DE2642443B2

DE2642443B2 - Skalenableseeinrichtung

Info

Publication number: DE2642443B2
Application number: DE2642443A
Authority: DE
Inventors: Touji Yokohama Kanagawa Hirose (Japan)
Original assignee: Mitutoyo Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Mitutoyo Manufacturing Co Ltd
Priority date: 1975-09-22
Filing date: 1976-09-21
Publication date: 1980-09-25
Also published as: JPS5635765Y2; DE2642443C3; US4063086A; DE2642443A1; JPS5243449U

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Skalenableseeinrichtung der im Oberbegriff des Anspruchs genannten Art

Eine solche in den Fig. 1 und 2 der Zeichnung gezeigte, bekannte Skalenableseeinrichtung hat den ^r>^r> Nachteil, daß infolge einer mangelhaften Staubabdichtung die Gleitflächen des Gleitgliedes zu einer Verschmutzung oder Beschädigung durch Eindringen von Fremdteilen neigen, wodurch die Meßgenauigkeit vermindert wird. w»

Die Fig. 1 und 2 sind schematische Ansichten einer typischen Staubabdichtung bei einer solchen bekannten Skalcnableseeinrichtung.

In F i g. 1 ist ein Gleitglied 1 auf einer Gleitfläche 2Λ in der gezeigten Pfeilrichtung f bewegbar geführt, die ^hi senkrecht /ur Zeichenebene der F i g. 2 gerichtet ist. Dieses Gleitglied 1 besteht aus einem oberen Hauptkörner la. einem VerlängerunpMoil Ib und einem Nackenteil \Q der diese beiden verbindet Die Gleitfläche 2A ist zu ihrem Schutz mit einem Paar flexibler Streifen 3,3 versehen, die jeweils an einer ihrer Längskanten in einem festen Rahmen 2 der Rohrkonstruktion befestigt sind, während sie an ihren beiden anderen Längskanten einander benachbart sind. Die flexiblen Streifen 3, 3 bedecken daher immer dort fast die gesamte Fläche der Gleitfläche 2A wo das Gleitglied 1 sich gerade nicht befindet so daß das Eind. ingen von Staub oder Schmutz auf die Gleitfläche 2A verhindert wird. Da jedoch das Gleitglied 1 sich in der in Fig. 1 angegebenen Pfeilrichtung / bewegt werden die flexiblen Streifen 3,3 in der in F i g. 2 mit strichpunktierten Linien gezeigten Weise auseinandergespreizt Dadurch wird eine Öffnung G zwischen den aneinanderliegenden Längskanten der zwei Streifen und unmittelbar vor dem sich bewegenden Gleitglied 1 gebildet so daß Fremdteile, z. B. Staub oder Schmutz, durch diese Öffnung G hindurch auf die Gleitfläche 2A gelangen können.

Zusätzlich zu dieser Möglichkeit des Eindringens von Fremdteilen durch die Öffnung G hindurch, hat diese Staubabdichtung den weiteren Nachteil, daß die flexiblen Streifen zwischen sich einen kleinen Spalt g freilassen, durch den hindurch Schmutz oder Staub auf die Gleitfläche gelangen kann. Bei dieser Staubabdichtung war es bisher nicht möglich, ein Anhaften von Fremdteilchen an der Gleitfläche zu verhindern.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Skalenableseeinrichtung zu schaffen, die eine wirksamere Staubabdichtung aufweist

Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch angegebene Erfindung gelöst

Da der gesamte Bereich der Führungsöffnung und die Gleitflächen, mit Ausnahme, wo das Gleitglied sich gerade befindet, vollständig von dem flexiblen Band bedeckt sind, sind ein Eindringen, ein Anhaften oder eine Ablagerung von Fremdkörpern, wie Staub oder Schmutz durch die oder auf der Führungsöffnung und den Gleitflächen nicht möglich. Das Fühlerhalteglied und die Skala befinden sich in Berührung miteinander, wobei eine Berührungsebene um 45° 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 Fuhlerhalteglied und dci Skala sicher, wodurch die gleitende Bewegung des Fühlerhaltegliüdes erheblich wiieher wird. Infolge des elastischen Andrückens des ^cühlerhaltegliedes an der Skala werden Schwingungen des Fühlerhaltegliedes, sofern diese überhaupt infolge von Unebenheiten der Skalenoberfläche auftreten, durch die Federn absorbiert, bevor sie das Gleitglied erreichen können,. so daß die gleitende Bewegung auch des Gleitgliedes sehr weich erfolgt. Die erfindungsgemäße Skalenableseeinrichtung ermöglicht daher eine hochgenaue Ablesung von Skalen.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird anhand der Zeichnung erläutert. Es zeigen

Fig. I und 2 schematische Ansichten der bereits erläuterten, bekannten Staubabdichtung.

Fig. 3 eine Vorderansicht, teilweise ausgebrochen, der erfindungsgemäßen Skalenableseeinrichtung,

Fig. 4 einen Schnitt längs der Linie IV-IV der Fi g. 3,

F i g. 5 eine Seitenansicht, teilweise ausgebrochen, der in F i g. 3 gezeigten Einrichtung und

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

Wie in Fig.3 gezeigt ist, kann ein Gehäuse 4 mit einer Skala 5 darin auf einem hier nicht gezeigten Werkzeug einer Werkzeugmaschine oder dergleichen mit Befestigungsflanschen AA, AA befestigt sein, bei dem die Skalenableseeinrichtung angewendet wird. Das Gehäuse 4 hat eine längliche hohle Rohrkonstruktion mit einem im wesentlichen rechteckigen Querschnitt, an dessen einer Seite eine Führungsöffnung AB ausgebildet ist, die sich über die gesamte Länge des Gehäuses erstreckt (vgl. F i g. 4 und 5). Das Innere des Gehäuses 4 ist mit der äußeren Umgebung nur über die Führungsöffnung AB verbunden. Mit Abstand und parallel zur Führungsöffnung AB sind zwei parallele, z. B. durch Schienenplatten gebildete Gleitflächen AC vorgesehen, die auch als Abclichtglieder für die öffnung 40 dienen (vgl. F i g. 4). Ein insgesamt mit 6 bezeichnetes Gleitglied ist zu seiner gleitenden Bewegung längs der zwei Gleitflächen AC so angeordnet, daß das Gleitglied 6 immer gegen die Gleitflächen 4Cdurch die Anziehungswirkung von Magneten AE gezwungen wird, die in der Seitenwand des Gehäuses zwischen den Gleitflächen AC und der Führungsöffnung AB eingebettet, sind. Das Gleitglied 6 besteht aus einem Hauptkörper 62, der sich gleitend längs der Gleitflächen AC bewegen kann, und aus einem Verlängerungsteil 61, der sich durch die Führungsöffnung AB hindurch in das Innere des Gehäuses 4 hinein erstreckt. Der Hauptkörper 62 ist im wesentlichen kastenförmig ausgebildet, in dem ein Verstärker 7 angeordnet ist, dessen Ausgangsleitungen 8 durch die Seitenwand des Hauptkörpers 62 hindurch herausgeführt sind.

Wie aus F i g. 3 zu erkennen ist, ist der zuvor erwähnte Verlängerungsteil 61 des Gleitgliedes 6 an seiner äußeren Seite mit einem gebogenen, vorspringenden Führungsteil61/4 versehen.

Außerdem ist ein flexibles Streifenband 9 aus Stahl oder dergleichen vorgesehen, das über die gesamte Länge der Gleitflächen AC, 4Cgezogen ist und sich über diese erstreckt, wodurch er die Länge der Führungsöffnung AB abdeckt. Dieses flexible Streifenband 9 ist an seinen gegenüberliegenden Enden mit Hilfe von Halteplatten AD, AD an dem Gehäuse 4 befestigt. Im Bereich des Gldtgliedes 6 wird jedoch das flexible Streifenband 9 von der Führungsöffnung AB abgehoben, wenn es dem Außenumfang des zuvor erwähnten gebogenen, vorspringenden Füh.'ungsteils 61Λ des Gleitgliedes 6 folgt Die übrigen Teile des Streifenbandes 9 in diesem Bereich werden gegen die Gleitflächen AC, AC mit Hilfe von z. B. als Rollen ausgebildeten Haltegliedern 62 A, 0?A gezwungen, die an der Innenseitenwand des Hauptkörpers 62 des Gleitglieders 6 vorgesehen sind, während die übrigen Teile des Streifenbandes in dichtem Effekt mit den Gleitflächen AC, AC unter der Anziehungswirkung der Magnete 4£ 4£gehalten wird.

Daher wird nur der Abschnitt des Streifenbandes 9, der innerhalb des Gleitgliedes 6 gehalten ist, von den Gleitflächen AC durch den gebogenen vorspringenden Führungsteil 6M abgehoben, während sonst die Abdeckung der Gleitflächen AC und der Führungsöffnung AB erhalten bleibt. Um den weiehestmögliehen Gleitkontakt zviischen dem Streifenband 9 und dem gebogenen vorspringenden Führungsteil 61A zu bewirken, sind beide ai's einem s'ilchen Material, daß sie einen geringstmöglichi'n Reibungskoeffizienten haben.

Aus der vorstehenden Umschreibung ist zu erkennen, daß bei einer FU'weguⁿg <les Gehäuses 4 relativ zum Gleitglied 6 in jetler Richtung (vgl. F i g. 3) der gebogene hervorspringende Führungsteil 61/1 des Gleitgliedes 6 eine gleitende Bewegung auf und längs der Innenfläche des flexiblen Streifenbandes 9 ausführt

Wie in Fig.3 gezeigt ist, ist der gebogene hervorspringende Führungsteil 6\A mit einer kleinen Bohrung 61B ausgebildet, durch die hindurch eine nicht gezeigte Leitung geführt ist, die den Verstärker 7 mit einem später noch zu beschreibenden Fühler verbindet Diese Leitung verbindet durch eine Öffnung 62D

ίο hindurch, die in einer Trennwand 62C in dem Hauptkörper 62 des Gleitgliedes 6 ausgebildet ist, den Verstärker 7.

Der zuvor erwähnte Veriängerungsteil 61 des Gleitgliedes 6 hat einen Nackenteil 61C, der die

ι? Führungsöffnung AB des Gehäuses 4 durchdringt (vgl. Fig.4). Dieser Nackenteil 61Cist bei 61Ddurchbohrt, um die zuvor erwähnte Leitung für die Verbindung zwischen dem Verstärker 7 und dem Fühler hindurchzuführen.

:>(> Wie gezeigt ist im 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 Gleitglied?s 6 an

.'■) seinem inneren Ende mit einer Ausnehmung 61 fund einer«lalteeinrichtung 11 versehen.

In Fig.3 besteht die Halteeinrichtung 11 aus zwei Kugeln 111, die in einer Reihe längs jeder Seite der Ausnehmung angeordnet sind und leicht in die

«ι 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 61 £ in Richtung des in Fig.3 gezeigten Pfeiles B das

r> 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.

4" Wie in F i g. 4 gezeigt ist, ist die z. B. aus Glas bestehende Skala 5 in dem Gehäuse 4 derart befestigt, daß ihre Oberfläche in einem Winkel von 45° zu der Ebene XX geneigt ist, die die Mittenachsen des Gleitgliedes 6 und der Führungsöffnung ΛΒ enthält.

4i Diese Neigung stellt eine weiche gleitende Bewegung des Fühlerhaltegliedes 10 in Längsrichtung der Skala S sicher.

In Übereinstimmung mit dieser Neigung der die Teilung tragenden Oberfläche der Skala hat das

■>o Fühlerhaltegleid iOA Außenflächen, die jeweils parallel zur die Teilung aufweisenden Fläche und zur schmalen Seitenfläche der Skala angeordnet sind. Auf der Seite des Haltegleides 10 parallel zu der mit der Teilung .-ersehenen Fläche der Skala sind eine Indexskala 102

v, und die 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 Lei''ing verbunden.

w Zwischen dem ausgenommenen Boden des Verlängerungsteils 61 und dem Fiihlerhalteglied 10 sind Druckfedern 12 vorgesehen, um das Füh!er!ialteglied 10 elastisch gegen die Skala 5 zu drücken, während sie Schwingungen der einzelnen Bauteile absorbieren, die

'■"> möglicherweise wi hrend der gleitenden Relativbewegung der beiden Glieder auftreten. Durch die Fader 12 werden keinerlei Schwingungen des Fühlcrhaltegliedes to an das Gleitglied 6 übertragen, wodurch eine weiche

gleitende Bewegung des Gleitgliedes 6 sichergestellt ist. In diesem Zusammenhang ermöglicht die zuvor beschriebene Anordnung der Halteeinrichtung 11 eine Relativbewegung des Fühlerhaltegliedes IO zum Gleitglied 6, so daß die Schwingungsunterdrückung zwischen dem Halteglied iO und dem Gleitglied 6 weiter verbessert wird.

Fig.6 zeigt in einer schematischen Darstellung, wie das Fühlerhalteglied IO dynamisch auf die Skala 5 wirkt, wobei infolge der zuvor erwähnten Neigung eine Kraft Pin zwei gleiche Kraftkomponenten P\ und P} aufgeteilt ist, die in Richtung auf die Teilung tragende Oberfläche und die Fläche der Schmalseite der Skala 5 jeweils wirken.

Obwohl die Skalenableseeinrichtung unter der Voraussetzung beschrieben wurde, daß das Gleitglied beweglich und das die Skala enthaltende Gehäuse ortsfest sind, ist bei den üblichen Anwendungsgebieten 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 Relativbewegung ausführt.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentanspruch:

Skalenableseeinrichtung mit einem Gehäuse in Form einer hohlen Rohrkonstruktion mit einer transparenten stangenförmigen Skala darin, das an seiner einen Längsseite mit einer sich in Längsrichtung der Skala erstreckenden Führungsöffnung und sich parallel zu dieser erstreckenden Gleitflächen versehen ist, und mit einem mit dem Gehäuse zusammenwirkenden Gleitglied, das einen sich von in außen durch die Führungöffnung 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 (4C) und längs beider Seiten der Führungsöffnung (4B) eingebettete Magnete (4E), durch ein flexibles Streifenband (9) aus magnetischem Material, das sich in Längsrichtung längs der Führungsüffnung (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 Verlängerungsteil (61) des Gleitgliedes (6) ausgebildeten, gebogenen und vorspringenden Führungsteil (61 A), der derart in gleitender Berührung mit der inneren Oberfläche des Streifenbandes (9) steht, daß to nur ein Teil des in dem Gleitglied (6) gehaltenen Streifenbandes (9) von der Führungsöffnung (4B) abgehoben wird, durch .m Außenumfang des Gleitgliedes (6) vorgecehene Halteglieder (%2A)zum Herabdrücken des Streifes andes (9) auf die i'> Führungsöffnung (4B) und durch eine am äußeren Ende des Verlängerungsteils (61) des Gleitgliedes (6) vorgesehene Halteeinrichtung (11), die sich in das Innere des Gehäuses (4) hineinerstreckt und das Fühlerhalteglied (10) am äußeren Ende des Vcr- w längerungsteils (61) verankert, ferner dadurch gekennzeichnet, daß die Skala (5) mit ihrer die Teilung tragenden Längsfläche in einem Winkel ton 45° zu einer senkrecht zur Oberfläche des Streifenbandes (9) verlaufenden Ebene (X-X) fest in *^r> dem Gehäuse (4) angeordnet ist.