DE3103146C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Gerät zum insbesondere drei­ dimensionalen Messen und/oder Anreißen und/oder Antasten von Werkstücken der im übrigen im Oberbegriff des Anspruchs 1 de­ finierten Art.

Bei bekannten Geräten (DE-PS 17 73 282) können alle anzureißenden, messenden und/oder anzutastenden Werte an dem Gerät, z. B. mittels an der senkrechten Säule und an dem Querarm angeordneter Maßstäbe, eingestellt und abgelesen werden. Dabei kann das Werkstück in der einmal gewählten Stellung auf der Richtplatte verbleiben. Die Geräte eignen sich z. B. zum Messen und Antasten oder auch zum Messen, Antasten und Anreißen zu­ gleich. Dabei wird angestrebt, daß Meß-, Anreiß- oder Antast­ werkzeug in einer bestimmten Einstellung senkrecht zum Querarm und auch in Richtung des Querarmes parallel zur Richtplatte zu führen. Im erstgenannten Fall wird das gesamte Gerät durch Führung seines Fußes in Gestalt des Schlittens verschoben, im zweitgenannten Fall wird der Querarm mehr oder weniger weit gegenüber der senkrecht stehenden Säule im Kreuzschieber ver­ stellt. Die Meß-, Anreiß- oder Antastwerkzeuge sind auswechsel­ bar in den Aufnahmekopf einsetzbar. Sie können verschiedenartig sein. Als Antastwerkzeuge kommen u. a. z. B. auch hochkomplizierte und vom Gewicht her nicht zu vernachlässigende Meßtaster in Betracht. Diese werden im Aufnahmekopf je nach Meß- oder Tastaufgabe entweder so aufgenommen, daß die Längs­ mittelachse des Meßtasters vertikal und rechtwinklig zur Richtplatte verläuft oder auch so, daß die Längsmittel­ achse des Meßtasters parallel zur Richtplatte und dabei im wesentlichen rechtwinklig zur Längsmittelachse des Querarmes ausgerichtet ist. Entsprechend der Größe der Richtplatten, die z. B. zum Ausmessen von Autokarosserien bis zu 6 m lang und bis zu 2,5 m breit sein können, wird gewünscht, daß in entsprechender Anpassung der Querarm eine beträchtliche Länge aufweist. Die sich dann ergebende Durchbiegung des frei auskragenden Querarmteiles kann man dadurch beherrschen, daß der Querarm in seinem Inneren eine vom einen Ende bis zum anderen reichende Verspannung z. B. in Form dreier Zugstangen enthält, die an den Stirn­ seiten des Querarmes angreifen und in dessen Längsrichtung spannbar sind. Nicht gelöst ist hingegen folgendes Prob­ lem. Der Querarm sitzt im Kreuzschieber vorn und außerhalb der Mitte der senkrechten Säule, und dabei mit nicht un­ beachtlichem Hebelarm. Dies beinhaltet die Gefahr einer Tordierung der Säule schon dann, wenn ein Antasten oder Anreißen in Richtung des Querarmes geschieht. Erfolgt ein Antasten oder Anreißen quer dazu in horizontaler Richtung, so wird selbst bei mittiger Aufnahme des Querarmes, und ebenso bei der gegebenen ausmittigen Lagerung, die Säule ebenfalls auf Torsion beansprucht. Bei Meß- und/oder Antast­ vorgängen in lotrechter Richtung ergibt sich eine Biege­ beanspruchung der Säule. Die Säule ist in der genau senk­ rechten Ausrichtung in bezug auf den Säulenfuß justiert und fixiert. Dies geschieht mittels der Strebe, die zum einen Zugstrebe und zum anderen, je nach Belastung, Druck­ strebe ist. Die Strebe ist zumindest mit einem Ende ein­ stellbar fixiert, entweder am Fuß oder günstiger noch am Säulenkopf. In einfacher Weise durchgreift die Strebe dabei mit einem oberen Gewindeabsatz eine Durchlaßöffnung in einer Kopfplatte, die das obere Ende der Säule ab­ deckt und mit letzterer fest verbunden ist. Beidseitig der Kopfplatte greift an dieser eine auf den Gewindeab­ satz aufgeschraubte Mutter an, von denen die obere Mutter als Zugmutter fungiert, mittels der axiale Zug­ kräfte aufbringbar und aufnehmbar sind, und von denen die untere Mutter als Druckmutter fungiert, mittels der axiale Druckkräfte aufbringbar und aufnehmbar sind. Durch genaue Einstellung dieser beiden Muttern läßt sich also die Säule gegenüber der Strebe verspannen, und zwar entweder zur Strebe hinziehen oder von der Strebe weg­ drücken. Die Verspannung erfolgt dabei innerhalb der Ebene, die von der Längsmittelachse der Säule und der Längsmittelachse der Strebe aufgespannt ist. Beide Muttern werden mit der axialen Druckkraft gegen die Fläche der Kopfplatte angedrückt. Dort herrscht relativ große Haftreibung zwischen beiden Teilen. Wenn eine Mutter bei der Feineinstellung verdreht wird, wird da­ durch aufgrund dieser Haftreibung ein entsprechendes Torsionsmoment in die Säule eingeleitet, die dabei eine ungewollte Torsionsverspannung erfährt. Die Erfahrungen haben gezeigt, daß diese auf diese Weise in die Säule eingeleiteten Torsionsverspannungen beachtliches Ausmaß haben können und vor allem aus folgenden Gründen in hohem Maße unerwünscht sind. Zum einen wird das Ausmaß der Torsionsverspannungen meist nicht erkannt. Auch sind diese Verspannungen keineswegs reproduzierbar. Sie sind mehr oder weniger willkürlich. Vor allem führen zu­ fällige äußere Einflüsse, z. B. schon leichte Stöße gegen das Gerät, insbesondere gegen den Kreuzschieber und/oder Querarm, mitunter dazu, daß die im Säulenkopf gegebene Haftreibung zwischen den Muttern und der Kopfplatte schlagartig überwunden wird, dort also eine Relativ­ bewegung zwischen Mutter und Kopfplatte erfolgt, wodurch die zuvor beim Justieren erfolgte Torsionsverspannung der senkrechten Säule völlig oder zum Teil wiederaufge­ hoben wird. Dies geschieht aber unerkannt, so daß bei Weiterbenutzung des Gerätes zum Messen und/oder Anreißen und/oder Antasten dann plötzlich ein Meßfehler auftritt. Derartige, sich unerkannt einschleichende Meßungenauig­ keiten, insbesondere Meßfehler, können beachtliche Größen haben, wenn man bedenkt, daß der Querarm mit endseitigem Werkzeug zum Messen, Anreißen und/oder Antasten extrem lang auskragen kann und sich dadurch über diesen langen Hebelarm der eingeschlichene Fehler sehr stark vergrößert.

Aus der nicht vorveröffentlichten DE-OS 30 48 045 ist ein Gerät der im Oberbegriff des Anspruchs 1 genannten Art bekannt, bei dem die Strebe mit ihrem oberen Ende mittels einer Lagereinrichtung, die deren relative Drehbarkeit zuläßt, am oberen Gerätesäulenende drehbar gelagert ist. Diese Lagerein­ richtung besteht aus einem Axial-Radial-Kugellager, über das die Strebe am Kopfteil der Säule gelagert und bezüg­ lich in Axialrichtung der Strebe gerichteter Kräfte am oberen Gerätesäulenende verankert ist. Am gegenüberliegenden Ende der Strebe trägt diese ein Feingewinde, das in eine Gewindebuchse eingreift, die im Ansatz des Gerätefußes enthalten ist. Wird die Strebe stärker in die Gewinde­ buchse eingeschraubt, so verkürzt sich die Strebe wirkungs­ mäßig. Die Lagereinrichtung ist am oberen Strebenende des­ wegen vorgesehen, weil die Strebe ein getriebliches Koppel­ element ist, das abhängig von der Verstellung des Quer­ armes und ggf. abhängig von der Höheneinstellung des Ge­ räteschiebers verdrehbar ist und in Abhängigkeit davon seine wirksame Länge verändern oder verkürzen soll. Zu diesem Zweck greift am oberen Strebenende drehfest ein Kettenrad an, das über eine Kette von einem anderen Ketten­ rad angetrieben wird. Dieses andere Kettenrad wird von einer besonderen Profilwelle, die etwa parallel zur Säule verläuft, über eine Kupplung und ein Getriebe in Abhängig­ keit von der Verschiebung des Querarmes angetrieben; denn wird durch Drehung eines Handrades im Gegenuhrzeigersinn der Querarm z. B. weiter nach links ausgeschoben, so wird die Verdrehung des Handrades über die Profilwelle zum oberen Gerätesäulenende übertragen und über die vorge­ nannten Getriebeteile in eine Drehung der Strebe um einen bestimmten Winkel umgesetzt, so daß sich die Strebe mit ihrem fußseitigen Feingewinde in diesem Fall stärker in die Gewindebuchse einschraubt und wirkungsmäßig verkürzt. Die für die Strebe vorgesehene Lagereinrichtung ist somit an diese besondere getriebliche Gestaltung gekoppelt, wobei im übrigen die eine wirkungsmäßige Verkürzung oder Ver­ längerung der Strebe ermöglichende Einschraubstelle zur einstellbaren Befestigung der Strebe am einen, und zwar unteren Ende und die Lagereinrichtung am gegenüberliegenden, oberen Ende angeordnet ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Gerät der im Oberbegriff des Anspruchs 1 genannten Art zu schaffen, bei dem unter Beibehaltung der konstruktiv recht einfachen Verstrebung der senkrechten Säule mit Möglichkeit zur Justierung der genau senkrechten Lage und Fixierung die Gefahr von dadurch bedingten Meßungenauigkeiten und Meß­ fehlern mit einfachen Mitteln beseitigt ist und sicherge­ stellt ist, daß beim Justieren und Fixieren der senkrechten Säulenstellung im Einstellbereich der Strebe keine Torsions­ verspannungen in die Säule eingeleitet werden.

Die Aufgabe ist bei einem Gerät der im Oberbegriff des Anspruchs 1 genannten Art erfindungsgemäß durch die Merkmale in dessen Zeichnungsteil gelöst.

Da die Lagereinrichtung an dem Ende der Strebe angeordnet ist, das einen Gewindeabsatz aufweist, welcher über minde­ stens eine darauf sitzende Mutter am zugeordneten Geräte­ teil einstellbar gehalten ist, und da die Lagereinrichtung zwischen dieser Mutter und dem zugeordneten Geräteteil angeordnet ist, ist bei der Befestigung der Strebe an diesem Ende und beim Justieren und Fixieren gerade dort, wo die relative Befestigung bei der Einstellung geschieht, einer Torsionsverspannung vorgebeugt. Da die Lagerstelle, wo der Gewindeabsatz sitzt, und die Lagereinrichtung an ein und demselben Ende der Strebe angeordnet sind, ist der übrige Bereich der Strebe von etwaigen Torsionsmomenten od. dgl. entlastet. Zudem ergibt sich der Vorteil verein­ fachter Herstellung, Montage und Justierung. Da die Strebe und die Säule im Bereich der Befestigungsstelle relativ zueinander drehbar sind, ist erreicht, daß beim Feineinstellen durch Anziehen der jeweiligen Mutter, um die senkrechte Säule genau auf senkrechte Stellung zu justieren, die Mutter sich relativ zur Kopfplatte der Säule frei drehen läßt, ohne aufgrund bestehender Haftreibung zwischen Mutter und Kopfplatte letztere in Drehrichtung nun mit­ zunehmen und dadurch ungewollt eine Torsionsverspannung der Säule zu bewirken. Derartiges entfällt. Die Säule bleibt frei von irgend welchen Torsionsmomenten, die sonst beim Einstellen im Bereich der Befestigungsstelle in die Säule eingeleitet werden. Damit ist die Gefahr be­ seitigt, daß eine zuvor eingeleitete Torsionsverspannung der Säule später aufgrund unerkannter äußerer Einflüsse plötzlich selbsttätig rückgängig gemacht wird und dadurch Meßungenauigkeiten und Meßfehler auftreten. Letztere sind also wirksam verhindert, und dies mit denkbar einfachen Mitteln; denn die Lagereinrichtung ist handelsüblich und bedingt im Gesamtverhältnis des Gerätes praktisch keine ins Gewicht fallenden Mehrkosten. Im Verhältnis zu dem er­ reichten großen Vorteil noch sicherer und größerer Meß­ genauigkeit und Reproduzierbarkeit von Meß- und/oder Antastwerten ist dieser geringfügige Aufwand völlig ver­ nachlässigbar.

Eine vorteilhafte Ausführungsform ergibt sich aus Ansprüchen 2 bis 5. Dabei versteht es sich, daß je nach dem Gegebenheiten eine einzige Mutter, die entweder als Zugmutter oder aber als Druckmutter fungiert, mit erfindungsgemäßer Zwischen­ schaltung der Lagereinrichtung zwischen der Mutter und der Kopfplatte ausreichend sein kann, wobei dann selbst­ redend eine Einstellung der Säule nur in einer Richtung erreichbar ist. Will man die Säule in beiden Richtungen innerhalb der vom Säulenzentrum und der Strebe aufge­ spannten Ebene justieren können, bedarf es einer oberen Zugmutter und einer unteren Druckmutter, zwischen denen und der Kopfplatte jeweils eine Lagereinrichtung sitzt. Die Gestaltung als Axiallager, und dieses in der Aus­ bildung als Nadellager, ist besonders einfach und billig. Axiallager, insbesondere Nadellager, sind marktgängig. Letztere haben den großen Vorzug, daß sie bei geringen axialen Abmessungen große Axialkräfte, also Druckkräfte, aufnehmen und übertragen können und dabei zugleich ein hohes Maß an Rollvermögen gewährleisten.

Weitere vorteilhafte Ausführungsformen ergeben sich aus den Ansprüchen 6-8. Ist die Strebe vom Fuß ausgehend mit Schrägverlauf nach oben zum Säulenkopf geführt, dann ist die Durchlaßöffnung in dem Kopfteil der Kopfplatte selbstverständlich im Durchmesser beachtlich größer als der Durchmesser des Gewindeabsatzes, so daß dieser auch bei Schrägstellung mit freier Beweglichkeit diese Durch­ laßöffnung durchsetzen kann. Für diesen Fall ist eine Ausführungsform gem. Anspruch 9 von Vorteil, die auch bei dieser Schrägstellung gewährleistet, daß die am Kopfteil der Kopfplatte wirksamen Spannkräfte über die Scheibe flächig auf den Kopfteil weitergeleitet werden.

Eine besonders vorteilhafte Gestaltung, die sich die reaktionsmomentfreie Relativdrehbarkeit zwischen der Strebe und der Säule zunutze macht, ist gekennzeichnet durch eine einstellbare, zwischen der Strebe und der Säule verlaufende Querkopplung, mittels der die Säule um die Säulenachse tordierbar und einstellbar an der Strebe abgestützt ist. Auf diese Weise kann also mittels der Querkopplung und durch feinfühlige Einstellung die Säule in Umfangsrichtung an der Strebe abgestützt und eine genau vorgegebene, gewünschte Torsionsverspannung für die Säule erzielt werden. Diese Möglichkeit wird durch die freie Relativdrehbarkeit zwischen Strebe und Säule erschlossen. Durch gezielte Torsionsverspannung der Säule in beschriebener Weise kann z. B. der aus­ mittigen Aufnahme des Querarmes im Kreuzschieber und den daraus resultierenden Belastungsverhältnissen von vorn­ herein Rechnung getragen werden und dadurch die Meß­ genauigkeit des Gerätes noch beachtlich gesteigert werden.

Vorteilhafte Ausgestaltungen dieser Gestaltung entsprechend Anspruch 10 ergeben sich aus den Ansprüchen 11-14. Die Gestaltung ist einfach und billig. Sie hat keinen be­ sonderen, zusätzlichen Platzbedarf. Die kopfseitige Be­ festigungsstelle der Strebe an der Kopfplatte und auch die Gestaltung mit Querkopplung kann dadurch gegen äußeren Zugriff geschützt werden, daß von oben her ein hauben­ artiger Deckel übergestülpt wird, der an der Kopfplatte befestigt wird.

Weitere Einzelheiten und Vorteile ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung.

Der vollständige Wortlaut der Ansprüche ist vorstehend allein zur Vermeidung unnötiger Wiederholungen nicht wiedergegeben, sondern statt dessen lediglich durch Nennung der Anspruchsnummer darauf Bezug genommen, wo­ durch jedoch alle diese Anspruchsmerkmale als an dieser Stelle ausdrücklich und erfindungswesentlich offenbart zu gelten haben.

Die Erfindung ist nachfolgend anhand von in den Zeichnun­ gen gezeigten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine schematische, perspektivische Ansicht eines Gerätes zum dreidimen­ sionalen Messen und/oder Anreißen und/oder Antasten von Werkzeugen,

Fig. 2 einen schematischen, axialen Längs­ schnitt von Teilen der in Fig. 1 gekennzeichneten Einzelheit II des Säulenkopfes, gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel,

Fig. 3 eine vergrößerte, zum Teil geschnitte­ ne Seitenansicht des Ausschnittes II in Fig. 1 im Bereich des Säulen­ kopfes, gemäß einem zweiten Aus­ führungsbeispiel,

Fig. 4 eine schematische Draufsicht des Säulenkopfes gemäß Fig. 3,

Fig. 5 einen Schnitt entlang der Linie V-V in Fig. 4.

In Fig. 1 ist eine stationäre, über einen sichtbaren Fuß 10 am Boden abgestützte Richtplatte 11 mit oberer Planfläche 12 gezeigt, auf der zu messende, anzureißende und/oder anzutastende Werkstücke aufspannbar sind. Die Richtplatte 11 trägt auf der sichtbaren Längsseite, genau wie auf der gegenüberliegenden nicht sichtbaren Längsseite, eine obere, z. B. winkelförmige Schiene 13 in üblicher Ge­ staltung, die hier nicht im Detail erläutert ist, und unterhalb der Schiene 13 eine Führungsschiene 14. Auf und entlang der Schiene 13 und Führungsschiene 14 ist ein Meß-, Anreiß- und/oder Antastgerät 15 zum dreidimensionalen Messen, Anreißen und/oder Antasten von Werkstücken entlang der Längsseite der Richtplatte 11 verfahrbar, und zwar mit einem als Schlitten 16 ausgebildeten Fuß mit daran gehal­ tener, lotrecht zur Planfläche 12 errichteter Säule 17. Auf der Säule 17 ist ein Kreuzschieber 18 in vertikaler Richtung verschiebbar. Im Schieber 18 ist vorn, außerhalb der Mitte, ein Querarm 19 in horizontaler Richtung und parallel zur Planfläche 12 und dabei rechtwinklig zum Verlauf der Schiene 13 verstellbar gehalten. Der Querarm 19 ist innen hohl und an beiden Stirnenden verschlossen. Am in Fig. 1 rechten Stirnende trägt der Querarm 19 einen Aufnahmekopf 20 für die darin aufzunehmenden Meß-, Anreiß- und/oder Antastwerkzeuge. Beim gezeigten Ausführungsbeispiel ist im Aufnahmekopf 20 als Beispiel für ein Tastwerkzeug ein Meßtaster 21 aufgenommen, und zwar z. B. in seiner Ein­ stellung so, daß dessen Längsmittelachse parallel zur Säule 17 und rechtwinklig zur Planfläche 12 verläuft. Die Säule 17 ist innen hohl. Sie besteht z. B. aus einem rohr­ förmigen Teil mit Vierkantquerschnitt. Oben schließt die Säule 17 mit einer daran festen Kopfplatte 22 ab, an der eine bis zum Schlitten 16 reichende Strebe 23 einstellbar befestigt ist. Damit kann die genaue rechtwinklige Aus­ richtung der Säule 17 zum Schlitten 16, vor allem in bezug auf die Planfläche 12, justiert und fixiert werden. Es versteht sich, daß statt des seitlich entlang der Schiene 13 und Führungsschiene 14 geführten Schlittens 16 auch eine auf der Planfläche 12 aufsitzende und verschiebbare Fußplatte als Schlitten 16 vorgesehen sein kann, die dann in beschriebener Weise die Säule 17 mit den einzelnen Komponenten trägt. Ein derartiges, dreidimensionales Meß-, Anreiß- und/oder Antastgerät 15 ist vom Prinzip her be­ kannt (DE-PS 17 73 282). Die Gestaltung des Meßtasters 21 ist ebenfalls schon geläufig (DE-OS 25 09 899). Ferner ist die konstruktive Gestaltung des Aufnahmekopfes 20 als Wür­ fel bekannt (DE-PS 17 98 419). Aus diesen Gründen ist auf eine eingehendere Beschreibung all dieser Teile der besse­ ren Übersicht wegen verzichtet. Ferner ist nicht weiter dargestellt, daß die Kopfplatte 22 am oberen Ende der Säule 17 oben von einer besonderen, daran befestigten Ab­ deckhaube, die darübergestülpt ist, abgedeckt sein kann.

In Fig. 2 ist schematisch die obere Befestigungsstelle gezeigt, wo die Strebe 23 an der Kopfplatte 22 fixiert ist. Bei diesem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 2 ist an­ genommen, daß entgegen der Gestaltung gemäß Fig. 1 die Strebe 23 nicht, wie in Fig. 1, schräg verläuft, sondern geradlinig. Die Kopfplatte 22 weist einen plattenförmigen Kopfteil 24 auf, der zu dem dem Aufnahmekopf 20 abgewandten Ende des Querarmes 19 hin, in Fig. 1 und 2 also nach links hin, übersteht und dort eine Durchlaßöffnung 25 in Gestalt z. B. einer Bohrung aufweist. Die Kopfplatte 22 ist am freien oberen Ende der Säule 17 befestigt, z. B. mittels aus Fig. 3 und 4 ersichtlicher Schrauben 26-28. Das im Bereich des Säulenkopfes befindliche, obere Ende der Strebe 23 trägt einen Gewindeabsatz 29. Dieser durchsetzt die Durchlaßöffnung 25 und steht nach oben hin über die Oberseite des Kopfteiles 24 vor.

Die Säule 17 ist mit Hilfe der Strebe 23 gegenüber dem Schlitten 16 verstrebt, und zwar zumindest mittels einer auf dem Gewindeabsatz 29 aufgeschraubten Mutter 30, die dann, wenn sie oberhalb des Kopfteiles 24 sitzt, als Zug­ mutter fungiert, mittels der axiale Zugkräfte aufbringbar und aufnehmbar sind. Bei beiden gezeigten Ausführungsbei­ spielen sitzt zusätzlich zur Mutter 30 in axialem Abstand von dieser auf dem Gewindeabsatz 29 ferner eine untere Mutter 31, die sich unterhalb des Kopfteiles 24 befindet und mittels der bei Anziehen axiale Druckkräfte aufbring­ bar und aufnehmbar sind. Die untere Mutter 31 fungiert daher als Druckmutter. Wird die obere Mutter 30 angezogen, so wird die Strebe 23 auf Zug belastet und die Säule 17 bei der Darstellung gemäß Fig. 1 nach links hin vorgespannt. Durch Anziehen der unteren Mutter 31 wird der Kopfteil 24 in dieser Position von unten gestützt, so daß eine evtl. stärkere Abbiegung der Säule 17 in Fig. 1 nach links hin korrigiert wird. Dann wirkt die Mutter 31 als Druckwider­ lager, wobei die Strebe 23 auf Druck belastet ist.

Bei herkömmlichen Geräten 15 beschriebener Art stützen sich die Muttern 30, 31 auf dem axialen, die Spannkraft von der jeweiligen Mutter 30, 31 zum Kopfteil 24 überlei­ tenden Spannweg am Kopfteil 24 ab, wobei entsprechend der hohen Flächenpressung eine starke Haftreibung der gegen­ einander gepreßten Flächen zu verzeichnen ist. Wird z. B. zur Justierung der Säule 17 die Spannmutter 30 weiter an­ gezogen, so wird dabei, bedingt durch die Haftreibung zwischen der Mutter 30 und dem Kopfteil 24, letzterer beim Anziehen der Mutter 30 zumindest geringfügig mitgenommen. Die Säule 17 wird damit mit einem Moment belastet und da­ her tordiert. Es wird also beim Anziehen der Muttern 30, 31 zur Feinjustierung der Säule 17 ein Torsionsmoment in die Säule 17 eingeleitet. Dies ist in hohem Maße uner­ wünscht. Zum einen können Ungenauigkeiten und Meßfehler die Folge dieses eingeleiteten Torsionsmomentes sein. Vor allem treten diese Fehler dann auf, wenn z. B. Stoßbelastun­ gen an der Strebe 23, der Säule 17 oder dem Schlitten 16 oder dem Querarm 19 vorkommen, die zum abrupten Losbrechen der miteinander in starker Haftreibung stehenden Flächen zwischen dem Kopfteil 24 und den Muttern 30, 31 führen, zumindest so weit, daß das in die Säule 17 beim Spannen der Muttern 30, 31 eingeleitete Torsionsmoment sich dadurch ändert. Diese Änderung hat eine Lageveränderung der Säule 17 um das Säulenzentrum zur Folge. Übertrieben dargestellt kann man von einer Rückdrehung der Säule 17 um das Säulen­ zentrum sprechen. Betrachtet man das frei auskragende Ende des Querarmes 19 im Bereich des Aufnahmekopfes 20, so wird deutlich, daß eine solche Rückdrehung der Säule 17 um das Säulenzentrum einen je nach frei auskragender Länge des Querarmes 19 beachtlichen Meßfehler zur Folge haben kann.

Um diese aufgezeigten Schwierigkeiten zu vermeiden, enthält die Befestigungsstelle im Kraftfluß zwischen der Strebe 23 einerseits und dem Säulenkopf 22 andererseits eine Lager­ richtung 32. Diese gestattet bei nach wie vor möglicher axialer Kraftübertragung, und zwar Übertragung von Druck­ kräften und Zugkräften, eine reaktionsmomentfreie Relativ­ drehbarkeit zwischen der Strebe 23 und der Säule 17. Die Lagereinrichtung 32 sitzt jeweils dort im Kraftfluß, wo axiale Kräfte von der Mutter 30 auf den Kopfteil 24 und die Kopfplatte 22 zu übertragen sind, um die Strebe 23 an der Kopfplatte 22 in fein eingestellter Position zu befestigen. Dies bedeutet also für beide Ausführungsbeispiele, daß sowohl zwischen der Mutter 30 und dem Kopfteil 24 als auch zwischen der anderen Mutter 31 und dem Kopfteil 24 jeweils eine derartige Lagereinrichtung 32 in den Kraftfluß einge­ bracht ist.

Die Lagereinrichtung 32 besteht jeweils aus einem Axial­ lager, also aus dem in Fig. 2 und 3 oberen Axiallager 33 und unteren Axiallager 34. Jedes Axiallager 33, 34 ist hier als Nadellager ausgebildet. Dieses ist besonders ein­ fach und preisgünstig, da es in herkömmlicher Gestaltung marktgängig ist und zugleich den Vorteil hat, daß es hohe Axialkräfte übertragen kann. Bei jedem Axiallager 33, 34 ist der eine Lagerring, der der Mutter 30 bzw. 31 axial direkt benachbart ist, entweder direkt (Fig. 2) oder vermittels einer zwischengelegten Scheibe 35, 36 (Fig. 3-5) an der zugeordneten Mutter 30 bzw. 31 axial abgestützt. Bei Anziehen der Mutter 30, 31 wird dieser daran abgestützte Lagerring relativ zum anderen Lagerring, der infolge Haftreibung im Spannweg feststeht, aufgrund der Lagerkörper gedreht. Es liegt eine Rollreibung vor. Jede Mutter 30, 31 läßt sich beim Justieren also leicht­ gängig und feinfühlig anziehen, wobei durch die zwischen­ geschalteten Lagereinrichtungen 32 kein Drehmoment beim Anziehen der Muttern 30, 31 auf den Kopfteil 24 der Kopf­ platte 22 und damit die Säule 17 geführt wird. Es wird also kein Torsionsmoment in die Säule 17 eingeleitet, das zu Meßverfälschungen Anlaß geben könnte, insbesondere bei willkürlichem Losbrechen.

Jede Mutter 30, 31 hat Ringform mit glatter Außenfläche und radialen Öffnungen 37, in die man zum Anziehen der Mutter 30, 31 als Werkzeug z. B. einen Stift einstecken kann. Jeder Mutter 30, 31 ist eine Kontermutter 38, 39 gleicher Art zugeordnet, die ebenfalls auf dem Gewinde­ absatz 29 der Strebe 23 sitzt. Die Kontermutter ist der Einfachheit halber beim Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 2 weggelassen, dort aber gleichermaßen notwendig, wie beim zweiten Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 3-5.

Während beim Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 2 der Einfach­ heit halber von einem geradlinigen Verlauf der Strebe 23 ausgegangen ist, ist tatsächlich gemäß Fig. 1, 3 und 5 die Strebe 23 vom Schlitten 16 ausgehend mit Schrägverlauf nach oben zur Kopfplatte 22 geführt. Dieser Schrägverlauf macht zur Klemmung am Kopfteil 24 Zwischenglieder notwendig. Diese Zwischenglieder sind der Einfachheit halber nur für den oberen Teil in Fig. 3 und 5 gezeigt. Dort ist im axia­ len Kraftweg zwischen der Lagereinrichtung 32 in Gestalt des Axiallagers 33 und dem Kopfteil 24 der Kopfplatte 22 eine Scheibe 40 mit innerem Kugelpfannenteil 41 angeordnet, die am Kopfteil 24 plan anliegt und abgestützt ist. Der Scheibe 40 zugeordnet ist ein Kugelabschnitt 42 mit Kugel­ segment 43, das passend im Kugelpfannenteil 41 aufgenommen ist. Der Kugelabschnitt 42 trägt eine axiale, zumindest im wesentlichen rechtwinkig zur Achse der Strebe 23 verlau­ fende Stützfläche 44, an der der zugewandte Ring des Axial­ lagers 33 plan anliegt und abgestützt ist.

Es ist ersichtlich, daß dank beider Axiallager 33, 34 im Kraftfluß zwischen dem Kopfteil 24 und der Mutter 30 bzw. 31 die Säule 17 sich relativ zur Strebe 23 um die Lager­ achse drehen kann, wie umgekehrt die Strebe 23 relativ zur Säule 17 drehbar ist. Beide Teile sind mittels der Axiallager 33, 34 entkoppelt und können frei spielen. Dies schafft zugleich die Voraussetzungen dafür, nun auch in besonders einfacher Weise die Säule 17 in bezug auf die Strebe 23 in gewünschter Weise fein einzustellen und zu verspannen. Wie nämlich eingangs schon erläutert wurde, befindet sich der Querarm 19 vorn und außerhalb der Mitte der Säule 17, so daß also gegenüber dem Säulenzentrum ein Hebelarm besteht, mit dem in Zentralrichtung des Quer­ armes 19 wirkende Kräfte an der Säule 17 angreifen. Über­ haupt ist die Säule 17 dann, wenn in horizontaler Rich­ tung am Querarm 19 Kräfte wirksam sind, die übermäßig groß sind, auf Torsion beansprucht. Der ausmittige Sitz des Querarmes 19 und die vorgenannten Umstände machen es wün­ schenswert, die Säule 17 gegenüber einem anderen, festen Teil zu verspannen, wozu sich im vorliegenden Fall vor allem angesichts der Entkopplung beider Teile durch die Axiallager 33, 34 die Strebe 23 eignet.

Daher ist zwischen der Strebe 23 und der Säule 17 eine quergerichtete Querkopplung 51 vorgesehen, mittels der die Säule 17 gegen Torsion um die Säulenachse einstellbar an der Strebe 23 abgestützt ist. Diese Querkopplung 51 greift einerseits an der Kopfplatte 22 der Säule 17 und dort in Abstand vom Säulenzentrum und andererseits am freien oberen Ende der Strebe 23 an. Die Querkopplung 51 weist eine Gabel 52 auf. Diese sitzt drehfest auf der Strebe 23. Die Gabel 52 enthält eine Axialbohrung 53, die von einem gewinde­ freien Endabsatz 54 der Strebe 53 im wesentlichen paßgenau durchsetzt ist. Zur drehfesten Verbindung dient ein Quer­ stift 55, der den Endabsatz 54 und die Gabel 52 paßgenau durchsetzt. Die Gabel 52 trägt zwei Gabelschenkel 56, 57, die dazwischen einen Zwischenraum 58 freilassen.

In diesen Zwischenraum 58 greift ein Festanschlag 59 in Gestalt eines Stiftes ein, der fester Bestandteil der Säule 17 ist. Der Festanschlag 59 sitzt in der Kopfplatte 22 und steht über diese nach oben hin über. Wie Fig. 4 zeigt, liegt der Festanschlag 59 zwar auf der Fluchtlinie, die in Querrichtung vom Zentrum der Säule 17 zum Zentrum der Strebe 23 verläuft. Jedoch sitzt der Festanschlag 59, auf dieser Fluchtlinie gesehen, mit Abstand außerhalb des Zentrums der Säule 17. Dieser Abstand ist in Fig. 3 mit ª angedeutet. Der Abstand des Festanschlages 59 vom Säulen­ zentrum ist etwa genauso groß wie vom Zentrum der Durchlaß­ öffnung 25 des Kopfteiles 24. Der zwischen die beiden Gabelschenkel 56, 57 greifende Festanschlag 59 ist beid­ seitig der Gabelschenkel gefaßt. Dazu sitzt in jedem Gabelschenkel 56, 57 ein quer dazu ausgerichteter Gewinde­ stift 60 bzw. 61, dessen im Zwischenraum 58 befindliche, axiale Endfläche jeweils an dem Festananschlag 59 anstößt. Dadurch ist der Festanschlag 59 fest und ohne Spiel zwi­ schen beiden Gabelschenkeln 56, 57 gehalten. Bei der Dar­ stellung gemäß Fig. 4 hat die Säule 17 keine Torsionsver­ spannung erfahren. Soll ausgehend davon die Säule 17 im Uhrzeigersinn mit Abstützung gegenüber der Strebe 23 vor­ gespannt werden, so wird dazu der Gewindestift 61 weiter herausgeschraubt und durch Einschrauben des Gewindestiftes 60 diese Verspannung erzielt. Dabei mag es sein, daß dabei zunächst die Strebe 23 durch das aufgebrachte Moment tordiert wird, bis dort eine Verformungsgrenze erreicht ist, ab der dann bei weiterem Einschrauben des Gewinde­ stiftes 60 die gewünschte Torsionsverspannung der Säule 17 im Uhrzeigersinn um das Säulenzentrum erfolgt. Ist die gewünschte Torsionsverspannung erreicht, wird diese durch Anziehen des anderen Gewindestiftes 61 zusätzlich gesichert.

Claims (14)

1. Gerät zum insbesondere dreidimensionalen Messen und/oder Anreißen und/oder Antasten von Werkstücken, versehen mit einem an oder auf einer Richtplatte (11) verschiebbaren Fuß (16) mit zur Richtplatte (11) rechtwinklig stehender Säule (17), auf der ein Kreuzschieber (18) verschiebbar ist, in dem ein Querarm (19), der am Ende einen Aufnahme­ kopf (20) für Meß-, Anreiß- und/oder Antastwerkzeuge (21) trägt, parallel zur Richtplatte (11) und dabei quer zur Säule (17) verschiebbar gelagert ist, und mit einer vom Kopf (22) der Säule (17) bis zum Fuß (16) führenden, axial einstellbaren Strebe (23), die mit einem Ende am Kopf (22) der Säule (17) und mit ihrem anderen Ende am Fuß (16) an­ greift, wobei ein Ende der Strebe (23) mittels zumindest einer deren relative Drehbarkeit zulassenden Lagereinrich­ tung (32) am betreffenden Geräteteil drehbar gelagert ist, dadurch gekennzeichnet, daß die La­ gereinrichtung (32) an dem Ende der Strebe (23) angeordnet ist, das einen Gewindeabsatz (29) aufweist, der über min­ destens eine darauf sitzende Mutter (30, 31) am zugeordneten Geräteteil einstellbar gehalten ist, und daß die Lagerein­ richtung (32) zwischen dieser Mutter (30, 31) und dem zuge­ ordneten Geräteteil angeordnet ist.

2. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Gewindeabsatz (29) mit min­ destens einer Mutter (30, 31) zusammen mit der Lager­ einrichtung (32) an dem am Kopf (22) der Säule (17) an­ greifenden Ende der Strebe (23) angeordnet sind und daß die mindestens eine Mutter (30, 31) am Kopf (22) der Säule (17) axial abgestützt ist.

3. Gerät nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch eine auf dem Gewindeabsatz (29) sitzende Zugmutter (30), mittels der axiale Zugkräfte aufbring­ bar und aufnehmbar sind, und ferner eine in axialem Abstand davon auf dem Gewindeabsatz (29) sitzende Druckmutter (31), mittels der axiale Druckkräfte auf­ bringbar und aufnehmbar sind, wobei im axialen Kraft­ weg sowohl zwischen der Zugmutter (30) und dem Säulen­ kopf (22, 24) als auch zwischen der Druckmutter (31) und dem Säulenkopf (22, 24) jeweils eine Lagereinrich­ tung (32) angeordnet ist.

4. Gerät nach einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß die Lagereinrichtung (32) ein Axiallager (33, 34) aufweist.

5. Gerät nach Anspruch 4, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Axiallager (33, 34) als Na­ dellager ausgebildet ist.

6. Gerät nach einem der Ansprüche 1-5, dadurch gekennzeichnet, daß der Säulenkopf als am freien oberen Ende der Säule (17) befestigte Kopf­ platte (22) ausgebildet ist, die einen mit einer Durch­ laßöffnung (25) versehenen, von dem Gewindeabsatz (29) der Strebe (23) durchsetzten plattenförmigen Kopfteil (24) aufweist, an dem über die jeweilige zwischengesetzte Lagereinrichtung (32), insbesondere Axiallager (33, 34), die jeweilige Mutter (30, 31) axial angreift.

7. Gerät nach einem der Ansprüche 1-6, dadurch gekennzeichnet, daß auf dem Gewindeabsatz (29) der Strebe (23) für die jeweilige Mutter (30, 31) eine Kontermutter (38 bzw. 39) sitzt.

8. Gerät nach einem der Ansprüche 1-7, dadurch gekennzeichnet, daß jede Mutter (30, 31, 38, 39) Ringform mit glatter Außenfläche und radiale Öffnungen (37) zum Einstecken und Angriff eines Werk­ zeuges aufweist.

9. Gerät nach einem der Ansprüche 1-8, wobei die Strebe (23) vom Fuß (16) ausgehend mit Schrägverlauf nach oben zum Säulenkopf (22, 24) geführt ist, dadurch gekennzeichnet, daß im axialen Kraftweg zwischen der jeweiligen Lagereinrichtung (32), insbe­ sondere Axiallager (33, 34), und dem Säulenkopf (22), insbesondere plattenförmigen Kopfteil (24), eine am Säulenkopf (22, 24) axial abgestützte Scheibe (40) mit innerem Kugelpfannenteil (41) und ein Kugelabschnitt (42) mit im Kugelpfannenteil (41) passend aufgenommenem Kugelsegment (43) angeordnet sind, der eine axiale Stützfläche (44) zur Abstützung der jeweiligen Lagerein­ richtung (32), insbesondere des Axiallagers (33, 34), trägt.

10. Gerät, insbesondere nach einem der Ansprüche 1-9, gekennzeichnet durch eine einstell­ bare, zwischen der Strebe (23) und der Säule (17) ver­ laufende Querkopplung (51), mittels der die Säule (17) um die Säulenachse tordierbar und einstellbar an der Strebe (23) abgestützt ist.

11. Gerät nach Anspruch 10, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Querkopplung (51) am Säulen­ kopf (22, 24) und dort in Abstand vom Säulenzentrum einerseits und am freien oberen Ende (54) der Strebe (53) andererseits angreift.

12. Gerät nach Anspruch 10 oder 11, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Querkopplung (51) eine in bezug auf die Längsmitte drehfest auf der Strebe (23) gehaltene Gabel (52) mit zwei einen Zwischenraum (58) bildenden Gabelschenkeln (56, 57) aufweist, daß an der Säule (17), insbesondere am Säulenkopf (22, 24), ein in den Zwischenraum (58) zwischen den Gabelschenkeln (56, 57) greifender Fest­ anschlag (59) befestigt ist und daß in jeden Gabel­ schenkel (56, 57) ein quer dazu ausgerichteter Stell­ stift, insbesondere Gewindestift (60, 61), einge­ schraubt ist, dessen im Zwischenraum (58) zwischen den Gabelschenkeln (56, 57) befindliche axiale Endfläche jeweils an dem Festanschlag (59) anstößt.

13. Gerät nach Anspruch 12, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Festanschlag (59) aus einem Stift besteht, der in der Kopfplatte (22) der Säule (17) befestigt ist und über diese nach oben hin über­ steht.

14. Gerät nach Anspruch 13, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Stift außerhalb des Säulen­ zentrums und zwischen letzterem und der Strebe (23) und dabei auf einer Fluchtlinie angeordnet ist, die vom Säulenzentrum zur Strebe (23) verläuft.