DE19516272A1 - Tastfühler - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Tastfühler zur Erfassung der Auslenkung eines Taststiftes od. dgl., welcher in einem Gehäuse gegen ein Druckelement bewegbar gelagert ist.

Tastfühler finden beispielsweise in Meßeinrichtungen An­ wendung, die mit einem relativ zu einem vermessenden Werk­ stück bewegbaren Taststift bestückt sind. Bei einem Meßvorgang wird der Meßfühler zu dem Werkstück hin bewegt, bis der Taststift das Werkstück berührt und aus seiner selbst bestimmten Position ausgelenkt wird. Im Tastfühler wird dann ein Signal erzeugt, das an eine entsprechende Meßeinrichtung weitergegeben wird. Wird das Werkstück von mehreren Seiten her mit dem Taststift angefahren, so kann hierdurch die Ausgestaltung des Werkstückes erfaßt werden.

Derartige Tastfühler oder Tastköpfe sind bekannt. Beispielsweise wird hier auf die DE-PS 23 47 633 verwiesen. Dort ragen von dem Taststift drei Arme radial weg, die jeweils an Flanken einer durch zwei Lagerkugeln gebildeten V-förmigen Kerbe liegen. Der Erfassung des Schaltsignals dient ein elektrischer Stromkreis, der geschlossen ist, wenn sich der Taststift in seiner Nullstellung befindet. Der Stromkreis verläuft in Reihenschaltung durch die Lagerkugeln, wobei in Nullstellung die von dem Taststift abragenden Arme als Brückenkontakte wirken. Sobald ein Arm angehoben wird, wird dieser Stromkreis unterbrochen und somit ein Signal erzeugt. Dies geschieht gegen die Kraft einer Druckfeder, die sich zwischen dem Taststift und einem Gegenelement abstützt. Das Einsetzen dieser Druckfeder und der Zusammenbau des gesamten Tastfühler ist außerordentlich schwierig. Ebenso seine Handhabung.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Lagerung für den Taststift od. dgl. vorzusehen, die zum einen querkraftfrei und zum anderen regulierbar ist.

Zur Lösung dieser Aufgabe führt zum einen, daß das Druckelement aus zwei gegenpoligen Magneten besteht, wobei einer dem Taststift od. dgl. zugeordnet ist.

Wenn im vorliegenden Fall von Taststift gesprochen wird, so handelt es sich hierbei nicht nur um einen einzelnen Stift, sondern es können auch Tastkreuze usw. gemeint sein. Die Abstützung des Taststiftes gegen einen gegenpoligen Magnet hat den wesentlichen Vorteil, daß der Taststift absolut querkraftfrei gelagert ist. Dies wirkt sich bei jeder Art der Auslenkung des Taststiftes sehr positiv aus. Vor allem ist auch die Einfachheit des Zusammenbaus zu erwähnen, da die Magnete sehr leicht zueinander justiert werden können.

Ein zweiter Teil der Erfindung betrifft die Einstellung des Druckelementes, wobei dieser zweite Teil sowohl bei einer üblichen Druckfeder als auch bei den eben beschriebenen gegenpoligen Magneten Anwendung finden kann. Hierbei soll sich das Druckelement zwischen dem Taststift und einer Scheibe befinden, welche axial in dem Gehäuse verschiebbar lagert. Dabei greift die Scheibe mit einem Außengewinde in ein Innengewinde eines Gehäuseteils ein. Mit der Scheibe wiederum ist eine drehbare Gehäusehülse verbunden, welche der Aufnahme des Taststiftes dient und gegenüber dem Gehäuseteil drehbar gelagert ist. Die Halterung gegenüber dem Gehäuseteil geschieht bevorzugt mittels einer Konter­ mutter, die, falls gewünscht, eine Festlegung der Gehäusehülse gegenüber dem Gehäuseteil bewirkt. Wird sie aber gelöst, kann das Gehäuseteil gedreht werden, ohne daß ein axialer Versatz von Gehäuseteil zu Gehäusehülse stattfindet. Da jedoch die Scheibe mit der Gehäusehülse in Verbindung steht, wird beim Drehen der Gehäusehülse diese Scheibe mitgenommen und axial versetzt. Da sich wiederum das Druckelement zwischen dieser Scheibe und dem Taststift befindet, kann beispielsweise eine Feder stärker oder schwächer vorgespannt werden bzw. kann ein Abstand zweier Magnete voneinander verändert und dadurch die Druckkraft auf den Taststift reguliert werden.

Bevorzugt geschieht die Verbindung der Gehäusehülse mit der Scheibe durch zumindest einen Stift, welcher eine entsprechende Bohrung in der Scheibe so durchgreift, daß die Scheibe entlang diesem Stift gleiten kann.

Eine derartige Anordnung des Taststiftes in einer drehbaren Gehäusehülse hat einen weiteren wesentlichen Vorteil. In der Regel befindet sich der Taststift nicht direkt in der Gehäusehülse, sondern ist mit einem Kupplungsstück verbunden, welches in der Gehäusehülse lagert und sich dort gegen das Druckelement abstützt. Wird nun ein Taststift oder Tastkreuz in dieses Kupplungsstück eingeschraubt, so muß es für eine definierte Ausgangsposition eingestellt werden. Bei den bekannten Tastfühlern geschieht dies durch Zwischenschaltung von Zwischenstücken zwischen Kupplungsstück und Tastfühler, durch welche die Ausrichtung der Drehkreuze bestimmt werden kann.

Gemäß der vorliegenden Erfindung kann jedoch die Einstellung der Tastkreuze auf außerordentlich einfache Weise erfolgen, indem nämlich beispielsweise die Einstellung der Druckkraft durch Drehen der Gehäusehülse erfolgt. Danach kann die Gehäusehülse im geringen Winkelbereich noch so verdreht werden, daß das Testkreuz eingestellt wird, ohne daß eine bemerkbare Beeinflussung der Druckkraft stattfindet. Hierdurch ist die Handhabung des erfindungsgemäßen Tastfühlers außerordentlich vereinfacht. Hervorzuheben ist, daß der Tastfühler weder zur Einstellung der Druckkraft noch zur Justierung des Tastkreuzes von seinem entsprechenden Träger abgenommen werden muß. Es genügt ein einfaches Lösen der Kontermutter, um all diese Einstellungen vornehmen zu können.

Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels sowie anhand der Zeichnung; diese zeigt in ihrer einzigen Figur einen Querschnitt durch einen erfindungsgemäßen Tastfühler R. Der Tastfühler R weist eine etwa zylindrische Gehäusehülse 1 auf, die nach unten von einem nach innen gezogenen Innenflansch 2 begrenzt ist. Dieser Innenflansch 2 umfängt eine Öffnung 3, in der ein Kupplungsstück 4 beweglich gelagert ist. Mit diesem Kupplungsstück 4 wird ein nicht näher gezeigter Taststift, Tastkreuz od. dgl. verbunden. In der Regel wird dieser Taststift, das Tastkreuz od. dgl. in eine Stirnbohrung in das Kupplungsstück 4 eingeschraubt.

Das Kupplungsstück 4 wird von einem flexiblen Klemmring 5 in der Öffnung 3 gehalten, wobei der Klemmring 5 eine etwa zentrische Ausnehmung 6 aufweist, durch die ein Teil des Kupplungsstückes 4 gesteckt ist. Dabei stützt sich der Rand der Ausnehmung 6 gegen eine Schulter 7 des Kupplungsstückes 4 ab.

Der Klemmring 5 wird durch einen elastischen Ring 8 gegen eine Stirnkante 9 des Innenflansches 2 gedrückt. Zur Halterung des Ringes 8 ist deshalb auf den Innenflansch 2 ein Klemmprofil 10 aufgesetzt, welches durch eine Ringmulde 11, in welcher der Ring 8 liegt, diesen gegen den Klemmring 5 drückt.

Anderenends des Klemmringes 5 liegt dem Innenflansch 2 eine Platine 12 auf, wie sie in dem Gebrauchsmuster 94 11 566.4 beschrieben ist. Auf der Platine 12 stützt sich eine Innenhülse 13 ab, in der Kugeln 14 gelagert sind. Diese Kugeln 14 dienen der Stromleitung bzw. der Unterbrechung eines Stromkreises im Zusammenwirken mit Querbolzen 15, die mit dem Kupplungsstück 4 verbunden sind. Solange der Querbolzen 15 an zwei Kugeln 14.1 und 14.2 anliegt, ist ein entsprechender Stromkreis geschlossen; wird der Querbolzen 15 abgehoben, so wird auch der Stromkreis unterbrochen.

Einer Verdrehsicherung und Führung des Querbolzens 15 dient ein vertikales Langloch 16, welches in der Innenhülse 13 angeordnet ist. Die Kugeln 14 ragen etwas in die lichte Weite des Langloches 16 ein, so daß sie mit dem Querbolzen 15 in Verbindung gebracht werden können. Üblicherweise genügen drei derartige Querbolzen/Kugellagerungen.

Auf einen oberen Rand der Innenhülse 13 ist eine weitere Platine 18 aufgelegt. Diese Platine 18 ist scheibenförmig mit einer etwa zentrischen Ausnehmung 19 ausgestaltet. Von der Platine 18 ragen Stifte 20 zur Stromleitung nach oben und durchgreifen dabei eine Scheibe 21. In diese Scheibe 21 ist eine nach unten offene Mulde 22 eingeformt, welche der Aufnahme eines Magnetes 23 dient. Dieser Magnet 23 weist eine entgegengesetzte Polung zu einem Magnet 24 auf, der in einer Stirnfläche 25 des Kupplungsstückes 4 sitzt. Durch die verschiedene Polung der Magnete 23 und 24 wird gewährleistet, daß sich diese abstoßen, d. h., das Kupplungsstück 4 wird mit seinen Querbolzen 15 an die Kugeln 14 gedrückt.

Die Stifte 20 durchgreifen vertikale Bohrungen 26 in der Scheibe 21 mit Spiel. Somit kann die Scheibe 21 entlang den Stiften 20 gleiten. Das bedeutet, daß die Scheibe 21 und mit ihr der Magnet 23 entlang einer Längsachse A des Tastfühlers R zu dem Magnet 24 hin und von diesem weg geführt werden kann. Hierdurch wird die magnetische Abstoßung in ihrer Stärke geregelt. Die Scheibe 21 wird in einem weiteren Gehäuseteil 27 geführt, wobei dieses Gehäuseteil eine innere Stufenbohrung 28 aufweist. Ein Teil dieser Stufenbohrung 28 ist mit einem Innengewinde 29 belegt, in welches ein Außengewinde 30 eingreift, welches in den Umfang der Scheibe 21 eingeformt ist. Bleibt das Gehäuseteil 27 statisch und wird die Scheibe 21 gedreht, so nimmt die Scheibe 21 die oben beschriebene axiale Verlagerung vor.

Das Gehäuseteil 27 wird durch einen Zwischenring 31, der auf einen Außenflansch 32 des Gehäuseteils 27 drückt, auf die Platine 18 gedrückt, sofern eine Kontermutter 33 angezogen ist, die auf einen Außengewindeabschnitt 34 des Gehäuseteils 27 aufgesetzt ist. Ist diese Kontermutter 33 festgezogen, so liegt die Gehäusehülse 1 und mit ihr zusammen die Innenhülse 13, das Kupplungsstück 4, die Platine 18 und die Stifte 20 fest. Wird dagegen die Kontermutter 33 gelöst, so kann die Gehäusehülse 1 zusammen mit den eben genannten Teilen gegenüber dem Gehäuseteil 27 gedreht werden. Beim Drehen wird über die Stifte 20 die Scheibe 21 mitgenommen, so daß die Entfernung der beiden Magnete 23 und 24 zueinander verändert werden kann.

In die Stufenbohrung 28 ist ein weiteres Kupplungsstück 35 eingesetzt, welches sich über entsprechende Isolierringe 36 und 37 gegen Absätze der Stufenbohrung 28 abstützt.

Claims (8)

1. Tastfühler zur Erfassung der Auslenkung eines Tast­ stiftes od. dgl., welcher in einem Gehäuse (1, 27) gegen ein Druckelement bewegbar gelagert ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Druckelement aus zwei gegenpoligen Magneten (23, 24) besteht, wobei einer dem Taststift od. dgl. zugeordnet ist.

2. Tastfühler zur Erfassung der Auslenkung eines Tast­ stiftes od. dgl., welcher in einem Gehäuse (1, 27) gegen ein Druckelement bewegbar gelagert ist, dadurch gekenn­ zeichnet, daß sich das Druckelement zwischen dem Taststift od. dgl. und einer Scheibe (21) befindet, welche axial in dem Gehäuse (27) verschiebbar lagert.

3. Tastfühler nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Scheibe (21) mit einem Außengewinde (30) in ein Innengewinde (29) eines Gehäuseteils (27) eingreift.

4. Tastfühler nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Scheibe (21) von zumindest einem Stift (20) durchgriffen ist, der mit einer drehbaren Gehäusehülse (1) in Verbindung steht, welche der Aufnahme des Taststiftes od. dgl. dient.

5. Taststift nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Gehäusehülse (1) über eine Kontermutter (33) mit dem Gehäuseteil (27) verbunden ist.

6. Tastfühler nach wenigstens einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß mit der Scheibe (21) ein Magnet (23) und diesem gegenüberliegend mit dem Taststift od. dgl. ein gegenpoliger Magnet (24) verbunden ist.

7. Tastfühler nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen das Druckelement und den Taststift od. dgl. ein Kupplungsstück (4) eingeschaltet ist.

8. Tastfühler nach wenigstens einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Anpreßdruck und/oder die Justage des Taststiftes durch eine Drehbewegung der Gehäusehülse (1) erfolgt.