DE2013639C - Meßfuhleranordnung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Meßfühieranordnung aufeinander reibunßsarm verschiebbare Rohre, Der mit einem in einer Meßmaschine nachfiihrbar ange- mit dem Meßfühler verbundene Gehäuseteil kann ordneten Fühlergehäuse und einem im Fühlergehäuse auch noch mit einem Gewichtsausgleich versehen sein, entgegen einer Rückstellkraft axial verschieblichen Die erfindungsgemüße Meßfühleranordnung ge-

Taster, welcher mit einem axialen Meßsystem ver- 5 stattet es, den Taster selbst aus Geschwindigkeiten bunden ist. von 5 m/min und mehr auf alle weichen oder harten

Bei modernen Meßmaschinen zum Abtasten sehr Modelle aufzusetzen, ohne daß an den Modellen oder großer Modelle, wie beispielsweise Schiffs-, Kraft- am Taster Beschädigungen auftreten. Der luftgelagerte fahrzeug- und Flugzeugteile, muß der Taster über Taster mit seinem großen Meß- und Überlaufweg, sehr große Wege verfahrbar sein, wobei wegen der io mit seinem geringen und konstant bleibenden Tastgeforderten Meßgenauigkeit die beweglichen Meß- druck, der unabhängig von der führenden Handkraft maschinenteile ein sehr großes Gewicht erhalten. ist, garantiert ein sanftes Aufsetzen.
Zum Nachführen der Meßfüh'e.anordnung bedient Durch die Anordnung von zwei axialen Meß-

mun sich bei großen Melkmaschinen besonderer systemen braucht das Meßfühlergehäuse weniger oft. Servoantriebe, die mit den von der Meßfühleranord- »5 d h. nur dann nachgeführt zu werden, wenn der Meßnung erzeugten Signalen gesteuert werden. Bei allen hub z.B. mehr als 2,4 mm beträgt. Alle kleineren Meßbisher bekannten manuell geführten Meßfühlern ist hübe des Tasters werden allein von dem ersten axialen der Tastdruck unmittelbar von der Handkraft ab- Meßsystem des Meßfühlers berücksichtigt. Da erfinhängig, weil der Taster unmittelbar mit der Hand dungsgemäß die großen beweglichen Massen der erfaßt wird und das Nachführsystem auf Grund der ao Meßmaschine nicht so häufig bewegt werden müssen, großen Massen relativ träge reagiert. So werden weiche ist es möglich, die Tastgeschwindigkeit um einen Modelle, z. B. aus Ton oder Plastelin, beim Abtasten Faktor von mehr als 10 zu erhöhen. Sinngemäß und besonders beim Aufsetzen des Tasters leicht gelten die vorstehenden Ausführungen auch für beschädigt. Auch harte Modelle, z. B. aus Metall, radiale Meßwerte, die ebenfalls mit einem zweifachen erfordern ebenfalls eine sehr feinfühlige Taster- 25 Meßsystem erfaßt werden können, wenn man das führung, um den empfindlichen Taster mit seiner Meßfühlergehäuse in einer anderen Ausrichtung an Lagerung nicht zu beschädigen. dem nachzuführenden Meßmaschinenbauteil be-

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, festigt.

eine Melifühleranordnung der eingangs genannten Art Weitere Einzelheiten und Merkmale der Erfindung

zu schaffen, die e^: -e sehr feinfühlige Tasterführung 30 ergeben sich aus der nachfolgenden ausführlichen besitzt und auch bei großen Meßhüben mit einem Beschreibung und der Zeichnung, in der als bevorkonstant bleibenden niedrigen Tastdruck arbeitet, der zugte Ausführungsform eine Meßfühieranordnung in unabhängig vom Handdruck ist einem axialen Schnitt dargestellt ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch ge- Die Zeichnung zeigt einen nur in seinen Umrissen

löst, daß das Fühlergehäusc aus zwei axial gegen- 35 dargestellten Meßfühler 1 mit einem zum manuellen einander beweglichen, aber mit einer den Tastdruck Führen vorgesehenen Griffstück 2. Der Meßfühler 1 übersteigenden Kraft federnd in einer genau definier- weist einen axial verschieblichen stabförmigen Taster ten Ruhelage gehaltenen rohrförmigen Gehäuseteilen und einen mit dem Taster verbundenen, in ein Spulenbesteht, deren axiale Relativbewegungen von einem system tauchenden Ferritkern auf. Am Hinterende zwischen den beiden rohrförmigen Gehäuseteilen 40 des Tasters ist eine Kolbenfläche angeordnet, die in angeordneten, allein der Nachführsteuerung dienen- einen Druckluftzylinder eintaucht, um bei minimaler den zweiten axialen Meßsystem erfaßt wird, dessen P.eibung die ei forderliche Rückstellkraft zu erzeugen. Nullstellung mit der Ruhelage der Gehäuseteile über- Der Meßfühler 1 ist mit Lagern 3 in einem Ringeinstimmt, körper 4 verschwenkbar gelagert. Der Ring 4 ist

Vorzugsweise wird die den Tastdruck definierende 45 wiederum mit nicht näher dargestellten Lagern in Rückstellkraft an einer fest mit dem Taster verbun- dem rohrförmigen Gehäuseteil 5 aufgehängt. Die denen Kolbenfläche erzeugt, welche in einen koaxial Längsachse des Meßfühlers 1 und die Lagerachsen zum Taster angeordneten Druckluftzylinder ein- des Ringkörpers 4 und des Gehäuseteiles 5 schneiden taucht. Solche Taster arbeiten mit einem sehr kleinen sich in einem gemeinsamen Schwenkpunkt 6. Zwei Tasldruck und haben einen sehr großen Überlaufweg. 50 Pjar Rücksteiler 7, von denen die Zeichnung nur Sn

Vorteilhaft sind ferner die beiden axialen Meß- Paar zeigt, drücken den Meßfühler 1 in die Null -e, systeme elektrisch so zusainmengeschaltet, daß das so daß sich die Meßfühlerachse mit der Systemachse zweite jxialc Meßsystem bei einem Meßsignal-Null- deckt. Die Rücksteiler 7 sind so dimensioniert, daß durchgang des ersten axialen Meßsystems abgeschaltet ein Vielfaches der Tasikraft erforderlich ist, um den und bei Überschreiten eines vorgegebenen Meßsignal- 55 Meßfühler 1 um den Punkt 6 zu senwenken.
betrages eingeschaltet wird. · Die kardanische Aufhängung des Meßfühlers 1

Handelt es sich um eine Meßfühieranordnung zum ermöglicht eine Auslenkung in r'en Querachsen, d. h. dreidimensionalen Messen, kann der Meßfühler in an ein Schwenken um den Punkt 6. Hierdurch entsteht sich bekannter Weise im Fühlergehäuse kardanisch zunächst ein überlaufweg bei der Bewegung um die aufgehängt werden und mit einem Kreuzspulsystem 60 Quernchsen. Außerdem werden durch die Verschwenzusammenarbeiten, das MeD* und Nachfuhrsignale für kung in Verbindung mit den kreuzweise angeordneten die anderen Koordinatenachsen erzeugt. Hierbei wird Steuerkurven 8 und 8' Signale erhalten, die eine die kardanische Aufhängung des Meßfühlers mit qualitative und quantitative Aussage über Richtung Rückstellfedern axial ausgerichtet gehalten, deren und Größe der Auslenkung geben. Mit Hilfe dieser Rückstellkraft erheblich größer als der Tastdruck 65 Signale kann man das Modell und auch den Meßist, fühler vor Kollisionen in Querrichtung schützen,

Dei den beiden relativ beweglichen Fühlergehäusc· indem man die Meßmaschine mittels der Meßsignale teilen handelt es sich vorzugsweise um telcskopartig veranlaßt, die Hilfsantriebe zu stoppen und/oder die

Verfahrrichtimg zu reversjeren. Pie Auslenkungssiynale werden an Meßspulen 9 und 9' gewonnen, welche nut Ferritkernen versehen sind, die von den Steuerkuiven 8 und 8' relativ zu den Spulen bewegt werden.

Außerdem kann man über ein geeignetes Steuer- und Regelsystem die Meßmaschine veranlassen, ihre Meßsysteme immer auf Null auszusteuern, d. h. die entsprechenden Achsen den Auslenkungen des Tasters nachzuführen, wobei die Größe der Nachfahrgeschwindigkeit der Auslenkung proportional sein kann.

Das bisher beschriebene Meßfühlersystem ist im wesentlichen bekannt und weist die einleitend beschriebenen Nachteile auf.

Gemäß der vorliegenden Erfindung ist das Meßfühlergehäuse nicht mehr einteilig ausgebildet, denn es besteht jetzt aus dem Rohr 5 und dem Rohr 10, in dem das Rohr5 mit Kugellagernil spielfrei, reibungsarm und verdrehsicher gelagert ist. Dei ao äußere Gehäuseteil, d. h. das Rohr 10 ist mit Hilfe der Aufnahmevorrichtung 12, die auch die elektrischen und pneumatischen, nicht näher dargestellten Anschlüsse enthält, fest in der Meßmaschine montiert. Eine Feder 13 drückt das Rohr 5 über einen mit as diesem verbundenen Ring 14 gegen die Anlagefläche 15 einer Hülse 16, die von einer Feder 17 mit dem an ihr befestigten Ring 18 gegen eine Anlagefläche 19 des Rohres 10 gedruckt wild.

Die Federn 13 und 17 und die Hülse 16 mit den Anlageflächen an den beiden Rohren 5 und 10 sorgen dafür, daß der Meßfühler 1 ständig in eine genau definierte Ruhelage gedruckt wird. Wenn man den Meßfühler I am Griffstück 2 erfaßt und ihn zusammen mit dem Rohr 5 in das Rohr 10 hineinschiebt oder herauszieht, wird die Feder 17 bzw. die Feder Ϊ3 zusammengedrückt.

Mit derr Rohr 5 ist eine einen Ferritkern 21 tragende Stange 20 fest verbunden. Bei der Relativbewegung der beiden Rohre 5 und 10 wird der Ferritkern 21 in eine Meßspule 22 hineingeschoben, die fest mit dem Rohr 10 bzw. der Aufnahmevorrichtung 12 über einen rohrförmigen Ansatz 23 befestigt ist. Auf diese Weise entsieht in der Meßspule 22 ein Signal, das der axialen Relativbewegung der beiden Rohre 5 und 10 proportional ist.

Sowie das Griffstück 2 losgelassen wird, drücken die Federn 13 und V) das Meßfühlersystem wieder exakt in die Ruhelage, in der die Meßspule 22 vorzugsweise ihre Nullstellung hat, d. h. kein Abweicht!ngssignal erzeugt. Die Federn 13 und 17 sind so dimensioniert, daß ein Vielfaches des Tastdruckes erforderlich ist, um sie zusammenzudrücken.

Um gleichzeitig entstehende, aber entgegengesetzt wirkende Meßsignale der beiden axialen Meßsysteme auszuschließen, ist am Rohr 10 ein nicht dargestellter Umschalter angeordnet, mit dessen Hilfe von einem axialen Meßsystem auf das andere umgeschaltet werden kann. Signallampen am Rohr 10 können an* zeigen, welches der beiden Systeme eingeschaltet ist.

Wird die gesamte MeßfUhleranordnung manuell an das abzutastende Modell herangebracht, so ist das zweite Meßsystem, d. h. die Meßspule 22 eingeschaltet. Der durch die Druckluft bis zum Anschlag aus einer Führung herausragende Taster 28 des Meß· fühlers 1 setzt auf dem Modell auf und wird wieder weiter in seine Führung hineingeschoben. Passiert der am Taster 28 befestigte Ferritkern die Null· Stellung seiner zugeordneten Meßspule 9, 9', so wird automatisch auf dieses Meßsy.stem umgeschaltet, und s;eine Mefisignale hoben Vorrang vor den MefJ-signalcn des nun auf Null aussteuernden zweiten Meßsystems 20 bis 22. Beim Wegfahren vom Modell wird wieder auf das System mit der Meßspule 22 zurückgeschaltet.

Das Fühlergehüuse Kl mit der Aufnahmevorrichtung 12 ist vorzugsweise verschwenkbar und einrastbar mit dem nachführbaren Bauteil der Meßmaschine verbunden. Um ein einwandfreies gleichmäßiges Funktionieren der Mechanik in allen Stellungen der Meßfühleranordnung, wie vertikal, horizontal und über Kopf, zu gewährleisten, ist im Rohr S mittels eines reibungsarmen Lagers 25 ein Gegengewicht IA spielfrei und verdrehsicher eingebaut. Dieses Gegengewicht 24 ist durch die Seile 26 und 26' über die Umlenkrollen 27 und 27', die an dem Rohr befestigt sind, mit dem Rohr spielfrei verbunden. So hält das Gegengewicht 24 den Bauelementen 1 bis 9 und 20, 21 das Gleichgew cht. An die Stelle des Ausgleichgewichtes kann auch eine pneumatische Waage treten.

Claims (9)

Patentansprüche:

1. Meßfühleranordnung mit einem in einer Meßmaschine nachführbar angeordneten Fühlergehäuse und einem im Fühlergehäuse entgegen einer Rückstellkraft axial verschieblichcn Taster, welcher mit einem axialen Meßsystem verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Fühlergehäuse aus zwei axial gegeneinander beweglichen, aber mit einer den Tastdruck übersteigenden Kraft (13, 17) federnd in einer genau definierten Ruhelage gehaltenen rohrförmigen Gehäusetcilen (5, 10) besteht, deren axiale Relativbewegungen von einem zwischen den beiden rohrförmigen Gehäuseteilcn angeordneten, allein der Nachführsteuerung dienenden zweiten axialen Meßsystem (20 bis 22) erfaßt wird, dessen Nullstellung mit der Ruhelage der Gehäuseteile (5, 10) übereinstimmt.

2. Meßfühleranordnung nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß die den Tastdruck definierende Rückstellkraft an einer fest mit dem Taster (28) verbundenen Kolbenfläche erzeugt wird, welche in einen koaxial zum Taster (28) angeordneten Druckluftzylinder eintaucht.

3 Meßfühleranordnung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden axialen Meßsystemc (1 bis f), 20 bis 22) in Spulensysteme eintauchende Ferritkerne enthalten.

4. MeßfUhleranordnung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden axialen Meßsysteme elektrisch so zusammengeschaltet sind, daß das zweite axia'e Meßsystem (20 bis 22) bei einem Mcßsignal-Nulldurchgang des ersten axialen Meßsystems (1 bis 9) abgeschaltet und bei überschreiten eines vorgegebenen Meßsignalbetrages eingeschaltet wird.

5. Meßfühleranordnung nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Meßfühler (1) im Fühlergehäuse (5) dreidimensional bewegbar aufgehängt ist und mit einem Kreisspulsystem (9, Ψ) zusammenarbeitet, das Meß-

und Nachfuhrsignale in den anderen Koordinatencinrichtungen erzeugt.

6. Meßfühleranotdnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die kardanische Aufhängung des Meßfühlers (1) mit Federkraft (7,7") axial ausgerichtet gehalten wird, deren Rückstellkraft erheblich größer als der Tastdruck ist.

7. Meßfühleranordnung nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Gehäuseteile (5,10) als teleskopartig aufeinander reibungsarm verschiebbare Rohre ausgebildet sind.

8. Meßfühleranordnung nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der mit dem Meßfühler (1) verbundene Gehäuseteil (S) fflif einem Gewichtsausgleich (24) versehen ist.

9. Meßfühleranordnung nach Anspruch 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Fühler* gehäuse (10) verschwenkbar und/oder verdrehbar und einrastbar mit dem nachführbaren Bauteil der Meßmaschine verbindbar ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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