DE3114884A1

DE3114884A1 - Konturmessinstrument

Info

Publication number: DE3114884A1
Application number: DE19813114884
Authority: DE
Inventors: Hideo Sakata; Seigo Kawasaki Kanagawa Takahashi
Original assignee: Mitutoyo Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Mitutoyo Manufacturing Co Ltd
Priority date: 1980-04-18
Filing date: 1981-04-13
Publication date: 1982-01-28
Also published as: JPS6229002B2; GB2075193B; DE3114884C2; GB2075193A; US4389786A; JPS56148007A

Description

Beschreibung P 16129

Diese Erfindung betrifft Konturmeßinstrumente und insbesondere ein Konturmeßinstrument jenes Typs/ welcher Messungen der Außenoberfläche vornimmt, d. h. der Kontur eines Gegenstandes, der zu messen ist, in einem bestimmten Querschnitt, durch Abtasten der Außenoberfläche des zu messenden Gegenstandes mit einem Tastfühler, der am einen Ende eines drehbaren Armes befestigt ist.

Allgemein wird bei einem Konturmeßinstrument ein Tastfühler, der in Berührung mit der Außenoberfläche eines zu messenden Gegenstandes gebracht werden soll, am einen Ende eines Armes befestigt, während der andere Endabschnitt dieses Armes drehbar von einem Armträgerteil getragen ist, und der Schwerpunkt des Armes befindet sich auf der Seite des Tastfühlers, welcher geringfügig schwerer ist, so daß der Tastfühler ständig in Anschlagberührung mit der Außenoberfläche des zu messenden Gegenstandes ruht. Beim Messen der Kontur der Außenoberfläche des Gegenstandes durch Verwendung eines Konturmeßinstruments dieses Typs wird das Armträgerteil in axialer Richtung des Armes bewegt, wobei der Tastfinger in Übereinstimmung mit der Kontur der Außenoberfläche des zu messenden Gegenstandes infolge der Bewegung dieses Armträgerteils verlagert wird, so daß er den Arm um seinen Schwenkpunkt dreht, an welchem der Arm drehbar gelagert ist, wobei die Drehung des Armes durch Verwendung einer Kontursignal-Meßeinrichtung,etwa einem Differentialumformer, festgestellt wird, und das von dieser Kontursignal-Meßeinrichtung gemessene Signal wird mit einem Signal kombiniert, welches dem Vorschub des Armträgerteiles entspricht, um die Messung der Kontur des Gegenstandes durchzuführen.

Bei dem herkömmlichen Konturmeßinstrument des beschriebenen

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Typs wird, wenn die Messung begonnen oder fertiggestellt wird, der Arm zwangsweise durch einen Antriebsmechanismus zur Drehung veranlaßt, so daß der Tastfühler, der am einen Ende des Armes befestigt ist, verhältnismäßig weit von der gemessenen Oberfläche des zu messenden Gegenstandes getrennt werden kann.

Indem Fall, in welchem eine Messung am Innendurchmesser, eines zylindrischen Gegenstandes oder eines in einem Gegenstand ausgebildeten Loches vorgenommen wird, hat sich, weil der Arm wahllos in einem hohem Maß gedreht wird, wie dies oben beschrieben wurde, ein derartiger Nachteil herausgestellt, daß der Tastfühler oder das vordere Ende des Armes in Anschlagberührung mit der Innenwand oder dgl. des zu messenden Gegenstandes gelangt.

Ein Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, ein Konturmeßinstrument vorzusehen, in welchem ein Wert bzw. das Maß der zwangsweise erfolgenden Drehung eines Armes in Obereinstimmung mit der Kontur eines zu messenden Gegenstandes gesteuert werden kann.

Ein anderes Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, ein Konturmeßinstrument vorzusehen, welches einen Mechanismus aufweist, der in der Lage ist, das Maß der zwangsweise erfolgenden Drehung des Armes zu steuern bzw. zu kontrollieren, und zwar mit einem zuverlässigen und vereinfachten Aufbau.

Ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, ein Konturmeßinstrument vorzusehen, welches in der Lage ist, das Maß der Drehbewegung des Armes daran zu hindern, einen bestimmten Wert zu überschreiten, welcher Schäden an Arm, Tastfühler und dgl. herbeiführen würde.

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Ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, ein Kontunneßinstrument vorzusehen, welches einen verbesserten Antriebsmechanismus zur Drehung des Armes aufweist.

Die vorliegende Erfindung weist eine derartige Anordnung auf, daß ein den Drehwinkel des Armes messender Mechanismus vorgesehen ist, um die Drehbewegung des Armes zu ermitteln, welcher zur Drehung von einem Antriebsmechanismus über einen bestimmten Winkel hinaus gezwungen ist, und daß ein Ermittlungssignal zum Ermitteln der Drehbewegung des Armes über den bestimmten Winkel hinaus durch den vorher genannten Ermittlungsmechanismus dazu eingerichtet ist, den Antriebsmechanismus, der sich im Betrieb befindet, anzuhalten, um den Arm daran zu hindern, sich noch weiter zu drehen, wobei nach dem Erreichen des oben beschriebenen Zieles getrachtet wird.

Das bevorzugte Ausführungsbeispiel des Meßmechanismus für den Drehwinkel des Armes gemäß der vorliegenden Erfindung ist eine derartige Anordnung, daß Meßelemente, welche dem Arm derart gegenüberliegen, daß sie in der Lage sind, gegen den Arm anzuliegen, an einem Schiebeteil befestigt sind, welches am Hauptgestell des Intruments verschieblich ist, wobei das Schiebeteil ständig durch eine Spanneinrichtung an Ort und Stelle gehalten wird, und wobei ein Meßschalter vorgesehen ist, welcher dann betätigt wird, wenn das Schiebeteil bis über einen bestimmten Wert durch das Meßelement während der Drehung des Armes bewegt wird, und der Antriebsmechanismus wird im Betrieb unterbrochen, wenn der Meßschalter betätigt ist.

Die vorliegende Erfindung zielt darauf ab, ein Konturmeßinstrument vorzusehen, bei welchem zusätzlich zu einem Meßschalter, der vom Schiebeteil zum Unterbrechen des Antriebsmechanismus zur Drehung des Armes betätigt wird, ein Warn-Meßschalter, der ebenfalls vom Schiebeteil betätigt wird,vorgesehen ist, und dieser Warn-Meßschalter wird betätigt, um einen Alarm zu geben,

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Wenn das Schiebeteil bis zu einem Maß betätigt wird, welches größer ist als jenes, bei welchem der oben genannte Meßschalter zum Unterbrechen des Antriebsmechanismus in seinem Betrieb betätigt wird, wobei die Möglichkeit hergestellt wird, daß Arm, Tastfühler und dgl. daran gehindert sind, Schaden zu nehmen.

Das bevorzugte Ausführungsbeispiel des Antriebsmechanismus zum Drehen des Armes gemäß der vorliegenden Erfindung weist eine derartige Anordnung auf, daß ein Paar Funktionsstifte an einer drehbaren Scheibe befestigt sind, welche an einer Ausgangswelle eines Motors fest angebracht ist, und zwar derart, daß sie einen bestimmten Abstand zueinander anordnen, wobei ein Stift in Form des Buchstaben "L", der am Arm befestigt ist, von den Funktionsstiften betätigt wird, und wobei ein Schalter vorgesehen ist, welcher in einer Lage betätigt wird, in welcher der L-förmige Stift zwischen den beiden Funktionsstiften in einem Zustand angeordnet ist, in welchem sich die drehbare Scheibe in einer bestimmten Lage befindet, beispielsweise dann, wenn der Arm sich in der Horizontallage befindet.

In der Zeichnung ist

Fig. 1 ^v die Ansicht eines Schnitts, welcher ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Konturmeßinstruments zeigt,

Fig. 2 und 3 jeweils die Ansicht eines Schnitts, der längs

Linie H-II bzw. IH-III in Fig. 1 vorgenommen wurde,

Fig. 4 eine teilweise aufgeschnittene Perspektiv-

Explosionsansicht, welche die wesentlichen Teile in Fig. 1 zeigt, und

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Fig. 5 bis 7 jeweils eine Ansicht, welche den Antriebsmechanismus für den Arm gemäß der vorliegenden Erfindung in wirksamen Positionen darstellt.

Es wird nun nachfolgend die Beschreibung eines bevorzugten
Ausfuhrungsbeiapiels der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf .die Zeichnungen vorgenommen.

In Fig. 1 umfaßt das Hauptgestell 1 des Instruments einen · Sockel 2, einen eine Ümfangsflache bildenden Deckel 3, der
den oberen Abschnitt dieses Sockels 2 umgibt, und einen vorderen und hinteren Deckel 4 und 5 zum Absperren des vorderen und rückwärtigen Endes dieses eine ümfangsflache bildenden Deckels 3. Dieses Hauptgestell 1 des Instruments ist mit einem- Vorschubmechanismus (nicht gezeigt) durch ein Verbindungsteil 6 verbunden, welches am oberen Abschnitt des Umfangsflächendeckels 3 befestigt ist, und ist dazu eingerichtet, in Fig. 1 nach rechts und links bewegt zu werden.

Drei Tragewände 7, 8 und 9 ragen einteilig vom Sockel 2 nach oben in den ümfangsflächendeckel 3 des Hauptgestells 1 des
Instrumentes. Von diesen Tragewänden 7, 8 und 9 ist die mittlere Tragewand 8 an ihrer Mitte mit einem ü-förmigen, ausgeschnittenen Abschnitt ausgebildet, an welchem ein Arm 11 mittels einer ein Paar Drehpunkte liefernden Welle 10 drehbar getragen ist. Dieser Arm 11 umfaßt den Hauptteil 12 des Armes, der eine hohle, rohrförmige Gestalt aufweist und an der Mitte mittels der Drehwelle 10 getragen ist, einen vorderen Endarm 14, der am einen Ende des Hauptteils 12 des Armes durch eine Verbindung 13 angesetzt ist, unter Bildung einer zum Hauptteil 12 des Armes parallelen Verlängerung, wobei hierzwischen ein bestimmter Abschnitt beibehalten ist, sowie einen Gewichttragearm 15, der am anderen Ende des Hauptteils 12 des Armes ange-

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setzt ist. Ein Endabschnitt des Hauptteils 12 des Armes (in der Zeichnung links) erstreckt sich durch den vorderen Deckel .4 des Hauptgestells 1 des Instruments, und der vordere Endabschnitt des gewichttragenden Armes 15 (in der Zeichnung rechts) erstreckt sich entsprechend durch den rückwärtigen Deckel 5 und weiter nach außen. An Abschnitten des vorderen und hinteren Deckels 4 und 5, durch welche das Hauptteil 12 des Armes und der gewichttragende Arm 15 sich erstrecken, sind Durchgangslöcher ausgebildet, welche zur Aufnahme der Schwenkbewegung des Armes 11 ausreichend sind.

Am einen Endabschnitt des Armes 11, d. h. dem vorderen Ende des vorderen Endarmes 14, ist ein Tastfühler 16 unmittelbar nach unten gerichtet festgemacht, und am anderen Endabschnitt des Armes 11, d. h. dem Gewichttragearm 15, ist ein Ausgleichsgewicht 17 befestigt, welches in seiner Lage einstellbar ist.

Die Verbindung bzw. Kupplung 13 umfaßt die folgenden Teile: ein Wellenteil 19, welches drehbar am einen Ende hiervon in den Haüptteil 12 des Armes eingeführt ist und an Ort und Stelle gegen Drehung und Verlagerurig gesperrt ist, wobei lediglich die Drehung hiervon um 180° erlaubt ist, und zwar mittels eines Stiftes 18, sowie ein Verbindungsteil 20, welches am anderen Ende dieses Wellenteils 19 befestigt ist und den vorderen Endarm 14 trägt. Wenn der Stift 18 entfernt wird, dann ermöglicht es die Kupplung 13 dem Verbindungsteil 20, um das Wellenteil 19 um 180° zu schwenken, so daß der Tastfühler 16 nach oben gerichtet werden kann.

Ferner wird die Größe der Axialverlagerung zwischen Hauptteil 12 des Armes und dem vorderen Endarm 14 durch das Verbindungsteil 20 derart bestimmt, daß die Spitze des Tastfühlers 16 auf die Axiallinie des Hauptteils 12 des Armes ausgerichtet ist.

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Ein Motor 21 ist an einer Tragewand 9 des Sockels 2 getragen, wie dies rechts in Fig. 1 gezeigt ist, und eine Drehscheibe 22 ist an einer Abtriebswelle des Motors 21 befestigt. An der äußeren Endfläche dieser Drehscheibe 22 ist ein Paar Funktionsstifte 23 und 24 eingesetzt, und zwar derart, daß sie einen bestimmten Abstand zueinander aufweisen, und zwischen diesen ist ein umgebogenes Ende eines L-förmigen Stiftes 25 angeordnet, welches am Gewichttragearm 15 befestigt ist. Ferner ist ein Antriebsmechanismus 26, um den Arm 11 zur Drehung in einer bestimmten Richtung zu zwingen, vom Motor 21, der Drehscheibe 22, den Funktionsstiften 23, 24 und dem L-förmigen Stift 25 gebildet. Zusätzlich ist eine V-Nut 27 an der ümfangsfläche der Drehscheibe 22 ausgebildet (siehe Fig. 3), und die V-Nut 27 kann in Eingriff mit dem vorderen Ende eines Funktionsteiles 29 eines Mikroschalters (Grenzschalters) 28 gebracht werden. Wenn das vordere Ende des Funktionsteiles 29 in Eingriff mit der V-Nut 27 steht, dann befindet sich die Drehscheibe 22 in einer nicht drehbaren Stellung, wobei die Funktionsstifte 23 und 24 in vertikal symmetrischen Positionen bezüglich einer Horizontalebene stehen, welche durch die Achse einer Ausgangswelle des Motors 21 hindurchläuft. Ferner ist der Mikroschalter 28 an der Tragewand 9 am rechten Ende mittels einer Montageplatte 30 befestigt.

An der Tragewand 7 am linken Ende in Fig. 1 ist ein Arm-Drehwinkel-Meßmechanismus 31 befestigt, der in der Lage ist, die Drehung des Armes 11 durch den Antriebsmechanismus 26 bis über einen bestimmten Winkel hinaus zu ermitteln. Wie im einzelnen in der Schnittdarstellung in Fig. 2 und in der Perspektiv-Explosionsdarstellung in Fig. 4 gezeigt ist, umfaßt dieser Meßmechanismus 31 die folgenden Merkmale: eine Montage-Grundplatte 32, die mit der Tragewand 7 durch Schrauben verbunden ist, eine Schiebewelle 33, die verschieblich von der Montage-Grundplatte 32 getragen ist, ein oberes und ein unteres, L-förmiges Teil 36, 37, welche durch Schrauben 34, 35 an den gegenüberliegenden

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Enden der Schiebewelle 33 befestigt sind, welche aus der Montage-Grundplatte 32 herausragen, Meßelemente 40, 41, die an den L-förmigen Teilen 36, 37 durch Montageschrauben 38, 39 derart befestigt sind, daß sie in ihrer Montagelage einstellbar sind und dem Arm 11 an Positionen oberhalb bzw. unterhalb vom Arm 11 derart gegenüberliegen, daß sie in der Lage sind, gegen den Arm 11 anzuschlagen, Spiral-Druckfedern 42, 43, welche zwischen dem oberen L-förmigen Teil 36, dem unteren L-förmigen Teil 37 und der Montage-Grundplatte 32 an Stellen rund um die Schiebewelle 33 eingeschlossen sind, so daß sie die L-förmigen Teile 36, 37 an Ort und Stelle halten, und ein oberer und ein unterer Mikroschalter (Grenzschalter) 44, 45, welche als Meßschalter dienen, die an der Montage-Grundplatte 32 angebracht sind. Die Funktionsteile 46, 47 dieser Mikroschalter (Grenzschalter) 44, 45 stehen mit V-Nuten 48, 49 in Eingriff, welche in den Endflächen der oben erwähnten L-förmigen Teile

36 bzw. 37 ausgebildet sind. In diesem Fall ist die V-Nut 49, die am unteren, L-förmigen Teil 37 ausgebildet ist, flach, so daß selbst eine geringfügige Bewegung des L-förmigen Teils

37 das Funktionsteil 47 betätigen kann. Im Gegensatz hierzu ist die V-Nut 48, die am oberen, L-förmigen Teil 36 ausgebildet ist, tief und groß, so daß nur eine verhältnismäßig große Bewegung des L-förmigen Teils 36 das Funktionsteil 46 betätigen kann. Ferner ist der obere Mikroschalter 44, der als Warn-Meßschalter dient, mit einem Warnsummer oder einer Warnlampe (nicht gezeigt) verbunden und ist dazu eingerichtet, den Warnsummer ertönen zu lassen oder die Warnlampe anzudrehen, wenn das Funktionsteil

46 betätigt wird. Dagegen dient der untere Mikroschalter 45 als Meßschalter zum Anhalten des Antriebsmechanismus 26 in seinem Betrieb und ist mit einem Stromquellen-Stromkreis des Motors 21 des Antriebsmechanismus 26 verbunden sowie dazu eingerichtet, den Motor 21 im Betrieb zu unterbrechen, wenn das Funktionsteil

47 betätigt wird. Ferner bilden die Schiebewelle 33 und das obere und untere L-förmige Teil 36, 37 ein Schiebeteil 50.

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Ein Differentialumformer 51 zum Feststellen der Drehbewegung des Armes 11 ist zwischen dem Hauptteil 12 des Armes 11 und der mittleren Tragewand 8 vorgesehen, welche vom Sockel 2 des Hauptgestells 1 des Instruments nach oben ragt, und umfaßt einen Kern 52, der am Hauptteil 12 des Armes befestigt ist, sowie eine Spule 53, die an der Tragewand 8 befestigt ist.

Zusätzlich ist in Fig. 1 mit 54 ein Gegenstand bezeichnet, der vermessen werden soll, wie etwa ein zylindrisches Teil, welches eine Durchgangsbohrung aufweist, gegen welche der Tastfühler 16 anliegt.

Es wird nun eine Beschreibung der Tätigkeit dieses Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf Fig. 5 bis 7 vorgenommen, die den Antriebsmechanismus in wirksamen Stellungen zusätzlich zu Fig. 1 bis 4 darstellen.

Zum Einleiten der Messung wird zum Anordnen des Tastfühlers 16, der am einen Ende des Armes 11 befestigt ist, innerhalb des Innendurchmessers eines zu messenden Gegenstandes 54, der eine zylindrische Form aufweist, zuerst der Motor 21 des Antriebsmechanismus 26 zur Drehung der Drehscheibe 22 in einer bestimmten Richtung angetrieben. In diesem Fall ist die Drehrichtung der Drehscheibe 22 in Abhängigkeit.von der Richtung des Tastfühlers 16 bestimmt. In anderen Worten, solange der Arm 11 nicht zur Drehung in der Rückwärtsrichtung gegen die schwerkraftbedingte Drehkraft des Armes 11 gezwungen wird, liegt der Tastfühler 16 gegen den zu vermessenden Gegenstand 54 an, weil das Gegengewicht 17 derart eingestellt ist, daß der Arm 11 durch Schwerkraft in einer Richtung, in welche der Tastfühler 16 weist, jederzeit schwenken kann. Genauer gesagt, wenn der Tastfühler 16 nach unten gerichtet ist, wie dies in Fig. 1 gezeigt ist, dann trachtet der Arm 11 danach, um die Drehpunktwelle 10 im Gegenuhrzeigersinn zu schwenken. Wie dies in Fig. 6 gezeigt ist,

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wird dementsprechend die Drehscheibe 22 im Gegenuhrzeigersinn gedreht, um den oberen Funktionsstift 23 zu veranlassen, den L-förmigen Stift 25 nach unten zu drücken, wobei ein Abschnitt des Armes 11 auf der Seite des Gewichttragearms 15 zur Schwenkbewegung des Armes 11 in Uhrzeigerrichtung abgesenkt wird, so daß der Tastfühler 16 angehoben werden kann. Falls andererseits der vordere Endarm 14 auf der Mitte des Wellenteils 19 der Kupplung 13 umgedreht ist und der Tastfühler 16 nach oben gerichtet ist, dann trachtet der Arm 11 danach, im Uhrzeigersinn in Fig. 1 zu schwenken. Demzufolge wird, wie in Fig. 7 gezeigt, die Drehscheibe 22 in Uhrzeigerrichtung gedreht, um den unteren Funktionsstift 24 zu veranlassen, den L-förmigen Stift 25 nach oben zu schieben, wobei der Gewichttragearm 15 des Armes 11 angehoben wird, um den Arm 11 im Gegenuhrzeigersinn zu schwenken, so daß der Tastfühler 16 abgesenkt werden kann. In jedem Fall ist der Tastfühler derart ausgebildet, daß er von der zu vermessenden Oberfläche des zu vermessenden Gegenstandes 54 getrennt bzw. abgehoben werden kann.

Wenn nun während der erzwungenen Schwenkung des Armes 11 durch diesen Antriebsmechanismus 26 der Arm 11 entweder gegen das obere Meßelement 40 oder das untere Meßelement 41 des Arm-Drehwinkel-Meßmechanismus 31 anschlägt (um die nachfolgende Beschreibung zu vereinfachen, wird nun jener Fall beschrieben, in welchem der Tastfühler 16 nach unten gerichtet ist, wie dies in Fig. 1 gezeigt ist, und demzufolge wird der Arm 11 im Uhrzeigersinn durch die Wirkung des Funktionsstiftes 23 geschwenkt und der Arm 11 schlägt gegen das obere Meßelement 40 an), dann trachten das obere, L-förmige Teil 36, an welchem das Meßelement 40 befestigt ist, die Schiebewelle 33, die an diesem L-förmigen Teil 36 befestigt ist, und das untere, L-förmige TeU 17 däünt.h, Mich n\fi i"\n 'INvIl Min-Ii olion <.jt.ujon die Spannkraft der unteren Spiral-Druckfeder 43 zu bewegen. Zusätzlich

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betätigt eine geringfügige Bewegung des Schiebeteils 50, welches das obere und untere L-förmige Teil 36, 37 sowie die Schiebewelle 33 umfaßt, das Funktionsteil 47 des unteren Mikroschalters 45 durch die Wirkung der V-Nut 49, wobei der Motor 21 augenblicklich im Betrieb unterbrochen wird, so daß der Arm 11 daran gehindert werden kann, noch weiter zu schwenken. In diesem Fall wird die Lage des Meßelements 40 angesichts des Innendurchmessers und dgl. des zu messenden Gegenstandes 54 vorbestimmt, und demzufolge wird die Höhe des einen Endes des Armes 11 auf der Seite des Tastfühlers 16 derart bestimmt, daß das Ende des Armes 11 nicht gegen die obere oder untere Oberfläche der Innenwand des zu messenden Gegenstandes 54 anschlägt.

Wenn der Arm 11 um einen'bestimmten Winkel geschwenkt wird, wie dies oben beschrieben ist, dann wird der Vorschubmechanismus (nicht gezeigt) betätigt, um das vordere Ende des Armes 11 in den zu messenden Gegenstand 54 einzuführen. Wenn der Arm 11 bis zu einer bestimmten Lage eingeführt ist, dann wird der Vorschubmechanismus in der Tätigkeit unterbrochen, dann wird der Motor 21 des Antriebsmechanismus 26 in einer Richtung entgegengesetzt zur Richtung der erzwungenen Schwenkbewegung des Armes 11 angetrieben, der Arm 11 schwenkt in einer Richtung, in welcher der Tastfühler 16 durch Schwerkraft abgesenkt wird, und der Arm 11 wird bei der Schwenkung in einer Lage angehalten, in welcher der Tastfühler 16 gegen die innere Wandfläche der Bohrung des zu messenden Gegenstandes 54 anschlägt. Währenddessen wird der noch immer angetriebene Motor 21 im Betrieb durch die Wirkung des Mikroschalters 28 in einer Lage unterbrochen, in welcher das Funktionsteil 29 des Mikroschalters 28 in Eingriff mit der V-Nut 27 der Drehscheibe 22 steht. Hierdurch wird der L-förmige Stift 25, der am Gewichttragearm 15 des Armes 11 befestigt ist, im Betrieb gleichzeitig mit dem Stillstand des Armes 11 angehalten. Andererseits werden der

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obere und untere Funktionsstift 23, 24 gemeinsam mit der Drehscheibe 22 geschwenkt und werden gleichzeitig mit dem Stillstand des Motors 21 zum Stillstand gebracht, und somit wird die Zuordnung zwischen oberem und unterem Funktionsstift 23,

24 sowie dem L-förmigen Stift 25 eine solche, wie sie durch ausgezogene Linien in Fig. 5 bezeichnet ist. Deshalb ist der L-förmige Stift 25 innerhalb jenes Bereichs beweglich, in welchem er nicht gegen den oberen und unteren Funktionsstift 23, 24 anschlägt, so daß der Arm 11 innerhalb jenes Bereiches geschwenkt werden kann, innerhalb dessen der L-förmige Stift

25 beweglich ist.

Wenn der Tastfühler 16 gegen die Innenwandfläche des zu messenden Gegenstandes 54 anschlägt und der Arm 11 schwenkbar wird, wie dies oben beschrieben ist, dann wird der Vorschubmechanismus (nicht gezeigt) in einer Richtung entgegengesetzt der vorher erwähnten Richtung betätigt, wobei das Hauptgestell 1 des Instruments in Fig. 1 nach rechts bewegt wird. Längs dieser Bewegung des Hauptgestells 1 des Instrumentes wird der Tastfühler 16 nach rechts gefahren, wobei er die Unregelmäßigkeiten der Innenwandfläche des zu messenden Gegenstandes 54 abtastet und sich nach oben und unten bewegt, und diese Vertikalbewegungdes Tastfühlers 16 wird vom Differentialumformer 51 als Schwenkbewegung des Armes 11 festgestellt. Die vom Differentialumformer 51 aufgenommenen Daten werden mit den Vorschubdaten des Vorschubmechanismus kombiniert, wobei die Kontur des zu messenden Gegenstandes 54 auf einer Koordinaten-Aufzeichnungseinrichtung (X-Y recorder) oder dgl. angezeigt wird.

Wenn der Arm 11 angehoben wird und der vordere Endabschnitt des Armes 11 aus dem Inneren des zu messenden Gegenstandes 54 nach der Fertigstellung der Messung abgezogen wird, dann wird der Arm 11 um einen bestimmten Wert auf dieselbe Weise,

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wie oben erwähnt, angehoben, so daß der Arm 11 ausgezogen werden kann, ohne daß er gegen die Oberwand der Bohrung und dgl. beim zu messenden Gegenstand 54 anschlägt.

Falls beispielsweise ferner das Hauptgestell 1 des Instruments von Hand während der Anfangs einstellung des Hauptgestells 1 des Instrumentes betätigt wird, dann schlägt, wenn der Arm 11 über einen bestimmten Wert hinausgeschwenkt wird, der Arm 11 gegen eines der Meßelemente 40 oder 41 des Arm-Schwenkwinkel-Meßmechanismus 31 an, um das Schiebeteil 50 bis zu einem hohen Grad zu verlagern, wobei das Funktionsteil 46 des oberen Mikroschalters 44 durch die V-Nut 48 des oberen L-förmigen Teils 36 betätigt Wird, so daß der Warnsummer oder die Warnlampe für einen Alarm betätigt werden kann.

Zusätzlich sind, was den Betrieb in jenem Fall angeht, in welchem der Tastfühler 16 nach oben gerichtet ist, lediglich die Richtungen gegenüber jenen in der vorangehenden Beschreibung unterschiedlich, so daß eine detaillierte Beschreibung weggelassen werden kann.

Bei dem oben beschriebenen Ausführungsbeispiel ist der Winkel der Schwenkbewegung des Armes 11, die durch den Antriebsmechanismus 26 erzwungen ist, dazu eingerichtet, von dem Arm-Schwenkwinkel -Meßmechanismus -31 derart überwacht zu werden, daß der Abschnitt des Tastfühlers 16 des Armes 11 sanft in das "Loch oder dgl. des zu messenden Gegenstandes 54 eingeführt werden kann. Ferner ist der Arm-Schwenkwinkel-Meßmechanismus 31 durch eine Kombination mechanischer Teile derart zusammengesetzt, daß der Betrieb zuverlässig durchgeführt werden kann, ohne daß er irgendeine Energie während des Normalzustandes erfordert. Ferner ist das Schiebeteil 50 derart ausgebildet, daß es in vertikaler Richtung symmetrisch ist, so daß die Messung in einer Richtung sowohl nach oben als nach unten, in welche der

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- 17 Tastfühler weist, in gleicher Weise durchgeführt werden kann.

Zusätzlich ist bei der Verwirklichung der vorliegenden Erfindung die Methode der Messung des Schwenkwinkels des Armes
11 nicht auf eine mechanische Methode beschränkt, bei welcher die Meßelemente 40, 41 gegen den Arm 11 anschlagen, sondern die Bewegung des Armes 11 kann auch unmittelbar mittels optischer Schalter, magnetischer Schalter oder dgl. gemessen bzw. festgestellt werden.

Ferner können als Meßschalter optische Schalter oder Reed-Schalter anstelle der Mikroschalter 44, 45, bei der mechanische Anordnung des Arm-Schwenkwinkel-Meßmechanismus 31 verwendet
werden, der angewandt wird, wie dies oben erwähnt wurde.
Ferner ist die Anordnung des Antriebsmechanismus 26 nicht auf jene im oben beschriebenen Ausführungsbeispiel beschränkt,
sondern ös können auch andere Anordnungen verwendet werden.

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Leerseite

Claims

PATENTANWALT!

REPRESENTATIVES 5Si=ORt THE
EUROPEEAN PAT=MT OFFICE

31U884

A. GRÜNECKER H. KINKELDEY W. STOCKMAIR K. SCHUMANN P. H. JAKOB
G. BE2OLD

σ\ REH M»T

MIiU(LOYO MPG. Co., Ltd. No. 33-7, Shiba 5-chome Minato-ku
Tokyo, Japan

8 MÜNCHEN 22

MAXIMILIANSTRASSE Λ3

P 16 129-dg 13. April 1981

Konturmeßinstrument

Ansprüche

ί 1.) Kon türme ß instrument,

gekennzeichnet durch
die folgenden Merkmale:

- ein Arm (11)/ der schwenkbar vom Hauptgestell (1)
des Instruments gestützt ist,

- ein Antriebsmechanismus (2t)_f um den Arm zur Schwenkbewegung in einer bestimmten Richtung zu zwingen, und

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TELEFON (OBS) 92 98S9

TELEX Ο5-2Ο38Ο

TELEORAMME MONAPAT

- ein Arm-Schwenkwinkel-Meßmechanismus (31), um die Schwenkbewegung des Armes durch den Antriebsmechanismus über einen bestimmten Winkel hinaus festzustellen, um. den Antriebsmechanismus im Betrieb zu unterbrechen.
2. Konturmeßinstrument nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Arm-Schwenkwinkel-Meßmechanismus (31) die folgenden Merkmale aufweist:

- ein Schiebeteil (50), welches am Hauptgestell (1) des Instruments verschieblich ist,

- mindestens ein Spürelement (40, 41), welches am Schiebeteil befestigt ist und dem Arm (11) derart gegenüberliegt, daß es in der Lage ist, gegen den Arm anzuschlagen,

- eine Spanneinrichtung (42, 43) , um das Schiebeteil· während des Normalzustands an Ort und Stelle zu halten, und

- ein Meßschalter (44) , der dazu eingerichtet ist, betätigt zu werden, wenn der Arm gegen das Spürelement anschlägt, um das Schiebeteil über einen bestimmten Wert hinaus " gegen die Spanneinrichtung während der Schwenkbewegung des Armes zu bewegen, zum Unterbrechen des Betriebes des Antriebsmechanismus .
3. Konturmeßinstrument nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Spürelemente (40, 41) zwei in der Zahl sind, und daß die beiden Spürelemente am Schiebeteil (50) an bezüglich dem Arm (11) gegenüberliegenden Seiten befestigt sind.
4. Konturmeßinstrument nach einem der Ansprüche 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Spürelemente (40 ,41) am Schiebeteil (50) derart befestigt sind, daß sie in ihrer Lage einstellbar sind.

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5. Konturmeßinstrument nach einem der Ansprüche 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Schiebeteil (50) mit einem zweiten Meßschalter (45) zusätzlich zum ersten Meßschalter (44) zum Unterbrechen des Antriebsmechanismus (21) versehen ist, und daß der zweite Meßschalter betätigt wird, wenn das Schiebeteil in einem Maß bewegt wird, welches größer ist als in jenem Fall, in welchem der erste Meßschalter betätigt wird, um eine Warneinrichtung zu betätigen.
6. Konturmeßinstrument nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Antriebsmechanismus zum Erzwingen der Schwenkbewegung des Armes (11) in einer bestimmten Richtung die folgenden Merkmale aufweist.:

- ein Motor (21),

- eine Drehscheibe (22), welche an der Ausgangswelle des Motors befestigt ist,

- ein Paar Funktionsstifte (23, 24), welche an der Drehscheibe derart befestigt sind, daß sie einen bestimmten Abstand zueinander aufweisen,

- ein L-förmiger Stift (25), von welchem ein Ende zwischen den Funktionsstiften angeordnet ist und das andere Ende am Arm (11) befestigt ist, und

- ein Schalter (28)/ der dazu eingerichtet ist, betätigt zu werden, wenn die Drehscheibe in einer bestimmten Lage angeordnet ist.

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