DE3109856C2

DE3109856C2 - Höhenmeßgerät

Info

Publication number: DE3109856C2
Application number: DE3109856A
Authority: DE
Inventors: Siegfried Dipl.-Ing. 7243 Vöhringen Gruhler
Original assignee: Mauser Werke Oberndorf GmbH
Current assignee: Tesa SARL
Priority date: 1981-03-14
Filing date: 1981-03-14
Publication date: 1983-01-27
Also published as: US4459755A; DE3109856A1; JPH0250404B2; CH653764A5; JPS57158505A

Description

Die Erfindung betrifft cm HohcnmeLSgerat mit einem w Ständer, an dem ein einen Meßtaster tragender Schlitten höhenverschiebbar angeordnet ist. bei dem der Meßt^stcr in Meßposition auf eine Meßstelle eine Meßkraft ausnbt und /um Antrieb des Schlittens ein Motor vorgesehen ist m>

Ein derartiges Höhenmeßgcrai lsi in der I)I OS 50 875 beschrieben- Bei dem Höhenmeßgerät nach der DE-OS 28 50 875 Ist der Meßlaster über ein Zwischenglied federnd an dem Schlitten befestigt. Zum Anfahren des Meßtasters an eine Meßslelle ist der Schütten mittels eines Händrades zu verstellen. Als federnde Verbindung zwischen dem Zwischenglied Und dem" Schütten ist ein Federparallelogramm Vorgesehen.

An dem Zwischenglied ist eine Maß-Ableseeinheit und am Ständer ein Maßstab angebracht. Zur Durchführung einer Messung ist der Schlitten so weit zu verfahren, bis eine Marke des Zwischenglieds gegenüber Marken des Schlittens infolge des Anschlagens des Meßtasters an der MeQstelle ausweicht. Bei geeigneter Einstellung des Fpde; Parallelogramms läßt sich in einem kleinen Toleranzbereich des Schlittens eine von dessen Einstellung unabhängige Meßkraft erreichen. Ein Motorantrieb für die Meßwagenverstellung ^;st mit tragbarem technischen Aufwand nur bei einer Sonderausführung der offenbarten Meßeinrichtung möglich.

Ein ähnliches Höhenmeßgerät ist in dem DE-GM 79 34 103 beschrieben. Bei diesem sind zwischen dem Schlitten und einem de;i Meßtaster tragenden Tastschieber ebenfalls Federelemente vorgesehen. Der Schlitten wird mittels eines Motors angetrieben. Dieser soll bei dem infolge des Anliegens des Meßtasters an der Meßstelle erfolgenden Anschlagens des Tastschiebers am Schlitten abgeschaltet werden. Eine annähernd konstante Meßkraft läßt sich nur dadurch erreichen, daß an den Anschlagflächen oder am Schlittengehäuse Schaltkontakte vorgesehen sind, die gemeinsam ein Scnaltelement nrt Öffner-Funktion darstellen, wodurch beim Abheben des Anschlages ein Schaltimpuls erzeugt wird, der zu Steuerzwecken nutzbar ist.

Die bekannten, mit Federelementen arbeitenden Höhenmeßgeräte erfordern ein am Schlitten verschieblieh geführtes Federglied. Dies ist bauaufwendig. Außerdem sind durch die Federelemente die motorischen Antriebsmöglichkeiten beschränkt.

In der Praxis wutde bei motorischen Antrieben des Schlittens der Einsatz von Rutschkupplungen vorgeschlagen. Diese sind allerdings nicht beim regelmäßigen Meßvorgang wirksam, sondern dienen bekanntermaßen lediglich dem Schul/ der Einrichtung gegen mechanische Überlastung.

Aus der Df- OS 22 b2 392 ist es bekannt, den Meßkopf über einen Fuhldornhalter an einem über eine Umlenkrolle laufenden Seil /u brfestigen. an das andererseits ein Gegengewicht angebunden ist. Die Verschiebung des Meßkopfes erfolgt von Hand. Nach der DEOS 2 5 17 241 ist der Schlitten mit einem Ritzel verschen und auf einer Zahnstange /ur Feinjustierung verfahrbar. Mr die schnelle Verschiebung des Schlittens und die Grobjustiening muß der Schlitten von de Zahnslange entkoppelt werden

Aufgabe der Erfindung ist es. ein Hohcnneßgerai de eingangs genannten An vorzuschlagen, bei den¹ die McLikraft unabhang,;? von der Lage der Meßstelle um! der auf diese bezogenen Schlittenstellung einsiellba' und über den gesamten Mebbetcich konstant isi

f rfindungsgemäli ist obige Aufgabe bei c tür Höhenmeßgerät der eingangs genannten Art dadurch gelost, daß der Metitaster am Schlitten siarr angebracht ist und /ur ( r/eugung einer konstanten Meßkraft dem Motor cmc Magnctfcldkuppliing nachgeschalte' is' Derartige Kupplungen sind handelsüblich. Sie weisen im Gegensatz /11 Reibungs Rii'schkupplungen ein außers' konstantes Schlupfmoment auf i)icses herum auf denlinsatz eines Magnetfeldes zur antnebscitipen ur"! abtriebseitigen Kopplung.

Der. Schlitten mit dem Meßtaster wird vom Motor an die Meßstelle gebracht. Sobald dort der Meßtaster mit einer dent Schlupfmoment der Magnetfeld-Kupplung entsprechenden Meßkraft anliegt» »rutscht« die Kupp* iüfig durch. Dar Motor läuft weiter und hüll übet* die Kupplung den Meßtaster an der Meßstelle. Diese

Meßkraft ist unaH'ineig von der Höhenlage der Meßstelle. Zwischen Schlitten und Ständer ist die Meßgröße abzulesen. Der Motor und die Magnetfeld-Kupplung übernehmen bei der Erfindung einerseits den Antrieb des Schlittens und andererseits die Erzeugung der Meßkrnft. Durch die Erfindung wird zugleich der Aufbau des Geräts vereinfacht, da ein zwischen dem Meßtaster und dem Schlitten vorgesehenes, an diesem geführtes Meßglied und Federelemente entfallen.

Die auf die Meßstelle wirkende Meßkrafl ist unabhängig vjn dem Verfahrweg des Schlittens konstant und reproduzierbar.

In Ausgestaltung der Erfindung sind der Motor und die Magnetfeld-Kupplung am Schlitten angeordnet und der Motor treibt über die Magnetfeld-Kupplung ein am Ständer gelagertes Antriebsrad an.

In anderer Ausgestaltung der Erfindung ist der Schlitten an einem über eine obere Umlenkrolle des Ständers geführten Band befestigt und der Motor treibt über die Magnetfeld-Kupplung die Umlenkrolle an.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung von Ausführungsbeispieien und den Unteransprüchen, in der Zeichnung zeigt

Fig. 1 ein erstes Ausführungsbeispiel eine¹; Höhenmeßgeräts in schematischer Darstellung,

Fig.2 einen Antrieb des Höhenmeßgeräts nach Fig. J.

Fig. 3 ein zweites Ausführungsbetspiel des Höhenmeßgeräts in schematischer Darstellung,

F i g. 4 den Antrieb des Höhenmeßgeräts nach F i g. 3,

F i g. 5 ein drittes Ausführungsbeispiel des Höhenmeßgeräts,

F i g. 6 den Antrieb des Höhenmeßgeräts nach F i g. 5.

Fig. 7 eine Einrichtung zur Verstellung einer Magnetfeld-Kupplung des Antriebs und

Fig. 8 eine weitere Einrichtung zur Verstellung der Magnetfeld-Kupplung.

F.in Höhenmeßgerät weist einen Ständer 1 mit einer Führung 2 auf. An der Führung 2 ist ein Meßschlitten 3 gelagert. An dem Meßschlitten 3 ist ein Meßtaster 4 starr befestigt. Die Meßablesung erfo'gt zwischen dem Meßschlitten 3 und dem Ständer 1 b/w. der Führung 2.

Beim Ausführungsbeispiel nach Fig. I hängt der Schlitten 3 an einem endlosen Stahlband 5. welches über eine obere Umlenkrolle 6 und eine untere Umienkrolle 7 des Ständers 1 geführt ist Auf der dem Schlitten 3 entgegengesetzten Seite ist am Stahlband 5 ein Gegengewicht 8 befestigt, dessen Gewicht gleich dem von Schlitten 3 und Meßtaster 4 ist.

Die untere Umlenkrolle 7 ist über eine Magnetfeld-Kupplung 9 von einem Getriebe-Elektromotor 10 angetrieben.

Die Magnetfeld-Kupplung 9 weist antriebseitig eine Dauermagnetanordnung 11 auf. deren Magnetfeld über einen Spalt 12 auf eine abtriebseitige Metallscheibe 13 wirkt

Heim AusFührungsbeispicl nach Fig. 3 ist das Stahlhand 5 lediglich über die obere Umlenkrolle 6 geführt. Diese ist über die Magnetfeld-Kupplung 9 vom am Stander 1 gelagerten Elektromotor 10 angetrieben

livjn! Aysfuhningsbcispici nach den Fig. 3 und 6 ist die Magnetfeld?Kupplung9 und der Motor 10 nicht am Ständer 1, sondern im Schlitten 3-angeördneti Zwischen dem Motor 10 und der Magnelfeid^Kupplüng 9 ist ein Riementrieb 14 vorgesehen. An der Magnetfeld-Kupp* lung 9 sitzt abtricbseitig eine Hülse 15, in der drehfest, jedoch verschieblich eine ein Antriebsrad 16 tragende Achse 17 gelagert ist. Die Achse 17 ist mittels einer Druckfeder 18 belastet. Das Antriebsrad 16 ist kegelstumpfförmig ausgebildet und liegt mit seiner Umfangsfläche 16' unter der Kraft der Druckfeder 18 an einer Kante der Führung 2 an.

Bei dem Ausführungsbeispiel nach den Fig. 5 und 6 ist es günstig, ein Gegengewicht 8 vorzusehen, dessen Gewicht gleich dem Gewicht des Schlittens 3, des Meßtasters 4 und der Antriebsteile 10 bis 18 ist. Das ίο Gegengewicht 8 wird, wie auch bei den Ausführungsbeispielen nach F i g. 1 und 3 am Ständer 1, beispielsweise mit einer Kugelführung, geführt. Es ist ähnlich wie in Fig. 1, insbesondere so wie in Fig.3 dargestellt, angeordnet. Anstelle des Stahlbandes 5 kann ein Seil verwendet werden.

Das von der Magnetfeld-Kupplung 9 maximal übertragbare Moment hängt wesentlich von der Lage der Dauermagneten in der Dauermagnetenanordnung 11 ab. Handelsübliche Magnetfeld-Kupplungen weisen _zur Verstellung des maximal übertragbaren Moments einen Eins'ellring 19 auf. In Fig. 7 ist eine Möglichkeit der von einer nicht näher dargeste¹' ;n elektronischen Steuereinrichtung des Geräts stcuerLarcr. Verstellung des Einstellrings 19 gezeigt. Im Bereich des Einstellrings 19 ist ein Magnetschalter 20 vorgesehen, der bei einem VerstellbeFehl der Steuereinrichtung den Einstellring 19 klemm' Ein Winkeltastkopf 21 ist vorgesehen, um die durch den Motor 10 bei geklemmtem Einstellring 19 erfolgende Relativdrehung zwischen der Dauermagnetanordnung 11 und dem Einstellring 19 zu erfassen und nach einer gewünschten Relativdrehung über die Steuereinrichtung den Einstellring 19 wieder freizugeben.

Das von der Magnetfeld-Kupplung 9 maximal übertragbare Moment läßt sich auch durch die Verstellung des Luftspalts 12 steuern. In K ι g. 8 ist eine Anordnung gezeigt, mi¹, der sich der Luftspalt 12 verstellen läßt. Die bieden Kupplungshälften 11 und 13 sind an getrennten I.agerstellen 22 und 23 gelagert. Die Lagerstelle 22 ist zur Verstellung des Luftspalts !?. axial mittels eines nicht näher dargestellten weiteren Antriebs verstellbar.

¹ »ic gemeinsamen Funktionsmerkmale der beschrie benen Geräte sind folgende:

Wird der Motor 10 eingeschaltet, dann läuft der Meßschlitten 3 /u der zu messenden Stelle des betreffenden Werkstücks. Aufgrund des Gewichtsausgleich* bedarf es hier/u nur eines kleinen Drehmoments. Wenn der Meßtaster 4 an die Meßstelle angefahren ist. dann wird er vom Schlitten 3 mit einer Meßkraft gegen diese gedruckt Die Meßkraft entspricht dabei dem Moment, das die Magnetfeld-Kupplung 9 beim Schlupf aufbringt. Aufgrund des beschriebenen Gewichtsausgleichs Kann die Meßkr<)ft klein sein. Gegebenenfalls ist sie e":s'ellbar Der Motor 10 läuft während der Messung ständig weiter, so daß der Meßtaster 4 während der Messung ständig ;vjicn die Meßstelle gedrückt wird Aufgrund der Eigenschaften der Magnetfeld-Kupplung 9 iiiulert sich dabei die Meßkraft nicht. Die Meßkraft ist über den gesamten Meßbereich des Geräts konstant. Sie ist auch unabhängig davon, ob der Meßtaster 4 von unten oder von oben an eine MeßMcllc gefahren wird Die Meßkraft ist auch nicht von der Geschwindigkeit abhängig, mit der der Schlitten 3 verfahren wird. Sie ist bei jeder Messung — abgesehen von der möglichen gewünschten Verstellung — gleich.

Günstig ist bei aDgeschaltetem Motor 10 das durch die Magnetfeld-Kupplung 9 und die Selbsthcmmeigcn-

schaft des im Motor 10 integrierten Getriebes entstehende Hallemomcrit. da dadurch bei einem Abnehmen des MelJtaslcrs 4 der Schlitten 3 nicht von selbst verfährt.

Eine manuelle Verstellung des Schlittens 3 ist ohne -, weiteres möglich. Es braucht hierzu nur das Hallemoment der Magnetfeld-Kupplung 9 überwunden zu werden.

Die beschriebenen Höhenmcßgeräte eignen sich für hohe Auflösungen des Meßbereichs. Es lassen sich auch m Bohrungen oder Wellen vermessen.

Beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 ist eine hohe Standfestigkeit des Geräts erreicht, da die Magnetfeld-Kupplung 9 und der Getriebemotor IO unten angeordnet sind.

Beiiii Ausführuhgsbcispiel nach Fig.3 erübrigen sich Maßnahmen zum Spannen des Bandes 5.

Beim Ausführtingsbcispiel nach F i g. 6 sind Schwingungen, die sich über ein angetriebenes Band auf den Schlitten 3 fortpflanzen könnten, von vornherein dadurch vermieden, daß der Schlitten 3 unmittelbar angetrieben wird. Die Druckfeder 18 stellt den notwendigen Reibschluß zwischen dem kegdstumpfförmigen Antriebsrad 16 und der Führungskante sicher.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Höhenmeßgerät mit einem Ständer, an de η ein einen Meßtaster tragender Schlitten höhenverschiebbar angeordnet ist, bei dem der Meßtaster in ■> Meßposition auf eine Meßstelle eine Meßkraft ausübt und zum Antrieb des Schlittens ein Motor vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Meßtaster (4) am Schlitten (3) starr angebracht ist und daß zur Erzeugung einer m konstanten Meßkraft dem Motor (10) eine Magnetfeld- Kupplung (9) nachgeschaltet ist.

2. Höhenmeßgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Motor (10) und die Magnetfeld-Kupplung (9) am Schlitten (3) angeord- ΐϊ net sind und der Motor (10) über die Magnetfeld-Kupplung (9) ein am Ständer (1) gelagertes Antriebsrad (16) antreibt-

3. Höhenmeßgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schlitten (3) an einem über eine obere Umienkrolle (6) des Ständers (1) geführten Band (5) befestigt ist und der Motor (10) über die Magnetfeld-Kupplung (9) die Umienkrolle (6) antreibt.

4. Höhenmeßgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schlitten (3) an einem aber eine obere Umlenkrolle (6) und eine untere Umlenkroile (7) umlaufenden band (5) befestigt ist und der Motor (10) die untere Umlenkrolle (7) über die Magnetfeld-Kupplung^) antreibt. jo

5. Höhenmeßgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet daß de^r Motor ein Getriebemotor (10) mit selbsthemmen dem Getriebeist.

6. Höhenmeßgerät nacii einem der vorhergehen- Ii den Ansprüche mit einer Magne eld-Kupplung mit Einstellring, dadurch gekennzeichnet, daß das Schlupfmoment der Magnetfeld-Kupplung und so mit die wirksame Meßkraf! motorisch nach Vorgabe einer Steuerung eingestellt werden kann, in der· zur ίο Klemmung des Einstellrings (19) ein Magnetschalter (20) und /ur Fests'.ellung eines Verdrehwinkels zwischen üauermagnetanordnung (11) der Magnetfeld-Kupplung (9) und Einslcllring (19) ein Winkel tastkopf (21) vorgesehen ist -<S

7. Höhenmeßgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet. daß zur Einstellung eines I uftspalts (12) der Magnetfeld Kupplung (9) eine der Kupplungshalfter. (II, 12) axial verschiebbar gelagert ist V)