DE29907734U1

DE29907734U1 - Vorrichtung zur Längenmessung

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Publication number: DE29907734U1
Application number: DE29907734U
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1999-05-01
Filing date: 1999-05-01
Publication date: 1999-09-16
Anticipated expiration: 2009-05-02
Also published as: DE10014157B4; DE10014157A1

Description

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DIPL.-ING. M. BONSMANN

EUROPEAN PATENT ATTORNEY TEL: (02161) 12114· FAX: 16296

Akte: 99 179

Werner Sträube

Niersstr. 41, 41363 Jüchen

Vorrichtung zur Längenmessung

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Längenmessung mit einem ein Taststück aufweisenden Taststößel, der in einem Tasterkörper längsverschiebbar angeordnet ist, und mit einer Aufnahmeanordnung für den Tasterkörper.

Es ist bekannt, derartige Vorrichtungen, die auch als Wegtaster induktiver, kapazitiver, analoger, digitaler oder auch inkrementaler Bauart bezeichnet werden, zum längenmeßtechnischen Vermessen von Werkstücken einzusetzen. Dabei werden die Werkstücke mit an den jeweiligen Taststößeln angebrachten Taststücken berührt. Bekannte Aufnahmeanordnungen für die Tasterkörper sind so ausgebildet, daß sie den Tasterkörper jeweils vollständig umschließen. Bei Tasterkörpern mit rundem Außenumfang sind die Aufnahmeanordnungen beispielsweise als ringförmige Hülsen ausgebildet. Dies hat zur Folge, daß die sich quer zur Langsverschieberichtung des Tasterkörpers erstreckende Breitenabmessung der Vorrichtung zur Längenmessung breiter als der Durchmesser des Tasterkörpers ist, und zwar ist die Breite wenigstens um die doppelte Wandstärkenbreite der Hülse größer.

Zur Erzielung eines kleineren Abstandes der Antastpunkte am Werkstück ist vorgeschlagen worden, die Tastervorrichtung mit einem gekröpften Meßeinsatz zu versehen. Durch den dadurch achsversetzten Antastpunkt wirkt auf die Führung der Tastvor-

richtung ein Drehmoment ein. Dies kann zu Meßfehlern im Mikrometerbereich führen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur Längenmessung von möglichst geringer Breite zu schaffen, bei der außerdem der jeweilige Meßpunkt und die Meßanordnung zentrisch zur Längsverschiebeachse des Tasterkörpers angeordnet sind.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Aufnahmeanordnung zumindest im Bereich des Tasterkörpers ein Oberteil und ein Unterteil aufweist, und das Oberteil und das Unterteil jeweils an ihren dem Tasterkörper zugewandten Seiten ein dem Außenprofil des Tasterkörpers entsprechend ausgebildetes Aufnahmeprofil aufweisen, und die Abmessungen des Oberteils und des Unterteils quer zu einer sich in Längsrichtung des Taststößels erstreckenden, das Oberteil und das Unterteil mittig durchquerenden gedachten Ebene erstreckenden Richtung maximal den sich in dieser Richtung erstreckenden Abmessungen des Tasterkörpers entsprechen.

Damit wird erreicht, daß die Gesamtbreite der Vorrichtung zur Längenmessung maximal der Breitenabmessungen des Tasterkörpers entspricht. Bei einem Tasterkörper mit rundem Außendurchmesser entspricht somit die Gesamtbreite der Vorrichtung dem Durchmesser des Tasterkörpers. Auf diese Weise wird bei extrem schmaler Bauart ein Höhenversatz oder Seitenversatz und damit verbundene Meßfehler sowie ein vorzeitiger Verschleiß des Tasterkörpers verhindert.

Das Oberteil und das Unterteil kann - in Längsrichtung des Tasterkörpers gesehen - einen außerhalb des Tasterkörpers liegenden Verbindungsbereich aufweisen, derart, daß das Ober- und das Unterteil insgesamt einstückig ausgebildet sind. Der Verbindungsbereich kann an dem dem Tasterstößel abgewandten Ende des Tasterkörpers in der Aufnahmeanordnung angebracht sein. Der Verbindungsbereich kann aber auch an dem gegenüber-

liegenden Ende in dem Aufnahmekörper angebracht sein; in diesem Fall weist der Verbindungsbereich eine Öffnung auf, durch die der Tasterstößel hindurchgeführt ist.

In weiterer Ausbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, daß das Oberteil und das Unterteil als gesonderte Teile ausgebildet sind. In diesem Fall sind Oberteil und Unterteil jeweils gesondert mit der Aufnahmeanordnung verbunden.

Oberteil und Unterteil können jeweils gleiche Längenabmessungen aufweisen. Es ist aber auch möglich, Oberteil und Unterteil mit unterschiedlichen Längenabmessungen auszubilden.

In weiterer Ausbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, daß die Aufnahmeanordnung derart ausgebildet ist, daß bei bestimmungsgemäßem Gebrauch der Tasterkörper zumindest zu seiner Oberseite hin weitgehend durch das Oberteil und/oder einen oberen Bereich der Aufnahmeanordnung und/oder ein Vorführungsteil abgedeckt und dadurch vor Beschädigung durch herabfallende Gegenstände od. dgl. geschützt ist.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand der in den Zeichnungen schematisch dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Vorrichtung zur Längenmessung, teilweise in Schnittdarstellung;

Fig. 2 eine schematische Draufsicht auf die Vorrichtung gemäß Fig. 1;

Fig. 3 eine Schnittdarstellung längs der Schnittlinie Ia-Ia in Fig. 1;

Fig. 4 eine Stirnseitenansicht der Vorrichtung gemäß Fig. 1, entsprechend der Zeichnungsdarstellung von rechts gesehen, teilweise im Schnitt;

Fig. 5 eine Stirnseitenansicht einer weiteren Ausführungsform der Erfindung mit mehreren in einer Aufnahmeanordnung angeordneten Vorrichtungen zur Längenmessung;

Fig. 6 eine schematische Schnittdarstellung längs der Linie VI-VI in Fig. 5.

In Fig. 1 ist ein Tasterkörper 1 in einem Grundkörper 2 einer Äufnahmeanordnung über ein einstückig ausgebildetes Oberteil und Unterteil gehalten. Es handelt sich dabei um ein mit 3 bezeichnetes Klemmstück, welches etwa U-förmig ausgebildet ist und ein Oberteil 3a und ein Unterteil 3b aufweist. Das Außenprofil des Tasterkörpers 1 ist kreisförmig. Wie aus Fig. 3 ersichtlich, weisen das Oberteil 3a und das Unterteil 3b jeweils an ihren dem Tasterkörper 1 zugewandten Seiten ein dem runden Außenprofil des Tasterkörpers entsprechend ausgebildetes Aufnahmeprofil auf. Das Klemmstück 3 ist mittels einer Stiftschraube 4 im oberen Bereich des Grundkörpers 2 festgeklemmt und im unteren Bereich des Grundkörpers 2 mittels Schrauben 5 und 6 gehalten. Das Klemmstück 3 weist in seinem entsprechend Fig. l linken Endbereich eine Öffnung auf, durch die ein in dem Tasterkörper 1 längsverschiebbar angeordneter Taststößel 19 geführt ist, der an seinem Stirnende ein mit 18 bezeichnetes Taststück aufweist, welches zur Anlage gegen ein in einer strichpunktiert dargestellten Auflage liegendes, ebenfalls strichpunktiert in Form eines Kreises dargestelltes Werkstück vorgesehen ist. Ein als Abweiser wirkendes Vorführungsteil 17 ist an der Oberseite des Grundskörpers 2 angeschraubt.

Wie insbesondere aus Fig. 3 ersichtlich, entspricht die Breite B des Grundkörpers 2, des Oberteils 3a, des Unterteils 3b und des Vorführungsteils 17 maximal dem Durchmesser des einen runden Außendurchmesser aufweisenden Tasterkörpers 1. Der Tasterkörper 1 ist einerseits ausreichend fest gegen eine axiale Verschiebung gesichert und andererseits durch den oberen

Bereich des Gehäuses 2 bzw. durch das Oberteil 3a bzw. durch das Vorführungsteil 17 gegen eine Beschädigung durch ggf. von oben herabfallende Gegenstände geschützt. Eine Verschiebebewegung des Taststößels 19 erfolgt über eine nicht näher dargestellte pneumatische Anordnung, welche einen Luftzuführungsschlauch 8 aufweist. Weiterhin ist eine mit 7 bezeichnete Signalleitung vorgesehen. Die Leitungen 7 und 8 verlaufen in einer mit 15 bezeichneten Nut des Grundkörpers 1 und sind über das dem Taststück 18 abgewandte Stirnende nach außen geführt. Alternativ ist auch eine seitliche Herausführung 16 der Signalleitung 7 und des Luftschlauches 8 möglich, wie aus Fig. 2 ersichtlich. Wenn in einer Meßanordnung eine Vorrichtung gemäß der Erfindung versehen ist oder wenn mehrere Vorrichtungen gemäß der Erfindung nebeneinander angeordnet sind, können die aus der jeweiligen Vorrichtung kommenden Leitungen in einen Kabelkanal geführt werden. Durch das Vorführungsteil 17 wird auch erreicht, daß das Taststück 18 gegen Beschädigungen durch ggf. von oben herabfallende Gegenstände geschützt ist.

Üblicherweise liegt das am Stirnende des Taststößels 19 angebrachte Taststück 18 unter Federkraft gegen das zu vermessende Werkstück an. Wenn eine automatische Beschickung der Meßvorrichtung vorgesehen ist, erfolgt häufig ein Zurückziehen des Taststößels 19 durch Federkraft. Nach Einlegen des Werkstückes wird dann der Taststößel mit dem Taststück entgegen der Federkraft unter Drucklufteinwirkung gegen das Werkstück gefahren. Die dazu erforderliche Druckluft wird der pneumatischen Anordnung über den Druckluftschlauch 8 zugeführt .

Die in Fig. 1 bis Fig. 4 dargestellte Meßvorrichtung bietet insbesondere den Vorteil, mehrere Vorrichtungen zur Längenmessung eng benachbart nebeneinander anordnen zu können, wobei der Abstand der Antastpunkte der jeweiligen Taststücke 18 bis auf den Außendurchmesser des Tasterkörpers 1 reduziert werden kann. Bei einem Außendurchmesser des Tasterkörpers von

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z.B. 8 mm können somit beispielsweise die Abstände der Antastpunkte ohne Kröpfe auf 8 mm reduziert werden. Bei einem Außendurchmesser der Tasterkörßer von 6 mm ist dementsprechend eine Reduzierung auf 6 mm möglich. Sollte die Miniaturisierung handelsüblicher Taster weiter fortschreiten, sind bei Einsatz von Vorrichtungen gemäß der vorliegenden Erfindung entsprechend geringere Abstände der Antastpunkte ohne Kröpfung realisierbar. Für die Vermessung des Durchmessers eines Werkstückes ist es üblich, zwei Vorrichtungen zur Längenmessung koaxial im rechten Winkel auf einer Grundplatte zu montieren. Die Montage kann durch in Gewinde 11 und 12 eingeschraubte, die Grundplatte durchfassenden Schrauben erfolgen. Alternativ ist möglich, die Montage mittels Langlöcher 9 und 10 durchfassender, in die Grundplatte eingeschraubter Schrauben vorzunehmen. Um die Tasterkörper in ihrer Position relativ zu dem Werkstück bzw. Taststück einstellen zu können, werden die Vorrichtungen radial zur Achse des zu vermessenden Teils verschoben. Hierzu geben die Langlöcher 9 bzw. 10 ausreichend Einstellmöglichkeit. Die Vorrichtungen können über Tastfedern 13, 14 in einer Nut der Grundplatte geführt sein. Zur Führung können auch Nut-Federprofile oder Schwalbenschwanznuten vorgesehen sein.

Bei der in den Figuren 5 und 6 dargestellten weiteren Ausführungsform der Erfindung sind in einer gemeinsamen Aufnahmeanordnung mehrere erfindungsgemäße Vorrichtungen nebeneinander angeordnet. Wie aus Fig. 5 ersichtlich, ist auch hier die Montagebreite der jeweiligen Vorrichtung nicht größer als der Außendurchmesser des jeweils verwendeten Tasterkörpers. Diese Ausführungsvariante ist einfacher herstellbar als die Ausführungsform gemäß Fig. 1 bis Fig. 4, hat jedoch in axialer Richtung nur einen begrenzten Verstellbereich.

Die Vorrichtung weist ein Unterteil 21 mit einem dem Außendurchmesser des hier mit 22 bezeichneten Tasterkörpers entsprechend angepaßten Aufnahmeprofil auf. Die Arretierung des Tasterkörpers erfolgt mittels eines als Druckstück ausgebil-

deten Oberteils 23, welches ebenfalls ein dem Außendurchmesser des Tasterkörpers 22 entsprechend ausgebildetes Aufnahmeprofil aufweist. Eine Befestigung des Oberteils 23 erfolgt über eine Klemmschraube 24, die in ein mit 25 bezeichnetes Joch eingeschraubt ist. Mittels des Jochs 25 werden alle in einer Linie montierten Tasterkörper 22 gemeinsam festgeklemmt. Das Joch 25 sitzt auf Distanzstücken 26 und 27, die mittels in eine Grundplatte 30 eingeschraubter Schrauben 28 und 29 gehalten sind. Eine als Vorführungsteil dienende Abdeckung, die mit Befestigungsschrauben 23 und 33 mit dem Joch 25 verschraubt ist, ist mit 31 bezeichnet.

Für eine Vermessung von gestuft ausgebildeten Werkstücken läßt sich die Vorrichtung radial zum Zentrum verstellen. Hierzu werden mit 34 und 35 bezeichnete Befestigungsschrauben gelöst und die Klemmung über die Klemmschraube 24 aufgehoben. Danach lassen sich sowohl das Unterteil 21 als auch der Tasterkörper verschieben. Der mögliche Verschiebebereich ist durch Langlöcher 36 und 37 begrenzt. Während der Verschiebung erfolgt eine Führung über Paßfedern 38 und 39. Die Abdeckung 31 kann auch mitverschoben werden. Bei der dargestellten Ausführungsform werden die Signalleitung und - soweit vorhanden - der Luftschlauch für eine pneumatische Anordnung an der dem Taststück 40 abgewandten Stirnseite nach außen geführt.

Claims

1. Vorrichtung zur Längenmessung mit einem ein Taststück (18, 40) aufweisenden Taststößel, der in einem Tasterkörper (1, 22) längsverschiebbar angeordnet ist, und mit einer Aufnahmeanordnung für den Tasterkörper (1, 22), dadurch gekennzeichnet, daß die Aufnahmeanordnung zumindest im Bereich des Tasterkörpers ein Oberteil (3a bzw. 23) und ein Unterteil (3b, 21) aufweist, und das Oberteil und das Unterteil jeweils an ihren dem Tasterkörper zugewandten Seiten ein dem Außenprofil des Tasterkörpers entsprechend ausgebildetes Aufnahmeprofil aufweisen, und die Abmessungen des Oberteils und des Unterteils quer zu einer sich in Längsrichtung des Taststößels erstreckenden, das Oberteil und das Unterteil mittig durchquerenden gedachten Ebene erstreckenden Richtung maximal den sich in dieser Richtung erstreckenden Abmessungen (B) des Tasterkörpers (1, 22) entsprechen.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Oberteil (3a) und das Unterteil (3b) - in Längsrichtung des Tasterkörpers gesehen - einen außerhalb des Tasterkörpers liegenden Verbindungsbereich aufweisen.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Oberteil (23) und das Unterteil (21) als gesonderte Teile ausgebildet sind.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die sich quer zu der genannten gedachten Ebene erstreckenden Abmessungen von Oberteil (23) und Unterteil (21) unterschiedlich groß ausgebildet sind.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufnahmeanordnung derart ausgebildet ist, daß bei bestimmungsgemäßem Gebrauch der Tasterkörper bzw. der Taststößel und das Taststück zumindest zur Oberseite hin gesehen weitgehend durch das Oberteil (3a, 23) und/oder einen oberen Bereich der Aufnahmeanordnung und/oder ein Vorführungsteil (11, 31) abgedeckt und somit vor Beschädigung durch herabfallende Gegenstände od. dgl. geschützt ist.