DE2642443C3

DE2642443C3 - Skalenableseeinrichtung

Info

Publication number: DE2642443C3
Application number: DE2642443A
Authority: DE
Inventors: Touji Yokohama Kanagawa 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: 1981-11-05
Also published as: DE2642443B2; JPS5635765Y2; US4063086A; JPS5243449U; DE2642443A1

Description

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

Eine solche in den F i g. 1 und 2 der Zeichnung gezeigte, bekannte Skalenableseeinrichtung hat den 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.

Die F i g. 1 und 2 sind schematische Ansichten einer typischen Staubabdichtung bei einer solchen bekannten Skalenableseeinrichtung.

In F i g. 1 ist ein Gleitglied 1 auf einer Gleitfläche 2Λ in der gezeigten Pfeilrichtung / bewegbar geführt, die senkrecht zur Zeichenebene der F i g. 2 gerichtet ist. Dieses Gleitglied 1 besteht aus einem oberen Hauptkörper la, einem Verlängerungsteil \b und einem Nackenteil IC, 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 Eindringen von Staub oder Schmutz auf die Gleitfläche 2A verhindert wird. Da jedoch das Gleitglied 1 sich in der in F i g. 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 2/4 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 Fühlerhalteglied und der Skala sicher, wodurch die gleitende Bewegung des Fühlerhaltegliedes erheblich weicher wird. Infolge des elastischen Andrückens des Fühlerhaltegliedes 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

F i g. 1 und 2 schematische Ansichten der bereits erläuterten, bekannten Staubabdichtung,

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

F i g. 4 einen Schnitt längs der Linie IV-IV der F i g. 3,

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

F i g. 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 S). Das innere des Gehäuses 4 to 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 Abdichtglieder für die öffnung AB dienen ι s (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 2u 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 jo 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 Führungsteil 61/4 versehen.

Außerdem ist ein flexibles Streifenband 9 aus Stahl oder dergleichen vorgesehen, das über die gesamte Länge der Gleitflächen AQ 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 Gleitgliedes 6 wird jedoch das flexible Streifenband 9 von der Führungsöffnung AB abgehoben, wenn es dem Außenumfang des zuvor erwähnten gebogenen, vorspringenden Führungsteils 61Λ des G'.eitgliedes 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 62A, 62A gezwungen, die an der so Innenseitenwand des Haiiptkörpers 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 AE, 4Egehalten 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 61Λ abgehoben, während sonst die Abdeckung der Gleitflächen AC und der Führungsöff- bo nung AB erhalten bleibt Um den weichestmöglichen Gleitkontakt zwischen dem Streifenband 9 und dem gebogenen vorspringenden Führungsteil 61/4 zu bewirken, sind beide aus einem solchen Material, daß sie einen 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. F i g. 3) der gebogene hervorspringende Führungsteil 61j4 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 61/1 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 hindurch, die in einer Trennwand 62C in dem Hauptkörper 62 des Gleitgliedes 6 ausgebildet ist den Verstärker 7.

Der zuvor erwähnte Verlängerungsteil 61 des Gleitgliedes 6 hat einen Nackenteil 61C, der die Führungsöffnung AB des Gehäuses 4 durchdringt (vgl. Fig.4). Dieser Nackenteil 61Cist bei 61D durchbohrt, 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 Gleitgliedes 6 an seinem inneren Ende mit einer Ausnehmung 61E und einer Halteeinrichtung 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 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 6If. 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.

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 AB enthält. Diese Neigung stellt eine weiche gleitende Bewegung des Fühlerhaltegliedes 10 in Längsrichtung der Skala 5 sicher.

In Übereinstimmung mit dieser Neigung der die Teilung tragenden Oberfläche der Skala hat das Fühlerhaltegleid 10/\ Außenflächen, die jeweils parallel zur die Te.ilung aufweisenden Fläche und zur schmalen Seitenfläche der Skala angeordnet sind. Auf der Seite des Haltegleides 10 parallel zu der mit der Teilung versehenen Fläche der Skala sind eine Indexskala 102 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 Leitung verbunden.

Zwischen dem ausgenommenen Boden des Verlängerungsteils 61 und dem Fühlerhalteglied 10 sind Druckfedern 12 vorgesehen, um das Fühlerhalteglied 10 elastisch gegen die Skala 5 zu diücken, 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, 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 10 zum Gleitglied 6, so daß die Schwingungsunterdrückung zwischen dem Halteglied 10 und dem Gleitglied β weiter verbessert wird

F i g. 6 zeigt in einer schematischen Darstellung, wie das Fühlerhalteglied 10 dynamisch auf die Skala 5 wirkt, wobei infolge der zuvor erwähnten Neigung eine Kraft Pin zwei gleiche Kraftkomponenten P_t und Pi 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 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 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 Verlängerungsteil (61) des Gleitgliedes (6) ausgebildeten, gebogenen und vorspringenden Führungsteil (6IA), 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 (62>4;zum Herabdrücken des Streifenbandes (9) auf die 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 Verlängerungsteils (61) verankert, ferner dadurch gekennzeichnet, daß die Skala (5) mit ihrer die Teilung tragenden Längsfläche in einem Winkel von 45° zu einer senkrecht zur Oberfläche des Streifenbandes (9) verlaufenden Ebene (X-X) fest in dem Gehäuse (4) angeordnet ist.