DE2727757C3

DE2727757C3 - Meßtaster

Info

Publication number: DE2727757C3
Application number: DE19772727757
Authority: DE
Inventors: Georges Crissier Lendi (Schweiz)
Original assignee: Tesa SARL
Current assignee: Tesa SARL
Priority date: 1976-07-15
Filing date: 1977-06-21
Publication date: 1979-07-12
Also published as: DE2727757A1; FR2358637B1; JPS5311052A; CH594874A5; SE7708166L; BR7704212A; GB1583504A; SE423454B; DE2727757B2; IT1116765B; FR2358637A1; IN148185B

Description

Die Erfindung bezieht sich auf l nen 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 modeirnen, elektronischen Meßtasten, machen diese insbesonders 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 dais Tastelement hintereinander auf der Aktionslinie dos 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 ^r, 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.

ίο 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

li 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

2^r> 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 180° um die imaginäre Linie des Meßtasters

jn umkehrbar ist, so daß jedes der beiden Elemente ohne Unterschied als Tast- oder als Befestigungselement verwendbar ist.

Somit kann jedes dieser beiden Elemente unabhängig als Tast- oder als Befestigungselement verwendet

(-, werden und die Bewegungsrichtung des Meßtasters wird somit durch einfaches Verschwenken um 180° auf der Wirkungslinie umgekehrt.

Die Zeichnung veranschaulicht das Prinzip des erfindungsgemäßen Meßtasters in? Vergleich zu einem konventionellen Meßtaster. In dieser Zeichnung sind schematisch verschiedene Ausführungen beispielsweise wiedergegeben. In der Zeichnung zeigt

Fig. 1 einen Längsschnitt eines konventionellen Meßtasters,

<r> Fig.2ein 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

^r)D F i g. 6,8 und 10 Längsschnitte durch Montage Varianten für die Innenmessung.

Der in der F i g. I dargestellte, an sich bekannte elektronische Meßtaster weist auf einer gleichen Längsachse montiert ein Befestigungselement 1 in Form

v> 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.

«ι Das Tastelement 3 ist im Befestigungselement 1 iängsverschiebbar angeordnet, dies unter Zwischenschaltung eines Führungselementes, im vorliegenden Fall eines Kugellagers 5, das eine minimale mechanische Reibung gewährleistet.

h'i Ein als Druckfeder 6 ausgebildetes elastisches Organ ist konzentrisch auf dem Tastelement 3 zwischen der Taste 4 und dem Ende des Befestigungselementes I angeordnet. Diese Druckfeder 6 dient zum Andrücken

der MeQtaste 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 vergenommen, 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 dusch 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 nicht dargestellten, an sich bekannten Auswertschaltung, in v-elchei 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 Fig.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 F i g. 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 I übertragen wird, durch den gestrichelten Pfeil f dargestellt ist

Das Funktionsschema des in F i g. 3 veranschaulichten erfindungsgemäßen Meßtasters unterscheidet sich von dem in der Fig.2 dargestellten bekannten Taster dadurch, daß das Befestigungselement 1 und das Tastelement 3 nicht hintereinander auf der Wirkungslinie A"des Meßtasters aufgebaut sind, sondern parallel zu dieser Link: und im wesentlichen in .ler 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 gewünscht·; Stellung um dan Meßtaster herum einnehmen, wie dies nachfolgend noch beschrieben wird.

Das Befestigungselement und das Tastelement des Meßtasters sind aaf ihrem freien Umfang mit identischen Befestigungsorganen 13 versehen, welche mit irgendwelcher Mitteln mit einem Tasterträger oder mit einer Meßtaste verbunden sind. Das in F i g. 3 schematisch dargestellte Elefesligungsorgan 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 Xdes Meßtasters verläuft, erfolgt. Diese einfache Verschwenkung bewirkt eine Umkehrung cVr 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 Tasielement 3, das bei der freien Tastbewfcgung in Richtung des Pfeiles F wirkt, jevzt unbeweglich ist und daß das Befestigungselement 1 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 Tastelement wirkenden Befestigungselement 1 angebracht ist

Die Lage der Meßtaste auf einem der als Tafitelement oder als Befestigungselement wirkenden Elemente 1 bzw. 3 wird in jedem Fall speziell festgelegt und kann sowohl in der fiktiven Linie YMiegen, 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

j(, weist mindestens ein Organ zur Führung der Relativbewegung auf, beispielsweise eine L&znellenfeder. einen Kugelschieber oder ineinandergreifende Dorne und Hülsen. Der Meßwertübertrager kann ebenfalls beliebig ausgebildet sein und als elektronischer, mechanischer,

->, pneumatischer oder optischer Übertrager wirken. Diese> 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

,D Meßkraft erzeugt, kann unmittelbar mit den beiden Elementen 1 bzw. 3 verbunden sein oder es kann durch den Meßwertübertrager ersetzt werden, welcher einstellbar sein kann.

Die Doppelfunktion der Wirkungsweise der beiden

j; Elemente des Meßtaste/s 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 Fig.5 ist der Meßtaster mit zwei Meßtasten

.to 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

.r, Linie Y liegt. 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

-,ο gezogen werden.

Die Fig.6 zeigi den gleichen Aufbau, jedoch nach erfolgter Umkehrung, wobei die Taste 14 auf dtm Element 1 und die Taste 15 auf dem Element 3 ungeordnet ist, so daß mit demselben Meßtas'.er

-,·-, Innenmessungen am Werkstück 17 durchführbar sind, wobei die beien Tasten 14 und 15 voneinander gespreizt werden.

Der Aufbau dieses Meßtasters mit zwei Tasten is· vorteilhaft für di" Vermessung von kleinen Werkstük-

(,Ii ken, beispielsweise während deren Herstellung.

Für größere Werkstücke kann der gleiche Effekt erzielt werden, wenn der Meßtaster auf 'Jem 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,

(,-, der einen Anschlag ^für den zu messenden Gegenstand bildet.

Für Innen- und Außenmessungen können gemäß Fig.9 und 10 zwei Meßtaster (1—3 bzw. Γ—3')

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angeordnet sein, welche einander gegenüberliegen und Es können auch zwei aneinander befestigte MeOta-

in umgekehrten Lagen auf einem gemeinsamen Träger ster vorgesehen werden, deren Wirkungslinicn um 90"

20 befestigt sind. Diese Ausbildung ergibt den versetzt sind, so daß Messungen gemäB zwei Koordina-

zusätzlichen Vorteil, daß der totale effektive Meßweg ten erzielbar sind,
verdoppelt wird.

Hierzu 1 niatt Zeichnunpen

Claims

Patentanspruch:

Meßtaster mit einem Befestigungselement zu dessen starrer Befestigung an einem Tasterträger, mit einem Tastelement mit Meßtasie, 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 Meßwertübertrager 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 ~ind, 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 Tasteinrichtung 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.