DE19502840A1 - Touch measuring device esp. for measuring distance in direction of measurement axis and perpendicular - Google Patents
Touch measuring device esp. for measuring distance in direction of measurement axis and perpendicularInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Tastmeßgerät und insbesondere ein Tastmeßgerät, das Abstandsmessungen in Richtung einer Meßachse und quer dazu erlaubt.The invention relates to a touch probe and in particular a Probe measuring device, the distance measurements in the direction of a measuring axis and allowed across.
Ein Mehrkoordinaten-Tastmeßgerät, das nicht nur eine Abstand messung in Richtung einer vorbestimmten Hauptkoordinate bzw. Meßachse erlaubt, sondern auch Abstandmessungen in beliebiger Winkellage senkrecht zu der Meßachse ist aus DE-A-41 00 323 bekannt. Ein solches Tastmeßgerät hat ein Gehäuse und einen in Richtung der Meßachse relativ zu dem Gehäuse verschiebbaren und mittels eines Universalgelenks um einen auf der Meßachse lie genden Schwenkpunkt allseitig schwenkbar an dem Gehäuse geführ ten Tasthebel. Der Tasthebel ist federnd in eine Ruhelage vorgespannt und hat einen aus dem Gehäuse herausragenden Tast arm, dessen freies Tastende einen in der Ruhestellung des Tasthebels auf der Meßachse liegenden Tast-Bezugspunkt defi niert. Mit dem Tastarm ist gleichachsig ein Koppelarm verbun den, dessen dem erstgenannten Universalgelenk fernes Ende mittels eines zweiten Universalgelenks um einen zweiten Schwenkpunkt allseitig schwenkbar mit einem Lenkerelement verbunden ist. Das Lenkerelement ist seinerseits mittels eines dritten Universalgelenks allseitig um einen auf der Meßachse verschiebbaren dritten Schwenkpunkt schwenkbar an dem Gehäuse geführt. Das Lenkerelement hat eine die Meßachse umschließende, von dem ersten Schwenkpunkt wegweisende Ringschulter, die an einer entgegengesetzten, die Meßachse gleichfalls umschließen den Ringschulter eines parallel zur Meßachse in dem Gehäuse verschiebbaren Kopplungsstücks aufliegt. Eine Meßuhr mißt den Hub des Kopplungsstücks. Durch geeignete Bemessung der Schwenk punktabstände wird erreicht, daß die radiale Auslenkung des Tastendes des Tastarms einerseits und die axiale Auslenkung des Tastendes um gleich große Wege zu gleich großen Auslenkungen des Kopplungsstücks führen. Zwar ist die Meßgenauigkeit eines solchen Tastmeßgeräts in axialer Richtung, d. h. in Richtung der Meßachse und in radialer Richtung sehr hoch, doch wird dies mit vergleichsweise hohem Konstruktionsteile- und Fertigungs aufwand erkauft.A multi-coordinate touch probe that is not just a distance measurement in the direction of a predetermined main coordinate or Measuring axis allowed, but also distance measurements in any Angular position perpendicular to the measuring axis is from DE-A-41 00 323 known. Such a touch probe has a housing and an in Direction of the measuring axis relative to the housing and by means of a universal joint around a lie on the measuring axis guiding pivot point on all sides on the housing button. The feeler lever is resilient in a rest position preloaded and has a key protruding from the housing poor, the free button end one in the rest position of the Defi key lever on the measuring axis defi kidney. A coupling arm is connected to the probe arm at the same axis the one whose end is distant from the former universal joint by means of a second universal joint around a second Pivot point pivotable on all sides with a handlebar element connected is. The handlebar element is in turn by means of a third universal joint on all sides around one on the measuring axis slidable third pivot point pivotable on the housing guided. The handlebar element has a ring shoulder pointing away from the first pivot point an opposite, also enclosing the measuring axis the annular shoulder of one parallel to the measuring axis in the housing sliding coupling piece rests. A dial gauge measures that Stroke of the coupling piece. By appropriately dimensioning the swivel point distances is achieved that the radial deflection of the The end of the probe arm on the one hand and the axial deflection of the Groping for equally large paths to equally large deflections of the coupling piece. The measurement accuracy is one such a probe in the axial direction, d. H. in the direction the measuring axis and in the radial direction very high, but it will with comparatively high construction parts and manufacturing cost bought.
Aus DE-C-19 32 010 und DE-C-37 01 730 sind Tastmeßgeräte be kannt, die gleichfalls einen in Richtung der Meßachse relativ zu einem Gehäuse verschiebbaren und mittels eines Universalge lenks um einen auf der Meßachse liegenden Schwenkpunkt all seitig schwenkbar an dem Gehäuse geführten, federnd in eine Ruhestellung vorgespannten Tasthebel haben. Auch hier definiert das freie Tastende des aus dem Gehäuse herausragenden Tastarms des Tasthebels einen in der Ruhestellung des Tasthebels auf der Meßachse liegenden Tast-Bezugspunkt. Der Tasthebel hat einen Koppelarm, dessen, bezogen auf den Schwenkpunkt, dem Tastende fernes, freies Ende eine in der Ruhestellung des Tasthebels zur Meßachse rotationssymmetrische, äußere Steuerfläche bildet. In dem Gehäuse ist in Richtung der Meßachse verschiebbar ein Kopplungsstück geführt, dessen Position, bezogen auf das Ge häuse von einer Meßeinrichtung, beispielsweise einer Meßuhr, erfaßt wird. Das Kopplungsstück hat eine zum Tastende hin sich erweiternde und offene Aussparung, die eine zur Meßachse rota tionssymmetrische, innere Steuerfläche bildet, an der die äußere Steuerfläche des Koppelarms anliegt. Die Steuerflächen sind so geformt, daß der Koppelarm sowohl beim Verschieben des Tastarms in Richtung der Meßachse als auch beim Auslenken des Tastarms um den Schwenkpunkt das Kopplungsstück in Richtung der Meßachse mit im wesentlichen gleichem Proportionalitätsfaktor mitnimmt. Durch geeignete Wahl der Krümmung der Erzeugenden der Steuerflächen lassen sich auch hier Meßfehler zwischen axialer und radialer Messung vermeiden. Bei dem aus DE-C-19 32 010 bekannten Tastmeßgerät hat die äußere Steuerfläche des Koppel arms eine im wesentlichen kreisabschnittförmige Erzeugende, deren Kreismittelpunkt exzentrisch zur Rotationssymmetrieachse liegt, während die Erzeugende der inneren Steuerfläche des Kopplungsstücks geradlinig ist. Im Fall des Tastmeßgeräts der DE-C-37 01 730 hat die innere Steuerfläche des Kopplungsstücks eine mathematisch vorgegebene konvex gekrümmte Form, während die äußere Steuerfläche des Koppelarms durch eine Kugelab schnittsfläche gebildet wird.DE-C-19 32 010 and DE-C-37 01 730 are touch probes knows, also a relative in the direction of the measuring axis slidable to a housing and by means of a universal ge steers around a pivot point lying on the measuring axis all pivoted on the side of the housing, resilient in one Have the pretensioned feeler lever. Defined here too the free button end of the probe arm protruding from the housing of the feeler lever one in the rest position of the feeler lever on the Probe reference point. The probe lever has one Coupling arm, whose, based on the pivot point, the button end far, free end one in the rest position of the feeler lever Measuring axis forms rotationally symmetrical, outer control surface. In the housing is displaceable in the direction of the measuring axis Coupling piece guided, whose position, based on the Ge housing of a measuring device, for example a dial gauge, is detected. The coupling piece has one towards the end of the button widening and open recess, which rota to the measuring axis tion-symmetrical, inner control surface on which the outer control surface of the coupling arm rests. The control surfaces are shaped so that the coupling arm both when moving the Probe arm in the direction of the measuring axis as well as when deflecting the Probe arms around the pivot point the coupling piece in the direction of Measuring axis with essentially the same proportionality factor takes along. Through a suitable choice of the curvature of the generators Control surfaces can also measure errors between axial and avoid radial measurement. The one from DE-C-19 32 010 known probe measuring device has the outer control surface of the coupling arms an essentially circular segment generatrix, whose center of circle is eccentric to the axis of rotational symmetry lies while the generatrix of the inner control surface of the Coupling piece is straight. In the case of the touch probe DE-C-37 01 730 has the inner control surface of the coupling piece a mathematically predetermined convex shape, while the outer control surface of the coupling arm by a ball cutting surface is formed.
Bei den bekannten Tastmeßgeräten kann sich der Tasthebel zur Begrenzung seiner Endauslenkung sowohl in axialer Richtung, d. h. in Richtung der Meßachse als auch in radialer Richtung, d. h. senkrecht zur Meßachse ausschließlich über die Steuer flächen an dem Gehäuse abstützen. Bei den Steuerflächen handelt es sich jedoch um Präzisionsflächen, durch die Meßfehler ausge glichen werden sollen. Übermäßige Endanschlagskräfte können diese Präzisionsflächen beschädigen.In the known touch gauges, the feeler lever can Limiting its final deflection both in the axial direction, d. H. in the direction of the measuring axis as well as in the radial direction, d. H. perpendicular to the measuring axis only via the tax Support surfaces on the housing. The control surfaces However, it is precision surfaces, due to the measurement errors should be compared. Excessive end stop forces can damage these precision surfaces.
Der Erfindung liegt unter einem ersten Aspekt das technische Problem zugrunde, Schäden an dem Tastmeßgerät zu mindern oder zu vermeiden, die durch übermäßige Tastkräfte sich ergeben könnten.The invention is technical in a first aspect Problem based on reducing damage to the probe or to avoid, which result from excessive tactile forces could.
Die Erfindung geht aus von einem Tastmeßgerät, welches umfaßt:
ein Gehäuse,
einen in Richtung einer Meßachse relativ zu dem Gehäuse ver
schiebbaren und mittels eines Universalgelenks um einen auf der
Meßachse liegenden Schwenkpunkt allseitig schwenkbar an dem
Gehäuse geführten, federnd in eine Ruhestellung vorgespannten
Tasthebel mit einem aus dem Gehäuse herausragenden Tastarm,
dessen freies Tastende einen in der Ruhestellung des Tasthebels
auf der Meßachse liegenden Tast-Bezugspunkt definiert und einem
Koppelarm, dessen, bezogen auf den Schwenkpunkt, dem Tastende
fernes, freies Ende eine in der Ruhestellung des Tasthebels zur
Meßachse rotationssymmetrische äußere Steuerfläche mit im
wesentlichen konvexer Erzeugender, insbesondere einer kreis
abschnittförmigen Erzeugenden, bildet, deren Kreismittelpunkt
exzentrisch zur Rotationssymmetrieachse liegt,
ein in dem Gehäuse in Richtung der Meßachse verschiebbar ge
führtes Kopplungsstück mit einer zum Tastende hin sich erwei
ternden und offenen Aussparung, die eine zur Meßachse rotationssymmetrische
innere Steuerfläche, insbesondere in Form
einer Kegelstumpffläche mit geradliniger Erzeugender bildet, an
der die äußere Steuerfläche des Koppelarms anliegt, wobei die
Steuerflächen so geformt sind, daß der Koppelarm sowohl beim
Verschieben des Tastarms in Richtung der Meßachse als auch beim
Aus lenken des Tastarms um den Schwenkpunkt das Kopplungsstück
in Richtung der Meßachse mitnimmt und
eine die Position des Kopplungsstücks bezogen auf das Gehäuse
erfassende Meßeinrichtung.The invention is based on a touch probe, which comprises:
a housing,
a ver in the direction of a measuring axis relative to the housing and by means of a universal joint about a pivot point lying on the measuring axis pivotable on all sides on the housing, resiliently biased to a rest position probe lever with a probe arm protruding from the housing, the free key end one in the rest position of the feeler lever on the measuring axis, and define a coupling arm, the free end of which, in relation to the pivot point, is a free end that is rotationally symmetrical to the measuring axis in the rest position of the feeler lever with an essentially convex generator, in particular a circular segment-shaped generator, forms, whose center is eccentric to the rotational symmetry axis,
a in the housing in the direction of the measuring axis slidable ge coupling piece with a towards the end of the expanding and open recess, which forms a rotationally symmetrical inner control surface to the measuring axis, in particular in the form of a truncated cone surface with a straight-line generator, on which the outer control surface of the coupling arm rests , wherein the control surfaces are shaped so that the coupling arm takes the coupling piece in the direction of the measuring axis both when moving the probe arm in the direction of the measuring axis and when steering the probe arm around the pivot point and
a measuring device detecting the position of the coupling piece relative to the housing.
Bei einem solchen Tastmeßgerät ist dem ersten Aspekt der Erfin dung vorgesehen, daß das Kopplungsstück dem freien Ende des Koppelarms benachbart eine in Richtung der Meßachse durchge hende Durchgangsöffnung hat und daß einerseits an dem Gehäuse und andererseits an dem freien Ende des Koppelarms, jedoch seitlich von dessen äußerer Steuerfläche einander zugeordnete Anschlagorgane vorgesehen sind, die zumindest für die Begren zung des Verschiebewegs des Tasthebels längs der Meßachse bei im wesentlichen auf der Meßachse liegendem Tast-Bezugspunkt durch die Durchgangsöffnung hindurch aneinander anlegbar sind.In such a touch probe, the first aspect of the invention tion provided that the coupling piece the free end of the Koppelarms adjacent one in the direction of the measuring axis has through opening and that on the one hand on the housing and on the other hand at the free end of the coupling arm, however associated with each other laterally from its outer control surface Stop organs are provided, at least for the limits tion of the displacement of the feeler lever along the measuring axis probe reference point lying essentially on the measuring axis can be placed against one another through the through opening.
Bei einem solchen Tastmeßgerät werden zumindest die bei axialen Abstandmessungen eventuell auftretenden Endanschlagskräfte unmittelbar von dem Tasthebel in das Gehäuse geleitet. Die Steuerflächen sind an der Übertragung der Endanschlagskräfte nicht beteiligt, können also nicht durch solche Kräfte beschä digt werden.In such a probe measuring device, at least those in the axial Distance measurements of any end stop forces that may occur passed directly from the feeler lever into the housing. The Control surfaces are at the transfer of the end stop forces not involved, so cannot be affected by such forces be damaged.
Eine sehr einfache Gestaltung der Anschlagorgane wird erreicht, wenn die innere Steuerfläche des Kopplungsstücks dessen Durch gangsöffnung zentrisch umschließt. Beispielsweise kann dann das Anschlagorgan des Koppelarms durch eine Anschlag-Stirnfläche des Koppelarms gebildet werden, die von der äußeren Steuer fläche des Koppelarms zentrisch umschlossen wird. Das Anschlag organ des Gehäuses kann beispielsweise als in Richtung der Meßachse vorstehender Vorsprung ausgebildet sein, der durch die Durchgangsöffnung hindurch in Anlagekontakt zur Anschlag-Stirn fläche des Koppelarms treten kann. Die Anschlagorgane können integral an dem Gehäuse oder dem Tasthebel angeformt sein; zumindest eines der Anschlagorgane kann auch durch einen ela stischen Puffer gebildet sein.A very simple design of the stop elements is achieved if the inner control surface of the coupling piece whose through centrally encloses the passage opening. For example, that Stop element of the coupling arm through a stop face of the coupling arm are formed by the external tax surface of the coupling arm is centrally enclosed. The attack organ of the housing can, for example, as in the direction of Measuring axis protruding projection formed by the Through opening in contact with the stop forehead surface of the coupling arm can occur. The stop organs can be integrally formed on the housing or the feeler lever; at least one of the stop members can also by an ela tical buffer be formed.
In einer bevorzugten Ausgestaltung werden auch die bei Quer auslenkung des Tastendes eventuell sich ergebenden Endan schlagskräfte nicht von den Steuerflächen aufgenommen, sondern von gesonderten Anschlagorganen. Es ist zweckmäßigerweise vorgesehen, daß an dem Kopplungsstück seitlich von dessen innerer Steuerfläche und an dem Koppelarm seitlich von dessen äußerer Steuerfläche ringförmig die Meßachse umschließende Anschlagorgane vorgesehen sind, die bei Auslenkung des Tast hebels um den Schwenkpunkt aneinander anlegbar sind. Bei Quer auslenkung auftretende Endanschlagskräfte werden zwar nicht unmittelbar in das Gehäuse abgeleitet, jedoch werden auch hier die empfindlichen Steuerflächen geschont. Bei dem ringförmigen weiteren Anschlagorgan des Kopplungsstücks kann es sich um die Innenfläche der auch die innere Steuerfläche bildenden Aus sparung des Kopplungsstücks handeln. Eine solche Innenfläche läßt sich mit hinreichender Präzision leicht herstellen, ins besondere wenn es sich um eine zylindrische Innenfläche han delt. Gleichfalls einfach herstellbar ist das ringförmige weitere Anschlagorgan des Koppelarms, wenn es als äußere Um fangsfläche eines Ringvorsprungs oder dergleichen des Koppel arms ausgebildet ist.In a preferred embodiment, those at Quer deflection of the key end, possibly resulting end impact forces are not absorbed by the control surfaces, but of separate stop elements. It is convenient provided that on the coupling piece laterally from its inner control surface and on the coupling arm to the side of it outer control surface annularly enclosing the measuring axis Stop organs are provided which upon deflection of the key lever can be placed against each other around the pivot point. At cross deflection occurring end stop forces are not derived directly into the housing, however, here too the sensitive control surfaces are protected. With the ring-shaped further stop member of the coupling piece can be the Inner surface of the Aus also forming the inner control surface act saving of the coupling piece. Such an inner surface can be easily manufactured with sufficient precision, ins especially if it is a cylindrical inner surface delt. It is also easy to manufacture further stop organ of the coupling arm if it as an outer order catch surface of an annular projection or the like of the coupling arms is formed.
Belastungsschäden an einem Tastmeßgerät der vorstehend erläu terten Art können nicht nur auf Grund von Endanschlagskräften auftreten, sondern auch bei übermäßiger Beschleunigung des Tasthebels durch zu schnelles Anfahren des Tastendes an den zu messenden Gegenstand. Die üblicherweise als mechanische Meßuhr ausgebildete Meßeinrichtung setzt der Beschleunigung des Tast hebels und dem über die Steuerflächen in Anlagekontakt mit dem Tasthebel stehenden Kopplungsstück eine gewisse Trägheitsmasse entgegen, die über die Steuerflächen beschleunigt werden muß. Auf das Tastende des Tasthebels wirkende Stoßbeschleunigungs kräfte können nicht nur die Steuerflächen beschädigen, sondern auch den Mechanismus der Meßuhr. Einem zweiten Aspekt der Erfindung liegt das technische Problem zugrunde, durch Stoßbe lastungen des Tastmeßgeräts entstehende Schäden zu mindern bzw. zu vermeiden.Load damage to a touch probe of the above tter type can not only because of end stop forces occur, but also with excessive acceleration of the Touch lever by moving the end of the button too quickly to the measuring object. Usually as a mechanical dial gauge trained measuring device sets the acceleration of the probe lever and that via the control surfaces in system contact with the Coupling lever standing a certain inertial mass counter, which must be accelerated via the control surfaces. Shock acceleration acting on the button end of the button Forces can not only damage the control surfaces, they can also the mechanism of the dial gauge. A second aspect of Invention is based on the technical problem, by Stoßbe reduce the damage to the probe to avoid.
Auch unter dem zweiten Aspekt geht die Erfindung von dem be reits unter dem ersten Aspekt erläuterten Tastmeßgerät aus und ist dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Kopplungsstück und dem Gehäuse eine das Kopplungsstück zum Tastende hin vorspan nende Rückstellfeder eingespannt ist, daß im Stellantriebsweg der Meßeinrichtung zwischen dieser und dem Kopplungsstück eine Spielkupplung vorgesehen ist, die ein Bewegungsspiel des Kopp lungsstücks relativ zur Meßeinrichtung zuläßt und daß der Spielkupplung eine das Bewegungsspiel ausgleichende, insbeson dere entgegen der Kraft der Rückstellfeder ausgleichende Spiel ausgleichsfeder zugeordnet ist. Die Spielausgleichsfeder spannt die Spielkupplung in eine spielfreie Stellung, in der Stell kräfte von dem Kopplungsstück auf die Meßeinrichtung spielfrei übertragen werden. Die Spielkupplung ist jedoch nicht in der Lage auch Stoßbeschleunigungskräfte des Kopplungsstücks auf die träge Mechanik der Meßeinrichtung zu übertragen. Die Spielkupp lung öffnet in einem solchen Fall gegen die Kraft der Spielaus gleichsfeder kurzzeitig und hält Stoßbelastungskräfte von der Meßeinrichtung fern. Mit Verschwinden der Stoßbelastungskräfte schließt die Spielkupplung erneut in der dann durch das Kopp lungsstück bestimmten Meßstellung. Bei der Spielausgleichsfeder kann es sich um eine in der Meßeinrichtung ohnehin für deren Betrieb erforderliche Feder handeln, beispielsweise um eine innere Rückstellfeder einer Meßuhr. So kommt man zu einer vergleichsweise einfachen Konstruktion, wenn die Meßeinrichtung einen mit Spiel in eine Kupplungsöffnung des Kopplungsstücks eingreifenden Kupplungsstift aufweist, den die Spielausgleichs feder vom Tastende weg in Richtung der Meßachse spannt.The invention also proceeds from the second aspect already from the first aspect explained probe and is characterized in that between the coupling piece and the housing a the coupling piece to the end of the button Return spring is clamped that in the actuator travel the measuring device between this and the coupling piece Game clutch is provided, which is a movement game of the Kopp lungs piece relative to the measuring device and that Game clutch a the movement game balancing, in particular counterbalancing game against the force of the return spring balancing spring is assigned. The play compensation spring tensions the play clutch in a play-free position, in the position forces from the coupling piece on the measuring device without play be transmitted. However, the game clutch is not in the Location also acceleration forces of the coupling piece on the slow mechanics of the measuring device. The play clutch In such a case, lung opens against the force of the game same time spring and keeps shock loads from the Remote measuring device. With the disappearance of the shock loads closes the clutch again in the then through the Kopp piece determined measuring position. With the play compensation spring can it be in the measuring device for its anyway Operation required spring, for example a inner return spring of a dial gauge. How to get one comparatively simple construction if the measuring device one with play in a coupling opening of the coupling piece engaging coupling pin that the game compensation clamps spring away from the end of the button in the direction of the measuring axis.
Als weitere Maßnahme zum Schutz empfindlicher Baukomponenten des Tastmeßgeräts ist es beispielsweise aus DE-A-41 00 323 bekannt, daß der Tastarm ein Soll-Bruchteil aus sprödem Ma terial, insbesondere Keramik aufweist, das zwischen dem Univer salgelenk und dem Tastende eingefügt ist. Ein solches Soll- Bruchteil kann zweckmäßigerweise auch bei dem erfindungsgemäßen Meßtaster vorgesehen. Bei übermäßiger Anschlagbelastung bricht das Tastende ab, wodurch insbesondere die Steuerflächen und die Meßeinrichtung vor Beschädigung geschützt werden. Bei der nachfolgenden Reparatur des Tasters muß das Soll-Bruchteil erneuert werden, wobei allerdings der Tastarm zum Universalge lenk und zum Steuerarm ausgerichtet und abstandjustiert werden muß. Um dies auf einfache Weise zu ermöglichen, ist in einer bevorzugten Ausgestaltung vorgesehen, daß das Soll-Bruchteil in einem axiale und radiale Paßflächen aufweisenden Sockelelement befestigt ist, das seinerseits in einer axiale und radiale Gegen-Paßflächen bildenden Steckaufnahmeöffnung eines den Koppelarm aufweisenden, von dem Universalgelenk geführten Bauteils positioniert ist, wobei das Sockelelement mit einem Ende eines Toleranzausgleichsstifts verbunden ist, dessen anderes Ende im Abstand vom Sockelelement mit dem Bauteil verbunden ist. Das Sockelelement wird auf diese Weise unabhän gig von seiner sonstigen betriebsmäßigen Fixierung über die Paßflächen axial und radial relativ zum Schwenkpunkt und zu dem Koppelarm positioniert. Der Toleranzausgleichsstift übernimmt die axiale Fixierung und gleicht, da er lediglich im Bereich seiner Enden mit dem Sockelelement einerseits und dem Bauteil andererseits verbunden ist, eventuell vorhandene Toleranzen dieser Befestigungsstellen aus.As a further measure to protect sensitive components of the touch probe is, for example, from DE-A-41 00 323 known that the probe arm a target fraction from brittle Ma material, in particular ceramic, which between the Univer sal articulation and the button end is inserted. Such a target A fraction can expediently also in the case of the invention Probe provided. Breaks in the event of excessive impact the button end, which in particular the control surfaces and the Protect the measuring device from damage. In the subsequent repair of the button must be the target fraction be renewed, however, the probe arm to the Universalge steer and aligned to the control arm and distance adjusted got to. To make this possible in a simple way, is in one preferred embodiment provided that the target fraction in a base element with axial and radial mating surfaces is attached, which in turn in an axial and radial Mating receptacle opening forming a counter-fitting surface Coupling arm, guided by the universal joint Positioned component, the base element with a End of a tolerance compensation pin is connected, the other end at a distance from the base element with the component connected is. In this way, the base element becomes independent gig of his other operational fixation on the Mating surfaces axially and radially relative to the pivot point and to the Coupling arm positioned. The tolerance compensation pin takes over the axial fixation and resembles, since it is only in the area its ends with the base element on the one hand and the component on the other hand, any existing tolerances of these attachment points.
In einer einfachen und damit zweckmäßigen Ausgestaltung ist das Universalgelenk als Kugelgelenk ausgebildet, dessen Gelenkkugel einstückig mit dem Koppelarm verbunden ist und dessen Kugel pfanne in eine zylindrische, zur Meßachse zentrische Kugelfüh rung übergeht. Der Koppelarm und die Gelenkkugel bilden hierbei eine Baueinheit, die ein zur Meßachse zentrisches, die Steck aufnahmeöffnung bildendes Sackloch enthält, das den Toleranz ausgleichsstift zwischen dessen Enden mit Abstand umschließt.In a simple and therefore practical embodiment, that is Universal joint designed as a ball joint, the joint ball is integrally connected to the coupling arm and its ball pan in a cylindrical ball guide centered on the measuring axis tion passes. The coupling arm and the joint ball form here a unit that is a center to the measuring axis, the plug Includes blind hole forming the tolerance opening compensating pin between its ends encloses at a distance.
Um die axiale Baulänge des Tastmeßgeräts möglichst gering halten zu können, ist zweckmäßigerweise vorgesehen, daß das Kopplungsstück als den Koppelarm umschließende, in einer zylin drischen, zur Meßachse zentrischen Führungsöffnung des Gehäuses verschiebbare Hülse ausgebildet ist, deren Innenmantel im Bereich des dem Schwenkpunkt fernen Hülsenendes unter Bildung der inneren Steuerfläche vom Schwenkpunkt weg, insbesondere in Form einer Kegelstumpffläche mit geradliniger Erzeugender ver engt ist, und daß zur Führung der Hülse in der Führungsöffnung des Gehäuses am Außenmantel der Hülse in axialem Abstand von einander zwei radial vorstehende Führungsflansche vorgesehen sind. Die Hülse hat zweckmäßigerweise im wesentlichen gleichmä ßige Wandstärke und zwar auch im Bereich ihrer inneren Steuer fläche. Ihre Außenkontur folgt damit im wesentlichen der Innen kontur. Eine solche Hülse hat vergleichsweise geringes Gewicht, was das Trägheitsmoment der Hülse und damit die Gefahr von Stoßbelastungsschäden der Steuerflächen mindert.To keep the axial length of the probe as small as possible To be able to hold, it is conveniently provided that the Coupling piece as the coupling arm, in a zylin Drical, guide opening of the housing centered on the measuring axis slidable sleeve is formed, the inner jacket in Area of the sleeve end distant from the pivot point with formation the inner control surface away from the pivot point, especially in Shape of a truncated cone surface with a straight line ver is narrow, and that for guiding the sleeve in the guide opening of the housing on the outer jacket of the sleeve at an axial distance from two radially projecting guide flanges are provided are. The sleeve expediently has substantially the same ß wall thickness and also in the area of their internal tax surface. Your outer contour thus essentially follows the inside contour. Such a sleeve is comparatively light in weight, what the moment of inertia of the sleeve and thus the risk of Impact damage to the control surfaces is reduced.
In einer bevorzugten Ausgestaltung haben die Führungsflansche ringförmige Führungsflächen, die wenigstens bei im Bereich seiner Ruhelage sich befindendem Tasthebel sämtlich im wesent lichen auf der zum Schwenkpunkt gelegenen Seite der Stelle gegenseitiger Anlage der Steuerflächen gelegen sind. Durch eine solche Gestaltung wird erreicht, daß die Hülse bezüglich beider Führungsflächen vom Koppelarm hier ausschließlich ziehend bewegt wird, was die an den Führungsflächen wirksamen Reibungs kräfte mindert. Auch durch diese Maßnahme wird die Gefahr von Stoßbelastungsschäden an den Steuerflächen gemindert und es werden Meßhysteresefehler verkleinert.In a preferred embodiment, the guide flanges have annular guide surfaces, at least in the area its rest position of the feeler lever all in essence lichen on the side of the point to the pivot point mutual arrangement of the control surfaces are located. By a such design is achieved that the sleeve with respect to both Only pulling guide surfaces from the coupling arm here is moved, which is the effective friction on the guide surfaces reduces strength. This measure also increases the risk of Impact damage to the control surfaces diminished and it measurement hysteresis errors are reduced.
Im folgenden wird die Erfindung anhand einer Zeichnung näher erläutert. Die Zeichnung zeigt einen Axiallängsschnitt eines Tastmeßgeräts gemäß der Erfindung.In the following the invention will be described in more detail with reference to a drawing explained. The drawing shows an axial longitudinal section of a Probe measuring device according to the invention.
Das allgemein mit 1 bezeichnete Tastmeßgerät umfaßt ein Gehäuse 3, an dem ein allgemein mit 5 bezeichneter Tasthebel in Rich tung einer durch das Gehäuse 3 definierten Meßachse 7 ver schiebbar geführt ist. Der Tasthebel 5 ist mittels eines Uni versalgelenks in Form eines Kugelgelenks 9 darüber hinaus um einen auf der Meßachse 7 liegenden Schwenkpunkt 11 allseitig schwenkbar an dem Gehäuse 3 geführt und wird von einer Rück stellfeder 13 in nachfolgend noch näher erläuterten Weise in die in der Zeichnung dargestellte Ruhestellung federnd vor gespannt. Der Tasthebel 5 hat einen aus dem Gehäuse heraus ragenden Tastarm 15, dessen freies, durch eine Kugel gebildetes Tastende 17 einen in der Ruhestellung des Tasthebels 5 auf der Meßachse 7 liegenden Tast-Bezugspunkt 19 definiert. Bezogen auf den Schwenkpunkt 11 ragt ein Koppelarm 21 des Tasthebels 5 entgegengesetzt zum Tastarm 15 in eine kreiszylindrische, zur Meßachse 7 zentrische Führungsöffnung 23 des Gehäuses 3 hinein. In der Führungsöffnung 23 ist ein im wesentlichen hülsenförmi ges Kopplungsstück 25 in Richtung der Meßachse 7 verschiebbar geführt. Einer an dem Gehäuse 3 gehaltene Meßuhr 27 oder andere Meßeinrichtung erfaßt die Position des Kopplungsstücks 25 relativ zum Gehäuse 3.The generally designated 1 touch probe includes a housing 3 on which a generally designated 5 probe lever in Rich direction of a housing 3 defined by the measuring axis 7 is guided ver. The feeler lever 5 is by means of a uni universal joint in the form of a ball-and-socket joint 9 moreover pivoted on all sides on the housing 3 about a pivot point 11 lying on the measuring axis 7 and is actuated by a return actuating spring 13 in a manner explained in more detail below in the manner shown in the drawing Rest position resilient before tensioned. The feeler lever 5 has a feeler arm 15 protruding from the housing, the free feeler end 17 formed by a ball defining a feeler reference point 19 lying on the measuring axis 7 in the rest position of the feeler lever 5 . Relative to the pivot point 11 , a coupling arm 21 of the feeler lever 5 projects opposite to the feeler arm 15 into a circular cylindrical guide opening 23 of the housing 3 which is central to the measuring axis 7 . In the guide opening 23 a substantially sleeve-shaped coupling piece 25 is guided displaceably in the direction of the measuring axis 7 . A dial gauge 27 or other measuring device held on the housing 3 detects the position of the coupling piece 25 relative to the housing 3 .
Das Kopplungsstück 25 hat im Bereich seines, dem Schwenkpunkt 11 axial fernen Endes eine innere Steuerfläche 29 in Form einer Kegelstumpffläche mit geradliniger Erzeugender, mit der es an einer am freien Ende des Koppelarms 21 gebildeten konvexen äußeren Steuerfläche 31 des Tasthebels 5 anliegt. Die innere Steuerfläche 29 ist zur Meßachse 7 rotationssymmetrisch, wäh rend die äußere Steuerfläche 31 zu der in der Ruhestellung des Tasthebels 5 mit der Meßachse 7 zusammenfallenden Geraden durch den Tast-Bezugspunkt 19 und den Schwenkpunkt 11 rotationssym metrisch ist. Die äußere Steuerfläche 31 hat eine kreisab schnittförmige Erzeugende, deren Kreismittelpunkt exzentrisch zu dieser Geraden liegt. Die mit ihrem einen Ende in einer Ringnut 33 des Bodens der Führungsöffnung 23 und mit ihrem anderen Ende an einem Ringansatz 35 des Kopplungsstücks 25 geführte Rückholfeder 13 spannt das Kopplungsstück 25 in Rich tung auf das Tastende 17 zu vor und sorgt zugleich für einen Anlagekontaktdruck der aneinander anliegenden Steuerflächen 29, 31.The coupling piece 25 has in the area of its end axially distant from the pivot point 11 an inner control surface 29 in the form of a truncated cone surface with a straight line generator, with which it rests on a convex outer control surface 31 of the feeler lever 5 formed at the free end of the coupling arm 21 . The inner control surface 29 is rotationally symmetrical to the measuring axis 7 , while the outer control surface 31 is rotationally symmetrical to the straight line coinciding with the measuring axis 7 in the rest position of the sensing lever 5 through the tactile reference point 19 and the pivot point 11 . The outer control surface 31 has a circular section-shaped generatrix, the center of which is eccentric to this straight line. That of the bottom of the guide hole 23 and with its other end on an annular shoulder 35 of the coupling piece 25 out return spring 13 with one end thereof in an annular groove 33 biases the coupling piece 25 in Rich tung on the sensing end 17 to front whilst ensuring a bearing contact pressure of the mutually adjacent control surfaces 29 , 31 .
Im Betrieb wird das Tastmeßgerät 1 mittels eines bei 37 ange deuteten, zur Meßachse 7 gleichachsigen Steilkegelschafts in einer Werkzeugmaschine oder einem Meßgerät oder dergleichen gehalten. Bei einer im Meßbetrieb sich ergebenden Stellbewegung des Tastendes 17 in Richtung der Meßachse 7 nimmt der Koppelarm 21 das Kopplungsstück 25 mit, welches seinerseits die Meßuhr 27 stellt. Bei einer Stellbewegung des Tastendes 17 quer zur Meßachse 7 schwenkt der Koppelarm 21 um den durch das Kugelge lenk 9 definierten Schwenkpunkt 11. Die bei dieser Schwenkbewe gung des Koppelarms 21 entlang ihrer Erzeugenden aneinander gleitenden Steuerflächen 29, 31 setzen die Schwenkbewegung des Tasthebels 5 in eine axiale Bewegung der Kopplungshülse 25 um, derart, daß die Meßuhr 27 den radialen Abstand des Tast-Bezugs punkts 19 von der Meßachse 7 mißt. Durch die erläuterte Gestal tung der Steuerflächen 29, 31 wird erreicht, daß der radiale Abstand des Tast-Bezugspunkts 19 von der Meßachse 7 in einem linear proportionalen 1 : 1 Verhältnis in den durch die Schwenkbewegung des Tasthebels 5 bewirkten axialen Stellhub des Kopplungsstücks 25 umgesetzt wird.In operation, the touch probe 1 is held in a machine tool or a measuring device or the like by means of a steep taper shank indicated at 37, which is coaxial with the measuring axis 7 . When there is an actuating movement of the pushbutton end 17 in the direction of the measuring axis 7 during the measuring operation, the coupling arm 21 takes along the coupling piece 25 , which in turn sets the dial gauge 27 . In an adjusting movement of the tentative 17 transverse to the measuring axis 21 pivots the link arm 7 to the steering by the Kugelge 9 defined pivot point. 11 In this pivotal movement of the coupling arm 21 along their generatrix sliding control surfaces 29 , 31 implement the pivoting movement of the feeler lever 5 in an axial movement of the coupling sleeve 25 , such that the dial gauge 27 the radial distance of the tactile reference point 19 from the measuring axis 7 measures. Through the explained design of the control surfaces 29 , 31 it is achieved that the radial distance of the probe reference point 19 from the measuring axis 7 is implemented in a linearly proportional 1: 1 ratio in the axial actuating stroke of the coupling piece 25 caused by the pivoting movement of the probe lever 5 .
Das Kugelgelenk 9 hat eine integral mit dem Koppelarm 21 ausge bildete, zur Gelenkachse 11 zentrische Gelenkkugel 38, die in einem die Führungsöffnung 23 zum Tastende 17 hin begrenzenden Gelenkpfannenteil 39 sitzt. Das Gelenkpfannenteil 39 ist in das Gehäuse 3 eingeschraubt und setzt sich dem Tastende 17 ent gegengesetzt in einer zylindrischen Führung 41 fort, die die Gelenkkugel 38 bei der axialen Verschiebebewegung des Tast hebels 5 radial zur Meßachse 7 führt. Zur Sicherung des Tast hebels 5 gegen Verdrehen um die Meßachse 7 ist in einer den Schwenkpunkt 11 in der Ruhestellung des Tasthebels 5 einschlie ßenden, achsnormalen Ebene ein Stift 43 an dem Gelenkpfannen teil 39 vorgesehen, der in einen in einer Axiallängsschnitt ebene des Tasthebels 5 in der Gelenkkugel 38 sich erstreckenden Schlitz 45 eingreift.The ball joint 9 has an integrally formed with the coupling arm 21 , to the joint axis 11 central joint ball 38 , which sits in a guide opening 23 to the push button end 17 delimiting socket part 39 . The joint socket part 39 is screwed into the housing 3 and continues the probe end 17 in opposite directions in a cylindrical guide 41 which guides the joint ball 38 radially to the measuring axis 7 during the axial displacement movement of the probe lever 5 . To secure the feeler lever 5 against rotation about the measuring axis 7 , in a pivot point 11 in the rest position of the feeler lever 5 including axis-normal plane, a pin 43 is provided on the joint socket part 39 , which is in a plane in an axial longitudinal section of the feeler lever 5 in the joint ball 38 engages extending slot 45 .
Der aus dem Gehäuse 3 vorstehende Tastarm 15 kann im Meßbetrieb aus Unachtsamkeit oder dergleichen Stoßbelastungen ausgesetzt sein oder aber der Tastarm 15 wird axial oder radial bis an seine Hubgrenzen ausgelenkt. Für eine axiale Hubbegrenzung der Bewegung des Tasthebels 5 hat das Kopplungsstück 25 dem freien Ende des Koppelhebels 21 benachbart eine zentrische Durch trittsöffnung 47, in der eine von der äußeren Steuerfläche 31 des Koppelhebels 21 umschlossene Anschlagfläche 49 zum Boden der Führungsausnehmung 23 des Gehäuses 3 hin freiliegt. Vom Boden der Führungsausnehmung 23 steht zentrisch zur Meßachse 7 ein zapfenartiger Vorsprung 51 ab, der in die Durchtrittsöff nung 47 eingreifen kann und mit seiner Stirnfläche 53 an der Anschlagfläche 49 zur axialen Hubbegrenzung anlegbar ist. Axial auf das Tastende 17 wirkende Anschlagkräfte werden auf diese Weise direkt in das Gehäuse 3 geleitet, werden also nicht von den Steuerflächen 29, 31 aufgenommen.The probe arm 15 protruding from the housing 3 can be subjected to impact loads in the measuring mode due to carelessness or the like, or the probe arm 15 is deflected axially or radially up to its stroke limits. For an axial stroke limitation of the movement of the feeler lever 5 , the coupling piece 25 has the free end of the coupling lever 21 adjacent to a central passage opening 47 in which a stop surface 49 enclosed by the outer control surface 31 of the coupling lever 21 is exposed to the bottom of the guide recess 23 of the housing 3 . From the bottom of the guide recess 23 is a pin-like projection 51 from the center of the measuring axis 7 , which can engage in the passage opening 47 and can be applied with its end face 53 to the stop surface 49 for axial stroke limitation. In this way, stop forces acting axially on the pushbutton end 17 are conducted directly into the housing 3 and are therefore not absorbed by the control surfaces 29 , 31 .
Um die radiale Hubbewegung zu begrenzen, ist im Bereich des freien Endes des Koppelarms 21 ein Ringwulst 55 angeformt, dessen Umfangsfläche 57 zur radialen Hubbegrenzung des Tast hebels 5 an eine axial seitlich der inneren Steuerfläche 29 anschließende, ringzylindrische innere Anschlagfläche 59 des Kopplungsstücks 25 anschlägt. Auch hier werden Anschlagkräfte nicht von den Steuerflächen 29, 31 aufgenommen. In order to limit the radial stroke movement, an annular bead 55 is formed in the region of the free end of the coupling arm 21 , the circumferential surface 57 of which, for radial stroke limitation of the feeler lever 5 , strikes an annular cylindrical inner stop surface 59 of the coupling piece 25 that adjoins the inner control surface 29 laterally. Here, too, stop forces are not absorbed by the control surfaces 29 , 31 .
Einen weiteren Schutz der Steuerflächen 29, 31, wie auch der Meßuhr 27 ermöglicht ein als Keramikhülse ausgebildetes Soll- Bruchteil 61 des Tastarms 15. Das Soll-Bruchteil 61 verbindet die Kugel des Tastendes 17 mit einem einstückig die Gelenkkugel 38 und den Koppelarm 21 umfassenden Bauelement. Bei übermäßig großen radialen Anschlagkräften bricht das Tastende 17 ab, wodurch die Steuerflächen 29, 31 und die Meßuhr 27 vor Beschä digung geschützt werden. Um das Soll-Bruchteil 21 in einem solchen Fall problemlos auswechseln zu können, ist das dem Tastende 17 abgewandte Ende des Soll-Bruchteils 61 in einem Sockelelement 63 befestigt. Das Sockelelement 63 sitzt mit radialem Paßsitz in einem zentrischen Sackloch 65 des durch die Gelenkkugel 38 und den Koppelhebel 21 gebildeten Bauteils und wird durch eine zum Schwenkpunkt 11 hinweisende axiale Paß fläche 67 des Sockelelements axial positioniert. Für die axiale Fixierung ist ein in Richtung des Tastarms 15 sich erstrecken der Toleranzausgleichsstift 69 vorgesehen, der mit seinem einen Ende an dem Sockelelement 63 und mit seinem anderen, in axialem Abstand von dem Sockelelement 63 gelegenen Ende an der Kugelge lenk-Koppelarm-Baueinheit befestigt, beispielsweise jeweils angeschraubt ist. Der Toleranzausgleichsstift verläuft zwischen seinen Befestigungsenden mit radialem Abstand von dem Sackloch 65 und sorgt dafür, daß die axialen Fixierungskräfte unabhängig von der Lage der axialen und radialen Paßflächen des Sockel element 63 in die Baueinheit geleitet werden können.A further protection of the control surfaces 29 , 31 , as well as the dial gauge 27, is made possible by a predetermined fraction 61 of the probe arm 15 which is designed as a ceramic sleeve. The predetermined fraction 61 connects the ball of the push button end 17 with a component which integrally comprises the joint ball 38 and the coupling arm 21 . If the radial stop forces are excessively large, the key end 17 breaks off, as a result of which the control surfaces 29 , 31 and the dial gauge 27 are protected from damage. In order to be able to easily replace the predetermined fraction 21 in such a case, the end of the predetermined fraction 61 facing away from the button end 17 is fastened in a base element 63 . The base element 63 is seated with a radial fit in a central blind hole 65 of the component formed by the joint ball 38 and the coupling lever 21 and is axially positioned by an axial fitting surface 67 pointing towards the pivot point 11 of the base element. For the axial fixation an extend in the direction of the probe arm 15 , the tolerance compensation pin 69 is provided, which is fastened with its one end to the base element 63 and with its other end located at an axial distance from the base element 63 on the Kugelge steering-coupling arm assembly , for example, is screwed on. The tolerance compensation pin runs between its fastening ends at a radial distance from the blind hole 65 and ensures that the axial fixing forces element 63 can be passed into the assembly regardless of the position of the axial and radial mating surfaces of the base.
Das Kopplungsstück 25 hat im Bereich seiner axialen Enden je einen Ringflansch 21, 73, der mit seiner äußeren Umfangsfläche an der Führungsbohrung 23 axial verschiebbar radial geführt ist. Axial zwischen den Führungsflanschen 71, 73 verläuft das Kopplungsstück 25 mit radialem Abstand von der Führungsöffnung 23 und zwar so, daß die Außenkontur des Kopplungsstücks 25 im wesentlichen der Innenkontur unter Einhaltung einer im wesent lichen gleichbleibenden Wandstärke folgt. Auf diese Weise kann das Gewicht des Kopplungsstücks 25 und damit die Trägheitsmasse des Kopplungsstücks 25 verringert werden. Das Kopplungsstück 25 kann auf diese Weise Stoßbeschleunigungen des Tasthebels 5 besser folgen.The coupling piece 25 has in the region of its axial ends each an annular flange 21 , 73 which is guided radially axially displaceably with its outer circumferential surface on the guide bore 23 . Axially between the guide flanges 71 , 73 , the coupling piece 25 extends at a radial distance from the guide opening 23 and in such a way that the outer contour of the coupling piece 25 essentially follows the inner contour while maintaining a substantially constant wall thickness. In this way, the weight of the coupling piece 25 and thus the inertial mass of the coupling piece 25 can be reduced. The coupling piece 25 can follow shock accelerations of the feeler 5 better in this way.
Wie die Zeichnung zeigt, liegen die zur Führung des Kopplungs stücks 25 ausgenutzten Umfangsflächen der Führungsflansche 71, 73 in der Ruhelage des Tasthebels 5 beide auf der zum Tastende 17 hin gelegenen Seite der in der Ruhestellung sich ergebenden Anlagekontaktstelle der Steuerflächen 29, 31. Auf diese Weise wird die Ruhereibung beider Führungsflansche 71, 73 ziehend überwunden, was sich günstig auf die Leichtgängigkeit des Kopplungsstücks 25 auswirkt.As the drawing shows, the circumferential surfaces of the guide flanges 71 , 73 used for guiding the coupling piece 25 are in the rest position of the feeler lever 5, both on the end of the button 17 facing the resulting contact point of the control surfaces 29 , 31 in the rest position. In this way, the idle friction of both guide flanges 71 , 73 is overcome by pulling, which has a favorable effect on the smooth movement of the coupling piece 25 .
Die Meßuhr 27 ist über einen in Richtung der Meßachse 7 be weglichen Kupplungsstift 75 mit dem Kopplungsstück 25 gekup pelt. Der Kupplungsstift 75 wirkt auf den Meß- und Anzeigeme chanismus der Meßuhr 27 und wird von einer bei 77 angedeuteten Feder direkt oder indirekt entgegen der Kraft der Rückstell feder 13 belastet. Der Kupplungsstift 75 greift mit Spiel in Richtung der Meßachse 7 in eine in dieser Richtung langge streckte Kupplungsöffnung 79 des Kopplungsstücks 25, wobei die Feder 77 den Kupplungsstift 75 gegen den vom Tastende 17 abge wandten Rand der Kupplungsöffnung 79 spannt und das durch die Übergröße der Kupplungsöffnung 79 ermöglichte Spiel ausgleicht. Die Kraft der Feder 77 ist, bezogen auf das Kopplungsstück 25 kleiner als die Kraft der Rückstellfeder 13.The dial gauge 27 is a pelt gekup be in the direction of the measuring axis 7 moveable coupling pin 75 with the coupling piece 25th The coupling pin 75 acts on the measuring and display mechanism of the dial gauge 27 and is loaded by a spring indicated at 77 directly or indirectly against the force of the return spring 13 . The coupling pin 75 engages with play in the direction of the measuring axis 7 in a in this direction langge stretched coupling opening 79 of the coupling piece 25 , the spring 77 tensioning the coupling pin 75 against the edge of the coupling opening 79 facing away from the push button end 17 and that by the oversize of the coupling opening 79 enabled game balances. The force of the spring 77 is, based on the coupling piece 25, less than the force of the return spring 13 .
Im Normalbetrieb liegt der Kupplungsstift 75 unter Ausgleich des Kupplungsspiels am Rand der Kupplungsöffnung 79 an. Bei übermäßiger Beschleunigung des Tastendes, beispielsweise durch axiale oder radiale Stoßbelastung des Tastarms 15 muß der Kopplungsarm 21 lediglich die träge Masse des Kopplungsstücks 25 beschleunigen, nicht aber die träge Masse des Meßmechanismus der Meßuhr 27. Der von der trägen Masse des Mechanismus der Meßuhr 27 zurückgehaltene Kupplungsstift 75 hebt dann vorne Rand der Kupplungsöffnung 79 ab. Die Feder 77 gleicht das Kupplungs spiel zeitlich verzögert aus. Auf diese Weise können die auf den Meßmechanismus der Meßuhr 27 und auch auf die Steuerflächen 29, 31 wirkende Stoßbelastungskräfte verringert werden.In normal operation, the coupling pin 75 rests against the edge of the coupling opening 79 while compensating for the coupling play. If the end of the key is accelerated excessively, for example due to axial or radial shock loading of the probe arm 15 , the coupling arm 21 only has to accelerate the inert mass of the coupling piece 25 , but not the inert mass of the measuring mechanism of the dial indicator 27 . The coupling pin 75 retained by the inertial mass of the mechanism of the dial gauge 27 then lifts off the front edge of the coupling opening 79 . The spring 77 compensates for the clutch with a time delay. In this way, the impact loading forces acting on the measuring mechanism of the dial gauge 27 and also on the control surfaces 29 , 31 can be reduced.
Die Achse des Steilkegelschafts 37 muß gleichachsig zu der durch die übrigen Komponenten des Tastmeßgeräts 1 bestimmten Meßachse 7 verlaufen. Um Fluchtungsfehler ausgleichen zu kön nen, ist das Gehäuse 3 an dem Steilkegelschaft 37 mittels eines Adapters 81 befestigt, der eine achsparallele Justierung der Meßachse 7 des Gehäuses 3 relativ zur Achse des Steilkegel schafts 37 erlaubt. Der Adapter 81 hat einen im Paßsitz in einer zentrischen durchgehenden Bohrung 83 des Steilkegel schafts 37 sitzenden Schaft 85 und wird mittels einer bei 87 angedeuteten Klemmschraube an dem Steilkegelschaft 37 auswech selbar gehalten. Zwischen dem Steilkegelschaft 37 und dem Gehäuse 3 trägt der Schaft 85 einen Ringflansch 89 mit einer zur Achse des Steilkegelschafts 37 exakt senkrecht verlaufen den, planen Anlagefläche 91 für das Gehäuse 3. In die Anlage fläche 91 ist zentrisch eine Zentrieröffnung 93 eingesenkt, in die mit radialem Spiel ein vom Gehäuse 3 abstehender Zentrier zapfen 95 eingreift. Wenigstens drei am Umfang des Ringflan sches 89 verteilt angeordnete, radiale Justierschrauben 97 erlauben eine radiale Justierung des an der Anlagefläche 91 verschiebbar geführten Gehäuses 3. Eine zentrische Befesti gungsschraube 99 hält das Gehäuse 3 am Adapter 81. Für die radiale Justierung des Gehäuses 3 relativ zu dem Steilkegel schaft 37 wird die Schraube 99 zunächst leicht angezogen, um das Gehäuse 3 etwas gegen die Anlagefläche 91 zu spannen. Nach der Justierung halten die Justierschrauben 97 das Gehäuse 3 in der gewünschten Lage fest, bis die Schraube 99 vom gehäusefern en Ende des Steilkegelschafts 37 her festgezogen ist.The axis of the steep taper shank 37 must run coaxially with the measuring axis 7 determined by the other components of the touch probe 1 . In order to compensate for misalignments, the housing 3 is fastened to the steep taper shank 37 by means of an adapter 81 which allows an axis-parallel adjustment of the measuring axis 7 of the housing 3 relative to the axis of the steep taper shank 37 . The adapter 81 has a snug fit in a central through bore 83 of steep taper stem 37 seated shaft 85 and is auswech by means of a clamping screw, indicated at 87 on the taper shank 37 held gels on. Between the steep taper shank 37 and the housing 3 , the shank 85 carries an annular flange 89 with a plane contact surface 91 for the housing 3 that runs exactly perpendicular to the axis of the steep taper shank 37 . In the system surface 91 is centered a centering opening 93 , in which a protruding from the housing 3 centering pin 95 engages with radial play. At least three radial adjustment screws 97 distributed around the circumference of the ring flange 89 , allow radial adjustment of the housing 3, which is displaceably guided on the contact surface 91 . A central fastening screw 99 holds the housing 3 on the adapter 81 . For the radial adjustment of the housing 3 relative to the steep taper shaft 37 , the screw 99 is first slightly tightened in order to clamp the housing 3 somewhat against the contact surface 91 . After the adjustment, the adjusting screws 97 hold the housing 3 in the desired position until the screw 99 is tightened from the end of the steep taper shank 37 remote from the housing.
Claims (14)
- - ein Gehäuse (3),
- - einen in Richtung einer Meßachse (7) relativ zu dem Gehäuse (3) verschiebbaren und mittels eines Univer salgelenks (9) um einen auf der Meßachse (7) liegen den Schwenkpunkt (11) allseitig schwenkbar an dem Gehäuse (3) geführten, federnd in eine Ruhestellung vorgespannten Tasthebel (5) mit einem aus dem Ge häuse (3) herausragenden Tastarm (15), dessen freies Tastende (17) einen in der Ruhestellung des Tast hebels (5) auf der Meßachse (7) liegenden Tast-Be zugspunkt (19) definiert und einem Koppelarm (21), dessen bezogen auf den Schwenkpunkt (11) dem Tast ende (17) fernes, freies Ende eine in der Ruhestel lung des Tasthebels (5) zur Meßachse (7) rotations symmetrische äußere Steuerfläche (31) mit im wesent lichen konvexer Erzeugender, insbesondere einer kreisabschnittförmigen Erzeugenden, bildet, deren Kreismittelpunkt exzentrisch zur Rotationssymmetrie achse liegt,
- - ein in dem Gehäuse (3) in Richtung der Meßachse (7) verschiebbar geführtes Kopplungsstück (25) mit einer zum Tastende (17) hin sich erweiternden und offenen Aussparung, die eine zur Meßachse (7) rotationssym metrische, innere Steuerfläche (29), insbesondere in Form einer Kegelstumpffläche mit geradliniger Erzeu gender bildet, an der die äußere Steuerfläche (31) des Koppelarms (21) anliegt, wobei die Steuerflächen (29, 31) so geformt sind, daß der Koppelarm (21) sowohl beim Verschieben des Tastarms (15) in Rich tung der Meßachse (7) als auch beim Auslenken des Tastarms (15) um den Schwenkpunkt (11) das Kopp lungsstück (21) in Richtung der Meßachse (7) mit nimmt und
- - eine die Position des Kopplungsstücks (25) bezogen auf das Gehäuse (3) erfassende Meßeinrichtung (27),
- - a housing ( 3 ),
- - One in the direction of a measuring axis ( 7 ) relative to the housing ( 3 ) and by means of a universal joint ( 9 ) around a on the measuring axis ( 7 ) the pivot point ( 11 ) pivotable on all sides on the housing ( 3 ), resilient in a rest position pretensioned feeler lever ( 5 ) with a Ge from the housing ( 3 ) protruding probe arm ( 15 ), the free key end ( 17 ) in the rest position of the probe lever ( 5 ) lying on the measuring axis ( 7 ) key-Be reference point ( 19 ) defined and a coupling arm ( 21 ), which with respect to the pivot point ( 11 ) the key end ( 17 ) distant, free end in the rest position of the probe lever ( 5 ) to the measuring axis ( 7 ) rotationally symmetrical outer control surface ( 31 ) with essentially convex generators, in particular a circular segment-shaped generatrix, the center of which is eccentric to the rotational symmetry axis,
- - In the housing ( 3 ) in the direction of the measuring axis ( 7 ) slidably guided coupling piece ( 25 ) with a towards the push button end ( 17 ) widening and open recess, which has a rotationally symmetrical inner control surface ( 29 ) to the measuring axis ( 7 ) , In particular in the form of a truncated cone surface with a straight line Erzeu gender forms, on which the outer control surface ( 31 ) of the coupling arm ( 21 ) abuts, the control surfaces ( 29 , 31 ) are shaped so that the coupling arm ( 21 ) both when moving the probe arm ( 15 ) in Rich direction of the measuring axis ( 7 ) and when deflecting the probe arm ( 15 ) about the pivot point ( 11 ) the coupling piece ( 21 ) in the direction of the measuring axis ( 7 ) takes and
- a measuring device ( 27 ) detecting the position of the coupling piece ( 25 ) with respect to the housing ( 3 ),
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