DE2727769C2 - Gekapselte Längenmeßeinrichtung für große Meßlängen - Google Patents
Gekapselte Längenmeßeinrichtung für große MeßlängenInfo
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Description
schnitt,
F i g, 7 eine Innenansicht mit schematisch dargestellter Abtasteinheit,
F i g. 8 Systembild der Lage der Fotosensoren.
Die F i g. 1 zeigt eine schematisch dargestellte lichtelektrische Längenmeßeinrichtung. An einem Bett
1 einer Werkzeugmaschine ist ein Hohlprofil 2 mit Schrauben 3 befestigt Innerhalb des Hohlprofils 2
befindet sich eine Maßverkörperung 4, die aus einem Glasmaßstab besieht Diese Maßverkörperung 4 ist auf
einem Zwischenträger 5 fixiert Der Zwischenträger 5 ist unter Zwischenschaltung einer gummielastischen
Schicht 6 an einer Innenfläche 2a des Hohlprofils 2 schwimmend befestigt Eine Abtasteinheit 7 mit Lampe
8, Kondensor 9, Strichplatte 10 und Fotoelementen 11
tastet die Teilung 4' der M aß Verkörperung 4 ab. Das Hohlprofil 2 wird von Dichtlippen 12 abgedichtet.
Lediglich ein schwertförmiger Mitnehmer 13 greift durch diese Dichtlippen 12 hindurch und verbindet die
Abtasteinheit 7 mit einem Montagefuß 14. Der Montagefuß 14 ist mit Schrauben 15 an einem Schlitten
16 einer Werkzeugmaschine befestigt Bei Bewegungen des Schlittens 16 wird über den Montagefuß 14 and den
Mitnehmer 13 die Abtasteinheit 7 in Meßrichtung an der Maßverkörperung 4 entlangbewegt
Die Längsansicht einer Längenmeßeinrichtung wird in F i g. 2 in teilweise geschnittener und verkürzter
Darstellung gezeigt Das Bett 1 und der Schlitten 16 der Werkzeugmaschine sind hier nicht gezeigt. Auf die
Abtasteinheit 7 wurde ebenfalls verzichtet, da hier nur die zum Verständnis der Erfindung notwendigen
Elemente dargestellt sind. Mehrere Teilstücke 2' und 2" des Hohlprofils 2 sind aneinandergereiht und an den
Stoßstellen mit elastischen Dichtungen 17 versehen. Die Dichtungen 17 müssen elastisch genug sein, um die
unterschiedliche Wärmeausdehnung der Werkzeugmaschine, des Hohlprofils 2 und des Zwischenträgers 5
nicht zu behindern, andererseits jedoch eine völlige Abdichtung am Stoß gewährleisten. In Endstücken 18
sind Druckfedern 19 angeordnet, welche über Stempel 20 gegen Amoosse 21 drücken, die in den Teilstücken
des Zwischenträgers 5 angeordnet sind. Die Teilstücke des Zwischenträgers weisen ferner an ihren Stirnseiten
Einstellschrauben 22 auf, und werden durch die Druckfedern 19 so aneinandergerückt, daß sie in einem
weiten Temperaturbereich ohne Spiel aneinanderstoßer.
In der Fig.3 ist eine Justierstelle herausgestellt An
den Teilstücken des Zwischenträgers 5 ist die Maßverkörperung 4 so angebracht, daß sie den Zwischenträger
5 auch an seinen Stirnseiten überragt. Längsseits des Zwischenträgers 5 ist die Teilung 4' auf der Maßverkörperung
4 aufgetragen. In den Stirnflächen der Teilstücke des Zwischenträgers 5 sind Gewindelöcher eingeschnitten,
die mit Einstellschrauben 22 versehen sind. Um Meß- bzw. Ablesefehler an der Stoßstelle zu vermeiden,
kann mit Hilfe der Einstellschrauben 22 im Zwischenträger 5 der Absland der Endstriche der Teilung 4' derart
eingestellt werden, daß der Abstand ein ganzzahliges Vielfaches η der Teilungsperiode t beträgt.
Eine weitere justiereinrichtung ist in Fig.4 gezeigt.
Dort ist in einer Stirnseite des Zwischenträgers 5 ein Amboß 23 eingelassen. Die zweite Stirnseite trägt die
Justiereinrichtung, bestehend aus einem Stift 24 und einem Einstellstift 25, der eine keilförmige Abflachung
26 aufweist, die mit dem ersten Stift 24 zusammenwirkt, Durch den sich verjüngenden Keilabschnitt des
Einstellstiftps 25 läßt sich der Abstand der Endstriche
einer Teilung 27' wieder so einstellen, daß sich die Beziehung η χ t ergibt, wobei π wieder eine kleine
ganze Zahl und t die Teilungsperiode darstellt. In dem letztgenannten Ausführungsbeispiel besteht die Maßverkörperung
aus einem Stahlband 27, auf das die Teilung 27' aufgebracht ist Die Erfindung ist selbstver-ο
ständlich auch bei solchen Meßeinrichtungen einsetzbar, die im Auflichtverfahren arbeiten.
Eine zusätzliche Justiereinrichtung ist in Fig.5 dargestellt Dort ist die M aß Verkörperung wieder ein
Glasmaßstab 28, der in bekannter Weise eine Teilung trägt Ein Amboß 29 in der Stirnseite des Zwischenträgers
5 und ein Exzenter 30 in der Stirnseite eines zweiten Teilstückes des Zwischenträgers 5 wirken
zusammen. Auch hier ist durch Verstellen des Exzenters 30 wieder die bekannte Beziehung π χ /herstellbar.
Es versteht sich, daß durch die drei aufgeführten
Ausführungsbeispiele nicht alle Möglichkeiten zur Einstellung der Maßverkörperung eri :'nöpfl sind.
Ähnliche Lösungen fallen daher auch nicht aus dem Rahmen der Erfindung.
Die Teilansicht eines Hohlprofils 2 ist in der Fig. 6
gezeigt Um einwandfreie Meßergebnisse zu erzielen, müssen die Teillängen der Meßeinrichtung natürlich
auch in Meßrichtung fluchtend angeordnet sein. Das wird zum einen durch eine durchgehende Elefestigungs-
iii fläche 31 erreicht. Das Hohlprofil 2 wird mit den hier
nicht gezeigten Schrauben 3 fest auf dieser ebenen Befesiigungsfläche 31 angeschraubt. In der dazu
senkrechten Richtung dient eine Anschlagleiste 32 zum Ausrichten des Hohlprofils 2. Die Anschlagleiste 32 ist
r, mit Schrauben 33 an einem Teil der Werkzeugmaschine
1 befestigt. Alternativ zur Anschlagleiste 32 können im Hohlprofil 2 Bohrungen 34 angebracht sein, so daß
durch Paßstifte 35 — die in die Bohrungen 34 eingesetzt werden — die Teillängen der Meßeinrichtung fluchvend
in ausgerichtet werden.
Die schematische Innenansicht in Fig. 7 zeigt das Hohi^rofil von innen. Die Abtasteinheit 7 weist
Führungsrollen 36 auf, die nach Art der Tandemlager jeweils paarweise hintereinander angeordnet sind.
Durch diese Anordnung ist gewährleistet, daß die Abtasteinheit 7 den Spalt am Stoß störungsfrei
passieren kann, denn eine der Führungsrollen 36 steht immer mit einer Führungsfläche 2a und 2b in Kontakt.
In dem Ausführungsbeispiel wird die Abtasteinheit auch
in an der Maßverkörperung 4 geführt. Über eine
Kupplung 37 steht die Abtasteinheit 7 mit dem in dieser Figur nicht dargestellten Mitnehmer 13 in Verbindung.
Die Kupplung 37 wird vor zwei Zylindern 37' und 37" verkörpert.
-,-, Das Systembild von der Lage der Fotoelemente in F i g. 8 zeigt großflächige Fotoelemente (38, 39,40 und
41), die so angeordnet und zusammengeschaltet sind, daß am Stoß zweier Maßverkörperungen 4 die
gewonnenen elektrischen Signale nur minimale
wi Schwankungen erfahren.
Es versteht sich, daß die Vorteile der Erfindung auch bei nicht lichtelektrischen Längenmeßeinrichtungen,
z. B. optischen Längenmeßeinrichtungen, bvoll zum Tragen kommen.
Hierzu 3 Blatt Zeichnungen
Claims (10)
1. Aus Teillängen aufgebaute gekapselte Ulngenmeßeinrichtung für große Meßlängen, mit einem
schützenden Hohlprofil und einer Maßverkörperung mit jeweils unterschiedlichen Ausdehnungskoeffizienten, einer Abtasteinheit und anderen, bei einer
derartigen Meßeinrichtung üblichen Bauelementen, dadurch gekennzeichnet, daß sowohl das
Hohlprofil (2) als auch die Maßverkörperung (4) aus einzelnen Teilstücken bestehen und daß die einzelnen Teilstücke der Maßverkörperung (4) auf
einzelnen Teilstücken eines Zwischenträgers (5) annähernd gleichen Ausdehnungskoeffizientens fiiciert sind und die Teilstücke des Zwischenträgers (5)
mit den Teilstücken des Hohlprofils (2) längsver-•ichieblich über eine elastische Zwischenschicht (6)
verbunden sind, und daß die hintereinander angeordneten Teilstücke des Zwischenträgers (5) an den
Stirnflächen durch Andruckmittel (18-25, 29, 30) kraftschlüssig und justierbar aneinanderdrückbar
sind.
2. Längenmeßeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Andruckmitiel durch
mindestens eine Feder (19) gebildet wird, die an einem Ende der gesamten Meßeinrichtung angeordnet ist.
3. Längenmeßeinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß an beiden Enden der
gesamten Meßeinrichtung Federn (19) angeordnet m sind.
4. Längenr...^einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ji J-es Teilstück eines
Zwischenträgers (5) an '«inen Enden justierbare Körper (21,22) enthält. r»
5. Längenmeßeinrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die justierbaren Körper
von Schrauben (22) gebildet werden.
6. Längenmeßeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Mittel (31,32,34 und 35) w
vorgesehen sind, um die Teilstücke des Hohlprofils (2) in Meßrichtung genau zur Fluchtung zu bringen.
7. Längenmeßeinrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Fluchtung in einer
Richtung durch eine durchgehende, ebene Befesti- <r>
gungsfläche (31), in der dazu senkrechten Richtung durch eine Anschlagleiste (32) erzielt wird.
8. Längenmeßeinrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Fluchtung in einer
Richtung durch eine durchgehende, ebene Befesti- v> gungsfläche (31), in der dazu senkrechten Richtung
durch Zusammenwirken von Stiften (35) und Bohrungen (34) in den Stirnseiten der Teilstücke
erzielt wird.
9. Längenmeßeinrichtung nach Anspruch 1, da- v> durch gekennzeichnet, daß die Stoßstellen der
Teilstücke des Hohlprofils (2) durch Dichtungen (17) abgeschlossen werden, die die unterschiedliche
Ausdehnung der Teilstücke des Hohlprofils (2), der Maschine (1) und der Zwischenträger (5) nicht w
behindern.
10. Längenmeßeinrichtung nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß die Abtasteinheit (7) an
der Maßverkörperung (4) und am Hohlprofil (2) durch Fühningsrollen (36) geführt ist, die nach Art ■■"·
von Tandemlagern jeweils paarweise hintereinander angeordnet sind.
Die Erfindung bezieht sich auf eine aus Teillängen aufgebaute gekapselte Längenmeßeinrichtung für große Meßlängen, mit einem schützenden Hohlprofil und
einer Maßverkörperung mit jeweils unterschiedlichen Ausdehnungskoeffizienten, einer Abtasteinheit und
anderen, bei einer derartigen Meßeinrichtung üblichen Bauelementen.
Bei gekapselten Längenmeßeinrichtungen tritt das Problem auf, Verformungen der Maßverkörpen. ng zu
vermeiden, die durch unterschiedliche Ausdehnungskoeffizienten von Hohlprofil und Maßverkörperung bei
Veränderung der Temperatur entstehen. Aus K.ostengründen wird im allgemeinen das Hohlprofil aus
Aluminium hergestellt. Die Maßverkörperung besteht im allgemeinen aus Glas oder aus einem Stahlband. In
beiden Fällen unterscheidet sich der Ausdehnungskoeffizient sehr von dem des Hohlprofils aus Aluminium. Bei
bekannten Meßeinrichtungen wird daher die Maßverkörperung über eine elastische Zwischenschicht mit
dem Hohlprofil verbunden (DE-OS 25 05 587). Die elastische Zwischenschicht verhindert die Übertragung
von Zwangskräften auf die Maßverkörperung, wenn sich durch Temperaturschwankungen unterschiedliche
Längenausdehnungen bei Maßverkörperung und Hohlprofil ergeben.
Aus fertigungstechnischen Gründen können jedoch Maßverkörperung und Hohlprofil nicht in jeder
beliebigen Länge hergestellt werden. Eine Anordnung von mehreren kompletten T^ilstücken hintereinander
scheiterte bisher daran, daß an den Stoßstellen unzulässige Fehler entstehen.
Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Längenmeßeinrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, bei der
auch bei großen Meßlängen eine Verformung der Maßverkörperung bei Temperaturschwankungen vermieder. wird.
Erfindurigsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst,
daß sowohl das Hohlprofil als auch die Maßverkörperung aus einzelnen Teilstücken bestehen und daß die
einzelnen Teilstücke der Maßverkörperung auf einzelnen Teilstücken eines Zwischenträger! annähernd
gleichen Ausdehnungskoeffizientens fixiert sind und die Teilstücke des Zwischenträgers mit den Teilstücken des
Hohlprofils längsverschieblich über eine elastische Zwischenschicht verbunden sind, und daß die hintereinander angeordneten Teilstücke des Zwischenträgers an
den Stirnflächen durch Andruckmittel kraftschlüssig und justierbar aneinanderdrückbar sind.
Die besonderen Vorteile der Erfindung liegen darin, daß nur wenige Teillängen hergestellt werden müssen,
aus denen sich alle Meßlängen in kleinen Stufen kombinieren lassen. Alle Teillängen lassen sich am Stoß
justieren, so daß der Anwender beliebige Teillängen aneinandersetzen kann, ohne daß unzulässige Fehler an
den Stoßstellen auftreten.
Anhand der Zeichnungen soll an einem Ausführungsbeispiel die Erfindung noch näher erläutert werden. Es
zeigt
F i g. I einen Querschnitt durch die erfindungsgemäße Längenmeßeinrichtung,
Fi g, 2 eine Längsansicht dieser Längenmeßeinrichtung, teilweise geschnitten,
Fig.3 eine Maßstabstoßstelle mit Justiereinrichtung
im Ausschnitt,
F i g. 4 eine weitere Justiereinrichtung im Ausschnitt,
Fig. 5 eine zusätzliche Justiereinrichtung im Ausschnitt,
Fig.6 eine Teilansicht eines Hohlprofils im Quer-
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