DE3444364A1 - Tastsonde - Google Patents

Tastsonde

Info

Publication number
DE3444364A1
DE3444364A1 DE19843444364 DE3444364A DE3444364A1 DE 3444364 A1 DE3444364 A1 DE 3444364A1 DE 19843444364 DE19843444364 DE 19843444364 DE 3444364 A DE3444364 A DE 3444364A DE 3444364 A1 DE3444364 A1 DE 3444364A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
contact
probe
probe according
slot
insert
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
DE19843444364
Other languages
English (en)
Other versions
DE3444364C2 (de
Inventor
Charles Frank Warren Mich. Kroetsch
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Valenite LLC
Original Assignee
GTE Valeron Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by GTE Valeron Corp filed Critical GTE Valeron Corp
Publication of DE3444364A1 publication Critical patent/DE3444364A1/de
Application granted granted Critical
Publication of DE3444364C2 publication Critical patent/DE3444364C2/de
Granted legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01BMEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B7/00Measuring arrangements characterised by the use of electric or magnetic techniques
    • G01B7/002Constructional details of contacts for gauges actuating one or more contacts
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B82NANOTECHNOLOGY
    • B82YSPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
    • B82Y15/00Nanotechnology for interacting, sensing or actuating, e.g. quantum dots as markers in protein assays or molecular motors

Landscapes

  • Nanotechnology (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)
  • Measuring Leads Or Probes (AREA)
  • A Measuring Device Byusing Mechanical Method (AREA)
  • Length Measuring Devices With Unspecified Measuring Means (AREA)
  • Push-Button Switches (AREA)

Description

Die Erfindung betrifft eine Tastsonde zur Signalgabe bei Kontakt mit einem Objekt, mit einer Schaltervorrichtung, die einen ersten Träger mit einem ersten elektrischen Kontaktsatz und einen zweiten Träger mit einem zweiten elektrischen Kontaktsatz aufweist, und mit einer Tastspitze, die mit einem der Träger in Wirkverbindung steht und bei Berührung mit einem Objekt eine Änderung der elektrischen Eigenschaften zwischen den beiden Kontaktsätzen hervorruft.
In automatischen Bearbeitungszentren und Koordinatenmeßsystemen benötigt man genau arbeitende Vorrichtungen zur Lokalisierung der Flächen von Werkstücken. Eine Möglichkeit entsprechender Messungen besteht darin, eine sogenannte Berührungssonde zu verwenden, in der eine Tastspitze in eine Position gebracht wird, wo sie die festzustellende Fläche berührt, so daß dadurch eine Bewegung aus ihrer Ruhelage heraus hervorgerufen wird. Die Tastsonde enthält zwei Träger, von denen einer fest und der andere beweglich angeordnet und mit der Tastspitze verbunden ist. Jeder Träger ist mit einem oder mehreren elektrisch leitfähigen Kontaktelementen versehen, die auf ihm befestigt sind und entsprechenden Kontaktelementen an dem anderen Träger gegenüberstehen. Wenn die Tastspitze aus ihrer Ruhelage herausbewegt wird, so ändern sich die elektrischen Eigenschaften zwischen einander gegenüberstehenden Kontaktelementen. Diese Änderung der elektrischen Eigenschaften wird typisch durch das Öffnen
der Kontakte bewirkt, und die damit verbundene Änderung des elektrischen Widerstandes wird in einer elektrischen Schaltung ausgewertet, die ein Signal an die Maschinensteuerung übermittelt. Das Signal der Tastsonde wird bei der Bestimmung der Lage der X-, Y- und Z-Achse des Tisches oder der Maschinenspindel genutzt, um die Position der überprüften Werkstückfläche zu berechnen.
In bisherigen Tastsonden werden Kugelkontakte verwendet, die auf einem beweglichen Träger in Form einer mit der Tastspitze verbundenen schwenkbaren Platte befestigt sind. Diese Kugelkontakte stehen einem zweiten Kontaktsatz gegenüber, der flache Kontaktflächen hat. Diese Kontakte sind an einem festen Träger befestigt. Andere Tastsonden verwenden erste Kontakte in Form radial stehender Stifte, die durch zwei konvergierende kugelige Flächen eingeschlossen werden, welche durch feststehende Kugellager gebildet sind. In diesem Zusammenhang wird auf die US-Patente 4 153 998, 4 288 925, 4 138 823 und 4 397 093 hingewiesen.
Der Nutzen von Tastsonden der beschriebenen Art hängt von ihrem Vermögen ab, genaue und wiederholbare Messungen durchzuführen. Oft ist eine Sonde erwünscht, die wiederholbare Messungen innerhalb eines Bereichs von 1 Mikron oder weniger durchführt. Wenn die Sonde mehrere Messungen auf ein und derselben Werkstückfläche durchführt, soll also die berechnete Werkstückposition nicht mehr als ca. 1 Mikron Abweichung zwischen den Messungen aufweisen.
Bei Sonden dieser Art ist es erforderlich, die Kontakte gegenüber anderen elektrisch leitfähigen Elementen zu isolieren. Es wurden unterschiedliche Isolationsverfahren
angewendet, von denen einige auch in den vorstehend genannten Druckschriften erläutert sind. Beispielsweise verwendet das US-Patent 4 138 823 Komponenten aus einem synthetischen Harz, an denen die Kontakte befestigt sind. Um jedoch die Anforderungen an die Wiederholgenauigkeit zu erfüllen, die an eine kommerziell einsatzfähige Sonde zu stellen sind, werden bei den meisten handelsüblichen Sonden Metallkörper als Träger für die Kontaktelemente verwendet. Diese Metallkörper haben zwar eine gute Biegefestigkeit, sie verursachen jedoch Probleme der elektrischen Isolierung der Kontaktelemente infolge ihrer eigenen elektrischen Leitfähigkeit. Allgemein wird eloxiertes Aluminium für die Träger verwendet (die eloxierte Schicht ist nichtleitend), und die Kontakte werden mit einem Epoxyharz an der eloxierten Fläche befestigt. Nachteiligerweise ist aber diese Fläche empfindlich gegen Kratzer oder Eindringen des Epoxymaterials, wodurch sich ihre Isolationseigenschaften verschlechtern und eine ungenaue Sondenfunktion die Folge ist.
Dem Fachmann ist geläufig, daß die Herstellung und die Montage von Tastsonden dieser Art mit Schwierigkeiten verbunden sein kann. Die Kontaktelemente müssen elektrisch beschaltet werden, und bei relativ kleinen konstruktiven Ausführungen der Tastsonde kann dies zu Problemen führen, die nicht leicht vermeidbar sind. Die gesamte Tastsonde muß so konstruiert sein, daß sie stabil ist und auch über längere Zeiträume betrieben werden kann, wobei gleichzeitig die Genauigkeit der durchgeführten Messungen nicht beeinträchtigt werden darf. Somit besteht ein Bedürfnis für eine Sondenkonstruktion, die leichter hergestellt werden kann und dabei doch die hohen Funktionsund Genauigkeitsanforderungen erfüllt.
Es ist Aufgabe der Erfindung, eine .Tastsonde anzugeben, die unter Beibehaltung vorgegebener elektrischer Isolationseigenschaften und hoher Wiederholgenauigkeit eine vereinfachte elektrische Isolation ihrer Kontaktelemente aufweist.
Diese Aufgabe wird bei einer Tastsonde eingangs genannter Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Träger elektrisch nichtleitende faserverstärkte Kunststoffkörper sind.
Bei einem vorzugsweisen Ausführungsbeispiel der Erfindung sind die Träger für die Kontaktelemente aus einem elektrisch nichtleitenden Material mit hoher Biegefestigkeit hergestellt. Vorzugsweise bestehen sie einem solchen faserverstärkten Kunststoff, bei dem der Faseranteil im Bereich von 7,5 bis 40 Volumenprozent liegt. Die hohe Biegefestigkeit solcher Kunststoffträger verleiht der Tastsonde eine ausgezeichnete Leistung, wobei gleichzeitig die Konstruktion insbesondere hinsichtlich der Isolation der Kontaktelemente wesentlich vereinfacht wird.
Die Erfindung wirkt sich auf die gesamte Konstruktion der Tastsonde vorteilhaft aus. Einer der Träger für die Kontaktsätze hat die Form einer Schwenkplatte, in die die Kontaktelemente des ersten Kontaktsatzes eingesetzt sind. Der zweite Träger hat die Form eines Einsatzes, der an einer starren Metallplatte der Tastsonde gehalten ist. Ein zweiter Satz von Kontaktelementen ist auf dem zweiten Träger angeordnet und steht dem ersten Kontaktsatz gegenüber, wenn sich die Tastspitze in ihrer Ruhelage befindet. Die Kontakte sind miteinander in Reihe geschaltet, und die Öffnung eines Kontakts kann durch eine geeignete Schaltung ausgewertet werden. Die elek-
trische Beschaltung der Schaltervorrichtung erfolgt einfach, jedoch zuverlässig. Eine erste elektrische Verbindung erfolgt zwischen der Auswerteschaltung und einem der Kontaktelemente auf der schwenkbaren Platte. Eines der Kontaktelemente des zweiten Kontaktsatzes ist elektrisch mit der metallischen Platte verbunden, die über das Sondengehäuse auf Massepotential liegt, wodurch die elektrische Verbindung mit der Auswerteschaltung hergestellt wird, welche gleichfalls über das Sondengehäuse mit Masse verbunden ist.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden an Hand der Figuren beschrieben. Es zeigen:
Fig. 1 eine teilweise Draufsicht auf eine Tastsonde,
Fig. 2 eine perspektivische Explosionsdarstellung der Schaltervorrichtung der Tastsonde,
Fig. 3 eine vereinfachte Seitenansicht der zusammengebauten Schaltervorrichtung in Blickrichtung bezüglich Fig. 2 von links nach rechts,
Fig. 4 den Schnitt 4-4 nach Fig. 3 und
Fig. 5 einen vereinfachten Querschnitt einer anderen möglichen Konstruktion zur Verbindung der Schaltervorrichtung mit einem Sondengehäuse.
In Fig. 1 ist eine Tastsonde 10 dargestellt, deren Gehäuse 12 in Schlitze eines Drehzentrums, beispielsweise einer Drehbank, eingesetzt werden kann. Die Erfindung ist auf ein solches Sondengehäuse jedoch nicht beschränkt und kann beispielsweise auch dann angewendet werden, wenn die Tastsonde in die Spindel eines Bearbeitungszentrums
einzusetzen ist. In einem solchen Fall kann das Sondengehäuse eine andere Form haben und ist dann mit einem Adapter zum Einsatz in die Spindel versehen. Die Erfindung bezieht sich insbesondere auf die Schaltervorrichtung 14 der Tastsonde 10. Diese wird manchmal auch als Sondenkopf bezeichnet und kann in einigen Fällen auch als separate Einheit aufgebaut sein, die an verschiedenen Sondengehäusen befestigt werden kann, wie es noch im Zusammenhang mit Fig. 5 erläutert wird.
Die Tastsonde 10 hat eine Tastspitze 16, die mit einem Objekt in Berührung zu bringen ist, beispielsweise mit einer Werkstückfläche. Wenn die Tastspitze 16 berührt wird, so wird sie aus ihrer Ruhelage bewegt, wodurch sich eine Änderung der elektrischen Eigenschaften der Schaltervorrichtung 14 ergibt. Dies wird im folgenden noch eingehender beschrieben. Diese Änderung der elektrischen Eigenschaften wird in einer geeigneten elektronischen Schaltung 18 ausgewertet, die in dem Sondengehäuse angeordnet ist. Die Schaltung 18 ist mit einer Stromquelle verbunden, die durch eine Batterie 20 gebildet ist. Bei Feststellung eines Tastspitzenkontaktes gibt die Schaltung 18 ein Signal an die Maschinensteuerung (nicht dargestellt) ab, wodurch angezeigt wird, daß die Tastspitze 16 die zu prüfende Werkstückfläche berührt hat. Das Signal kann in verschiedenster Weise übertragen werden. Ein besonders vorteilhaftes Verfahren besteht darin, mittels einer Leuchtdiode 22 ein Infrarotsignal zu erzeugen und es an einen fernen Empfänger zu übertragen. Geeignete Übertragungsmöglichkeiten sind in den US-Patenten 4 328 623 und 4 401 945 sowie in den DE-Patentanmeldungen P 34 22 102.6 und P 32 13 313.8 erläutert. Andere Übertragungsprinzipien können jedoch gleichfalls eingesetzt werden.
Im folgenden wird die Konstruktion der Schaltervorrichtung 14 erläutert. Sie enthält Kontaktträger 24 und 26 aus einem elektrisch nichtleitenden Material hoher Biegefestigkeit. Der Kontaktträger 24 ist mit der Tastspitze 16 verbunden und gemeinsam mit ihr bewegbar. Der Kontaktträger 26 ist fest angeordnet. Im dargestellten Ausführungsbeispiel hat der Kontaktträger 24 die Form einer dreieckigen Schwenkplatte mit drei gleichmäßig zueinander beabstandeten Kontakten in Form von Kugelstiften 28, 30 und 32, die an dem Kontaktträger 24 in noch zu beschreibender Weise befestigt sind. Diesem ersten Kontaktsatz steht ein zweiter Kontaktsatz gegenüber, dessen Kontakte die Form von Scheiben 34, 36, 38 haben, welche am Kontaktträger 26 befestigt sind.
Befindet sich die Tastspitze 16 in ihrer Ruhelage, so werden die Kugelkontakte 28 bis 30 gegen die jeweilige Scheibe 34 bis 38 gedrückt. Jedes dieser drei Kugel-Scheiben-Paare bildet einen elektrischen Schalter, und diese drei Schalter sind in noch zu beschreibender Weise elektrisch miteinander in Reihe geschaltet. Die Kontakte werden mit einer Blattfeder 40 aufeinander ausgerichtet gehalten. Diese Blattfeder 40 hat eine Lasche 42, die mit dem beweglichen Kontaktträger 24 über einen Halteblock 44 und Schrauben 46 und 48 verbunden ist. Der Umfang der Blattfeder 40 ist zwischen dem Gehäuse 12 und einer metallenen Trägerplatte 50 gehalten. Die Schaltervorrichtung 14 wird gegen schädliche Umwelteinflüsse durch eine Membran 52 und einen O-Ring 54 geschützt, welche durch eine Außenplatte 56 festgehalten sind. Die Außenplatte 56 ist an der Trägerplatte 50 mit Schrauben 58 befestigt. Die Trägerplatte 50 ist in ähnlicher Weise mit dem Sondengehäuse 12 durch Schrauben 60 verbunden.
Wenn die Tastspitze 16 ein Objekt berührt, so wird sie aus ihrer Ruhelage herausbewegt, wodurch der schwenkbare Kontaktträger 24 gekippt wird und mindestens einer der Kugelkontakte 28 bis 32 von seinem Scheibenkontakt 34 bis 38 abgehoben wird. Dadurch wird einer der Kugel-Scheiben-Schalter geöffnet, und dies wird durch die Schaltung 18 ausgewertet, welche ein entsprechendes Signal über die Leuchtdiode 22 abgibt.
Sondenkonstruktionen dieser allgemeinen Art müssen eine elektrische Isolation der Kontaktelemente gegenüber anderen elektrisch leitfähigen Sondenbestandteilen enthalten. Außerdem müssen die Kontaktträger eine sehr hohe Biegefestigkeit bei minimaler Nachgiebigkeit aufweisen, um den vorgegebenen Sondenfunktionen gerecht zu werden. Die Kontaktträger sollen eine Biegefestigkeit aufweisen,
2 die vorzugsweise über 120 Newton/mm liegt. Es wurde festgestellt, daß durch Verwendung eines faserverstärkten Kunststoffs für die Kontaktträger 24 und 26 diese beiden Anforderungen erfüllt werden können.
Die Kontaktträger 24 und 26 sind im dargestellten Ausführungsbeispiel Spritzgußteile aus glasfaserverstärktem Kunstharz. Das Verhältnis von Fasermaterial zu Kunstharz sollte so hoch sein, daß die geforderte Biegefestigkeit erreicht wird, jedoch nicht so hoch, daß die Kontaktträger brüchig werden oder Probleme beim Spritzen entstehen. Der Glasfaseranteil sollte 7,5 bis 40 Volumenprozent betragen, wobei vorzugsweise ein Glasfaseranteil von ca. 30 Volumenprozent anzustreben ist.
Verschiedene Kunstharze können für die Kontaktträger verwendet werden, jedoch hat sich Polybutylenterephthalat (PBT) als ausgezeichnetes Material erwiesen. Ein handelsübliches, die vorstehend beschriebenen Anforderungen er-
füllendes Material ist in der Familie 400 der Valox-Kunstharze der General Electric Company zu finden, ein vorzugsweises Material ist Valox-420.
Besondere Beachtung muß der Befestigungsweise der Kontaktelemente sowie deren Beschaltung gegeben werden. Die Kontakte 28 bis 32 bestehen aus Wolframkarbidkugeln, die mit Beryllium-Kupferschäften 64 verlötet oder verschweißt sind. Wie aus Fig. 4 hervorgeht, sind die Schäfte in Bohrungen eingesetzt, die sich in dem Kontaktträger 24 befinden. Das Ende des Schaftes 64 ist mit einer Umfangsnut 66 versehen. Eine gebogene, elektrisch leitfähige Folie 68 hat an jedem Ende Öffnungen, die in die Nuten 66 der Schäfte der Kontaktelemente 28 bis 30 einrasten und die elektrische Verbindung herstellen. Eine zweite Folie 70 umgibt einen Ansatz 73 auf dem Kontaktträger 24 und ist ähnlich auf das Ende des Schaftes des Kontaktelementes 32 gedrückt. Die Kontaktelemente werden auf beiden Seiten des Kontaktträgers 24, wie Fig. 4 zeigt, durch elektrisch leitfähiges Epoxymaterial 72 und 74 festgehalten. Eine Schraubenfeder 67 drückt auf die Folie 70 und erfüllt den doppelten Zweck des Andrucks des Kontaktträgers 24 an den festen Kontaktträger 26 und der elektrischen Verbindung zwischen der Schaltung 18 im Sondengehäuse 12 und der Schaltervorrichtung 14.
Der feste Kontaktträger 26 hat die Form eines C-Ringes, der in eine Vertiefung 80 eingepaßt ist, welche in der Trägerplatte 50 ausgebildet ist. Die Außenfläche des Kontaktträgers 26 ist mit zwei gebogenen Schlitzen 82 und 84 versehen. Der Schlitz 82 ist größer und so ausgebildet, daß er an seinen Enden die beiden Scheibenkontakte 34 und 36 aufnimmt. Eine elektrisch leitfähige Folie 86 liegt im Schlitz 82, und auf ihr sitzen die Scheibenkontakte 34 und 36. Der vertiefte Bereich zwischen den Scheibenkon-
takten 34 und 36 ist mit elektrisch leitfähigem Epoxymaterial ausgefüllt, durch das die Scheibenkontakte an ihrer Stelle gehalten werden.
Eine Folie 88 liegt in dem kleineren Schlitz 84. Ein Ende der Folie 88 hat eine Öffnung 90, die auf Öffnungen 92 und 94 des Kontaktträgers 26 bzw. der Trägerplatte 50 ausgerichtet ist. Ein elektrisch leitfähiger Stift 96 ist durch die Öffnungen 90 bis 94 geführt, und sein Kopf steht in Kontakt mit der Folie 88, während sein Schaft in elektrischem Kontakt mit der Trägerplatte 50 steht. Dies ist deutlich in Fig. 4 zu erkennen. Der Scheibenkontakt 38 ist am anderen Ende der Folie 88 angeordnet, und elektrisch leitfähiges Epoxymaterial 98 hält diese Anordnung an ihrer Stelle.
Die vorstehend beschriebene Konstruktion vereinfacht die elektrische Beschaltung der Kugel-Scheiben-Schalter derart, daß sich ein guter elektrischer Aufbau ergibt. Die elektrische Beschaltung wird am besten an Hand der Fig. 1 und 2 erläutert. Der negative Pol der Batterie ist mit dem metallenen Sondengehäuse 12 über eine normale Federklammer 19 verbunden. Der positive Anschluß ist mit der Schaltung 18 verbunden. Die Schaltung 18 im Sondengehäuse 12 ist über eine in Fig. 1 gestrichelt gezeigte Verbindung 21 mit der Schraubenfeder 67 der Schaltervorrichtung 14 verbunden. Das andere Ende der Schraubenfeder 67 berührt die Folie 70, die mit dem Kugelkontakt 32 verbunden ist. Dieser ruht auf dem Scheibenkontakt 36 und bildet mit diesem einen ersten Schalter. Der Scheibenkontakt 36 ist elektrisch über die Folie 86 mit dem Scheibenkontakt 34 verbunden. Dieser steht dem Kugelkontakt 28 gegenüber und bildet mit diesem den zweiten Schalter. Der Schaft des Kugelkontaktes 28 ist über die Folie 68 mit dem Schaft des Kugelkontaktes 30
verbunden. Der Kugelkontakt 30 steht dem Scheibenkontakt 38 gegenüber und bildet mit diesem den dritten Schalter. Alle diese Schalter sind elektrisch miteinander in Reihe geschaltet. Der Scheibenkontakt 38 ist mit der metallenen Trägerplatte 50 über die Folie 88 und den Stift 96 verbunden. Da die Trägerplatte 50 aus Metall besteht und physikalisch mit dem metallenen Sondengehäuse 12 verbunden ist, bildet sie einen Massekörper, der den elektrischen Stromkreis zurück zur Batterie 20 und zur Schaltung 18 im Sondengehäuse 12 schließt.
Fig. 5 zeigt eine vorzugsweise Sondenkonstruktion mit einem separaten Kopf 100, der die Schaltervorrichtung enthält. Hierbei werden dieselben Grundkomponenten wie > bereits beschrieben verwendet, so daß diese mit denselben Bezugszeichen wie zuvor versehen, jedoch zusätzlich mit einem Strich gekennzeichnet sind. Das Sondengehäuse 12' besteht aus Metall und enthält die Batterie 20', die · Schaltung 18' und eine oder mehrere Leuchtdioden 22' in der dargestellten gegenseitigen Zuordnung. E$Ln Ende des Sondengehäuses 12' ist mit einer mit Innengewinde versehenen runden Fassung 102 versehen, in der eine elektrische Anschlußvorrichtung 104 angeordnet ist, welche mit
der Schaltung 18' verbunden ist.
Der Kopf 100 besteht aus Metall und hat an einem Ende ein Gewinde, mit dem er in die Fassung 102 eingeschraubt werden kann. Die Anschlußvorrichtung 104 wird dabei mit der Schraubenfeder 67' verbunden, wodurch die elektrische Verbindung mit den drei Kugel-Scheiben-Schaltern hergestellt wird. Die Trägerplatte 50' ist mit dem metallenen Kopfgehäuse verbunden und schließt den Stromkreis zurück über die Fassung 102 am Sondengehäuse 12'. Durch den separaten Kopf 100 wird es möglich, ein und dieselbe Schal-
tervorrichtung in Verbindung mit unterschiedlichen Sondengehäusen zu verwenden, wobei jedes dieser Sondengehäuse einem jeweiligen Einsatzzweck in einer Maschine angepaßt sein kann. Beispielsweise paßt das längliche und kreisrunde Batteriegehäuse 12' der in Fig. 5 gezeigten Sondenkonstruktion in Halter für Bohrstangen, während der rechteckige Querschnitt des Sondengehäuses 12 nach Fig. 1 in erster Linie in Schlitzen von Drehfuttern verwendet werden kann.
Unabhängig von der Art des Sondengehäuses oder der Signalübertragung verleiht die erfindungsgemäße Schaltervorrichtung der Tastsonde ausgezeichnete Meßgenauigkeit bei gleichzeitiger Vereinfachung ihrer Konstruktion.

Claims (15)

Patentansprüche
1. Tastsonde zur Signalgabe bei Kontakt mit einem Objekt, mit einer Schaltervorrichtung, die einen ersten Träger mit einem ersten elektrischen Kontaktsatz und einen
zweiten Träger mit einem zweiten elektrischen Kontaktsatz aufweist, und mit einer Tastspitze, die mit einem der Träger in Wirkverbindung steht und bei Berührung
mit einem Objekt eine Änderung der elektrischen Eigenschaften zwischen den beiden Kontaktsätzen hervorruft, dadurch gekennzeichnet , daß die Träger (24, 26) elektrisch nichtleitende faserverstärkte
Kunststoffkörper sind.
P.O. BOX 860748 · D-8000 MÜNCHEN 86 · MAUERKIRCHERSTRASSE 31 TELEFON (089) 987897 · TELEFAX Il + III (089V887898 · TELEX 522019 ESPAT D
_ ο —
2. Tastsonde nach Anspruch lf dadurch gekennzeichnet , daß die Kunststoffkörper (24, 26) aus einem Material mit einem Glasfaseranteil von 7,5 bis 40 Volumenprozent bestehen.
3. Tastsonde nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß als Kunststoff Polybutylenterephthalat vorgesehen ist.
4. Tastsonde nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet , daß der erste Träger (24) von einer mit der Tastspitze (16) verbundenen dreieckförmigen Schwenkplatte gebildet ist und daß der zweite Träger (26) aus einem Einsatz besteht, der von einer feststehenden metallischen Platte getragen ist.
5. Tastsonde nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet , daß jedes Kontaktelement (28, 30, 32) des ersten Kontaktsatzes einen länglichen Schaft (64) aufweist, der an seinem einen Ende in einer kugelförmigen Konfiguration endet und an seinem entgegengesetzten Schaftende eine Nut (66) aufweist, und daß ein elektrischer Kontakt zwischen zwei Kontaktelementen des ersten Kontaktsatzes über eine Folie (68) erfolgt, die mit Preßsitz in der jeweiligen Nut (66) in dem Schaft (64) der beiden Kontaktelemente sitzt.
6. Tastsonde nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Einsatz mindestens einen in einer seiner Flächen ausgebildeten bogenförmigen Schlitz (82) aufweist und daß der zweite Kontaktsatz Scheiben (34, 36) umfaßt, von denen zwei in dem Schlitz (82) angeordnet sind.
7. Tastsonde nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet , daß eine dritte Kontaktscheibe (38) des zweiten Kontaktsatzes in einem zweiten in dem Einsatz ausgebildeten Schlitz (90) angeordnet ist und daß der zweite Schlitz Mittel zur elektrischen Verbindung der dritten Kontaktscheibe (38) mit der metallischen Platte (50) aufweist.
8. Tastsonde nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet , daß die Mittel zur elektrischen Verbindung eine in dem zweiten Schlitz (90) liegende zweite Folie (88) und einen elektrisch leitfähigen Stift (96) umfassen,der an seinem einen Ende mit der Folie (88) gekoppelt ist und einen Schaftabschnitt aufweist, der durch den Einsatz hindurch in die metallische Platte (50) ragt.
9. Tastsonde zur Signalgabe bei Kontakt mit einem Objekt, gekennzeichnet durch
- eine aus faserverstärktem Kunststoff hergestellte Schwenkplatte (24), eine Mehrzahl von ersten kugelförmigen Kontaktelementen (28, 30, 32) mit jeweils einem Schaftabschnitt (64), der an seinem auf einer Seite der Schwenkplatte (24) liegenden Ende in einer Kugel endet, wobei der Schaftabschnitt (64) durch die Schwenkplatte (24) hindurchtritt und mit seinem entgegengesetzten Ende auf der anderen Seite der Schwenkplatte (24) liegt und wobei erste Verbindungsmittel vorgesehen sind, um die den kugelförmigen Enden entgegengesetzten Schaftenden zweier der ersten Kontaktelemente (28, 30, 32) elektrisch miteinander zu verbinden,
- eine mit der Schwenkplatte (24) verbundene Tastspitze (16),
- ein feststehendes metallisches Trägerelernent (50),
- einen aus faserverstärktem Kunststoff hergestellten von dem Trägerelement (50) getragenen Einsatz (26), der eine Mehrzahl zweiter scheibenförmiger Kontaktelemente (34, 36, 38) aufweist, von denen jedes flache Oberflächen aufweist, die den Kugeln an der Schwenkplatte (24) gegenüberliegen, wenn der Taststift sich in einer Ruhestellung befindet, und wobei zweite Verbindungsmittel zur Herstellung einer elektrischen Verbindung zwischen einem der zweiten Kontaktelemente (34, 36, 38) mit dem metallischen Trägerelement (50) vorgesehen sind, und
- die ersten und die zweiten Verbindungsmittel einschließende dritte Verbindungsmittel zum Einschalten jedes aus einer Kontaktkugel und einer Kontaktscheibe bestehenden Paares in eine Reihenschaltung, wodurch eine Verschiebung des Taststiftes (16) aus seiner Ruhestellung in einer Änderung der elektrischen Eigenschaften zwischen der Kontaktkugel und der Kontaktscheibe mindestens eines Paares resultiert.
10. Tastsonde nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet , daß die ersten Verbindungsmittel aus einer Folie (66) bestehen, die mit Preßsitz an den Schaftenden zweier erster Kontaktelemente (28, 30, 32) befestigt ist.
11. Tastsonde nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet , daß der Einsatz einen ersten in einer
seiner Oberflächen ausgebildeten Schlitz (82) aufweist, in dem zwei der Kontaktscheiben (34, 36) angeordnet sind wobei diese durch in dem Schlitz (82) angeordnete vierte Verbindungsmittel elektrisch miteinander verbunden sind.
12. Tastsonde nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet , daß die vierten Verbindungsmittel von einer in dem Schlitz (82) angeordneten Folie (86) gebildet sind, auf denen die Kontaktscheiben (34, 36) liegen.
13. Tastsonde nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet , daß der Einsatz einen zweiten in ihm ausgebildeten Schlitz (90) aufweist, in dem eine dritte Kontaktscheibe (38) angeordnet ist, wobei die zweiten Verbindungsmittel einen Stift (96) umfassen, der den Einsatz (26) durchsetzt und mit seinem einen Ende elektrisch mit der dritten Kontaktscheibe (38) verbunden ist und mit seinem anderen Ende das metallische Trägerelement (50) berührt.
14. Tastsonde nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet , daß der zweite Schlitz (90) in dem Einsatz (26) eine dritte Folie (88) umfaßt, auf welcher die dritte Kontaktscheibe (38) aufliegt und die elektrisch mit dem Stift (96) verbunden ist.
15. Tastsonde nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet , daß der erste und der zweite Schlitz (82, 90) in dem Einsatz mit einem leitfähigen Epoxyharz gefüllt sind.
DE19843444364 1983-12-05 1984-12-05 Tastsonde Granted DE3444364A1 (de)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US06/557,754 US4523063A (en) 1983-12-05 1983-12-05 Touch probe having nonconductive contact carriers

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE3444364A1 true DE3444364A1 (de) 1985-06-13
DE3444364C2 DE3444364C2 (de) 1990-04-05

Family

ID=24226754

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE19843444364 Granted DE3444364A1 (de) 1983-12-05 1984-12-05 Tastsonde

Country Status (9)

Country Link
US (1) US4523063A (de)
JP (1) JPS60185314A (de)
BR (1) BR8406192A (de)
CA (1) CA1253551A (de)
DE (1) DE3444364A1 (de)
FR (2) FR2556087B1 (de)
GB (1) GB2151080B (de)
IT (1) IT1178693B (de)
SE (1) SE8406113L (de)

Families Citing this family (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4786769A (en) * 1985-03-06 1988-11-22 Process Equipment Company Safety coupling device for robotic tooling
JPS6379510U (de) * 1986-11-13 1988-05-26
JPS6393505U (de) * 1986-12-10 1988-06-16
US4778313A (en) * 1987-05-18 1988-10-18 Manuflex Corp. Intelligent tool system
US4956923A (en) * 1989-11-06 1990-09-18 The Micromanipulator Co., Inc. Probe assembly including touchdown sensor
US5528008A (en) * 1991-02-27 1996-06-18 Danek; Michael Pressure controlled activating switch for a hand held tool
GB9618599D0 (en) * 1996-09-06 1996-10-16 Irwin Houston Donald An improved sensor
JP4072282B2 (ja) * 1999-04-07 2008-04-09 日新産業株式会社 位置検出器及びその接触針
GB0005166D0 (en) * 2000-03-04 2000-04-26 Renishaw Plc Probe signal transmission system
US7268567B2 (en) * 2005-02-04 2007-09-11 Research In Motion Limited Probe assembly with multi-directional freedom of motion and mounting assembly therefor
DE102006035540B3 (de) * 2006-07-27 2008-01-10 Carl Zeiss 3D Automation Gmbh Spritzgussfixierung für Taststifte
KR100868635B1 (ko) * 2007-05-16 2008-11-12 주식회사 동부하이텍 반도체 소자 검사 장치
DE102011079738A1 (de) * 2011-07-25 2013-01-31 Dr. Johannes Heidenhain Gmbh Tastkopf

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2743665A1 (de) * 1976-10-01 1978-04-20 Bendix Corp Stellungsfuehler
US4138823A (en) * 1977-01-20 1979-02-13 Rolls-Royce Limited Probe for use in measuring apparatus
DE3125737A1 (de) * 1980-07-01 1982-03-04 Renishaw Electrical Ltd., Wotton-Under-Edge, Gloucestershire Werkstueck-messsonde
DE3117795A1 (de) * 1980-09-01 1982-04-15 Jenoptik Jena Gmbh, Ddr 6900 Jena "wechseleinrichtung fuer messeinsatztraeger bei tastkoepfen"

Family Cites Families (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1230492B (de) * 1965-10-07 1966-12-15 Licentia Gmbh Isolierstoffbehaelter fuer Lastumschalter
GB1388837A (en) * 1971-06-16 1975-03-26 Ryford Ltd Moulded assemblies for elecgrical contact assemblies
US4153998A (en) * 1972-09-21 1979-05-15 Rolls-Royce (1971) Limited Probes
GB1445977A (en) * 1972-09-21 1976-08-11 Rolls Royce Probes
GB1568053A (en) * 1975-10-04 1980-05-21 Rolls Royce Contactsensing probe
US4159429A (en) * 1976-06-09 1979-06-26 Dea Digital Electronic Automation S.P.A. Electronic tracer unit for measuring machines
IT1088539B (it) * 1976-12-24 1985-06-10 Rolls Royce Sonda per l'uso in apparecchi di misura
US4145816A (en) * 1977-11-21 1979-03-27 Kearney & Trecker Corporation Spindle probe with orbital transformer
US4168413A (en) * 1978-03-13 1979-09-18 Halpine Joseph C Piston detector switch
JPS5920642Y2 (ja) * 1979-08-28 1984-06-15 株式会社 三豊製作所 タツチ信号プロ−ブ
US4328623A (en) * 1980-08-28 1982-05-11 The Valeron Corporation Telemetry gage system
CA1163725A (en) * 1980-12-15 1984-03-13 Joseph A. Roberts Electrical switch assembly and method of manufacture
US4401945A (en) * 1981-04-30 1983-08-30 The Valeron Corporation Apparatus for detecting the position of a probe relative to a workpiece
JPS57207802A (en) * 1981-06-16 1982-12-20 Mitsutoyo Mfg Co Ltd Contact probe
EP0269795B1 (de) * 1982-03-05 1992-06-10 Sony Magnescale Incorporation Vorrichtung zum Bestimmen der Lage der Oberflächen eines festen Objektes
US4451987A (en) * 1982-06-14 1984-06-05 The Valeron Corporation Touch probe
US4599524A (en) * 1982-10-11 1986-07-08 Renishaw Plc Position-sensing apparatus

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2743665A1 (de) * 1976-10-01 1978-04-20 Bendix Corp Stellungsfuehler
US4138823A (en) * 1977-01-20 1979-02-13 Rolls-Royce Limited Probe for use in measuring apparatus
DE3125737A1 (de) * 1980-07-01 1982-03-04 Renishaw Electrical Ltd., Wotton-Under-Edge, Gloucestershire Werkstueck-messsonde
DE3117795A1 (de) * 1980-09-01 1982-04-15 Jenoptik Jena Gmbh, Ddr 6900 Jena "wechseleinrichtung fuer messeinsatztraeger bei tastkoepfen"

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
US-Z.: "Tooling" 37(1983) H. 9, S. 12-18 *

Also Published As

Publication number Publication date
SE8406113D0 (sv) 1984-12-04
IT8423875A1 (it) 1986-06-04
SE8406113L (sv) 1985-06-06
GB2151080A (en) 1985-07-10
FR2556087A1 (fr) 1985-06-07
GB8430340D0 (en) 1985-01-09
BR8406192A (pt) 1985-09-24
US4523063A (en) 1985-06-11
JPS60185314A (ja) 1985-09-20
FR2556087B1 (fr) 1989-12-01
DE3444364C2 (de) 1990-04-05
GB2151080B (en) 1987-09-23
FR2609544A1 (fr) 1988-07-15
IT8423875A0 (it) 1984-12-04
CA1253551A (en) 1989-05-02
IT1178693B (it) 1987-09-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE3444364A1 (de) Tastsonde
DE3013129C2 (de) Detektorvorrichtung für die X- und Y-Koordinaten von Eingabepunkten
DE2845022C2 (de) Elektronisches Bauelement
EP1224476A1 (de) Prüfstift für eine vorrichtung zum testen von leiterplatten
DE3338695C2 (de) Zweirichtungs-Tastvorrichtung
DE69604999T2 (de) Brückenverbinder
DE3337915A1 (de) Kontaktiervorrichtung
DE1573131A1 (de) Elektrische Thermometeranordnung
DE2162460A1 (de) Elektrischer Schalter
DE3343274A1 (de) Kontaktiervorrichtung
DE1964671A1 (de) Elektronische Mikrowellenschaltung mit einer Einrichtung zum Einba eines Gehaeuses eines Koaxialbauelements in eine Metallplatte
DE3511704A1 (de) Fuehlereinrichtung mit modularer verbindung und programmierung
DE3518626A1 (de) Pruefsonde zur kontrolle von leiterplatten
EP0076292A1 (de) Elektrische kontaktvorrichtung, insbesondere für mit leiterplatten ausgestattete elektrische kleingeräte.
DE102021122162A1 (de) Kompakter messfühler für messungen an einem batteriemodul
DE3136471C2 (de) Drehschalter
DE2921753C2 (de) Elektrischer Schalter
DE9411391U1 (de) Elektro-Installationsgerät
EP3200283A1 (de) Drehübertrager und vorrichtung mit drehübertrager
DE2223112B2 (de) Anschlussvorrichtung fuer koaxialkabel
DE3536293C2 (de)
DE4343203C1 (de) Mittelspannungs- oder Hochspannungsarmatur
DE102018203634B4 (de) Elektrische oder elektronische Anordnung
AT401204B (de) Federkontaktstift
DE4028948C2 (de)

Legal Events

Date Code Title Description
8110 Request for examination paragraph 44
8127 New person/name/address of the applicant

Owner name: GTE VALENITE CORP. (N.D.GES.D.STAATES DELAWARE), T

D2 Grant after examination
8364 No opposition during term of opposition
8339 Ceased/non-payment of the annual fee