DE1623721A1

DE1623721A1 - Device for determining the distance between two surfaces

Info

Publication number: DE1623721A1
Application number: DE19671623721
Authority: DE
Inventors: Karl Hoffmann
Original assignee: Hottinger Baldwin Messtechnik GmbH
Current assignee: Hottinger Bruel and Kjaer GmbH
Priority date: 1967-08-05
Filing date: 1967-08-05
Publication date: 1971-05-27

Description

Vorrichtung zur Ermittlung des Abstandes zweier Flächen Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Ermittlung des Abstandes zweier Flächen voneinander, bei welcher zwei oder mehrere Tastfühler so relativ zueinander verstellt werden, daß sie jeweils an einer der Flächen anliegen, und die relative Verstellung der Tastfühler, mittels mechanisch-elektrischer Wandler in entsprechende elektrische Signale umgewandelt, als Maß für den Abstand der Flächen herangezogen wird. Device for determining the distance between two surfaces The invention relates to a device for determining the distance between two surfaces, in which two or more touch sensors are adjusted relative to each other, that they each rest on one of the surfaces, and the relative adjustment of the Touch probe, by means of mechanical-electrical converters into corresponding electrical ones Signals converted, used as a measure of the distance between the surfaces.

Bei bekannten Vorrichtungen dieser Art sind gelenkig gelagerte starre Tastfühler vorgesehen, welche - meist unter Federwirkung -an die Flächen herangeführt werden. Durch die Auslenkung jedes Tastfühlers wird ein elektrischer Widerstand, eine Induktivität oder eine Kapazität verstellt und in einer geeigneten Auswerteeinrichtung aus den so gewonnenen elektrischen Signalen eine dem Flächenabstand entsprechende Meßgröße gewonnen. Derartige in ihrem Aufbau sehr aufwendige Vorrichtungen sind wegen ihrer verhältnismäßig großen räumlichen Ausdehnung nicht zur Innenmessung kleiner Abstände in der Größenordnung von wenigen Millimetern geeignet und können auch nur in begrenzter Tiefe zwischen zwei Flächen eingerührt werden. Messungen des Abstandes gewölbter Flächen oder innerhalb gekrümmter Spalten sind mit solchen Vorrichtungen praktisch nicht durchführbar.In known devices of this type are articulated rigid Touch sensors are provided, which - mostly under the action of a spring - are brought up to the surfaces will. The deflection of each touch probe creates an electrical resistance, an inductance or a capacitance adjusted and in a suitable evaluation device from the electrical signals obtained in this way, one corresponding to the surface spacing Measured variable gained. Such devices are very complex in their structure not for internal measurements because of their relatively large spatial expansion small distances on the order of a few millimeters are suitable and can can also only be stirred in between two surfaces to a limited depth. Measurements the distance between curved surfaces or within curved columns are with such Devices not practically feasible.

Die Erfindung bezweckt, eine in Aufbau und Handhabung einfache und hohen Ansprüchen an die Meßqualität genügende Vorrichtung zu schaffen, mit welcher die Flächenabstände auch in engen und mit gewissen Einschränkungen in gekrümmten Spalten gemessen werden Können und welche auch verhältnismäßig große Einschubtiefen zuläßt. Dies wird dadurch erreicht, daß bei einer Vorrichtung der genannten Gattung erfindungsgemäß die Tastrühler als an sich bekannte, an ihren Biegestellen mit elektrischen Widerstandsdehnungsmeßstreifen versehene Biegefedern ausgebildet, die Biegefedern an einer gemeinsamen Basis angebracht und im Bereich der Basis die Dehnungsmeßstreifen in an sich bekannter Weise zu einer elektrischen Meßbrücke zusammengeschaltet sind.The aim of the invention is to provide a structure that is simple and easy to use To create a device that meets high standards of measurement quality, with which the surface spacing also in narrow and with certain restrictions in curved Gaps can be measured and which are also relatively large insertion depths allows. This is achieved in that in a device of the type mentioned according to the invention, the feelers as known per se, at their bending points with electrical Resistance strain gauges provided spiral springs formed, the spiral springs attached to a common base and in the area of the base the strain gauges in a known manner to one electrical measuring bridge are interconnected.

Eine solche Vorrichtung zeichnet sich durch eine extrem flache Bauweise aus, die die Einführung der Vorrichtung in schmale Spalten und damit die Ermittlung auch sehr kleiner Flächenabstände, beispielsweise in der Größenordnung von wenigen Millimetern ermöglicht, sowie verhältnismäßig große Einschubtiefen, z. B. in der Größenordnung von mehreren hundert Millimetern, zuläßt. Wegen ihrer Biegsamkeit kann die Vorrichtung auch noch zur Messung in solchen schwerer zugänglichen, z. B. gekrümmtenßSpalten herangezogen werden, in welchen die bekannten Vorrichtungen mit starren Tastfühlern nicht mehr verwendbar sind. Die unmittelbar benachbarte Zusammenfassung aller Dehnungsmeßstreifen, sowie die kurzen Verbindungen innerhalb der Meßbrücke verhindern verfälschende Beeinträchtigungen der Messung durch Temperatureinflüsse.Such a device is characterized by an extremely flat design out that the introduction of the device into narrow gaps and thus the determination even very small spacings between areas, for example on the order of a few Millimeters allows, as well as relatively large insertion depths, z. B. in the Order of several hundred millimeters, allows. Because of their flexibility the device can also be used for measurement in such more difficult to access, z. B. curved β columns are used in which the known devices can no longer be used with rigid touch probes. The one immediately next to it Summary of all strain gauges, as well as the short connections within the measuring bridge prevent falsifying impairments of the measurement by temperature influences.

Weitere Merkmale der Erfindung sind den Unteransprüchen zu entnehmen. Anhand der in den Zeichnungen schematisch dargestellten Ausführungsbeispiele ist die Erfindung in der nachfolgenden Beschreibung erläutert. Es zeigen: Figur la die Meßvorrichtung in Seitenansicht und und lb Draufsicht, Figur 2 einen Schnitt durch ein Meßobjekt mit zylindrischem Spalt und mit eingeführter Meßvorrichtung in Vorderansicht, Figur 3 einen Schnitt gemäß Linie 1-1 in Figur 2, Figur 4 eine andere Ausführungsform der Meßvorrichtung in Draufsicht, Figuren 5 weitere Ausführungsformen der Meßvor-und 6 richtung in Seitenansicht, Figur 7 die Stirnansicht einer Stabanordnung, deren Stababstände zu messen sind, Figur 8 im Längs schnitt eine zwischen die Stäbe der Anordnung nach Figur 7 eingeführte weitere Aus führungs form der Meßvorrichtung, Figur 9 in Draufsicht die Meßvorrichtung gemäß Figur 8 und Figur 10 in Schnittdarstellung die Stirnansicht der zwischen zwei Stäben befindlichen Vorrichtung gemäß Figur 8.Further features of the invention can be found in the subclaims. Based on the exemplary embodiments shown schematically in the drawings the invention is explained in the following description. They show: Figure la the Measuring device in side view and and lb plan view, Figure 2 is a section through a measuring object with a cylindrical gap and with an inserted measuring device in a front view, FIG. 3 shows a section along line 1-1 in FIG. 2, FIG. 4 shows another embodiment of the measuring device in plan view, FIGS. 5 further embodiments of the measuring devices 6 direction in side view, Figure 7 is the end view of a rod arrangement, the Rod distances are to be measured, Figure 8 in the longitudinal section between the rods of the arrangement according to FIG. 7 introduced a further embodiment of the measuring device, FIG. 9 shows a plan view of the measuring device according to FIG. 8 and FIG. 10 shows a sectional view the front view of the device located between two rods according to FIG. 8.

Bei der in Figur 1 dargestellten Ausführungsform ist in einem dünnen rechteckförmigen Federblech ein U-förmiger Einschnitt angebracht. Dadurch werden drei Biegefedern 1, 2 und 3 gebildet, welche über eine gemeinsame Basis 4 miteinander in Verbindung stehen. Die beiden äußeren Biegefedern 1 und 3 sind auch an ihren anderen, der Basis 4 abgewandten Enden miteinander-verbunden. Im Ruhezustand ist die Feder 2, wie in Figur lb gezeigt, aus der durch die Federn 1 und 5 gebildeten Ebene herausgespreizt. Die mittlere Biegefeder 2 ist doppelt sO breit wie jede der beiden äußeren Biegefedern 1 und) so daß die durch eine Kraftwirkung hervorgerufene Verformung der Feder 2 ebenso groß ist, wie die durch eine eichgroße Kraftwirkung auf die Federn 1 und 5 zusammen in diesen hervorgerufene Verformung.In the embodiment shown in Figure 1 is in a thin rectangular spring plate attached a U-shaped incision. This will be three spiral springs 1, 2 and 3 formed, which over a common base 4 with each other stay in contact. The two outer spiral springs 1 and 3 are also on theirs other ends facing away from the base 4 are connected to one another. Is idle the spring 2, as shown in Figure lb, from that formed by the springs 1 and 5 Spread out flat. The middle spiral spring 2 is twice as wide as each of the two outer spiral springs 1 and) so that the one caused by a force Deformation of the spring 2 is just as great as that caused by a force acting as large as a calibration on the springs 1 and 5 together caused deformation in them.

Jede der Federn 1 und 3 trägt in bekannter Weise an ihrer Biegestelle einen elektrischen Widerstandsdehnungsmeßstreifen 5 bzw. 6 Die Feder 4 ist mit zwei solchen Dehnungsmeßstreifen 7 und 8 versehen. Die Dehnungsmeßstreifen 5-8 sind derart zu einer Wheatstonetschen Meßbrücke zusammengeschaltet, daß die Dehnungsmeßstreifen 5 und 6 in gegenüberliegenden Zweigen, die Dehnungsmeßstreifen 7 und 8 in den beiden anderen gegenüberliegenden Brückenzweigen liegen. Hierdurch werden ein besonders großer Meßeffekt erzielt und die Kabeleinflüsse beträchtlich vermindert.Each of the springs 1 and 3 carries in a known manner at its bending point an electrical resistance strain gauge 5 and 6 respectively. The spring 4 has two such strain gauges 7 and 8 are provided. The strain gauges 5-8 are such interconnected to a Wheatstone measuring bridge that the strain gauges 5 and 6 in opposite branches, the strain gauges 7 and 8 in the two other opposite bridge branches. This will make a special Great measuring effect is achieved and the cable influences are considerably reduced.

Die Eckpunkte der Meßbrücke befinden sich auf der Basis 4.The corner points of the measuring bridge are on base 4.

Nahe ihren der Basis 4 abgewandten Enden besitzen die Federn 1 und 3 nach derselben Seite gerichtete warzenartige Erhebungen 9 bzw. 10, während die Feder 2 mit einer solchen nach der entgegengesetzten Seite gerichteten Erhebung 11 versehen ist. An der Basis 4 ist eine gleiche Erhebung 12 vorgesehen, die nach derselben Seite wie die Erhebungen 9'und 10 gerichtet ist. Die Erhebungen 9-12 bestehen aus einem den Anforderungen des Anwendungsfalles entsprechend ausgewählten Material, z. B. gehärtetem Stahl, Hartmetall, verschleißfestem Kunststoff. Kunststoff, z. B. Polyamid, ist besonders bei Messungen an Flächen aus weicherem Material, wenn Kratzer vermieden werden sollen, zu bevorzugen.Near their ends facing away from the base 4 have the springs 1 and 3 wart-like elevations 9 and 10, respectively, directed towards the same side, while the Spring 2 with one after the other Side facing Elevation 11 is provided. The same elevation 12 is provided on the base 4, which is directed to the same side as the elevations 9 'and 10. The surveys 9-12 consist of one selected according to the requirements of the application Material, e.g. B. hardened steel, hard metal, wear-resistant plastic. Plastic, z. B. polyamide, is particularly useful when measuring surfaces made of softer material Scratches should be avoided, to be preferred.

Die Basis 4 ist über einen biegeweichen Steg 15 mit einer Handhabe 14 verbunden, an deren anderem Ende sich ein Handgriff 15 befindet. Die Handhabe 14 ist mit einer Skalenteilung 16 versehen und trägt Anschlußmittel 17, an welchen einerseits die einzelnen der elektrischen Speisung der Meßbrücke und der Abführung des Meßsignals dienenden Leitungen 18 eines auf der Seite des Handgriffes 15 an die Handhabe 14 herangeführten Meßkabels 19, andererseits dünne elektrisch isolierte und am Steg 15 befestigte Verbindungsleitungen 20 zu den Brückeneckpunkten auf der Basis 4 angeschlossen sind.The base 4 is via a flexible web 15 with a handle 14 connected, at the other end of which there is a handle 15. The handle 14 is provided with a scale division 16 and carries connection means 17 to which on the one hand, the individual electrical supply of the measuring bridge and the discharge the measuring signal serving lines 18 one on the side of the handle 15 to the handle 14 brought up measuring cable 19, on the other hand, thin electrically insulated and connecting lines 20 attached to the web 15 to the bridge corner points on the Base 4 are connected.

Beim Einfahren der Vorrichtung zwischen die beiden Flächen, deren Abstand voneinander zu messen ist, kommen die Erhebungen 9, 10 und 12 zur Anlage an der einen Fläche, die Erhebung 11 hingegen liegt an der anderen Fläche an. Hierbei wird durch die Erhebungen 9, 10 und 12 ein Auflagedreieck gebildet, innerhalb dessen die Wirkungslinie durch die Erhebung 11 senkrecht zur Dreiecksfläche verläuft. Dadurch wird gewährleistet, daß die Vorrichtung immer die richtige Lage einnimmt. Eine geeignete Anordnung der Erhebung nahe der Außenkante der Vorrichtung ermöglicht es, die Vorrichtung bis dicht an die äußeren Begrenzungskanten der zu messenden Flächen heranzuführen. Je nach dem Abstand der beiden Flächen voneinander werden die Biegefedern 1, 2 und 5 entgegen ihrer ursprünglichen Spreizung mehr oder weniger zusammengebogen.When moving the device between the two surfaces whose Distance from one another is to be measured, the elevations 9, 10 and 12 come to rest on one surface, while the elevation 11 rests on the other surface. Here a support triangle is formed by the surveys 9, 10 and 12, within which the line of action through the elevation 11 runs perpendicular to the triangular surface. Through this ensures that the device is always in the correct position. A suitable one Arrangement of the elevation near the outer edge of the device enables the device bring it up close to the outer boundary edges of the surfaces to be measured. Depending on the distance between the two surfaces, the spiral springs 1, 2 and 5 more or less bent against their original spread.

Infolge der Anordnung aller Dehnungsmeßstreifen 5-8 auf derselben - gemäß Figur la und Ib oberen-Seite der Vorrichtung unterliegen die Dehnungsmeßstreifen 5 und 6 einer Stauchung, die Dehnungsmeßstreifen 7 und 8 einer gleichgroßen Dehnung. In der Meßbrücke, in welcher die dadurch bedingten Widerstandsänderungen der Dehnungsmeßstreifen ausgewertet werden, wird hierdurch in bekannter Weise eine maximale Empfindlichkeit und eine gute Linearität des Messeffektes in relativ weiten Bereichen erzielt. Es ist von besonderem Vorteil in Bezug auf eine weitgehende UnempfindlichkeIt der Meßergebnisse gegenüber Temperatureinflüssen, daß alle am Zustandekommen der Meßergebnisse beteiligten Schaltungsteile nahe beieinander und an der Meßstelle zusammengefaßt sind.Dieser Vorteil wird durch Verwendung eines gut wärmeleitenden Materials für die Biegefedern, z. B. einer Kupfer-Berylliumlegierung noch unterstützt.As a result of the arrangement of all strain gauges 5-8 on the same - According to Figure la and Ib top side of the device are subject to the strain gauges 5 and 6 a compression, the strain gauges 7 and 8 an equal expansion. In the Measuring bridge in which the resulting changes in resistance the strain gauges are evaluated, this is a known way maximum sensitivity and a good linearity of the measuring effect in a relatively wide range Areas achieved. It is of particular advantage in terms of extensive insensitivity of the measurement results against temperature influences that everyone is involved in the Measurement results involved circuit parts close together and at the measuring point are summarized. This advantage is achieved by using a highly thermally conductive Materials for the spiral springs, e.g. B. a copper-beryllium alloy is still supported.

Dies ist besonders bei schnell veränderlicher Temperatur von Vorteil. Die biegeweiche Gestaltung des Steges 13 bezweckt, die Messung beeinträchtigende Einflüsse von der Handhabe her auf die Vorrichtung zu vermeiden, beispielsweise indem durch eine unbeabsichtigte Bewegung der Handhabe eine oder mehrere der Erhebungen 9, 10 und 12 von der Fläche, an welcher sie anliegen, abgehoben werden. Aus dem gleichen Grunde sind das Meßkabel 19 bzw. dessen Leitungen 18 nicht über den Steg 13 geführt und besitzen die über den Steg 13 geführten Leitungen 20 nur kleine Querschnitte und sind mit einem dünnen, entsprechend ausgewählten Isoliermaterial am Steg 13 befestigt.This is particularly advantageous when the temperature changes quickly. The purpose of the flexible design of the web 13 is to impair the measurement To avoid influences from the handle on the device, for example by unintentional movement of the handle one or more of the elevations 9, 10 and 12 are lifted off the surface on which they rest. From the The measuring cable 19 or its lines 18 are not over the web for the same reason 13 and the lines 20 routed over the web 13 have only small cross-sections and are provided with a thin, appropriately selected insulating material on the web 13 attached.

Die Handhabe 14 besteht zweckmäßigerweise aus einem gewölbten Stahlband, wie es bei Rollbandmaßen bekannt ist. Die Skalenteilung 16 ist so gestaltet und aufgebracht, daßai ihr unmittelbar der Abstand des durch die Erhebung 11 abgetasteten Flächenpunkt es von der Flächenkante, also die Einschubtiefe t, abgelesen werden kann.The handle 14 expediently consists of a curved steel band, as it is known with tape measures. The scale division 16 is designed and applied thatai you immediately the distance of the scanned by the elevation 11 Surface point it can be read from the surface edge, i.e. the insertion depth t can.

Die Anzeige der Meßwerte erfolgt mit für die Verwendung bei Dehnungsmeßstreifen üblichen Geräten. Deren Skalen können in absoluten oder relativen Werten geteilt sein oder Toleranzmarken enthalten. Außer einer analogen Anzeige ist auch eine digitale Anzeige möglich.The measured values are also displayed for use with strain gauges usual devices. Their scales can be divided into absolute or relative values or contain tolerance marks. In addition to an analog display, there is also a digital one Display possible.

Bei der Messung an gekrümmten Flächen, beispielsweise in einem zylindrischen Spalt, wie in Figuren 2 und 5 dargestellt, würde ein Fehler dadurch entstehen, daß die Erhebungen 9 und 10 nicht in radialer Richtung der Erhebung 11 gegenüberliegend an der Fläche 21 anliegen, sondern seitlich davon und daher der ermittelte Abstand zwischen den Flächen 21 und 22 vom tatsächlichen Abstand m um den Betrag P abweicht. Dieser Fehler wird mit der in Figur 4 dargestellten Ausführungsform vermieden, bei welcher die an ihren der Basis 4a abgewandten Enden miteinander verbundenen äußeren Biegefedern la und da eine gemeinsame Erhebung 9a besitzen, welche nahe der entgegengerichteten Erhebung 11a der Feder 2a in der Längsachse L der Vorrichtung angeordnet ist.When measuring on curved surfaces, for example in a cylindrical one Gap, as shown in Figures 2 and 5, an error would arise because the elevations 9 and 10 are not opposite in the radial direction of the elevation 11 rest on the surface 21, but to the side of it and therefore the determined distance between the surfaces 21 and 22 deviates from the actual distance m by the amount P. This error is avoided with the embodiment shown in FIG which the outer ends connected to one another at their ends facing away from the base 4a Spiral springs la and there have a common elevation 9a, which is close to the opposite Elevation 11a of the spring 2a is arranged in the longitudinal axis L of the device.

Bei dieser Ausführungsform besitzt zur Bildung eines Auf lagedreiecks zu mit der Erhebung 9a die Basis 4a zwei seitlich der Längsachse angeordnete Erhebungen 12a und 12b.In this embodiment has to form a support triangle with the elevation 9a, the base 4a has two elevations arranged laterally of the longitudinal axis 12a and 12b.

Hierdurch ist eine geringe Neigung der Ebene des Auflagedreiecks gegen die maßgebende Mantellinie der Fläche 21 um den Winkel w bedingt. Diesen Winkel kann man durch geeignete Wahl des Verhältnisses des Abstandes der Erhebungen 12a und 12b voneinander zum Abstand 1 zwischen den Erhebungen 12a und 12b und der Erhebung 9a klein halten. Der durch den Winkel # bedingte m Meßfehler ergibt sich zu cos'P - m und beträgt beispielsweise bei einem Winkel zu = 80 etwa 1 ffi (m'= Abstand zwischen den Flächen 21 und 22 in Figur 2 und 3).This results in a slight inclination of the plane of the support triangle against the decisive surface line of the surface 21 is conditioned by the angle w. This angle you can by suitable choice of the ratio of the distance between the elevations 12a and 12b from each other at the distance 1 between the elevations 12a and 12b and the elevation Keep 9a small. The m measurement error caused by the angle # results in cos'P - m and is, for example, at an angle of = 80 about 1 ffi (m '= distance between surfaces 21 and 22 in Figures 2 and 3).

Legt man in radialer Richtung, d. h. in Meßrichtung, fluchtend die Erhebungen 9a und 11a übereinander, so vermeidet man den Winkel welcher einen sich zu dem durch den Winkel'? bedingten Fehler addierenden Fehler verursachen würde. Hieraus ergibt sich eine Kompensationsmöglichkeit für den durch # bedingten Fehler, indem man die Feder 2a an ihrem freien Ende -wie in Figur 5 gezeigt-so weit verlängert, daß die Verbindungslinie der Erhebungen 9a und 11a mit der in radialer Richtung, d.h. senkrecht zu den Flächen 21 und 22 (Figur 2) durch die Er-# hebung 9a verlaufenden Linie einen Winkel - 2 einschlie@t.If one places in the radial direction, i. H. in the measuring direction, the Elevations 9a and 11a on top of each other, so you avoid the angle which one is to that through the angle '? conditional error would cause cumulative errors. This results in a compensation option for the error caused by #, by extending the spring 2a at its free end - as shown in Figure 5 - so far, that the line connecting the elevations 9a and 11a with that in the radial direction, i.e. perpendicular to the surfaces 21 and 22 (Figure 2) through the elevation 9a Line includes an angle - 2.

Eine einfachere und universellere Maßnahme diesen Fehler zu vermeiden, ergibt sich mit der in Figur 6 gezeigten Ausführungsform, bei welcher die Erhebungen 9a und lla in radialer Richtung fluchtend angeordnet sind und eine kugelige Oberfläche mit dem Radius rllJm (m= Abstand zwischen den Flächen 21 und 22, in Figur 2 und 3) besitzen.A simpler and more universal measure to avoid this mistake is results with the embodiment shown in Figure 6, in which the elevations 9a and 11a are arranged in alignment in the radial direction and have a spherical surface with the radius rllJm (m = distance between the surfaces 21 and 22, in Figure 2 and 3) own.

Es ist insbesondere bei in Richtung des zu messenden Abstandes der Flächen übereinander liegenden Erhebungen der Biegefedern und bei größeren Flächenabständen m, die der Vorrichtung viel Bewegungsfreiheit belassen, zweckmäßig, durch eine zusätzliche Maßnahme, beispielsweise die Andruckfeder 2) s die Anlage der Erhebungen 12; 12a und 12b der Basis 4 bzw. 4a an die zugeordnete Fläche zu erzwingen. Um Rückwirkungen auf die Messungen zu vermeiden, ist hierbei darauf zu achten, daß die Andrückkraft senkrecht zu der durch das Auflagedreieck 9, 10, 12 bzw.It is particularly important in the direction of the distance to be measured Surfaces on top of each other elevations of the spiral springs and with larger surface distances m, which leave the device a lot of freedom of movement, expediently, by an additional Measure, for example the pressure spring 2) s the system of the elevations 12; 12a and 12b of the base 4 and 4a, respectively, to force the associated surface. About repercussions To avoid the measurements, care must be taken to ensure that the pressing force perpendicular to the position indicated by the support triangle 9, 10, 12 or

9a, 12a, 12b gebildeten Ebene durch die Erhebungen 12; 12a und 12b verläuft.9a, 12a, 12b formed by the elevations 12; 12a and 12b runs.

Anstelle der in den verschiedenen dargestellten Ausführungsbeispielen vorgesehenen Anordnungen der Biegefedern, bei welchen die mittlere Biegefeder nur an der Basis mit den beiden anderen Biegefedern verbunden ist, ist es möglich, auch das der Basis abgewandteEnde der miffl eren Feder mit den der Basis abgewandten Enden der beiden äußeren Federn zu verbinden und die mittlere Feder nach der einen Seite, die beiden äußeren Federn nach der anderen Seite bogenförmig aus der gemeinsamen Ebene herauszubiegen. In diesem Falle sind die Erhebungen etwa in der Mitte zwischen den beiden Enden an jeder Feder angebracht. Da hierbei auch nahe der anderen Verbindungen aller Biegefedern bei jeder Feder eine weitere Biegestelle vorhanden ist, können auch an diesen Stellen Dehnungsmeßstreifen in analoger Weise angebracht und zu einer Wheatstonetschen Brücke geschaltet sein.Instead of the various exemplary embodiments shown provided arrangements of the spiral springs, in which the middle spiral spring only connected at the base with the other two spiral springs, it is possible, too the end of the middle spring facing away from the base with that facing away from the base To connect the ends of the two outer springs and the middle spring to the one Side, the two outer feathers to the other side arcuate from the common Bend out level. In this case, the elevations are approximately in the middle between attached to both ends of each spring. Since this is also close to the other connections of all spiral springs with each spring there is a further bending point also at these points strain gauges attached in an analogous manner and to one Wheatstone bridge connected.

Für die exakte Messung des Abstandes zweier gekrümmter Flächen voneinander ist eine weitere Ausführungsform der Erfindung besonders zweckmäßig, die in Wirkungsweise und Aufbau anhand der Figuren 7 bis 10 näher erläutert wird.For the exact measurement of the distance between two curved surfaces is another embodiment of the invention particular expedient, which is explained in more detail in the mode of operation and structure with reference to FIGS. 7 to 10.

Zur Messung des Abstandes m zweier Stäbe 24 und 25 bzw. 24 und 26 in einer Anordnung mehrerer nebeneinander liegender Stäbe 24, 25, 26, 27 gemäß Figur 7 wird zweckmäßigerweise die in Figur 8 dargestellte Vorrichtung verwendet. Bei dieser sind, ähnlich wie bei den Ausführungsformen gemäß Figur lb oder Figur 4, drei an einer gemeinsamen Basis 4b miteinander verbundenen Biegefedern lb, 2b, db vorgesehen, von welchen die mittlere Feder 2b nach oben vorgespannt und mit einer nach oben gerichteten Erhebung 11b versehen ist; die beiden äußeren Federn lb und Db sind nach unten vorgespannt. Sie sind an ihren der Basis 4b abgewandten Enden miteinander verbunden und besitzen wie die Aus führungs form nach Figur 4 eine gemeinsame nach unten gerichtete Erhebung 9b.For measuring the distance m between two rods 24 and 25 or 24 and 26 in an arrangement of several bars 24, 25, 26, 27 lying next to one another according to FIG 7, the device shown in FIG. 8 is expediently used. at these are, similar to the embodiments according to Figure 1b or Figure 4, three spiral springs lb, 2b, db connected to one another at a common base 4b provided, of which the middle spring 2b is biased upward and with a upwardly directed elevation 11b is provided; the two outer springs lb and Db are biased downwards. They are at their ends facing away from the base 4b connected to one another and, like the embodiment according to FIG. 4, have a common one downward elevation 9b.

Abweichend von den Ausführungsformen gemäß Figur 1b und Figur 4 sind jedoch bei der Ausführungsform gemäß Figur 8 die Verbindung der der Basis 4b abgewandten Enden der Biegefedern 1b und db und die gemeinsame Erhebung 9b so angeordnet, daß die Erhebungen 9b und llb auf der senkrecht zu der durch die Basis 4b und die Längsachse L der Vorrichtung gebildeten Ebene verlaufenden Meßachse M2 liegen.Differing from the embodiments according to Figure 1b and Figure 4 are however, in the embodiment according to FIG. 8, the connection of those facing away from the base 4b Ends of the spiral springs 1b and db and the common elevation 9b arranged so that the elevations 9b and 11b on the perpendicular to that through the base 4b and the longitudinal axis L of the device formed plane extending measuring axis M2 lie.

Um beim Messen die Vorrichtung in der richtigen Lage zu halten, ist an der Basis 4b eine Führungsfläche 28 befestigt, die sich parallel zu der durch die Basis 4b und die Längsachse L gebildeten Ebene in Längsrichtung der Vorrichtung soweit über die Biegefedern lb, 2b, 3b hinaus erstreckt, daß sie gleichzeitig immer mindestens auf zwei nebeneinander liegenden Stäben 24, 26 aufliegt. Die Führungsfläche 28 hat die gleiche Aufgabe wie bei den zuvor beschriebenen Ausführungsformen das Auflagedreieck. Bei der Ausführungsform gemäß Figur 8 entfallen somit den Erhebungen 12 bzw. 12a der Aus führungs formen gemäß Figur lb bzw. Figur 4 entsprechende Erhebungen an der Basis 4b.In order to keep the device in the correct position when measuring, is attached to the base 4b a guide surface 28, which extends parallel to the through the base 4b and the longitudinal axis L formed plane in the longitudinal direction of the device as far as the spiral springs lb, 2b, 3b also extends that they always simultaneously rests on at least two bars 24, 26 lying next to one another. The guide surface 28 has the same task as in the previously described embodiments Support triangle. In the embodiment according to FIG. 8, the elevations are thus omitted 12 and 12a of the embodiments according to FIG. 1b and FIG. 4, corresponding elevations at the base 4b.

Weiterhin ist eine Führungsfläche 29 vorgesehen, welche sich auf der anderen Seite der Biegefedern lb, 2b, Db derart parallel zur Führungsfläche 28 in etwa der gleichen Ausdehnung erstreckt, daß sie beim Einschieben der Vorrichtung an mindestens zwei benachbarten Stäben 25, 27 zur Anlage kommt. Die Führungsfläche 29 stützt sich auf der Führungsfläche 28 federnd ab.Furthermore, a guide surface 29 is provided, which is on the other side of the spiral springs lb, 2b, Db so parallel to the guide surface 28 in approximately the same extent that it extends when the device is inserted comes to rest on at least two adjacent rods 25, 27. The guide surface 29 is supported on the guide surface 28 resiliently.

Durch ihre Anordnung relativ zu den Biegefedern lb, 2b, 5b gewährleisten die Führungsflächen 28 und 29 beim Einschieben zwischen zwei Stabreihen, daß die Meßachse M2 senkrecht zu den durch die Stabreihen gebildeten parallel zueinander liegenden Ebenen und damit parallel zur Verbindungslinie M1 der Mittelpunkte der beiden Stäbe 24, 2,5, deren Abstand zu messen ist, verläuft. Die Erhebungen 9b und leib, die durch fensterartige Offnungen 30 bzw. 31 in den Führungsflächen 28 bzw. 29 ragen, gleiten daher gleichzeitig auf die Stäbe 24 bzw. 25 auf.Ensure through their arrangement relative to the spiral springs lb, 2b, 5b the guide surfaces 28 and 29 when inserted between two rows of rods that the Measurement axis M2 perpendicular to that formed by the rows of rods parallel to one another lying levels and thus parallel to the connecting line M1 of the centers of the two rods 24, 2.5, the distance between which is to be measured, runs. The surveys 9b and body, which through window-like openings 30 and 31 in the guide surfaces 28 and 29 project, therefore slide at the same time onto the rods 24 and 25, respectively.

Die Bemessung der Biegefedern lb, 2b, 3b, die Anordnung der Dehnungsmeßstreifen und die Auswertung der Meßsignale sowie die sonstige Ausbildung der Vorrichtung entspricht den zuvor beschriebenen Ausführungsformen.The dimensioning of the spiral springs lb, 2b, 3b, the arrangement of the strain gauges and the evaluation of the measurement signals as well as the other design of the device corresponds to the previously described embodiments.

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e: 1. Device for determining the distance two surfaces from each other, in which two or more tactile sensors so relative are adjusted to each other that they rest against one of the surfaces, and the relative adjustment of the touch probe by means of mechanical-electrical converters converted into corresponding electrical signals as a measure of the surface distance is used, characterized in that the tactile sensors as known per se, at their bending points with electrical resistance strain gauges (5, 6, 7, 8) provided spiral springs (1, 2, 3; la, 2a, 3a; lb, 2b, 3b) formed, the spiral springs attached to a common base (4; 4a, 4b) and the strain gauges in the area of the base are interconnected in a manner known per se to form an electrical measuring bridge.

2. Apparatus according to claim 1, characterized in that the common Base (4; 4a) one or more protruding in the direction of one of the surfaces (21) Elevations (12; 12a, 12b) and part of the spiral springs (1, 5; la, 3a) in Direction of one of the surfaces (21) protruding elevations (9, 10; 9a), the other part of the spiral springs (2; 2a) in the direction of the other of the surfaces (22) has protruding elevations (11; 11a).

5. Apparatus according to claim 1 and 2, characterized in that through incisions in a spring plate several juxtaposed, on one of them End (4; 4a) interconnected spiral springs (1, 2, 3; Ia, 2a, 3a) are formed and the elevations (9, 10, 11; 9a, 10a, 11a) each at or near their free ends are arranged.

4. Apparatus according to claim 5, characterized in that the adjacent Spiral springs are also connected to one another at their other ends and the elevations Each spiral spring is provided roughly in the middle between the two ends.

5. Apparatus according to claims 5 or 4, characterized in that three adjacent spiral springs (1, 2, 3; la, 2a, 3a) are provided, their middle (2; 2a) is as wide as the two outer (1, 9; la, 3a) together.

6. Device according to claims 3 and 5, characterized in that that the two outer spiral springs (1, 3; la, 5a) with one another at their other ends are connected and at or near these ends with a common (9a) or each a survey (9, 10) are provided.

7. Device according to claims 5 or 6, characterized in that that the middle spiral spring (2; 2a) with two strain gauges (7, 8) the two outer spiral springs (1, 3; la, 3a) each provided with a strain gauge (5 or 6) are.

8. Apparatus according to claim 1, characterized in that of three essentially adjacent spiral springs (lb, 2b, 3b) the middle spiral spring (2b) opposite the two outer ends facing away from the base (4b) with one another connected spiral springs (1b, 3b) biased and with one to one side directed elevation (11b) is provided, while the outer spiral springs (lb, 3b) have a common inheritance (9b) directed to the other side and which Connecting line (M2) of the two elevations (9b, 11b) perpendicular to that through the Longitudinal axis (L) and the base (4b) formed plane runs.

9. Apparatus according to claim 8, characterized in that on the Base (4b) a first guide surface (28) is attached, on which a parallel for this purpose on the other side of the spiral springs (1b, 2b, 3b) running second guide surface (29) is resiliently supported, and the arrangement of the guide surfaces relative to the arrangement the spiral springs (1b, 2b, 3b) is made so that the connecting line (M2) during When measuring with the device, always in the direction (M1) of the distance to be measured runs.

10. Device according to one or more of the preceding claims, characterized in that the on spiral springs (1, 3; la, 3a; Ib, 3b), their elevations (9, 10r 9a; 9b) facing one surface (21; 24) are attached strain gauges (5, 6) in opposite branches and those on spiral springs (2; 2a; 2b), their Elevations (11; 11a; 11b) facing the other surface (22; 25) are attached Strain gauges (7, 8) in the other two opposite branches of the Bridge circuit lie.

11. The device according to claim 1, characterized in that the base (4; 4a; 4b) over a narrow, flexible web, (with a handle (14) connected is.

12. The device according to claim 11, characterized in that -am Web (13), electrically insulated and protected against mechanical influences, the connection between the bridge points located on the base (4, 4a; 4b) and on the handle (14) arranged connection means (17) for the lines ~ (18) of a measuring cable (19) producing lines (20) of small cross-section are attached.

15. The apparatus according to claim 11, characterized in that the Handle (14) with a scale division (16) for determining the depth (t) of the insert the touch probe is provided between the surface.

14. The device according to claim 2, characterized in that one Spring (2)) for pressing the elevations (12a) on the base (4; 4a) 12b) is provided on the associated surface (21).