DE3327266A1

DE3327266A1 - Verschiebungsmessinstrument

Info

Publication number: DE3327266A1
Application number: DE19833327266
Authority: DE
Inventors: Souji Kawasaki Ichikawa
Original assignee: Mitutoyo Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Mitutoyo Manufacturing Co Ltd
Priority date: 1982-07-28
Filing date: 1983-07-28
Publication date: 1984-02-02
Also published as: DE3327266C2; GB8320146D0; GB2124381B; GB2124381A; US4549353A

Description

Verschiebungsmeßinstrument Beschreibung

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Verschiebungsmeßinstrunente, und insbesondere auf Verbesserungen bei einem Verschiebungsrneßinstrument, bei dem ein erster Fühler ar. einem ersten Glied befestigt ist, ein zweiter Fühler, der an einem zweiten Glied befestigt ist, zusammen mit dem zweiten Glied längs des genannten ersten Gliedes hin- und herbewegt werden kann, und bei dem eine relative Verschiebung zwischen dem ersten und dem zweiten Glied durch eine relative Verschiebung zwischen dem ersten und zweiten Fühler gemessen wird.

Ein bekanntes Längenmeßinstrument derjenigen Art, die zur Messung und Einstellung des Lageverhältnisses zweier Gegenstände dient, ist beispielsweise in den Fig. 1 bis dargestellt.

Wie in den Zeichnungen dargestellt ist, hat ein längliches Gehäuse 1 einen hohlen Querschnitt mit einer im wesentliehen quadratischen Form, und ist in einer Richtung senkrecht zur Papierfläche von Fig. 1 länglich ausgebildet, und hat eine Öffnung 2 längs einer Seitenfläche in der Längsrichtung über annähernd die gesamte Länge.

Ein Erfassungs- oder Meß-Mechanismus 3, der als bewegliches Glied ausgeführt ist, steht in anstoßendem Kontakt mit der Endfläche des oben genannten, länglichen Gehäuses 1 auf der Seite der Öffnung 2 durch ein verschiebbares Glied U. Der Mechanismus 3 ist in Längsrichtung des länglichen Gehäuses 1 beweglich.

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Ein Arm 5, der sich in das längliche Gehäuse 1 von der Öffnung 2 aus erstreckt, ist einteilig mit der unteren Fläche des Erfassungsmechanismus 3 ausgebildet. Weiterhin ist ein Paar von Magneten 6 an Orten vorgesehen, die nahe an der Öffnung 2 an der äußeren Seitenfläche des länglichen Gehäuses 1 liegen. Ein Blockglied 7, das aus einem dünnen Eisenblech gebildet ist, wird durch diese Magneten in einer solchen Weise angezogen, daß die Öffnung 2 bedeckt ist, wodurch Staub und ähnliche Gegenstände vom Eindringen in das längliche Gehäuse 1 durch die Öffnung 2 abgehalten werden.

Das Blockglied 7 ist an einem Bereich angeordnet, in den der Ar ir. 5 des Heßmechanismus 3 eingesetzt wird, und erstreckt sich durch eine Kerbe 8 mit konvexem Querschnitt, . wenn die Kerbe 8 von der Seite betrachtet wird, wobei entgegengesetzte Enden hiervon in aer unteren Fläche des Erfassungsmechanismus 3 geöffnet sind. Der Arm 5, der durch diese Kerbe 8 überschritten wird, ist in das längliehe Gehäuse 1 einsetzbar.

In einer Kerbe 9, die in dem länglichen Gehäuse 1 in dessen Längsrichtung ausgebildet ist, ist der untere Endabschnitt einer Hauptskala 10, die aus Glas besteht. An einer Seitenfläche 1OB (einer abgestuften Fläche) der Skala ist eine senkrechte saumartige Abstufung bzw. Graduierung 10A (s. Fig. 2) vorgesehen. Die Hauptskala 10 ist in fester Weise durch ein Klebemittel HC oder dergleichen befestigt.

Der Arm 5 des Meß- oder Erfassungs-Mechanismus 3 erstreckt sich in eine Lage nahe der Hauptskala 10. Ein Wagen 13 ist in beweglicher V/eise an dem vorderen Endabschnitt des Armes 5 über eine Verbindungseinrichtung 12 befestigt.

Beispielsweise enthält die Verbindungseinrichtung 12 folgende Teile: eine lineare Ausleger feder 1.-ΓΛ, an derer äußerem Ende in einstückiger '.-.V-Is-" ein Λν^ :-»nkig^r Schl-if^nabschnitt \?.k vorgfSfhen :i?t-, und ..iir· ~.:. .it-rt-T! nV:._t -.

Λ -

Ende an dem Arm 5 über eine Scheibe 12B und eine Schraube 12C befestigt ist; und einen abgeschnittenen Konus 12E, der mit diesem Schleifenabschnitt bzw. Schleifenteil 12A in Eingriff bringbar ist.

Die Auslegerfeder 12D ist dazu geeignet, den Wagen 13 gegen die abgestufte Oberfläche 12B zu zwängen, welche zusätzlich als erste abtastende ßezugsoberflache zur Hauptskala dient, und ist ebenso dazu geeignet, den Wagen 13 gegen eine Endfläche 1OC zu zwängen, die eine zweite abtastende Bezugsoberfläche ist, welche in senkrechter Weise die abgestufte Oberfläche 1OB der Hauptskala 10 schneidet.

Der Wagen 13 enthält folgende Teile: ein Sondenbefestigungsglied 13A, das im wesentlichen L-förmig von einer Platte gebildet wird; ein Lichtsenderbefestigungsglied 13B mit großer Dicke, das an einer krummen, kurzen Seite an einen: Ende des Sondenbefestigungsteils 13A angeschraubt ist und einer Fläche der Hauptskala 10 gegenüberliegt, wobei an dieser Stelle keine Abstufung bzw. Graduierung 10A ausgebildet ist; und ein Lichtempfängerbefestigungselernent 13C mit großer Dicke, daß (nicht dargestellt) an einer gekrümmten langen Seite an dem anderen Ende des Sondenbefestigungsteils 13A angeschraubt ist und der abgestuften bzw. graduierten Oberfläche 10B der Hauptskala gegenüberliegt.

Eine Index-Skala 14 mit einer senkrechten, fransenartigen bzw. saurr.artigen Teilung, die nicht dargestellt ist und derjenigen der Hauptskala 10 entspricht, ist in fester Weise an der Oberfläche des Sondenbefestigungsgliedes 13A des Wagens 13 in entgegengesetzter Beziehung zu der abgestuften Fläche 10B der Hauptskala 10 befestigt. Licht sendende Elemente 15 als Lichtquelle und Licht empfangende Elemente 10 sind derart angeordnet, daß die Index-Skala und die Hauptskala IG zwischen ihnen lieget;.

In diesem Fall sind zwei Licht-sendende Elemente 15 in fester Weise mit dem Lichtsenderbefestigungsglied 13B verbunden, welches an der L-förmigen kurzen Seite des Sondenbefestigungsgliedes 13A befestigt ist, während ebenso zwei Licht-empfangende Elemente 16 in fester Weise mit dem Lichtempfängerbefestigungsglied 13C verbunden sind, welches an der L-förmigen langen Seite des Sondenbefestigungsgliedes 13A befestigt ist.

Eine Vielzahl von Gleitern 17 und 18, die aus elastischem Material bestehen, welches einen niedrigen Reibungskoeffizienten hat, wie z.B. Polyacetal-Harz, sind in fester Weise an der inneren Fläche der L-Forra des Sondenbefestigungsgliedes 13A befestigt, d.h. die abgestufte Fläche 10B als erste abtastende Oberfläche der Hauptskala 10 und eine zu der Endfläche 10C entgegengesetzt liegende Fläche als zweite, abtastende Bezugsfläche, welche die abgestufte Fläche 103 jeweils schneiden. Die Gleiter 17 und-18 sind dazu geeignet, gegen die abgestufte Fläche 10B der Hauptskala 10 und gegen die Endfläche 10C, die in senkrechter Weise die abgestufte Fläche 10B schneidet, aufgrund der vorspannenden Kraft der Auslegerfeder 12D anzuliegen.

Wenn bei der oben beschriebenen Anordnung entweder das längliche Gehäuse 1 oder der Meß-Mechanismus 3 als bewegliches Teil dienen, d.h. wenn der Meß-Mechanismus 3 an einem zu messenden Werkstück befestigt ist und das andere Teil, d.h. das längliche Gehäuse 1 fest an Befestigungsflächen 19A, 19B eines Maschinenbettes, d.h. an einer stationären Seite 19 befestigt ist, und wenn das zu messende Werkstück bewegt wird, dann werden helle und dunkle Strichmuster bzw. fransenförmige Muster zwischen den abgestuften Oberflächen 10A der Kauptskala 10 und der Abstufung der Index-Skala 14 erzeugt. Die Veränderungen in der Helligkeit bzw. Dunkelheit der Strichrnuster werden durch die Licht-empfangenden Elemente 16 .-'--lesen, wobei ein Bewegungswert des zu messend''·;! WVrkstuj"-:f3 ^t-l^^ori wird, so daß djr· Messung ausgeführt wi-rdt¹-. :-:inn.

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Bei dem Verschiebungsmeßinstrument des beschriebenen Types üben der Spalt, die Parallelität und ähnliche Merkmale zwischen der Hauptskala 10 und der Index-Skala 14 einen erheblichen Einfluß auf die Meßgenauigkeit aus.

Beispielsweise muß bei einem optischen Meßinstrument, das einen Schlitz mit einem Abstand in der Größenordnung von 10 \xm hat, der Spalt im Bereich von 20 μπι gehalten werden, um eine vcrbestimmte Meßgenauigkeit zu gewährleisten.

Allerdings müssen die sich gegenüberliegenden Flächen der Hauptskala 10 und der Index-Skala 14 nicht notwendigerweise eben sein, sondern können Wellen und dergleichen haben. Dementsprechend wird es nötig, daß die Hauptskala 10 und die Index-Skala 14 einen sehr niedrigen Gleitwiderstand zueinander aufweisen, wobei die eine Skala der anderen derart folgt, daß der Spalt bei einem gewissen Wert gehalten v;iri.

Als Einrichtung für diesen Zweck ist bei einem Verschiebungsmeiäinstrument gemäß den Fig. 1 bis 3 ein Schleifenabschnitt 12A an dem vorderen Ende der Auslegerfeder 12D in lockerer Weise auf einem kreisförmigen, abgeschnittenen Konus 12E eingekoppelt, welcher auf der Index-Skala 14 vorgesehen ist.
25

Eine andere, spezielle Form für diesen Zweck ist in Fig. 5 dargestellt. Der vordere Endabschnitt der Auslegerfeder 12D ist zu einer Kugel 12F geformt, die durch eine V-Kerbe 12G aufgenommen wird, welche in der Index-Skala 14 ausgebildet ist.

Die oben beschriebene, lineare Auslegerfeder zwängt die Hauptskala und die Index-Skala gegeneinander. Wenn diese Skalen relativ zueinander in der Längsrichtung bewegt werden, kann die Auslegerfeder die Index-Skala in ihrer Lage bezüglich eines Objektes, das zu messen ist, gegen den Gleitwiderstand halten.

Um ideal zu wirken, ist die oben genannte Auslegerfeder 12D in Übereinstimmung mit einer in Fig. 4 gezeigten Biegekurve vorgeformt. Wenn die Feder eingebaut ist, wird sie parallel zu der Bewegungsrichtung der Hauptskala 10, wie es in Fig. 5 gezeigt ist, wobei selbst dann, wenn der Wagen 13 und die Index-Skala 14, die einstückig mit diesem Teil ausgebildet sind, in die Längsrichtung verschoben werden, lediglich eine Zugkraft oder Druckkraft auf den Auslegerhebel 12D ausgeübt wird, so daß es vermieden werden kann, daß die Hin- und Herbewegung des Wagens 13 in seiner Meßgenauigkeit beeinträchtigt wird.

Allerdings ist es in der Praxis schwierig, die Auslegerfeder beispielsweise in der in den Fig. 6(A) und 6(B) gezeigten Weise bezüglich der Bewegungsrichtung der Hauptskala anzuordnen, und zwar aufgrund der Veränderlichkeit im Elastizitätsmodul des Federmaterials, das den Auslegerhebel 12D bildet, aufgrund einer Abweichung gegenüber der idealen Biegekurve der Federform, aufgrund von veränderliehen in der Abmessung von anderen Teilen als der Auslegerfeder 12D, wie z.B. aufgrund von veränderlichen in den Abmessungen des länglichen Gehäuses 1, der Hauptskala 10, des Meß-Mechanismus 3 und dergleichen mehr, sowie aufgrund von Veränderlichkeiten in der Parallelität zwischen der Werkzeugmaschinen-Befestigungsfläche und einer Meßinstrument-Befestigungsfläche, wenn das Meßinstrument auf einer Werkzeugmaschine oder dergleichen installiert wird.

Wenn der Wagen 13 in die Längsrichtung verschoben wird, wird die Auslegerfeder 12D, die unter obigen Bedingungen installiert ist, einem Biegemoment zusätzlich zu den Zuglasten und Drucklasten unterworfen. Die Auslegerfeder erfährt eine Verbiegung in der Gleitrichtung und wirft somit ein Problem bezüglich der Meßgenauigkeit auf.

Eine Verbiegung /\. der Auslegerfeder 12D it, deren Schv/ingungsrichtung wirr·; nachfolgend auszugsweise h^tracht^t.

Zunächst sei die Annahme getroffen, daß die Auslegerfeder IPD in ihrem tatsächlich eingebauten Zustand, wie er in Fig. 6 dargestellt ist, ein kurvenförmiger Strich sei, der eine Krümmung R aufweist, wie es in Fig. 7 gezeigt ist. Die Kräfte F₁ und F~ werden auf das vordere Ende der Auslegerfeder ausgeübt, wie es in Fig. 8 gezeigt ist, wenn sich der 'wagen 13 relativ zur Hauptskala 10 in der durch den Pfeil A in Fig. 7 angegebenen Richtung bewegt, wobei die Bedingung angenommen wird, daß eine Druckkraft des Wagens 13, welche über das vordere Ende der Auslegerfeder 12D auf die Hauptskala 10 ausgeübt wird, den Betrag N = 240g hat, wobei der Reibungskoeffizient μ = 0,3 beträgt, und die Entfernung von dem nahen Ende zum entfernten Ende der Auslegerfeder gleich L (mm) sei, wobei die Materialqualität des Drahtes, der die Auslegerfeder bildet, SWP-A entspricht, und wobei der Drahtdurchmesser φ (mm) beträgt.

Zunächst werden folgende Gleichungen aus der Fig. 7 erhalten:

F₁ ■= 2N (1)
F₂ = 2μΝ (2)

Die folgende Gleichung ergibt sich aus den Gleichungen (1) und (2):

F₂ = MF₁ (3)

Ein Biegemoment M in einem angenommenen Querschnitt mn in einer Lage mit einer Entfernung S von dem festen Ende der Auslegerfeder 12D erhält man durch folgende Gleichung:

M = F₂R (cos φ - cos Q ) (4) wobei φ den Mittenwinkel vom festen Ende bis zum Querschnitt mn darstellt, und β einen Mittenwinkel von dem fester. Ende zum freien Ende darstellt.

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Die in diesem Abschnitt gespeicherte Verformungsenergie U„ erhält man durch folgende Gleichung:

wobei S eine Entfernung von dem festen Ende bis zum Querschnitt mn darstellt, F ein Längsmodul ist und I„ ein geometrisches Trägheitsmoment darstellt.

Die folgende Gleichung erhält man durch Substitution der Gleichung (4) in die Gleichung (5):

K* I *°s Φ-cos #)*·

= ~^\ ^f (COS Φ- cos U)*Jf

2ΈΙζ ° ...(6)

Eine Verschiebung (^s) in einer Richtung der Last (Rich tung des Gleitens) in diesem Querschnitt ergibt nach dem Theorem, von Castigliano folgende Gleichung: 20

Folglich erhält man eine Verschiebung ( λ) in Lastrichtung (in Richtung des Gleitens) über die gesamte Länge (L) unter Beachtung des Integrationsbereiches als folgende Gleichung:

₌

Darüber hinaus ist die gesamte Verschiebung in die Richtung der Last (in die Richtung des Gleitens) 2 \ , wobei zu beachten ist, daß die Verschiebung eine Richtung aufweist, die entgegengesetzt zu der durch den Pfeil A gemäß. Fig. 7 angegebenen Richtung liegt.

Wenn der Meßmechanismus 3 auf einer Werkzeugmaschine oder dergleichen installiert ist, muß selbst dann, wenn der Meßmechanismus 3 in dreidimensionaler Weise bis zu einem bestimmten Grad ausgerichtet ist, der Wagen 13 in genauer Weise gegen die Fläche der Skala aufgrund der Einbaugenauigkeit, der Geradheit der Werkzeugmaschine selbst in Gleitrichtung und aufgrund von ähnlichen Faktoren gezwängt werden. Daher ist es nötig, daß der Drahtdurchmesser der Auslegerfeder dem Wagen 13 einen gewissen Freiheitsgrad bezüglich des Meßmechanismus 3 einräumt.

Wenn rr.an derartige Bedingungen berücksichtigt, wie beispielsweise daß der Wagen 13 selbst bei einer Vibration der Werkzeugmaschine nicht von der Skalenoberfläche abhebersoiice, und wenn man weiter die Größe des Keßinstrumentes Derücksichtigt, so muß der Hebelarm 12D einen Drahtdurchr.esser 'φ - 0,8 - 1 ,0 mm haben, und eine Länge L = 33 - 50 r-iir. auf v/eisen. Daher war es angemessen, wenn man betrachtet, daß die Auslegerfeder eine geeignete Forn hat und einen Drahtdurchmesser von φ = 0,8 mm aufweist und eine Länge von L = 3^,9 mm hat. Zusätzlich beträgt der Längsmodul des Materials SWP-A der Ausleger-

U ο
feder E =2,1 χ 10 Kg/mm .

Es sei angenommen, daß kein Spiel zwischen der Kugel an dem vorderen Ende der Auslegerfeder 12D und der Kugellagerung besteht.

Die Ergebnisse sind in der Tabelle 1 dargestellt. Beträchtliche Fehler sind durch die Meßgenauigkeit bedingt. Es wurde bestätigt, daß diese Fehler sehr gut mit den experimentellen Ergebnissen übereinstimmen.

Tabelle I

L = 34,9 mm	Ö*	VERSCHIEBUNG IN DIE F₁ - RICHTUNG ο mm	GESAMTVERSCHIEBUMG 2 Λ mm IN LASTRICH TUNG
Rmm	2	0,61	2,4 χ 10~³
1000	ü	1 ,22	9,4 χ 10~³
500	8	2,43	37,6 χ 10~³
250

Um den oben beschriebenen Nachteilen zu begegnen, kann die Festigkeit der Auslegerfeder erhöht werden. Aller-

15. dings wird in diesem Fall der Freiheitsgrad des Wagens bezüglich des Meßmechanismus 3 verkleinert, wenn der Drahodurchmesser erhöht wird, wobei die Länge L der Auslegerfeder unverändert bleibt, wobei weiterhin die Zwangskraft des Wagens gegenüber der Hauptskala erhöht werden kann, was neue Nachteile mit sich bringt, die darir: bestehen, daß die Steuerbarkeit aufgrund des Anwachsens des Gleitwiderstandes des Wagens erniedrigt wird, die Reibung des Gleiters 18, wie er in Fig. 7 dargestellt ist, aufgrund der hohen Kontaktkraft ansteigt, und dergleichen Nachteile mehr.

Im Gegensatz hierzu könnte man beispielsweise an ein derartiges Verschiebungsmeßinstrument denken, bei dem der Wagen in einer Art gelagert ist, um zum nahen Ende der Auslegerfeder durch eine Drahtfeder hingezogen zu werden, um dadurch das Auftreten eines Fehlers in der Bewegung zu steuern, welcher durch die Verbiegung der Auslegerfeder aufgrund der Kraft in der Bewegungsrichtung des Wagens verursacht wird.

Allerdings muß bei einem derartigen Verschi^bungsmeßinstrument eine Vorspanneinrichtung zuw. Zwäv^en ei^s Wagen a Re^en di^f· Hauptskala in i-etrermter Wei;;^ h

sein, wodurch das Meßinstrument in seinen Abmessungen anwächst, was das Meßinstrument von einer kompakten Größe abhält. Damit der Wagen der Fläche der Hauptskala folgt, muß die Anordnung derartig ausgebildet sein, daß die Drahtfeder in einer solchen Weise verbogen wird, daß der Wagen innerhalb des Bereiches von Unebenheiten der Hauptskalenfläche verschoben werden kann, wobei der Nachteil verbleibt, daß ein Fehler in der Messung durch die Verbiegung der Drahtfeder aufgrund der Kraft des Wagens in der Bewegungsrichtung nicht in genügender Weise reduziert werden kann.

Die vorliegende Erfindung wurde entwickelt, um den oben beschriebenen Nachteilen des Standes der Technik zu begegnen, und hat die Schaffung eines Verschiebungsmeßinstrurnentes zum Ziel, bei dem der Gleitwiderstand aufgrund der Kin- und Herbewegung der Skala sich nicht auf ein Gleiüertragteil auswirkt, so daß die Meßgenauigkeit verbessert werden kann.

Ein anderes Ziel der vorliegenden Erfindung liegt in der Schaffung eines Verschiebungsmeßinstrumentes, dessen Abmessungen klein sind, so daß das Instrument kompakten Größen zugänglich ist.

Ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung liegt in der Schaffung eines Verschiebungsmeßinstrumentes, bei dem ein Tragglied zum Tragen eines Wagens und eine Vorspanneinrichtung zum Zwängen des Wagens gegen eine Hauptskala in leichter Weise installiert werden kann.

Diesbezüglich sieht die Erfindung bei einem Verschiebungsmeßinstrument folgende Merkmale vor: ein erster Fühler, der an einem ersten Glied befestigt ist, ein zweiter Fühler, der an einem zweiten Glied befestigt ist und hin- und herbewegbar zusammen mit dem zweiten Glied längs des ersten Fühlers angeordnet ist, wobei eine rela-

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β« »β ο * *

tive Bewegung zwischen dem ersten und dem zweiten Glied durch eine relative Bewegung zwischen dem ersten und dem zweiten Fühler gemessen wird, wobei ein hoch-festes Glied vorgesehen ist, das in drehbarer Weise an seinem einen Ende mit dem zweiten Glied und an seinem anderen Ende mit dem zweiten Fühler Eingriff nimmt, wodurch das zweite Glied und der zweite Fühler miteinander verbunden sind, und wobei eine Vorspanneinrichtung verbunden ist, um den zweiten Fühler gegen den ersten Fühler zu zwängen.

Weiterhin sieht die vorliegende Erfindung bei dem oben genannten Verschiebungsmeßinstrument vor, daß wenigstens eines der entgegengesetzten Enden des hoch-festen Gliedes, welches mit dem zweiten Glied und dem zweiten Fühler Eingriff nimmt, als Kugel ausgebildet ist, und daß ein komplementär geformter Aufnahmesitz für das kugelförmige Ende, welcher zum Koppeln mit der Kugel geeignet ist, entweder auf dem zweiten Glied oder auf dem zweiten Fühler vorgesehen ist.

Weiterhin sieht die Erfindung bei dem genannten Verschiebungsmeßinstrument vor, wenn der Aufnahmesitz in dem zweiten Glied vorgesehen ist, daß der Aufnahmesitz in einer im wesentlichen zur Hin- und Herbewegungsrichtung des zweiten Fühlers senkrechten Richtung und in einer Richtung zum ersten Fühler hin offen ist, und daß er, wenn er in dem zweiten Fühler vorgesehen ist, in einer im wesentlichen zur Hin- und Herbewegungsrichtung des zweiten Fühlers senkrechten Richtung und in einer von dem ersten Fühler abgewandten Richtung offen ist.

Weiterhin ist gemäß der vorliegenden Erfindung bei dem genannten Verschiebungsmeßinstrument ein Ende, des hochfesten Gliedes auf der Seite des zweiten Gliedes in drehbarer Weise über eine Stiftwelle an dem zweiten Glied gelagert.

Weiterhin ist gemäß der vorliegenden Erfindung bei dem genannten Verschiebungsmeßinstrument die Vorspanneinrichtung durch Federn gebildet, um ein Ende des hoch-festen Gliedes mit dem zweiten Glied in Eingriff zu bringen und um das andere Ende des hoch-festen Gliedes mit dem zweiten Fühler in Eingriff zu bringen.

Weiterhin ist gemäß der vorliegenden Erfindung bei dem genannten Verschiebungsmeßinstrument die Vorspanneinrichtung über aas zweite Glied und das hoch-feste Glied gedehnt , wodurch der zweite Fühler gegen den ersten Fühler durch :as hoch-feste Glied gezwängt wird.

Weiterhin ist gemäß der vorliegenden Erfindung bei dem Verschiebungsrr.eSinstrument die Vorspanneinrichtung als Drahtfeder ausgebildet, die an ihrem einen Ende an dem zweiten Glied befestigt ist und an ihrem anderen Ende ar. einem Ende des hoch-festen Gliedes auf der Seite des zweiten Gliedes an dessen äußerem Ende befestigt. 20

Weiterhin ist die Drahtfeder gemäß der vorliegenden Erfindung bei dem genannten Verschiebungsmeßinstrument in Umfangsrichtung drehbar an einem Ende des zweiten Gliedes befestigt.
25

Weiterhin weist gemäß der vorliegenden Erfindung ein Verschiebungsnießinstrument einen ersten Fühler auf, der an einem ersten Glied befestigt ist, und einen zweiten Fühler auf, der an einem zweiten Glied befestigt ist, und hin- und herbewegbar zusammen mit dem zweiten Glied längs des ersten Fühlers angeordnet ist, wobei eine relative Bewegung zwischen dem ersten und dem zweiten Glied durch die relative Bewegung zwischen dem ersten und dem zweiten Fühler gemessen wird, und wobei ein hochfestes Glied vorgesehen ist, das in drehbarer Weise an einem Ende des hoch-festen Gliedes mit dem zweiten Glied verbunden ist und an seinem anderen Ende tr.it dem zweiter Fühler verbunden ist, wodurch das zweite G.l i^d und der

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I * λ m ö · *

zweite Fühler miteinander verbunden sind, und eine Drahtfeder vorgesehen, die an ihrem einen Ende mit dem zweiten Glied und an ihrem anderen Ende mit dem hoch-festen Glied auf einer Seite des zweiten Gliedes an dessen äußerem Ende verbunden ist, wobei wenigstens eines der Enden in einer Richtung parallel zur Hin- und Herbewegungsrichtung des zweiten Fühlers bezüglich des zweiten Gliedes und des hoch-festen Gliedes beweglich ausgebildet ist.

Weiterhin ist bei dem oben genannten Verschiebungsmeßinstrument gemäß der vorliegenden Erfindung vorgesehen, daß die Drahtfeder haarnadelförmig ausgebildet ist, daß das zweite Gliea mit einem Führungsteil versehen ist, das in Gleitkontakt mit einem Ende der Drahtfeder steht, um dadurch zu ermöglichen, daß sich die Drahtfeder in der Kin- und Herbewegungsrichtung' des zweiten Fühlers bewegt, und daä das andere Ende der Drahtfeder fest mit dem hochfester. Glied verbunden ist.

Weiterhin ist gemäß der vorliegenden Erfindung bei dem genannten Verschiebungsmeßinstrument vorgesehen, daß die Drahtfeder haarnadelförmig ausgebildet ist, daß ein Ende der Drahtfeder in fester Weise mit dem zweiten Glied verbunden ist und daß das andere Ende der Drahtfeder in koaxialer, axial verschiebbarer und loser Weise mit dem äußeren Ende des hoch-festen Gliedes gekoppelt ist.

Weiterhin ist gemäß der vorliegenden Erfindung bei dem genannten Verschiebungsmeßinstrument vorgesehen, daß die haarnadelförmige Drahtfeder eine derartige Anordnung aufweist, daß zwei geradlinige Teile der Drahtfeder, die sich sowohl zu einem Ende als auch zu einem anderen Ende von einem gekrümmten Abschnitt aus erstrecken, während eines freien Zustandes nicht parallel zueinander sind, und daß die lagemäßige Beziehung zwischen einer Lage, in der die Drahtfeder an dem zweiten Glied gehalten wird, und dem ersten Fühler derart bestimmt ist, α^Λ bei einem gegebenen Zustand die beiden gerad Linien Te.i ί'ν

der Drahtfeder parallel zueinander sind, und daft der zweite Fühler gegen den ersten Fühler durch da^ hochfeste Glied gezwängt wird.

Weiterhin sieht die vorliegende Erfindung bei dem oben genannten Verschiebungsmeßinstrument vor, daß die Drahtfeder durch das Ende des hoch-festen Gliedes in der Hin- und Herbewegungsrichtung des zweiten Fühlers verschoben werden kann .

Nachfolgend werden unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen Ausführungsbeispiele nach dem Stand der Technik sowie Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung näher erläutert. Gleiche Bezugszeichen bezeichnen gleiche oder ähnliche Teile bei allen Figuren. Es zeigen :

Fig. 1 einen Querschnitt einer beispielhaften Anordnung eines bekannten Verschiebungsmeföinstru-

rr.entes ;
20

Fig. 2 einen Längsschnitt längs der Linie II-II in

Fig. 3 einen Längsschnitt längs der Linie III-III in Fig. 1;

Fig. -4 eine schematische Vorderansicht der Form der

Auslegerfeder bei dem bekannten Verschiebungsmeßinstrument;

Fig. 5 eine schematische Vorderansicht des idealen Gebrauchszustandes der Auslegerfeder;

Fig. 6 eine schematische Vorderansicht der Auslegerfeder in einem tatsächlichen Verwendungszustand ;

Fig. 7 eine schematische Vorderansicht eines Analyse· modelles der Auslegerfed* chen Verwendungszustand ;

modelles der Auslegerfeder in dem tatsächli-

« M

Fig. 8 eine schematische Vorderansicht des verformten Zustandes der in Fig. 7 gezeigten Äuslegerfeder ;

Fig. 9 eine Vorderansicht in Teil-Schnittdarstellung 5

desjenigen Falles, bei dem die vorliegende

Erfindung bei einem Verschiebungsmeßinstrument angewendet wird, das dem in Fig. 1 gezeigten ähnlich ist;

Fig. 10 einen Querschnitt längs der Linie X-X in • Fig. 9;

Fig. ¹I einen Querschnitt längs der Linie XI-XI in Fig. 9;

Fig. 12 eine Vorderansicht der Auslegen"eder des

obigen Ausführungsbeispieles in ihrem freien

Zustand ;

Fig. 13 bis 16 schematische Vorderansichten von zweiten bis fünften Ausführungsbeispielen gemäß _ der vorliegenden Erfindung;

Fig. 17 eine linksseitige Ansicht von Fig. 16; Fig. 18 eine Unteransicht von Fig. 16;

Fig. 19 eine Querschnittsdarstellung längs der Linie XIX-XIX von Fig. 17; und

Fig. 20 eine schematische Vorderansicht eines sechsten Ausführungsbeispieles gemäß der vorliegenden Erfindung.

Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel beschrieben, bei dem die vorliegende Erfindung bei einem Verschiebungsmeßinstrument angewendet wird, das dem bekannten Verschiebungsmeßinstrument, das in den Fig. 1 bis 3 gezeigt ist, ähnelt. Bei diesem Ausführungsbeispiel werden die gleichen Bezugszeichen zur Be/.ei chnunp gleicher oder ähnlicher Teile bezügJich d°r in den Fig. 1 bis 8 gezeigten Teile verwendet, so dai^: eine Be.?c.'!reibung dieser T«>ile fortgelassen wervi-ui kanrj.

Wie es in den Fig. . 9 bis 11 dargestellt ist, enthält das Verschiebungsir.eßinstrument gemäß dieses Ausführungsbeispieles, das demjenigen nach dem Stand der Technik ähnlich ist, folgende Teile: ein stangenartiges, hoch-festes Glied, das an dessen einen Ende in drehbarer Weise mit dem vorderen Ende eines Armes 5 Eingriff nimmt, der sich nahe an einer Hauptskala 10 in dem Erfassungs- oder Meßmechanismus 3 erstreckt, und welches an dessen anderen Ende in drehbarer Weise mit einem Wagen 13 Eingriff nimmt, -0 wodurch ier Arm 5 und der Wagen 13 miteinander verbunden sind; und eine Drahtfeder 21, die als Vorspanneinrichtung über aen .-rrn ? und das äußere Ende des hochfesten Gliedes 20 auf ier Seite des Armes 5 gespannt ist, um das hochfeste Glied 20 derart vorzuspannen, daß das vordere Ende

des hoch-festes Gliedes 20 den Wagen 13 gegen eine abgestufte Fläche 10A zwängt, welche in zusätzlicher Weise als errsze Abtsst-Eezugsober.flache der Hauptskala 10 dient, und geger. eir.e Endfläche IOC zwängt, welche eine zweite Abtast-Fläche darstellt, die in senkrechter Weise eine

abgestufte Fläche 10B der Hauptskala 10 schneidet.

Anstelle der Gleiter nach dem Stand der Technik stehen Roller 22A und 22B in Rollkontakt mit der abgestuften Oberfläche 103 und der Endfläche 10C der Hauptskala 10,

die an dem Wagen 13 befestigt sind. Die Roller 22A des Wagens 13 stehen in Rollkontakt mit der abgestuften Fläche 10A der Hauptskala 10 und bestehen aus drei Rollen, welche ein Paar von Rollen enthalten, die an den vorderen

und hinteren Endteilen sowie nahe der Endfläche 10C in 30

der Bewegungsrichtung des Wagens 13 angeordnet sind, und eine Rolle enthalten, die gegenüberliegend bezüglich des Paares an Rollen angeordnet ist und in der Mitte bezüglich der Bewegungsrichtung des Wagens 13 angeordnet ist.

Die Folien 22B stehen in Rollkontakt mit der Endfläche 35

10C und bestehen aus einem Paar von Rollen, die an den vorderen und hinteren Teilen in der Hin- und Herbewagursgsrichtung; des Wagens 13 angeordnet sind.

«iff« « Λ β O* *

Λ β * * * · β Ö « C

-νβτ-

Kugelförmige Enden 2OA und 2OB sind an entgegengesetzten Enden des hoch-festen Gliedes ausgebildet. Diese kugelförmigen Enden 2OA und 2OB sind mit einem rohrförmigen Aufnahmesitz 5A, der an dem vorderen Ende des Armes 5 ausgebildet ist, und mit einem rohrförmigen Aufnahmesitz 23, der an einem Mittelteil des Wagens 13 angeordnet ist, jeweils gekoppelt, so daß der Wagen 13 in Verbindung mit dem Arn 5 durch das hoch-feste Glied 20 hin- und herbewegt werden kann.

Der Aufnahmesitz 5A des Armes 5' -weist eine Rohrform auf, die in einer Richtung, welche im wesentlichen senkrecht auf der Hin- und Herbewegungsrichtung des Wagens 13 steht, geöffnet ist, sowie in einer Richtung auf die Hauptskala

10 zu geöffnet ist, wobei dessen Bodenfläche im Querschnitt die Form einer V-Kerbe aufweist. Der Aufnahmesitz 23 ist rohrförmig und ist in einer Richtung geöffnet, die im wesentlichen senkrecht zur Hin- und Herbewegungsrichtung des Wagens 13 liegt, sowie in einer Richtung ge-

öffner., die von der Hauptskala 10 abgewandt ist, wobei dessen Bo-denfiäche im wesentlichen die Form einer V-Kerbe aufweist. Die beiden Aufnahmesitze 5A und 23 weisen an entgegengesetzten Abschnitten ihrer rohrförmigen Wände

Schlitze 5S und 23S auf, die in axialer Richtung ange-25

ordnet sind, um zu ermöglichen, daß sich das stangenförmige Teil des hochfesten Gliedes 20 durch diese Schlitze erstreckt.

Die Drahtfeder 21 weist im wesentlichen die Form einer 30

Haarnadel auf, und zwar mit einem gebogenen Abschnitt 21A an ihrem einen Ende, welcher mit einem Loch 24 des Armes 5 gekoppelt ist. Die Drahtfeder 21 erstreckt sich durch eine Durchbohrung bzw. durch ein Durchgangsloch 5B, das

in dem Arm 5 ausgebildet ist und steht in einer vom Wagen 35

13 abgewandten Richtung hervor. Das andere Ende der Drahtfeder 21 ist in koppelnder Weise von dem äußerer. Ende öe.s

kugelförmigen Endes 2OA in ein Kopplungsloch 20C eingesetzt, das in dem kugelförmigen Ende 2OA gebildet ist, welches mit dem Aufnahmesitz 5A in einer solchen Weise Eingriff nimmt, daß es koaxial zu dem stangenartigen Teil des hoch-festen Gliedes 20 liegt.

Wie in Figur 12 dargestellt ist, weist diese Drahtfeder 21 in ihren: freien Zustand das Ende 21B als freies Ende in der Richtung des Winkels der offenen Haarnadel auf. ~^L® Vi'ie in der Figur 9 dargestellt ist, liegt die Drahtfeder 21 in ihr err. eingebauten Zustand im wesentlichen parallel zur Kavptskala 10. In diesem Zustand zwängt die Drahtfeder 2' den Wagen 13 gegen die Hauptskala 10 durch das hoch-feste Glied 20 aufgrund ihrer Elastizität mit einer.

vorbestimmten Ausmaß.

Das hoch-feste Glied 20 hat eine flexible Festigkeit in einer selchen Höhe, daß es die Elastizität der Drahtfeder 21 auf den Wagen 13 übertragen kann, wobei lediglieh eine geringe Verbiegung des Gliedes auftritt.

Bei dieser. Ausführungsbeispiel wurde der Durchmesser auf 2 mm für die gleichen Bedingungen wie bei dem. Verschiebungsrneßinstrument nach dem Stand der Technik gemäß den Fig. 1 bis 8 festgelegt.

Die Form der Drahtfeder 21 wurde derart bestimmt, daß aufgrund der Elastizität der Drahtfeder 21 das kugelförmige Ende 2OA gegen den Aufnahmesitz 5A gezwängt wird 30

oder gegen den kugelförmigen Aufnahmesitz 23 in dem Zustand gezwängt wird, in dem der gebogene Abschnitt 21A an einem Ende der Drahtfeder 21 mit einem Loch 24 gekoppelt ist und die Drahtfeder 21 eingestellt ist.

Das Koppein des gekrümmten Abschnittes 21A an einem Ende der Drahtfeder 21 mit dem Loch ?Λ und ebenso das Koppein des anderen F.n:ies 21? der Drahtfeder 21 mit der. kugel-

* förmigen Ende 2OA findet jeweils in einem losen Zustand statt.

Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel v/erden der Arm 5 des Meßmechanismus 3 und aer Wagen 3 miteinander über das hoch-feste Glied 20 mit leichter Verbiegung verbunden , wodurch das hoch-feste Glied 20 in eine parallele Lage zur Bewegungsrichtung des Wagens 13 in dem eingebauten Zustand bzw. eingestellten Zustand gebracht wird. Lediglich eine geringe Verbiegung wird auf das hochfeste Glied 20 aufgrund einer Kraft in der Bewegungsrichtung des Wagens 13 ausgeübt, wenn der Wagen 13 hin- und herbewegt wird, so daß die Meßgenauigkeit erheblich

erhöht: werden kann.
15

Wie r.ar. der oben genannten Gleichung (8) entnimmt, ist beispielsweise die Verschiebung in Richtung der Last an dem kugelförmigen Ende 2OB des hoch-festen Gliedes 20 umgekehrt proportional zu dem geometrischen Trägheits-

moment des hoch-festen Gliedes 20. Dementsprechend steigt das geometrische Trägheitsmoment um den Faktor 39» wenn man den Drahtdurchmesser von 0,8 ram der Auslegerfeder 12B als Verbindungsglied gemäß dem Stand der Technik nach den Fig. 1 bis 8 mit dem Durchmesser von 2 mm des

hoch-festen Gliedes dieses Ausführungsbeispieles vergleicht, so daß der Fehler in der Hin- und Herbewegungsrichtung des Viagens 13 beim vorliegenden Ausführungsbeispiel um den Faktor 1/39 vermindert wird, wenn man dieses

AusführungsbeisDiel mit dem Fall des bekannten Verschie-30

bungsmeßinstrumentes vergleicht, so daß eine Verbesserung der Meßgenauigkeit um einen erheblichen Betrag ermöglicht wird.

Weiterhin wird allgemein der Fehler bei der Messung auf-35

grund der Last vermindert, wenn Rollen 2? zwischen dem Wagen 13 und der Hauptskala 10 anstelle der Gleiter v-:r-

-2-T-

wendet werden, da der Reibungswiderstand vermindert wird, um die Last in Gleitrichtung zu reduzieren. Allerdings ist das Verschiebungsmeßinstrument einem negativen Effekt aufgrund einer Bosch]eunigung der Vibrationen in der Gleitrichtung einer Werkzeugmaschine oder dergleichen unterworfen. wobei das Verschiebungsmeßinstrument gemäß der vorliegenden Erfindung ähnlich beeinflußt wird wie das nach dem Stand der Technik, was zu einem erheblichen Meßfehler führt. Allerdings kann im Falle des Ausführungsbeispieles gemäß der vorliegenden Erfindung das hochfeste Glied in seiner Festigkeit auf einen ausreichenden Betrag erhöht werden, so daß der negative Effekt, der auf den Wäger. 13 aufgrund der Werkzeugmaschinen-Vibrationen oder dergleichen ausgeübt wird, derart gesteuert werden,

¹^ daß lediglich geringe Verbiegungen auf das hoch-feste Glied 20 ausgeübt werden.

Insbesondere mußte bislang der Freiheitsgrad des Wagens 13 suf einen Sicherheitswert festgelegt v/erden, so daß die Fes-igkeiü der Auslegerfeder in der Gleitrichtung nicht in befriedigender Weise erhöht werden konnte. Wenn dementsprechend Rollen mit niedrigem Widerstand anstelle der Gleiter befestigt werden, kann eine Beschleunigung bzw. Erhöhung der Vibrationen in der Gleitrichtung, welehe auf den Wagen 13 einwirkt, nicht vermieden werden, so daß eine Verbiegung der Auslegerfeder unvermeidbar ist. Allerdings kann bei diesem Ausführungsbeispiel verhindert werden, daß diese Verbiegung an dem hoch-festen Glied 20

auftritt.
30

Bei dem oben beschriebenen Ausführungsbeispiel zwängt die im wesentlichen haarnadelförmige Feder den Wagen 13 gegen die Hauptskala 10 durch das hoch-feste Glied 20,

jedoch braucht die vorliegende Erfindung nicht notwen-35

digerweise auf dieses Ausführungsbeispiel beschränkt werden. Im Gegensatz hierzu kann die Drahtfeder durch

■ S B β 9 O

■*· jegliche Einrichtung ersetzt werden, die den Wagen 13 gegen die Hauptskala 10 zwängt. Folglich kann eine Drahtfeder 25 mit einer anderen Form, wie sie in Figur 13 gezeigt ist, verwendet werden. Weiterhin ist ebenso, wie es in den Figuren 1 *» oder 15 gezeigt ist, eine Zug-Spiralfeder 26a, oder eine Kombination einer Zug-Spiralfeder 26S und einer Druck-Spiralfeder 26C hierzu geeignet.

Allerdings muß in jeglichem Fall dieser Fälle dann, wenn die Drahtfeder oder die Spiralfeder in ihrem eingebauten Zustand ist, die eingebaute Lage und deren Form derart ausgewählt werden, daß die kugelförmigen Enden 2OA und 2OB des hoch-festen Gliedes 20 gegen die Aufnahmesitze 5A und 23 gezwängt v/erden.

Nachfolgend wird ein fünftes Ausführungsbeispiel der vorliegender; Erfindung unter Bezugnahme auf die Fig. 16 bis

19 beschrieben.
20

Bei diese.T. fünften Ausführungsbeispiel ist ein Ende cer Drahtfeder 27, welches als Vorspanneinrichtung zum Vorspannen des hoch-festen Gliedes 20 dient, an einer Seite des Armes 5 in einer Richtung parallel zur Hin- und Her-

bewegungsrichtung des Wagens 13 bezüglich des Armes 5 beweglich.

Die Drahtfeder 27 weist im wesentlichen die Form einer

Haarnadel auf und enthält ein Paar von geraden Abschnitten 30

27A, 27B und einen gekrümmten Abschnitt 27C in U-Form, welcher die geraden Abschnitte verbindet. Einer 27A der geraden Abschnitte steht in Kontakt mit einem Führungsteil 28 mit V-förmigem Querschnitt, welches an dem Arm

5 vorgesehen ist, um hierauf in axialer ,Richtung beweg-35

lieh gelagert zu sein, und erstreckt sich durch die Durchbohrung 5B, die in dem Arm 5 ausgebildet ist, und er-

streckt sich in eine Richtung, die vom Wagen 13 abgewandt ist. Der andere 27B der geraden Abschnitte ist in koppelnder Weise von dem äußeren Ende des kugelförmigen Endes 2OA in das Koppelloch 2OC eingesetzt, welches in dem kugelförmigen Ende 2OA ausgebildet ist, welches wiederum mit dem Aufnahmesitz 5A in einer derartigen Weise Eingriff nimmt, daß es koaxial zu dem stangenartigen Teil des hoch-festen Gliedes 20 liegt.

in den Zeichnungen ist mit dem Bezugszeichen 27D der rechtwinklig gebogene Teil bezeichnet, der am Ende des geraden Abschnittes 27A ausgebildet ist. Dieser rechtwinklig abgebogene Abschnitt stellt eine Sicherung gegen Herausrutschen des geraden Teils 27A aus dem Führungsteil 25 dar.

Weiterhin ist in den Zeichnungen mit dem Bezugszeichen 28.A eine Schraube zum Befestigen des Führungsteils 28

am Arm 5 bezeichnet.
20

Die Drahtfeder 27 ermöglicht in ihrem freien Zustand, daß der gerade Teil 27B den Haarnadel-Winkel öffnet, wodurch der geradlinige Teil 27 in eine nicht-parallele

Lage zu dem geradlinigen Teil 27A nach Fig. 16 kommt. 25

Dagegen ermöglicht es die Drahtfeder 27 in ihrem eingestellten Zustand, daß der geradlinige Teil 273 in eine im wesentlichen parallele Lage zur Hauptskala 10 und zu dem geradlinigen Abschnitt 27A kommt, wobei in diesem Fall die Drahtfeder 27 den Wagen 13 gegen die Hauptskala

10 durch das hoch-feste Glied 20 aufgrund dessen Elastizität mit vorbestimmtem Wert zwängt.

Da bei diesem Ausführungsbeispiel einer 27A der geradlinigen Abschnitte der haarnadelförmigen Drahtfeder 27 35

in axialer Weise beweglich durch das Führungsteil 28 des Armes 5 gelagert wird, kann in dem Fall, in dem der Wagen

13 aufgrund von Welligkeiten der Oberfläche der Hauptskala 10 versetzt wird, wodurch das hoch-feste Glied um den Aufnahmesitz 5A herum schwingt, der Öffnungswinkel der Drahtfeder 27 während des Schwingens des hoch-festen Gliedes 20 verändert werden, wobei zu diesem Zeitpunkt eine Kraft zwischen der Drahtfeder 27, dem Arm 5 und dem hoch-festen Glied 20 auftritt, die dazu neigt, eine relative Verschiebung der Drahtfeder in deren axialer Richtung zu verursachen. Allerdings wird diese Kraft durch den gleitenden Kontakt zwischen dem geradlinigen Teil 27A der Drahtfeder 27 und dem Führungsteil 28 aufgenommen, so daß eine Kraft mit einem übermäßigen Wert an dem Kontaktbereich zwischen der Drahtfeder 27, dem

Arm 5 und dem hoch-festen Glied.20 verhindert wird. 15

Bei diesem Ausführungsbeispiel ist einer 27A der geradlinigen Abschnitte der haarnadelförmigen Drahtfeder 27 in axialer Weise verschiebbar an dem Arm 5 über den Führungsabschnitt 28 gelagert, jedoch muß die vorliegen- ^^ de Erfindung nicht auf diese spezielle Form beschränkt werden, sondern umfaßt ebenso jegliches Ausführungsbeispiel, bei dem die Drahtfeder 27 entweder bezüglich des Armes 5 oder des hoch-festen Gliedes in axialer Weise beweglich ist. Dementsprechend kann die Erfindung, wie es beispielsweise in Figur 20 gezeigt ist, bei einer Anordnung angewendet werden, bei der einer 27A der geradlinigen Teile an dem Arm 5 befestigt ist, und der andere 27B der geradlinigen Teile in axialer Weise verschiebbar

und in loser Weise in einem Koppelloch 27C gekoppelt an-30

geordnet ist, wobei das Koppelloch 2OC in dem äußeren Ende des hoch-festen Gliedes 20 ausgebildet ist.

Weiterhin kann die haarnadelförmige Drahtfeder 21 in

axial verschiebbarer Weise sowohl am Arm 5 als auch an 35

dem hoch-festen Glied 20 befestigt sein, wenn sie lediglich ihrer Verrastung gegenüber Herausfallen gesichert ist.

- ho-

Zusätzlich zwängt die im wesentlichen haarnadelförrnige Drahtfeder bei dem oben beschriebenen Ausführungsbeispiel den Wagen 13 gegen die Hauptskala 10 durch das hochfeste Glied 20. Jedoch ist die vorliegende Erfindung nicht notwendigerweise auf dieses Ausführungsbeispiel beschränkt. Im Gegensatz hierzu kann die Drahtfeder als Drahtfeder 25 mit einer anderen Form, wie sie in Fig. beispielsweise dargestellt ist, ausgeführt sein.

Weiterhin ist das Ende des hoch-festen Gliedes 20 auf der Seite des Armes 5 als kugelförmiges Ende 20A ausgebildet, weiches in die V-förmige Kerbe des Aufnahmesitzes 5A gezwängt wird, so daß das hoch-feste Glied 20 um ien Aufnahmesitz 5A herum, schwingen kann. Jedoch ist die Anordnung nicht notwendigerweise auf dieses Ausführur.gsbeispiel beschränkt. Im Gegensatz hierzu kann das Er.de des hoch-festen Gliedes 20 in drehbarer Weise durch eine Stiftwelle gelagert sein.

Wenn allerdings das Ende des hoch-festen Gliedes in drehbarer Weise durch eine Stiftwelle gelagert ist, ist die Zusamnienbauarbeit aufwendiger als in dem Fall, in dem das kugelförmige Ende 20Ä mit dem Aufnahmesitz 5A Eingriff nimmt, wobei ebenso die Bauweise komplizierter wird.

Wenn die Drahtfeder 21, 25 oder 27 als Vorspanneinrichtung verwendet wird, erreicht man den Vorteil, daß die Einsteilung in einfacher Weise vorgenommen werden kann.

Weiterhin ist bei dem oben beschriebenen Ausführungsbeispiel das hoch-feste Glied in einer stangenähnlichen Form ausgebildet. Jedoch ist die vorliegende Erfindung nicht notwendigerweise auf diese spezielle Form beschränkt. Im Gegensatz hierzu kann das hoch-feste Glied 20 .ils läng-

. 34-

;1 i-che.s· .Gliede?ansgebilde^ sein ψ.

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iiasf ühijiingj.srbreiJES'gx-e;! pvi:

axe FiäGheoai'STCi-ieJsriigejtä's^ Hsiaiptstca^rl.'asi wie beispielsweise eine Führungsfläche, die an dem läng,-, liehen Gehäuse 1 ausgebildet ist und als ::EührUöguw.r-

uS^ftad^-rtg: ai^gseriSöV-ecsch^ebiingTsme.ßin.TSi^Euaierit. ΐ-^π: nStr<©i fc^nmuisfe^rtci. -jod-ex uSauismus fe ern uaüg'SW ende t 3si;anri -id;i©Βνχϊίρΐίϊβ;^@ηde ..'Ep.fi.Q^ung _^;a 11 geiaeji® auf

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';odeerariseinem_r zweiten Glied befestigt ist und zusammen mit dem zweiten

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uXXCu Χαΐΐ^ο UCo CIO tiCi-i* oCi-UttijiiCii^tDi --^iJ( XH t? . -. UlIU ^'ij w' L· WC i5ly@o-r5if Cl UCIl

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■; ·; cerettfe.l i ci|Ä rt nse tik,r-:e-qh ti χ ζ ue aHiins-s ■; α η· ei ^:.i He r 1

relative Verschiebung zwischen dem ersten und dem zweiten Glied aufgrund einereOebatijwenoyenschiebunj; zwischen

ι:kann, - ... - ... ι

3 O C = « r·

Dementsprechend kann die vorliegende Erfindung allgemein auf Vorschiebungsmeßinstrumente der Kontaktpunktart, der el ck tromagnet i rjchcn Art, der elektrostatischen Κ.ιρ,ι-zitätsart oder einer ähnlichen Art angewendet werden, bei der eine relative Verschiebung zwischen zwei Gliedern aufgrund der relativen Verschiebung zwischen zwei Fühlern gemessen wird.

Die oben beschriebene Anordnung gemäß der vorliegenden Erfindung beseitigt in äußerst vorteilhafter Weise oder vermindert u.t. einen erheblichen Betrag die Verbiegung des 'r.cah-fester. Gliedes zum Verbinden des zweiten Fühlers mit der. ;-.;eicen Glied aufgrund der Kraft des Gleitwiderstardss, wenn die beiden Fühler relativ zueinander bewegt werden, und vermindert den schädlichen Effekt der Beschleunigung der Vibrationen in Gleitrichtung sowie den Meßfehler aufgrund der oben genannten Verbiegung.

Leerseite

Claims

Patentansprüche

1Λ Verschiebungsmeföinstrument mit einem ersten Fühler, der an einem ersten Glied befestigt ist, und einem zweiten Fühler, der an einem zweiten Glied befestigt ist und zusammen mit dem zweiten Glied längs des ersten Fühlers hin- und herbewegbar ist,wodurch eine relative Bewegung zwischen dem ersten und dem zweiten Glied aufgrund der relativen Bewegung zwischen dem ersten und dem zweiten Fühler gemessen wird, gekennzeichnet durch ein hoch-festes Glied (20), das an einem (20A) seiner Enden (20,A 20B) in drehbarer Weise mit dem zweiten Glied (3,5) Eingriff nimmt und das mit seinem anderen Ende (20B) mit dem zweiten Fühler (13, 15, 16) in drehbarer Weise Eingriff nimmt, wodurch das zweite

Glied (3,5) und der zweite Fühler (13, 15, 16) miteinander verbunden sind, und durch eine Vorspanneinrichtung (21), um den zweiten Fühler (13, 15, 16) gegen den ersten Fühler (10) zu zwängen.
2. Verschiebungsraeßinstrument nach Anspruch 1, dadurch geken nzeic hnet, daß wenigstens eines der entgegengesetzten Enden (2OA, 20B) des hoch-festen Gliedes ;'2O), die mit dem zweiten Glied (3,5) und mit dem zweiten Fühler (13, 15, 16) Eingriff nehmen, kugelförmig ausgebildet ist, und daß ein Aufnahmesitz (5A, 23) n-it komplementärer Form zu dem kugelförmigen Ende (2OA, 203). der zum Koppeln mit dem kugelförmigen Ende (2OA, 2GB) geeignet ist, an dem zweiten Glied (3,5) und/oder an dem zweiten Fühler (13, 15, 16) vorgesehen ist.
3- VersehiebungsmeÄinstrument nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß der Aufnahmesitz (5A, 23) in einer im wesentlichen senkrecht auf der Hin- und Herbewegungsrichtung ies zweiten Fühlers (13, 15, 16) stehenden Richtung sowie-in einer Richtung zum ersten Fühler (10) hin geöffnet ist, wenn der Sitz (5A, 23) an dem zweiten Glied (3,5) verwendet wird, und ebenso in einer im wesentlichen senkrecht auf der Hin- und Herbewegungsrichtung des zweiten Fühlers (13, 15, 16) stehenden Richtung und in einer gegenüber dem ersten Fühler (10) zurückweichenden Richtung geöffnet ist, wenn der Sitz (5A, 23) in dem zweiten Fühler (13, 15, 16) verwendet wird.
4. Verschiebungsmeßinstrument nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet , daß das Ende (20A) des hoch-festen Gliedes (20) auf der Seite des zweiten Gliedes (3,5) in drehbarer Weise über eine Stiftwelle an dem zweiten Glied (3,5) gelagert ist.

-3-
5. Verschiebungsmeßinstrument nach einem der Ansprüche T bis 4, dadurch gekennzeichnet , daß die Vorspanneinrichtung (21) durch Federn (21, 25, 26) gebildet wird, um ein Ende (20A) des hoch-festen Gliedes (20) mit dem zweiten Glied (3,5) in Eingriff zu bringen und um .das andere Ende (20B) des hoch-festen Gliedes (20) mit dem zweiten Glied (3,5) in Eingriff zu bringen.
6. Verschiebungsmeßinstrument nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet , daß die Vorspanneinrichtung (21) über das zweite Glied (3,5) und das hoch-feste Glied (20) gedehnt wird, wodurch der zweite Fühler (13, 15, 16) gegen den ersten Fühler (10) durch das hoch-feste Glied (20) gezwängt wird.
7- Verschiebungsmeßinstrument nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet , daß die Vorspanneinrichtung (21) als Drahtfeder (21) ausgebildet ist, die an ihrem einen Ende mit dem zweiten Glied

(3,5) verbunden ist und die an ihrem anderen Ende mit einen; Ende (20A) des hoch-festen Gliedes (20) auf der Seite des zweiten Gliedes (3,5) von dessen anderem Ende verbunden ist. ' .
8. Verschiebungsmeßinstrument nach Anspruch 7, dadurch

gekennzeichnet., daß die Drahtfeder (21) in Umfangsrichtung drehbar an einem Ende des zweiten Gliedes (3,5) befestigt ist.
9. Verschiebungsmeßinstrument mit einem ersten Fühler,

der an einem ersten Glied befestigt ist, und mit einem zweiten Fühler, der an einem zweiten Glied befestigt ist und zusammen mit dem zweiten Glied längs des ersten

Fühlers hin- und herbewegbar ist, wodurch eine relative 35

Bewegung zwischen dem ersten und dem zweiten Glied aufgrund der relativen Bewegung zwischen dom ersten unj dem

-11-

zweiten Fühler gemessen wird, gekennzeichnet durch ein hoch-festes Glied (20), das an seinem einen Ende (20A) in drehbarer Weise mit dem zweiten Glied (3,5) Eingriff nimmt und das an seinem anderen Ende (20B) in drehbarer Weise mit dem zweiten Fühler (13, 15, 16) Eingriff nimmt, wodurch das zweite Glied (3,5) und der zweite Fühler (13, 15, 16) miteinander verbunden sind, und durch eine Drahtfeder (27), die an ihrem einen Ende mit dem zweiten■Glied (3,5) und an ihrem anderen Ende mit einem Ende (20A) des hoch-festen Gliedes (20) an ihrem äußeren Ende verbunden ist, wobei wenigstens eines (27A) ihrer Enden (27A, 27B) in einer Richtung parallel zur Hin- und Herbewegungsrichtung des zweiten Fühlers (13, 15, ^Ί 5 ) bezüglich des zweiten Gliedes (3,5) und

¹^ des hoch-festen Gliedes (20) beweglich ist.
10. Verschiebungsmeßinstrument nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet , daß die Drahtfeder (27) haarnadel-förmig ausgebildet ist, daß das zweite Glied (3,5) einen Führungsabschnitt (28A) aufweist, der in Gleitkontakt nit einem Ende (27A) der Drahtfeder (27) steht, um dadurch zu ermöglichen, daß sich die Drahtfeder (27) in der Hin- und Herbewegungsrichtung des zweiten Fühlers (13, 15, 16) bewegt, und daß das andere

Ende (27B) der Drahtfeder (27) in fester Weise mit dem hoch-festen Glied (20) verbunden ist.
11. Verschiebungsmeßinstrument nach Anspruch 9, dadurch

gekennzeichnet , daß die Drahtfeder (27) 30

haarnadel-förmig ausgebildet ist, daß ein Ende (27A) der Drahtfeder in fester Weise mit dem zweiten Glied (3,5) befestigt ist, und daß das andere Ende (27B) der Drahtfeder in koaxialer, axial gleitender und loser Weise mit

dem äußeren Ende (20A) des hoch-festen Gliedes (20) ver-35

bunden ist.
12. Verschiebungsmeßinstrument nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet , daß die haarnadel-förmige Drahtfeder (27) derart angeordnet ist, daß sich zwei geradlinige Teile (27A, 27B) der Drahtfeder & von einem gekrümmten Teil (27C) in nicht-paralleler Beziehung zueinander unter einem freien Zustand zu einem Ende und zu einem anderen Ende der Feder erstrecken, und daß die lagemäßige Beziehung zwischen einer Lage, in der die Drahtfeder (27) an dem zweiten Glied (3,5) gelagert ist, und dem ersten Fühler (10) derart bestimmt ist, daß im gespannten Zustand der Drahtfeder die beiden geradlinigen Teile (27A- 27B) der Drahtfeder (27)· parallel zueinander sind, wobei der zweite Fühler (13, 15, 16) gegen den erster. Fühler (10) durch das hoch-feste Glied

(20) gezwängt wird·.

13'- Yerschiebungsrr.eßinstrument nach einem der Ansprüche 9 bis 12, 'dadurch gekennzeichnet , daß die Drahtfeder (27) durch das Ende '-(20A) des hoch-festen ²^ Gliedes (20) in der Hin- und Herbewegungsrichtung des zweiten Fühlers (13, 15, 16) verschoben werden kann.