DE2745243A1

DE2745243A1 - Konturmessvorrichtung

Info

Publication number: DE2745243A1
Application number: DE19772745243
Authority: DE
Inventors: Hironori Noguchi
Original assignee: Mitutoyo Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Mitutoyo Manufacturing Co Ltd
Priority date: 1976-10-08
Filing date: 1977-10-07
Publication date: 1978-04-20
Also published as: US4141148A; DE2745243C2; JPS5353351U; JPS5635774Y2

Description

Konturmeßvorrichtung -

Die Erfindung bezieht sich auf Konturmeßvorrichtungen.

Eine Konturmeßvorrichtung gemäß Stand der Technik umfaßt eine Meßspitze, die dazu eingerichtet ist, in Berührung mit der äußeren Oberfläche eines zu messenden Objekts bewegt zu werden, einen Tragearm für die Meßspitze, einen Schlitten, der vertikal beweglich den Tragearm relativ zur äußeren Oberfläche des Objekts sowie horizontal beweglich abstützt, einen Differentialumformer , der die vertikale Verlagerung des Tragarms aufspürt, eine Gewindewelle zur horizontalen Bewegung des Schlittens sowie einen Motor, der die Gewindewelle antreibt. Im allgemeinen war es übliche Praxis, daß die Konturmeßvorrichtung zusammen mit einem Aufzeichner wie etwa einem Schreibfederaufzeichner verwendet wird. In diesem Fall wird das Aufzeichnungspapier, das dem Aufzeichner zugeführt wird, synchron mit der Bewe-

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gung des Schlittens der Konturmeßvorrichtung weitergedreht, und die Schreibfeder des Aufzeichners ist dazu eingerichtet, in Übereinstimmung mit dem Ausgang des Differentialumformers der Konturmeßvorrichtung angetrieben zu werden.

Um die Bewegung des Papiers, das dem Aufzeichner synchron mit der Bewegung des Schlittens der Konturmeßvorrichtung zugeführt wird, synchron zu halten, werden Synchronmotoren als Motor für die Konturmeßvorrichtung und den Papiertransportmotor verwendet. Dementsprechend, sollten,angesichts einer vernünftigen Lösung des Problems , ^der Motor der Konturmeßvorrichtung und der Motor des Papiervorschubs sich in vollkommen synchroner Übereinstimmung befinden. In Wirklichkeit allerdings ist ein Zahnrädersatz zwischen dem Motor der Konturmeßvorrichtung und dem Gewindemechanismus zum Antrieb des Schlittens zwischengeschaltet, und die Unregelmäßigkeiten in der Drehung dieser Zahnräder führten zu einer Bewegung von Schlitten und Meßspitze mit ungleichmäßiger Geschwindigkeit, was Schwierigkeiten " verursacht hat.

Zusätzlich ist die in der Technik bekannte Konturmeßvorrichtung derart aufgebaut, daß der Schlitten, der die Meßspitze trägt, nicht von Hand betätigt werden kann. Selbst wenn eine Handbetätigung durchgeführt- würde, tritt ein Papiervorschub der Aufzeichnungsvorrichtung oder eine Bewegung der Schreibfeder im Falle der Handbetätigung nicht auf, und deshalb ist eine Aufzeichnung der gemessenen Kontur durch Handbetrieb unmöglich. Ferner ist die Konturmeßvorrichtung gemäß Stand der Technik außerstande zur automatischen Messung der Kontur eines kleinen Gegenstands. Zusätzlich leitet der Totgang zwischen der Vorschubgewindewelle und dem verschieblichen Teil, das hieran über ein. Gewinde gekoppelt ist, bei der Konturmeßvorrichtung im Stand der Technik zusätzliche Fehler in den von der Konturmeßvorrichtung gemessenen Werten herbei.

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Dementsprechend ist es das Hauptziel der vorliegenden Erfindung, eine Konturmeßvorrichtung vorzusehen, bei der der Motor, der den Schlitten der Konturmeßvorrichtung antreibt, und der Motor, der den Papiervorschub des Aufzeichners antreibt, zu vollkommenen Synchronlauf gebracht werden können.

Es ist ein anderes Ziel der vorliegenden Erfindung, eine Konturmeßvorrichtung vorzusehen, bei der die Meßspitze von Hand betätigt werden kann.

Es ist ein noch weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung, eine Konturmeßvorrichtung vorzusehen, bei der eine automatische Aufzeichnung vom Schreibfederaufzeichner durchgeführt werden kann, selbst wenn die Meßspitze von Hand betätigt wird.

Es ist ein noch weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung, eine Konturmeßvorrichtung vorzusehen, in der der Totgang zwischen der Vorschubschraubenspindel und dem verschieblichen Teil kompensiert ist.

Gemäß des Prinzips der vorliegenden Erfindung werden diese Ziele von einer verbesserten Konturmeßvorrichtung erreicht, die eine Meßspitze zur Berührung einer äußeren Oberfläche eines zu messenden Gegenstands aufweist, einen Tragarm, an dessen körperfernem Ende die Meßspitze angebracht ist, einen Schlitten, der parallel zur Längsrichtung des Tragarms verschieblich ist, oszillierend hin- und herbeweglich ist und den Tragarm um eine horizontale Achse schwenkbar abstützt, die die Längsrichtung des Tragarmes senkrecht durchschneidet, eine Vorschubgewindewelle die mit einem Gewinde am Schlitten angekoppelt ist, um diesen parallel zur Längsrichtung des Tragarms zu bewegen, und einen Differentialumformer, der zwischen dem Tragarm und dem Schlitten angebracht ist. Die Konturmeßvorrichtung um-

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faßt ferner ein angetriebenes Zahnrad, das am einen Ende der Gewindewelle angebracht ist, eine erste Kupplung, ein Zwischenzahnrad, das mit dem angetriebenen Zahnrad kämmt und die erste Kupplung mit dem angetriebenen Zahnrad koppelt, einen Motor, der an die erste Kupplung angekoppelt ist, eine zweite Kupplung, die koaxial am angetriebenen Zahnrad angeschlossen ist, ein Randbedienungselement, das an der zweiten Kupplung angeschlossen ist und eine Vorrichtung zum Aufspüren des Drehwinkels zum digitalen Aufspüren der Drehung der Gewindewelle.

Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel umfaßt die Vorrichtung zum Aufspüren des Drehwinkels ein Gehäuse, eine Welle, die drehbar vom Gehäuse getragen und an der Vorschubgewindewelle angeschlossen ist, eine Drehwinkelfest-

spürscheibe, die betrieblich der Welle zugeordnet ist, eine Spürvorrichtung zum Aufspüren der Drehung der Scheibe und eine Umsetzvorrichtung zum Vorsetzen entweder der Scheibe oder der Spüreinrichtung in einer Richtung zum Kompensieren des Totgangs um einen Betrag, der dem Totgang der Vorschubgewindewelle gleich ist, wenn die Drehung der Welle in Gang gesetzt wird.

Ein besonderer Gesichtspunkt der Erfindung liegt in einer Konturmeßvorrichtung mit einer Meßspitze zur Berührung mit einer Außenoberfläche eines zu messenden Gegenstandes, einem Tragarm, an dessen körperfernem Ende die Meßspitze angebracht ist, einem Schlitten, der parallel zur Längsrichtung des Tragarmes und oszillierend beweglich ist und der schwenkbar den Tragarm um eine horizontale Achse trägt, die senkrecht die Längsrichtung des Tragarms schneidet, einer Vorschubgewindewelle, die mittels eines Gewindes mit dem Schlitten derart gekoppelt ist, daß sie den Schlitten parallel zur Längsrichtung des Tragarms bewegt, und einem Differentialumformer, der zwischen dem Tragarm und dem Schlitten angebracht ist. Die Konturmeßvorrichtung umfaßt ferner

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ein angetriebenes Zahnrad, das an einem Ende der Gewindewelle angebracht ist, eine erste Kupplung, die mittels eines leerlaufenden Zahnrads angeschlossen ist, das mittels eines Zwischenzahnrads angeschlossen ist, das mit dem angetriebenen Zahnrad und einem antreibenden Zahnrad kämmt, einem Motor, der an der ersten Kupplung angeschlossen ist, eine zweite Kupplung, die koaxial am angetriebenen Zahnrad angeschlossen ist, einen Handbetätigungsgriff ,der an der zweiten Kupplung angeschlossen ist, und eine Drehwinkelspürvorrichtung zum digitalen Feststellen der Drehung der Gewindewelle.

In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel umfaßt die Drehwinkelspürvorrichtung ein Gehäuse, eine Welle, die drehbar vom Gehäuse abgestützt und an die Vorschubgewindewelle angeschlossen ist, eine Drehwinkelspürscheibe, die betrieblich der Welle zugeordnet ist, eine Spüreinrichtung, zum Aufspüren der Drehung der Scheibe, und eine Umsetzvorrichtung zum Versetzen entweder der Scheibe oder der Spüreinrichtung in einer Richtung zum Kompensieren des Totgangs durch eine Größe, die gleich ist dem Totgang der Vorschubgewindewelle, wenn die Drehung der Vorschubgewindewelle in Gang gesetzt wird.

Die oben erwähnten und andere Merkmale und Ziele der vorliegenden Erfindung werden unter Bezugnahme auf die folgende Beschreibung noch näher ersichtlich, die im Zusammenhang mit den beigefügten Zeichnungen vorgenommen wird; hierin bezeichnen gleiche Bezugszeichen gleiche Elemente, und es ist in diesen:

Fig. 1 die Ansicht eines Querschnitts, der die Konturmeßvorrichtung in Übereinstimmung mit der Lehre der vorliegenden Erfindung darstellt,

Fig. 2 eine schematische Vorderansicht, die die Drehwinkelspürvorrichtung darstellt, die an einer

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Vorschubgewindewelle in einer Konturmeßvorrichtung in Übereinstimmung mit der Lehre der vorliegenden Erfindung angekoppelt ist,

Fig. 3 eine Ansicht eines Längsschnitts, der ein erstes Ausführungsbeispiel einer verbesserten Drehwinkelspürvorrichtung in Übereinstimmung mit den Lehren der vorliegenden Erfindung zeigt,

Fig. 4 eine Ansicht eines Querschnitts, der längs Linie IV-IV in Fig. 3 vorgenommen wurde,

Fig. 5 die Ansicht eines Längsschnitts, der ein Teil des Ausführungsbeispiels einer verbesserten Drehwinkelspürvorrichtung in Übereinstimmung mit der Lehre der vorliegenden Erfindung zeigt, und

Fig. 6 eine vergrößerte Ansicht eines Schnitts, der längs Linie VI-VI in Fig. 5 vorgenommen wurde.

Es wird nun mehr im einzelnen auf die Zeichnung eingegangen; in Fig. 1 ist eine KontürmeBvorrichtung in Übereinstimmung mit den Lehren der vorliegenden Erfindung gezeigt. In den Figuren ist die Kontur der äußeren Oberfläche des Gegenstandes 3 zu messen. Die Konturmeßvorrichtung umfaßt ein Gehäuse 7 mit Leitschienen 7a, die horizontal angebracht sind, und an einer Leitschiene 7a ist ein Schlitten 2 mit Rädern 2B verschieblich abgestützt. Der Schlitten 2 ist an seiner Unterseite mit einem herunterhängenden Arm 2C versehen, der einen Tragarm 4 trägt, der um einen Punkt 0 drehbar ist. Der Tragarm 4 ist an einem vorderen Ende mit einer Meßspitze 1 versehen, die die äußere Oberfläche des Gegenstandes 3 berührt und ein Ausgleichgewicht W trägt, das längs des anderen Endes des Tragarms 4 beweglich ist. Ferner ist zum Aufspüren der Verlagerung des Tragarms 4 relativ zum Schlitten 2 ein Spulenkern 5A des Dif ferentialuraformers 5 am Tragarm 4 angebracht, und eine Spule 5B ist am Schlitten 2 angebracht.

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Um den Schlitten 2 in Horizontalrichtung zu bewegen, ist eine Gewindewelle 6 von den Armen 7B des Gehäuses 7 über Lager 8 abgestützt. Die Gewindewelle 6 ist drehbar, aber in der Axialrichtung unbeweglich und steht mit einer Mutter 2A am Schlitten 2 in Eingriff. Die gegenüberliegenden Enden der Gewinde welle 6 erstrecken sich bis über die Arme 7B, und ein Zahnrad G2 ist am rechten Ende hiervon angeschlossen. Das Zahnrad G2 ist mit der angetriebenen Seite einer Kupplung C1 angeschlossen und kämmt mit einem Zwischenrad G3. An der angetriebenen Seite der Kupplung C1 ist ein Handgriff 9 angeschlossen, so daß die Schraubenwelle 6 von Hand betätigt werden kann. Das Zwischenrad G3 kämmt mit einem Zahnrad G1, das an der angetriebenen Seite einer Kupplung C2 angeschlossen ist. Ein Motor M ist an der angetriebenen Seite der Kupplung C2 angeschlossen.

Am linken Ende der Gewindewelle 6 ist eine Schlitzscheibe oder Codescheibe 10 angebracht. Eine photoelektrische Fühlereinrichtung 11 ist neben den gegenüberliegenden Oberflächen der Scheibe angebracht. Jede photoelektrische Fühlereinrichtung umfaßt einen Projektor 11A und einen Fühler 11B. Der Fühler 11B umfaßt etwas derartiges wie eine Photodiode oder dergleichen, die gegenüberliegend zum Projektor 11A angebracht ist und Impulse erzeugt, die zur Drehfrequenz der Gewindewelle 6 passen. Die Scheibe 1 0 und die photoelektrische Fühlereinrichtung 11 bilden einen Impulsgenerator, der Impulse in Übereinstimmung zur Drehfrequenz der Gewindewelle erzeugt, d.h.,sie bilden eine Drehwinkelspürvorrichtung.

Der Fühler 11B der photoelektrischen Fühlereinrichtung 11 ist elektrisch an einen Papiervorschubmotor 12A eines SchreibfederaufZeichners 12 angeschlossen. Der Motor 12A ist ein Impulsmotor, der in der Technik bekannt ist.

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Der Schreibfederaufzeichner 12 umfaßt einen Papiervorschubmotor 12A, Aufzeichnungspapier 12C, das vom Motor 12A angetrieben wird, und eine Schreibfeder 12B, die die Aufzeichnung auf dem Aufzeichnungspapier 12C durchführt. Eine Einrichtung zum Antreiben der Feder 12B wird durch den Ausgang des Differentialumformers 5 der Konturmeßvorrichtung gesteuert.

Im Betrieb wird, wenn die Kupplung C1 außer und die Kupplung C2 in Eingriff steht und der Motor M angetrieben ist, die Gewindewelle 6 derart gedreht, daß sie den Schlitten 2 in Horizontalrichtung bewegt. Die Bewegung des Schlittens 2 veranlaßt die Meßspitze 1, in Berührung mit der äußeren Oberfläche des Gegenstandes 3 zu treten und diese entlang zu fahren. Die Meßspitze 1 bewegt sich in Vertikalrichtung in Übereinstimmung mit der Unebenheit der äußeren Oberfläche des Gegenstandes 3. Das Ausmaß der vertikalen Bewegung der Meßspitze 1 wird vom Differentialumformer 5 aufgespürt, um die Schreibfeder 12B des Aufzeichners 12 in der Richtung X oder Y zu bewegen. Andererseits wird die Drehfrequenz der Gewindewelle 6 von der Scheibe 10 und der photoelektrischen Fühlereinrichtung 11 aufgespürt. Das Aufzeichnungspapier 12C wird in der Richtung X mit einer Geschwindigkeit bewegt, die der Drehfrequenz der Geschwindigkeit der Gewindewelle 6 entspricht, und die Kontur des zu messenden Gegenstandes wird auf dem Papier 12C aufgezeichnet.

Falls eine Konturmessung von Hand vorgenommen wird, wird die Kupplung 1 in und die Kupplung 2 außer Eingriff gebracht und der Handgriff 9 wird gedreht. In diesem Fall wird auch das Aufzeichnungspapier 12C des Schreibfederaufzeichners 12 in Übereinstimmung zur Vorschubgeschwindigkeit des Schlittens 2 bewegt, und die Schreibfeder 12B wird in Übereinstimmung mit dem Ausgang des Differen tialumformers 5 bewegt.

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Wie oben beschrieben, wird mit einer Konturmeßvorrichtung , die in Übereinstimmung mit den Lehren der vorliegenden Erfindung steht, die Drehfrequenz der Vorschubgewindewelle 6, die unmittelbar mit dem Schlitten 2 in Verbindung steht, gefühlt/ Impulse, die mit der Drehfrequenz der Vorschubgewindewelle 6 übereinstimmen,werden von der photoelektrischen Fühlereinrichtung 11 übertragen, und der Papiervorschubmotor 12A wird von den Impulsen von der photoelektrischen Fühlereinrichtung 11 derart angetrieben, daß die Bewegungen Schlittens 2 und des Papiervorschubs des Aufzeichners 12 in vollkommenen Gleichlauf gebracht werden können. Ferner kann, selbst wenn der Handbetrieb des Schlittens 2 gewünscht ist, ein derartiger Handbetrieb durch Drehung der Gewindewelle 6 von Hand bewerkstelligt werden. Zusätzlich ist die Schlitzscheibe oder eine Codescheibe nicht notwendigerweise die einzige Einrichtung zum Aufspüren der Drehfrequenz der Gewindewelle 6, und andere Ersatzeinrichtungen können hierfür verwendet werden. Wenn zusätzlich ein X-Y-Aufzeichner als Aufzeichner 12 verwendet wird, ist ein Doppelamplitudenwandler (D/A Converter) erforderlich, um zwischen die Drehwinkelspürvorrichtung und den Antriebsmechanismus zum Bewegen der Schreibfeder in X-Richtung zwischengeschaltet zu werden. Wenn die Erfindung auf diese Weise ausgebildet ist, müßte ein Doppelamplitudenwandler verwendet werden; eine Beschreibung der wechselseitigen Verbindung und der Tätigkeit wird weggelassen.

Es wird nun auf Fig. 2 Bezug genommen; dort ist eine vereinfachte schematische Darstellung der Vorschubgewindewelle 6 gezeigt, an der eine Drehwinkelspürvorrichtung 101 angekoppelt ist. Eine derartige Figur verfolgt den Zweck, eine vereinfachte schematische Darstellung zur Beschreibung zusätzlicher Ausführungsbeispiele der Drehwinkelspürvorrichtung vorzusehen, die den Totgang zwischen der Vorschubgewindewelle 6 und dem Schlitten 2 kompensieren.

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In Fig. 2 ist eine Welle 102 einer Drehwinkelspürvorrichtung

101 am Ende der Vorschubgewindewelle 6 mittels einer Kupplung 103 angeschlossen. Der mit Gewinde versehene Abschnitt 6A der Vorschubgewindewelle 6 kämmt mit dem Schlitten 2, der in Übereinstimmung mit der Drehung der Vorschubgewindewelle 6 beweglich ist. Ein Handbedienungsgriff 9 ist am anderen Ende der Vorschubgewindewelle 6 befestigt.

Im allgemeinen wird im Betrieb der durch die Konturmeßvorrichtung zu messende Gegenstand am Schlitten 2 angebracht, und die Bewegung des Schlittens 2 mittels der Gewindewelle 6 oder Bewegung des Gegenstandes 3, der zu messen ist, ist dazu eingerichtet, von der Drehwinkelspürvorrichtung 101 festgestellt zu werden. Wie bereits vorher in der Beschreibung des Standes der Technik erläutert ist, liegt ein Totgang zwischen dem Schlitten 2 und dem mit Gewinde versehenen Abschnitt 6A der Vorschubgewindewelle 6 vor.

In den Figuren 3 und 4 ist ein erstes Ausführungsbeispiel einer Drehwinkelspürvorrichtung in Übereinstimmung mit den Lehren der vorliegenden Erfindung gezeigt. Die Drehwinkelspürvorrichtung 101 der Fig. 3 und 4 umfaßt ein Gehäuse 112, das drehbar durch die Welle 102 über die Lager 111 getragen ist. Im Gehäuse 112 ist ein Ende des ersten in Eingriff bringbaren Teils 113, das aus einem mit Gewinde versehenen Stift besteht, mittels des Gewindes mit der Welle

102 gekoppelt und an dieser befestigt. Über Lager 114 ist auch eine Drehwinkelspürscheibe 115 drehbar an der Welle 102 befestigt. Die Scheibe 115 besteht aus einer mit einer Graduierung versehenen oder geschlitzten Glasplatte, und ein zweites in Eingriff bringbares Teil 116 ist hieran befestigt.

Das zweite in Eingriff bringbare Teil 116 weist im Querschnitt die Form des Buchstaben C auf_; und ein Paar Madenschrauben 117 sind am Öffnungsabschnitt hiervon derart an-

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gebracht, daß die Schrauben 117 in ihrer Stellung einstellbar und mittels Muttern 118 befestigt sind. Die Enden der Madenschrauben 117 sind gegenüber dem ersten in Eingriff bringbaren Teil 113 angebracht, und der Abstand D zwischen diesen Schrauben 117 wird auf einen Wert eingestellt, der gleich ist einem Spielraum, der in Zusamtnenwirkung dem Totgang der Vorschubschraube 6 zuzüglich der Dicke d des ersten in Eingriff bringbaren Teils 113 entspricht.

Am einen Ende (an der äußersten rechten Seite in der Zeichnung) der Scheibe 115 ist eine Seite der Platte 119 angefügt. Mehrere Spiral-Druckfedern 120 sind zwischen der äußeren Seite der Platte 119 und dem Gehäuse 112 eingeschlossen. Die Spiralfedern 120 und die Platte 119 umfassen einen Reibmechanismus 121. Der Reibmechanismus 12 1 wird verwendet, um die freie Drehung der Scheibe 115 zu steuern, und um die Fehlfunktion der Drehwinkelspürvorrichtung zu verhindern.

Ferner ist die Fühlereinrichtung 122 zum Fühlen des Drehwinkels der Scheibe 115 an der einen Seite der Scheibe vorgesehen. Die Fühlereinrichtung 122 ist am Gehäuse 112 befestigt und weist eine Lampe 123 und ein Lichtempfangselement 124 auf, wobei diese Teile derart angeordnet sind, daß die Scheibe 115 zwischen ihnen liegt.

Im Betrieb bewegt sich, wenn der Handgriff 9 gedreht wird, der Schlitten 2 längs der Vorschubwelle 6 und die Drehung der Vorschubgewindewelle 6 wird auf die Welle 102 der Drehwinkelspürvorrichtung 101 über die Kupplung 103 übertragen. Die Drehung der Welle 102 wird auf die Scheibe 115 über das erste in Eingriff bringbare Teil 113 und die Madenschraube 117 des zweiten in Eingriff bringbaren Teils 116 übertragen. Während der Drehung der Scheibe 115 wird die Einteilung oder dgl,, die an der Scheibe 115 vorgesehen ist, von der

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Fühlereinrichtung 122 derart abgelesen, daß die Drehung der Vorschubgewindewelle 6 oder die Bewegung des Schlittens 2 abgelesen werden kann.

Wird in diesem Fall die Drehung der Vorschubgewindewelle von einer Richtung auf die andere umgeschaltet, dann wird der Schlitten 2 nicht unmittelbar bewegt, ungeachtet der Drehung der Vorschubgewindewelle 6 wegen des Totgangs, der zwischen dem Schlitten 2 und der Vorschubgewindewelle 6 vorliegt. Andererseits drehen sich bei Drehung der Vorschubgewindewelle 6 in umgekehrter Richtung die Welle 102 und das erste in Eingriff bringbare Teil fest an der Welle 102 befestigt ist, nicht unmittelbar in der entgegengesetzten Richtung. Allerdings schlägt das erste in Eingriff bringbare Teil 113 lediglich gegen das zweite in Eingriff bringbare Teil 116 an, und ein Zwischenraum, der dem Totgang der Vorschubgewindewelle 6 entspricht, liegt zwischen diesen beiden Teilen vor. Es wird somit das zweite in Eingriff bringbare Teil 116 und die Scheibe 115 nicht unmittelbar infolge der Drehung des ersten in Eingriff bringbaren Teils 113 während eines Zeitraums gedreht, der dem Totgang entspricht. Dementsprechend dreht sich die Scheibe 115 nicht um das Maß, um das sich der Schlitten 2

sich infolge der Wirkung des Totgangs nicht bewegt hat, so daß jeder Irrtum im Ablesen der Drehwinkelspürvorrichtung ausgeschaltet werden kann. Zusätzlich wird die Scheibe in ihrer freien Drehung vom Reibmechanismus 121 gesteuert, und somit läuft die Scheibe 115 niemals um, ohne daß

das erste in Eingriff bringbare Teil 113 mit dem zweiten in Eingriff bringbaren Teil 116 in Eingriff steht und hierbei die Fehlfunktion der Konturmeßvorrichtung in dieser Zone verhindert.

Es wird nun auf Fig. 5 und 6 Bezug genommen; es ist ein anderes Ausführungsbeispiel einer Drehwinkelspürvorrich-

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tung in Übereinstimmung mit den Lehren der vorliegenden Erfindung gezeigt. Dieses Ausführungsbeispiel zieht in Erwägung, daß die Scheibe, die zusammen mit der Welle und der Spüreinrichtung gedreht wird, um ein vorbestimmtes Maß versetzt wird, so daß der Totgang hierdurch kompensiert werden kann. Da gewisse Elemente dieser Ausführungsform dieselben sind wie die, die im vorigen Ausführungsbeispiel beschrieben wurden, wurden gleichen Elementen gleiche Bezugszeichen gegeben, und eine detaillierte Beschreibung ihrer wechselseitigen Verbindung und Tätigkeit wird ausgelassen.

Die Scheibe 115 ist einstückig an der Welle 102 befestigt, die im Gehäuse 112 über Lager 111 getragen ist. Die Scheibe 115 ist entgegengesetzt der Fühlereinrichtung 122 angeordnet, die eine Lampe 123 und ein Lichtempfangselement 124 aufweist. Ein Vorsprung 111A ist in der Innenseite des Gehäuses 112 ausgebildet, und ist hieran schwenkbar mit der Fühlereinrichtung 122 derart versehen, daß die Fühlereinrichtung koaxial zur Welle 102 und der Scheibe 115 steht. Zusätzlich weist die Fühlereinrichtung 122 ein zweites in Eingriff bringbares Teil 132 auf, das entgegengesetzt zum ersten in Eingriff bringbaren Teil 113 angeordnet ist und aus einem Stift besteht, der in dem Gehäuse 112 vorgesehen ist und hieraus hervorsteht. Das zweite in Eingriff bringbare Teil 132 ist an der Fühlereinrichtung 122 vorgesehen und besteht aus einem länglichen Loch 133, durch das das erste in Eingriff bringbare Teil 131 beweglich ist sowie einem Paar Madenschrauben 134. Die Enden der Madenschrauben 134 ragen in das längliche Loch 133 vor und sind entgegengesetzt zum ersten in Eingriff bringbaren Teil 131 angeordnet. Der Abstand D zwischen dem Paar Madenschrauben 134 ist gleich einem Abstand, der in geeigneter Weise dem Totgang der Gewindewelle 6 entspricht, noch hinzugerechnet zur Dicke d des ersten in Eingriff bringbaren Teils 131. Eine Schlittenwelle 137 einer elektranagnetischen Kupplung 136 ist an einem Abschnitt der Spüreinrichtung 122 über ein Anschlußteil 135 angeschlossen.

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Die Schlittenwelle 137 ist biegbar an ihrem mittleren Abschnitt ausgebildet und wird ständig in der Richtung, in der sie aus der elektromagnetischen Kupplung 136 herausragt, vorgespannt, als Ergebnis der Spiraldruckfeder 138, die zwischen der elektromagnetischen Kupplung 136 und dem Anschlußteil 135 angeordnet ist. Durch diese Maßnahme sind das erste in Eingriff bringbare Teil 131 und eine der Madenschrauben 134 (auf der rechten Seite in Fig. 5) des zweiten in Eingriff bringbaren Teils 132 dazu eingerichtet, konstant aneinander anzuschlagen. Das Anschlußteil 135, die elektromagnetische Kupplung 136, die Schlittenwelle 137 und die Spiraldruckfeder 138 bilden einen Antriebsmechanismus 139. Die elektromagnetische Kupplung 136 des Antriebsmechanismus 139 ist dazu eingerichtet, das Antriebsteil 135 gegen die Feder 138 zu bewegen, indem es von einem Signal betätigt wird, das die Drehung entweder des Handgriffs 9 oder einer Vorschubgewindewelle 6 in einer vorbestimmten Richtung darstellt. Im Betrieb wird gerade wie beim vorausgegangenen Ausführungsbeispiel die Bewegung des Schlittens in eine Drehung der Scheibe 115 zum Zwecke der Messung umgewandelt. Allerdings wird bei diesem Ausführungsbeispiel die elektromagnetische Kupplung 136 des Antriebsmechanismus 139 angetrieben, wenn die Vorschubgewindewelle 6 in der vorbestimmten Richtung gedreht wird, und das erste in Eingriff bringbare Teil 131 und die Madenschraube 134 (auf der linken Seite in Fig. 6) des zweiten in Eingriff bringbaren Beispiels 132 werden in Anschlagbeziehung miteinander treten. Wenn andererseits die Vorschubgewindewelle 6 in der anderen Richtung gedreht wird, wird die Tätigkeit der elektromagnetischen Kupplung 136 unterbrochen und das erste und zweite in Eingriff bringbare Teil 131 und 132 werden in ihre Ausgangsstellungen zurückgedreht. Bei dieser Tätigkeit bewegt sich die Fühlereinrichtung 122 um ein Maß, das dem Totgang entspricht, wobei es relativ ein Maß kompensiert, das dem Totgang der Scheibe 115 entspricht, die zusammen mit der Vorschubschraube 6 gedreht wurde. D.h.,

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die Fühlereinrichtung 122 bewegt sich in derselben Richtung, in der sich die Scheibe 115 bewegt hat, und zwar um ein
Maß, um das sich die Scheibe 115 gedreht hat, und somit
wird in Wirklichkeit derselbe Effekt erzielt als wenn die Scheibe 115 sich nicht um ein Maß gedreht hätte, das dem Totgang entspricht. Somit ist der Ausgleich des Totgangs für die Drehung in jeder Richtung möglich. Ferner kann die elektromagnetische Kupplung 136 von einem Zylinder oder
einer anderen Einrichtung bei diesem Ausführungsbeispiel ersetzt werden. Zusätzlich kann das Signal für die elektromagnetische Kupplung 136 von einem Mikroschalter erzeugt werden, der von der Drehung der Vorschubschraube 6 erregt wird.

In allen Fällen wird darauf hingewiesen, daß die obenbeschriebenen Ausführungsbeispiele eine kleine Anzahl vieler möglicher spezieller Ausführungsbeispiele erläutern, die Anwendungsfälle der Grundlagen der vorliegenden Erfindung darstellen. Zahlreiche andere Anordnungen können in geeigneter Weise vom Fachmann ohne Abweichen vom Gedanken und Bereich der Erfindung entworfen werden.

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Claims

Ansprüche

Konturmeßvorrichtung, die der Art nach eine Meßspitze zur Berührung der Außenoberfläche des zu messenden Gegenstandes aufweist, einen Tragarm, an dessen körperfernem Ende die Meßspitze angebracht ist, einen Schlitten, der parallel zur Längsrichtung des Tragarms und oszillierend beweglich ist und den Tragarm um eine horizontale Achse schwenkbar abstützt, die die Längsrichtung des Tragarmes senkrecht schneidet, eine Vorschubgewindewelle, die über ein Gewinde mit dem Schlitten gekoppelt ist, um diesen parallel zur Längsrichtung des Tragarms zu bewegen, und einen Differenz- bzw. Differenzialumformer, der zwischen dem Tragarm und dem Schlitten angeordnet ist, gekennzeichnet durch:

- ein angetriebenes Zahnrad (G2), das am einen Ende der Gewindewelle (6) vorgesehen ist,

eine erste Kupplung (C2),

ein Zwischenrad (G3), das mit dem angetriebenen Rad kämmt und mit der ersten Kupplung gekoppelt ist,

- einen Motor (M), der mit der ersten Kupplung gekoppelt ist,

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- eine zweite Kupplung (C1), die koaxial am angetriebenen Zahnrad angeschlossen ist,

einen Handbetätigungsgriff (9), der an der zweiten Kupplung angeschlossen ist, und

eine Drehwinkelspürvorrichtung (10), die digital die Drehung der Gewindewelle aufspürt.
2. Konturmeßvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehwinkelspürvorrichtung (10; 101) die folgenden Merkmale aufweist:

ein Gehäuse (12),

eine Welle (102), die drehbar im Gehäuse abgestützt ist und an der Vorschubgewindewelle (6) angeschlossen ist,

- eine Drehwinkelspürscheibe (115), die betrieblich der Welle zugeordnet ist,

- eine Fühlereinrichtung (11; 122) zum Fühlen der Drehung der Scheibe,und

- eine Umsetzeinrichtung zum Versetzen der Scheibe in einer Richtung zum Ausgleich für den Totgang zwischen der Vorschubgewindewelle und dem Schlitten (2), wenn die Drehung der Welle aufgenommen wird.
3. Konturmeßvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Drehwinkelspürvorrichtung (10; 101) die folgenden Merkmale aufweist:

- ein Gehäuse (12),

eine Welle (102), die drehbar im Gehäuse abgestützt ist und an der Vorschubgewindewelle (6) angeschlossen ist, eine Drehwinkelspürscheibe (115), die betrieblich der Welle zugeordnet ist,

eine Fühlereinrichtung (11, 122) zum Fühlen der Drehung der Scheibe, und

eine Umsetzeinrichtung zum Versetzen der Fühlereinrichtung in einer Richtung zum Ausgleich für den Totgang zwischen der Vorschubgewindewelle und dem Schlitten (2), wenn die Drehung der Welle aufgenommen wird.

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4. Konturmeßvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Umsetzvorrichtung die folgenden Merkmale aufweist:

- ein erstes in Eingriff bringbares Teil (113), das an der Welle (102) befestigt ist,

ein zweites in Eingriff bringbares Teil (116), das an der Scheibe (115) befestigt ist, sich drehbar auf der Welle abstützt und neben dem ersten in Eingriff bringbaren Teil über einen Abstand angeordnet ist, der dem Totgang der Vorschubgewindewelle entspricht, und

- einen Reibmechanismus (121), der zwischen der Scheibe und dem festen Abschnitt des Gehäuses (112) zum regulierenden Beeinflussen der freien Drehung der Scheibe vorgesehen ist,

wobei das in Eingriff bringbare Teil und das zweite in Eingriff bringbare Teil um einen Abstand bewegt werden, der dem Maß des Totgangs der Vorschubgewindewelle (6) entspricht, wenn die Drehung der Gewindewelle ausgelöst wird, wobei die Drehung der Vorschubgewindewelle auf die Scheibe über die Welle und das erste und das zweite in Eingriff bringbare Teil übertragen wird.
5. Konturmeßvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Umsetzeinrichtung die folgenden Merkmale aufweist:

ein erstes in Eingriff bringbares Teil (131), das im Gehäuse (112) vorgesehen ist,

eine Fühlereinrichtung (122), die drehbar im Gehäuse vorgesehen ist,

ein zweites in Eingriff bringbares Teil (132),das an der Fühlereinrichtung vorgesehen ist und neben dem ersten in Eingriff bringbaren Teil über einen Abstand angeordnet ist, der dem Totgang der Vorschubgewindewelle

(6) entspricht, und

- einen Antriebsmechanismus (136) zum Drehen der Fühlereinrichtung in einer Richtung zum Ausgleich des Totgangs

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der Vorschubgewindewelle durch ein Signal zum Auslösen der Drehung der Vorschubgewindewelle, um zu veranlassen, daß das erste und das zweite in Eingriff bringbare Teil aneinander anschlagen.
6. Konturmeßvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Umsetzvorrichtung die folgenden Merkmale aufweist:

- ein erstes in Eingriff bringbares Teil (113), das an der Welle (102) befestigt ist,

ein zweites in Eingriff bringbares Teil (116), das an der Scheibe (115) befestigt ist, sich drehbar auf der Welle abstützt und neben dem ersten in Eingriff bringbaren Teil über einen Abstand angeordnet ist, der dem Totgang der Vorschubgewindewelle entspricht, und

- einen Reibmechanismus (121), der zwischen der Scheibe und dem festen Abschnitt des Gehäuses (112) zum regulierenden Beeinflussen der freien Drehung der Scheibe vorgesehen ist.
7. Konturmeßvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Umsetzeinrichtung die folgenden Merkmale aufweist:

ein erstes in Eingriff bringbares Teil (131), das im Gehäuse (112) vorgesehen ist,

eine Fühlereinrichtung (122), die drehbar im Gehäuse vorgesehen ist,

ein zweites in Eingriff bringbares Teil (132), das an der Fühlereinrichtung vorgesehen ist und neben dem ersten in Eingriff bringbaren Teil über einen Abstand angeordnet ist, der dem Totgang der Vorschubgewindewelle (6) entspricht, und

einen Antriebsmechanismus (136) zum Drehen der Fühlereinrichtung in einer Richtung zum Ausgleich des Totgangs der Vorschubgewindewelle durch ein Signal zum Auslösen

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der Drehung der Vorschubgewindewelle, um zu veranlassen, daß das erste und das zweite in Eingriff bringbare Teil aneinander anschlagen.
8. Konturmeßvorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Antriebsmechanismus eine elektromagnetische Kupplung (136) aufweist.
9. Konturmeßvorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Antriebsmechanismus eine elektromagnetische Kupplung (136) aufweist.

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