DE2207270A1

DE2207270A1 - Vorrichtung zur gleichzeitigen Übertragung der Bewegung eines Tasters auf mindestens zwei Ablesorgane

Info

Publication number: DE2207270A1
Application number: DE19722207270
Authority: DE
Inventors: Rene Le Locle Droz (Schweiz). P
Original assignee: Les Fabriques dAssortiments Reunies SA FAR
Current assignee: Meseltron SA
Priority date: 1971-03-01
Filing date: 1972-02-16
Publication date: 1972-09-14
Also published as: DE2207270B2; DE2207270C3; GB1321575A; US3888012A; CH549438A

Description

Les Fabrlques d'Assortiments'Reunies« Le Locle (Schweiz)

Vorrichtung zur gleichzeitigen Uebertragung der Bewegungen eines Tasters auf mindestens zwei Ablesorgane

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur gleichzeitigen Uebertragung der Bewegungen eines Taters längs mindestens zwei Koordinatenachsen auf mindestens zwei Ableseorgane, von denen jedes ein bewegliches Teil und einen auf die Lageänderung dieses Teils ansprechenden Messfühler aufweist. Die erfindungsgemässe Vorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass sie zwei miteinander kombinierte, elastisch deformierbare Parallelogramme aufweist.

Ein besonderes AusfUhrungsbeispiel kann dadurch gekennzeichnet sein, dass das erste Parallelogramm, von welchem zwei zueinander parallele Seiten elastisch deformierbar sind und die beiden andern zueinander parallelen Seiten starre Brücken bilden, durch eine der Brücken fest an ein äusseres Teil angeschlossen ist, und dass das zweite Parallelogramm gleicher Konzeption wie das erste, mittels der einen den elastischen Seiten benachbarten Seite fest mit der freien Brücke des ersten Parallelogramms verbunden ist, so dass die zweite, zur ersten parallele, den Taster tragende Brlicke längs beiden Koordinatenachsen beweglich ist.

Das erfindungsgemässe System hat in beiden Koordinaten einen natürlichen Gleichgewichtspunkt. Bei der Berührung des Tasters mit einem zu messenden Werkstück verursacht die Reaktion der elastisch

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deformierbaren Teile der beiden Parallelogramme einen Messdruck im richtigen Sinne, d. h. gegen des zu messende Werkstück.

Erfindungsgemäss kann die Vorrichtung in einer besonderen Ausflihrungsform auch einen axialen Messfühler zur Messung in einer dritten Koordinate haben.

Das erfindungsgemässe System liefert eine lineare Uebersetzung der Bewegungen des Tasters, unabhängig von der Länge des letztern.

Es sind Messvorrichtungen mit einem elastisch deformierbaren Parallelogramm bekannt, in welchen die Bewegungen eines um eine Achse schwenkbaren Hebels an das Parallelogramm weitergegen werden. Es gibt auch solche mit einem einzigen Parallelogramm ohne Zwischenschaltung eines Schwenkhebels.

Es sind auch schon Systeme mit einem um eine Achse drehbaren Messfühler bekannt. Wenn diese Systeme z. B. zur Kontrolle der Zentrierung einer Welle oder Achse oder einer Bohrung auf einer Maschine oder einem Messapparat verwendet werden, so müssen sie um eine im allgemeinen zur Bewegungsebene senkrechte Achse gedreht werden, was zur Aufteilung der Ablesung gemäss dem verwendeten Koordinatensystem zwingt.

Diese Nachteile werden durch die erfindungsgemässe Lösung, d. h. durch gleichzeitige Uebertragung der Bewegungen des Tasters behoben.

Zudem bietet die erfindungsgemässe Vorrichtung bei grösster Wirt-

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schaftlichkeit und Leichtigkeit in der Verwendung eine bei Messungen in zwei oder drei Dimensionen bis heute nie erreichte Kombination von Feinheit, Empfindlichkeit "und Präzision.

Die Zeichnung zeigt eine beispielsweise Ausführungsform der erfindungsgemässen Vorrichtung, wobei die aus der Zeichnung und der nachfolgenden Beschreibung hervorgehenden einzelnen Besonderheiten natürlich auch Gegenstand der Erfindung bilden, wie auch die Erfindung keineswegs auf das beschriebene und gezeichnete Beispiel beschränkt ist.

Fig. 1 zeigt eine schematisierte Perspektive der Vorrichtung in einem dreidimensionalen kartesischen Koordinatensystem mit dem Schema der verschiedenen Messtufen,

Fig. 2 ist ein partieller Längsschnitt eines induktiven Messfühlers des elektronischen und des Anschlussteils.

Fig. 3 ist ein vereinfachter Längsschnitt eines Teils des Tasters und der mechanischen Einrichtung für den induktiven Messfühler.

Fig. 4 ist ein schematisierter Vertikalschnitt der Vorrichtung nach der Linie IV-IV der Fig. 5.

Fig. 5 ist ein Schnitt nach der Linie V-V der Fig. 4.

Wie Fig. 1 veranschaulicht, überträgt der Taster 1 gleichzeitig seine nach den drei Koordinatenachsen zerlegten Bewegungen mittels des Messfühlers 3 und der zwei elastisch deformierbaren Parallelo-

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gramme mit den Brücken 4 und 5. Die Bewegung in der Y-Achse wird durch den Transduktor 2 registriert. Die Bewegung in der Z-Achse wird durch den Körper des Messfühlers 3 auf die Brücke 4 übertragen, deren Lageveränderung in Bezug auf die Brücke 5 durch den Transduktor 6 registriert wird.

Die Bewegung in der X-Achse wird durch den Körper des Messfühlers 3 auf die Brücken 4 und 5 übertragen, deren Lageveränderung in Bezug auf die fest mit dem rahacnfb'rmigen Teil 8 verbundene, zum Parallelogramm mit der Brücke 5 gehörende Brücke 7 durch den Transduktor 9 registriert wird.

In der Gleichgewichtslage, d. h. wenn der Taster 1 sich nicht gegen ein zu messendes Werkstück abstutzt, stabilisiert er sich in einem Punkt, der den Ausgangspunkt seiner Lageveränderungen und gleichzeitig den Justier-Ausgangspunkt 0 der Ableseeinrichtungen bildet.

Wie Fig. 3 zeigt, hat der induktive Messfühler eine seinen Körper bildene Haupthülse 12. Deren Bohrung nimmt die Achse 13 auf. Das eine Ende dieser Achse ist zur auswechselbaren Aufnahme geeigneter Taster 1 ausgebildet. Ein einerseits am Körper 12 und anderseits an einem Ring 17 befestigter Balg 16 schützt das Innere des Messfühlers gegen Staub. Ueber den grossten Teil ihrer Länge ist die Achse 13 auf einem Kugellager 14 montiert. Die Achse 13 endet auf der dem Fühlerkopfschaft 15 gegenüberliegenden Seite in einem von einer Büchse 19 umgebenen hohlen Stummel 22. Die Buchse 19 dient der Achse 13 als Anschlag und zur Verhinderung der Drehung der Achse 13. Eine den Stummel 22 umgebende RUckführfeder 20 stützt sich mit ihrem einen Ende in einem Ring 21 und mit ihrem andern

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Ende gegen die Stirnfläche der Buchse 19 ab. In die Bohrung des Stummels 22 greift ein Keramikrohr 23, welches an seinem einen Ende einen Ferritkern 24 aufnimmt. Dieser Ferritkern konzentriert das Magnetfeld der Spulen 25 ud 25a (Fig. 2), welche eine Keramikhiilse 26 umgeben und in einem äusseren Ferritmantel 27 angeordnet sind. Das Ganze der Fig. 2 ist in eine Hülse 29 (Fig. 3) eingepasst, die durch konventionelle Mittel (Fig. 3) am Körper 12 des Messfühlers befestigt ist. Ein Anschlusstück 30 hält das Ganze der Fig. 2 mittels eines Federringes 28 fest. Das Ganze der Fig. 2 mit dem Ferritkern 24 bildet den Transduktor.

In Fig. 3 ist die elektronische Einrichtung in jeder Hinsicht identisch mit der Einrichtung gemäss Fig. 2. Sie hat in eine Isolationsmasse 34 eingebettete, der Speisung der Spulen 25 und 25a dienende Klemmen 31, 32 und 33. Ein Kabel 35 mit einem Stecker ermöglicht eine rasche Verbindung mit den verschiedenen Messtufen, die eine stabiliserte Speisung 35a, einen Oszillator 36, einen einen Gleichstromverstärker 38 speisenden Phasendetektor 37 und einen Galvanometer-Beschleuniger 39 aufweisen, welch letzterer die Anzeige auf ein Galvanometer 40 gibt, weiter einen Messbereichwähler 41, einen Wechselstromverstärker 42 und ein Sigualisierungs-System 43, das die Messung auf den verschiedenen Messfühlern gestattet.

Wie schon weiter oben kurz dargelegt, ist der induktive Messfühler 3 (Fig. 4) an der Brücke 4 des ersten Parallelogramms befestigt. Diese Brücke 4 ist durch elastisch deformierbare blattförmige Seiten 45 und 46 mit einer obern Befestigungsplatte oder Brücke 47 verbunden, die zur Aufnahme der Brücke 7 des zweiten Parallelogramms ausgebildet ist.

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Die Brücke 4 dient dazu, eine Bewegung gemäss dem Pfeil (Fig. 4) auf den Transduktor 6 zu Übertragen. Letzterer ist durch an sich, bekannte Mittel 48 an der Brücke 47 befestigt (Fig. 4) und hat in seinem Innern eine bewegliche Achse 49, welche mittels eines Klobens 50 der Brücke 4 befestigt ist. Die Brücke 7, die an der obern Brücke 47 des ersten Parallelogramms mittels Schrauben 5, befestigt ist, ermöglicht mit Hilfe der elastisch deformierbaren blattförmigen Seiten 52 und 53 eine Bewegungsübertragung auf den Kloben 54 mit der Messfühlerachse 55, die in den Transduktor 9 eindringt, welch¹ letzterer mittels der Strebe 56 am rahmenförmigen Teil 8 befestigt ist.

Im Falle einer dritten Achse hingegen erfolgt die Lageveränderung direkt auf dem Niveau des Transduktors 2 (Fig. 1).

Selbst unter der Wirkung einer minimen Lageveränderung des Tasters 1 durch dessen Berührung mit einem zu messenden Werkstück werden Reaktionskräfte Fx, Fy, Fz erzeugt und wirken gegen die Flächen des Werkstücks.

Durch entsprechende Dimensionierung der elastisch deformierbaren blattförmigen Seiten der Parallelogramme lassen sich die Elastizitätscharakteristika der Vorrichtung modifizieren und infolgedessen die verschiedenen Raktionskräfte Fx, Fy längs den entsprechenden Achsen der gewünschten Grosse der Lageänderungen des Tasters 1 anpassen. Ebenso können die Reaktionskräfte Fz des Messfühlers 3 den Messanforderungen angepasst werden.

Jedes Parallelogramm kann als einteiliges Stück aus einem Werk-

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stoH'block geschnitten sein. Es könnten sogar beide Parallelogramme zusammen ein einteiliges, aus einem Werkstoffblock geschnittenes System bilden.

Die Bewegungen können in jeder Achse unabhängig voneinander in einem beliebigen funkte ihres Ablaufs blockierbar sein, so dass der Messfühler, je nach Wahl durch die messende Person, gleichzeitig in einer, zwei oder drei Dimensionen arbeiten kann.

Die Achsen des Koordinatensystems können zueinander beliebige Lage haben. Die erfindungsgemäss Vorrichtung kann auch beliebige Lage im Räume haben.

Die Ausdrücke "Messfühler", "Transduktor", "Taster" und "Ableseorgan" sind erfindungsgemäss natürlich im weitesten Sinne zu verstehen. Auch ist die Verwendung der erfindungsgemässen Vorrichtung nicht auf elektronische Messapparate beschränkt.

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Claims

PATENTANSPRUECHE:

I)JVorrichtung zur gleichzeitigen Uebertragung der Bewegungen eines Tasters längs mindestens zwei Koordinatenachsen auf mindestens zwei Ableseorgane, von denen jedes ein bewegliches Teil und einen auf die Lageänderung dieses Teils ansprechenden Messfühler aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass sie zwei miteinander kombinierte, elastisch deformierbare Parallelogramme (5, 7, 52, 53, und 4, 47, 45, 46) aufweist.
2) Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Parallelogramm, von welchem zwei zueinander parallele Seiten elastisch derformierbar sind und die beiden andern zueinander parallelen Seiten starre Brücken bilden, durch eine der Brlicken (7) fest an ein äusseres Teil (8) angeschlossen ist, und dass das zweite Parallelogramm gleicher Konzeption wie das erste, mittels der einen den elastischen Seiten benachbarten Seite fest mit der freien Brücke des ersten Parallelogramms verbunden ist, so dass die zweiten, zur ersten parallelen Taster (1) tragende Brllcke (4) längs beiden Koordinatenachsen beweglich ist.
3) Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch einen ovalen Messfühler zur Messung in einer'dritten Koordinate.
4) Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Parallelogramme durch vier elastisch deformierbare, je zu zweien an Brücken (5, 7, 4, 47) angeschlossene Seiten (52, 53, 45, 46) gebildet sind.

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5) Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet, dass jedes Par alle Io gr anus als einteiliges Stück, aus einem Werkstoffblock geschnitten ist.
6) Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet, dass beide Parallelogramme zusammen ein einteiliges aus einem Werkstoffblock geschnittenes System bilden..
7) Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1-6, dadurch gekennzeichnet, dass der Taster (1) axial beweglich ist (Achse Y), auf welche Axialbewegung ein Transduktor (2) ansprechbar ist.
8) Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Bewegungen in jeder Achse unabhängig voneinander in einem beliebigen Punkt· ihren Ablaufs blockierbar sind, so dass der Messfühler, je nach Wahl durch die messende Person, gleichzeitig in einer, zwei oder dreiDimensionen arbeiten kann.

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