DE2727757B2 - Meßtaster - Google Patents
MeßtasterInfo
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- G01B7/004—Measuring arrangements characterised by the use of electric or magnetic techniques for measuring coordinates of points
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf einen Meßtaster mit einem Befestigungselement zu dessen starrer Befestigung an einem Tasterträger, mit einem Tastelement mit
Meßtaste, die mit Hilfe eines elastischen Organs gegen den zu messenden Gegenstand andrückbar ist, mit
mindestens einem Führungslement zum Führen des verschiebbaren Tastelements relativ zum Befestigungselement, sowie mit einem Meßwertübertrager zur
Umwandlung der Relativverschiebungen in Meßsignale, die proportional zu den Lagenunterschieden auf der
Wirkungslinie des Meßtasters sind.
Es sind bereits Meßtaster bekannt, die auf Trägern,
wie Gabel, V-Stützen, Pfeiler, Montagechassis für die verschiedensten Messungen, angeordnet sind. Diese
Meßtaster werden unmittelbar zur Messung und Prüfung der Dicke oder des Durchmessers von
Präzisionsgegenständen, sowie für die Prüfung ihrer Ebene oder der Regelmäßigkeit ihrer Dicke verwendet.
Die Präzision und die geringe Breitenbeanspruchung der Meßtasten dieses Typs, insbesondere von modernen, elektronischen Meßtasten, machen diese insbesondere geeignet für die verschiedensten Messungen,
welche an Werkstücken kleiner Abmessungen ausgeführt werden. Dies ist insbesondere dann der Fall, wenn
der freie Raum für die Messung verhältnismäßig beschränkt ist, wie beispielsweise bei der Messung eines
Werkstückes während dessen Herstellung auf einer Werkzeugmaschine.
Allerdings bewirkt die Längenausdehnung dieser Meßtaster, bei denen das Befestigungs- und das
Tastelement hintereinander auf der Aktionslinie des Tasters angeordnet sind, daß diese Taster nicht
unmittelbar für Innenmessungen, wie beispielsweise die Messung des Innendurchmessers von Bohrungen und
Sacklöcher, Verwendung finden können, dies insbesondere, wenn dieser Durchmesser kleiner ist als die Länge
des Tasters.
Für diese Innenmessungen müssen Lehren verwendet werden, bei denen die radiale Verschiebung der
Meßtasten in eine axiale, proportionale und meßbare Verschiebung umgewandelt wird, wie dies beispielsweise bei der Verwendung von Lehren mit einem schrägen
Konus oder mit schrägen Tasten der Fall ist
Die bekannten Meßtaster der vorbeschriebenen Art können also nicht zugleich für Innen- und Außenmessungen Verwendung finden.
Die Erfindung bezweckt die Schaffung eines Meßtasters der eingangs genannten Art, welcher sowohl für
is die Messung von Innen- als auch von Außenmaßen geeignet ist
Hierzu ist der Meßtaster erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet, daß das Befestigungs- und das Tastelement parallel zur Wirkungslinie des Meßtasters und im
wesentlichen in der gleichen Ebene und in bezug auf eine imaginäre Linie, die parallel zur Wirkungslinie des
Meßtasters verläuft, einander zugekehrt angeordnet sind, und daß die beiden Elemente je auf ihrem freien
Umfang identische Befestigungsorgane aufweisen, die sowohl zum Verbinden mit einem Träger des Meßtasters als auch mit einer Meßtaste oder mit einem
identischen Taster ausgebildet sind, derart, daß die Tastrichtung durch einfache Verschwenkung des Meßtasters um 280° um die imaginäre Linie des Meßtasters
jo umkehrbar ist, so daß jedes der beiden Elemente ohne
Unterschied als Tast- oder als Befestigungselement verwendbar ist.
als Tast- oder als Befestigungselement verwendet
si werden und die Bewegungsrichtung des Meßtasters
wird somit durch einfaches Verschwenken um 180° auf
der Wirkungsiinie umgekehrt.
erfindungsgemäßen Meßtasters im Vergleich zu einem
4i> konventionellen Meßtaster. In dieser Zeichnung sind
schematisch verschiedene Ausführungen beispielsweise
wiedergegeben. In der Zeichnung zeigt
F i g. 1 einen Längsschnitt eines konventionellen Meßtasters,
F i g. 2 ein Prinzipschema,
Fig.3 und 4 eine schematische Längsansicht eines erfindungsgemäßen Meßtasters,
F i g. 5, 7 und 9 Längsschnitte durch Montagevarianten für die Außenmessung und
F i g. 6,8 und 10 Längsschnitte durch Montagevarianten für die Innenmessung.
Der in der F i g. 1 dargestellte, an sich bekannte elektronische Meßtaster weist auf einer gleichen
Längsachse montiert ein Befestigungselement 1 in Form eines zylindrischen Rohres auf, das zum starren
Befestigen an einen Tasterträger bestimmt ist, der hier durch eine schraffierte Zone 2 schematisch gezeigt ist,
sowie ein Tastelement 3 in Form einer zylindrischen Stange, die mit einer Taste 4 versehen ist.
Das Tastelement 3 ist im Befestigungselement 1 längsverschiebbar angeordnet, dies unter Zwischenschaltung eines Führungselementes, im vorliegenden
Fall eines Kugellagers 5, das eine minimale mechanische Reibung gewährleistet
6> Ein als Druckfeder 6 ausgebildetes elastisches Organ
ist konzentrisch auf dem Tastelement 3 zwischen der Taste 4 und dem Ende des Befestigungselementes 1
angeordnet. Diese Druckfeder 6 dient zum Andrücken
der Meßtaste 4 auf den zu messenden Gegenstand und ist derart konzipiert, daß sie den gewünschten
Tastdruck erzeugt Bei verschiedenen Meßtasten wird dieser Tastdruck mit Hilfe elastischer Membrane erzielt,
zwischen denen das Tastelement 3 am Befestigungselement 1 aufgehängt ist Ein als Staubschutz dienender
Balg 7 ist als Brücke zwischen dem Befestigungselement 1 und dem Tastelement 3 befestigt
Die relativen Verschiebungen zwischen dem Befestigungselement 1 und dem Tastelement 3 werden in
Meßsignale umgewandelt, welche proportional zu den Lagenunterschieden auf der Wirkungslinie des Meßtasters
sind. Diese Umwandlung wird mittels eines Meßwertübertragers vorgenommen, der nach dem
Induktionsprinzip arbeitet und zwei Teilspulen 8 und 9 aufweist die zur Meßbrücke gehören und starr im
Befestigungselement 1 angebracht sind, dessen Induktivität durch Verschiebung eines Ferritkernes 10 verändert
wird, welcher starr mit dem Ende des Tastelementes 3 verbunden ist. Eine elektrische Leitung 11
verbindet diese Meßbrücke mit einer nich; dargestellten, an sich bekannten Auswertschaltung, in welcher die
Spannungsunterschiede zwischen den beiden Spulen 8 und 9 verstärkt und einem Anzeigegerät übermittelt
werden. Das Funktionsschema dieses an sich bekannten Meßtasters ist in der F i g. 2 dargestellt, aus welcher
hervorgeht daß bei einem solchen Meßtaster das durch das weiße Rechteck schematisch dargestellte Befestigungselement
1 und das durch das schraffierte Rechteck dargestellte Tasterelement 3 hintereinander auf der
gleichen Wirkungslinie X des Tasters, welche durch die Taste verläuft angeordnet sind.
In dieser Fig.2 ist die durch den Schub des elastischen Organs (Fig. 1) gegebene Tastrichtung
durch den mit vollem Strich eingetragenen Pfeil F dargestellt, während die Reaktion dieses Schubes auf
den Träger 2 des Tasters, welcher vom Befestigungselement 1 übertragen wird, durch den gestrichelten Pfeil /
dargestellt ist
Das Funktionsschema des in Fig.3 veranschaulichten
erfindungsgemäßen Meßtasters unterscheidet sich von dem in der F i g. 2 dargestellten bekannten Taster
dadurch, daß das Befestigungselement 1 und das Tastelement 3 nicht hintereinander auf der Wirkungslinie
ATdes Meßtasters aufgebaut sind, sondern parallel zu
dieser Linie und im wesentlichen in der gleichen Ebene und einander zugekehrt in bezug auf eine imaginäre
Linie Y, die parallel zur Wirkungslinie Xdes Meßtasters
verläuft angeordnet sind. Die Wirkungslinie X ist in dieser Figur nicht dargestellt, ebenso wie die Meßtaste,
durch die sie verläuft. Die Meßtaste kann irgendwelche gewünschte Stellung um den Meßtaster herum einnehmen,
wie dies nachfolgend noch beschrieben wird.
Das Befestigungselement und das Tastelement des Meßtasters sind auf ihrem freien Umfang mi*, identisehen
Befestigungsorganen 13 versehen, welche mit irgendwelchen Mitteln mit einem Tasterträger oder mit
einer Meßtaste verbunden sind. Das in Fig. 3 schematisch dargestellte Befestigungsorgan 13 ist als
schwalbenschwanzförmiger Schieber ausgebildet.
Derart aufgebaut, kann jedes der beiden Elemente 1 und 3 des Meßtasters unabhängig als Befestigungs- oder
als Tastelement Verwendung finden, was durch einfache Verschwenkung des Meßtasters um 180° um eine fiktive
Linie Y, die parallel zur Wirkungslinie A'des Meßtasters
verläuft, erfolgt. Diese einfache Verschwenkung bewirkt eine Umkehrung der Tastrichtung, wie dies in der
F i g. 4 dargestellt ist.
in bezug auf den Träger 2 geht aus dieser Fig.4
hervor, daß das Tastelement 3, das bei der freien Tastbewegung in Richtung des Pfeiles F wirkt jetzt
unbeweglich ist und daß das Befestigungselement ί in
<-, der neuen freien, umgekehrten Lage eine Abtastbewegung
ausführen kann, die entgegengesetzt in Richtung des Pfeiles /verläuft
Im Beispiel der Fig.3 ist die Meßtaste an dem Tastelement 3 befestigt, während im Falle der F i g. 4 die
ίο Meßtaste an dem jetzt als Tastelemcnt wirkenden
Befestigungselement 1 angebracht ist
Die I^age der Meßtaste auf einem der als Tastelement
oder als Befestigungselement wirkenden Elemente 1 bzw. 3 wird in jedem Fall speziell festgelegt und kann
sowohl in der fiktiven Linie Fliegen, als auch in einem Abstand angeordnet oder aber seitlich von dieser
versetzt sein.
Die Verbindung zwischen dem Befestigungselement und dem Tastelement kann beliebig gewählt werden und
weist mindestens ein Organ zur Führung der Relativbewegung auf, beispielsweise eine Lamellenfeder, einen
KugeJschieber oder ineinandergreifende Dorne und
Hülsen. Der Meßwertübertrager kann ebenfalls beliebig ausgebildet sein und als elektronischer, mechanischer,
2j pneumatischer oder optischer Übertrager wirken.
Dieser Übertrager kann entweder im Meßtaster eingebaut oder unabhängig von diesem mit den beiden
Elemenenten 1 bzw. 3 des Meßtasters verbunden sein. Das elastische Organ, welches den Tastdruck oder die
in Meßkraft erzeugt kann unmittelbar mit den beiden
Elementer 1 bzw. 3 verbunden sein oder es kann durch den Meßwertübertrager ersetzt werden, welcher
einstellbar sein kann.
Die Doppelfunktion der Wirkungsweise der beiden
S3 Elemente des Meßtasters und der Abtastrichtung
ermöglicht die Verwendung des Meßtasters sowohl für Innen- als auch Außenmessungen, wie dies in den F i g. 5
bis 10 veranschaulicht ist.
In der F i g. 5 ist der Meßtaster mit zwei Meßtasten versehen, wobei eine Taste 14 auf dem Element 3 und
die andere Taste 15 auf dem Element 1 befestigt ist. Die Taste 15 ist derart ausgebildet, daß sie auf der
Wirkungslinie X des Meßtasters wirkt, die auch durch die andere Taste 14 verläuft und parallel zur fiktiven
Linie Fliegt Die Wirkungsrichtung der Tastbewegung jedes Elementes 1 und 3 ist durch die Pfeile Fund /in
den F i g. 3 und 4 dargestellt. Damit kann der Meßtaster für Außenmessungen von Werkstücken 16 eingesetzt
werden, wobei die beiden Tasten 14 und 15 zueinander gezogen werden.
Die F i g. 6 zeigt den gleichen Aufbau, jedoch nach erfolgter Umkehrung, wobei die Taste 14 auf dem
Element 1 und die Taste 15 auf dem Element 3 angeordnet ist, so daß mit demselben Meßtaster
γ, Innenmessungen am Werkstück 17 durchführbar sind,
wobei die beien Tasten 14 und 15 voneinander gespreizt werden.
Der Aufbau dieses Meßtasters mit zwei Tasten ist vorteilhaft für die Vermessung von kleinen Werkstük-
M) ken, beispielsweise während deren Herstellung.
Für größere Werkstücke kann der gleiche Effekt erzielt werden, wenn der Meßtaster auf dem Träger 18
einer festen Taste 19 befestigt wird, wie dies in den F i g. 7 und 8 dargestellt ist, oder aber auf einem Träger,
tr, der einen Anschlag für den zu messenden Gegenstand
bildet.
Für Innen- und Außenmessungen können gemäß Fig.9 und 10 zwei Meßtaster (1—3 bzw. 1'—3')
angeordnet sein, welche einander gegenüberliegen und in umgekehrten Lagen auf einem gemeinsamen Träger
20 befestigt sind. Diese Ausbildung ergibt den zusätzlichen Vorteil daß der totale effektive Meß weg
verdoppelt wird.
Es können auch zwei aneinander befestigte Meßtaster vorgesehen werden, deren Wirkungslinien um 90°
versetzt sind, so daß Messungen gemäß zwei Koordinaten erzielbar sind.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
Claims (1)
- Patentanspruch:Meßtaster mit einem Befestigungselement zu dessen starrer Befestigung an einem Tasterträger, mit einem Tastelement mit Meßtaste, die mit Hilfe eines elastischen Organs gegen den zu messenden Gegenstand andrückbar ist, mit mindestens einem Führungselement zum Führen des verschiebbaren Tastelementes relativ zum Befestigungselement, sowie mit einem Meß wert Übertrager zur Umwandlung der Relativverschiebungen in Meßsignale, die proportional zu den Lagenunterschieden auf der Wirkungslinie des Meßtasters sind, dadurch gekennzeichnet, daß das Befestigungselement (1) und das Tastelement (3) parallel zur Wirkungslinie (X) des Meßtasters und im wesentlichen in der gleichen Ebene und in bezug auf eine imaginäre Linie (Y) die parallel zur Wirkungslinie (X) des Meßtasters verläuft, einander zugekehrt angeordnet sind, und daß die beiden Elemente (1,3) je auf ihrem freien Umfang identische Befestigungsorgane (13) aufweisen, die sowohl zum Verbinden mit einem Träger (2) des Meßtasters als auch mit einer Meßtaste (14,15) oder mit einem identischen Meßtaster ausgebildet sind, derart, daß die Tasteinrjehtung durch einfache Verschwenkung des Meßtasters um 180° um die imaginäre Linie (Y) des Meßtasters umkehrbar ist, so daß jedes der beiden Elemente (1,3) ohne Unterschied als Tast- oder als Befestigungselement verwendbar ist
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