es ist ersichtlich, dass das Werkstück WP, wenn das Werkstück WP aus einem Eisen- oder einem anderen magnetischen Material hergestellt ist, das durch das sich von der Funktionsfläche OF2 erstreckende Magnetfeld angezogen wird, durch die Magnetkraft gegen die Anlagefläche 114 gehalten wird. Dies ermöglicht es, dass das Werkstück WP in einer sicheren Ausrichtung (z. B. fluchtrecht zur Anlagefläche 114) gehalten wird, so dass es einfacher oder bequemer wird, kleine oder dünne Werkstücke zu handhaben und/oder die Wiederholbarkeit und Genauigkeit von Messungen zu erhöhen, insbesondere bei kleinen Werkstücken. Es ist ersichtlich, dass dies im Gegensatz zu bisherigen Messschieberkonfigurationen steht, bei denen kleine Werkstücke fallen gelassen oder falsch behandelt werden können und/oder eine Fehlausrichtung des Werkstücks bezüglich der Anlagefläche 114 zu einem Messfehler führen würde.
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3 ist ein Schaubild einer isometrischen Ansicht einer zweiten Ausführungsform eines schenkelmontierten Magnetzubehörs 390. Verschiedene Komponenten des schenkelmontierten Magnetzubehörs 390 können den mit ähnlichen Zahlen bezeichneten Komponenten des schenkelmontierten Magnetzubehörs 290 von 2 gleich sein und es versteht sich, dass sie in gleicher Weise funktionieren, außer wie nachfolgend anderweitig beschrieben. Wie in 3 gezeigt, beinhaltet das schenkelmontierte Magnetzubehör 390 ein Schnittstellenmodul IM3, das eine Magnetkonfiguration MC3 und eine Montageanordnungsgrenzfläche MAI3 beinhaltet. Bei verschiedenen Ausführungen kann die Magnetkonfiguration MC3 aus verschiedenen Komponenten gebildet sein (kann z. B. einen oder mehrere Magneten in einem Gehäuse des Schnittstellenmoduls IM3 enthalten) oder kann aus magnetisiertem Material des Schnittstellenmoduls IM3 gebildet sein usw.). Die Montageanordnungsgrenzfläche MAI3 enthält die Außenflächen des Schnittstellenmoduls IM3, die dafür konfiguriert sind, in eine Montagevertiefung MR3 des Messschenkels 108 des Messschiebers 100 zu passen.
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Bei der Ausführungsform von 3 enthält die Montagevertiefung MR3 eine Öffnung in einer Rückfläche RS des Messschenkels 108, in die die Montageanordnungsgrenzfläche MAI3 eingeführt werden kann, so dass das schenkelmontierte Magnetzubehör 390 mit dem Messschenkel 108 verbunden wird. Wenn das schenkelmontierte Magnetzubehör 390 mit dem Messschenkel 108 verbunden wird, befindet sich die Funktionsfläche OF3 einer Magnetkonfiguration MC3 angrenzend an die Innenfläche IS einer Materialwand, die die Vorderfläche FS und die entsprechende Anlagefläche 114 des Messschenkels 108 bildet. Die Magnetkonfiguration MC3 erzeugt ein Magnetfeld (z. B. schematisch durch die Magnetpole N und S dargestellt), das sich von der Funktionsfläche OF3 der Magnetkonfiguration MC3 erstreckt. Wenn das schenkelmontierte Magnetzubehör 390 mit dem Messschenkel 108 verbunden ist, befindet sich die Funktionsfläche OF3 so, dass sie das Magnetfeld nahe an der Anlagefläche 114 des Messschenkels 108 erzeugt, um ein Werkstück gegen die Anlagefläche 114 zu halten.
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4 ist ein Schaubild einer isometrischen Ansicht einer dritten Ausführungsform eines schenkelmontierten Magnetzubehörs 490. Verschiedene Komponenten des schenkelmontierten Magnetzubehörs 490 können den mit ähnlichen Zahlen bezeichneten Komponenten der oben beschriebenen schenkelmontierten Magnetzubehöre 290 und 390 gleich sein, und es versteht sich, dass sie in gleicher Weise funktionieren, außer wie nachfolgend anderweitig beschrieben. Wie in 4 gezeigt, beinhaltet das schenkelmontierte Magnetzubehör 490 ein Schnittstellenmodul IM4, das eine Magnetkonfiguration MC4 und eine Montageanordnungsgrenzfläche MAI4 umfasst. Die Montageanordnungsgrenzfläche MAI4 umfasst die Außenflächen des Schnittstellenmoduls IM4, die dafür konfiguriert sind, in einer Montagevertiefung MR4 des Messschenkels 108 aufgenommen zu werden. Bei der Konfiguration von 4 ist die Montagevertiefung MR4 so dargestellt, dass sie eine Öffnung in einer oberen Fläche TS des Messschenkels 108 aufweist. Es ist ersichtlich, dass bei anderen Ausführungen die Montagevertiefung MR4 auch oder alternativ Öffnungen in anderen Flächen des Messschenkels 108 aufweisen kann. Die Magnetkonfiguration MC4 erzeugt ein Magnetfeld, das sich von einer Funktionsfläche OF4 erstreckt, wie schematisch durch die entgegengesetzten Magnetpole N und S angegeben. Wenn das schenkelmontierte Magnetzubehör 490 in die Montagevertiefung MR4 eingeführt ist, erzeugt es das Magnetfeld nahe an der Anlagefläche 114. Wie oben beschrieben, kann das Magnetfeld dafür verwendet werden, ein Werkstück gegen die Anlagefläche 114 zu halten, um eine richtige und wiederholbare Ausrichtung aufrechtzuerhalten, wenn das Außenmaß des Werkstücks gemessen wird.
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Das Schnittstellenmodul IM4 ist auch so angegeben, dass es einen Bereich für ein Funktionselement OE4 enthält. Bei verschiedenen Ausführungen kann das Funktionselement OE4 Elemente wie etwa eine Batterie, einen Schalter oder einen Stecker für eine externe Stromquelle enthalten (z. B. wenn die Magnetkonfiguration MC4 einen Elektromagneten enthält). Bei anderen Ausführungen kann das Funktionselement OE4 einen Griff oder eine ähnliche Komponente enthalten, um das Einlegen oder Herausnehmen des schenkelmontierten Magnetzubehörs 490 in die bzw. aus der Montagevertiefung MR4 des Messschenkels 108 zu unterstützen.
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Als Teil der Montageanordnungsgrenzfläche MAI4 können auch andere Montagestrukturen 405 am Schnittstellenmodul IM4 enthalten sein, die dafür konfiguriert sein können, mit entsprechenden Montagestrukturen 410 am Messschenkel 108 in Eingriff gebracht zu werden (z. B. um das schenkelmontierte Magnetzubehör 490 in einer gewünschten Position/Ausrichtung in der Montagevertiefung MR4 zu sichern). Beispielsweise können bei einer bestimmten beispielhaften Ausführung zusätzlich Montagestrukturen 405 am Schnittstellenmodul IM4 Einsenkungen oder Arretierungen umfassen, die zur Aufnahme in den entsprechenden Montagestrukturen 410 (z. B. Löcher) in den Montagevertiefungen MR4 des Messschenkels 108 geformt sind.
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Bei verschiedenen Ausführungen kann das Schnittstellenmodul IM4 in symmetrischer Form hergestellt sein und kann für verschiedene Zwecke in der Montagevertiefung MR4 umkehrbar sein. Beispielsweise kann das Schnittstellenmodul IM4 so konfiguriert sein, dass ein starkes Magnetfeld primär nur an der Funktionsfläche OF4 bereitgestellt wird, aber nicht auf der Gegenseite des Schnittstellenmoduls IM4 bereitgestellt wird. Wenn ein Benutzer die Ausrichtung des symmetrischen Schnittstellenmoduls IM4 in der Montagevertiefung MR4 umkehrt (z. B. zur Lagerung), wird somit an der Anlagefläche 114 kein starkes Magnetfeld erzeugt. Alternativ kann eine separate Lagerungsvertiefung an anderer Stelle am Messschieber 100 bereitgestellt sein, um das schenkelmontierte Magnetzubehör 490 zu lagern. Wie nachfolgend in Bezug auf 5 im Einzelnen beschrieben wird, kann ein schenkelmontiertes Magnetzubehör auch alternativ an verschiedene Flächen des Messschenkels 108 montiert werden, statt in einer Montagevertiefung enthalten zu sein.
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5 ist ein Schaubild einer isometrischen Ansicht einer vierten Ausführungsform eines schenkelmontierten Magnetzubehörs 590. Verschiedene Komponenten des schenkelmontierten Magnetzubehörs 590 können den mit ähnlichen Zahlen bezeichneten Komponenten der oben beschriebenen schenkelmontierten Magnetzubehöre 290, 390 und 490 gleich sein und es versteht sich, dass sie in gleicher Weise funktionieren, außer wie nachfolgend anderweitig beschrieben. Wie in 5 gezeigt, beinhaltet das schenkelmontierte Magnetzubehör 590 ein Schnittstellenmodul IM5, das eine Magnetkonfiguration MC5 und eine Montageanordnungsgrenzfläche MAI5 beinhaltet. Bei der Ausführung von 5 ist das schenkelmontierte Magnetzubehör 590 als Klemme geformt, und die Montageanordnungsgrenzfläche MAI5 umfasst die Oberflächen der Klemme, die den Messschenkel 108 umgreifen. Die Magnetkonfiguration MC5 erzeugt ein Magnetfeld, das sich von einer Funktionsfläche OF5 erstreckt, wie schematisch durch die entgegengesetzten Magnetpole N und S angegeben.
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Bei der Ausführung von 5 enthält das Schnittstellenmodul IM5 Material, das magnetisiert ist, um die Magnetkonfiguration MC5 bereitzustellen. Das magnetische Material erstreckt sich in einen Bereich nahe der Anlagefläche 114, wenn das schenkelmontierte Magnetzubehör 590 mit dem Messschenkel 108 verbunden ist. Gemäß dieser Konfiguration befindet sich die Funktionsfläche OF5 der Magnetkonfiguration MC5 ungefähr angrenzend sowohl an eine obere Kante UE als auch eine untere Kante LE der Anlagefläche 114 und nahe der oberen und der unteren Fläche der Klemme.
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Als Teil der Montageanordnungsgrenzfläche MAI5 können sonstige Montagestrukturen 505 am Schnittstellenmodul IM5 enthalten sein, die dafür konfiguriert sein können, mit entsprechenden Montagestrukturen 510 am Messschenkel 108 in Eingriff gebracht zu werden (z. B. um das schenkelmontierte Magnetzubehör 590 in einer gewünschten Position am Messschenkel 108 zu sichern). Beispielsweise können bei einer bestimmten beispielhaften Ausführung die Montagestrukturen 505 am Schnittstellenmodul IM5 Einsenkungen oder Arretierungen umfassen, die zur Aufnahme in den entsprechenden Montagestrukturen 510 (z. B. Löcher) des Messschenkels 108 geformt sind. Bei verschiedenen Ausführungen können die entsprechenden Montagestrukturen 510 auch am gegenüberliegenden Messschenkel 116 bereitgestellt sein, so dass das schenkelmontierte Magnetzubehör 590 alternativ mit dem Messschenkel 116 verbunden werden kann oder ein Paar schenkelmontierte Magnetzubehöre 590 mit beiden Messschenkeln 108 und 116 verbunden werden kann. Im Allgemeinen haben die Schieber und dazugehörigen Schenkel bei bestehenden Messschiebern spezifizierte Maße und Strukturen, an die externe Elemente montiert werden können, und bei verschiedenen Ausführungen ist die Montageanordnungsgrenzfläche MAI5 dafür konfiguriert, mit Hilfe einer Befestigungskonfiguration montiert zu werden, die mit den vorhandenen Montagestrukturen und/oder -maßen der bisherigen Messschieber kompatibel ist.
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6 ist ein Schaubild einer isometrischen Ansicht einer fünften Ausführungsform eines schenkelmontierten Magnetzubehörs 690. Verschiedene Komponenten des schenkelmontierten Magnetzubehörs 690 können den mit ähnlichen Zahlen bezeichneten Komponenten der oben beschriebenen schenkelmontierten Magnetzubehöre 290, 390, 490 und 590 gleich sein, und es versteht sich, dass sie in gleicher Weise funktionieren, außer wie nachfolgend anderweitig beschrieben. Wie in 6 gezeigt, beinhaltet das schenkelmontierte Magnetzubehör 690 ein Schnittstellenmodul IM6, das einen Magnetfeldbetätigungsteil 605 und eine Montageanordnungsgrenzfläche MAI6 umfasst. Die Montageanordnungsgrenzfläche MAI6 kann der Montageanordnungsgrenzfläche MAI4 von 4 gleich sein und ist entsprechend geformt, um in eine Montagevertiefung zu passen (z. B. Montagevertiefung MR4 des Messschenkels 108, wie in 4 veranschaulicht).
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Wie in 6 gezeigt, enthält der Magnetfeldbetätigungsteil 605 eine Magnetkonfiguration MC6, eine Welle 610 und ein Stellteil 620. Das Stellteil 620 ist mit der Welle 610 verbunden, die es einem Benutzer ermöglicht, ein Magnetfeld einzustellen, das sich von einer Funktionsfläche OF6 der Magnetkonfiguration MC6 erstreckt. Die Magnetkonfiguration MC6 enthält eine erste Vielzahl von Magneten FM, die Pole N einer ersten Polarität zur Funktionsfläche OF6 weisen lassen (z. B. wie durch die Magnetpole N für die erste Vielzahl von Magneten FM in der in 6 gezeigten Position schematisch angegeben). Die erste Vielzahl von Magneten FM ist verschachtelt mit einer zweiten Vielzahl von Magneten SM, die Pole S einer zweiten Polarität zur Funktionsfläche OF6 in der in 6 dargestellten Position weisen lassen.
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Das Stellteil 620 ist so angeschlossen, dass es die zweite Vielzahl von Magneten SM bewegt, um eine physikalische Beziehung zwischen den Polen N der ersten Polarität der ersten Vielzahl von Magneten FM und den Polen S der zweiten Polarität der zweiten Vielzahl von Magneten SM zu verändern. Insbesondere ist bei der Ausführung von 6 die zweite Vielzahl von Magneten SM so montiert, dass sie sich um die Welle 610 drehen und sowohl Pole N der ersten Polarität und Pole S der zweiten Polarität über jeweilige Winkelbereiche um die Welle 610 verteilt enthalten. Das Stellteil 620 ist so angeschlossen, dass es die zweite Vielzahl von Magneten SM zwischen einer Position, in der die Pole S der zweiten Polarität zur Funktionsfläche OF6 weisen (z. B. wie in 6 veranschaulicht), und einer alternativen Position, in der die Pole N der ersten Polarität zur Funktionsfläche OF6 weisen, dreht. Somit ist ein Benutzer in der Lage, das Stellteil 620 zu verwenden, um das Magnetfeld, das sich von der Funktionsfläche OF6 erstreckt, und die entsprechende Stärke zum Halten eines Werkstücks einzustellen.
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Während bei der Ausführung von
6 die zweite Vielzahl von Magneten SM bezüglich der Funktionsfläche OF6 gedreht wird, ist ersichtlich, dass bei anderen Ausführungen ein Stellteil bereitgestellt werden kann, um Magnete oder sonstige Elemente zum Einstellen des Magnetfelds, das an der Funktionsfläche präsentiert wird, in andere Richtungen zu bewegen. Außerdem kann die Magnetkonfiguration MC6 gebildet werden, indem verschiedene Polaritäten von Magneten in verschiedenen Konfigurationen verwendet werden. Beispielsweise kann bei einer Ausführung ein Magnetbahnmaterial (z. B. ein magnetisches Nebenschlussstück) durch ein Stellteil beweglich sein, um das an einer Funktionsfläche erzeugte Magnetfeld einzustellen. Als weiteres Beispiel können einer oder mehrere Magneten einer Magnetkonfiguration durch ein Stellteil gesteuert relativ zueinander verschiebbar sein, um zu ermöglichen, ein an einer Funktionsfläche erzeugtes Magnetfeld einzustellen. Als weiteres Beispiel kann eine Montagevertiefung oder Montagefläche im oder am Messschenkel
108 mit ausreichend Raum bereitgestellt sein, so dass eine Magnetkonfiguration an verschiedene Positionen relativ zur Anlagefläche
114 bewegt werden kann, wie es für eine beliebige der in
2 bis
6 dargestellten Magnetkonfigurationen erfolgen kann. Zusätzliche Techniken zum Einstellen eines Magnetfelds können ebenfalls genutzt werden, wie etwa die Verwendung einer Halbach-Anordnung (z. B. mit einem Stellteil zum Ändern ihrer Ausrichtung) oder wie etwa diejenigen, die für magnetische Spanneinrichtungen und sonstige Vorrichtungen verwendet werden, von denen einige in den
US-amerikanischen Patenten Nr. 4,468,649 ;
4,575,702 ;
8,183,965 und der
US-Veröffentlichung Nr. 20090027149 beschrieben sind, die jeweils durch Bezugnahme in ihrer Gesamtheit hier eingeschlossen sind.
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Es können zusätzliche Techniken zum Einstellen eines Magnetfelds, das an der Funktionsfläche erzeugt wird, bereitgestellt werden, wie etwa eine Konfiguration, bei der zusätzliche einzelne Magneten oder magnetische Nebenschluss- oder Polstücke der Magnetkonfiguration hinzugefügt werden können oder von dieser entfernt oder ihre relativen Positionen darin geändert werden können. Außerdem können, um die Magnetkonfiguration in einer gewünschten Position im Messschenkel zu halten, eine oder mehrere Innenflächen der Montagevertiefung oder eine andere Fläche ein Material enthalten (z. B. ein Eisenmaterial), um die Magnetkonfiguration (z. B., und das schenkelmontierte Magnetzubehör als Ganzes) in ihrer Montageposition im Messschenkel zu halten. Alternativ kann es bei bestimmten Ausführungen wünschenswert sein, dass Flächen des Messschenkels aus einem Material hergestellt sind (z. B. Nichteisen), so dass keine Restmagnetisierung stattfindet, wenn die Magnetkonfiguration entfernt wird. Es ist ersichtlich, dass der Messschieber, wenn das schenkelmontierte Magnetzubehör vom Messschenkel entfernt wird, in einem „nicht-magnetisierten” Standardmodus funktionieren kann, bei dem das Werkstück (z. B. aus einem Eisenmaterial) nicht vom Messschenkel angezogen wird. Es ist ersichtlich, dass ein nicht-magnetisierter Standardmodus auch vorteilhaft sein kann, um den Messschenkel leicht von Eisenabrieb zu reinigen.
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Bei verschiedenen Ausführungen (z. B. einer beliebigen der hier offenbarten Ausführungsformen) kann es wünschenswert sein, dass der nicht-magnetisierte Messschenkel (z. B. der Messschenkel 116) ein Nichteisen ist, so dass die Messschenkel 108 und 116 sich nicht gegeneinander zuhalten, wenn das schenkelmontierte Magnetzubehör mit dem Messschenkel 108 verbunden wird. Bei einer alternativen Ausführung kann es wünschenswert sein, dass beide der Messschenkel 108 und 116 magnetisiert sind (wobei z. B. der Messschenkel 116 ein Eisen ist oder ein separates schenkelmontiertes Magnetzubehör enthält usw.), so dass die Messkraft zum Halten eines Werkstücks durch die Anziehung zwischen den Messschenkeln 108 und 116 selbst bereitgestellt wird. Bei verschiedenen Ausführungen kann es wünschenswert sein, einen Benutzer zur Auswahl zu befähigen, welcher der Messschenkel 108 und 116 magnetisiert wird (z. B. kann ein schenkelmontiertes Magnetzubehör mit einem der Messschenkel 108 oder 116 oder beiden verbunden werden usw.).
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Bei Ausführungen, bei denen die Magnetkonfiguration einen Elektromagneten enthält, kann die Magnetisierung durch einen Gleichstrom bereitgestellt werden, der durch eine Spule in der Magnetkonfiguration fließt. Energie für den Elektromagneten kann durch die Messschieberbatterie oder eine separate Batterie oder eine separate externe Stromversorgung mit einem Steckeranschluss usw. bereitgestellt werden. Alternativ kann der Messschieber Eisenmaterial enthalten, das durch Gleichstrom magnetisiert werden kann und das magnetisiert bleibt, nachdem der Gleichstrom weggenommen wird. Zur Entmagnetisierung kann bei einer Ausführung ein abklingender Wechselstrom verwendet werden (z. B. zur Entmagnetisierung des Materials). Bei einer Ausführung kann eine Basisstation/Messschieber-Aufnahmevorrichtung, die in eine externe Stromversorgung gesteckt wird, verwendet werden, um den Messschenkel zu magnetisieren oder zu entmagnetisieren.
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Es ist ersichtlich, dass Ausführungsformen des oben dargestellten schenkelmontierten Magnetzubehörs nur beispielhaft und nicht einschränkend sind. Insbesondere ist ersichtlich, dass in den Darstellungen, die zwei Magnetpole zeigen, um schematisch eine Magnetkonfiguration und/oder ein Magnetfeld darzustellen, verschiedene ähnliche Ausführungsformen einen einzigen Magnetpol nahe an der Funktionsfläche verwenden können (z. B. mindestens einen Magneten, der ein Magnetfeld erzeugt, das sich von einer Funktionsfläche der Magnetkonfiguration erstreckt) oder zusätzliche Magnetpole können durch eine Vielzahl bekannter Verfahren nahe an der Funktionsfläche bereitgestellt werden (z. B. durch Verwendung zusätzlicher verschachtelter oder laminierter Magnete und/oder Verwendung geformter Polstücke für die Magneten oder dergleichen). Es ist ersichtlich, dass die Stärke des Magnetfeldes mit einem Abstand von eng beabstandeten Magnetpolen schneller abnimmt als bei weit beabstandeten Magnetpolen. Somit können die Anzahl der Magnetpole und/oder der Magnetpolabstände und/oder der Abstand der Funktionsfläche von den Anlageflächen in verschiedenen Ausführungsformen variiert werden und/oder einstellbar sein, um einen gewünschten Betrag der Anziehung des Werkstücks und/oder Haltekraft bereitzustellen. Ferner können verschiedene Elemente, die als Teile monolithischer oder integrierter Strukturen dargestellt und/oder beschrieben werden, stattdessen zusammengebaute Elemente umfassen. Umgekehrt können zusammengebaute Elemente stattdessen innerhalb monolithischer oder integrierter Strukturen bereitgestellt werden. Es können verschiedene alternative Gestalten und Formen verwendet werden, um die hier offenbarten Prinzipien umzusetzen. Außerdem können die verschiedenen, oben beschriebenen Ausführungsformen kombiniert werden, um weitere Ausführungsformen bereitzustellen. Alle der US-amerikanischen Patente und US-amerikanischen Patentanmeldungen, auf die in dieser Beschreibung Bezug genommen wird, sind durch Bezugnahme in ihrer Gesamtheit hier eingeschlossen. Aspekte der Ausführungsformen können nötigenfalls geändert werden, um Konzepte der verschiedenen Patente und Anmeldungen anzuwenden, um noch weitere Ausführungsformen bereitzustellen.
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Diese und andere Änderungen können angesichts der obigen ausführlichen Beschreibung an den Ausführungsformen vorgenommen werden. Im Allgemeinen sind in den folgenden Ansprüchen die verwendeten Ausdrücke nicht so auszulegen, als schränkten sie die Ansprüche der bestimmten Ausführungsformen ein, die in der Beschreibung und den Ansprüchen offenbart werden, sondern sind so auszulegen, dass sie alle möglichen Ausführungsformen zusammen mit dem vollen Umfang der Äquivalente einschließen, für die solche Ansprüche berechtigt sind.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- US 37490 [0004, 0021]
- US 5574381 [0004]
- US 5973494 [0004]
- US 5901458 [0021]
- US 6400138 [0021]
- US 4468649 [0040]
- US 4575702 [0040]
- US 8183965 [0040]
- US 20090027149 [0040]
