DE2715175A1

DE2715175A1 - Geraet zum dreidimensionalen messen, anreissen und/oder antasten von werkstuecken

Info

Publication number: DE2715175A1
Application number: DE19772715175
Authority: DE
Inventors: Guenter Ing Grad Ross
Original assignee: C Stiefelmayer GmbH and Co KG
Current assignee: C Stiefelmayer GmbH and Co KG
Priority date: 1977-04-05
Filing date: 1977-04-05
Publication date: 1978-10-19

Description

Gerät zum dreidimensionalen messen, Anreißen
und/oder Antasten von Werkstücken Die Erfindung bezieht sich auf ein Gerät zum dreidimensionalen messen, Anreißen unter Antasten von Werkstücken,versehen mit einem parallel zu einer Richtplatte auf oder neben letzterer verschiebbaren Fuß mit zur Richtplatte senkrecht stehender Säule, auf der ein Kreuzschieber verstellbar ist, in dem ein am Ende einen Aufnahmekopf für meß-, Anreiß- und/oder Antastwerkzeuge tragender Querarm parallel zur Richtplatte axial verstellbar gelagert ist, wobei der Querarm im wesentlichen durchgehend hohl ausgebildet ist und in seinem Inneren eine etwa von seinem einen bis zu seinem anderen Ende reichende, jeweils an den axialen Stirnenden des Querarmes angreifende Verspannung enthält, durch deren Spannen der hohle Querarm vorspannbar ist.
Bei derartigen bekannten Geräten können alle anzureißenden, messenden oder anzutastenden Werte an dem Gerät, z.B. mittels an der senkrechten Säule und an dem Querarm angeordneter Maßstäbe, eingestellt bzw. abgelesen werden. Dabei kann das Werkstück in der einmal gewählten Stellung auf der Richtplatte verbleiben. Die Geräte eignen sich z.B. zum messen und Antasten oder auch zum messen, Antasten und Anreißen zugleich. Dabei wird angestrebt, das meß-, An.-aiß- oder Antastwerkzeug in einer bestimmten Einstellung senkrecht zum Querarm und auch in Richtung des Querarmes parallel zur Richtplatte zu führen. Im erstgenannten Fall wird das gesamte Gerät durch Führung seines Fußes verschoben, im zweitgenannten Fall wird der Querarm mehr oder weniger weit gagenuber der senkrecht stehenden Säule im Kreuzschieber verstellt. Die Xeß-, Anreiß- oder Antastwerkzeuge sind auswechselbar in den Aufnahmekopf einsetzbar. Sie können verschiedenartig sein. Als Antastwerkzeuge kommen z.B. hochkomplizierte und relativ weit ausladende, schwere meotaster in Betracht. Diese werden im Aufnahmekopf je nach maß- oder Tastaufgabe entweder so aufgenommen, daß die Längsmittelachse des meßtaster vertikal und rechtwinklig zur Richtplatte verläuft oder auch so, daß die Längsmittelachse des tiießtasters parallel zur Richtplatte und dabei im wesentlichen rechtwinklig zur Längsmittelachse des Querarmes ausgerichtet ist.
Entsprechend der Größe der Richtplatten, die z.B. zum Ausmessen von Autokarosserien bis zu 6 m lang und bis zu 2,5 m breit sein können, wird gewünscht, daß in entsprechender Anpassung der Querarm eine beträchtliche Länge aufweist. Hier ergibt sich die Schwierigkeit, daß sich der Querarm bei zunehmender Auslage, gemessen auf der Länge zwischen Kreuzschieber und Aufnahmekopf; verformt, und zwar infolge des Gewichtes des frei auskragenden Querarmteiles und evtl. zusätzlich infolge der Gewichte der im Aufnahmekopf jeweils aufgenommenen Werkzeuge. So besteht die Gefahr der Durchbiegung des frei auskragenden Querarmteiles, was dazu führt, daß das abzulesende bzw. anzureißende oder anzutastende Höhenmaß dann nicht mehr genau mit der tatsächlichen Höhenlage des mittelpunktes des Aufnahmekopfes, also des Meßpunktes, übereinstimmt. Es ist bekannt, diesen Durchbiegungen dadurch Herr zu werden, daß der Querarm in seinem Inneren eine vom einen bis zum anderen Ende reichende Verspannung in Gestalt z.B. dreier Zugstangen enthält, die an den Stirnseiten des Querarmes angreifen und in dessen Längsrichtung spannbar sind, wobei durch deren stärkeres und schwächeres Spannen die Gsradheit des hohlen Querarmes beeinflußbar ist. Nicht gelöst ist jedoch das Problem, daß der Querarm, insbesondere bei freier Auskragung mit großer Längç38 dann einer Torsion um seine Längsmittelachse unterliegt, wenn am Aufnahmekopf relativ schwere Werkzeuge und so gehalten sind, daß ihre im Schwerpunkt angreifende, lotrecht und zur Tischplatte hin gerichtete Gewichtskraft mit einem Hebelarm in radialem Abstand von der Längsmittelachse des Querarmes an letzterem angreift. Dieses dann am freien Ende des Querarmes, und zwar im mittelpunkt des Werkzeugaufnahmekopfes, wirkende moment führt dazu, daß der Querarm zumindest auf seiner frei auskragenden Länge tordiert wird. Dadurch werden die Meßergebnisse verfälscht. Dieses Problem besteht vor allem dann, wenn als Werkzeug ein relativ schwerer Meßtaster im Aufnahmekopf aufgenommen ist, und zwar so, daß die Längsmittelachse des meßtaster parallel zur Richtplatte und rechtwinklig zur Längsmittelachse des Querarmes ausgerichtet ist. Derartige meBtaster haben eine relativ große Länge, gemessen vom Mittelpunkt des Werkzeugaufnahmekopfes,in den sie eingesteckt sind, bis hin zur Tastspitze.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Gerät eingangs genannter Gattung zu schaffen, bei dem einer Torsion des Querarmes wirksam begegnet ist unter Beibehaltung aller sonstigen Vorzügs des Gerätes, wobei der Querarm einfach aufgebaut, gewichtsmäßig leicht und billig ist und mit einfachen Mitteln eine vielfältige Einstellbarkeit und Anpassbarkeit an unterschiedlich große Torsionsmomente gegeben ist.
Die Aufgabe ist bei einem Gerät der eingangs genannten Art gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß die Verspannung aus mindestens einem Torsionsstab besteht, der am einen Stirnende des Querarmes dreh fest mit letzterem verbunden ist und der am anderen Stirnende das Quararmes mittels einer Handhabe relativ zum Querarm um seine Längsachse tordierbar ist und an einem Zwischenelement, das mit dem Quararmende undrehbar verbunden ist, in der jeweils eingestellten Tordierstellung angreift und feststellbar ist.
Dadurch kann der Querarm entsprechend dem Gewicht des jeweiligen, einzusetzenden Werkzeuges und somit des dann am Aufnahmekopf wirkenden Torsionsmomentes stärker oder schwächer in Gaganrichtung vortordiert werden, so daß dann bei im Aufnahmekopf aufgenommenem Werkzeug und dort dann wirkendem Torsionsmoment die Vortorsion zu Null gemacht wird und die meospitze des Werkzeuges in maßgenauer Stellung steht und verbleibt. Diese erfindungsgemäße Vortordierung kann mit einem oderer mehreren, verhältnismäßig dünnen und leichten Torsionsstab verwirklicht werden. Der Querarm ist und bleibt dadurch leicht. Ferner ist der Aufwand außerordentlich gering. Da der Torsionsstab lediglich an den Stirnenden des Querarmes angreift, sind keine den Querarm durchsetzende Elemente notwendig, die evtl. dessen Querschnittsprofil da formieren und/oder dessen Gewicht erhöhen könnten und die evtl. auch die Festigkeit des Querarmes schwächen könnten.
Zum bestimmungsgemäßen Gebrauch können die jeweiligen Werkzeuge, die eine Vortordierung des Querarmes je nach Meßlage empfehlenswert machen, mit zugeordneten Kennzeichen versehen sein, die einen zugeordneten Vortorsionsgrad, z.B. Torsionswinkel des Torsionsstabes, vorgeben, der dann schnell und einfach vor dem Einsetzen des Werkzeuges eingestellt werden kann. Somit ist einer Torsion des Querarmes wirksam begegnet.
Gleichwohl sind alle sonstigen Vorzüge des Gerätes bekannter Bauart beibehalten. Der Querarm ist einfach aufgebaut und gewichtsmäßiq leicht. Er ist nach wie vor billig und erfordert keine größeren zusätzlichen Aufwand. Vor allem ist mit einfachen Mitteln eine vielfältige Einstellbarkeit und Anpaßbarkeit an unterschiedlich große, werkzaugsbhängige Torsionsmomente gegeben.
Bei einer vortsilhaften Ausführungsform ist vorgesehen, daß der hohle Querarm im Querschnitt klappsymmetrisch, vorzugsweise viereckig, gestaltet ist und daß der Torsionsstab mit seiner Längsachse auf Höhe der Längsmittelachse des Querarmes verläuft. Dadurch wird erreicht, daß bei der Vortordierung des Torsionsstabes keine zusätzlichen Querkräfte oder momente in den Querarm eingeleitet werden. Von Vorteil ist ferner, daß der Torsionsstab an einer Stelle im Querarm sitzt, wo ohnehin Platz vorhanden ist. Will man zusätzlich eine Verspannung zur Sicherung der Geradheit des hohlen Querarmes durch die eingangs beschriebenen Zugstäbe vorsehen, so können letztere nach wie vor unverändert an gleicher Stelle angeordnet werden. Eine Umkonstruktion ist somit nicht notwendig. Der Torsionsstab wird lediglich zusätzlich angeordnet. Er ist zweckmäßigerweise als Zylinderstab ausgebildet.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist vorgesehen, daß das mit dem Querarm drehfest verbundene Ende des Torsionsstabes an einer Stirnplatte gehalten ist, die zur Aufnahme des AuFnahmekopfes ausgebildet ist, und daß die Handhabe des Torsionsstabes und das Zwischenelement am gegenüberliegenden Ende des Querarmes angeordnet sind. Dies ist mithin das Ende, das zu Einstellzwecken des Torsionsstabes und damit der Vortorsion jederzeit frei zugänglich ist. An dieser Stelle ist ohne Zwangshaltung und foinfühlig die jeweils gewünschte Vortorsion einstellbar. Die Stirnplatte, an der das eine Ende des Torsionsstabes drehfest angreift, ist ohnehin vorhanden, nämlich als Halterung für den Aufnahmekopf und, bei vorgesehenen Zugspannstäben, zugleich zur endseitigen Aufnahme letzterer. Die Anordnung der Stirnplatte erfordert daher keinen Mehraufwand.
Bei einer weiteren vortailhaftan Ausführungsform ist vorgesehen, daß das Zwischenelement als stirnseitige Formplatte ausgebildet ist, die drehfest mit dem zugeordneten Stirnende des Querarms verbunden ist,und daß der Torsionsstab eine Durchgangsbohrung im Zentrum der Formplatte mit Drehspiel durchsetzt. Die Formplatte kann in ihrer Gestaltung etwa derjenigen der Stirnplatte entsprechen. Sie ist ohnehin an diesem Querarmende vorgesehen, um den Querarm stirnseitig abzudecken und, bei vorgesehenen Zugspannstäben eingangs genannter Art, um letztere endseitig aufzunehmen. Die Formplatte erfordert daher ebenfalls keinen zusätzlichen Aufwand. Dadurch, daß der Torsionsstab eine Durchgangsbohrung im Zentrum der Formplatte mit Drehspiel durchsetzt, kann der Torsionsstab relativ zur Formplatte und zum Querarm zur Einstellung der Vortorsion tordiert werden. Nach dieser Einstellung wird der Torsionsstab im Bereich der Formplatte in der eingestellten Tordierstellung gegenüber der Formplatte festgestellt.
In vorteilhafter Weiterbildung kann die Stirnplatte am einen Querarmende und/oder die Formplatte am anderen Querarmende einen der inneren Querschnittskontur des Querarmes entsprechenden Formansatz aufweisen, mit dem sie vom freien Stirnende des Querarmes her in dessen Inneres eingreift und darin undrehbar gehalten ist. Hat das Innere des Querarmes im Querschnitt Viereckgestalt, dann besitzt auch der Formansatz entsprechende Viereckkontur mit gleichen Maßen, so daß er formschlüssig und undrehbar im Bereich der Stirnenden des Querarmes an letzterem gehalten ist. Diese Gestaltung ist besonders einfach und billig.
Vorteilhaft ist es, wenn die Formplatte eine Feststellvorrichtung trägt, mittels der der Torsionsstab in der Tordierstellung relativ zur Formplatte feststellbar ist. Dabei kann es vorteilhaft sein, wann die Feststellvorrichtung im Inneren der Formplatte, von deren Außenseite her jedoch frei zugänglich, angeordnet ist. Die Feststellvorrichtung steht dabei nicht störend im Wege und ist zugleich dagegen gesichert, daß sie versehentlich während der Handhabung des Gerätes verstellt wird. Überdies steht die Feststellvorrichtung dann einer vollständigen Aus schiebung des Querarmes nicht im Wege.
Die Anordnung kann so getroffen sein, daß die Formplatte eine bis über deren Zentrum hinaus reichende, zur Außenseite hin offene Querbohrung aufweist, deren Bohrungswandung an einem Rand die Durchgangsbohrung schneidet, die vom Torsionsstab durchsetzt ist, und daß innerhalb der Querbohrung als Feststellvorrichtung eine Klemmvorrichtung angeordnet ist, die zumindest ein mittels einer querverlaufenden Klemmschraube gegen die Umfangsfläche des Torsionsstabes anziehbares Klemmelement aufweist. Diese Gestaltung ist funktionssicher, schnell von der Klemmstellung in die Freigabestellung umzustellen und darüber hinaus außerordentlich betriebssicher und billig. Die Anordnung kann dabei so getroffen sein, daß das Klemmelement aus einer Scheibe mit Gewindebohrung gebildet ist, in die die Klemmschraube eingreift, und daß einerseits die Scheibe und andererseits eine zweite, sich am Kopf der Klemmschraube abstützende Scheibe oder der Schraubenkopf unmittelbar, unter Bildung etwa eines Keiles, jeweils mit einem Randabschnitt am Torsionsstab anliegen und letzteren bei Anziehen der Klemmschraube und Verringern der Keilöffnung radial in der Durchgangsbohrung der Formplatte undrehbar festklemmen. Dabei können der Randabschnitt der Scheibe und des Schraubenkopfes oder der zweiten Scheibe Im Anlagebereich am Torsionsstab unter Bildung eines Klemmkeiles abgeschrägt sein. Bei großer Keilöffnung nimmt die radial auf den Torsionsstab einwirkende, letzteren gegen die Durchgangsbohrung in der Formplatte andrückende Kraft ab, so daß der Torsionsstab innerhalb der Durchgangsbohrung der Formplatte, relativ zu dieser, zur Einstellung gewünschter Vortorsionen frei drehbar ist. Wird danach die Klemmschraube angezogen, dann verringert sich die Keilöffnung, was dazu führt, daß auf den Torsionsstab eine radial gerichtete Kraft einwirkt, die letzteren gegen die Wandung der Durchgangsbohrung der Formplatte anpreßt, so daß sich der Torsionsstab in der eingestellten Torsionsstellung nicht relativ zur Durchgangsbohrung der Formplatte und damit relativ zu letzterer zurückdrehen kann.
Bei einer weiteren vorteilhaftan Ausführungsform ist vorgesehen, daß zwischen dem freien, über die Formplatte überstehenden Ende des Torsionsstabes einerseits und der Formplatte andererseits eine am einen Teil, vorzugsweise dem Torsionsstab, drehfest gehaltene Tordierwinkelskala und eine zugeordnete, am anderen Teil, vorzugsweise der Formplatte, drehfeste Bezugsmarkierung vorgesehen sind. Auf diese Weise kann genau die gewünschte Vortorsion dadurch eingestellt werden, daß der Torsionsstab mittels seiner Handhabe um einen bestimmten Drehwinkel gedreht wird, der an der Tordierwinkelskala in Winkelgraden ablesbar ist.
Somit kann jedem Werkzeug, das je nach Anordnung im Aufnahmekopf eine einzustellende Vortordierung notwendig macht, die Größe dieser notwendigen Vortordierung in Winkelgraden zugeordnet sein, z.B. am Werkzeug in kodierter Form kenntlich gemacht sein.
Die Handhabe kann als querabstehender Handhebel ausgebildet sein. Letzterer ist leicht und mit geringem Kraftaufwand zur Einstellung einer gewünschten Vortorsion betätigbar.
Ferner kann die Anordnung so getroffen sein, daß das drehfest mit dem Querarm verbundene Ende des Torsionsstabes in eine Zentralbohrung der Stirnplatte eingreift und in letzterer mittels eines den Torsionsstab und die Stirnplatte radial durchsetzenden Fixierstiftes undrehbar gehalten ist. Diese drehfesta Verbindung zwischen Stirnplatte und Ende des Torsionsstabes ist besonders einfach und billig, dabei voll ausreichend.
Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform sieht vor, daß an der Stirnplatte am einen stirnseitigen Ende des Querarmes und an der Formplatte am anderen stirnseitigen Ende zusätzlich zum Torsionsstab zugleich an sich bekannte, im Inneren des Querarmes vom einen zum anderen Ende verlaufende Zugspannstäbe, mittels denen durch stärkeres oder schwächeres Spannen die Geradheit des Querarmes beeinflußbar ist, angreifen, die von außen jeweils über ein Gewinde und eine Spannmutter in ihrer Längsrichtung spannbar sind. Ohne konstruktive Änderungen oder Anpassungen notwendig zu machen, kann das Gerät somit auch zusätzlich mit derartigen Zugspannstäben versehen werden, um bei insbesondere großen frei auskragenden Querarmlängen zusätzlich auch dessen Geradheit zu sichern.
Die Erfindung ist nachfolgend anhand eines in den Zeichnungen gezeigten Ausführungsbeispieles näher erläutert. Es zeigen: Fig. 1 eine perspektivische Ansicht des Gerätes gemäß einem Ausführungsbeispiel, Fig. 2 einen schematischen horizontalen Längsschnitt allein des Querarmes entlang der Linie II - II in Fig. 1, mit endseitig im Aufnahmekopf enthaltenem Meßtaster als Werkzeug, in größerem Maßstab, Fig. 3 eine Stirnansicht des Querarmes in Richtung des Pfeiles III in Fig. 2, und zwar mit durchgezogenen Linien.
in einer Lage des Querarmes und des Meßtasters bei eingestellter Vortordierung und mit strichpunktierten Linien in einer Lage des Querarmes und des Meßtaeters ohne Torsionsverspannung, Fig. 4 einen schematischen Querschnitt des Querarmes entlang der Linie IV - IV in Fig. 2.
In Fig. 1 ist eine stationäre, über einen Fuß 10 abgestützte Richtplatte 11 mit oberer Planfläche 12 gezeigt, auf der zu messende, anzureißende und/oder anzutastende Werkstücke aufspannbar sind. Innerhalb der Ebene der Planfläche 12 verläuft eine gedachte, gestrichelt angedeutete Linearbezugslinie 13. Die Richtplatte 11 trägt auf der sichtbaren Längsseite, genauso wie auf der gegenüberliegenden nicht sichtbaren Längsseite, eine obere, winkelförmige Schiene 14 in üblicher Gestaltung, die hier nicht im Detail erläutert ist1 rund unterhalb der Schiene 14 eine Führungsschiene 15.
Auf und entlang der Schiene 14 und Führungsschiene 15 ist ein eß-, Anreiß- und/oder Antastgerät 16 zum dreidimensionalen Messen, Anreißen oder Antasten von Werkstücken entlang der Längsseite der Richtplatte 11 verfahrbar, und zwar mit einem als Schlitten 17 ausgebildeten Fuß mit daran gehaltener, lotrecht zur Planfläche 12 errichteter Säule 18, auf der ein Kreuzschieber 19 in vertikaler Richtung verschiebbar ist, in dem ein Querarm 20 in horizontaler Richtung und parallel zur Planfläche 12 und dabei rechtwinklig zur Linearbezugslinie 13 verstellbar gehalten ist. Der Querarm 20 ist im Inneren durchgehend hohl und an beiden Stirnenden 21 und 22 verschlossen. Am in Fig. 1 rechten Stirnende 22 trägt der Querarm 20 einen Aufnahmekopf 23 für die darin aufzunehmenden #eß-,'Anreiß- und/oder Antastwerkzeuga. Beim gezeigten Ausführungsbeispiel ist im Aufnahmekopf 23 ein Meßtaster 24 als Tastwerkzeug aufgenommen, dessen Längsmittelachse 25 parallel zur Planfläche 12 und Linearbezugslinie 13 der Richtplatte 11 verläuft und, bezogen auf den Querarm 20, zur Längsmittelachse 26 des Querarmes 20 rechtwinklig ausgerichtet ist, wobei sich der Meßtaster 24, betrachtet bei der Darstellung gemäß Fig. 1 und 2, vom Querarm 20 aus nach rechts hin erstreckt. Ein derartiges, dreidimensionales Teß-, Anreiß-und/oder Tastgerät ist vom Grundprinzip her bekannt (DT-PS 1 773 282). Die Gestaltung des Meßtasters 24 ist für sich allein ebenfalls bekannt (DT-OS 25 09 899). Auch die konstruktive Gestaltung des Aufnahmekopfes 23 als Würfel ist bekannt (DT-PS 1 798 419). Aus diesen Gründen ist auf eingehendere Beschreibung dieser Teile der besseren Uebersicht wegen verzichtet.
In Fig. 3 ist mit strichpunktierten Linien angedeutet, daß insbesondere bei freier Auskragung des Querarmes 20 mit großer Länge der Querarm einer Torsion um seine Längsmittelachse 26 unterliegt, wenn, wie gezeigt, am Aufnahmekopf 23 als Werkzeug ein relativ schwerer Meßtaster 24 und derart gehalten ist, daß dessen im Schwerpunkt angreifende, zur Richtplatte 11 hin lotrecht gerichtete Gewichtskraft mit einem Hebelarm in radialem Abstand von der Längsmittelachse 26 des Querarmes 20 angreift. Dieses Moment ist in Fig. 2 und 3 mit Pfeil 27 angedeutet. Es führt am freien Ende des Querarmes 20 dazu, daß letzterer tordiert wird. Der Meßtaster 24 nimmt dabei die in Fig. 3 mit strichpunktierten Linien angedeutete Position ein. Dabei verläuft die Längsmittelachse 25 des Meßtasters 24 nicht mehr parallel zur Planfläche 12 der Richtplatte 11, sondern gegenüber einer Horizontalen um z.B. 100 nach unten geneigt, wie mit 25' in Fig. 3 angedeutet ist. Dadurch werden die Meßergebnisse verfälscht.
Die Erfindung schafft hier Abhilfe dadurch, daß der Querarm 20 in seinem Inneren eine vom einen bis zum anderen Ende reichende, jeweils an den axialen Stirnenden 21 und 22 das Querarmes 20 angreifende Verspannung enthält, durch deren Spannen der hohle Querarm 20 vorspannbar ist. Diese Verspannung besteht aus einem Torsionsstab 28, der als Zylinderstab gestaltet ist. Der Torsionsstab 28 ist am in Fig. 1 und 2 rechten Stirnende 22 des Querarmes 20 drehfest mit letzterem verbunden. Am anderen Stirnende 21 des Querarmes 20 ist der Torsionsstab 28 mittels einer Handhabe in Gestalt eines quer abstehenden Handhebels 29 relativ zum Querarm 20 um seine Längsachse 30 tordierbar. Dabei greift der Torsionsstab 28 in diesem Endbereich an einem Zwischenelement in Gestalt einer Formplatte 31, die mit dem Querarmende undrehbar verbunden ist, in der jeweils eingestellten Tordierstellung an und ist an der Formplatte 31 in dieser Tordierstellung feststellbar. Der Torsionsstab 28 durchsetzt eine Durchgangsbohrung 32 im Zentrum der Formplatte 31 mit Drehspiel.
Die Formplatte 31 enthält im Inneren, von der Außenseite her jedoch frei zugänglich, eine als Klemmvorrichtung ausgebildete Feststellvorrichtung, mittels der der Torsionsstab 28 in der jeweiligen Tordierstellung relativ zur Formplatte 31 feststellbar ist. Dazu weist die Formplatte 31 eine bis über deren Zentrum hinausreichende, zur Außenseite hin offene Querbohrung 33 auf, deren Bohrungawandung an einem Rand die Durchgangsbohrung 32 schneidet, die vom Torsionsstab 28 durchsetzt ist. Die Klemmvorrichtung ist innerhalb der Querbohrung 33 angeordnet. Sie weist zumindest ein mittels einer querverlaufenden Klemmschraube 34 gegen die Umfangs fläche des Torsionsstabes 28 anziehbaras Klemmelement in Gestalt einer Scheibe 35 mit Gewindebohrung auf, in die die Klemmschrauba 34 mit ihrem Gewindeschaft eingreift. Dabei ist die Anordnung so getroffen, daß einerseits die Scheibe 35 und andererseits unmittelbar der Schraubenkopf 36 der Klemmschraube 34, unter Bildung eines Keiles, jeweils mit einem Randabschnitt 37 bzw. 38 am Torsionsstab 28 anliegen und letzteren bei Anziehen der Klemmschraube 34 und Verringern der Keilöffnung radial in der Durchgangsbohrung 32 der Formplatte 31 undrehbar festklemmen. Zu diesem Zweck ist der jeweilige Randabschnitt 37 bzw. 38 im Anlagebereich am Torsionsstab 28 unter Bildung des Klemmkeiles zusätzlich abgeschrägt (Fig. 4).
Auf die Außenfläche der Formplatte 31 aufgesetzt ist eine Abschlußplatte 39 mit Zentralbohrung 40, die mit großem Spiel vom Torsionsstab 28 durchsetzt ist. Zwischen dem freien, über die Formplatte 31 mit Abschlußplatte 39 überstehenden Ende des Torsionsstabes 28 einerseits und der Formplatte 31 mit Abschlußplatte 39 andererseits ist eine Tordierwinkelskala 41 und eine zugesordnete Bezugsmarkierung 42 vorgesehen. Die Tordierwinkelekale 41 sitzt drehfest auf dem Torsionsstab 28, während die Bezugsmarkierung 42 auf der Außenfläche der Abschlußplatte 39 angebracht ist. Auch umgekehrte Anordnung ist möglich.
Wie insbesondere aus Fig. 4 ersichtlich ist, ist der im Inneren hohle Querarm 20 im Querschnitt klappsymmetrisch und dabei viereckig gestaltet. Der Torsionsstab 28 verläuft im Zentrum des Querarmes 20 und derart, daß die Längsachse 30 des Torsionsstabes 28 mit der Längsmittelachse 26 des Querarmes 20 zusammenfällt.
Im Bereich des in Fig. 1 und 2 rechten Stirnendes 22 des Querarmes 20, wo dar Torsionsstab 28 drehfest mit dem Stirnende 22 des Querarmes 20 verbunden ist, ist der Torsionsstab 28 an einer Stirnplatte 43 gehalten, die zugleich zur Aufnahme des Aufnahmekopfes 23 ausgebildet ist. Diese Stirnplatte 43 am einen Querarmende 22 und die Formplatte 31 am in Fig. 1 und 2 linken Querarmende 21 weisen jeweils einen viereckigen Form ansatz 44 bzw. 45 auf, der jeweils der inneren Quarschnittakontur des Querarmes 20 entspricht.
Jeder Formansatz 44 bzw. 45 hat also ebenfalls Viereckkontur und die gleichen Abmessungen wie der Querarm 20 im Inneren an beiden Enden 22 bzw. 21. Die Stirnplatte 43 greift mit ihrem Formansatz 44 vom freien Stirnende 22 des Querarmes 20 her in dessen Inneres ein und ist darin undrehbar gehalten. In gleicher Weise greift die Formplatte 31 mit ihrem Formansatz 45 vom freien Stirnende 21 des Quararmes 20 her in dessen Inneres ein und ist darin ebenfalls undrehbar gehalten. Beide Platten können zusätzlich in Achsrichtung des Querarmes 20 mit letzterem verschraubt sein.
Das drehfest mit dem Querarm 20 verbundene, in Fig. 1 und 2 rechte Ende des Torsionsstabes 28 greift in eine Zentralbohrung 46 der Stirnplatte 43 ein und ist in letzterer mittels eines sowohl den Torsionsstab 28 als auch die Stirnplatte 43 radial durchsetzenden Fixierstiftes 47 undrehbar gehalten.
Wie ferner Fig. 2 und 3 zeigen, sind im Inneren des Querarmes 20 drei vom einen Ende 21 zum anderen Ende 22 verlaufende Zugspannstäbe 48, 49 und 50 enthalten, die jeweils mit ihren Enden einerseits an der Formplatte 31 am einen Ende 21 des Querarmes und andererseits an der Stirnplatte 43 am anderen Ende 22 des Querarmes 20 angreifen. Mittels der Zugspannstäbe 48 - 50 ist durch stärkeres oder schwächeres Spannen bei gelockerter Klemmschraube 34 die Geradheit des Querarmes 20 beeinflußbar. Die Zugspannstäbe 48 - 50 sind in herkömmlicher Weise von außen jeweils über ein Gewinde und eine Spannmutter in ihrer Längsrichtung spannbar.
Nachfolgend ist die Wirkungsweise des Gerätes 16 hinsichtlich der Möglichkeit der Einstellung einer Vortordierung erläutert. Wenn am Aufnahmekopf 23 ein relativ schweres Werkzeug, z.B. ein Meßtaster 24, und dabei so gehalten werden soll, daß seine im Schwerpunkt angreifende, zur Richtplatte 11 hin gerichtete Gewichtskraft mit einem Hebelarm in radialem Abstand von der Längsmittelachse 26 des Querarmes 20 an letzterem angreift, dann ist eine Vortordierung des Querarmes 20 angezeigt, bevor das Werkzeug, z.B. der Meßtaster 24, am Aufnahmekopf 23 angebracht wird. Zur leichten und schnellen Handhabung kann das betreffende Werkzeug, also z.B. der Meßtaster 24, mit einer entsprechenden Kodierung, z.B. einer Winkelangabe, versehen sein, die dem Einrichter des Gerätes 16 anzeigt, in welcher Richtung und mit welchen Winkelgraden eine diesem Werkzeug entsprechende Vortordierung des Querarmes 20 vorgenommen werden soll. Geht man davon aus, daß als Werkzeug der Meßtaster 24 in der in Fig. 1 - 3 gezeigten Relativposition am Aufnahmekopf 23 angebracht werden soll, so ist eine Vortordierung des Querarmes 20 durch Drehverstellung des Torsionsstabes 28 in Richtung des Pfeiles 51 (Fig. 2, 3) notwendig. Hierzu wird bei gelockerter Klemmschraube 34 der Torsionsstab 28 durch Angreifen am Handhebel 29 in Pfeilrichtung 51, also in dem zu erwartenden Torsionsmoment unter Last entgegengesetzter Richtung, gedreht, wobei der Drehwinkel an der Tordierwinkelskala 41 einstellbar und ablesbar ist. Infolge gelockerter Klemmschraube 34 kann sich dabei der Torsionsstab 28 am in Fig. 1 linken Ende 21 relativ zum Querarm 20 drehen. Ist der geforderte Tordierwinkel, z.B. von 100, eingestellt, so wird bei festgehaltenem Handhebel 29 in dieser Position mittels eines in die Querbohrung 31 von außen eingeführten Werkzeuges die Klemmschraube 36 festgezogen. Dadurch verä.ndert sich die Größe des Klemmkeiles zwischen den beiden Randabschnitten 37 und 38 der Scheibe 35 bzw. des Schraubsnkopfes 36, so daß der Torsionsstab 28 im Keilbereich in radialer Richtung gegen die Durchgangsbohrung 32 in der Formplatte 31 gedrückt und festgespannt wird. Nun ist der Torsionsstab 28 auch im Bereich der Formplatte 31 mit letzterer in der eingestellten Torsionsstellung drehfest verbunden. Der Querarm 20 ist entsprechend vortordiert.
Soweit diese Torsion überhaupt sichtbar ist, äußert sich diese dadurch, daß im Bereich des in Fig. 1 und 2 rechten Stirnendes 22 der Querarm 20 relativ zum linken Stirnende 21 in der Ansicht gemäß Fig. 3 im Gegenuhrzeigersinn etwas gedreht ist. Wird nun der Meßtaster 24 in der in Fig. 1 - 3 gezeigten Position im Aufnahmekopf 23 aufgenommen, so wird die Vortorsion des Querarmes 20 durch das jetzt am rechten Ende 22 des Querarmes 20 wirkende Torsionsmoment bei Last wieder aufgehoben. Dadurch wird erreicht, daß die Längsmittelachse 25 des meßtaster 24 genau parallel zur Planfläche 12 der Richtplatte 11 verläuft und nicht etwa - was ohne Möglichkeit der Vortordierung des Querarmes 20 passiert -bei der Betrachtung gemäß Fig. 3 von links nach rechts bergab verläuft, wie dies für die strichpunktierte Lage in Fig. 3 mit 25' angedeutet ist. Der Querarm 20 kann also entsprechend dem Gewicht des jeweiligen Werkzeuges, z.B. meßtaster 24, und somit des am Aufnahmekopf 23 unter Last wirkenden Torsionsmomentes stärker oder schwächer entgegen der Wirkungsrichtung des Torsionsmomentes vortordiert werden, so daß dann bei im Aufnahmekopf 23 aufgenommenem Werkzeug und dort dann wirkendem Torsionsmoment die eingestellteVortorsion zu Null gemacht wird und die Meßspitze des Werkzeuges, z.B. Meßtasters 24, in maßgenauer Stellung steht und verbleibt. Es ist also einer Torsion des Querarmes 20 unter Last wirksam begegnet. Dabei ist der Querarm 20 nach wie vor einfach aufgebaut, gewichtsmäßig leicht und billig.
Mit einfachen mitteln ist eine vielfältige Einstellbarkeit und Anpaßbarkeit an unterschiedlich große Torsionsmomente erreicht.
L e e r s e i t e

Claims

Patentansprüche Csrät zum dreidimensionalen 9. essen, Anreißen und/oder Antasten von Warkstücken, versehen mit einem parallel zu einer Richtplatte auf oder neben letzterer verschiebbaren Fuß mit zur Richtplatte senkrecht stehender Säule, auf der ein Kreuzschieber verstellbar ist, in dem ein am Ende einen Aufnahmekopf für Meß-, Anreiß- und/oder Antastwerkzeuge tragender Querarm parallel zur Richtplatte axial verstellbar gelagert ist, wobei der Querarm im wesentlichen durchgahend hohl ausgebildet ist und in seinem Inneren eine etwa von seinem einen bis zu seinem anderen Ende reichende, jeweils an den axialen Stirnenden des Querarmes angreifende Verspannung enthält, durch deren Spannen der hohle Querarm vorspannbar ist, d a d u r c h 9 e k e n n z e i c h n e t, daß die Verspannung aus mindestens einem Torsionsstab (28) besteht, der am einen Stirnende (22) des Querarmes (20) drehfest mit letzterem verbunden ist und der am anderen Stirnende (21) des Ouerarmes (20) mittels einer Handhabe (29) relativ zum Querarm (20) um seine Längsachse (30) tordierbar ist und an einem Zwischenelement (31), das mit dem Querarmende (21) undrehbar verbunden ist, in der jeweils eingestellten Tordierstellung angreift und feststellbar ist.
2. Gerät nach Anspruch 1, d a d u r c h 9 e k e n n z a i c hn e t, da2 dar hohle QUarerm (20) in Quers-hniL,t klappsymmatrisch, vorzugsweise visrez'rig, gestaltet ist und da3 der Torsionsstab (28) mit seiner Längsachse (30) auf Höhe der Längsmittelachse (26) des Querarmes (20) verläuft.
3. Gerät nach Anspruch 1 oder 2, d a d u r c h g e k 9 n n -z e i c h n e t, daß der Torsionsstab (28) als Zylinderstab ausgebildet ist.
4. Gsrät nach einen der Ansprüche 1 - 3, d a d u r c h g e -k e n n z 3 i C h n e t, daß das mit dem Querarm (20) drehfest verbundene Ende des Torsionsstabes (28) an einer Stirnplatte (43) gehalten ist, die zur Aufnahme des Aufnahmekopfes (23) ausgebildet ist, und daß die Handhabe (29) des Torsionsstabes (28) und das Zwischenelement (31) am gegenüberliegenden Ende (21) das Querarmes (20) angeordnet sind.
5. Gerät nach einem der Ansprüche 1 - 4, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t, daß das Zwischenelement als stirnseitige Formplatte (31) ausgebildet ist, die drehfest mit dem zugeordneten Stirnende (21) des Querarmes (20) verbunden ist, und daß der Torsionsstab (28) eine Durchgangsbohrung (32) im Zentrum der Formplatte (31) mit Drehspiel durchsetzt.
6. Gerät nach Anspruch 4 oder 5, d a d u r c h g e k e n nz e i c h n e t, daß die Stirnplatte (43) am einen Querarmende (22) und/odar die Formplatte (31) am anderen Querarmende (21) einen der inneren Querschnittskontur des Querarmes entsprechenden Formansatz (44 bzw. 45) aufweist, mit dem sie vom freien Stirnende (22 bzw. 21) des Queramres (20) her in dessen Inneres eingreift und darin undrehbar gehalten ist.
7. Gerät nach einem der Ansprüche 1 - o, d adurch gek e n n z e i c h n e t, daß die Formplatte (31) eine Fostst0#lvcrrichtung (34 - 36) trägt, mittels der der Torsionsstab (2B) in der Tordierstellung relativ zur Formplatte (31) feststellbar ist.
8. Gerät nach Anspruch 7, d a d u r c h g e k e n n z e i c h -n e t, daß die Feststellvorrichtung (34 - 36) im Inneren der Formplatte (31), von deren Außenssits her jedoch frei zugänglich, angeordnet ist.
9. Gerät nach Anspruch 7 oder 8, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t, daß die Formplatte (31) eine bis über deren Zentrum hinausreichende, zur Außenseite hin offene Querbohrung (33) aufweist, deren Bohrungswandung an einem Rand die Durchgangsbohrung (32) schneidet, die vom Torsionsstab (28) durchsetzt ist, und daß innerhalb der Querbohrung (33) als Feststellvorrichtung (34 - 36) eine Klemmvorrichtung angeordnet ist, die zumindest ein mittels einer quer verlaufenden Klemmschraube (34) gegen die Umfangsfläche des Torsionsstabes (28) anziehbares Klemmelement (35) aufweist.
10. Gerät nach Anspruch 9, d a d u r c h g e k e n n z e i c hn e t, daß das Klemmelement aus einer Scheibe (35) mit Gewindebohrung gebildet ist, in die die Klemmschraube (34) eingreift, und daß einerseits die Scheibe (35) und andererseits eine zweite, sich am Kopf (36) der Klemmschraube (34) abstützende Scheibe oder der Schraubenkopf (36) unmittelbar, unter Bildung etwa eines Keiles, jeweils mit einem Randabschnitt (37 bzw. 38) am Torsionsstab (2B) anliegen und letzteren bei Anziehen der Klemmschraube (34) und Uerringern der Keilöffnung radial in der Durchgangsbohrung (32) der Formplatte (31) undrehbar festklemmen.
11. Gerät nach Anspruch 10, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t, daß dar Randabschnitt (37, 38) der Scheibe (35) und des Schraubenkopfes (36) oder der zweiten Scheiba im Anlageberaich am Torsionsstab (23) unter Bildung des Klemmkeiles abgeschrägt sind.
12. Gerät nach einem der Ansprüche 1 - 14, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß zwischen dem freien, über die Formplatte (31) überstehenden Ende des Torsionsstabes (28) einerseits und der Formplatte (31) andererseits eine am einen Teil, vorzugsweise dem Torsionsstab (28), drehfest gehaltene Tordierwinkelskala (41) und eine zugeordnete, am anderen Teil, vorzugsweise der Formplatte (31), drehfeste Bezugsmarkierung (42) vorgesehen sind.
13. Gerät nach einem der Ansprüche 1 - 12, d a d u r c h 9 e -k e n n z e i c h n e t, daß die Handhabe als quer abstehender Handhebel (29) ausgebildet ist.
14.Garät nach einem der Ansprüche 1 - 13, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t, daß das drehfest mit dem Querarm (20) verbundene Ende des Torsionsstabes (28) in eine Zentralbohrung (46) der Stirnplatte (43) eingreift und in letzterer mittels eines den Torsionsstab (28) und die Stirnplatte (43) radial durchsetzenden Fixierstiftes (47) undrehbar gehalten ist.
15. Gerät nach einem der Ansprüche 1 - 14, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t, daß an der Stirnplatte (43) am einen stirnseitigen Ende (22) des Querarmes (20) und an der Formplatte (31) am anderen stirnseitigen Ende (21) zusätzlich zum Torsionsstab (28) zugleich an sich bekannte, im Inneren des Querarmes (20) vom einen zum anderen Ende verlaufende Zugspannstäbe (48 - 50), mittels denen durch stärkeres oder schwächeres Spannen die Geradhoit des Querarmes (20) beeinflußbar ist, angreifen, die von außen jeweils über ein Gewinde und eine Spannmutter in ihrer Längsrichtung spannbar sind.