DE2642443A1

DE2642443A1 - Skalenableseeinrichtung

Info

Publication number: DE2642443A1
Application number: DE19762642443
Authority: DE
Inventors: Touji Hirose
Original assignee: Mitutoyo Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Mitutoyo Manufacturing Co Ltd
Priority date: 1975-09-22
Filing date: 1976-09-21
Publication date: 1977-08-04
Also published as: DE2642443B2; US4063086A; JPS5635765Y2; JPS5243449U; DE2642443C3

Description

PATENTA,-JV.'ÄLTE A. GRÜNECKER

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H. KINKELDEY / D A / U U Λ W. STOCKMAlR

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MITÜTOYO MFG. , CO. LTD _Q _{MÜNCHEN aa}

5-33-7? Shiba, Minato-ku maximiuanstrasse *₃

Tokyo, Japan

21.9.1976

Skalenableseeinrichtung

Die Erfindung bezieht sich, auf eine Skalenableseeinrichtung und insbesondere auf eine mit einer verbesserten Staubabdichtung versehene Einrichtung.

Es ist eine Skalenableseexnrichtung bekannt, die einen Kihler benutzt, der in einem Gleitglied eingeschlossen ist,· das mit einem beweglichen Glied verbunden ist, durch das der !"ühler automatisch die Teilung auf einer Skala abliest, die an einem stationären Glied befestigt ist. Diese bekannte Einrichtung hat die Nachteile, daß infolge der mangelhaften Staubabdichtung die Gleitflächen des Gleitgliedes zu einer Verschmutzung oder Beschädigung durch Eindringen von Fremdteilen neigen, wodurch die Meßgenauigkeit vermindert wird.

Die Erfindung richtet sich auf eine verbesserte Skalenableseexnrichtung, bei der die zuvor beschriebenen Nachteile der bekannten Einrichtung nicht mehx auftreten.

Vor den Erläuterungen der Erfindung anhand der beiliegenden Zeichnungen folgt jetzt eine einleitende Beschreibung, wie die bekannte Einrichtung in Bezug auf die Staubabdichtung

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mangelhaft ist.

In der Zeichnung zeigen:

I¹Xg. 1 und 2 schematische Ansichten bekannter Staubabdichtungen,

Pig. 3 eine Vorderansicht, teilweise ausgebrochen, einer erfindungsgemäßen Skalenableseeinrichtung,

Fig. 4- einen Schnitt längs der Linie IV-IV der I¹Xg. 3?

Fig. 5 eine Seitenansicht, teilweise ausgebrochen, der in Pig. 3 gezeigten Einrichtung und

Pig. 6 schematisch eine Darstellung, wie die Kräfte auf die Skala wirken.

Die Figuren 1 und 2 sind schematische Ansichten, die ein typisches Ausführungsbeispiel einer staubdichten Einrichtung zeigen, wie sie bei Betriebsanlagen oder Anordnungen benutzt wird, die gleitende Teile umfassen. Gewöhnlich wird eine solche gezeigte Staubabdichtung zusammen mit den bekannten Skalenableseeinrichtungen benutzt.

In Pig. 1 gibt das Bezugszeichen 1 ein Gleitglied an, das längs einer Gleitführungsflache 2A sich in die gezeigte Pfeilrichtung f bewegt, die senkrecht 'zur Zeichenebene der Pig.2 gerichtet ist. Dieses Gleitglied 1 besteht aus einem oberen Körper 1a, einem unteren Beinteil 1b und einem Nackenteil 1c, der diese beiden verbindet. Die GIeitführungsflache 2A ist zu ihrem Schutz mit einem Paar streifenähnlicher flexibler Elemente 3>3 versehen, die jeweils an einer ihrer Längskanten in einem festen Rahmen 2 befestigt sind, während die zwei Elemente an ihren beiden anderen Längskanten einander benachbart sind. Die miteinander gekoppelten flexiblen EIe-

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mente 3,3 bedecken datier fast die gesamte Fläche der Gleitführungsflache 2A, \ro das Gleitglied. 1 nicht gerade sitzt, so daß das Eindringen von Staub oder Schmutz auf dio Gleitführungsflache 2A verhindert wird. Da jedoch das Gleitglied 1 sich in der in I^?ig. 1 angegebenen Pfeilrichtung f bewegt, werden die flexiblen Elemente 3,3 in der in Jig. 2 mit strichpunktierten Linien gezeigten Weise auseinandergespreizt. Dadurch wird eine Öffnung G z-wischen den aneinanderliegenden Kanten der zwei Elemente und unmittelbar vor dem sich bewegenden Gleitglied 1 gebildet. Dadurch können Fremdteile, z.B. Staub oder Schmutz, durch diese Öffnung G hindurch auf die Führungsgleitfläche 2A gelangen.

Zusätzlich zu dieser Möglichkeit des Eindringens von Fremd-teilen durch die Öffnung G hindurch, hat die bekannte Staubabdichtung den weiteren Wachteil, daß die miteinander gekoppelten flexiblen Streifenelemente zwischen sich einen kleinen Spalt g bilden, durch den hindurch Schmutz oder Staub möglicherweise auf die GIeitführungsflache gelangen kann. Insgesamt war es bei der bekannten Staubabdichtung bisher kaum möglich, ein Anhaften von Fremdteilchen an der GIeitführungsf lache vollständig zu verhindern. Ein Ziel der Erfindung ist es daher, eine Skalenableseeinrichtung zu schaffen, die eine Staubabdichtung aufweist, mit der die beschriebenen Nachteile der bekannten Einrichtung zu vermeiden sind.

Die Erfindung wird jetzt im einzelnen anhand eines Ausführungsbeispiels in Verbindung mit den Figuren 3 bis 6 erläutert.

Fig. 3 zeigt eine Vorderansicht, teilxfeise ausgebrochen, der erfindungsgemäß ausgebildeten Skalenableseeinrichtung. Ein

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Gehäuse 4 mit einer Skala 5 darin kann auf einem hier nicht gezeigten Werkzeug einer Werkzeugmaschine od.dgl. über seine einander entgegengesetzten Befestigimgsflansche 4A, 4A befestigt sein, bei der die Skalenableseeinric-htung angewendet werden kann. Das Gehäuse 4 hat eine längliche hohle Konstruktion mit' einem im wesentlichen rechteckigen Querschnitt, an dessen einer Seite eine Führungsöffnung 4B ausgebildet ist, die sich über die gesamte Länge des Gehäuses erstreckt (vgl. Fig. 4 und 5). Das Innere des Gehäuses 4 ist mit der äußeren Umgebung nur über die Führungsöffnung 4B verbunden. Tut Abstand und parallel zur Führurigsüffnung 4B sind zwei parallele Schienenplatten 4C vorgesehen, die als Ab dicht gliederfür die Öffnung 4B und auch als Gleitflächen dienen (vgl. Fig. 4). Ein insgesamt mit 6 bezeichnetes Gleitglied ist \

zu seiner gleitenden Bewegung längs der zwei Führungs- [

flächen der Schienenplatten 4C in der Weise angeordnet, \-

daß das Gleitglied 6 immer gegen die Führungsplatten 4C |'

durch die Anziehungswirkung von Magneten 4S gezwungen wird, die in der Seitemmnd des Gehäuses zwischen den Schienenplatten 4C und der Führungsöffnung 4B eingebettet sind. Das Gleitglied 6 besteht aus einem Hauptkörper 62, der sich gleitend längs der Schienenplatten 4G bewegen kann, und aus einem Verlängerungsteil 61, der sich durch die Führungsöffnung 4B hindurch in das Innere des Gehäuses hinein erstreckt. Der Hauptkörper 62 ist im v/es entlichen kastenförmig ausgebildet, indem ein Verstärker 7 angeordnet ist, dessen Ausgangsleitungen 8 durch die Seitemrand des Hauptkörpers 62 hindurch herausgeführt 'sind.

Wie am besten aus Fig. J zu erkennen ist, ist der zuvor erwähnte Verlängerungsteil 61 des Gleitgliedes 6 an seiner äußeren Seite mit einem gebogenen, vorspringenden Führungsteil 61a versehen.

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Außerdem ist ein flexibles Streifenband 9 aus Stahl od.dgl. vorgesehen, das über die gesamte Länge der Schienenplatten 40, 4C gesogen ist und sich über diese erstreckt, wodurch er die Länge der Führungsöffnung 4B abdeckt. Dieses flexible Streifenband 9 ist an seinen gegenüberliegenden Enden mit Hilfe von Kalteplatten 4D,4D an daaGehäuse 4 befestigt. Im Bereich des Gleitgliedes 6 wird jedoch das flexible Streifenband 9 von der Führungsöffnung 4B abgehoben, wenn es dem Außenumfang des zuvor erwähnten gebogenen, vorspringenden Führungsteils 61A des Gleitgliedes 6 folgt. Die Länge des Streifenbandes 9 in diesem Bereich wird von seinen gegenüberliegenden Enden gegen die Schienenplatten 4C,4C mit Hilfe vj η Halterollen 62A,62A gezwungen, die an der Innenseitenwand des Hauptkörpers 62 des Gleitgliedes 6 vorgesehen sind, während die übrigen Teile des Streifenbandes in dichtem Kontakt mit den Schienenplatten 4C,4C unter der Anziehungswirkung der Magnete 4E,4E gehalten wird.

Daher wird nur die Länge des Streifenbandes 9? die innerhalb des Gleitgliedes 6 gehalten ist, von den Schienenplatten 4C durch den gebogenen hervorspringenden Teil 61A abgehoben, während die übrige Abdeckung der Gledbflachen der Schienenplatten 4C und der Führungsöffnung 4B erhalten bleibt. Um den weichestmöglichen Gleitkontakt zwischen dem Streifenband 9 und dem gebogenen vorspringenden Teil 61A zu bewirken, werden beide Teile hinsichtlich ihres Materials so ausgewählt, daß sie den geringstmöglichen Reibungskoeffizienten haben.

Aus der vorstehenden Beschreibung ist zu erkennen, daß bei einer Bewegung des Gehäuses 4 relativ zum Gleitglied 6 in jeder Richtung (vgl. Fig. 3) der gebogene hervorspringende FührungsteilΊ51Α"' desGleitgliedes 6 eine gleitende Bewegung auf und längs der Innenfläche des flexiblen Streifenbandes 9 bewirkt.

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Wie in I¹Ig. 3 g;ezeigt ist, ist der gebogene hervorspringende Führungsteil 61A mit einer kleinen Bohrung 613 ausgebildet, durch die hindurch eine nicht gezeigte Leitung geführt ist, die den Verstärker 7 mit eine::a später noch zu beschreibenden Fühler verbindet. Diese Leitung verbindet durch eine Öffnung G2D hindurch, die in einer Q?rennv;and 62C in den Hauptkörper 62 des Gleitgliedes 6 ausgebildet ist, den Verstärker 7·

Der zuvor erwähnte Verlängerungsteil 61 des Gleitgliedes 6 hat einen Nackenteil 610, der die Führungsöffnung -'+B des Gehäuses 4- durchdringt (vgl. Fig.4). Dieser Nackenteil 61C ist bei 61D durchbohrt, um die zuvor erwähnte Leitung für die Verbindung zwischen dem Verstärker 7 und dem Fühler hin dur ch zuführe η.

Wie gezeigt, ist am inneren Ende des Verlängerungsteils 61 des Gleitgliedes 6 ein Fühlerhalteglied 10 vorgesehen, das Fühler 101 zum Ablesen der Teilungen auf der Skala 5 trägt. Zum Befestigen des Haltegliedes 10 ist der Verlängerungsteil 61 des Gleitgliedes 6 an seinem inneren Ende mit einer Ausnehmung 61E und einer Halteeinrichtung 11 versehen.

In Fig. 3 besteht die Haiteeinrichtung 11 aus zwei Kugeln 111, die in einer Keihe längs jeder Seite der Ausnehmung angeordnet sind und leicht in die Ausnehmung hervorspringen, sowie aus einer Blattfeder 112, die die Reihe der zwei Kugeln nach innen drückt. Bei dieser Anordnung wird bei der Montage des Fühlerhaltegliedes 10 in der Ausnehmung 613 in Richtung des in Fig. 3 gezeigten Pfeiles B das Halteglied 10 in die Ausnehmung hinein einschnappen und in dieser Lage elastisch zwischen den Kugeln 111 festgeklemmt. Andererseits wird bei der Demontage das Halteglied 10 leicht aus dem Verlängerungsteil 61 in Pfeilrichtung A herausgezogen.

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Λ'

Wie in Pig. 4- gezeigt ist, ist die Glasskala 5 in dem Gehäuse 4·. derart befestigt, daß ihre Oberfläche in einem Winkel von ^li$ zu der Ebene XX geneigt ist, die die Hittenaciisen des Gleitgliedes 6 und der Fuhrungsoffnuug ΛΒ enthält» Diese Neigung stellt eine weiche gleitende Bewegung des PühlerhaltCGÜodes 10 in Längsrichtung der Skala 5 sicher, vas ein wesentliches Merkmal der- Erfindung ist, v;ie dieses nachfolgend erläutert wird.

In Übereinstimmung mit dieser Neigung der die Teilung tragenden Oberfläche der Skala hat das Fühlerhalteglied 10 Außenflächen, die jeweils parallel zur die TeiD.ung auf v/eisenden Fläche und zur schmalen Seitenfläche der Skala angeordnet siüd. Auf der Seite des Haltegliedes 10 parallel zu der mit der Teilung versehenen Fläche der "Skala sind eine indexskala 102 und Fühler 101 z.B. in Form von Fototransistoren vorgesehen. Gegenüber den Fühlern 101 sind jeweils optische Projektoren 103 vorgesehen. Die Fühler 101 sind, wie zuvor beschrieben, mit der mit dem Verstärker verbundenen Leitung verbunden.

Zwischen dem ausgenommenen Boden des Verlängerungsteils und dem Fühlerhalteglied 10 sind Druckfedern 12 vorgesehen, um das Halteglied 10 elastisch gegen die Skala 5 zu. drücken, während sie Schwingungen der einzelnen Bauteile absorbieren, die möglicherweise während der gleitenden Relativbewegung der beiden Glieder auftreten. Durch die Feder 12 werden keinerlei Schwingungen des Fühlerhaltegliedes 10 an das Gleitglied 6 übertragen, xtfodurch eine weiche gleitende Bewegung des Gleitgliedes 6- sichergestellt ist. In diesem Zusammenhang ermöglicht die zuvor beschriebene Anordnung der Halteeinrichtung 11 eine Relativbewegung des Fühlerhaltegliedes 10 zum Gleitglied 6, so daß die Schwingungsabschirmung zwischen dem Halteglied 10 und dem Gleitglied 6 weiter verbessert wird.

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Fig. 6 zeigt eine schematisehe Barste llung, wie dai? Fühlerhalfceglied 10 dynamisch, auf die Skala 5 wirkt, wobei infolge der zuvor erwähnten ITeigung eine Kraft P zu ihrer ^wirksamen Verminderung in zwei gleiche Kraftkomponenten P_x, und ?2auf ge teilt ist, die in Richtung auf die die Teilung tragende Oberfläche und die Fläche der Schmalseite der Skala 5 jeweils wirken.

Zusammenfassend werden mit der erfindungssemäßen Skalenableseeinrichtung die anschließend angegebenen Vorteile erreicht.

1. Da der. gesamte Bereich der Führungsöffnung und die Gleitflächen, mit Ausnahme, wo das Gleitglied angeordnet ist ^ gewöhnlieh vollständig von dem flexiblen Band bedeckt sind, hat die Erfindung den Vorteil, daß ein Eindringen, ein Anhaften oder eine Ablagerung von Fremdkörpern, wie Staub oder Schmutz zu oder auf der Führungsöffnung und den GIeitflachen unterbunden wird.

2. Das Fühlerhalteglied und die Skala befinden sich, in Berührung miteinander , wobei eine Berührungsebene um 4-5° gegenüber der Kraftwirkungsrichtung geneigt ist, während das Fühlerhalteglied sich in Berührung mit der flachen Skalenfläche, nicht mit der Schmalseite der Skala befindet. Dieses stellt eine Verbindung von Aktion, und Reaktion zwischen dem Halteglied und der Skala sicher, wodurch die gleitende Bewegung des Haltegliedes erheblich weicher wird.

3- Infolge des elastischen Andrückens des Fühlerhaltegliedes gegen die Skala werden Schwingungen des Haltegliedes, sofern dieses überhaupt infolge von Unebenheiten der Skalenoberfläche auftreten, durch die Federn absorbiert, bevor sie das Gleitglied erreichen können, so daß die gleitende Bewegung des Gleitgliedes in einer sehr weichen Art erfolgt.

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4. Die erfindungsgemäße Skalenableseeinriehtung stellt daher eine hochgenaue Ablösung von Skalen sicher.

Obwohl die Erfindung unter der Voraussetzung beschrieben
wurde, daß das Gleitglied beweglich und das die Skala enthaltende Gehäuse ortsfest sind, ist bei den üblichen Anwendungsgebieten der Erfindung tatsächlich das Gehäuse mit der Skala beweglich, während das die fühler tragende Gleitglied ortsfest ist. Die vorliegende Beschreibung ist daher so zu verstehen, daß der Ausdruck "Gleitglied" nicht notwendigerweise ein sich bewegendes Teil bezeichnet, sondern vielmehr angibt, daß eines der beiden Teile eine Eelativbewegung ausführt.

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ft- ■

eerseite

Claims

Patentanspruch.

Skalenableseeinrichtung mit einem Gehäuse in Form, einer hohlen Rohrkonstruktion rri_tt einer transparenten stangenförmigen Skala darin, das an seiner einen Längsseite rait einer sich in Längsrichtung der Skala erstreckenden Füh-rungsöffnung und sich parallel zu dieser erstreckenden Gleitflächen versehen ist,, und mit einem mit dem Gehäuse zusammenwirkenden Gleitglied, das einen sich von außen durch die Führungsöffnung hindurch in das Innere des Gehäuses erstreckenden Verlängerungsteil hat, der an seinem äußeren Ende lösbar ein Fühlerhalteglied trägt, das einen die Skala ablesenden Fühler hält, gekennzeichnet durch in der Längsseitenwand des Gehäuses (4) neben den Gleitflächen (40) und längs beider Seiten der Führungsöffnung (4B) eingebettete Magnete (4E), durch ein flexibles Streifenband (9) aus magnetischem Material, das sich in Längsrichtung längs der Führungsöffnung (4B) erstreckt und mit seinen beiden Enden derart an dem Gehäuse (4) befestigt ist, daß das Streifenband (9) im wesentlichen die gesamte Länge der Führungsöffnung (4B) bedeckt, wenn es von den Magneten (4E) zu der Führungsöffnung (4B) hin angezogen ist, durch einen an dem Verlänge3?ungsteil (61) des Gleitgliedes (6) ausgebildeten, gebogenen und vorspringenden Führungsteil (61A), der derart in gleitender Berührung mit der inneren Oberfläche des Streifenbandes (9) steht, daß nur ein Teil des in dem Gleitglied (6) gehaltenen Streifenbandes (9) von der Führungsöffnung (4B) abgehoben wird, durch am Außenumfang des Gleitgliedes (6) vorgesehene Halteglieder (62A) zum Eferabdrücken des Streifenbandes (9) auf die Führungsöffnung (4B) und durch eine am äußeren Ende des Verlängerungsteils (61) des Gleitgliedes (6) vorgesehene Halteein-

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richtung (11), die sich. in. das Innere des Gehäuses (4) hineinerstreckt und das Fuhlerhalteglied (10) aia äußeren Ende des Verlangerungsteils (61) verankert, ferner dadurch gekennzeichnet, daß die Skala (5) exit ihrer die Teilung tragenden Längsfläche in einem Winkel von 45 zu einer senkredit zur Oberfläche des Streifenbandes (9)
verlaufenden Ebene (X-X) fest in deia Gehäuse (4) angeordnet ist.

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