DE3330058A1 - Elektronischer messkopf - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft einen elektronischen Meßkopf für Lineardimensionen von mechanischen Werkstücken, insbesondere
während der Bearbeitung auf Schleifmaschinen, wobei der Meßkopf ein Außengehäuse, mindestens einen beweglichen
Arm, einen an diesem angebrachten Meßfühler, eine elastische Vorrichtung, welche den beweglichen Arm in Meßrichtung
drückt, einen Lagengeber, der ein Signal in Abhängig- IQ keit von der Stellung des beweglichen Arms erzeugt, eine
elektrische Abhubvorrichtung mit einem ersten Element, das aus einem Elektromagneten und einem zweiten Element,
das aus einem Anker und einer Justiervorrichtung besteht, um die Größe des Abhubs einzustellen, aufweist.
Herkömmliche elektronische Meßköpfe für Schleifmaschinen weisen einen oder zwei bewegliche Arme auf, die mit Druckfedern
oder ähnlichen Vorrichtungen bestückt sind, um die an den beweglichen Armen angebrachten Meßfühler in Berührung
mit der Oberfläche eines Werkstückes zu bringen oder, falls kein Werkstück vorhanden ist, sie in eine
Ruhestellung zu führen.
Im Falle von Köpfen mit zwei Meßfühlern für die Messung von Innen- und Außendurchmessern entsprechen die Ruhestellungen
dem maximalen und minimalen Abstand zwischen den Fühlern.
Diese Meßköpfe sind normalerweise mit einer "Abhubvorrichtung" versehen, um den beweglichen Arm oder die Arme aus
der Ruhestellung in eine eingefahrene Stellung zu bringen, die durch mechanische Anschläge gekennzeichnet ist.
Damit wird vermittels hydraulischer Schlitten oder ähnlichen Vorrichtungen ein Aufprall der Fühler am Prüfling
oder an anderen Hindernissen vermieden, wenn der Meßkopf zum Werkstück hin-oder von diesem wegbewegt wird.
* S
Die Abhubvorrichtungen können verschieden ausgelegt sein (Druckluft, hydraulisch usw.)/ jedoch die meist vorgezogene
Auslegung ist die elektrische Bauart, weil sie einfacher, zweckmäßiger und sicherer ist. Praktisch hängt
beispielsweise eine Druckluftabhubvorrichtung von äußeren Versorgungsleitungen ab, welche für ihren Betrieb
eine Druckluftanlage erfordern, die mit gefilterter Luft und dadurch zusätzlicher Ausrüstung arbeiten muß.
Es ist offensichtlich, daß auch hydraulische Abhubvorrichtungen unter ähnlichen Nachteilen wie UnZweckmäßigkeit und
mangelnde Sicherheit leiden.
Außerdem könnte es nötig werden, die Größe des Abhubes oder Zurückfahrens des Armes in Abhängigkeit von beispielsweise
geometrischen Merkmalen des Prüflings einzustellen.
Vor allem darf im Falle von Meßköpfen zum Prüfen der Innendurchmesser während der Bearbeitung auf einer
Schleifmaschine der Wert des Abhubes nicht zu groß sein, um ein zufälliges Aufprallen der Fühler auf der Schleifscheibe
zu verhindern, wenn er in dem zu prüfenden Loch noch angordnet ist und ziemlich viel von den durch das Loch
gebildeten Raum einnimmt.
Beispielsweise wird nach der italienischen Patentschrift Nr. 664 927 eine regelbare elektrische Abhubvorrichtung
im Meßkopf verwendet, um Innendurchmesser zu prüfen. Bei diesem Meßkopf zieht ein Elektromagnet in seinen Wicklungen
einen Kern an, der an einem seiner Enden mit einem konischen Kopf versehen ist, welcher über zwei Rollen
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mit beweglichen Armen bewegt und mit diesen zusammenwirkt, wodurch sich die beiden Fühler gegenseitig annähern. Die
Amplitude dieser Bewegung kann durch Nachstellen (über eine Schraube mit Knopf) eines Anschlages eingestellt werden,
der die Versetzung des Magnetkerns begrenzt.
In der italienischen Patentschrift Nr. 965 618 ist eine
weitere Bauart eines Meßkopfes für Innendurchmesser beschrieben, der zwei bewegliche Arme aufweist, die zwei
Flachanker tragen, welche durch zwei vom Meßkopfgehäuse
getragene Elektromagneten angezogen werden. Die Größe des Abhubs oder des Zurückfahrens wird durch Drehung einer
Scheibe mit zwei Schlitzen eingestellt, in welchen zwei an den Ankern befestigte Bezugselemente aufgenommen sind.
Wegen des begrenzten an Schleifmaschinen zur Verfügung stehenden Platzes ist es zweckmäßig, daß die Meßköpfe im
allgemeinen ziemlich kleine Abmessungen aufweisen. Wenn außerdem die Elektromagneten der Abhubvorrichtung verhältnismäßig
stark sind, so kann dies zu übermäßigen Wärmeverlusten führen, welche einen Leistungsabfall des Meßkopfes
bewirken können.
Wenn jedoch gleichzeitig die Anziehungskraft des Elektromagneten genügend hoch ist, so können als Folge von Schwingungen
der Schleifmaschine Störungen bei der Abhubvorrichtung auftreten, beispielsweise eine unerwünschte Freigabe
der beweglichen Arme.
Die Abhubvorrichtungen der in den beiden vorerwähnten
italienischen Patentschriften erwähnten Meßköpfe brauchen für ihre Betriebssicherheit ziemlich starke Elektromagneten,
die natürlich übermäßige Wärmeverluste mit sich bringen.
in Bezug auf den in der ersten der beiden italienischen
Patentschriften beschriebenen Meßkopf hängt dies einerseits
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r 7
davon ab, daß die Abhubvorrichtung eine Tauchkernkonstruktion aufweist. Außerdem hängt bei beiden in den vorerwähnten
italienischen Patentschriften beschriebenen Meßköpfen die durch die Elektromagneten auf den Kern und den Anker
beim Zurückfahren der beweglichen Arme ausgeübte Anziehungskraft von der Stellung der Justiervorrichtungen ab,
d.h. von der Stellung des Anschlages sowie der der Scheibe in den Schlitzen.
IQ Daher wird bei diesen vorerwähnten Meßköpfen ein schlechter
Kompromiß zwischen sich gegenseitig ausschließenden Forderungen erzielt wie ihre Abmessungen und geringe
Wärmeverluste, Betriebssicherheit der Abhubvorrichtungen, weiter Stellbereich für die Größe des Zurückfahrens.
Die technische Frage, welche die Erfindung zu lösen trachtet, ist ein Meßkopf mit einer einstellbaren Hubvorrichtung,
die sehr betriebssicher ist, einen großen Verstellbereich aufweist, die Gefahr einer möglichen Freigabe des
Zurückfahrens in einer Weise gestattet, die nicht von
einer bestimmten Einstellung abhängt, und der schließlich mit geringen Gesamtabmessungen ausgelegt werden kann.
Die Aufgabe der Erfindung wird durch einen Meßkopf gelöst, wie er eingangs kurz beschrieben wurde, wobei die Justiervorrichtungen
an einem der Elemente der Abhubvorrichtung befestigt sind, wobei dieses Element und die Justiervorrichtung
gleichzeitig verstellbar sind.
Die Erfindung ist nachstehend näher erläutert. Alle in der Beschreibung enthaltenen Merkmale und Maßnahmen können von
erfindungswesentlicher Bedeutung sein. Die einzige Zeichnung, die den Rahmen der Erfindung nicht einschränken soll,
zeigt einen teilweisen Seitenschnitt eines Meßkopfes mit zwei beweglichen Armen für das Prüfen von Innendurchmessern.
Der Meßkopf weist ein Außengehäuse 1 auf/an welchem zwei
seitliche Platten angebracht sind, von denen nur eine, die Platte 2, in der Zeichnung sichtbar ist. Ein im wesentlichen
T-förmiger Träger 3 ist an einer Seite des Gehäuses mit Schrauben 4 befestigt.
Zwei Meßfühler 5, 5' sollen ein zu messendes Werkstück
berühren. Die Meßfühler 5, 5' sind mit Armen 7, 7' verbunden,
die aus dem Gehäuse 1 durch Öffnungen 8, 81 her-
^Q ausragen. Die in Längsrichtung des Meßkopfes verlängerten
Arme 7, 71 sind mit dem am Gehäuse 1 mit Stiften 9, 91
befestigten Element 3 verbunden, wobei die Stifte den Armen Drehbewegungen um Achsen ermöglichen, die zur Ebene
der Zeichnung senkrecht stehen.
Jeder Fühler 5, 51 wird mit dem Werkstück 6 durch je eine
Rückholfeder 10, 10' in Berührung gehalten, die zwischen den Armen 7, 71 und dem feststehenden Element 3 angeordnet
sind.
Die Stellung der Arme 7, 71 wird durch zwei induktive
Stellunggeber 11, 11' abgegriffen, die je einen ersten
Abschnitt 12,12' aufweisen, der hauptsächlich aus elektrischen am Element 3 befestigten Wicklungen besteht und
einem Kern 13, 13', die über einen Schaft 14, 14' mit den Armen 7, 7' verbunden sind.
Der Meßkopf weist zwei Abhubvorrichtungen mit zwei ersten Elementen auf, die Elektromagnete 15, 15' darstellen und
mit zwei zweiten Elementen, die aus scheibenförmigen Ankern
16, 16" bestehen. Die Elektromagnete 15, 15' weisen am
Mittelschaft des Elements 3 befestigte Bewegungen auf, deren Zweck darin besteht, die Arme 7, 7' durch Einwirkung
auf die Anker 16, 16' anzuziehen, welche aus mit den Armen 7, 7' verbundenen ferromagnetischen Scheiben bestehen.
Im Mittelpunkt der Anker 16, 16" sind halbkugelförmige
Karbidanschläge 17, 171 angeordnet, die mit anderen Anschlägen
18, 18" zusammenwirken, welche an den Bewehrungen des Elektromagneten 15, 151 befestigt sind. Die Anschlage
17, 17' bilden Justiervorrichtungen für das Abheben
oder Zurückfahren.
Die Einstellung des Abhebens erfolgt durch axiale Versetzungen der Anschläge 17, 17" durch Ein- oder Ausschrauben
von zwei Schraubenschäften 19, 19', die mit den Ankern 16, 16' einstückig ausgeformt sind, in entsprechende
Gewindebohrungen 20, 20' der Arme 7, 71. Die Schäfte 19, 19' liegen senkrecht zu den Armen 7, 71
und sind auch senkrecht zu diesen verstellbar, d.h. praktisch in einer zur Meßrichtung der Arme 7, 7' parallelen
Richtung. Zwischen den Wänden der Bohrungen 20, 20" und der Schäfte 19, 19' sind Reib- oder Bremselemente eingesetzt,
die aus den Gewindeschneideinsätzen 21, 21' bestehen, welche die Betriebssicherheit und Stabilität
der Einstellung gewährleisten.
Um diese Einstellung durchzuführen gibt es die Möglichkeit des Zuganges von außen durch Einführen eines Schraubenziehers
in Schlitze an den Enden der Schäfte 19, 19' durch zwei Öffnungen 22, 22', die im Gehäuse 1 ausgeformt
sind und mit den Bohrungen 20, 20' fluchten und unter Betriebsbedingungen
durch die Kappen 23, 23' verschlossen sind.
Bei Veränderung der Einstellung des Abhubs bleibt der Luftspalt zwischen jedem Elektromagneten 15, 15' und
den zugeordneten Ankern 16, 16" bei Betätigung des Zurückfahrens
konstant und sehr gering, da er insgesamt durch die Dicke der Anschläge 17, 17' bestimmt wird.
Zwei Anschläge 24, 24' sind an zugeordnete Schraubenschäfte
26, 26' befestigt, die über zwischengeordnete Schraubenschneideinsätze 28, 28' mit den Oberflächen
der Gewindebohrungen 27, 27' des Außengehäuses 1 in Eingriff stehen. Zwei weitere Karbidanschläge 25, 25'
sind an den Armen 7, T befestigt und wirken mit den Anschlägen 24, 24" zusammen, wobei sie den Hub der Arme
begrenzen, während sie in den Meßrichtungen laufen und damit die sogenannte Ruhestellung schaffen. Um diesen
gesamten Hub zu justieren müssen die Schäfte 26, 26' eingestellt werden.
Mit nicht gezeigten Dichtungen versehene Dichtungsbohrungen 8, 8' ermöglichen gleichzeitig die Bewegung der beweglichen
Arme 7, 7'. Um die Versetzung der beweglichen Arme 7, 7' zu dämpfen kann der Innenraum des Meßkopfes
mit Silikondämpfungsflüssigkeiten gefüllt werden.
Die runden Flächen der Anker 16, 16", die den freien Enden
oder den Grundflächen der Elektromagneten 15, 15' zugekehrt sind, weisen fast identische Abmessungen mit denen
der gleichen Grundfläche auf, wodurch sich ein hohes Verhältnis zwischen den von den Elektromagneten 15, 15'
auf die Anker 16, 16' ausgeübten Bezugs- oder Abhubkräften
und den planmäßigen Abmessungen der gesamten Abhubvorrichtung ergibt.
Gleichzeitig kann man die Größe des Abhubs in einem ziemlich breiten Bereich (z.B. einige wenige Millimeter) einstellen,
weil die von den Elektromagneten 15, 15' auf die
Anker 16, 16' ausgeübten Abhubkräfte nicht von einer speziellen
Einstellung der Anker 16, 16' oder der der Anschläge
17, 17' gegenüber den beweglichen Armen 7, 7'
abhängen, wenn diese zurück- oder eingefahren sind.
O O O U U U
Nach Einschalten des Abhubvorganges können die Elektromagneten
mit weniger Strom versorgt werden, wodurch sich eine geringere Wärmeableitung ergibt, wobei jedoch gleichzeitig
eine sichere Dauer des Abhubes gewährleistet ist.
Der vorstehend beschriebene Meßkopf gewährleistet auch hohe Genauigkeiten der Abhubvorrichtung, da sich die zurückgefahrene
Stellung durch den Kontakt zwischen den halb kugelförmigen Oberflächen der Anschläge 17, 17' und den
Q ebenen Flächen der Anschläge 18, 18' ergibt und kaum durch
Staub oder andere Fremdstoffe beeinflußt wird, die möglicherweise in den Meßkopf eindringen können.
Leerseite
Claims (10)
- 333QÜÖ8PATENTANSPRÜCHE;Λΐ. /Elektronischer Meßkopf zum Prüfen von linearen Abmessungen mechanischer Werkstücke, insbesondere während der Bearbeitung auf Schleifmaschinen, mit einem Außengehäuse, mindestens einem beweglichen Arm, einem mit dem beweglichen Arm verbundenen Fühler, einer elastischen Vorrichtung, welche den beweglichen Arm in Meßrichtung drückt, einem Stellungsgeber, der ein Signal in Abhängigkeit von der Stellung des beweglichen Arms erzeugt, einer elektrischen Abhubvorrichtung mit einem aus einem Elektromagneten bestehenden ersten Element und einem aus einem Anker bestehenden zweiten Element sowie mit Verstellvorrichtungen, um die Größe des Abhubes einzustellen, dadurch gekennzeichnet, daß die EinStellvorrichtungen (17;17') an einem (16,16') der Elemente (15,16;15',16·) der Abhubvorrichtung befestigt sind, wobei dieses Element (16; 16') und die Einstellvorrichtungen (17;17') gleichzeitig einstellbar sind.
- 2. Meßkopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einstellvorrichtungen einen ersten am Anker (16; 16') befestigten mechanischen Anschlag (17;17') aufweisen und, daß ein zweiter mechanischer Anschlag (18;18') mit dem Elektromagneten (15;15') verbunden ist, wobei der erste und zweite Anschlag (17,18^7',ΐδ1) einander berühren sollen, um die Größe des Abhubes zu bestimmen.
- 3. Meßkopf nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß er einen am Gehäuse (1) befestigten Träger (3) aufweist, daß der Elektromagnet (15;15') mit dem Träger (3) und der Anker (16;16') in verstellbarer Weise mit dem beweglichen Arm (7;7') verbunden sind.-2-
- 4. Meßkopf nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Anker (16; 16") im wesentlichen scheibenförmig ausgeformt ist und einem Ende des Elektromagneten (15,15') zugekehrt ist.
- 5. Meßkopf nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Anker (16;16') mit dem beweglichen Arm (7; 7") über eine Spindel (19;19') durch eine Schraubverbindung (21; 21') verbunden ist.
- 6. Meßkopf nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der erste mechanische Anschlag (17;17") mit dem Anker (16;16') an einer Stelle verbunden ist, welche denMittelpunkt des Ankers (16;16') entspricht. 15
- 7. Meßkopf nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Schraubverbindung einen Einsatz ähnlich einem Gewindeschnexdeinsatz (21;21') aufweist.
- 8. Meßkopf nach einem der Ansprüche 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (1) Bohrungen (22;22") aufweist, um von außen an die Einstellvorrichtungen (19,17;19',17') gelangen zu können.
- 9. Meßvorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß einer der Anschläge (17;17') eine runde und der andere (18;18') eine ebene Oberfläche aufweist.
- 10. Meßkopf nach Anspruch 3 und einem der Ansprüche 4 bis 9 mit einem zweiten beweglichen Arm, einem zweiten Meßfühler, einem zweiten Stellungsgeber, einer zweiten Abhubvorrichtung sowie einer zweiten Einstellvorrichtung, wobei das Gehäuse eine Vorderseite mit Bohrungen zur Durchführung der beweglichen Arme und eine Rückseite aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß derTräger (3) an der Rückseite des Gehäuses (1) befestigt ist und die beweglichen Arme (7,7')sowie die Elektromagneten (15,15') trägt.
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
8127 | New person/name/address of the applicant |
Owner name: MARPOSS S.P.A., BENTIVOGLIO, BOLOGNA, IT |
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8110 | Request for examination paragraph 44 | ||
8139 | Disposal/non-payment of the annual fee |