DE3105442C2 - Konturmeßinstrument - Google Patents

Abstract

Bei dem Konturmeßinstrument ist der eine Endteil eines Armes, der an seinem anderen Ende mit einem Fühlstift versehen ist, auf einem Armträger drehbar gelagert. Die Verlagerung des Arms infolge der Anlage des Fühlstiftes gegen ein zu messendes Objekt wird durch ein Kontursignalaufnahmeorgan gemessen, während der Armträger in einer bestimmten Richtung bewegt wird. Es ist eine Schadenverhütungseinrichtung vorgesehen, die eine auf den Arm in dessen axialer Richtung ausgeübte, einen vorbestimmten Wert überschreitende Kraft feststellt, um einen Bruch des Fühlstiftes und eine Beschädigung des zu messenden Objekts zu verhindern.

Description

Bei bekannten Koordinatenmeßmaschinen (DE-OS 20 19 913 und 24 14 947, DE-AS 24 20 981) ist ein FOhI-. . stift vertikal verschiebbar an einem Schlitten gelagert,

stimmte Relativstellung belastet sind und bei dieser 20 der selbst horizontal in zwei zueinander senkrechten übermäßigen Krafteinwirkung entgegen der BeIa- Richtungen beweglich ist Zur Gewichtsentlastung des stungseinrichtung zu einer Relatiwerschiebung ver- bei größeren Konturmeßmaschinen recht schweren und anlaßt werden, und daß ein Mikroschalter (41) vor- stabilen Fühlstiftes ist eine pneumatische oder über eine gesehen ist der mit dem Antriebsmotor (7) verbun- Magnetteilchenkupplung auf den Fühlstift einwirkende den ist um diesen bei Feststellung einer solchen Re- 25 elektrische Entiastungsvorrichtung vorgesehen, die latiwerschiebung der Armteile (18,20) anzuhalten. "

2. Konturmeßinstrument nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Belastungseinrich-

Arm (6) in dessen Axialrichtung (X-X) der Arm durch zwei in dieser Axialrichtung relativ zueinander bewegbare Armteile (18, 20) gebildet ist die durch eine Belastungseinrichtung (25) in eine vorbe-

tung eine Gleitscheibe (27) aufweist, die an den beizwar den Anpreßdruck des Fühlstiftes an die Oberfläche des zu vermessenden Objektes entsprechend der jeweiligen Einstellung der Entlastungsvorrichtung verringert, jedoch keinen Schadenverhütungsmechanismus

den Armteilen (18,20) durch eine sich an dem jewei- 30 im obigen Sinne darstellt Da bei Koordinatenmeßma-Iigen Armteil abstützende erste und zweite Feder schinen im aligemeinen immer ein bestimmter Punkt des (29,30)in AnLge gegen ein Anschlagteil (26,31) des zu vermessenden Objektes angefahren und dann erst betreffenden Armteils gehalten 'sx, und daß bei einer der Fühlstift auf den zu vermessenden Punkt abgesenkt die Federkraft überwindenden Krafteinwirkung in wird, tritt im allgemeinen auch keine Überlastung des Axialrichtung (X-X) des Anns di= jeweilige Armteil 35 Fühlstiftes ein.

(18, ^0) zusammen mit der Gleitscheibe entgegen Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Kon-

turmeßinstrument zu schaffen, bei welchem eine auf einen Fühlstift ausgeübte Kraft, die einen bestimmten Wert überschreitet, festgestellt und begrenzt wird, so daß ein Bruch des Fühlstiftes oder Schaden an einem zu messenden Objekt verhindert werden können.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit einem Konturmeßinstrument gelöst, wie es durch den An

der Federkraft eine Reiativverschiebung zum anderen Armteil ausführen kann.

Spruch 1 gekennzeichnet ist. Eine Weiterbildung der Er-

Die Erfindung betrifft ein Konturmeßinstrument gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1, mit dem die

Messung der Kontur eines zu messenden Objekts da- 45 findung ist in dem Unteranspruch beschrieben, durch geschieht, daß der Außenfläche mit einem Fühl- Die Schadenverhinderungseinrichtung für den Fühlstift gefolgt wird, der an dem einen Ende eines Armes stift und das zu messende Objekt ist von einer solchen befestigt ist. Anordnung, daß der Arm, an dem der Fühlstift befestigt

Gewöhnlich ist bei einem Konturmeßinstrument ein ist, durch zwei Armteile gebildet wird, die aufeinander in

Fühlstift, der mit der Außenfläche eines zu messenden 50 der axialen Richtung gleitbar sind, wobei eine Einrich-

Objekts in Kontakt gebracht werden soll, an dem einen tung zur Feststellung des Wertes der relativen Verschie-

Ende eines Armes befestigt, während der andere Endteil bung zwischen den beiden Armteilen vorgesehen ist,

dieses Armes durch einen Armträger drehbar gelagert wenn eine einen bestimmten Wert überschreitende

ist, wobei der Schwerpunkt des Arms so gehalten wird, Kraft auf den einen der beiden Armteile wirkt, an dem

daß die Seite des Fühlstiftes etwas schwerer ist, so daß 55 der Fühlstift befestigt ist, wodurch eine Kraft von einem

der Fühlstift ständig in Anlage an der Außenfläche des ungewöhnlich hohen Wert, die auf den Fühlstift wirkt,

zu messenden Objekts sein kann. Bei der Messung der festgestellt wird, so daß die Bewegung eines Armträgers

Kontur der Außenfläche des Objektes durch die Ver- von Hand oder automatisch angehalten werden kann,

wendung eines Konturmeßinstruments dieser Art wird um die auf den Fühlstift wirkende Kraft von ungewöhn-

der Armträger in der axialen Richtung des Armes be- 60 lieh hohem Wert zu begrenzen,

wegt, wobei der Fühlstift entsprechend der Kontur der Im folgenden wird die Erfindung in Verbindung mit

Außenfläche des zu messenden Objekts infolge der Bewegung dieses Armträgers so verlagert wird, daß der Arm um sein Gelenk, um welches der Arm gelagert ist, gedreht wird, wobei die Drehung des Armes durch die Verwendung eines Kontursignalaufnahmeorgans, beispielsweise durch einen Differentialtransformator, festgestellt ist und das durch dieses Kontursignalaufnahme-

den Zeichnungen näher erläutert und zwar zeigt

Fig.] eine Gesamtansicht des Konturmeßinstruments,

Fig. 2 in vergrößertem Maßstab einen Axialschnitt wesentlicher Teile von Fig. I mit der Schadenverhütungseinrichtung,
Fig. 3 einen Schnitt in der durch die Pfeile auf der

Linie IH-III in F i g. 2 angegebenen Richtung,

F i g. 4 einen Axialschnitt um 90° gegenüber demjenigen von F i g. 2 verdreht, und

F i g. 5 einen Querschnitt nach der Linie V-V in F i g. 2.

F i g. 1 zeigt die Ansicht einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Konturmeßinstruments. Wie dargestellt, ist eine Trägersäule 2 auf einer Basis 1 aufgestellt. Ein A'-Richtung-Antriebanzeigemechanismus 3 ist längs der Trägcrsäule 2 durch Drehen eines Handgriffes 4 vertikal beweglich. Dieser ^-Richtung-Antriebanzeigemechanismus 3 dient dazu, einen V-Richtung-Anzeigemechanismus 5 in dei Richtung X, d. h. in der axialen Richtung eines Armes oder einer Armanordnung 6, zu bewegen. In den .Y-Richtung-Antriebanzeigemechanismus 3 ist ein Antriebsmotor 7 eingebaut, dessen Drehung einer Schraubspindel 9 über ein Getriebe 8 mitgeteilt und durch einen Drehungsanzeiger 10 festgestellt wird. Auf die Schraubspindel 9 ist eine Mutter 11 aufgeschraubt und in der Richtung X durch Drehen der Schraubspindel 9 beweglich. Mit dieser Mutter 11 ist über ein Verbindungsstück. 12 der F-Richtung-Anzeigemechanismus 5 verbunden, der in der Richtung X zusammen mit der Mutter 11 beweglich ist

F i g. 2—5 zeigen mit Einzelheiten die Ausbildung des y-Richtung-Anzeigemechanismus 5. In diesen Figuren ist der V-Richtung-Anzeigemechanismus 5 mit einem Armträger 13 versehen, der aus einem Gußstück besteht, und die entgegengesetzten Längsflächen sowie die Oberseite des Armträgers 13 sind mit einem Deckel 14 in Form des Buchstabens »C« im Querschnitt bedeckt, und die Endflächen, welche die Längsrichtung des Deckels schneiden, sind mit seitlichen Deckeln 15 und 16 bedeckt. In der Mitte der Oberseite dieses Deckels 14 ist das vorerwähnte Verbindungsstück 12 angeordnet, welches am Armträger 13 durch drei Bolzen 17 (siehe F i g. 3) starr befestigt ist

Wie in F i g. 2 und 4 gezeigt, besteht der Arm 6 aus zwei Armteilen, nämlich aus einem ersten Armteil 18, der im wesentlichen rohrförmig ist und einen kleinen Durchmesser hat, und aus einem zweiten Armteil 20, der im wesentlichen rohrförmig ist und einen größeren Durchmesser hat zur Aufnahme des ersten Armteils 18 mittels einer Buchse 19. Der erste Armteil 18 wird gebildet durch einen Armabschnitt 18Λ, der in den zweiten Armteil 20 eingesetzt ist, und durch einen Armabschnitt 185, der sich von dem freien Ende des Armabschnitts 18/4 durch ein Anschiußstück 21 erstreckt. Das eine Ende des Armabschnitts 18/4, der aus dem zweiten Ai mteil 20 herausragt, und der Armabschnitt 135 sind als dünnwandige Rohre des geringen Gewichts wegen ausgebildet, und ein Fühlstift 22 ist fest an dem vorderen Ende des Armabschnitts 185 so angebracht, daß er in der radialen Richtung übersteht. Ferner kann der Armabschnitt 185 in der vertikalen Richtung an dem Anschiußstück 21 umgekehrt werden, so daß der Fühlstift 22 auch nach oben und nicht nur nach unten, wie gezeigt, gerichtet werden kann, so daß nicht nur die Oberseite, sondern auch die Unterseite eines zu messenden Objekts 23 gemessen werden kann. Das Anschlußstück 21 ist mit einem Sperrmechanismus 24 mit federbelasteten Kugeln od. dgl. versehen, damit das Anschlußstück 21 in einer Stellung angehalten werden kann, die um genau 180° umgekehrt ist. Ferner kann sich das Anschlußstück 21 um die Mittelachse des zweiten Armteils 20 drehen, so daß. selbst wenn der ^pühlstift 22 in seiner Richtung umgekehrt ist, das Spitzenende des Fühlstiftes 22 in der gleichen Stellung wie vorder Umkehrung sein kann. Der erste Armteil 18 und der zweite Armteil 20 können aufeinander in ihrer axialen Richtung gleiten und normalerweise können beide Arme ein bestimmtes Stellungsverhältnis zwischeneinander mit Hilfe einer Belastungseinrichtung 25 halten, die durch eine erste und eine zweite Druckschraubenfeder 29 bzw. 30 gebildet werden, wie nachfolgend beschrieben. Im besonderen ist eine Stellschraube 26 starr am rechten Ende des ersten Arm teils 18 befestigt, eine Gleitscheibe 27 ist gleitbar auf dem Außenumfang des ersten Armteils 18 in einer Stellung links der Stellschraube 26 gehalten und die erste Schraubendruckfeder 29, die einen Teil der vorerwähnten Belastungseinrichtung 25 bildet ist zwischen der Gleitscheibe 27 und einem Flansch 28 begrenzt der am ersten Armteil 18 angeformt ist wodurch die Gleitscheibe 27 in ständigem Kontakt mit dem Kopf der Stellschraube 26 gehalten wird Ferner ist der Außenumfang der Gleitscheibe 27 am Innenumfang des zweiten Armteils 20 gleitbar gemacht und die zweite Schraubenriruckfeder 30, die den anderen Teil der Belastungseinrichtung 25 bildet, ist zwisr'^n der Gleitscheibe 27 und einem gestuften Teil 34 de» irnendurchrnessers des zweiten Armteils 20 begrenzt, wodurch die Gleitscheibe 27 in Anlage an der inneren Endfläche einer Gehäusemutter 31 gehalten wird, die in das rechte Ende des zweiten Armteils eingeschraubt ist und durch die zweite Schraubendruckfeder 30 belastet ist. An der inneren Endfläche dieser Gehäusemutter 31 ist eine Ausnehmung 32 ausgeformt innerhalb welcher der Kopf der Stellschraube 26 in der axiabn Richtung der letzteren beweglich ist. Bei der vorangehend beschriebenen Anordnung wird die Gleitscheibe 27 gegen die innere Endfläche der Gehäusemutter 31 durch die zweite Schraubendruckfeder 30 gepreßt, während die Stellschraube 26 gegen die rechte Endfläche der Gleitscheibe 27 durch die erste Schraubendruckfeder 29 gedruckt wird, wodurch der erste und der zweite Armtei! 18 bzw. 20 normalerweise im gezeigten Zustand gehalten sind. Wenn unter dieser Bedingung der erste Ar.nteil ~8, gesehen in Fig.2, durch eine Kraft nach rechts gepreßt wird, deren Wert höher als die Belastungskraft der erster. Schraubendruckfeder 29 ist, so hat dies zur Folge, daß die Gleitscheibe 27 aus der Anlage mit der Stellschraube 26 gebracht wird. Wenn dagegen der erste Arm 18, gesehen in Fig.2, durch eine Kraft nach links gezogen wird, deren Wert höher als die Belastungskraft der zweiten Schraubendruckfeder 30 ist, wird die Gleitscheibe 27 durch den Kopf der Stellschraube 26, die mit dem rechten Ende des ersten Armteils 18 fest verbunden ist, nach links gedrückt, so daß sich der erste Armteil 18 zusammen mit der Gleitscheibe 27 entgegen der Belastungskraft der zweiten Schraubendruckfeder 30 nach links bewegt.

Dur;h den Flansch 28 des ersten Armteils 18 ist in der waagerechten Richtung, d. h. in einer Richtung, welche die Papierfläche in Fig.2 senkrecht schneidet, ein Gelenkschaft 33 eingesetzt, dessen entgegengesetzte Endteile vom zweiten Armteil 20 durch einen Schlitz überstehen, der im zv/eiten Armteil 20 ausgebildet ist, und Lager 35 sind auf den vorangehend beschriebenen überstehenden Teilen angeordnet. Diese Lager 35 werden in Auflage auf zwei Nadeln 36 (siehe Fig.5) gebracht, welche eine gerade verlaufende Führungsfläche bilden und fest am Armträger 13 angebracht sind, so daß der durch den ersten und den zweiten Armteil 18, 20 gebildete Arm 6 drehbar und axial gleitbar gelagert ist.

Ferner ist der Mittelteil des Gelenkschaftes 33 mit Hilfe einer Schraubspindel 38 festgehalten, die durch einen Schlitz 37 (siehe F i e. 2) eineeführt ist. der an der

Oberseite des zweiten Armteils 20 ausgebildet ist. Am oberen Endteil dieser Schraubspindel 38 ist ein Betätigungsglied 39 starr befestigt, gegen welches ein Bedienungsarm 42 eines Mikroschalters 41 anliegt, der am Außenumfang des zweiten AriTiteils 20 durch eine Haiterung 40 befestigt ist. Bei der vorangehend beschriebenen Anordnung kann, wenn sich dsr erste Armteil 18 gegen die Belastungseinrichtung 25 bewegt, um eine relative Bewegung zu dem zweiten Armileil 20 zu machen, die relative Verschiebung durch den Mikroschalter41 festgestellt werden, der an eine Stromquelle des in Verbindung mit F i g. 1 beschriebenen Antriebsmotors 7 angeschlossen ist, und bei der Betätigung durch das Betätigungsglied 39 schaltet der Mixroschalter 41 die Stromquelle des Antriebsmotors 7 ab.

Weitere in den Zeichnungen dargestellte Einzelheiten des Konturmeßinstrumenis werden hier nicht näher beschrieben, da sie außerhalb des Rahmens vorliegender Erfindung liegen.

Im folgenden wird die Wirkungsweise der beschriebenen Ausführungsform angegeben, welche die Aufgabe hat, zu verhindern, daß der Fühlstift 22 und das zu messende Objekt 23 beschädigt werden, wenn der Fühlstift 22 in eine im Objekt 23 vorhandene tiefe Nut fällt oder wenn der Fühlstift 22 am Einlaß einer im Objekt 23 geformten Querbohrung beim Einführen festgehalten wird. Wenn nun angenommen wird, daß der Fühlstift bei seiner Bewegung nach rechts, gesehen in F i g. 2, in eine tiefe Nut od. dgl. fällt, wird der Fühlstift 22 durch die Innenwand der tiefen Nut festgehalten, während der V-Richtung-Anzeigemechanismus 5 das Bestreben hat, sich weiter nach rechts zu bewegen, so daß eine Kraft von einem hohen Wert auf den Fühlstift 22 wirksam wird. Diese Kraft wird der zweiten Druckschraubenfeder 30 von großem Durchmesser der Belastungseinrichtung 25 mitgeteilt durch den ersten Armtei! 18, der am Fühlstift 22 befestigt ist. und die Gleitscheibe 27, die unlösbar am Af nueii 18 durch die Stellschraube 26 befestigt ist Bei dieser Anordnung wird, wenn die Kraft einen bestimmten Wert überschreitet, die zweite Druckschraubenfeder 30 zusammengedrückt und der erste Armteil 18 sowie der zweite Armteil 20 gleiten aufeinander in der axialen Richtung. Dieses Gleiten des ersten Armteils 18 bezüglich des zweiten Armteils 20 wird über die Schraubspindel 38 dem Betätigungsgiied 39 mitgeteilt, welches den Mikroschalter 41 betätigt, wodurch der Betrieb des Antriebsmotors 7 abgestellt wird. Hierdurch wird die Bewegung des F-Richtung-Anzeigemechanismus 5 angehalten, so daß der Fiihlstift und das zu messende Objekt 23 gegen einen Bruch oder eine Be-Schädigung geschützt werden. In diesem Falle wird bei der zweiten Druckschraubenfeder 30 die Federkonstante so bestimmt, daß der Fühlstift 22 nur einer Druckkraft ausgesetzt wird, die zu keiner Schädigung desselben führt

Ferner wird, wenn der Fühlstift 22 oder die linke Endfläche des ersten Armteils 18 in Anlage an dem Einlaß od. dgl. der Querbohrung kommt, während sich der Fühlstift 22, gesehen in Fig. 2, nach links bewegt, der erste Armteil 18 einer Kraft ausgesetzt welche den ersten Armteil nach rechts druckt. Dies hat zur Folge, daß der erste Armteil 18 von der Gleitscheibe 27 entgegen der Kraft der ersten Druckschraubenfeder 29 absteht, die zwischen dem Flansch 28 des ersten Annteils 18 und der Gleitscheibe 27 angeordnet ist, wobei der erste Armtcn 18 und der zweite Armteii 20 aufeinander in ihrer axialen Richtung, wie erwähnt gleiten, durch welches Gleiten der Mikroschalter 41 betätigt wird, wodurch der Antriebsmotor 7 abgeschaltet wird und dadurch verhindert wird, daß der Fühlstift gebrochen und/ oder der erste Armteil verformt wird.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

Patentansprüche:

1. Konturmeßinstrument, bei welchem der eine Endteil eines Armes (6), der an seinem anderen Ende mit einem Fühlstift (22) versehen ist, auf einem Armträger (13) drehbar gelagert ist und die Verlagerung des Arms infolge der Anlage des Fühlstiftes gegen ein zu messendes Objekt durch ein Kontursignalauforgan festgestellte Signal mit einem Signal der Verschiebung des Armträgers in axialer Richtung des Arms kombiniert wird, um die Messung der Kontur des Objekts auszuführen.

Bei einem solchen herkömmlichen Konturmeßinstrument das gewöhnlich verwendet wird, entsteht insofern ein Problem, daß, wenn der Fühlstift in eine tiefe Nut od. dgL fällt, der Fühlstift gebrochen und/oder das zu messende Objekt beschädigt werden kann. Im b^sonde-

nahmeorgan gemessen wird, während der Armträ- to ren wird, da kein Schadenverhütungsmechanismus zum ger in der Axialrichtung (X-X) des Arms durch einen Schutz des Fühlstiftes u.dgl. bei dem herkömmlichen Antriebsmotor (7) bewegt wird, dadurch ge- Instrument vorgesehen ist, wenn der Fühlstift in die tiefe kennzeichnet, daß zur Verhütung einer Be- Nut od. dgl. fällt der Armträger weiterbewegt, und der Schädigung des Fühlstifts (22) bzw. des zu messenden Fühlstift in Anlage an der Wandfläche der Nut unter Objektes bei übermäßiger Krafteinwirkung auf den 15 eine starke Druckkraft gebracht, was zum Bruch des

Fühlstiftes führt.