DE2028755A1

DE2028755A1 - Button

Info

Publication number: DE2028755A1
Application number: DE19702028755
Authority: DE
Inventors: Alfons Dipl.-Ing.; Spies Alfons Dipl.-Ing.; 8225 Traunreut Ernst
Original assignee: Dr Johannes Heidenhain GmbH
Current assignee: Dr Johannes Heidenhain GmbH
Priority date: 1970-06-11
Filing date: 1970-06-11
Publication date: 1971-12-16

Description

Taster Die Erfindung betrifft einen Taster, dessen bewegliches Tastglied einen Meßwertaufnehmer steuert. Button The invention relates to a button, the movable feeler member controls a transducer.

Bei einem bekannten Taster dieser Art wird ein in einem Prä .i sionslager in Meßrichtung bewegliches Tastglied mit der Prüflingsoberfläche direkt in Kontakt gebracht. Pneumatische Verstellglieder, die zur Erzeugung einer Meßkraft an dem in Meßrichtung federnd angeordneten Tastglied angreifen , drücken das Tastglied gegen die Prüflingsoberfläche.In a known button of this type, a sionslager in a pre .i In the measuring direction movable probe element with the test object surface in direct contact brought. Pneumatic adjustment members that are used to generate a measuring force on the Attack in the measuring direction resiliently arranged feeler element, press the feeler element against the specimen surface.

Nachteilig bei derartigen.Tastern ist, daß durch die ausgeübte Meßkraft am Tastglied und Prüfling Deformationen auftreten können, die VerfäLschungen des Meßergebnisses nach sich ziehen. Auch kann bei der mechanischen Berührung insbesondere bei optisch bearbeiteten Flächen eine Beschädigung des Prüflings hervorgerufen werden. Aus diesen Gründen eignen sich derartige Taster auch schlecht für Messungen höchster Präzision.A disadvantage of such.Tastern is that due to the measuring force exerted Deformations can occur on the probe element and the test specimen, which falsify the Result of the measurement. In the case of mechanical contact, too, in particular damage to the test object can be caused in the case of optically processed surfaces. For these reasons, probes of this type are also poorly suited for measurements of the highest Precision.

Aufgabe der Erfindung ist es, diese Nachteile bekannter Taster zu beheben und mit besonders einfachen Mitteln einen für Messungen höchster Präzision geeigneten Taster zu schaffen, der zudem eine bei Meßmittel günstige gedrungene Bauform aufweisen sowie auch vielseitig anwendbar sein soll.The object of the invention is to address these disadvantages of known buttons and with particularly simple means one for measurements of the highest precision to create a suitable button, which also has a Measuring equipment cheap should have a compact design and also be versatile.

Die Erfindung löst die gestellte Aufgabe bei einer Taster der eingangs genannten Art dadurch, daß des Tastglied über ein an seiner Stirnfläche vorgesehenes aerostatisches Lager bekannter Art in einer zur Prüflingsoberfläche definierten Lage gehalten ist.The invention solves the problem posed in a button of the initially mentioned type in that the feeler member has a provided on its end face aerostatic bearing of a known type in a defined to the test object surface Location is held.

Bei einer bevorzugten Ausbildung des erfindungagemäßen Tasters ist das Tastglied über ein ortsfest angebrachtes aerostatisches Lager in Meßrichtung beweglich. Außerdem ist die stirnseitige Fläche- d Tastgliedes, an der Druckluft austritt, zum meßkreftfreien entasten in einem solchen Abstand zur Prüflingsoberflächeeingestellt, daß die auf das Tp.sglied einwirkenden Kräfte im Gleichgewicht sind.In a preferred embodiment of the pushbutton according to the invention the feeler element via a stationary aerostatic bearing in the direction of measurement movable. In addition, the front surface is the feeler element on the compressed air exits, set at such a distance to the test object surface for measuring force-free delimbing, that the forces acting on the Tp member are in equilibrium.

Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung in Verbindung mit der Zeichnung.Further features of the invention emerge from the following Description in connection with the drawing.

In der Zeichnung zeigt Figur 1 einen Schnitt durch den erfindungsgemäßen Taster, Figur 2 eine Kraft-Weg-Kenlinie beim erfindungsgemäßen Taster.In the drawing, Figure 1 shows a section through the inventive Button, Figure 2 shows a force-displacement characteristic curve in the button according to the invention.

Die Zeichnung zeigt einen Taster nach der Erfindung in horizontaler Anordnung.The drawing shows a button according to the invention in the horizontal Arrangement.

Das Tastglied 1 ist in einer Präzisionsführung 4 Meßrichtung leichtgängig beweglich. A-ls Präzision=-führung für das Tastglied 1 eignet sich Wegen seiner bekannten Vorzüge besonders ein aeroststisches Lager das aus einer mit Ringkanälen 6 versehenen Hülse 7 bestehen kann. Dos Lager wird über die Ringkanäle 6 mit Druckluft beaufschlegt.The feeler element 1 is easy to move in a precision guide 4 measuring direction movable. A-ls precision = guidance for the feeler element 1 is suitable because of its known advantages especially an aerostatic bearing that from a with ring channels 6 provided sleeve 7 can exist. Dos bearing is via the ring channels 6 pressurized with compressed air.

Im Ausführungabeispiel wird das Tastglied 1 erfindungsgemäß über ein an seiner Stirnfläche 5 vorgesehenes aerostatisches Lager 2 praktisch meßkraftfrei in einem konstanten Abstand a von der Prüflingsoberfläche 3 gehalten. Dem Kanal 8 des serostatischen Lagers 2 wird iiber den mittleren Ringkanal 6 der Wilse 7 Druckluft zugefiihrt. Der Abstand a zwischen der Stirnfläche 5 des aerostatis(:hen Lagers 2 und der Priiflingsoberfläche 3 stellt sich so ein, daß die auf das Tastglied 1 einwirkenden Kräfte im Gleichgewicht sind. Dieser Abstand a kann entweder empirisch oder rechnerisch ermittelt werden.In the exemplary embodiment, the feeler element 1 is according to the invention via a aerostatic bearing 2 provided on its end face 5 practically free of measuring forces held at a constant distance a from the test object surface 3. The canal 8 of the serostatic bearing 2 is compressed air through the middle ring channel 6 of the Wilse 7 supplied. The distance a between the end face 5 of the aerostatis (: hen bearing 2 and the surface of the test piece 3 is adjusted in such a way that the contact with the feeler element 1 acting forces are in equilibrium. This distance a can either be empirical or can be determined by calculation.

Der im Ausführungsbeispiel gezeigte erfindungsgemäße Taster unterscheidet sich grundsätzlich von Anordnungen, bei denen sich ein Objekt lediglich über ein aerostatisches Lager auf einer Oberfläche abstützt und somit Kräfte auf diese ausübt. Beim Taster nach der Erfindung ist die Stirnfläche 5 des serostatischen Lagers 2 so bemessen, daß sich auf Grund der bekannten Bernoulli'schen Gleichungen vorerst eine Anziehung des Tastgliedes 1 211 die Prüflingsoberfläche 3 ergibt, während bei starker Annäherung des Tsstgliedc- 1 an die Prüflingsoberfläche 7 wieder eine Abstossung erfolgt. Die -Figur 2 zeigt eine entsprechende Kraft-Weg-Kennlinie, in der der Abstand a zwischen der Prüflingsoberfläche 3 und dem Tastglied 1 eingetragen ist. Bei diesem Abstand a bewirkt die aus dem Lager 2 austretende Luft, daß die auf das rastglied 1 ausgeübten Anziehungskräfte und Abstoßungskräfte gleich groß sind. Somit kann das Tastglied 1 meßkraftfrei in einem konstanten Abstand a von der Prüflingsoberfläche 3 gehalten werden. Dies erlaubt die Verwendung des Tasters für Messungen höchster Präzision. Der erfindungsgemaße Taster ist überdies nicht nur in der gezeigten horizontalen Loge anwendbar. Da die Abmessungen unG damit auch das Gewicht des Tastgliedes 1 bei der erfindungagemäßen Anordnung äußerst klein gehalten werden können, kann der Taster auch in geneigter oder gar senkrechter Lage benutzt werden, ohne nennenswerte Kräfte auf den Prüfling auszuüben.The pushbutton according to the invention shown in the exemplary embodiment differs basically differ from arrangements in which an object is only about one aerostatic bearing is supported on a surface and thus exerts forces on it. In the case of the button according to the invention, the end face 5 is the serostatic bearing 2 dimensioned so that on the basis of the well-known Bernoulli equations an attraction of the feeler element 1 211 results in the test object surface 3, while at closer proximity of the Tsst link-1 to the test object surface 7 again a repulsion he follows. The figure 2 shows a corresponding force-displacement curve in which the distance a is entered between the test object surface 3 and the feeler element 1. With this one Distance a causes the air exiting the bearing 2 that the locking member 1 the forces of attraction and repulsion exerted are equal. Thus can the feeler element 1 measuring force-free at a constant distance a from the test object surface 3 are held. This allows the Using the probe for measurements highest precision. The push button according to the invention is also not only shown in the horizontal box applicable. Since the dimensions unG also the weight of the feeler element 1 can be kept extremely small in the arrangement according to the invention the button can also be used in an inclined or even vertical position without any significant To exert forces on the test object.

Das Tastglied 1 steuert über ein Element 9 einen bekannten meßkraftfreien Meßwertaufnehmer 10, der im Ausführungsbeispiel direkt in der Hülse 7 eingebracht ist und über dessen Ausgang 12 ein Anzeigegerät 13 gesteuert wird. Die aus Tastglied 1 und Meßweztaufnehmer 10 gebildete Baueinheit ist in einem ortsfesten Halter 11 eingesetzt. Zum Messen des Verschiebeweges des Tastgliedes 1 können beliebige bekannte Neßwertaufnehmer z.B. induktiver, kapazitiver, optischer Art oder dgl. Verwendung finden.The feeler element 1 controls a known measuring force-free via an element 9 Measurement transducer 10, which is placed directly in the sleeve 7 in the exemplary embodiment and via the output 12 of which a display device 13 is controlled. The one from tactile member The structural unit formed 1 and measuring transducer 10 is in a stationary holder 11 used. To measure the displacement of the feeler element 1, any known Neßwertaufnehmer, e.g. inductive, capacitive, optical or similar use Find.

Claims

Expectations

======== 1. Pushbutton, the movable feeler element of which has a transducer controls, characterized in that the feeler member (1) has a on its end face (5) provided aerostatic bearing (2) of known type in one to the surface of the test object (3) is held in a defined position.

2.) button according to claim 1, characterized in that the latching member (1) is easy to move in the measuring direction in a precision guide (4-), and that furthermore the end face (5) of the feeler element (1) for measuring force-free probing, at which the compressed air emerges, dimensioned as large and at such a distance from the test object surface (3) is set so that the forces acting on the feeler element (1) are in equilibrium are.

3.) button according to claim 2, characterized in that the precision guide (4), in which the feeler element (i) can be moved easily in the measuring direction, an aerostatic one Warehouse is.

4.) button according to claim 3, characterized in that the serostatic Has bearing (4) ring channels (6).

5.) button according to claim 1 to 4, characterized in that the Tas member (1) a cylindrical bolt air-bearing in a stationary sleeve (7) is, in the center of which runs in the measuring direction air duct (8) of the zerostatic Storage (2) is provided.

6.) button according to claim 1 to 5, characterized in that the Sensing element (1) via a control element (9) a measuring force-free Iteßwertaufnehmer (10) of known type controls, and that also the feeler element (1) and the measuring transducer (10) form a structural unit.