DE2832986C2 - Schiebelehre - Google Patents

Description

a) der Meßschnabel (10) des Gleiters (5) an letzterem auf den anderen Meßschnabel (2) zu anschlagbegrenzt verschenkbar lagert, daß

b) Federn (12) vorgesehen sind, die ihn in diese der Sollage voreilende Lage drücken und daß

c) mit ihm eine zusätzliche Abtasteinheit (15) für den am Lineal (1) der Schiebelehre angebrachten inkrememalmaßstab (3, 7) oder eine zusätzliche, neben diesem vorgesehene und über dessen Länge durchgehende Steuerspur (16) verbunden ist, welche zusätzliche Abtasteinheit beim Erreichen der Sollmeßlage des Meßschnabels ein Signal (17) zum Stoppen der Zähl- bzw. Anzeigeeinheit erzeugt.

2. Schiebelehre nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Meßschnabel (10) mit dem Träger (14) für die zusätzliche Abtasteinheit (15) einen um die Querachse (11) schwenkbaren Winkelhebel bildet.

Die Erfindung betrifft eine Schiebelehre, mit einem inkrementalen Maßstab und einer Ableseeinheit zur photoelektrischen oder induktiven Abtastung dieses Maßstabes, die mit einer elektronischen Zähl- bzw. Anzeigeeinheit verbunden ist, wobei Ableseeinheit und Maßstab mittels eines Meßfühlers gegeneinander verstellbar sind und ein Schalter zum Stoppen der Zählbzw. Anzeigeeinheit vorgesehen ist.

Der grundsätzliche Vorteil derartiger Schiebelehren gegenüber Schiebelehren, die einen Maßstab mit Noniusablesung oder eine andere mechanische Anzeige des Meßergebnisses aufweisen, besteht darin, daß das Meßergebnis z. B. in Leuchtziffern gut lesbar angezeigt werden kann, so daß der bei einer anderen Art der Anzeige immer mögliche Ablesefehler weitgehend auszuschließen ist. Es bedeutet keine Probleme, die Relativverstellung der Abtasteinheit gegenüber dem Maßstab genauer als z. B. die Verstellung eines mit einem Nonius versehenen Fensters gegenüber einem mechanischen Strichmaßstab zu erfassen und auch anzuzeigen. Ferner kann man bei der beschriebenen Art der Abtastung an der Schiebelehre Zusatzeinrichtungen vorsehen, die u. a. ein beliebiges Setzen des Nullpunktes, von dem aus gemessen wird, zulassen, so daß der Meßvorgang erleichtert wird und Toleranzmessungen möglich werden. Es ist auch möglich, die Meßsignale zu einer Zentrale zu übertragen, so daß insgesamt gesehen eine Schiebelehre der gegenständlichen Art ein b5 wesentlich größeres Anwendungsgebiet erschließt als eine vergleichbare, rein mechanische Schiebelehre bekannter Bauweise.

Es bereitet keine Schwierigkeiten bei einer Schiebelehre der gegenständlichen Art eine Anzeige von Mikrometern vorzunehmen. Dies ist aber nur dann vernünftig, wenn die tatsächlich erreichbare Meßgenauigkeit in der Größenordnung der Anzeigegenauigkeit liegt. Die Meßgenauigkeit wird u. a. durch das Spiel des Gleiters gegenüber dem ihn führenden Maßstab und dadurch beeinflußt, daß in der Praxis mit unterschiedlichem Anpreßdruck der Meßschnäbel an die jeweiligen Werkstücke gearbeitet wird, so daß bei den verschiedenen Messungen verschiedene Relativlagen des Gleiters (Verkantungen) gegenüber dem Lineal vorkommen und auch verschieden starke Durchbiegungen der Meßschnäbel auftreten.

Bei Geräten, die ähnlich wie Mikrometerschrauben ausgebildet sind, hat man schon versucht, den Taster mit Hilfe einer Feder an das Werkstück anzustellen, damit der jeweilige Anpreßdruck etwa konstant bleibt In der Praxis läßt sich eine entsprechende Anordnung nur bei für einen ganz kleinen Meßbereich bestimmten Handmeßgeräten verwirklichen. Die Federkraft ändert sich trotzdem in den meisten Fällen in Abhängigkeit von den jeweiligen Werkstückabmessungen, und überdies unterliegt die Feder der Ermüdung, so daß bestenfalls unmittelbar aufeinanderfolgende Messungen mit gleicher Genauigkeit ausgeführt werden können.

Die gleichen Nachteile wie bei diesen Mikrometerschrauben ergeben sich bei einer aus der DE-OS 26 14 301 bekannten Schiebelehre, bei der der Gleiter am Meßlineal an eine Grobteilung der Meßstrecke bildenden Rasten feststellbar ist und einen durch eine Feder im Ausmaß einer Rastenteilung verstellbaren und mit dem von ihm getragenen Meßschenkel an das Werkstück anstellbaren Schlitten trägt, dessen Relativverstellung zum Gleiter mit einem Inkrementalmaßstab und einer zugehörigen Abtasteinheit erfaßt und auf einer Anzeigeeinheit angezeigt wird. Zusätzlich hängt hier die erzielbare Meßgenauigkeit von der Teilungsgenauigkeit der Rasten und der Einstellgenauigkeit des Gleiters auf die Rasten ab. Bei dieser Schiebelehre ist am Gleiter ein als Druckknopfschalter ausgeführter Handsciialter zum Stoppen der Anzeigeeinheit vorgesehen, um insbesondere bei schwer zugänglichen Meßstellen das Meßergebnis festhalten und auch nach einer Relativverstellung des Schlittens beim Zurückziehen des Meßgerätes aus der Meßlage noch ablesen zu können. Bei einer sich gattungsmäßig von Schiebelehren der gegenständlichen Art unterscheidenden Maschinen-Mikrometerschraube nach der GB-PS 14 12 073, die für eine ortsfeste Aufstellung bestimmt ist, und bei der die Messung durch mechanische Erfassung der Antriebsverstellung eines Meßfühlers erfolgt, ist es bereits bekannt, einen Gegenhalter an den das Werkstück mittels des Meßfühlers andrückbar ist, anschlagbegrenzt gegen eine Feder verschwenkbar zu lagern, wobei der Schwenkhebel einen elektrischen Kontakt trägt, der mit einem einen Anschlag bildenden Gegenkontakt zusammenwirkt und in der Eingriffstellung ein Anzeigelämpchen einschaltet. Auch hier kann sich die Federkraft durch Alterung ändern und die Lampe leuchtet auch dann, wenn die Mikrometerschraube weitergedreht, also der zum Aufleuchten der Lampe führende Anpreßdruck wesentlich überschritten wird.

A.ulgabe der Erfindung ist es, eine Schiebelehre der eingangs genannten Art zu schaffen, bei der mit einfachen Mitteln eine wesentliche Vergrößerung der Einstellgenauigkeit und damit der Meßgenauigkeit ermöglicht wird.

Die gestellte Aufgabe wird mit den im kennzeichnenden Teil des Anspruches 1 angegebenen Merkmalen gelöst.

Sobald bei der Verwendung der erfindungsgemäßen Schiebelehre ein vorbestimmter Druck auf den Meßfühler wirkt und der Meßschnabel des Gleiters eine ganz genau vorherbestimmbare Relativlage einnimmt, wird die Zähl- bzw. Anzeigeeinheit gestoppt, so daß alle Messungen unter gleichen Bedingungen zustande kommen und die erzielbare Meßgenauigkeit gegenüber den bekannten beschriebenen Geräten erhöht wird.

Stoppt man die Zählung, dann wird damit auch die Anzeige gestoppt und der neue Zählbeginn bei der Rückstellung und Entlastung des Meßfühlers setzt auch wieder die neue Anzeigeveränderung in Gang. Man kann aber auch nur die Anzeige stoppen, also auf jenem Wert einfrieren, der beim Ansprechen des Anschlagschalters erreicht war. Hier arbeitet der Zähler als Speicher weiter, so daß sein Inhalt genau dem Abstand vom vorher eingestellten Nullpunkt entspricht. Bei der letztbeschriebenen Anordnung kann man einen Handschalter zur Aufhebung der Sperre der Anzeige oder auch einen selbsttätig arbeitenden Umschalter vorsehen, der nach Entlastung des Anschlagschalters oder nach einer vorbestimmten Zeit die meist digitale Anzeigeeinrichtung wieder mit dem zwischenzeitlich als Speicher betriebenen Zähler verbindet, so daß dann auf der Anzeige wieder ein der genauen Relativlage von Abtasteinheit und Maßstab entsprechender, gegebenenfalls auf einen gesetzten Nullpunkt bezogener Anzeigewert, aufscheint.

Durch Verwendung einer zusätzlichen Steuerspur neben dem Inkrementalmaßstab wird auch der sonst durch geringe Abweichungen in der Parallelität von Maßstab und Führungskante des Lineals mögliche Fehler ausgeglichen, da die Steuerspur parallel zum Maßstab verläuft und die mit ihr zusammenwirkende zusätzliche Abtasteinheit bezogen auf ihre Relativlage zur Steuerspur schaltet.

Der Meßschnpbel kann mit dem Träger für die zusätzliche Abtasteinheit einen um die Querachse schwenkbaren Winkelhebel bilden. Man kann damit erreichen, daß schon geringe Verschwenkungen des Meßschnabels relativ große Verstellungen der Abtasteinheit zur Steuerspur hervorrufen, so daß der Moment des Entstehens des Unterbrechersignals genau definiert ist.

In der Zeichnung ist der Erfindungsgegenstand beispielsweise veranschaulicht. Es zeigt

Fig. 1 eine Schiebelehre in Ansicht bei nur in ihren Umrissen strichpunktiert angedeuteter, abgenommener Abtast-, Zähl- und Anzeigeeinheit,

F i g. 2 vereinfacht ein Schema der wirksamen Signalfolge bei der Vornahme einer Längenmessung und

F i g. 3 im Gegensatz zu dem induktiv abtastbaren Maßstab nach Fig. 1 einen opto-elektronisch abtastbaren Inkrementalmaßstab, wie er mit entsprechenden Abtasteinheiten ebenfalls Verwendung finden kann.

Die Schiebelehre nach F i g. 1 besitzt ein Lineal 1 mit einem festen Meßschnabel 2. Am Lineal 1 ist, beispielsweise durch Aufkleben, ein aus einem induktiv abtastbaren Strichmuster 3 bestehender, auf einem Träger 4 vorgesehener Inkrementalmaßstab angebracht.

Das Lineal 1 dient als Schiebeführung für einen Gleiter 5, auf dem in einem strichpunktiert angedeuteten Gehäuse 6 eine Ableseeinheit zur induktiven Abtastung des Maßstabes 3 mit nachgeordneten Auswerteeinheiten, die Richtungsdiskriminatoren und Zähleinrichtungen sowie Anzeigeeinheiten umfassen, untergebracht Auch eine Versorguxigsbatterie wird im Gehäuse vorgesehen. Die Anzeigeeinheit besitzt vorzugsweise digitale Leuchtziffern. Durch versetzte Anordnung der Abtasteinheiten sowie durch entsprechende Auswertung der von ihnen im Zusammenwirken mit dem Maßstab erzeugten Signale wird der Maßstab praktisch elektronisch weiter unterteilt, so daß eine Ablesung bzw. Anzeige bis in den Mikrometerbereich möglich ist

In Fig.3 ist ein auf einem Glasstab vorgesehener 2Q optischer Inkrementalmaßstab 7 angedeutet, zu dessen Abtastung hinter mit dem Maßstab entsprechenden Gittern versehenen Masken angeordnete Photozellen dienen, die den von Photodioden erleuchteten Maßstab abtasten und dementsprechend bei der Läuferverstellung gegeneinander phasenverschobene Signale erzeugen, aus denen in der Verarbeitungseinheit Zählsignale erzeugt werden. Ein entsprechendes Zählsignal 8, wie es sowohl bei der induktiven als auch bei der optischen Abtastung erhalten werden kann, ist in Fig.2 oben «ι dargestellt. Es wurde hier als eine Aufeinanderfolge gleichgroßer Rechteckspannungen angedeutet. Der Abstand zwischen zwei Flanken 9 entspricht beispielsweise einem bestimmten Meßwert, wie 1 oder 5 Mikrometer.

J5 Soweit das Meßgerät bisher beschrieben wurde, ist es prinzipiell bekannt.

Gemäß F i g. 1 ist der bewegliche Meßschnabel 10 am

Gleiter 5 um eine Querachse 11 schwenkbar gelagert, und es ist eine Druckfeder 12 vorgesehen, die das Bestreben hat, den Meßschnabel in Richtung des Pfeiles

13 auf den anderen Meßschnabel 2 zu verschwenken. Mit dem Schnabel 10 ist in Form eines Winkelhebels

14 ein Arm verbunden, der an seinem Ende eine Abtasteinheit 15 für den Maßstab 3 trägt.

Gemäß Fig.3 ist neben dem dort vorgesehenen optisch ablesbaren Inkrementalmaßstab 7 eine eigene Steuerspur 16 für eine optische Abtasteinheit am Hebel 14 vorgesehen. In beiden Fällen besteht die Aufgabe der Abtasteinheit 15 darin, beim Erreichen einer bestimmst) ten Relativlage des Meßschnabels 10, der beim Auftreffen auf das Werkstück um die Achse 11 zurückschwenkt, ein Signal zu erzeugen, das die Anzeige des Meßergebnisses auf der Anzeigeeinheit stoppt, also die Anzeige genau beim Erreichen der genannten Relativlage einfriert, so daß verschiedene Messungen unter sehr weitgehend gleichen Bedingungen zustande kommen und der Meßfehler wesentlich kleiner als bei anderen vergleichbaren Geräten wird. Ein von der Abtasteinheit 15 erzeugter Triggerimpuls 17, der mit seiner Flanke den Zählimpuls 8 unterbricht, wurde in F i g. 2 veranschaulicht.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

Patentansprüche:

1. Schiebelehre, mit einem inkrementalen Maßstab und einer Ableseeinheit zur photoelektrischen oder induktiven Abtastung dieses Maßstabes, die mit einer elektronischen Zähl- bzw. Anzeigeeinheit verbunden ist, wobei Ableseeinheit und Maßstab mittels eines einen Meßschnabel tragenden Gleiters gegeneinander verstellbar sind, und ein Schalter zum ι ο Stoppen der Zähl- bzw. Anzeigeeinheit vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß