DE20023857U1 - Mehrkoordinaten-Tastmessgerät - Google Patents
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Abstract
Mehrkoordinaten-Tastmessgerät, umfassend:
– ein Gehäuse (3),
– einen in Richtung einer Messachse (7) relativ zu dem Gehäuse (3) verschiebbaren und mittels eines Universalgelenks (9) um einen auf der Messachse (7) liegenden Schwenkpunkt (11) relativ zu dem Gehäuse (3) allseitig schwenkbar geführten, federnd in eine Ruhestellung vorgespannten Tasthebel (5) mit einem aus dem Gehäuse (3) herausragenden Tastarm (15), dessen freies Tastende (17) einen in der Ruhestellung des Tasthebels (5) auf der Messachse (7) liegenden Tast-Bezugspunkt (19) definiert,
– ein an einer Führungsflächenanordnung (23) des Gehäuses (3) in Richtung der Messachse (7) verschiebbar geführtes Kopplungsstück (25),
– ein den Tasthebel (5) mit dem Kopplungsstück (25) koppelndes Koppelgetriebe (31, 33), welches das Kopplungsstück (25) sowohl beim Verschieben des Tastarms (5) in Richtung der Messachse (7) als auch beim Auslenken des Tastarms (5) um den Schwenkpunkt (11) in Richtung der Messachse (7) mitnimmt,
– eine die Position des...
– ein Gehäuse (3),
– einen in Richtung einer Messachse (7) relativ zu dem Gehäuse (3) verschiebbaren und mittels eines Universalgelenks (9) um einen auf der Messachse (7) liegenden Schwenkpunkt (11) relativ zu dem Gehäuse (3) allseitig schwenkbar geführten, federnd in eine Ruhestellung vorgespannten Tasthebel (5) mit einem aus dem Gehäuse (3) herausragenden Tastarm (15), dessen freies Tastende (17) einen in der Ruhestellung des Tasthebels (5) auf der Messachse (7) liegenden Tast-Bezugspunkt (19) definiert,
– ein an einer Führungsflächenanordnung (23) des Gehäuses (3) in Richtung der Messachse (7) verschiebbar geführtes Kopplungsstück (25),
– ein den Tasthebel (5) mit dem Kopplungsstück (25) koppelndes Koppelgetriebe (31, 33), welches das Kopplungsstück (25) sowohl beim Verschieben des Tastarms (5) in Richtung der Messachse (7) als auch beim Auslenken des Tastarms (5) um den Schwenkpunkt (11) in Richtung der Messachse (7) mitnimmt,
– eine die Position des...
Description
- Die Erfindung betrifft ein Mehrkoordinaten-Tastmessgerät, welches Abstandmessungen sowohl in Richtung einer Messachse als auch quer dazu erlaubt.
- Ein Mehrkoordinaten-Tastmessgerät dieser Art ist aus
DE 195 02 840 A1 bekannt. Das Tastmessgerät hat ein Gehäuse und einen in Richtung der Messachse relativ zu dem Gehäuse verschiebbaren, mittels eines Universalgelenks um einen auf der Messachse liegenden Schwenkpunkt allseitig schwenkbar an dem Gehäuse geführten Tasthebel. Der Tasthebel ist federnd in eine Ruhelage vorgespannt und hat einen aus dem Gehäuse herausragenden Tastarm, dessen freies Tastende einen in der Ruhestellung des Tasthebels auf der Messachse liegenden Tast-Bezugspunkt definiert. Mit dem Tastarm ist gleichachsig ein Koppelarm verbunden, 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 bildet. In dem Gehäuse ist ein Kopplungsstück in Richtung der Messachse verschiebbar geführt, dessen Position relativ zu dem Gehäuse von einer Messeinrichtung erfasst wird. Das Kopplungsstück hat eine zum Tastende hin sich erweiternde offene Aussparung, die eine zur Messachse rotationssymmetrische, innere Steuerfläche bildet, an welcher die äußere Steuerfläche des Koppelarms anliegt. Die Steuerflächen bilden ein Koppelgetriebe, welches den Koppelarm mit dem Kopplungsstück in der Weise koppelt, 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 mitnimmt. - Weitere Mehrkoordinaten-Tastmessgeräte, die sich von dem vorstehend erläuterten Tastmessgerät in erster Linie durch die Konstruktion des Koppelgetriebes unterscheiden, sind aus
DE 41 00 323 A1 ,US 3 660 906 ,US 5 355 589 undGB 2 094 979 A - Bei den bekannten Mehrkoordinaten-Tastmessgeräten werden die Rückstellkräfte des Tasthebels von einer zwischen dem in Richtung der Messachse verschiebbaren Kopplungsstück und dem Gehäuse eingespannten Feder erzeugt, die den Tastarm über das Kopplungsgetriebe in die Ruhestellung vorspannt. Damit wirken sich Fertigungstoleranzen nicht nur der Stellflächen des Koppelgetriebes, sondern auch Fertigungstoleranzen an den Führungsflächen des Kopplungsstücks auf die Messgenauigkeit des Tastmessgeräts aus. Die Führungsflächen herkömmlicher Tastmessgeräte müssen deshalb hochpräzise gefertigt, insbesondere geschliffen werden, was den Herstellungsaufwand und die Herstellungskosten des Tastmessgeräts beträchtlich erhöht, insbesondere wenn die den Abstand ermittelnde oder/und anzeigende Messuhr mit diesem Kopplungsstück gekuppelt ist.
- Bei dem aus
GB 2 094 979 A - Es ist Aufgabe der Erfindung, ein Mehrkoordinaten-Tastmessgerät zu schaffen, welches mit vergleichsweise großen Herstellungstoleranzen hergestellt werden kann und trotzdem präzise Abstandsmessungen erlaubt.
- Die Erfindung geht von einem Mehrkoordinaten-Tastmessgerät aus, welches umfasst:
ein Gehäuse,
einen in Richtung einer Messachse relativ zu dem Gehäuse verschiebbaren, mittels eines Universalgelenks um einen auf der Messachse liegenden Schwenkpunkt relativ zu dem Gehäuse allseitig schwenkbar 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,
ein an einer Führungsflächenanordnung des Gehäuses in Richtung der Messachse verschiebbar geführtes Kopplungsstück,
ein den Tasthebel mit dem Kopplungsstück koppelndes Koppelgetriebe, welches das Kopplungsstück sowohl beim Verschieben des Tastarms in Richtung der Messachse als auch beim Auslenken des Tastarms um den Schwenkpunkt in Richtung der Messachse mitnimmt, und eine die Position des Kopplungsstücks bezogen auf das Gehäuse erfassende Messeinrichtung. - Ausgehend von einem solchen Tastmessgerät wird die vorstehende Aufgabe erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass das Kopplungsstück und die Führungsflächenanordnung des Gehäuses Laufflächen für Kugeln einer Kugellageranordnung aufweisen, wobei die Lauffläche wenigstens einer der Komponenten – Kopplungsstück und Gehäuse – quer zur Lauffläche elastisch auslenkbar ist und die Kugeln spielfrei zwischen den Laufflächen eingespannt hält. Die vorzugsweise durch einen biegeelastischen, integralen Wandbereich einer dieser Komponenten gebildete Lauffläche gleicht toleranzbedingtes Spiel der Kugeln aus und erlaubt es, dass die Laufflächen durch vergleichsweise kostengünstige Herstellungsverfahren, wie zum Beispiel durch eine Drehbearbeitung oder Reibbearbeitung hergestellt werden können. Es ist zum Beispiel nicht erforderlich, die Laufflächen für die Kugeln präzisionszuschleifen.
- In einer bevorzugten Ausgestaltung ist der die Lauffläche bildende Wandbereich als radial elastischer, zur Messachse konzentrischer Rohrabschnitt, insbesondere des Kopplungsstücks ausgebildet. Die Laufflächen des Kopplungsstücks und der Führungsflächenanordnung des Gehäuses sind hierbei zweckmäßigerweise als zueinander konzentrische, kreiszylindrische Flächen ausgebildet. Als herstellungstechnisch einfach hat es sich in diesem Zusammenhang erwiesen, wenn der die Lauffläche bildende, radial elastische Wandbereich des Kopplungsstücks im Bereich wenigstens eines axialen Endes des Kopplungsstücks vorgesehen ist und einen in Richtung der Messachse frei abstehenden Rohrzylinderabschnitt mit bevorzugt gleichmäßiger Wanddicke bildet. Zweckmäßigerweise sind im Bereich beider axialer Enden des Kopplungsstücks derartige Rohrzylinderabschnitte zur Bildung von Laufflächen vorgesehen.
- Um gleichmäßige und vorherbestimmbare Trag- und Abwälzeigenschaften der Kugeln einhalten zu können, sind die Kugeln der Kugellageranordnung bevorzugt in einem zwischen den Laufflächen des Kopplungsstücks und des Gehäuses in Richtung der Messachse beweglichen Kugelkäfig drehbar gehalten. Der Kugelkäfig führt bevorzugt wenigstens zwei in Umfangsrichtung sich erstreckende, in axialem Abstand voneinander angeordnete Reihen von Kugeln, die insbesondere im Bereich der beiden axialen Enden des Kopplungsstücks angeordnet sind. Auf diese Weise läßt sich ein vergleichsweise großer Abstand zwischen lediglich zwei Kugelführungsbereichen des Kopplungsstücks einhalten, was der Kippsicherheit des Kopplungsstücks und damit der Messgenauigkeit zugute kommt.
- Bei dem Kugelkäfig kann es sich um eine zur Messachse konzentrische Zylinderhülse handeln, die in ihrer Hülsenwand je ein radiales Durchgangsloch zur gesonderten Führung jeder einzelnen Kugel aufweist. Zweckmäßigerweise verengen sich die Durchgangslöcher auf radial einer Seite, so dass die Kugeln in den Durchgangslöchern gegen Herausfallen gesichert sind, was die Montage des Tastmessgeräts erleichtert.
- Es ist bekannt, das Gehäuse und das Kopplungsstück des Tastmessgeräts aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung herzustellen, wobei Präzisionsflächen üblicherweise mit einer vergleichsweise dicken Harteloxierungsschicht versehen werden, um sie dauerhaft gegen Beschädigung und Abnutzung zu schützen. Überraschenderweise hat sich nun gezeigt, dass die Toleranzen bei der Herstellung des Tastmessgeräts vergleichsweise groß bemessen werden können und damit die Herstellungskosten niedrig gehalten werden können, wenn zumindest die aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung bestehende Lauffläche des Kopplungsstücks und/oder des Gehäuses mit einer harteloxierten Oberflächenschicht von weniger als 10 μm, insbesondere weniger als 6 μm Dicke versehen ist. Eine derartige harteloxierte Oberflächenschicht ist wesentlich dünner als Schichten, die bisher zum Oberflächenschutz solcher Aluminiumkomponenten eingesetzt wurde. Als Laufbahnen für Kugellager genutzt sind solche Oberflächenschichten noch so weich, dass sich die Kugeln der Kugellageranordnung im Gebrauch selbsttätig eine muldenförmige Laufbahn einwalzen können. Die Kugeln schaffen sich damit selbst ein Laufbahnbett und gleichen selbsttätig Herstellungstoleranzen aus. Die vorstehende Idee lässt sich nicht nur bei den eingangs erläuterten Tastmessgeräten mit elastisch auslenkbaren Kugellagerlaufflächen einsetzen, sondern auch bei solchen Tastmessgeräten, bei welchen beide Laufflächenpaarungen des Kugellagers im wesentlichen unelastisch sind. Die Idee dünner harteloxierter Oberflächenschichten hat deshalb selbständige erfinderische Bedeutung.
- Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand einer Zeichnung näher erläutert. Hierbei zeigt:
-
1 einen Axiallängsschnitt durch ein Mehrkoordinaten-Tastmessgerät und -
2 ein Detail II aus1 . - Das allgemein mit
1 bezeichnete Tastmessgerät umfasst ein Gehäuse3 , an dem ein allgemein mit5 bezeichneter Tasthebel in Richtung einer durch das Gehäuse3 definierten Messachse7 verschiebbar geführt ist. Der Tasthebel5 ist mittels eines Universalgelenks, hier in Form eines Kugelgelenks9 darüber hinaus um einen auf der Messachse7 liegenden Schwenkpunkt11 allseitig schwenkbar an dem Gehäuse3 geführt und wird von einer Rückstellfeder13 in nachfolgend noch näher erläuterter Weise in die in der Zeichnung dargestellte Ruhestellung federnd vorgespannt. Der Tasthebel5 hat einen aus dem Gehäuse herausragenden Tastarm15 , dessen freies, durch eine Kugel gebildetes Tastende17 einen in der Ruhestellung des Tasthebels5 auf der Messachse7 liegenden Tast-Bezugspunkt19 definiert. Bezogen auf den Schwenkpunkt11 ragt ein Koppelarm21 des Tasthebels5 entgegengesetzt zum Tastarm15 in eine kreiszylindrische, zur Messachse7 zentrische Führungsöffnung23 des Gehäuses3 hinein. In der Führungsöffnung23 ist ein im wesentlichen hülsenförmiges Kopplungsstück25 in Richtung der Messachse7 mittels einer nachfolgend noch näher erläuterten, allgemein mit27 bezeichneten Kugellageranordnung verschiebbar geführt. Eine an dem Gehäuse3 gehaltene Messuhr29 erfasst die Position des Kopplungsstücks25 relativ zu dem Gehäuse3 und ist hierzu mit einem in ein Loch des Kopplungsstücks25 eingreifenden Kopplungsstift30 versehen. Bei der Messuhr29 kann es sich, wie im vorliegenden Fall, um eine mechanische Längenmessuhr handeln; geeignet sind aber auch andere Längenmesssensoren, die die Position des Kopplungsstücks25 relativ zum Gehäuse3 der Größe nach erfassen können, wie zum Beispiel elektronische Messuhren oder auch nur Messwertgeber, die der Position entsprechende Signale erzeugen. - Das Kopplungsstück
25 hat im Bereich seines dem Schwenkpunkt11 axial fernen Endes eine innere Steuerfläche31 in Form einer Kugelstumpffläche mit geradliniger Erzeugender, mit der es an einer am freien Ende des Koppelarms21 gebildeten konvexen äußeren Steuerfläche33 des Tasthebels5 anliegt. Die innere Steuerfläche31 ist zur Messachse7 rotationssymmetrisch, während die äußere Steuerfläche33 zu der in der Ruhestellung des Tasthebels5 mit der Messachse7 zusammenfallenden Geraden durch den Tast-Bezugspunkt19 und den Schwenkpunkt11 rotationssymmetrisch ist. Die äußere Steuerfläche33 hat eine kreisabschnittförmige Erzeugende, die im vorliegenden Fall durch eine am freien Ende des Koppelarms21 befestigte Kugel35 realisiert ist. Die äußere Steuerfläche33 kann aber auch so ausgebildet sein, dass ihre kreisabschnittförmige Erzeugende einen exzentrisch zu der genannten Geraden liegenden Kreismittelpunkt hat. - Die mit ihrem einen Ende in einer Ringnut
37 des Bodens der Führungsöffnung23 und mit ihrem anderen Ende an einem Ringansatz39 des Kopplungsstücks25 geführte Rückholfeder13 spannt das Kopplungsstück25 in Richtung auf das Tastende17 zu vor und sorgt zugleich für einen Anlagekontaktdruck der aneinanderliegenden Steuerflächen31 ,33 . Anstelle des erläuterten, durch die Steuerflächen31 ,33 gebildeten Koppelgetriebes können auch andere Varianten eines Koppelgetriebes vorgesehen sein. - Im Betrieb wird das Tastmessgerät
1 mittels eines bei41 angedeuteten, zur Messachse7 gleichachsigen Steilkegelschaft in einer Werkzeugmaschine oder einem Messgerät oder dergleichen gehalten. Bei einer im Messbetrieb sich ergebenden Stellbewegung des Tastendes17 in Richtung der Messachse7 nimmt der Koppelarm21 das Kopplungsstück25 mit, welches seinerseits die Messuhr29 stellt. Bei einer Stellbewegung des Tastendes17 quer zur Messachse7 schwenkt der Koppelarm21 um den durch das Kugelgelenk9 definierten Schwenkpunkt11 . Die bei dieser Schwenkbewegung des Koppelarms21 entlang ihrer Erzeugenden aneinandergleitenden Steuerflächen31 ,33 setzen die Schwenkbewegung des Tasthebels5 in eine axiale Bewegung des hülsenförmigen Kopplungsstücks25 um, derart, dass die Messuhr27 den radialen Abstand des Tast-Bezugspunkts19 von der Messachse7 misst. Durch die erläuterte Gestaltung der Steuerflächen31 ,33 wird erreicht, dass der radiale Abstand des Tast-Bezugspunkts19 von der Messachse7 in einem linear proportionalen 1:1 Verhältnis in den durch die Schwenkbewegung des Tasthebels5 bewirkten axialen Stellhub des Kopplungsstücks25 umgesetzt wird. - Das Kugelgelenk
9 hat eine integral mit dem Koppelarm21 ausgebildete, zum Schwenkpunkt11 zentrische Gelenkkugel43 , die in einem die Führungsöffnung23 zum Tastende17 hin begrenzenden Gelenkpfannenteil45 sitzt. Das Gelenkpfannenteil45 ist in das Gehäuse3 eingeschraubt und setzt sich dem Tastende17 entgegengesetzt in einer zylindrischen Führung47 fort, die die Gelenkkugel43 bei der axialen Verschiebebewegung des Tasthebels5 radial zur Messachse7 führt. Zur Sicherung des Tasthebels5 gegen Überdrehen um die Messachse7 ist in einer den Schwenkpunkt11 in der Ruhestellung des Tasthebels5 einschließenden, achsnormalen Ebene ein Stift49 an dem Gelenkpfannenteil45 vorgesehen, der in einen in einer Axiallängsschnittebene des Tasthebels5 in der Gelenkkugel43 sich erstreckenden Schlitz51 eingreift. - Der aus dem Gehäuse
3 vorstehende Tastarm15 kann im Messbetrieb zum Beispiel aus Unachtsamkeit Stoßbelastungen ausgesetzt sein oder aber der Tastarm15 wird axial oder radial bis an seine Hubgrenzen ausgelenkt. Für eine axiale Hubbegrenzung der Bewegung des Tasthebels5 hat das Kopplungsstück25 dem freien Ende des Koppelhebels21 benachbart eine zentrische Durchtrittsöffnung53 , in die ein vom Boden der Führungsausnehmung23 des Gehäuses abstehender, zentrischer Vorsprungzapfen55 eingreifen und an der Kugel35 anschlagen kann. Axial auf das Tastende wirkende Anschlagkräfte werden auf diese Weise direkt in das Gehäuse geleitet und nicht von den Steuerflächen31 ,33 aufgenommen. Die radiale Hubbewegung des Tastarms5 wird durch eine Anschlagfläche57 begrenzt, die an eine axial seitlich der inneren Steuerfläche31 anschließende, ringzylindrische innere Anschlagfläche59 des Kopplungsstücks25 anschlagen kann. Einen weiteren Schutz der Steuerflächen31 ,33 , wie auch der Messuhr27 ermöglicht ein als Keramikhülse ausgebildetes Soll-Bruchteil61 des Tastarms15 . - Das Kopplungsstück
25 hat einen kreiszylindrischen Außenmantel63 , der ein integral durch das Kopplungsstück25 gebildete Lauffläche für Kugeln65 der Kugellageranordnung27 bilden. Die Kugeln der Kugellageranordnung27 stützen sich andererseits an der gleichfalls eine Lauffläche bildenden, zur Messachse7 und damit zum Umfangsmantel63 koaxialen, kreiszylindrischen Führungsöffnung23 des Gehäuses3 ab. Die Kugeln65 sind in zwei in Umfangsrichtung sich erstreckenden Reihen jeweils im Bereich der axialen Enden des Kopplungsstücks25 angeordnet und werden, wie am besten2 zeigt, jeweils einzeln in zugeordneten Durchgangslöchern67 eines in Richtung der Messachse7 verschiebbaren Kugelkäfigs69 geführt. Zum Kupplungsstück25 hin sind die Durchgangslöcher67 mit einer Verengung71 versehen, die die Kugeln65 in den Durchgangslöchern67 sichern, wenn der Kugelkäfig69 für sich genommen bereits in die Führungsöffnung23 eingesetzt ist, ohne dass bereits das Kopplungsstück25 montiert wurde. - Die Mantelfläche
63 des Kopplungsstücks25 und der Innenmantel der Führungsöffnung23 können mit vergleichsweise großen Toleranzen beispielsweise durch eine Drehbearbeitung oder Reibbearbeitung hergestellt sein. Um dennoch radiales Führungsspiel zwischen dem Kopplungsstück25 und dem Gehäuse3 weitgehendst auszuschließen, hat das Kopplungsstück25 im Bereich seiner radialen Enden und damit im Verschiebewegbereich der Kugeln65 die Form relativ dünnwandiger und damit radial elastisch auslenkbarer Rohrabschnitte73 , die bei hinreichend groß gewähltem Durchmesser der Kugeln65 diese radial nach außen gegen den Innenmantel der Führungsöffnung23 drücken. Die Rohrabschnitte73 haben gleichmäßige Wanddicke sowohl in Umfangsrichtung als auch in axialer Richtung und sorgen so für eine gleichmäßige Belastung sämtlicher Kugeln65 . - Das Kopplungsstück
25 und auch das Gehäuse3 bestehen aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung und sind zumindest an den die Laufflächen der Kugeln65 bildenden Flächenbereichen mit einer Hartoxidschicht einer Dicke von weniger als 10 μm, beispielsweise 3 bis 5 μm beschichtet. Eine solche Schicht, wie sie bei75 für das Gehäuse3 in übertriebenem Maßstab dargestellt ist und auch an dem Kopplungsstück25 vorgesehen ist, ist nachgiebig genug, um es den Kugeln65 zu erlauben, die Schutzschicht75 muldenförmig gleichfalls relativ weiche Aluminiummaterial des Gehäuses3 bzw. des Kopplungsstücks25 einzuwalzen. Auf diese Weise laufen sich in den Laufflächen des Gehäuses3 und des Kopplungsstücks25 im Gebrauch selbsttätig engpassende Laufbahnrillen76 ein, die zudem dafür sorgen, dass das Kopplungsstück25 verdrehgesichert verschiebbar geführt ist. Trotz relativ großer Herstellungstoleranzen wird auf diese Weise eine sehr exakte, spielfreie Führung des Kopplungsstücks25 in dem Gehäuse3 erreicht. - Die Achse des Steilkegelschafts
41 muss gleichachsig zu der durch die übrigen Komponenten des Tastmessgeräts1 bestimmten Messachse7 verlaufen. Um Fluchtungsfehler ausgleichen zu können, ist das Gehäuse3 an dem Steilkegelschaft41 mittels eines Adapters75 befestigt, der eine achsparallele Justierung der Messachse7 des Gehäuses3 relativ zur Achse des Steilkegelschafts41 erlaubt. Der Adapter75 hat einen im Passsitz in einer zentrischen durchgehenden Bohrung77 des Steilkegelschafts41 sitzenden Schaft79 und wird mittels einer bei81 angedeuteten Klemmschraube an dem Steilkegelschaft41 auswechselbar gehalten. Zwischen dem Steilkegelschaft41 und dem Gehäuse3 trägt der Schaft79 einen Ringflansch83 mit einer zur Achse des Steilkegelschafts41 exakt senkrecht verlaufenden, planen Anlagefläche85 für das mit einer planen Gegenfläche versehene Gehäuse3 . In die Anlagefläche85 ist zentrisch eine Zentrieröffnung87 eingesenkt, in die mit radialem Spiel ein vom Gehäuse3 abstehender Zentrierzapfen89 eingreift. Wenigstens drei am Umfang des Ringflansches83 verteilt angeordnete, radiale Justierschrauben91 erlauben eine radiale Justierung des an der Anlagefläche85 verschiebbar geführten Gehäuses3 . Eine zentrische Befestigungsschraube93 hält das Gehäuse3 am Adapter75 . Für die radiale Justierung des Gehäuses3 relativ zu dem Steilkegelschaft41 wird die Schraube93 zunächst leicht angezogen, um das Gehäuse3 etwas gegen die Anlagefläche91 zu spannen, nach der Justierung halten die Justierschrauben91 das Gehäuse3 in der gewünschten Lage fest, bis die Schraube93 vom gehäusefernen Ende des Steilkegelschafts41 her festgezogen ist.
Claims (18)
- Mehrkoordinaten-Tastmessgerät, umfassend: – ein Gehäuse (
3 ), – einen in Richtung einer Messachse (7 ) relativ zu dem Gehäuse (3 ) verschiebbaren und mittels eines Universalgelenks (9 ) um einen auf der Messachse (7 ) liegenden Schwenkpunkt (11 ) relativ zu dem Gehäuse (3 ) allseitig schwenkbar geführten, federnd in eine Ruhestellung vorgespannten Tasthebel (5 ) mit einem aus dem Gehäuse (3 ) herausragenden Tastarm (15 ), dessen freies Tastende (17 ) einen in der Ruhestellung des Tasthebels (5 ) auf der Messachse (7 ) liegenden Tast-Bezugspunkt (19 ) definiert, – ein an einer Führungsflächenanordnung (23 ) des Gehäuses (3 ) in Richtung der Messachse (7 ) verschiebbar geführtes Kopplungsstück (25 ), – ein den Tasthebel (5 ) mit dem Kopplungsstück (25 ) koppelndes Koppelgetriebe (31 ,33 ), welches das Kopplungsstück (25 ) sowohl beim Verschieben des Tastarms (5 ) in Richtung der Messachse (7 ) als auch beim Auslenken des Tastarms (5 ) um den Schwenkpunkt (11 ) in Richtung der Messachse (7 ) mitnimmt, – eine die Position des Kopplungsstücks (25 ) bezogen auf das Gehäuse (3 ) erfassende Messeinrichtung (21 ), dadurch gekennzeichnet, dass das Kopplungsstück (25 ) und die Führungsflächenanordnung (23 ) des Gehäuses (3 ) Laufflächen für Kugeln (65 ) einer Kugellageranordnung (27 ) aufweisen, wobei die Lauffläche wenigstens einer der Komponenten – Kopplungsstück (25 ) und Gehäuse (3 ) – quer zur Lauffläche elastisch ausgebildet ist und die Kugeln (65 ) spielfrei zwischen den Laufflächen eingespannt hält. - Mehrkoordinaten-Tastmessgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Lauffläche der einen Komponente an einem biegeelastischen, integralen Wandbereich (
73 ) dieser Komponente vorgesehen ist. - Mehrkoordinaten-Tastmessgerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der die Lauffläche bildende Wandbereich (
73 ,75 ) des Kupplungsstücks (25 ) oder Gehäuses (3 ) als radial elastischer, zur Messachse (7 ) konzentrischer Rohrabschnitt ausgebildet ist. - Mehrkoordinaten-Tastmessgerät nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass im konzentrischen Rohrabschnitt des Gehäuses (
3 ) das Kupplungsstück (25 ) aufgenommen ist. - Mehrkoordinaten-Tastmessgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Laufflächen des Kopplungsstücks (
25 ) und der Führungsflächenanordnung des Gehäuses (3 ) als zu einander konzentrische, kreiszylindrische Flächen ausgebildet sind und die elastische Lauffläche an einem radial elastischen Wandbereich (73 ) des Kopplungsstücks (25 ) vorgesehen ist. - Mehrkoordinaten-Tastmessgerät nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der die Lauffläche bildende radial elastische Wandbereich (
73 ) des Kopplungsstücks (25 ) im Bereich wenigstens eines axialen Endes des Kopplungsstücks (25 ) vorgesehen ist und als in Richtungen der Messachse (7 ) frei abstehender Rohrzylinderabschnitt ausgebildet ist. - Mehrkoordinaten-Tastmessgerät nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Rohrzylinderabschnitt (
73 ) zumindest in seinem als Lauffläche genutzten Bereich gleichmäßige Wanddicke hat. - Mehkoordinaten-Tastmessgerät nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass im Bereich beider axialer Enden des Kopplungsstücks (
25 ) Laufflächen bildende Rohrzylinderabschnitte vorgesehen sind. - Mehrkoordinaten-Tastmessgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Kugeln (
65 ) der Kugellageranordnung (27 ) in ei nem zwischen den Laufflächen des Kopplungsstücks (25 ) und des Gehäuses (3 ) in Richtung der Messachse (7 ) beweglichen Kugelkäfig (69 ) drehbar gehalten sind. - Mehrkoordinaten-Tastmessgerät nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Kugelkäfig (
69 ) wenigstens zwei in Umfangsrichtung sich erstreckende, in axialem Abstand voneinander angeordnete Reihen von Kugeln (65 ) führt. - Mehrkoordinaten-Tastmessgerät nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Kugelreihen im Bereich beider axialer Enden des Kopplungsstücks (
25 ) angeordnet sind. - Mehrkoordinaten-Tastmessgerät nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Kugelkäfig (
69 ) als zur Messachse (7 ) konzentrische Zylinderhülse ausgebildet ist und in seiner Hülsenwand je ein radiales Durchgangsloch (67 ) zur gesonderten Führung jeder einzelnen Kugel (65 ) aufweist. - Mehrkoordinaten-Tastmessgerät nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Durchgangslöcher (
67 ) auf radial einer Seite, insbesondere auf der zum Kopplungsstück (25 ) benachbarten Seite, jeweils eine Verengung aufweisen, die die Kugel (65 ) in dem Durchgangsloch (67 ) gegen Herausfallen sichert. - Mehrkoordinaten-Tastmessgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Tasthebel (
5 ) ferner einen Koppelarm (21 ) umfasst, dessen bezogen auf den Schwenkpunkt (11 ) dem Tastende (19 ) fernes, freies Ende eine in der Ruhestellung des Tasthebels (5 ) zur Messachse (7 ) rotationssymmetrische, äußere Steuerfläche (33 ) des Koppelgetriebes (31 ,33 ) mit im Wesentlichen konvexer Erzeugender, insbesondere einer kreisabschnittförmigen Erzeugenden, bildet, und dass das Kopplungsstück (25 ) eine zum Tastende (19 ) hin sich erweiternde und offene Aussparung aufweist, die eine zur Messachse (7 ) rotationssymmetrische, innere Steuerfläche (31 ) des Koppelgetriebes (31 ,33 ), insbesondere in Form einer Kegelstumpffläche mit geradliniger Erzeugender bildet, an der die äußere Steuerfläche (33 ) des Koppelarms (21 ) anliegt. - Mehrkoordinaten-Tastmessgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 14, wobei das Gehäuse (
3 ) an einem Spannschaft (41 ) gehalten ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (3 ) und der Spannschaft (41 ) zur Messachse (7 ) senkrechte, einander zugeordnete Anlageflächen (85 ) aufweisen und durch wenigstens eine in Richtung der Messachse (7 ) verlaufende Spannschraube (93 ) aneinander befestigt sind, dass das Gehäuse (3 ) oder der Spannschaft (41 ) einen zur Messachse dieses Teils zentrischen Zentrierzapfen (89 ) trägt, der mit radialem Spiel in eine Zentrieröffnung (87 ) des anderen Teils eingreift, und dass am Umfang der Zentrieröffnung (87 ) wenigstens drei radial zur Messachse (7 ) gegen den Zentrierzapfen (89 ) verstellbare Justierschrauben (91 ) verteilt angeordnet sind. - Mehrkoordinaten-Tastmessgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 15 oder nach dem Oberbegriff von Anspruch 1 oder nach einem der Ansprüche 2 bis 14, rückbezogen auf den Oberbegriff von Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Kupplungsstück (
25 ) oder/und die Führungsflächenanordnung des Gehäuses (3 ) aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung bestehen und Laufflächen für Kugeln der Kugellageranordnung bilden und dass zumindest die Lauffläche wenigstens einer der Komponenten – Kopplungsstück (25 ) und Gehäuse (3 ) – mit harteloxierter Oberflächenschicht (75 ) von weniger als 10 μm, insbesondere weniger als 6 μm Dicke versehen ist. - Mehrkoordinaten-Tastmessgerät nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass das Kopplungsstück (
25 ) und das Gehäuse (3 ) insgesamt aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung bestehen. - Mehrkoordinaten-Tastmessgerät nach einem der Ansprüche 15 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Kugeln (
65 ) der Kugellageranordnung (27 ) Übermaß haben, bezogen auf den Abstand der Laufflächen von Kopplungsstück (25 ) und Gehäuse (3 ) im Neuzustand, derart, dass sie im Betrieb Laufbahnen in die Laufflächen einwalzen.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE20023857U DE20023857U1 (de) | 2000-03-24 | 2000-03-24 | Mehrkoordinaten-Tastmessgerät |
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
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2000
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CN100478643C (zh) * | 2007-04-26 | 2009-04-15 | 武汉理工大学 | 探测物体和孔隙的传感器 |
CN107764227A (zh) * | 2017-12-20 | 2018-03-06 | 晋江市安海联诚机械有限公司 | 用于内孔零件的自定心检具 |
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