DE3152731C2 - Konturmeßinstrument - Google Patents

Abstract

Ein Konturmeßinstrument besitzt gewöhnlich am Ende eines drehbar an einem Armträger (13) gelagerten Arms (6) einen Fühlstift (22), der mit der Außenfläche eines zu messenden Objekts (23) in Kontakt gebracht wird, während der Armträger parallel zur messenden Konturoberfläche bewegt wird. Infolge der Drehbewegung des Fühlstifts (22) um das Gelenk, an welchem der Arm (6) angelenkt ist, führt der Fühlstift eine Kreisbogenbewegung aus, so daß er nicht nur in Vertikalrichtung, sondern auch in Förderrichtung des Armträgers bewegt wird. Diese Bewegungen in Förderrichtung des Armträgers können Fehler in die Messung hineintragen, insbesondere wenn beträchtliche Unregelmäßigkeiten an der Außenfläche des zu messenden Objekts mit entsprechenden Ausschlägen des Fühlstifts vorhanden sind. Nach der Erfindung werden diese "Kreisbogenfehler" dadurch korrigiert, daß einerseits das Drehgelenk des Armes (6) in Förderrichtung des Armträgers (13) beweglich ausgebildet ist und andererseits ein Verbindungsglied (78) vorgesehen ist, dessen eines Ende durch den Arm (6) und dessen anderes Ende durch den festen Armträger gelenkig gelagert ist. Die Bewegungskomponente des Fühlstifts in Förderrichtung des Armträgers wird somit durch Verschiebung des Arm-Drehgelenks kompensiert.

Description

meorgan an einer Stelle angeordnet, die sich in einem

bestimmten Abstand von einer Ebene befindet, in der die Schwenkachse des Armes liegt und die parallel zur Bewegungsrichtung des Armträgers ist (nachfolgend als

Die Erfindung betrifft ein Konturmeßinstrument ge- »Bezugsebene« bezeichnet). Im besonderen ist ein Kern maß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Bei einem sol- (Magnet) des Differentialtransformators in einer Richchen Konturmeßinstrument erfolgt die Messung der tung senkrecht zu dem Arm überstehend vorgesehen Kontur eines zu messenden Objekts dadurch, daß der und eine Spule des Differentialtransformators ist am Außenfläche mit einem Taststift gefolgt wird, der an 60 Armträgerineiner Weise befestigt, daß sich der Kern in vicrn c:ncn i-rivjv eines j-irmes uCiCstigt ist. der 'r'itte derselben befindet, so daß die *y1itie!sie!!uMg

des Kerns und der Spule in deren axialen Richtung sich notwendigerweise um einen bestimmten Betrag in Abstand von der vorangehend beschriebenen Bezugsebene befindet, die die Schwenkachse des Armes enthält. Bei dieser Anordnung besteht ein Nachteil darin, daß der Neigungswert des Kerns in der Spule verschieden

Gewöhnlich ist bei einem Konturmeßinstrument ein Taststift, der mit der Außenfläche eines zu messenden Objekts in Kontakt gebracht werden soll, an dem einen Ende eines Armes befestigt, während der andere Endteil dieses Armes in einem Armträger schwenkbar gelagert ist, wobei der Schwerpunkt des Armes so gehalten wird, daß die Seite des Taststiftes etwas schwerer ist, so daß ist in Abhängigkeit von der Verschwenkung des Arms,

je nachdem sich der Arm aufwärts über die Bezugsebene oder abwärts unter die Bezugsebene bewegt, was Fehler verursacht Es wurde ein Mechanismus entwikkelt, bei welchem der Kern am Arm nicht direkt, sondern durch parallele Glieder befestigt ist so daß, wenn der Arm verschwenkt wird, sich der Kern vertikal bewegen kann, ohne in der Spule geneigt zu sein. Bei einem solchen Konturmeßinstrument können derartige, durch die Schwenkrichtung des Armes bedingte Fehler verhindert werben, jedoch bestehen Nachteile insofern, als eine solch komplizierte Bauform zu erhöhten Kosten führt und die Fehler sich steigern infolge vcn Spiel oder dergleichen von Verbindungsteilen der einzelnen Elemente, was zu vergleichsweise hohen Fehlerbeträgen führt

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Konturmeßinstrument zu entwickeln, das eine vereinfachte Bauform hat und Fehler infolge der Kreisbogenbewegung des Armes verhindert

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit einem Konturmeßinstrument gelöst, wie es durch den Anspruch 1 gekennzeichnet ist

Das Konturmeßinstrument gemäß Anspruch 1 ist verhältnismäßig einfach im Aufbau. Wenn der Arm in einer Richtung verschwenkt wird, so nimmt er hierbei die Verbindungsachse 77 mit und bewegt damit das eine Ende des Verbindungsgliedes, über welches der Arm über die festliegende Gelenkachse mit dem Armträger verbunden ist Hierdurch verkürzt sich der Abstand zwischen der festliegenden Gelenkachse und der Schwenkachse. Durch die Verkürzung dieses Abstandes wird der Arm in Richtung zu seinem freien Ende hin, d.h. in Richtung zum Fühlstift, verschoben, wodurch der durch die Kreisbogenbewegung des Armes bedingte Fehler ausgeglichen wird.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben. Durch die in Anspruch 2 angegebene vorteilhafte Ausgestaltung wird erreicht, daß sich der Kern immer symmetrisch zur Bezugsebene bewegt Infolgedessen sind die vom Kern erzeugten Signale bei gleich großen Schwenkbewegungen des Armes über oder unter die Bezugsebene immer gleich groß, und es wird hiermit eine weitere Fehlerquelle ausgeschaltet

Im folgenden wird die Erfindung in Verbindung mit den Zeichnungen näher erläutert und zwar zeigt

F i g. 1 eine Gesamtansicht eines Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Konturmeßinsti uments,

F i g. 2 in vergrößertem Maßstab einen Axialschnitt wesentlicher Teile von F i g. 1,
F i g. 3 einen Schnitt nach der Linie III-III der F i g. 2, F i g. 4 einen Axialschnitt, der gegenüber demjenigen von F i g. 2 um 90° gedreht ist,

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

F i g. 6 eine perspektivische Ansicht des Verbindungsgliedes und

F i g. 7 in vergrößertem Maßstab einen Schnitt nach der Linie VII-VII der Fig.3.

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-AntriebanzeigemechanismusS ist längs der Trägersäule 2 durch Drehen eines Handgriffes 4 vertikal beweglich. Dieser X-Richtung-Antriebanzeigemechanismus 3 dient dazu, einen y-Richtung-Anzeigemechanismus 5 in der Richtung X, d. h. in der axialen Richtung eines Armes 6 zu bewegen. In den X-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 V-Richtung-Anzeigemechanismus 5 verbunden, der in der Richtung X zusammen mit der Mutter 11 beweglieh ist

F i g. 2—7 zeigen mit Einzelheiten die Ausbildung des y-Richtung-Anzeigemechanismus 5. In diesen Figuren ist der y-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 Armteiles 18 mittels einer Buchse 19. Der erste Armteil 18 wird gebildet durch einen aus zwei Rohrstücken zusammengesetzten, näheren Armabschnitt 18Λ, der in den zweiten Armteil 20 eingesetzt ist, und durch einen entfernteren Armabschnitt 18/?, der sich von dem vorderen Ende des näheren Armabschnittes 18Λ durch ein Anschlußstück 21 erstreckt. Das eine Ende des Armabschnittes 18Λ, der aus dem zweiten Armteil 20 herausragt, und der entferntere Armteil 185 sind als dünnwandige Rohre des geringen Gewichts wegen ausgebildet, und ein Taststift 22 ist fest an dem vorderen Ende des entfernteren Armabschnittes 185 so angebracht, daß er in der radialen Richtung übersteht. Ferner kann der Armabschnitt 18ß in der vertikalen Richtung an dem Anschlußstück 21 umgekehrt werden, so daß der Taststift 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

o. dgl. versehen, damit es in einer Stellung angehalten werden kann, die um genau 180° umgekehrt ist. Ferner kann sich das Anschlußstück 21 um die Mittelachse des zweiten Armteiles 20 drehen, so daß, selbst wenn der Taststift 22 in seiner Richtung umgekehrt ist, das Spitzenende des Taststiftes 22 in der gleichen Stellung wie vor der Umkehrung sein kann.

Der erste Armteil 18 und der zweite Armteil 20 können sich in ihrer axialen Richtung gegen einander verschieben und werden normalerweise in einem bestimmten Stellungsverhältnis zueinander mit Hilfe einer Belastungseinrichtung 25 gehalten, die durch eine erste und eine zweite Druckschraubenfeder 29 bzw. 30 gebildet wird. Im besonderen ist eine Stellschraube 26 starr am rechten Ende des Armabschnittes 18Λ befestigt, eine Gleitscheibe 27 ist gleitbar auf dem Außenumfang des Armabschnittes 18Λ in einer Stellung links der Stellschraube 26 gekuppelt und die erste Schraubendruckfeder 29, die einen Teil der vorerwähnten Belastungsein-

richtung 25 bildet, ist zwischen der Gleitscheibe 27 und einem Flansch 28 begrenzt, der am Armabschnitt 18/4 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 Armteiles 20 gleitend geführt, und die zweite Schraubendruckfeder 30, die den anderen Teil der Belastungseinrichtung 25 bildet, ist zwischen der Gleitscheibe 27 und einem gestuften Teil 34 des Innendurchmessers des zweiten Armteiles 20 begrenzt, wodurch die Gleitscheibe 27 in Anlage an der inneren Endfläche einer Gehäusemutter 31 gehalten wird, die in das rechte Ende des zweiten Armteiles 20 eingeschraubt ist und durch die zweite Schraubendruckfeder 30 belastet ist An der inneren Endfläche dieser Gehäusemutter 3i ist eine Ausnehmung 32 ausgeformt, innerhalb welcher der Kopf der Stellschraube 26 in der axialen 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 gedrückt wird, wodurch der erste und der zweite Armteil 18 bzw. 20 normalerweise im gezeigten Zustand gehalten sind. Wenn unter dieser Bedingung der erste Armteil 18, gemäß Fig.2, durch eine Kraft nach rechts gepreßt wird, deren Wert höher als die Belastungskraft der ersten Schraubendruckfeder 29 ist wird der Armabschnitt 18Λ nach rechts entgegen der Belastungskraft der ersten Schraubendruckfeder 29 bewegt, was zur Folge hat, daß die Gleitscheibe 27 aus der Anlage mit der Stellschraube 26 gebracht wird. Wenn dagegen der erste Arm 18, gemäß F i g. 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 Armabschnittes 18Λ fest verbunden ist nach links gedrückt so daß sich der Armabschnitt 18.4 zusammen mit der Gleitscheibe 27 entgegen der Belastungskraft der zweiten Schraubendruckfeder 30 nach links bewegt

Durch den Flansch 28 des Armabschnittes 18Λ ist in der waagrechten Richtung, d. h. in einer Richtung, welche in Fig.2 senkrecht zur Zeichenebene ist eine Schwenkachse 33 eingesetzt deren entgegengesetzte Enden aus dem zweiten Armteil 20 durch einen Schlitz 34 desselben herausragen, wobei Lager 35 auf den beiden Enden angeordnet sind. Diese Lager 35 stützen sich auf je einer Nadel 36 (siehe Fig.5) ab, weiche eine imaginäre gerade verlaufende Führungsfläche bilden und fest am Armträger 13 angebracht sind, so daß die Schwenkachse 33 des aus den Armteilen 18,20 gebildeten Armes 6 in Richtung der X-Vorschubrichtung verschiebbar ist

Ferner ist der Mittelteil der Schwenkachse 33 mittels einer Schraube 38 festgehalten, die durch einen Schlitz 37 (siehe F i g. 2) eingeführt ist der an der Oberseite des zweiten Annteiles 20 ausgebildet ist Am oberen Endteil dieser Schraube 38 ist ein Betätigungsglied 39 starr befestigt gegen welches ein Bedienungsarm 42 eines Mikroschalters 41 anliegt der am Außenumfang des zweiten Armteiles 20 durch eine Halterung 40 befestigt ist Bei der vorangehend beschriebenen Anordnung kann, wenn sich der Armabschnitt 18A gegen die Belastungseinrichtung 25 bewegt um eine relative Bewegung des ersten Armteiles 18 zu dem zweiten Armteil 20 zu machen, die relative Bewegung beider Armteile 18, 20 durch den Mikroschalter 41 festgestellt werden, der an eine Stromquelle des in Verbindung mit F i g. 1 beschriebenen Antriebsmotors 7 angeschlossen ist. Bei der Betätigung durch das Betätigungsglied 39 schaltet der Mikroschalter 41 die Stromquelle des Antriebsmotors 7 ab.

Starr an einem Kernteil der Gehäusemutter 31, die am rechten Ende des zweiten Armteiles 20 angeordnet ist, ist das eine Ende eines Ausgleichschaftes 43 befestigt an dessem anderen Ende ein Ausgleichgewicht 44 angeordnet und mittels eines Bolzens 45 feststellbar ist. Weitere in der Zeichnung dargestellte Einzelheiten der Ausgleichseinrichtung werden hier nicht näher beschrieben, da sie außerhalb des Rahmens vorliegender Erfindung liegen.

Wie in F i g. 3 und 4 gezeigt, ist auf der einen Seite des Mittelteils des zweiten Armteiles 20 ein Ausschnitt 68 geformt und ein Differentialtransformator 69, der als Kontursignalaufnahmeorgan dient, auf dem Armträger 13 innerhalb des Ausschnitts 68 angeordnet. Ein Kernschaft 70 dieses Differentialtransformators 69 ist am Außenumfang des zweiten Armteiles 20 durch eine Halterung 71 befestigt, so daß der Betrag der Schwenkung des zweiten Armteiles 20 um die Schwenkachse 33 gemessen werden kann. Ferner ist, wie in vergrößertem Maßstab in F i g. 7 gezeigt, eine Spule 73 in einem Gehäuse 72 des Differentialtransformators 69 angeordnet Die Mitte dieser Spule 73 in vertikaler Richtung gemäß F i g. 7 ist auf einer Bezugsebene P angeordnet, die durch die Schwenkachse 33 des Arms 6 parallel zur X-Vorschubrichtung des Armträgers 13, die durch einen doppelendigen Pfeil X in F i g. 1 angegeben ist verläuft. Die Abstände L von einem Punkt, an welchem die Bezugsebene P die Spule 73 durchquert zur oberen und zur unteren Endfläche der Spule 73 sind infolgedessen einander gleich. Ferner erstreckt sich der Kernschaft 70 in eine Mittelbohrung der Spule 73 und trägt in der Mittelbohrung einen axial beweglichen Kern 74. Die Stellung, in welcher der Kern 74 am Kernschaft 70 festgemacht wird, wird so bestimmt daß, wenn der Arm 6 in einer solchen Weise angeordnet ist daß die Spitze des Taststiftes 22 auf die Bezugsebene P eingestellt ist (nachfolgend als »Armbezugsstellung« bezeichnet), die Mitte des Kerns 74 auf die Bezugsebene ^eingestellt ist so daß die Abstände / von dem Punkt an welchem die Bezugsebene P den Kern 74 durchquert zur oberen und zur unteren Endfläche des Kerns 74 einander gleich sind.

Ein in Draufsicht U-förmiges Trägerglied 75 ist starr am linken Ende des zweiten Armteiles 20, wie insbesondere in F i g. 4 gezeigt befestigt Zwischen die Enden der U-Schenkel dieses Trägergliedes 75 greift das eine Ende eines Verbindungsgliedes 78 ein, welches über eine aus zwei Zapfen 77a und je gebildete Verbindungsachse 77 gelenkig mit dem Trägerglied 75 und einem Lager 76 über dieses mit dem Armteil 20 verbunden ist Das andere Ende des Verbindungsgliedes 78 ist über zwei Ständer 81, die an dem Armträger 13 angeformt sind, mittels eines der durch die beiden Zapfen 79a und je eines Lagers 80 gebildete, festliegende Gelenkachse 79 gelenkig mit dem Armträger 13 verbunden. Wie in Fig.6 gezeigt ist das Verbindungsglied 78 so geformt daß entgegengesetzte Seiten eines Zylinders mit einer durchgehenden Bohrung 82 von elliptischer Form im Querschnitt in der axialen Richtung abgeflacht sind, von welchen abgeflachten Seiten 78a die Zapfen 77a, 79a abstehen, wobei sich der Armabschnitt 18/4 durch die durchgehende Bohrung 82 mit Abstand hindurch er-

streckt. Die Kreisbogenfehlerkorrektureinrichtung des Arms 6 umfaßt das Trägerglied 75, die Lager 76,80, die Zapfen 77a, 79a, das Verbindungsglied 78 und die Ständer 81 des Armträgers 13. Die festliegende Gelenkachse 79 ist dabei in der Bezugsebene P, in welcher sich auch die Schwenkachse 33 befindet, angeordnet. Wenn sich die Spitze des Taststiftes 22 auf der Bezugsebene P befindet, d. h. in der Artnbezugsstellung, liegt auch die Verbindungsachse 77 in der Bezugsebene P, und auch die Achse des Armabschnittes 18Λ ist im wesentlichen auf dieser Bezugsebene Pangeordnet.

Außerdem ist in F i g. 1 ein mit 90 bezeichneter Rekorder dargestellt, der ein sogenannter ΛΎ-Rekorder ist, zur Aufnahme eines Drehwert-Signals der Schraubspindel 9 vom Drehungsanzeiger bzw. -Fühler 10, d. h. ein Bewegungswert-Signal der y-Richtung-Anzeige- bzw. Fühleinrichtung 5 in der Richtung X und ein Bewegungswertsignal in der Richtung Y (Fördersignal) des Armes 6 vom Differentialtransformator 69 der V-Richtung-Anzeige- bzw. Fühlrichtung 5. Wenn die beiden Signale kombiniert werden, wird die Darstellung der Kontur der Außenfläche des zu messenden Objektes 23 auf einem Aufzeichnungspapier dargestellt.

Im Folgenden wird die Wirkung dieser Ausführungsform beschrieben.

Das zu messende Objekt 23 wird auf die Basis 1 direkt oder mit einer bestimmten Halterung od. dgl. aufgebracht. Anschließend wird der Handgriff 4 gedreht zur Einstellung des Taststiftes 22 in der vertikalen Richtung (Richtung Y) durch die Λ-Richtung-Antriebsanzeige- bzw. Fühleinrichtung 3 und die V-Richtung-Anzeige- bzw. Fühleinrichtung 5 und den Antriebsmotor 7 der A"-Richtung-Antriebsanzeige- bzw. Fühleinrichtung 3 zur Einstellung des Taststiftes 22 in der seitlichen Richtung (Richtung X), so daß der Taststift 22 geringfügig oberhalb des linken Endteils des in F i g. 2 gezeigten zu messenden Objektes 23 angeordnet ist

Wenn dann der Gleichstrommotor 47 angetrieben wird und die Ausgleichseinrichtung die Schwenkbewegung des Armes 6 freigibt, um den exzentrischen Nokken 48 zu drehen, wird das Gewicht des Teils des Arms 6 vom Gelenkschaft 33 zum Ende des Fühlstiftes etwas schwerer als das Gewicht des Teils des Arms vom Gelenkschaft 33 zum Ende des Ausgleichsgewichts 44 infolge der das Gleichgewicht störenden Kraft, so daß das obere Ende des Stiftes 46 langsam ansteigt, wobei sich dieser an der Kurvenfläche des exzentrischen Nockens 48 anlegt. Der Taststift 22 bewegt sich dabei langsam abwärts zur Anlage an der Außenfläche des zu messenden Objektes 23 ohne jeden Stoß. Es wird dann der Armträger 13 durch den Antriebsmotor 7 und die Schraubspindel 9 gemäß F i g. 1 nach rechts bewegt Hierdurch wird auch der Taststift 22 nach rechts bewegt, wobei er sich entsprechend den Unregelmäßigkeiten der Kontur der Außenfläche des zu messenden Objekts 23 vertikal bewegt Diese vertikale Bewegung des Taststiftes 22 wird in Schwenkbewegungen des Armes 6, d. h. des ersten und des zweiten Annteiles 18, 20 um die Schwenkachse 33 umgewandelt, wodurch der mit dem zweiten Armteil 20 über die Halterung 71 verbundene Kernschaft 70 in seiner Achsrichtung bewegt wird. Der Wert der Verlagerung des Kernschaftes 70 wird durch den Differentialtransformator 69 festgestellt, der als Kontursignal-Aufnahmeorgan dient Dabei wird gleichzeitig der Verlagerungswert der y-Richtung-Anzeige- bzw. Fühleinrichtung 5 in der Richtung X festgestellt durch die Feststellung der Drehung der Schraubspindel 9 mittels des Drehungsanzeigers 10. Die Verlagerung in der X-Richtung sowie die Verlagerung in der V-Richtung werden auf einem Aufzeichnungspapier durch den Rekorder 90 aufgezeichnet.

Bei der Messung des zu messenden Objektes 23 entstehen, wenn keine großen Unregelmäßigkeiten an der Kontur der Außenfläche des Objektes 23 vorhanden sind, nur geringe Probleme. Wenn jedoch große Unregelmäßigkeiten vorliegen, können die sogenannten Kreisbogenfehler die Probleme erhöhen. Im besonderen wäre es ideal, wenn sich der Taststift 22 normalerweise in der vertikalen Richtung (Richtung Y) bewegen würde. Die Bewegung des Taststiftes 22 ist jedoch tatsächlich die Schwenkbewegung um die Schwenkachse 33, d. h. eine Kreisbogenbewegung. Wenn der Schwenkwinkel des Armes 6 gegenüber der Bezugsebene P eine bestimmte Größe überschreitet, wird die durch die Kreisbogenbewegung bedingte Verlagerung der Spitze des Taststiftes 22 in ^-Richtung, in einem nicht vernachlässigbaren Maße groß, wodurch sich Fehler bei der Messung ergeben, die eine gewisse Korrektur durch die Kreisbogenfehlerkorrektureinrichtung erfordern.

Wenn nun angenommen wird, daß der Taststift 22 aufwärtsbewegt wird, drehen sich der erste Armteil 18 im Uhrzeigersinn und der zweite Armteil 20 sowie das an diesem angeformte Trägerglied 75 ebenfalls im Uhrzeigersinn. Da das Verbindungsglied 78 einerseits mit dem Trägerglied 75 durch die Verbindungsachse 77 und andererseits über die Gelenkachse 79 mit den Ständern

81 des Armträgergliedes 13 verbunden ist, wird das Verbindungsglied 78 gegen den Uhrzeigersinn verschwenkt. Dabei wird das Verbindungsglied 78 durch das zweite Armteil 20 mittels der Verbindungsachse 77 nach oben geschwenkt. Dies bewirkt eine Verkürzung des Abstandes zwischen der festliegenden Gelenkachse 79 und der Schwenkachse 33. Wegen der festliegenden Gelenkachse 79 bewegt sich die Schwenkachse 33, welche mittels der Lager 35 auf den Nadeln 36 abgestützt ist gemäß F i g. 2 nach links, so daß sich der erste Armteil 18 und der Taststift 22 auch etwas nach links bewegen. Je höher der Taststift 22 steigt, umso mehr wird er durch die Wirkung der Kreisbogenfehlerkorrektureinrichtung nach links bewegt Umgekehrt wird wegen der Bewegung des Taststiftes 22 auf einem Kreisbogen infolge der Schwenkbewegung des Armes 6 um die Schwenkachse 33 der Taststift 22 umso weiter narh rechts bewegt, je höher er angehoben wird. Die vorangehend beschriebenen beiden Wirkungen heben einander auf und schließlich steigt die Spitze des Taststiftes 22 im wesentlichen vertikal an, wodurch das Auftreten von Kreisbogenfehlern verhindert werden kann.

Wie ausgeführt, wird der Arm 6 durch eine Bohrung

82 des Verbindungsgliedes 78 geführt, so daß das Instrument in seiner Größe kompakt gehalten werden kann. Außerdem ist das Verbindungsglied 78 mit einer vergleichsweise dünnen Wandstärke ausgebildet Infolgedessen wird beim Zusammenbau der Lager 76, 80 mit den Zapfen 77a, 79a, wenn die Lager 76,80 etwas stark in axialer Richtung angezogen werden, das Verbindungsglied 78 entsprechend zur Bohrung 82 einwärts verformt, was zur Folge hat, daß das zwischen den Lagern 76, 80 und den Zapfen 77a, 79a infolge von Langzeitbetrieb entstehende Spiel durch das Verbindungsglied 78 absorbiert wird, so daß nach längerem Gebrauch kein Spiel entsteht.

Das Verbindungsglied 78 ist nicht auf ein im Querschnitt ringförmiges beschränkt, sondern es kann im Querschnitt U-förmig sein, wobei die eine Längsseite

des Verbindungsgliedes offen ist, in welchem Falle die
durchgehende Bohrung 82 durch eine durchgehende
Nut ersetzt ist.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Konturmeßinstrument mit einem Arm, der an seinem einen Endteil einen zum Abtasten des zu messenden Objekts dienenden Taststift trägt und mit seinem anderen Endteil um eine Schwenkachse in einem Armträger schwenkbar gelagert ist, der in einer im wesentlichen in Längsrichtung des Armes verlaufenden X-Vorschubrichtung beweglich ist, mit einem Kontursignalaufnahmeorgan, welches die bei Bewegung des Armträgers in seiner X-Vorschubrichtung durch den der Kontur des Objektes folgenden Taststift bedingte Schwenkbewegung des Armes mißt, und mit einer Kreisbogenfehlerkorrektureinrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwenkachse (33) des Armes (6; 18, 18A, 18B, 20, 75) gegenüber dem Armträger (13) in Richtung der X-Vorschubrichtung beweglich gelagert ist, und der Taststift ständig in Anlage an der Außenfläche des zu messenden Objekts sein kann. Bei der Messung der Kontur der Außenfläche des Objektes mittels eines Konturmeßinstrumentes dieser Ari wird der Armträger in der axialen Richtung des Armes bewegt, wobei sich der Taststift entsprechend der Kontur der Außenfläche des zu messenden Objekts bewegt und hierbei den Arm um seine Schwenkachse verschwenkt Diese Schwenkbewegung des Armes wird durch das Kontursignalauf-

nahmeorgan, beispielsweise duch einen Differentialtransformator, festgestellt und das durch dieses Kontursignalaufnahmeorgan festgestellte Signal wird mit einem Signal der Bewegung des Armträgers in axialer Richtung des Armes kombiniert, um die Messung der

Kontur des Objekts auszuführen.

Bei einem solchen herkömmlichen Konturmeßinstrument (US-PS 4141 148) bewegt sich der Taststift infolge der Schwenkbewegung des Armes um seine Schwenkachse auf einem Kreisbogen, so daß er also nicht nur

daß zwischen dem Arm (6) und dem Armträger (13) 20 senkrecht zur Außenfläche des zu messenden Objekts ein Verbindungsglied (78) vorgesehen ist, dessen ei- bewegt wird, sondern auch in der Bewegungsrichtung nes Ende über eine Verbindungsachse (77) gelenkig
mit einem Armteil (20,75) und dessen anderes Ende

über eine gegenüber dem Armträger (13) festliegendes Armträgers. Die Bewegung in dieser Bewegungsrichtung kann daher Fehler in die Messung hineintragen und, wenn beträchtliche Unregelmäßigkeiten an der

de Gelenkachse (79) mit diesem verbunden ist, und 25 Außenfläche des zu messenden Objekts vorhanden sind, daß die Schwenkachse (33) und die Gelenkachse (79) können die Fehler entsprechend zunehmen, wodurch eine in Vorschubrichtung verlaufende Bezugsebene
(P) definieren, in welcher die Verbindungsachse (77)
angeordnet ist, wenn sich die Spitze des Taststiftes
(22) in dieser Bezugsebene (P) befindet, und daß
beim Verschwenken des Armes (6) gegenüber dieser
Bezugsebene (P) in einer Drehrichtung das Verbindungsglied (78) in der entgegengesetzten Drehrich

tung um die festliegende Gelenkachse (79) vereine genaue Messung der Kontur des Objekts mit dem Taststift undurchführbar wird. Zur Überwindung dieses Problems wurde ein Mechanismus vorgeschlagen, bei welchem das eine Ende einer Gliedstange an einem Endteil des Armes entgegengesetzt der Seite schwenkbar gelagert ist, an welcher der Taststift befestigt ist, und das andere Ende der Gliedstange auf einem Armträger (Gleitplatte) gelagert ist, so daß, wenn der Arm

schwenkbar ist, wodurch der Abstand zwischen der 35 verschwenkt wird, die Gliedstange um die Achse ver-Schwenkachse (33) und der festliegenden Gelenk- schwenkt wird, die auf dem Armträger vorgesehen ist, achse (79) verkürzt wird.

2. Konturmeßinstrument

nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Kontursignalaufnahmeorgan ein Differentialtransformator (89) ist und die Mittelstellung eines Kerns (74) des Differentialtransformators auf die Bezugsebene (P) eingestellt ist, wenn die Spitze des Taststiftes (22) auf die Bezugsebene ^eingestellt ist.

wobei infolge dieser Verschwenkung der Arm in einer Richtung zur Korrektur der Kreisbogenfehler bewegt wird und somit die Spitze des Taststiftes sich im wesentliehen senkrecht zur Außenfläche des zu messenden Objekts bewegen kann, wodurch das Auftreten von Kreisbogenfehlern vermieden wird (siehe japanische Patentanmeldung 53 352/78).
Bei dem Mechanismus der vorangehend beschriebe-

3. Konturmeßinstrument nach Anspruch 1, da- 45 nen Art ist jedoch eine Gliedstange als Träger des Ardurch gekennzeichnet, daß das Verbindungsglied mes erforderlich, und darüber hinaus besteht ein Nach-(78) eine durchgehende Bohrung (82)

eine durchgehende Bohrung (82) oder eine durchgehende Nut aufweist, durch welche sich ein Armteil (18) des Armes (6) hindurch erstreckt. teil darin, daß der Arm nicht an der am meisten bevorzugten Stellung vorgesehen ist, so daß eine Kraft von übermäßig hohem Wert auf den Arm wirken kann. Außerdem ist bei diesem bekannten Konturmeßinstrument ein Differentialtransformator als Kontursignalaufnah-