DE1092670B - Vorrichtung zum Messen oder Anzeigen der Rauhigkeiten oder Wellungen der Oberflaecheeines Werkstueckes - Google Patents

Description

DieErfindung betrifft eine Vorrichtung zum Messen oder Anzeigen der Rauhigkeiten oder Wellungen einer Oberfläche, bei der ein Fühlstift über die zu prüfende Fläche bewegt wird und die Arbeitsbewegungen des Fühlstiftes, die hierbei etwa senkrecht zu dieser Fläche verlaufen, über eine geeignete Detektorvorrichtung zur Betätigung eines Meß- oder Anzeigeinstrumentes verwendet werden. In einigen Fällen soll ein Glied, das von dem Gehäuse der Vorrichtung getragen wird oder einen Teil des Gehäuses bildet, dazu dienen, in Berührung mit dem Werkstück zu kommen, dessen Oberfläche geprüft werden soll, wobei das Werkstück auf diesem Glied angeordnet werden kann oder das Gehäuse so bewegt wird, daß dieses Glied mit dem Werkstück in Berührung gelangt, und wobei ferner der Fühlstift erforderlichenfalls vor dieses Glied treten kann, damit er mit der zu prüfenden Fläche in Berührung gelangt. Wenn die Möglichkeit gegeben sein soll, mit einer solchen Einrichtung zahlreiche verschiedene Formen und Größen eines Werkstückes zu prüfen, kommt es vor, daß der Fühlstift ein erhebliches Stück vor das genannte Glied vortritt, wenn dieses nicht mit einem Werkstück in Berührung steht, und er kann daher sehr leicht beschädigt werden.

Die Erfindung bezweckt daher, eine verbesserte Meß- oder Anzeigevorrichtung der genannten Art zu schaffen, bei der die Gefahr einer solchen Beschädigung des Fühlstiftes beseitigt oder vermindert ist.

Die Erfindung geht von einer Vorrichtung der eingangs genannten Art aus, bei der ein Fühlstift mit der Oberfläche eines Werkstückes in Berührung gebracht und durch eine Antriebsvorrichtung über diese Fläche bewegt wird, wobei die Arbeitsbewegungen dieses Fühlstiftes, die ungefähr senkrecht zu der Oberfläche erfolgen, auf eine Detektorvorrichtung übertragen werden, die ein Meß- oder Anzeigeinstrument betätigt, und sieht vor, daß die Antriebsvorrichtung oder deren Steuerorgan nach Beendigung einer Abtastbewegung über die Prüffläche den Fühlstift in eine Stellung zurückführt, in der dieser über die Oberfläche eines mit dem Werkstück in Berührung kommenden Gliedes, das von einem die Antriebsmittel und die Detektorvorrichtung umschließenden Gehäuse getragen wird, nicht wesentlich hinausragt, wenn das Werkstück und dieses Glied nicht mehr in Berührung miteinander stehen. Zweckmäßigerweise wird der Fühlstift aus seiner zurückgezogenen Stellung freigegeben, wenn die Antriebsvorrichtung zu einer neuen Bewegung über die zu prüfende Fläche bereit gemacht worden ist, wobei der Fühlstift wieder mit dieser Prüffläche in Berührung gezwungen wird. Für gewöhnlich ist das mit dem Werkstück in Be-Vorrichtung zum Messen oder Anzeigen der Rauhigkeiten oder Wellungen der Oberfläche eines Werkstückes

Anmelder:

Taylor, Taylor & Hobson Ltd., Leicester (Großbritannien)

Vertreter: Dr. W. Schalk, Dipl.-Ing. P. Wirth,

Dipl.-Ing, G, E. M. Dannenberg

und Dr. V. Schmied-Kowarzik, Patentanwälte, Frankfurt/M., Große Eschenheimer Str. 39

Beanspruchte Priorität: Großbritannien vom 1. November 1957

Richard Edmund Reason, Leicester (Großbritannien), ist als Erfinder genannt worden

rührung gelangende Glied mit einem Schlitz versehen, durch den der Fühlstift hindurchragt und mit der Werkstücksfläche in Berührung kommt, über die er dann bewegt wird. Bei einer bevorzugten Ausführungsform ragt das mit dem Werkstück in Berührung kommende Glied aus dem Gehäuse und wird von einem länglichen, mit Schlitz versehenen Ansatz eines plattenförmigen Gliedes gebildet, das von dem Gehäuse getragen wird oder einen Teil desselben bildet. Dieses mit dem Werkstück in Berührung kommende Glied kann ohne weiteres so angeordnet werden, daß auch äußere oder innere Flächen mit einem kleinen Radius sowie natürlich auch Flächen mit einem größeren Radius oder flache Flächen geprüft werden können.

Vorzugsweise wird der Fühlstift von einem Haltearm getragen, der gelenkig an einem Aufnahmekopf angebracht ist, über den der Antrieb für die Bewegung des Fühlstiftes über die zu prüfende Fläche auf diesen Stift übertragen wird und der in bezug auf den Aufnahmekopf unter Federbelastung oder sonstiger Vorspannung steht, um den Fühlstift während seiner Bewegung über die zu prüfende Fläche mit dieser Fläche im Eingriff zu halten, wobei die Detektorvorrichtung auf die Relativbewegungen zwischen dem Fühlstift und dem Aufnahmekopf, die etwa senkrecht zur Bewegungsrichtung des Fühlstiftes erfolgen, anspricht. Der Aufnahmekopf kann seinerseits an einem Glied angelenkt sein, auf das der Antrieb für die Fühlstiftbewegung übertragen wird und das

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unter Federspannung oder sonstiger Vorspannung steht, so daß ein abgerundetes, z. B. kufenförmiges Gleitstück, das von dem Aufnahmekopf getragen wird, mit der zu prüfenden Fläche in Berührung gebracht wird, wodurch ein Bezugswert oder -puiikt für die Arbeitsbewegungen des Fühlstiftes erhalten wird. In diesem Fall kann die Antriebsvorrichtung die Zurückziehung des Fühlstiftes am Ende seiner Bewegung über die zu prüfende Fläche veranlassen, und zwar dadurch, daß sie den Aufnahmekopf sich um seine Schwenkachse drehen läßt, wodurch das abgerundete Gleitstück ebenfalls in eine Stellung zurückgezogen wird, in der es nicht merklich über die Oberfläche des mit dem Werkstück in Berührung kommenden Gliedes hinausragt. Beispielsweise kann die Antriebsvorrichtung ein drehbares Glied aufweisen, das am Ende der Fühlstiftbewegung mit dem Aufnahmekopf oder einem von diesem getragenen Teil in Eingriff gelangt und hierdurch das Zurückziehen des Gleitstückes und des Fühlstiftes bewirkt und hiernach mit dem Kopf oder dem genannten Teil in Berührung bleibt, während die Antriebsvorrichtung in Ruhestellung ist und bis diese Vorrichtung für eine neue Fühlstiftbewegung wieder in Betrieb gesetzt wird.

Die Detektorvorrichtung besteht vorzugsweise aus einem Detektor (z. B. einem piezoelektrischen Kristall), der auf einer vom Aufnahmekopf getragenen Detektorhalterung sitzt. Bei dieser Einrichtung weist mindestens eine von zwei für gewöhnlich in Arbeitsstellung befindlichen Verbindungen zwischen dem Fühlstifthaltearm und der Detektorvorrichtung bzw. zwischen der Detektorhalterung und dem Aufnahmekopf eine nachgiebige Kupplung auf, um den Detektor unempfindlich für die Arbeitsbewegungen des Fühlstiftes zu machen. Ferner ist eine Klemmvorrichtung vorgesehen, die betätigt werden kann, um die nachgiebige oder ausschaltbare Kupplung unnachgiebig zu machen und hierdurch zu bewirken, daß die Detektorvorrichtung auf die Arbeitsbewegungen des Fühlstiftes anspricht. Die Klemmvorrichtung kann elektromagnetisch unter der Steuerung durch einen Schalter betätigt werden, der seinerseits von der Antriebsvorrichtung zu Beginn der Fühlstiftbewegung betätigt wird, nachdem der Stift aus seiner zurückgezogenen Stellung freigegeben wurde.

Die Erfindung kann auf verschiedene Weise praktisch ausgeführt werden; eine bevorzugte Ausführungsform des Meß- oder Anzeigegerätes ist nachstehend beispielsweise an Hand der Zeichnungen beschrieben. In den Zeichnungen zeigt

Fig. 1 schematisch eine Seitenansicht der bevorzugten Ausführungsform,

Fig. 2 eine abgewandelte Ausführungsform der Lagerung für das eine Ende des Antriebsarmes,

Fig. 3 das Gehäuse der bevorzugten Ausführungsform mit einem daran abnehmbar angebrachten Hilfsarbeitstisch,

Fig. 4 und 5 das Gehäuse mit verschiedenen darauf angebrachten Vorrichtungen, die dazu dienen, die Anordnung der Werkstücke auf der vorstehenden Werkstückhalterung zu erleichtern,

Fig. 6 und 7 weitere solche Lagervorrichtungen für das Gehäuse,

Fig. 8 eine andere Antriebsmöglichkeit für den Antriebsarm,

Fig. 9 einen Schalter, der durch den Antrieb für den Antriebsarm der Fig. 1 betätigt wird (in umgekehrter Richtung wie bei Fig. 1 gesehen),

Fig. 10 in größerem Maßstab einen vertikalen Schnitt durch den in Fig. 1 gezeigten Aufnahmekopf, Fig. 11 eine Draufsicht auf den Aufnahmekopf der Fig. 10.

Fig. 12 (.-inen Schnitt durch die Aufnahmekopfeinheit nach der Linie 12-12 der Fig. 11 und

Fig. 13 bis 17 andere Ausführungsformen der Aufnahmekopfeinheit.

Bei der bevorzugten Ausführungsform befinden sich die hauptsächlichen Teile des Gerätes in einem kastenartigen Gehäuse^ (vgl. Fig. 1), dessen Oberseite aus einer Deckplatte A¹ aus gehärtetem Metall besteht, mit der eine mit Schlitz versehene Nase A² einteilig ausgebildet ist, die von der Mitte einer der Kanten der Deckplatte vorsteht, so daß diese mit Schlitz versehene Nase A* oberhalb der einen Seitenwandung A³ des Gehäuses über diese nach außen vorsteht. Zweckmäßig wird in der Platte A¹ eine Nut A⁴ vorgesehen, die zu einem noch zu beschreibenden Zweck als Fortsetzung des Schlitzes in der Nase A² ausgebildet ist. Ein Fühlstift B mit einer scharfen Spitze mit sehr kleinem Radius (z. B. 0,005 mm) ragt durch den Schlitz in der Nase A² von einem Haltearm B¹ nach oben, so daß die Spitze des Fühlstiftes B ungefähr in einer Ebene mit der Oberseite der Nase A² liegt. Der Haltearm B¹ für den Fühl stift erstreckt sich vom unteren Ende des Fühlstiftes B ungefähr waagerecht durch ein Loch A⁵ in der Seitenwandung A^s des Gehäuses A und ist etwa in seiner Mitte mit einem hohlen Aufnahmekopf D gelenkig verbunden, der im allgemeinen parallel zur Deckplatte A¹ in dem Gehäuse verläuft. Der Aufnahmekopf ist etwa in seiner Mitte mit einem Ende eines Antriebsarmes E gelenkig verbunden, dessen anderes Ende mit einer abgerundeten Lagerfläche E¹ versehen ist, die mit einer ebenen Führungsfläche F¹ auf einem nach oben ragenden Ansatz F am unteren Teil des Gehäuses A in Rollberührung steht. Der Fühlstiftarm B¹ erstreckt sich in Längsrichtung parallel zum Aufnahmekopf D, wobei die Achse seiner Gelenkverbindung mit diesem Kopf quer zur Längserstreckung verläuft. Wie am deutlichsten in Fig. 11 gezeigt, besteht die Gelenkverbindung zwischen dem Aufnahmekopf D und dem Antriebsarm E vorzugsweise aus einem Paar mit Spitzen versehenen Gewindeschrauben E⁵, die durch die Seitenwandungen D¹ des Aufnahmekopfes D nach innen ragen; diese spitzen Vorsprünge E⁵ erfassen zwischen sich den Antriebsarm E in einer solchen Weise, daß eine Drehachse senkrecht zur Längserstreckung des Aufnahmekopfes D verlaufend festgelegt wird. Das letztgenannte Ende des Antriebsarmes E ist mit dem einen Ende einer Blattfeder oder einem Gelenkband G verbunden, die in Längsrichtung in der Ebene der Führungsfläche F¹ verläuft, auf der die Lagerfläche E¹ des Armes E abrollt; an dieser Lagerfläche ist das andere Ende der Feder in der Ebene dieser Führungsfläche an einem Vorsprung F³ befestigt. Wie in Fig. 1 gezeigt, wird die abgerundete Lagerfläche E¹ vorzugsweise durch die abgerundeten unteren Kanten von zwei Platten F.² begrenzt, die am unteren Ende des Antriebsarmes E an dessen beiden Seiten angebracht sind. Der nach oben ragende Vorsprung F, der die ebene Führungsfläche F¹ trägt, weist zwischen den Ebenen der beiden Platten E² eine Aussparung auf, die das eigentliche untere Ende des Antriebsarmes E aufnimmt, an dem das eine Ende der Feder G in der Ebene der Führungsfläche F¹ befestigt ist. Die Feder G besitzt solche Größe und Abmessungen, daß sie einerseits in oder nahe der Führungsebene im wesentlichen starr ist und somit praktisch eine Gleitbewegung zwischen der abgerundeten Lagerfläche F.¹ und der Führungsfläche F¹ verhindert, an-

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dererseits aber in einer senkrecht zu dieser Führungs- Schlitz der Nase A- in einer vertikalen Ebene verflache verlaufenden Richtung so weit biegsam ist, daß läuft und eine Begrenzung bildet, an die der zu prüeine Drehbewegung des Antriebsarmes E um die fende Körper angelegt werden kann, damit er genau Krümmungsachse seiner abgerundeten Lagerfläche E¹ in die gewünschte Lage gebracht wird. Der U-förmige ohne weiteres möglich ist. Diese Lagerfläche Eⁱ ist 5 Träger W, der durch die Wandung A^e des Gehäuses A um die Achse der Gelenkverbindung zwischen dem vorsteht, dann nach oben ragt und hierauf waagerecht Aufnahmekopf D und dem Antriebsarm E, die von über die gehärtete Deckplatte A¹ führt, kann zur den beiden obenerwähnten spitzen Vorsprüngen E⁵ Seitenwandung A⁶ des Gehäuses A nach innen und bestimmt wird, zylindrisch gekrümmt, so daß sich bei außen verschoben werden, wodurch der Abstand des einer Rollbewegung diese Gelenkverbindung in einer io Begrenzungsanschlages W¹ von der Nase A² eingeradlinigen Bahn parallel zur Führungsfläche F¹ gestellt werden kann. Die Bewegung des Trägers W bewegt. in das Gehäuse hinein und aus diesem heraus kann

Gewünschtenfalls kann an Stelle einer zylindrischen entweder durch Reibung oder auch mit Hilfe einer Lagerfiäche an dem vom Aufnahmekopf P'abliegenden feststellbaren und lösbaren Klammer geregelt werden. Ende des Antriebsarmes E eine Verbindung aus einer 15 Vorzugsweise besteht der U-förmige Träger aus zwei Messerschneide und einem Gelenkband verwendet Teilen; der obere Teil, der den Begrenzungsanschlag werden. Beispielsweise ist bei der Ausführungsform W¹ trägt, ist vorzugsweise abnehmbar an dem unteren der Fig. 2 eine Federverbindung H zwischen dem Teil W^% befestigt, so daß eine Anzahl verschieden unteren Ende des Antriebsarmes E und einem vom großer Begrenzungsanschläge ohne weiteres in dieser Boden des Gehäuses A nach oben stehenden Vor- 20 Lage angebracht werden kann. Obgleich dies nicht sprung H¹ befestigt, so daß dieses Gelenkband H in gezeigt ist, können gegebenenfalls Mittel vorgesehen wirksamer Weise ein Scharnier bildet, an dem der sein, die es erlauben, das Gehäuse A etwas um eine Antriebsarm E schwenken kann. Der Antriebsarm E waagerechte Achse zu kippen, so daß, wenn verlangt ist mit Hilfe eines Messerschneidenpaares H² am un- wird, eine Linie auf der Oberfläche eines zylindrischen teren Ende des Antriebsarmes E an dessen beiden 25 Körpers, die parallel zur Achse des Körpers verläuft, Seiten frei auf dem Boden des Gehäuses A gelagert, zu prüfen, der Körper auf den Arbeitstisch A¹ gewobei diese Messerschneiden H² mit einem Paar Be- bracht werden und gegen den Begrenzungsanschlag rührungsflächen H³ auf einem vom Boden des Gehäu- rollen kann. Der Abstand des Begrenzungsanschlages ses A nach oben ragenden Ansatz Η^Α in Eingriff ge- W¹ von der Nase A² wird so eingestellt, daß, wenn langen. Bei dieser Anordnung ist ersichtlich, daß sich 30 der zylindrische Körper an diesem Begrenzungsstück die Gelenkverbindung zwischen dem Aufnahmekopf D anliegt, die gewünschte zu prüfende Linie auf dem und dem Antriebsarm £ in einer gekrümmten Bahn Körper sich über dem Schlitz der Nase^4² befindet, bewegt, wobei das Ausmaß der Annäherung an eine Um einen zylindrischen Körper mit kleinerem Durchgeradlinige Bahn von der Länge des Antriebsarmes E messer zu prüfen, kann dieser Körper genau auf der abhängt. 35 Nase A² angeordnet werden, indem er in die Nut A*

Der Aufnahmekopf D trägt einen Haltearm 7¹, der der gehärteten Deckplatte A¹ gelegt wird. Gleichviel, sich in Längsrichtung parallel zum Aufnahmekopf D ob der Schlitz bis zu dem freien Ende der Nase A² unterhalb des Haltearmes B¹ für den Fühlstift führt, wie dies in der Zeichnung gezeigt ist, oder erstreckt und ein kufenförmiges Gleitstück / mit nicht, kann die Nut Α^Λ in jedem Fall bis zu diesem einem im Vergleich zum Fühlstift B großen Radius 4° freien Ende fortgesetzt sein, so daß ein langer zylin-(z. B. 2,5 cm) trägt; dieser Arm 7¹ erstreckt sich drischer Körper ohne weiteres in der richtigen Lage durch das Loch A⁵ in der Gehäusewandung Α^Ά unter- angeordnet werden kann. Zur Unterstützung der Anhalb des mit Schlitz versehenen Ansatzes A², so daß bringung von ringförmigen und rohrförmigen Kördas Gleitstück 7 nach oben durch den Schlitz in der pern weist das Gehäuse einen Bügel X auf, der par-Nase A² neben dem Fühlstift B hindurchragt. Der 45 _allel zur Fühlstiftbewegung in der Wandung A³ des Aufnahmekopf TJ ist in bezug auf das obere Ende des Gehäuses A, durch die der Fühlstiftarm B¹ hindurch-Antriebsarmes E ausbalanciert, und eine Feder TJ², ragt, einstellbar verschoben werden kann,
die am Gehäuse A befestigt ist, wirkt auf den Auf- Wie in Fig. 5 gezeigt, kann der Bügel X zur Ernahmekopf so ein, daß das Gleitstück 7 nach oben ge- leichterung der Anordnung von Ringen eine Rückdrückt wird und an der zu prüfenden Fläche anliegt, 5° platte λ'¹ tragen, die senkrecht zur Richtung der Fühlwenn das diese Fläche aufweisende Werkstück auf Stiftbewegung angeordnet ist und bei X² eine Ausdem mit Schlitz versehenen Ansatz A² angeordnet sparung für die Nase A² aufweist, gegen' deren wird, der somit eine Halterung für das Werkstück freiliegende Seite ein Ring gedrückt werden kann, der bildet. Wie in Fig. 3 gezeigt, kann, wenn die angeb- auf der Nase A^s liegt; der Ring kann gegebenenfalls lieh glatte Fläche eines kleinen Körpers geprüft 55 mittels des oben beschriebenen Begrenzungsstückes W¹ werden soll, ein zusätzlicher Halterungstisch V mit auch seitlich angeordnet werden, das gewünschtenfalls einem Schlitz V¹, der der Nase A² angepaßt ist, an für diesen Zweck nach oben und nach unten vordem Gehäuse A befestigt werden und bildet hierbei stehende Teile besitzen kann. Ferner ist in Fig. 5 auf dann eine Verlängerung der gehärteten Deckplatte A¹. dem Gehäuse A ein Knopf X^s gezeigt, der dazu dient, Dann wird der Körper mit seiner zu prüfenden glatten 6° den Bügel X in seiner Lage festzuklemmen.
Fläche auf der Tischverlängerung V über der mit In Fig. 6 ist eine andere Ausführung in Form einer Schlitz versehenen Nase A² angeordnet und ist dann vertikal einstellbaren V-förmigen Halterung Xⁱ gezur Prüfung bereit. Es ist zu bemerken, daß in Fig. 3 zeigt, die vom äußeren Ende des Bügels X getragen und ebenso auch in den noch zu beschreibenden Fig. 4 wird und mit der Unterseite eines Rohres in Eingriff und 5 der Fühlstift B und das Gleitstück 7 und auch 65 gelangt, dessen innere zu prüfende Wandung auf der ihr entsprechender Haltearm S¹ bzw. 7¹ der Deutlich- Nase A² ruht. Sowohl der einstellbare Begrenzungskeit halber fortgelassen wurden. Von einem U-för- anschlag IV¹ als auch die einstellbaren Führungsmigen Träger IV (Fig. 4), der an einer zweiten Seiten- platten X¹ oder X⁴ können gewünschtenfalls vollwandung A⁶ des Gehäuses A angebracht ist, wird ein ständig von dem Gehäuse A abgenommen werden. Um plattenförmiger Teil W¹ getragen, der parallel zum 70 kleine Ringe, die auf der Nase ohne die Führungs-

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platte aufgehängt werden können, festzuhalten, kann langsamen Bewegung des Fühlstiftes über die Prüfein seitlich einstellbarer Anschlag vorgesehen werden. fläche besteht, die durchschnittliche Rauhigkeit der Zum Beispiel kann, wie in Fig. 7 gezeigt, dieser An- Prüffläche anzeigt, wobei das Meßinstrument über schlag aus einem nach unten vorstehenden Teil IV^s einen Verstärker von einer Detektorvorrichtung gedes Begrenzungsanschlages W¹ bestehen, der von dem 5 steuert wird, die auf die Arbeitsbewegungen des Glied W⁷² getragen wird, so daß er gegen die Nase^-i² Fühlstiftes, die bei seiner Bewegung ungefähr senkhin oder von dieser weg bewegt werden kann. recht zur Prüffläche erfolgen, anspricht. Statt dessen

Der Antriebsarm £ wird etwa in seiner Mitte an- kann für den Fall, daß eine vollständige Fühlstiftgetrieben, wobei das obere Ende des Antriebsarmes E bewegung aus einer Anzahl solcher Einzelbewegungen in einer praktisch geraden Linie bewegt wird und io über die Prüffläche besteht, ein Anzeigegerät verweiihierbei den Aufnahmekopf D mit sich führt. Der Auf- det werden, das stark gedämpft ist oder eine lange nahmekopf wird somit in einer praktisch geraden Einschwingzeit besitzt.

Linie über die Prüffläche geführt, wobei das Gleit- Eine bevorzugte Anordnung zur Betätigung der

stück / ständig nach oben in Berührung mit der Prüf- elektrischen Schalter mittels des Nockens L ist in

fläche gedrückt wird, und zwar durch die zuvor 15 Fig. 9 gezeigt, in der der Nocken einen Schalter L¹

erwähnte Feder D², die auf den Aufnahmekopf D um für die Steuerung des Antriebsmotors K und einen

die Achse der Gelenkverbindung am oberen Ende des Schalter L² für die Steuerung einer Klemmvorrich-

Antriebsarmes E einwirkt. tung steuert, die nach ihrem Einschalten eine Kupp-

Die Mittel für den Antrieb des Antriebsarmes E lung zur Übertragung der Bewegungen des Fühlstiftes können aus einem Elektromotor Q bestehen, der über 20 auf das integrierende Meßinstrument bildet. Die Beein Untersetzungsgetriebe Q¹ und Q² (Fig. 8) eine wegung des Nockens L wird mit Hilfe eines als AnWelle Q³ antreibt, die an ihrem einen Ende ein Säge- laßhebel zu bezeichnenden Hebels M eingeleitet, der zahnprofiigewinde Q⁴ besitzt. Eine mit einem ent- von einem Handgriff (schematisch mit M¹ bezeichnet) sprechenden Gegengewinde versehene Halbmutter Q⁵ außerhalb des Gehäuses A bedient wird. Der Hebel M greift in dieses Sägezahngewinde Q⁴ ein und wird mit 25 ist an einer mittleren Stelle M² schwenkbar an dem Hilfe eines Federbandes Q⁶, das in der Mitte des An- Gehäuse A angebracht, und sein Ende besitzt einen triebsarmes E befestigt ist, unter Federbelastung mit gegabelten Teil M³, der mit einem festen Anschlag dem Gewinde in Eingriff gebracht, wobei die von der M⁴ zur Begrenzung der Bewegung des Hebels M in Feder ausgeübte Kraft ausreicht, um die Halbmutter der einen oder anderen Richtung zusammenwirkt. Der Q⁵ über den ganzen wirksamen Bewegungsbereich 30 Hebel M trägt einen Klinkenarm N, der zur Nockenwährend des Abtastvorganges mit dem Sägezahn- scheibe L hin ragt; wenn der Hebel M aus seiner gegewinde Q⁴ in Antriebsverbindung zu halten. In der zeigten Ruhestellung herausbewegt wird, gelangt der entgegengesetzten Richtung kann der Aufnahmekopf D Arm N mit einem Anschlag Λ^ΓΙ am Nocken L in Einin seine Ausgangsstellung zurückgestoßen werden, griff, derart, daß eine geringe Drehung des Nockens L wobei die Halbmutter Q⁵ über die Gewindegänge der 35 bewirkt wird, die jedoch ausreicht, um den Motor-Welle Q³ gleitet. schalter L¹ in der nachstehend erläuterten W^reise zu

Wie in Fig. 1 gezeigt, treibt jedoch vorzugsweise betätigen.

ein Elektromotor K über ein Untersetzungsgetriebe, Eine Feder jV² wirkt derart über den Arm Λ^Γ auf

wie z. B. einem Riemenantrieb K¹, K², eine Haupt- den Hebel M ein, daß der Hebel M normalerweise in

antriebswelle K⁴ an, die über einen Kurbelarm K³ mit 4° seiner Ruhelage gehalten wird. Der Nocken L arbeitet

einem etwa in der Mitte des Antriebsarmes E liegen- mit einer Rolle L³ zusammen, die von einem die

den Punkt verbunden ist. Die Hauptantriebswelle K⁴ Schalter betätigenden Hebel L⁴ getragen wird, der bei

trägt zwei Nockenscheiben, von denen die eine Iß an das Gehäuses? angelenkt ist; die RoIIeL³ wird

Nockenscheibe K⁵ das Zurückziehen des Fühlstiftes B durch eine Feder L⁶, die auf den Hebel L⁴ an dem von

entsprechend dem Hauptmerkmal der vorliegenden 45 dem Gelenkzapfen L^s abliegenden Ende einwirkt, mit

Erfindung steuert, während die andere Nocken- dem Nocken L in Berührung gehalten. Der Hebel L⁴

scheibe L (Fig. 9) verschiedene elektrische Schalter trägt zwei Kontaktelemente L⁷ bzw. L⁸ zur Betätigung

betätigt, wobei die Anordnung so getroffen ist, daß des Motorschalters IJ bzw. des Klemmvorrichtungs-

die Hauptantriebswelle bei jeder Bewegung des Fühl- schalters L²; ferner ist auf den Schenkeln eines ge-

stiftes B über die Prüffläche und zugleich mit den 50 gabelten Teiles des Hebels L⁴ ein Paar von mitein-

zugehörigen Steuerbewegungen der Vorrichtung eine ander ausgerichteten Kontaktelementen L⁹ vorgesehen,

vollständige Umdrehung ausführt. die zwei Kontaktpaare P und P¹ für das integrierende

Bei einer anderen Ausführung ist die Haupt- Meßgerät steuern. Jeder Kontakt der Kontaktpaare P antriebswelle so angeordnet, daß sie bei jeder Bewe- und P¹ befindet sich zweckmäßig jeweils auf dem gung des Fühlstiftes über die Prüffläche mehrere Um- 55 einen Ende eines Federarmes P², dessen anderes Ende drehungen ausführt, um zu bewirken, daß sich der in bezug auf das Gehäuse A ortsfest angeordnet ist. Fühlstift verhältnismäßig schnell über die Werk- Wenn der Hebel M seine Ruhestellung eingenommen Stücksoberfläche vor und zurück bewegt, so daß unter hat, wird das Kontaktpaar P geschlossen, und das einer Fühl Stiftbewegung in diesem Falle mehrere Be- integrierende Meßgerät wird kurzgeschlossen,
wegungen über die Prüffläche zu verstehen sind. Bei 60 Die Detektorvorrichtung kann z. B. aus einem dieser Anordnung sind die beiden Nocken auf einer piezoelektrischen Kristall bestehen. Bei einer solchen zweiten Welle gelagert, die mit der Hauptantriebs- Detektorvorrichtung ist es zweckmäßig, eine Koppwelle über ein Zahnradgetriebe verbunden ist und bei lung vorzusehen, die die zur anfänglichen Einstellung jeder \ollständigen Fühlstiftbewegung eine Um- erforderlichen verhältnismäßig großen Bewegungen drehung ausführt. 65 aufnimmt, damit der Fühlstift mit dem gewünschten

Es können verschiedene Ausfiihrungsformen eines Berührungsdruck gegen die Prüffläche anliegt, wäh-

Meß- oder Anzeigeinstrumentes verwendet werden, rend gleichzeitig die gewünschte Empfindlichkeit der

doch besitzt dieses Gerät vorzugsweise die Form eines Detektorvorrichtung für die kleinen Bewegungen des

integrierenden Meßgerätes, das bei einer Fuhlstift- Fühlstiftes beim Abtasten der Prüffläche beibehalten

bewegung, die aus einer einzigen, verhältnismäßig 70 wird. Es ist ersichtlich, daß bei der oben beschrie-

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benen Einrichtung zur Lagerung verschiedener Werkstückarten eine ausreichend große Anfangsbewegung des Fühlstiftes möglich sein muß, die die anfänglichen Extremstellungen des Fühlstiftes mit umfaßt, die auftreten, wenn erstens ein Ringkörper mit kleinem Ra- 5 dius auf der Nase angeordnet wird, wobei die Prüflinie auf seiner Innenfläche im Abstand über der Oberseite der Nase liegt, und wenn zweitens ein Zylinder mit kleinem Radius in der Nut über dem

trisch verbunden, mit der die Änderungen in der elekirischen Potentialdifferenz, die über ein solches piezoelektrisches Element erzeugt werden, als Änderungen seiner Biegung gemessen werden können.

Das vom Querstück C und von den Vorsprüngen R¹ des Aufnahmekopfes D abliegende Ende des Detektorelementes S trägt einen kleinen plattenartigen Anker T aus magnetischem Werkstoff, der in einer waagerechten Ebene liegt. An dieser Stelle trägt der Aufnahme-Schlitz in der Nase liegt, wobei seine Prüflinie unter io kopf D eine Klemmvorrichtung, die bei Betätigung der Oberseite der Nase verläuft. Es ist ferner zweck- (z. B. mittels des zuvor beschriebenen nockenmäßig, jedoch nicht unbedingt erforderlich, daß diese betätigten Schalters) eine Gerade über den platten-Anfangsbewegung nicht von der Entstehung einer artigen Anker T parallel zur Achse der Gelenkverbin-Kraft begleitet wird, die aus der Kristall- dung des Querstückes C festlegt, das den Fühlstift B beanspruchung zufolge der relativen Steifheit des 15 und das Detektorelement S trägt. Wie in den Fig. 10, Kristalls herrührt. 11 und 12 gezeigt, besteht diese Klemmvorrichtung

Eine Ausführungsform des Aufnahmekopfes ist in aus einem Paar magnetisierbarer Kerne T², die in den Fig. 10, 11 und 12 dargestellt, die den Aufnahme- Nuten an der Unterseite der Querhalterung R festkopf in größerem Maßstab zeigen. Wie bereits zuvor geklemmt sind, die ihrerseits mit Hilfe einer von erwähnt, besteht ein solcher Aufnahmekopf aus einem 2° einer Klemmschraube T⁴ gehaltenen magnetisierbaren hohlen Körper, dessen Mittelteil mit dem oberen Ende Klemmplatte T³ von dem Aufnahmekopf D getragen des Antriebsarmes E gelenkig verbunden ist. Der wird. Jeder der Kerne T² bildet ferner ein Teil, an Haltearm 7¹ des Gleitstückes ist an dem einen Ende dem ein Klemmarm T⁵ aus magnetisierbarem Werkdieses hohlen Aufnahmekopfes D mittels zweier Be- stoff angelenkt ist, der sich von T² nach oben zu der festigungsschrauben /² angebracht. Der Haltearm B¹ 25 einen Seite des plattenartigen Ankers T erstreckt. Der für den Fühlstift, dessen eines Ende mittels einer magnetische Kreis über die Kerne T², die Klemm-Schraube C⁶ an dem Querstück C befestigt ist, ist mit platte T³, die Klemmarme T⁵, den Anker T und die dem Aufnahmekopf D mit Hilfe einer aus einer Luftspalte an jeder Seite des Ankers wird durch EinMesserschneide und einem Gelenkband bestehenden schalten eines die Wicklungen T¹ der Spulen T⁶ spei-Verbindung gelenkig verbunden. Somit trägt der Auf- 3° senden Stromes erregt. Wenn die Magnetwicklungen nahmekopf D zwei waagerechte Messerschneiden C¹, T¹ eingeschaltet sind, wird in den Klemmarmen T⁵ die quer zur Längsrichtung des Aufnahmekopfes ver- ein Magnetfluß erzeugt, so daß die Klemmarme, die laufen und jeweils mit der flachen Unterseite des auf den Kernen T² schwenkbar gelagert sind, sich einen Endes des Ouerstückes C zusammenwirken. Ein gegenseitig anziehen und den Anker T derart zwischen Paar Gelenkbänder C² ist mit dem einen Ende an dem 35 sich einklemmen, daß die Berührungsstellen zwischen Querstück C nahe dessen Enden, jedoch zwischen den den Armen T⁵ und dem Anker auf einer einzigen beiden Messerschneiden C¹ im wesentlichen in der von Linie liegen. Der Deutlichkeit halber in Fig. 11 fortdiesen Schneiden bestimmten waagerechten Ebene be- gelassene, jedoch in Fig. 12 dargestellte Anschläger⁷ festigt, und ihre anderen Enden sind in der gleichen sind vorgesehen, um den Spalt zwischen den Klemmwaagerechten Ebene an nach oben ragenden Vor- 40 armen T⁵ und dem Anker T zu begrenzen, wenn die spüngen R¹ einer Querhalterung R in dem Aufnahme- Wicklungen T¹ nicht erregt sind. Gewünschtenfalls kopf D angebracht. Die Schrauben für die Befestigung können schwache, nicht gezeigte Rückholfedern vorder Gelenkbänder C² sind mit C³ bezeichnet. Die Ge- gesehen werden, um die Klemmarme T⁵ beim Auslenkbänder C² dienen dazu, das Spiel an diesen schalten der Wicklungen T¹ wieder in ihre Ruhe-Messerschneiden C¹ zu vermindern. Um das Quer- 45 Stellungen zurückzuführen.

stück C mit den Messerschneiden C¹ im Eingriff zu Es ist ersichtlich, daß bei Betätigung der Klemmhalten, drückt eine Feder C⁴ das Querstück nach vorrichtung die Lage des Ankers T relativ zu dem unten, wobei die Befestigung C⁵ für diese Feder C⁴ so Aufnahmekopf D ortsfest bleibt und die Fühlstiftin dem Aufnahmekopf D angebracht ist, daß sie in halterung B¹ und das vom Querstück C getragene der Längsrichtung des Aufnahmekopfes D eingestellt 50 Detektorelement S nicht mehr relativ zu dem Aufwerden kann. Auf diese Weise kann die Lage der Be- nahmekopf D schwenken können, ohne daß sich das

Detektorelement 5" biegt.

Es ist ersichtlich, daß bei der bisher beschriebenen Einrichtung das Gleitstück und der Fühlstift, die 55 frei sein müssen, über die Oberseite der Nase vorzutreten, um in der möglichen äußersten Stellung der Vorrichtung eine Prüffläche zu berühren, ihre normale Ruhestellung einnehmen, wenn sich kein Werk-Q ggg g stück auf der Nase befindet, und hierbei erheblich Fühlstifthaltearml?¹ erstreckt und zwischen den hoch- 60 über die Nase hinausragen würden, wobei sie leicht stehenden Vorsprüngen R¹ der Querhalterung R hin- beschädigt oder sogar abgebrochen werden können, durchragt. Ein einstellbarer Anschlag R² ragt von der z. B. durch ein Werkstück, das zufällig über die Querhalterung R in dem Aufnahmekopf D nach oben Deckplatte des Gehäuses gleitet. Um dies zu verhin- und berührt das Detektorelement S etwa in der Mitte dem, sind Mittel vorgesehen, um das Gleitstück und seiner Längenausdehnung. Das Detektorelement S 65 den Fühlstift nach Beendigung einer Abtastbewegung ruht auf dem Anschlag R², so daß die Höhe dieses über die Prüfstelle in eine sichere Lage zurückzu-Anschlages T?² bestimmt, wie weit die Spitze des ziehen. Dies wird, wie bereits zuvor erwähnt und in Fühlstiftes B anfangs über die Spitze des Gleit- Fig. 1 gezeigt, mit Hilfe einer Nockenscheibe K⁵ erstückes / hinausragt. Das Detektorelement S ist über reicht, die auf der Hauptantriebswelle K^ oder einer einen Verstärker mit einer Anzeigevorrichtung elek- 70 mit dieser über ein Zahnradgetriebe verbundenen

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festigungsstelle C⁵ so eingestellt werden, daß der Fühlstift B mit dem erforderlichen Fühlstiftdruck in bezug auf den Aufnahmekopf D und das Gleitstück / etwas nach oben gedrückt wird.

Das zwischen den Gelenkbändern C² befindliche Querstück C trägt einen Detektor, der aus einem piezoelektrischen Element S besteht, das sich von dem Querstück C in entgegengesetzter Richtung wie der

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Welle sitzt. Diese Nockenscheibe K⁵ besitzt einen Aufnahmekopf D für die nächste Bewegung über die Nocken K⁶, der mit einer Anschlagplatte D³ in Ein- Prüffläche in seine Ausgangsstellung zurückzuführen, griff kommt, die mittels Schrauben D¹ eingestellt wobei diese Bewegung sich beim Drehen der Hauptwerden kann. Hierbei wird der Aufnahmekopf um antriebswelle K* fortsetzt.

seine Drehachse E⁵ geschwenkt und werden das 5 Der zweite Nocken L betätigt ferner das Kontakt-Gleitstück / und der Fühlstift B zurückgezogen, wo- paar P, P¹ für die Steuerung des zum integrierenden bei die Einstellbarkeit der Anschlagplatte zum Aus- Meßgerät führenden Stromkreises. Es ist zu ergleich mechanischer Toleranzen dient. Die Form der wähnen, daß in der Ruhestellung das Kontaktpaar Nockenscheibe K⁵ ist so gewählt, daß sich der Auf- geschlossen und hierbei das integrierende Meßgerät nahmekopf frei bewegen kann, wie dies für die nor- ίο kurzgeschlossen ist, so daß dessen Zeiger in der Stelmale Arbeitsweise der Vorrichtung in allen Stel- lung verbleibt, in der er sich bei Beendigung der lungen erforderlich ist, außer wenn der Nocken K⁶ vorhergehenden Bewegung über die Prüffläche bemit dem Anschlag des Aufnahmekopfes in Berührung funden hat. Ziemlich zu Beginn der Winkelbewegung, kommt, was kurze Zeit nach Beendigung des Meß- z. B. bei 50°, schließt die zweite Nockenscheibe L das abschnittes jeder bzw. der Abtastbewegung des Fühl- 15 Kontaktpaar P¹, wodurch ein Rückstrom zu dem Stiftes erfolgt (gleichviel, ob diese Bewegung aus Meßgerät fließt und den Zeiger in seine Nullstellung einer Einzelbewegung oder mehreren Einzelbewe- zurückführt.

gungen über die zu prüfende Fläche besteht). Der Der Antrieb wird in dieser Weise fortgesetzt, bis von der anderen auf der Welle K⁴ sitzenden Nocken- die Stellung bei 195° erreicht ist, wenn der Kurbelscheibe betätigte Schalter L¹ schaltet den Elektro- 20 arm K³ seinen inneren Totpunkt erreicht und bemotor K ab, wenn das Gleitstück und der Fühlstift ginnt, den Aufnahmekopf D nach vorn zu bewegen, zurückgezogen sind, und bringt auf diese Weise die Der den Meßvorgang bildende Arbeitshub hat jedoch Vorrichtung in ihre Ruhestellung, wobei das Gleit- zu diesem Zeitpunkt noch nicht begonnen, da das stück und der Fühlstift zurückgezogen bleiben. Wenn Meßgerät noch mit Rückstrom gespeist wird, und der Motor K durch Betätigung des Anlaßhebels M 25 erst bei Erreichen der 240°-Stellung wird das Konfür eine neue Fühlstiftbewegung über die Prüffläche taktpaar P¹ geöffnet, so daß das Meßgerät unter der wieder in Gang gesetzt worden ist, bewegt sich der Steuerung durch das Detektorelement S mit Meß-Nocken A'⁶ von dem Anschlag des Aufnahmekopfes D strom gespeist wird; dabei wird die Biegung des weg und ermöglicht es hierdurch, daß das Gleitstück Detektorelementes S und damit die von ihm abge- und der Fühlstift unter der Einwirkung ihrer Vor- 30 gebene Elektrizitätsmenge durch die Arbeitsbewespannfedern mit der Prüffläche in Berührung kommen. gungen des Fühlstiftes B in bezug auf den Aufnahme-Nachstehend wird ein Arbeitsablauf der bevor- kopf D bestimmt. Auf diese Weise wird das Meßzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Ge- gerät durch das Detektorelement über einen Verrates unter Anwendung eines integrierenden Meß- stärker entsprechend den Fühl Stiftbewegungen geinstrumentes beschrieben, wobei von der Ruhestellung 35 steuert, und sein Zeiger bewegt sich dementsprechend ausgegangen wird, in der das Gleitstück und der über die Skala. Der Meßvorgang erstreckt sich dann Fühlstift vollständig zurückgezogen sind. In dieser über eine Bewegung der Antriebswelle K* um 90°, Stellung nimmt der Kurbelarm K³ für den Fühlstift- wobei das Meßgerät in der Zwischenzeit die Fühlantrieb eine Winkelstellung ein, die etwa 15° über Stiftbewegungen integriert, so daß am Ende des seinem äußeren Totpunkt liegt. Wenn das Werkstück 4° Meßvorganges der Zeiger die Stellung einnimmt, die richtig auf der Nase angeordnet und für die Ober- die durchschnittliche Rauhigkeit der Prüffläche über flächenprüfung ist, wird der Anlaßhebel M betätigt. die konstante Länge der Fühlstiftbewegung anzeigt, Dieser Hebel M bewirkt über den Klinkenarm N und die durch die Drehung um 90° bestimmt wird. Der den Anschlag N¹ der Nockenscheibe L, daß sich die den Meßvorgang bildende Arbeitshub wird bei einer Hauptantriebswelle K⁴ um einen Winkel von etwa 45 Stellung von 330° durch das dann erfolgende Schließen 10° dreht, was zum Schließen des Motorschalters U- des Kontaktpaares P beendet, wobei das Meßgerät ausreicht. Hierdurch wird der Motor K eingeschaltet, kurzgeschlossen und die letzte Anzeige festgehalten so daß der Antrieb fortgesetzt und hiernach der wird, die dann in Ruhe abgelesen werden kann.
Hebel M freigegeben wird. In der Stellung von 15° Bei einer um einige Grade weiteren Stellung, z. B. erreicht der Kurbelarm K³ seinen äußeren Totpunkt, 5° bei 345°, öffnet die zweite Nockenscheibe L den doch hat sich inzwischen der Nocken K^e der ersten Schalter L² der Klemmvorrichtung, gibt hierdurch Nockenscheibe K⁵ allmählich aus einer Arbeitsstellung den Fühlstift B frei und macht das Detektorelefür die größte Zurückziehung von Gleitstück und ment S für die Fühlstiftbewegungen unempfindlich. Fühlstift herausbewegt, so daß das Gleitstück / und In etwa der gleichen Winkelstellung kommt der der Fühlstift B sich zur Prüffläche hinbewegt haben, 55 Nocken K^e der ersten Nockenscheibe K⁵ mit dem Anworauf der Nocken K^e sich in seiner Stellung schlag D⁴ in Berührung, wodurch Gleitstück und bei ungefähr 15° vollständig von dem Anschlag D⁴ Fühlstift zurückgezogen werden.

gelöst hat, so daß das Gleitstück und der Fühlstift Das Gleitstück und der Fühlstift sind in einer das Werkstück in dem Augenblick der Totpunktlage Stellung von 360° vollständig zurückgezogen, und die des Kurbelarmes K³ berühren, in dem keine Bewe- 60 zweite Nockenscheibe L öffnet in dieser Stellung den gung über die Prüffläche stattfindet. Zu diesem Zeit- Motorschalter L¹ und schaltet damit den Motor K ab, punkt ist die Klemmvorrichtung T-T⁵ ausgekuppelt, und die Antriebswelle K* bleibt stehen. Mit diesem und der Fühlstift B nimmt daher seine richtige Lage Vorgang ist ein Arbeitsgang beendet, das Meßgerät in bezug auf den Aufnahmekopf D ein. Einige Grade bleibt kurzgeschlossen, und die Anzeige wird festweiter, z. B. bei der Stellung 25°, betätigt die zweite 65 gehalten, die dann in einem beliebigen Zeitpunkt ab-Nockenscheibe L den Schalter L², der die Klemmvor- gelesen werden kann, bevor der nächste Arbeitsgang richtung betätigt und daher die Detektorvorrichtung bei einem anderen Werkstück begonnen wird,
auf die Arbeitsbewegungen desFühlstiftes ansprechen Bei einer anderen Ausführungsform, bei der ein läßt. In der Zwischenzeit hat der Kurbelarm K^s seine stark gedämpftes oder eine große Einschwingzeit äußere Totpunktstellung verlassen und begonnen, den 7° aufweisendes Meßgerät verwendet wird, wobei der

Fühlstift während jeder vollständigen Abtastbewegung mehrere Einzelbewegungen über die Prüffläche ausführt, kann das Signal ständig auf das Meßgerät übertragen werden; doch ist es zum Schutz des Meßgerätes gegen übermäßige Impulse bzw. Überspannungen zweckmäßig, einen Kurzschlußschalter vorzusehen, der bei Betätigung der Zu rückzieh vorrichtung geschlossen wird.

Die Vorrichtung kann auch so verwendet werden, daß die Nase des Gehäuses gegen die Prüffläche angelegt wird, anstatt daß das Werkstück von der Nase getragen angebracht wird. Zu diesem Zweck kann das Gehäuse von seinem ortsfesten Gestell entweder von Hand oder mittels eines ausziehbaren Armes in Form eines Scherenspreizers (z. B. Nürnberger Schere) wegbewegt werden. Gewünschtenfalls können Mittel vorgesehen werden, um das Gehäuse in seiner zurückgezogenen Stellung zu drehen, so daß die Nase auf die Prüffläche ohne Rücksicht auf deren jeweilige Lage aufgesetzt werden kann. Der Verstärker, über den die vom Detektorkristall abgegebene Elektrizitätsmenge auf das Anzeigegerät übertragen wird, wird zusammen mit diesem Meßgerät vorzugsweise in einem von dem die Teile des Aufnahmekopfes umschließenden Gehäuse getrennten Gehäuse untergebracht, das auf dem Rahmengestell ortsfest angeordnet bleibt, wobei die erforderlichen elektrischen Verbindungen zwischen den beiden Gehäusen durch flexible Leitungen gebildet werden. Wenn das den Aufnahmekopf umschließende Gehäuse in die richtige Lage gebracht worden ist, wird die Vorrichtung in der gleichen Weise angewendet, wie zuvor beschrieben wurde.

Die oben beschriebene Ausführungsform eines Meß- oder Anzeigegerätes kann im Rahmen des Erfindungsgedankens auf verschiedene Weise abgewandelt werden, und zwar insbesondere hinsichtlich der Lagerung des Fühlstiftes und des Detektors an dem Aufnahmekopf.

So kann gemäß der in Fig. 13 gezeigten abgeänderten Ausführungsform der Fühlstifthaltearm B¹ selbst an dem Aufnahmeknopf D mittels eines schneidengelagerten Bandgelenkes (Schneide B⁶ und Band Β^Ί) schwenkbar gelagert sein, und das Detektorelement S wird dann von einem Detektorhaltearm S¹ getragen, der mittels eines zweiten schneidengelagerten Bandgelenkes (mit S⁶ und S⁷ bezeichnet) unabhängig am Aufnahmekopf D schwenkbar gelagert ist. Das vom Fühlstift B abliegende Ende des Fühlstifthalters B¹ steht dabei etwas über das Ende des Elementes .S" über und besitzt einen Ansatz B², der mittels einer Federklammer B³ mit der Oberfläche des Elementes S in Berührung gehalten wird, wodurch sichergestellt wird, daß die übereinanderliegenden Enden stets einander entsprechende Bewegungen ausführen. Das von dem Detektorelement abliegende Ende der Detektorhalterung S¹ wird mit Hilfe einer Feder U nach oben gedrückt, so daß der Fühlstift B in bezug auf den Aufnahmekopf D und das Gleitstück mit dem gewünschten Druck nach oben gedrückt wird. Zweckmäßigerweise sind Mittel vorgesehen, um die Stellung einer Halterung U¹ für das gelagerte Ende der Feder U einzustellen. Bei dieser Ausführungsform befindet sich das Detektorelement JT bei Einschaltung der Klemmvorrichtung (die allgemein mit T⁸ bezeichnet ist und in der zuvor beschriebenen Weise ausgeführt sein kann) in einem belasteten Zustand, weil die Vorspannfeder U den Fühlstift B mit Hilfe dieses Elementes nach oben drückt. Auf diese Weise wird nach Einschaltung der Klemmvorrichtung der Fühlstift B auf Grund der Durchbiegung des Elementes S mit der Prüffläche in Berührung gehalten, wobei ein Fühlstiftdruck hervorgerufen wird, der dem ursprünglich durch die Feder U verursachten Druck gleich ist. Durch die Bewegungen des Fühlstiftes B, die er bei seiner Bewegung über die Prüffläche erfährt, wird die Durchbiegung des Elementes .S in bezug auf seine anfängliche Durchbiegung verändert, und diese Veränderungen werden in der gleichen Weise wie bei den zuvor beschriebenen Ausführungsformen gemessen.

Bei einer weiteren, in Fig. 14 gezeigten Ausführungsform ist das Detektorelement S in einer Detektorhalterung S^x angebracht, die mittels eines schneidengelagerten Bandgelenkes (SchneideS⁶ und Band ^⁷) in der gleichen Weise wie bei der vorherigen Ausführungsform an dem Aufnahmekopf D schwenkbar gelagert ist. Der Fühlstifthaltearm B¹ wird hierbei starr von dem von der Detektorhalterung S¹ abliegenden Ende des Elementes »9 getragen. In diesem Fall wird die gleiche Klemmvorrichtung T⁸ verwendet, die nach Betätigung, d. h. in der Einschalt- und Klemmstellung, die Detektorhalterung S¹ mit dem Aufnahmekopf D durch ihre Klemmwirkung verbindet. Wenn die Klemmvorrichtung nicht in ihrer Einschaltstellung ist, kann sich der DetektorhalterS¹, der das Element^ und auch den mit diesem verbundenen Fühlstifthaltearm B¹ trägt, um seine Schwenkachse am Aufnahmekopf D drehen; auch in diesem Fall besitzt die Vorspannfeder U eine einstellbare Halterung U¹, so daß die Federkraft, die in diesem Fall dazu dient, das vom Element ^ abliegende Ende der Detektorhalterung S¹ unter Vorspannung nach unten zu drücken, den Fühlstift B mit der erforderlichen Kraft nach oben in Berührung mit der Prüffläche drückt. Es ist ersichtlich, daß bei der letztgenannten Ausführungsform die durch die Einstellbewegung hervorgerufene Biegung des Elementes 5" in entgegengesetzter Richtung wie bei der zuvor beschriebenen Ausführungsform erfolgt und daß in diesem wie im vorhergehenden Fall die während der Bewegung über die Prüffläche aufgezeichnete, abgegebene Leistung auf den Änderungen in der Biegung gegenüber der in der Anfangseinstellung hervorgerufenen Biegung beruht.

Bei einer weiteren in Fig. 15 gezeigten Ausführungsform besitzt die Detektorhalterung die Form eines Armes S⁵, der erheblich größere Länge als in den vorhergehenden Ausführungsbeispielen besitzt, wobei das Detektorelement S von einem Ansatz S² des Armes S⁵ getragen wird und sich parallel zu und über diesem Arm S⁵ zum Fühlstifthaltearm B¹ hin erstreckt, der seinerseits am Ende des Detektorhaltearmes JT⁵ mit Hilfe eines schneidengelagerten Bandgelenkes (Schneide B⁸ und Band B⁹) schwenkbar gelagert ist. Das vom Fühlstift B abliegende Ende der Fühlstifthalterung S¹ steht über das von seiner Lagerstelle abliegende Ende des Detektorelementes S vor und wird mit diesem über einen an diesem Ende der Fühlstifthalterung B¹ angebrachten messerschneidenartigen Ansatz Bⁱ und durch die Einwirkung einer zwischen der Fühlstifthalterung B¹ und der Detektorhalterung S⁵ angespannten Feder B⁵ in Berührung gehalten. Der Detektorhaltearm 5⁵ ist mittels eines schneidengelagerten Bandgelenkes (Schneide S⁸ und Band .S"⁹) an dem Aufnahmekopf D schwenkbar gelagert; außerdem wird eine Klemmvorrichtung T⁸ der vorher beschriebenen Art verwendet. Eine Vorspannfeder U, die wiederum eine einstellbare Halterung U¹ besitzt, zieht, wenn die Klemmvorrichtung noch nicht eingeschaltet ist, das vom Fühstifthaltearm B¹ abliegende Ende der Detektorhalterung S⁵ nach unten, wo-

durch der Fühlstift B nach oben in Berührung mit der Prüffläche gedrückt wird, wobei sowohl die Detektorhalterung .S"⁵ als auch die Fühlstifthalterung B¹ entsprechende Schwenkbewegungen um ihre jeweiligen Gelenke ausführen.

In Fig. 16 ist eine weitere Ausführungsform gezeigt, in der das Detektorelement S von einer ortsfesten Halterung 5³ getragen wird, die auf dem Aufnahmekopf D angebracht ist; der Fühlstifthaltearm B¹ ist an dem Aufnahmekopf D mittels eines Schneidenlagers B¹⁰ und eines Gelenkbandes B^u schwenkbar gelagert, wobei die Klemmvorrichtung an dem vom Fühlstift B abliegenden Ende des Fühlstifthaltearmes B¹ angeordnet ist und dazu dient, das Detektorelement5" an dem FühlstifthaltearmB¹ festzuklemmen. Diese Klemmvorrichtung besteht zweckmäßigerweise aus einer Kammer F, die von dem Fühlstifthaltearm getragen wird und eine magnetisch beeinflußbare Paste oder magnetisch beeinflußbares Pulver F¹ enthält, in die bzw. das sich das Ende des Detektorelementes S hinein erstreckt. Zum Magnetisieren des in der Kammer Y enthaltenen Materials F₁ sind auf der Kammer oder diese umgebend Feldwicklungen F² \orgesehen, deren Einwirkung dieses Material zu einem festen Körper werden lassen und auf diese Weise das Ende des Elementes S in seiner Relativlage zum Fühlstifthaltearm B¹ an diesem festklemmen. Wenn die Feldwicklungen F² nicht erregt werden, kann sich das Ende des Elementes S durch die raagnetisierbare Paste oder das Pulver F¹ hindurchbewegen, wenn der Fühlstifthaltearm B¹ um sein Gelenk am Aufnahmekopf D schwenkt. Bei dieser Ausführungsform wirkt eine Vorspannfeder U² auf den Fühlstifthaltearm B¹ so ein, daß der Fühlstift mit der Prüffläche in Berührung gehalten wird, und zwar unabhängig davon, ob die Klemmvorrichtung eingeschaltet ist oder nicht.

Bei einer weiteren in Fig. 17 gezeigten Ausführungsform trägt der Aufnahmekopf D eine feste Detektorhalterung S⁴, von der aus sich das Detektorelement S vom Fühlstift weg erstreckt; der Fühlstiftann B¹, der mittels eines schneidengelagerten Bandgelenkes der oben beschriebenen Art (mit Schneide B¹² und Band 5¹³) an einem mit dem Aufnahmekopf D verbundenen Träger D⁵ schwenkbar gelagert ist, liegt derart über dem Detektorelement S, daß sein vom Fühlstift B abliegendes Ende im wesentlichen in einer Senkrechten über dem freien Ende des Detektorelementes S liegt. An diesem Ende des Fühlstifthaltearmes B¹ ist an ihm ein Klemmarm Z aus magnetisierbarem Material angelenkt, der normalerweise unter Eigengewicht frei herabhängt, so daß sich der Fühlstifthaltearm B¹ um sein Gelenk drehen kann, wobei eine Vorspannfeder U³ auf den Fühlstifthaltearm B¹ einwirkt, die den Fühlstift mit dem gewünschten leichten Druck gegen die Prüffläche drückt. Zweckmäßigerweise ist die Halterung U⁴ der Feder U³ einstellbar an dem Träger D⁵ angebracht. Die Detektorhalterung S⁴ trägt ferner einen Elektromagneten Z¹. der in eingeschaltetem Zustand den Klemmarm Z fest an das freie Ende des Detektorelementes S andrückt, so daß die Arbeitsbewegungen des Fühlstiftes B während seiner Bewegung über die Prüffläche Änderungen der Durchbiegung dieses Elementes S verursachen.

Die \"orrichtung kann auch auf andere Art und Weise abgewandelt werden. So braucht z. B. die Detektorvorrichtung nicht aus einem Kristall oder einer anderen verhältnismäßig steifen Vorrichtung zu bestehen, sondern kann aus einem beliebigen geeigneten Übertrager bestehen oder einen solchen enthalten, der so beschaffen ist, daß er eine Spannung oder einen Strom erzeugt oder moduliert, wenn auf einen Teil des Übertragers eine Bewegung übertragen wird. Außerdem kann die Lagerung des Aufnahmekopfes an dem Antriebsarm und die Antriebsvorrichtung für diesen Arm durch andere geeignete Vorrichtungen ersetzt werden, die so beschaffen sind, daß sie den Aufnahmekopf auf der gewünschten Bahn bewegen, die

ίο gerade oder gekrümmt sein oder auch jede beliebige andere Form besitzen kann. Beispielsweise kann das Gleitstück, statt die Werkstückfläche zu berühren, auch nach unten gerichtet sein und an einer Bezugsfläche angreifen, die eine bestimmte Form und be- stimmten Verlauf besitzt. Statt dessen kann auch ein an der Unterseite des Gleitstückarmes vorgesehenes Verbindungs- oder Lagerstück an dem einen Ende einer mit kugelförmigem Ende oder kugelförmigen Enden versehene Radius-Führungsstange oder Kurbelstange angreifen, deren anderes Ende in ein an dem Gehäuse vorgesehenes Fassungs- oder Lagerstück eingreift.

Ferner ist zwar der Einfachheit halber die vorstehende Werstückhalterung als waagerecht oberhalb einer Kante des Gehäuses vorstehend beschrieben, kann aber, wie hervorzuheben ist, am Gehäuse auch in umgekehrter oder beliebiger anderer Lage angeordnet werden, wobei dann das Gewicht der Elemente des Aufnahmekopfes so ausbalanciert wird, daß sie in solcher anderen Lage richtig arbeiten können.

Außerdem braucht die Nase nicht mit einem Schlitz versehen zu sein, wenn man den Fühlstift an der Seite der Nase nach oben ragen und mit dem Werkstück in Berührung kommen läßt.

Die Erfindung ist im übrigen nicht darauf beschränkt, daß das Gleitstück und der Fühlstift durch die von einer Nockenscheibe auf den Aufnahmekopf ausgeübte Steuerwirkung zurückgezogen werden; vielmehr kann in den Fällen, in denen das Gleitstück an einer besonderen Leit- oder Führungsfläche statt an der Prüffläche angreift und einwirkt, oder in denen der Aufnahmekopf anderweitig, und nicht mittels eines abgerundeten Gleitstückes, geführt wird, der Nocken für das Zurückziehen direkt auf den Fühlstifthaltearm einwirken und damit den Fühlstift zurückziehen. Zum Zurückziehen des Gleitstückes und des Fühlstiftes oder auch des Fühlstiftes allein kann auch eine andere Vorrichtung als eine Nockenscheibe oder als direkt oder nur eine Nockenscheibe verwendet werden; so kann z.B. zu diesem Zweck die den Schalter betätigende Nockenscheibe dazu dienen, einen weiteren Schalter zu steuern, der seinerseits ein die Zurückziehbewegung ausführendes Solenoid einschaltet. Ferner kann das Freigeben des Fühlstiftes oder des z. B. kufenförmigen Gleitstückes und des Fühl-Stiftes aus ihrer zurückgezogenen Stellung vor Beginn einer neuen Abführbewegung über die Werkstückfläche durch den sogenannten Anlaßhebel erfolgen, und zwar entweder direkt oder über einen Schalter und ein Solenoid statt über die Antriebsvorrichtung. Es kann zweckmäßig sein, den Anlaßhebel sowohl für das Steuern der Zurückziehbewegung als auch der Freigabebewegung zu verwenden, wobei dann eine geeignete Kupplung mit der Antriebsvorrichtung oder ein zu dieser führendes Zwischengetriebe vorgesehen ist, das gewährleistet, daß das Zurückziehen im richtigen Augenblick erfolgt.

Claims (11)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum Messen oder Anzeigen der Rauhigkeiten oder Wellungen der Oberfläche eines

Werkstückes, bei der ein Fühlstift mit der Oberfläche eines Werkstückes in Berührung gebracht und durch eine Antriebsvorrichtung über diese Fläche bewegt wird, wobei die Arbeitsbewegungen dieses Fühlstiftes, die ungefähr senkrecht zu der Oberfläche erfolgen, auf eine Detektorvorrichtung übertragen werden, die ein Meß- oder Anzeigeinstrument betätigt, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebsvorrichtung oder deren Steuerorgan nach Beendigung einer Abtastbewegung über die Prüffläche den Fühlstift (B) in eine Stellung zurückführt, in der dieser über die Oberfläche eines mit dem Werkstück in Berührung kommenden Gliedes (A²), das von einem die Antriebsmittel und die Detektorvorrichtung umschließenden Gehäuse (A) getragen wird, nicht wesentlich hinausragt, wenn das Werkstück und dieses Glied nicht mehr in Berührung miteinander stehen.

2. Meß- oder Anzeigegerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Fühlstift (B) aus seiner zurückgezogenen Stellung freigegeben wird, wenn die Antriebsvorrichtung in die Bereitschaftsstellung für eine neue Bewegung über die Prüffläche gebracht worden ist und dabei erneut mit der Prüffläche in Berührung gebracht wird.

3. Meß- oder Anzeigegerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das mit dem Werkstück in Berührung gelangende Glied (A²) mit einem Schlitz versehen ist, durch den der Fühlstift (B) hindurchragt, wobei er mit der Prüffläche in Berührung gelangt, über die hinweg er bewegt wird.

4. Meß- oder Anzeigegerät nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das mit dem Werkstück in Berührung gelangende Glied (A²) vom Gehäuse (A) nach außen vorragt und von einem länglichen, mit einem Schlitz versehenen Ansatz eines plattenförmigen Teiles (V) gebildet wird, der von dem Gehäuse getragen wird oder einen Teil des Gehäuses bildet.

5. Meß- oder Anzeigegerät nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Fühlstift (B) von einem Fühlstiftarm (B¹) getragen wird, der an einem Aufnahmekopf (D) schwenkbar gelagert ist, über den der Antrieb für die Bewegung des Fühlstiftes über die Prüffläche auf den Fühlstift übertragen wird, wobei dieser Arm (B¹) in bezug auf den Aufnahmekopf unter Vorspannung, z. B. Federspannung, steht, die den Fühlstift (B) während seiner Bewegung über die Prüffläche mit dieser in Berührung hält, und wobei die Detektorvorrichtung (S) auf die relativen Bewegungen des Fühlstiftes (B) gegen den Aufnahmekopf (D) anspricht, die annähernd senkrecht zur Bewegungsrichtung des Fühlstiftes über die Prüffläche erfolgen.

6. Meß- oder Anzeigegerät nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Aufnahmekopf (D) mit einem Glied (E) gelenkig verbunden ist, auf das der die Abfühlbewegung über die Prüffläche bewirkende Antrieb übertragen wird, und daß er unter einer Vor- oder Federspannung steht, die ein von dem Aufnahmekopf (D) getragenes abgerundetes, z. B. kufenförmiges Gleitstück (/) mit der Prüffläche in Berührung bringt, das hierbei einen Bezugspunkt oder eine Bezugsgröße für die Arbeitsbewegungen des Fühlstiftes (B) liefert.

7. Meß- oder Anzeigegerät nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebsvorrichtung am Ende der Bewegung des Fühlstiftes (B) über die Prüffläche ein Zurückziehen des Fühlstiftes (B) dadurch bewirkt, daß der Aufnahmekopf (D) um seine Drehachse geschwenkt wird und hierdurch das abgerundete Gleitstück (/) ebenfalls in eine Stellung zurückgezogen wird, in der es nicht merklich über die Oberfläche des mit dem Werkstück in Berührung gelangenden Gliedes (A²) vorragt.

8. Meß- oder Anzeigegerät nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebsvorrichtung ein drehbares Glied (K³) aufweist, das am Ende der Abfühlbewegung über die Prüffläche an dem Aufnahmekopf (D) oder einem von diesem getragenen Teil angreift und hierdurch das Gleitstück (/) und den Fühlstift (B) zurückzieht und hiernach in dieser Angriffsstellung bleibt, während die Antriebsvorrichtung ruht, und zwar bis bei erneutem Ingangsetzen der Antriebsvorrichtung eine neue Bewegung des Fühlstiftes über die Prüffläche eingeleitet wird.

9. Meß- oder Anzeigevorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Detektorvorrichtung aus einem Detektor (S), z. B. einem piezoelektrischen Kristall besteht, der auf einem vom Aufnahmekopf (D) getragenen Detektorhaltearm (S¹) sitzt.

10. Meß- oder Anzeigegerät nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine von zwei normalerweise in Arbeitsstellung befindlichen Verbindungen zwischen dem Fühlstifthaltearm (S¹) und dem Detektor (S) bzw. zwischen der Detektorhalterung (S¹) und dem Aufnahmekopf (D) eine nachgiebige oder ausschaltbare Kupplung enthält, die den Detektor (S) unempfindlich für die Arbeitsbewegungen des Fühlstiftes (B) macht, und daß eine Klemmvorrichtung vorgesehen ist, die betätigt und eingeschaltet werden kann, um die nachgiebige oder ausschaltbare Kupplung unnachgiebig zu machen bzw. einzuschalten und hierdurch zu bewirken, daß der Detektor (S) auf die Arbeitsbewegungen des Fühlstiftes (B) anspricht.

11. Meß- oder Anzeigegerät nach Anspruch 2 und 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Klemmvorrichtung elektromagnetisch unter Steuerung durch einen Schalter (L²) betätigt wird, der seinerseits bei Beginn der Abfühlbewegung über die Prüffläche von der Antriebsvorrichtung betätigt wird, nachdem der Fühlstift (B) aus seiner zurückgezogenen Stellung freigegeben wurde.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

© 009 647/222 11.60