DE3313155A1

DE3313155A1 - Messmaschine

Info

Publication number: DE3313155A1
Application number: DE19833313155
Authority: DE
Inventors: Michael 8752 Kleinostheim Taupp
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1983-04-12
Filing date: 1983-04-12
Publication date: 1984-10-18

Description

Beschreibung
Die Erfindung betrifft eine Meßmaschine mit einer Meßplatte und einem darauf in einer X-Richtung verschiebbar geführten Maschinenfuß, der einen Ständer trägt, auf dem in einer zur X-Richtung rechtwinkligen Z-Richtung ein Schlitten verschiebbar geführt ist, welcher vorzugsweise einen Meßarm trägt, der in der zur Z-Richtung und zur X-Richtung rechtwinkligen Y-Richtung verschiebbar ist.
Mit derartigen Meßmaschinen können Werkstücke in den drei zueinander rechtwinkligen Richtungen geprüft und gemessen werden, beispielsweise zur genauen Bestimmung der Längenmaße in verschiedenen Ebenen, zur Oberflächenprüfung und dergleichen mehr. Um eine möglichst hohe Genauigkeit zu gewährleisten, ist es besonders wichtig, daß der Ständer und gegebenenfalls auch der Meßarm möglichst steif und formbeständig sind.
Bei bekannten Meßmaschinen der eingangs erläuterten Art bestehen der Ständer und der Meßarm aus Stahl, weil Stahl einen sehr hohen Elastizitätsmodul hat und gegen Temperaturschwankungen verhältnismäßig unempfindlich ist. Durch das große Gewicht der Stahlteile ist die Meßmaschine allerdings sehr schwer, wobei hinzukommt, daß aufgrund der großen Belastungen die Schiebeführungen im Lauf der Zeit ungenau werden. In Extremlagen des Schlittens können sich die Belastungen aufgrund des hohen Gewichtes als Durchbiegungen des Ständers und des Meßarmes bemerkbar machen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine gattungsgemäße Meßmaschine so zu verbessern, daß diese trotz ei- ner erheblichen Gewichtsverringerung eine höhere Genauigkeit und größere Lebensdauer aufweist.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß der Ständer aus einem Kohlenstoffaserlaminat besteht.
Sofern vorhanden, kann auch der Meßarm aus Kohlenstofffaserlaminat hergestellt sein.
Bei diesem Werkstoff handelt es sich um Kohlenstoffasern, die im Verbund mit Reaktionsharzmassen, wie ungesättigte Polyester-, Epoxid- oder Polyimidharzen verarbeitet sind. Die Kohlenstoffasern können durch Beigabe anderer Faserarten, insbesondere Glasfasern und Aramidfasern, zu einem Hybridgewebe verarbeitet sein.
Der erfindungsgemäß aus Kohlenstoffaserlaminat hergestellte Ständer oder Meßarm hat gegenüber einem abmessungsgleichen Bauteil aus Stahl ein erheblich geringeres Gewicht; das Gewichtsverhältnis liegt dabei in der Größenordnung 1:6. Die für die Meßmaschine besonders ausschlaggebenden Werkstoffeigenschaften wie Elastizitätsmodul und Wärmedehnungskoeffizient des Kohlenstoffaserlaminats liegen dabei in den Größenordnungen der Werte für Stahl, wobei die Wärmedehnung bei Kohlenstoffaserlaminat noch geringer ist als bei Stahl.
Durch das geringere Gewicht der genannten Bauteile der Maschine ergibt sich auch ein leichteres Bewegen des Schlittens und des Meßarmes, was ein gefühlvolles Messen begünstigt. Ebenfalls aus Gewichtsgründen ist die Belastung der Führungen geringer, was sich vorteilhaft auf die Lebensdauer der Meßmaschine auswirkt.
In Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, daß der Ständer bzw. der Meßarm hohl ist und wenigstens eine innere Versteifungsrippe aufweist, die sich über die Länge des Stempels bzw. des Meßarmes erstreckt und zwei gegenüberliegende Wände des Ständers bzw. des Meßarmes verbindet.
Zur Erhöhung der Steifigkeit ist es dabei vorteilhaft, wenn der Ständer im Querschnitt im wesentlichen rechteckig ist, wobei die Versteifungsrippe parallel zu den beiden breiten Wänden des Ständers verläuft und mit in die beiden schmalen Wände einmündet. Vorzugsweise liegt dabei die Ebene, in der die Y-Richtung und di,e Z-Richtung liegen, in der Vesteifungsrippe.
Bei einer derartigen Ausbildung hat auch ein sehr weit in Y-Richtung auskragender Meßarm keine Durchbiegung des Ständers zur Folge.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung sind auf die Außenseiten der Wände des Ständers und des Meßarms gehärtete Führungsleisten für Wälzlager auflaminiert.
Da die Führungsleisten erst nach dem Härten mit dem Kohlenstoffaserlaminat verbunden werden, wird ein Verzug des Ständers und des Meßarms durch das Härten ausgeschaltet und können sich keine Formänderungen durch Materialspannungen einstellen.
Es ist vorteilha-ft, wenn die beiden schmalen Wände des Ständers mindestens je eine lastaufnehmende Führungsleiste und die beiden breiten Wände des Ständers Führungsleisten für die Verschiebebewegung des Schlittens tragen.
Die Erfindung ist nachstehend an einem Ausführungsbeispiel erläutert, das in der Zeichnung dargestellt ist.
Es zeigen: Figur 1 eine schematische Ansicht einer Meßmaschine gemäß der Erfindung, Figur 2 eine Ansieht der Meßmaschine in einer dazu rechtwinkligen Richtung und Figur 3 eine perspektivische Darstellung des Ständers.
Die Figuren 1 und 2 zeigen eine Meßmaschine mit einer Meßplatte 10, mit der ein Leitlineal 12 fest verbunden ist. Auf dem Leitlineal 12 ist ein Maschinenfuß 14 in X-Richtung verschiebbar geführt.
Auf dem Maschinenfuß 14 ist ein vertikaler Ständer 16 befestigt. Auf diesem Ständer ist in bekannter Weise ein Schlitten 18 in der zur X-Richtung rechtwinkligen Z-Richtung verschiebbar geführt. Der Schlitten 18 trägt einen Meßarm 20, an dessen einem Ende 22 ein Meßgerät gehaltert werden kann. Der Meßarm 20 ist in dem Schlitten 18 in der zur Z-Richtung und zur X-Richtung rechtwinkligen Y-Richtung verschiebbar.
Die drei Achsen X, Y und Z können in bekannter Weise durch Handräder mit zusätzlichen Feineinstellvorrichtungen über den gesamten Meßbereich verstellt und festgestellt werden. Die Verschiebeführungen des Maschinenfußes 14 auf dem Leitlineal 12, des Schlittens 18 am Ständer 16 und des Meßarmes 20 im Schlitten 18 bestehen vorzugsweise aus Wälzlagern, die eine gute Leichtgängig- keit und damit ein gefühlvolles Messen sicherstellen.
Wie Figur 3 zeigt, hat der Ständer 16 einen im wesentlichen rechteckigen Querschnitt mit zwei breiten Wänden 24 und zwei schmalen Wänden 26. Parallel zu den beiden breiten Wänden 24 erstreckt sich über die gesamte Länge des Ständers 16 eine Versteifungsrippe 28, die mittig in die beiden schmalen Wände 26 einmündet.
Zur optimalen Aufnahme der durch den Meßarm 20 ausgeübten Biegebeanspruchungen auf den Ständer 16 ist dieser so angeordnet, daß die Ebene, in der die Y-Richtung und die Z-Richtung liegen, durch die Versteifungsrippe 28 verläuft.
Aus demselben Grund ist auf die beiden schmalen Wände 26 je eine lastaufnehmende Führungsleiste 30 mittig aufgesetzt, während die beiden breiten Wände 24 je zwei Führungsleisten 32 für den Schlitten 18 tragen. Die gehärteten Führungsleisten 30 und 32 sind auf die Außenseiten der Wände des Ständers 16 auflaminiert, welcher erfindungsgemäß aus einem Kohlenstoffaserlaminat besteht.
Die Führungsleisten 30 und 32 dienen als Lauffflächen für die Wälzführungseinrichtungen des Schlittens 18 auf dem Ständer 16.
In Figur 2 ist angedeutet, daß an der Oberseite des Schlittens 18 ein Stahlseil 34 befestigt ist, das über eine Umlenkrolle 36 am oberen Ende des Ständers 16 geführt ist und an seinem unteren Ende ein Gegengewicht 38 trägt. Da auch der Meßarm 20 aus Kohlenstoffaserlaminat besteht, das wesentlich leichter als Stahl ist, ist auch das Gegengewicht 38 erheblich leichter als bei herkömmlichen Meßmaschinen. Dadurch wird das Stahlseil 34 wesentlich geringer beansprucht, so daß seine Lebensdauer entsprechend dem Gewichtsverhältnis etwa sechsmal länger ist als bei traditionellen Meßmaschinen.

Claims

Meßmasa-hine Patentansprüche Meßmaschine mit einer Meßplatte und einem darauf in einer X-Richtung verschiebbar geführten Maschinenfuß, der einen Ständer trägt, auf dem in einer zur X-Richtung rechtwinkligen Z-Richtung ein Schlitten verschiebbar geführt ist, welcher vorzugsweise einen Meßarm trägt, der in der zur Z-Richtung und zur X-Richtung rechtwinkligen Y-Richtung verschiebbar ist, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß der Ständer (16) aus einem Kohlenstoffaserlaminat besteht.
2. Meßmaschine nach Anspruch 1, dadurch g e -k e n n z e i c h n e t , daß der Meßarm (20) aus einem Kohlenstoffaserlamiant besteht 3.
Meßmaschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß der Ständer (16) bzw. der Meßarm (20) hohl ist und wenigstens eine innere Versteifungsrippe (28) aufweist, die sich über die Länge des Ständers (16) bzw. des Meßarmes (20) erstreckt und zwei gegenüberliegende Wände (26) des Ständers (16) bzw. des Meßarmes verbindet.
Meßmaschine nach Anspruch 3, dadurch g e -k e n n z e i c h n e t , daß der Ständer (16) im Querschnitt im wesentlichen rechteckig ist, wobei die Versteifungsrippe (28) parallel zu den beiden breiten Wänden (24) des Ständers (16) verläuft und mittig in die bieden schmalen Wände (26) einmündet.
5. Meßmaschine nach Anspruch 4, dadurch g e -k e n n z e i c h n e t , daß die Ebene, in der die Y-Richtung und die Z-Richtung liegen, in der Versteifungsrippe (28) liegt.
6. Meßmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß auf die Außenseiten der Wände (24, 26) des Ständers (16) und des Meßarms (20) gehärtete Führungsleisten (30, 32) für Wälzlager auflaminiert sind.
7. Meßmaschine nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß die beiden schmalen Wände (26) des Ständers (16) mindestens je eine lastaufnehmende Führungsleiste (30) und die beiden breiten Wände (24) des Ständers (16) Führungsleisten (32) für die Verschiebebewegung des Schlittens (18) tragen.