DE3518259A1

DE3518259A1 - Wegmessinstrument

Info

Publication number: DE3518259A1
Application number: DE19853518259
Authority: DE
Inventors: Seiji Kawasaki Kanagawa Sakagami
Original assignee: Mitutoyo Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Mitutoyo Manufacturing Co Ltd
Priority date: 1984-05-22
Filing date: 1985-05-21
Publication date: 1985-11-28
Also published as: GB2159277A; GB2159277B; JPH0612255B2; GB8512718D0; JPS60247108A; US4603480A

Description

Wegmeßinstrument

Beschreibung

Die Erfindung betrifft ein Wegmeßinstrument mit einem linearen Skalentyp. Die Erfindung bezieht sich insbesondere auf Verbesserungen bei einem solchen Meßinstrument, welches für den Gebrauch in einem optischen Wegmeßinstrument geeignet ist, das eine Hauptskala und eine Indexskala umfaßt, welche aus durchsichtigem Material wie Glas gebildet sind.

Hierzu ist ein optisches Wegmeßinstrument mit einem linearen Skalentyp bekannt, welches umfaßt:

Ein hohles, langgestrecktes Gehäuse, welches an einem von relativ zueinander bewegbaren Teilen befestigt ist;

eine an der Innenwand des Gehäuses in dessen Längsrichtung angebrachte Hauptskala;

einen mit dem anderen der relativ zueinander bewegbaren Teile verbundenen Schlitten, welcher entlang der Hauptskala in deren Längsrichtung bewegbar ist;

Indexskalen, die von dem Schlitten der Hauptskala gegenüberliegend gehalten sind; und

einem Detektor zum Umwandeln eines Wegsignales der Relativbewegung zwischen Hauptskala und Indexskala in ein elektrisches Signal.

Da bei dem Wegmeßinstrument des beschriebenen Typs eine Gesamtgenauigkeit von ungefähr einem Mikrometer gefordert wird, sind die Anforderungen an die entsprechenden Elemente und zusammengebauten Konstruktionen ziemlich streng. Sogar wenn die entsprechenden Bauteile auf demselben Niveau lie-

gen, gibt es solch spezielle Umstände, daß eine Differenz

zwischen den zusammengebauten Konstruktionen direkt die Qualitätsgüte der vorliegenden Genauigkeit beeinflußt.

Einer der speziellen Umstände, welcher dem beschriebenen Wegmeßinstrument eigen ist, ist das Problem, daß das unter einer vorbestimmten Konstruktion zuverlässig zusammengebaute Wegmeßinstrument nicht im zusammengebauten Zustand an der Maschine oder dergleichen angebracht werden kann.

IQ Wenn nämlich das Wegmeßinstrument an der Maschine angebracht wird, ist es äußeren Kräften unterworfen, welche an der gradlinig justierten Hauptskala eine Verwerfung verursacht. Diese Verwerfung bewirkt eine Differenz zwischen dem tatsächlichen Bewegungswert des mit dem anderen der relativ

-^g zueinander bewegbaren Teile verbundenen Schlittens und der Bewegungsinformation, welche von der die Verwerfung aufweisenden Hauptskala abgelesen wird. Dadurch tritt der Nachteil auf, daß die Ablesegenauigkeit nicht sichergestellt ist.

Um den durch die Verwerfung verursachten Fehler zu vermindern, hat man bis jetzt eine derartige Messung vorgenommen, daß von einem Blickpunkt aus, bei dem die während des Anbringens erzeugte Verwerfung der Hauptskala unvermeidbar

2g mit einigen Differenzgraden beaufschlagt wird, die Hauptskala als einfacher Balken genommen wird, welcher frei in der Luft gehalten und an seinen gegenüberliegenden Enden mit Biegemomenten beaufschlagt wird. Zum Beispiel sind in den japanischen Patentschriften 27803/81, 5441/82 und der

O₀ japanischen Patent-Offenlegungsschrift 9007/83 und dergleichen Konstruktionen offenbart, bei welchen die Verbindung des Schlittens in der neutralen Ebene der Hauptskala selbst oder im Zentrum der Skalenoberfläche vorgenommen ist. Bei diesen Beispielen des Standes der Technik ist z.B. für die Richtung der Dicke der Hauptskala der Mittelteil in der Dickenrichtung der Hauptskala als neutrale Ebene angenommen worden.

Und unter der Voraussetzung, daß eine Ausdehnung auf einer Seite der neutralen Ebene und eine Schrumpfung auf der anderen Seite auftritt, ist der Schlitten derart verbunden, daß er bezüglich der Hauptskala in der neutralen Ebene drehbar ist.

Dennoch sind all diese Beispiele des Standes der Technik in ihrer Wirkung unbefriedigend. Entsprechend der stark verbesserten Genauigkeit in den letzten Jahren, wurden nun

^O auch diesbezüglich Verbesserungen gefordert. Die Verwerfung der Hauptskala, welche tatsächlich während der Montage auftritt, wird entsprechend einer Verzerrung des Gehäuses beobachtet, an welchem die Hauptskala befestigt ist. Folglich verhält sich die Verwerfung der Hauptskala vergleichbar zu

Ig der Krümmung des Gehäuses, abhängig von der Lage der Hauptskala in dem Gehäuse. Wenn nämlich in Betracht gezogen wird, daß die Verwerfung der Hauptskala sich konform zu den Eigenschaften eines aus verschiedenen Materialien zusammengesetzten Balkens verhält, dann waren diese Beispiele des Standes der Technik ziemlich unvollkommen.

Die vorliegende Erfindung soll die oben beschriebenen Nachteile des Standes der Technik überwinden und hat zur Aufgabe, ein Wegmeßinstrument mit einem linearen Skalentyp zu schaffen, bei dem der Schlitten mit dem anderen der relativ zueinander bewegbaren Teile in den wirklichen neutralen Ebenen der Hauptskala verbunden ist, so daß eine Verschiebung unabhängig von einer Verwerfung der Hauptskala während der Montage mit einer hohen Genauigkeit gemessen werden

gO kann.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß ein Wegmeßinstrument mit einem linearen Skalentyp umfaßt:

Ein hohles, langgestrecktes Gehäuse, welches an einem von

relativ zueinander bewegbaren Teilen befestigt ist;

einen mit dem anderen der relativ zueinander bewegbaren c Teile verbundenen Schlitten, welcher entlang der Hauptskala in deren Längsrichtung bewegbar ist;

Indexskalen, die von dem Schlitten der Hauptskala gegenüberliegend gehalten sind;

einen Detektor zum Umwandeln eines Wegsignales der Relativbewegung zwischen Hauptskala und Indexskala in ein elektrisches Signal;

wobei der Schlitten und das andere der relativ zueinander ,_c bewegbaren Teile durch einen Verbindungsmechanismus mitein-

ander verbunden sind, dessen eines Ende mit dem Schlitten und dessen anderes Ende mit dem anderen der relativ zueinander bewegbaren Teile in neutralen Ebenen des Gehäuses verbunden sind, welches die angebrachte Hauptskala als Ganzes umschließt, und wobei die Stellung des Schlittens derart änderbar ist, daß die Indexskalen in einem Zustand zu halten sind, in welchem sie die Senkrechte der Oberfläche einer Verwerfung der Hauptskala rechtwinklig schneiden.

Gemäß einer besonderen Ausführungsform der Erfindung sind 25

durch den Verbindungsmechanismus Verbindungen auf einer Schnittlinie mehrerer sich kreuzender neutraler Ebenen des Gehäuses ausgebildet, welches als ein Ganzes die angebrachte Hauptskala umschließt, so daß die vorliegende Erfindung mit einer sehr einfachen Konstruktion ausgeführt werden kann.

Gemäß einer Weiterbildung der vorliegenden Erfindung ist der Verbindungsmechanismus als einzelne Stange ausgebildet, so daß die vorliegende Erfindung sehr einfach verwirklicht werden kann.

Eine weitere Ausführungsform sieht vor, daß durch den obengenannten Verbindungsmechanismus Verbindungen in den sich einander kreuzenden jeweiligen neutralen Ebenen des Gehäuses ausgebildet sind, welches als ein Ganzes die angebrachte Hauptskala umschließt, so daß die Erfindung verwirklicht werden kann, sogar wenn eine Schnittlinie zwischen den neutralen Ebenen des die angebrachte Hauptskala als Ganzes umschließenden Gehäuses in einem Gegenstand, wie z.B. der Hauptskala liegt.

Eine Weiterbildung der vorliegenden Erfindung sieht vor, daß der obengenannte Verbindungsmechanismus aus zwei Sätzen von Blattfedern gebildet wird, so daß ein Teil des Verbindungsmechanismus als Verbindungsarm verwendet werden kann, wodurch nicht nur der Aufbau relativ einfach gehalten werden kann sondern auch ein ungünstiger Einfluß durch die Art des Befestigensder Hauptskala an dem Gehäuse nicht einfach ausgeübt werden kann.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfaßt der obengenannte Verbindungsmechanismus zwei Sätze von Blattfedern und einen Verbindungsträger zum Verbinden der Blattfedern miteinander, so daß Veränderungen in der Lage des Schlittens sanft gleitend vorgenommen werden können und die Erfindung leicht verwirklicht werden kann, wo immer die neutralen Ebenen des die Hauptskala als Ganzes umschließenden Gehäuses vorliegen können.

Erfindungsgemäß sind der Schlitten und das andere der relativ zueinander beweglichen Teile durch den Verbindungsmechanismus miteinander verbunden, wobei dessen eines Ende mit dem Schlitten und dessen anderes Ende mit dem anderen der relativ zueinander beweglichen Teile an einer Stelle verbunden ist, wo ein Standardlängenabschnitt erhalten bleibt, wenn die Hauptskala geradlinig ist, in den neutralen Ebenen des die angebrachte Hauptskala und die Befestigungs-

einrichtung als ein Ganzes umschließenden Gehäuses liegt. Die Stellung des Schlittens ist derart veränderbar, daß die Indexskalen in einem Zustand zu halten sind, in welchem sie die Senkrechte der Oberfläche einer Verwerfung der Hauptskala rechtwinklig schneiden. Dabei sind der Schlitten und das andere der relativ zueinander bewegbaren Teile in den wirklichen neutralen Ebenen der angebrachten Hauptskala miteinander verbunden, so daß die Verbindungen mehr entsprechend der tatsächlichen Verwerfung der angebrachten Hauptskala ausgebildet werden können. Daraus folgt, daß eine Verschiebung unabhängig von einer Verwerfung der Hauptskala zur Zeit der Montage mit einer hohen Genauigkeit gemessen werden kann.

Entsprechend der von dem Erfinder der vorliegenden Erfindung durchgeführten Experimente wurde ermittelt, daß es einen Unterschied gibt zwischen der tatsächlichen Verwerfung der Hauptskala und den hypothetischen Eigenschaften der Beispiele des Standes der Technik, welche zu unbefriedigenden Ergebnissen der Beispiele des Standes der Technik beisteuern. Insbesondere können bei der tatsächlichen Verwerfung sowohl Ausdehnungen als auch Schrumpfungen auf sich gegenüberliegenden Seiten der Dickenrichtung der Hauptskala erzeugt werden und folglich sollte die vorbestimmte Standardlänge der Hauptskala, wenn die Hauptskala geradlinig ist, nicht notwendigerweise in der Dickenrichtung der Hauptskala verbleiben, nachdem die Hauptskala verzerrt wurde. Es kann somit nicht gesagt werden, daß die Beispiele des Standes der Technik das Ziel erreicht haben, aufgrund der Lage der nichtvariablen Standardlänge (d.h. der neutralen Ebene), welche in der Hauptskala vorliegt, Korrekturen vorzunehmen.

Im folgenden werden die obengenannten Umstände mit Bezug auf die Fig. 1 näher beschrieben.

Der Einfachheit halber zeigt die Fig. 1 in übertriebener

Weise eine geradlinige Hauptskala 12, welche an einem geradlinigen Gehäuse 10 befestigt ist. Wenn das Gehäuse 10 an einer Maschine oder dergleichen angebracht wird, wird die Hauptskala 12 gekrümmt, wobei eine Gesamtausdehnung 12-5 oder eine Gesamtschrumpfung 12p erzeugt wird. In den Zeichnungen ist mit T-T eine sich längserstreckende, neutrale Achse des Gehäuses 10 bezeichnet, welche durch die allgemeine Gestaltung und dergleichen des Gehäuses 10 bestimmt ist. T'-T¹ ist das Zentrum in der Dickenrichtung der Dickenrichtung der Hauptskala 12, und kennzeichnet eine sich längserstreckende, neutrale Achse, wenn die Hauptskala selbst in Betracht gezogen wird.

Daraus folgt dann, daß die sich längserstreckende neutrale Achse T-T in ihrer Länge unvariabel ist, sogar wenn das Gehäuse 10 gekrümmt wird, wenn man das die angebrachte Hauptskala 12 als ein Ganzes umschließendes Gehäuse 10 als einen zusammengesetzten Balken beträchtet. Dennoch ist die Hauptskala 12 um den Wert Y von der sich längserstreckenden neutralen Achse T-T des-Gehäuses 10 nach oben verschoben, wobei die Standardlänge l— £ bis λ,—ί. ausgedehnt wird, wenn die Gesamtausdehnung 12.. beträgt, oder auf die Länge £^-<ί^ schrumpft, wenn die Gesamtschrumpfung 12p beträgt. Hier werden sowohl ein Ausdehnungswert A₁ und ein Schrumpfungswert A ρ durch die Beziehung der folgenden Gleichung repräsentiert.

Ai= £iii = (yl/f±Ui ... (1)

wobei £i eine Verzerrung darstellt, Xl eine natürliche Länge der Hauptskala 12 und j*i einen Krümmungsradius einer Verwerfung der Hauptskala 12.

Folglich wird jede Skaleneinteilung entsprechend ·( A₁/2 + A₁ /2) ausgedehnt oder entsprechend (Λρ/2 + Λ.ρ/2) geschrumpft, und zwar in Richtungen, wie sie in der Fig. 1 durch die Pfeile markiert sind. Andererseits hängt eine

Standardlänge L der Hauptskala 12, wenn die Hauptskala 12 geradlinig ist, lediglich von der sich längserstreckenden, neutralen Achse T-T als Ganzes ab. Daraus folgt, daß die Bewegungsbahn des bewegbaren Teiles der Maschine, welches sich entlang einer geraden Linie bewegt, so ausgebildet ist, daß es die sich längserstreckende, neutrale Achse T-T trifft, und derart ausgeführt wird, daß die Skalenteile im Bereich von (L +A₁) oder (L - λ.) liegen, wenn die Skalenteilung während der Bewegung abgelesen wird, d.h. die gleiche Anzahl der Skalenteile wie bei der Standardlänge L, wenn die Hauptskala geradlinig ist. Dann werden die beiden Werte zueinander gleich, wobei jeglicher Fehler aufgrund einer Verwerfung der Hauptskala 12 ausgeschlossen ist.

Zusätzlich unterscheidet sich die sich längserstreckende, neutrale Achse T-T des Gehäuses 10 bezüglich der Art der Anbringung der Hauptskala 12 an dem Gehäuse 10. Wenn die Konstruktion vorbestimmt ist, ist die sich längserstreckende, neutrale Achse T-T eindeutig festgelegt und unabhängig von ^der Ausdehnung oder Schrumpfung konstant. Es ist nämlich denkbar, daß eine relative Verschiebung in Längsrichtung auftreten kann. Eine Verschiebung in einer Richtung, welche die Längsrichtung senkrecht schneidet, kann nicht auftreten. Wenn weiterhin sogar die Richtung der Verwerfung der Hauptskala 12 variiert wird, ist deren sich längserstreckende, neutrale Achse T-T unveränderlich, so daß die sich längserstreckende, neutrale Achse T-T benutzt werden kann, ohne daß durch die Art der Anbringung des Gehäuses Einschränkungen gemacht werden müssen.

Die obige Beschreibung betrifft die Dickenrichtung der Hauptskala. Dennoch können die gleichen Überlegungen für die Richtung bezüglich der Höhe der Hauptskala angewandt werden.

Die vorliegende Erfindung macht sich das Ergebnis der obigen

Überlegung zunutze.

Erfindungsgemäß bewegt sich das andere Ende des Verbindungsmechanismus auf einer Linie von unveränderlicher Länge, welche unabhängig von der Verwerfung des Gehäuses ist, während die Indexskalen die bezüglich der Standardlänge der Hauptskala ausgedehnten oder geschrumpften Skalenteilungen lesen, wenn die Hauptskala entsprechend der Verwerfung des Gehäuses verformt ist. So stimmt eine Länge der Bewegung ^am anderen Ende, d.h. der bewegbaren Seite, und ein abgelesener Wert überein, wodurch ein Fehler zur Zeit der Montage eliminiert wird. Darüber hinaus können die Positionen der neutralen Ebenen an gewünschten Lagen gewählt werden, wie aus der Anordnung der Bauelemente ersichtlich ist, so daß ein für die Führung des Schlittens notwendiger Spalt leicht in dem Gehäuse angebracht werden kann.

Weiterhin ist an dem Keil keine Beschränkung auferlegt, wo der Skalenrand an der Hauptskala vorgesehen wird. Auch die Gestaltung und dergleichen des Gehäuses ist derart vorbestimmt, daß die neutralen Ebenen der Hauptskala die neutralen Ebenen des Gehäuses als Ganzes treffen, so daß der Verbindungsmechanismus vereinfacht werden kann. Darüber hinaus unterliegt die Einrichtung zum Befestigen der Hauptskala an dem Gehäuse keinen Beschränkungen, so daß irgendeine, von einer starren bis zu einer in Längsrichtung bewegbaren Befestigungseinrichtung zur Verhinderung von Schäden aufgrund von Wärmeverzug je nach Wunsch gewählt werden kann. Wie auch immer die Verwerfung der Skala sein kann, konvex oder konkav, die durch die Konstruktion festgelegten neutralen Ebenen sind unveränderlich, so daß die Anstrengung beim Anbringen mit Beachtung der Richtung der Verzerrung und/Oder dem Grad der Verzerrung unnötig wird.

Im folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand von Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine graphische Darstellung zur Erklärung des Prinzips der Erfindung,

Fig. 2 eine Querschnittsansicht mit einer Anordnung einer ,. ersten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Wegmeßinstrumentes mit einem linearen Skalentyp,

Fig. 3 einen Längsschnitt, welcher die wesentlichen Teile des Meßinstrumentes zeigt,

Fig. 4 eine perspektivische Ansicht mit dem Verbindungsmechanismus des Meßinstrumentes,

Fig. 5 eine perspektivische Ansicht, welche das Verhältnis zwischen den sich kreuzenden Linien der neutralen

Ebenen der Hauptskala und des Gehäuses zeigt, 15

Fig. 6 eine Aufsicht, welche den Zustand zeigt, bei welchem dem Schlitten erlaubt ist, die Stellung zu ändern,

Fig. 7 eine Aufsicht, welche "eine Modifikation des Zustandes zeigt, in welchem der Schlitten seine Stellung ändern kann,

Fig. 8 einen Querschnitt mit der Anordnung einer zweiten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Wegmeßinstrumentes mit einem linearen Skalentyp, 25

Fig. 9 einen Längsschnitt mit den wesentlichen Teilen des Maßinstrumentes,

Fig. 10 eine perspektivische Ansicht mit dem Verbindungsmechanismus des Meßinstrumentes,

Fig. 11 einen Querschnitt mit der Anordnung einer dritten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Wegmeßinstrumentes mit einem linearen Skalentyp,

Fig. 12 einen Längsschnitt mit den wesentlichen Teilen des Meßinstrumentes, und

Fig. 13 eine perspektivische Ansicht mit dem Verbindungsmechanismus des Meßinstrumentes.

In den Fig. 2 bis 5 ist eine erste Ausführungsform der Erfindung gezeigt. Das dort gezeigte Wegmeßinstrument eines optischen Reflektortyps mit einer linearen Skala umfaßt ein hohles, langgestrecktes Gehäuse 10, welches an einem 8a von relativ zueinander beweglichen Teilen befestigt ist. An der Innenfläche des Gehäuses 10 ist in dessen Längsrich-

IQ tung eine reflektierende Hauptskala 12 angebracht. Mit dem anderen 8B der relativ zueinander beweglichen Teile ist ein Schlitten 14 verbunden, welcher entlang der Hauptskala 12 in deren Längsrichtung bewegbar ist. Von dem Schlitten 14 werden vier Indexskalen 16 gegenüber dem Skalenrand 12A

^g der Hauptskala 12 gehalten. Ein nicht dargestellter Detektor ist zum Umwandeln eines Wegsignales der Relativbewegung zwischen der Hauptskala 12 und den Indexskalen 16 in ein elektrisches Signal vorgesehen. In einem Raum des Gehäuses 10 liegt eine Schnittlinie T-T zwischen zwei sich senkrecht

2Q schneidenden neutralen Ebenen der Hauptskala 12 vor. Der Schlitten 14 und das andere 8B der relativ zueinander beweglichen Teile sind durch eine einzelne Stange 20 mit einem Verbindungsarm 21 miteinander verbunden, welcher Verbindungsarm einen Verbindungsmechanismus bildet, dessen eines Ende mit dem Schlitten 14 verbunden ist. Das andere Ende des Verbindungsmechanismus ist mit dem anderen 8B der relativ zueinander bewegbaren Teile an einer Schnittlinie T-T verbunden. Die Schnittlinie T-T besteht zwischen den beiden sich senkrecht schneidenden neutralen Ebenen des

OQ Gehäuses 10, welches als Ganzes die angebrachte Hauptskala 12 umschließt (vgl. Fig. 5). Das erlaubt dem Schlitten 14, seine Stellung zu verändern, so daß die Indexskalen 16 in einer Lage gehalten werden können, in der sie die Senkrechte der Oberfläche einer Verwerfung der Hauptskala 12 senketrecht schneiden.

In den Zeichnungen sind mit 22 Führungsrollen für die Bewegung des Schlittens 14 in dem Gehäuse 10 bezeichnet. Mit 24 ist eine Rolle bezeichnet, welche eine nicht dargestellte Feder beinhaltet, um den Schlitten 14 derart vorzuspannen, daß dieser ständig mit einem vorbestimmten Spalt an der Hauptskala 12 anliegt. Die Bezugsziffer 26 bezeichnet eine Lichtquelle.

Die Hauptskala 12 und die Indexskalen 16 sind jeweils aus transparentem Material wie z.B. Glas gebildet, in welchem lichtdurchlässige Teile und nicht lichtdurchlässige Teile abwechselnd zu rechteckigen Intervallen ausgebildet sind.

Der Grund, warum der Skalenrand als Typ mit vier Indexskalen 16 ausgebildet ist, ist der, daß der Skalenrand dazwischen phasenverschoben ist, um dadurch eine Bewegungsrichtung erkennen zu können und das von dem Detektor erhaltene Wegsignal trennen zu können.

Wie z.B. in der Fig. 6 gezeigt ist, ist die Stange 20 an ihren sich gegenüberliegenden Enden drehbar ausgebildet. Der Schlitten 14 kann seine Stellung ändern, so daß die Indexskalen 16 in einem Zustand gehalten werden können, in welchem sie konstant die Oberflächensenkrechte einer Verwerfung der Hauptskala 12 senkrecht schneiden. Hinzukommt, daß die Anordnung, die es dem Schlitten erlaubt, seine Stellung zu verändern, nicht notwendigerweise auf dies beschränkt sein muß. Eine solche Anordnung kann beispielsweise, wie in Fig. 7 gezeigt,ausgebildet sein, wobei ein Verbindungsteil zwischen der Stange 20 und dem Schlitten und ein Halteteil der Indexskalen 16 an dem Schlitten 14 drehbar ausgebildet sind, und wobei ein die Indexskalen mit der Stange 20 verbindender Arm 18 in axialer Richtung des Armes 18 verschiebbar bezüglich der Stange 20 an dem Verbindungsteil ausgebildet ist.

Bei dieser ersten Ausführungsform befindet sich die Schnittlinie T-T zwischen den beiden neutralen Ebenen der Hauptskala 12 in dem Raum des Gehäuses 10, so daß nur der Gebrauch der einzelnen Stange 20 eine sehr einfache Verwirklichung der vorliegenden Erfindung möglich macht.

Nachfolgend wird das zweite Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung beschrieben.

XO Wie bezüglich der zweiten Ausführungsform in den Fig. 8 bis 10 gezeigt ist, wird die vorliegende Erfindung auf ein Wegmeßinstrument eines optischen lichtübertragenden Typs mit einer linearen Skala angewandt. Dieses Meßinstrument umfaßt ein Gehäuse 10, eine lichtdurchlässige Hauptskala 12, einen Schlitten 14, Indexskalen 16 und einen nicht dargestellten Detektor, welche Bauteile alle ähnlich zu denen der ersten Ausführungsform sind. Hierbei ist eine Schnittlinie zwischen den neutralen Ebenen der Hauptskala 12 so ausgebildet, daß sie mit der Schnittlinie in dem Gehäuse der an dem Gehäuse 10 angebrachten Hauptskala 12 zusammenfällt. Der Schlitten 14 und das andere 8B der relativ zueinander bewegbaren Teile sind miteinander durch zwei Sätze von Blattfedern 30 und 32 verbunden. Die Blattfedern 30 und 32 bilden einen Verbindungsmechanismus, dessen eines Ende mit dem Schlitten 14 verbunden ist. Das andere Ende des Verbindungsmechanismus ist mit dem anderen 8B der relativ zueinander bewegbaren Teile in zwei sich einander senkrecht schneidenden neutralen Ebenen des Gehäuses 10 verbunden, welches als Ganzes die Hauptskala 12 umschließt. Der Schlitten 14 kann seine Stellung verändern, so daß die Indexskalen 16 in einem Zustand gehalten werden können, in welchem sie die Oberflächensenkrechte einer Verwerfung der Hauptskala 12 senkrecht schneiden.

Darüber hinaus ist die zweite Ausführungsform ähnlich der ersten Ausführungsform ausgebildet, so daß von einer Wieder-

holung im Detail abgesehen wird.

Die obengenannten Blattfedern 30 und 32 sind in einer Ebene mit der halben Höhe der Höhe b der Hauptskala 12 bzw. in einer Ebene angeordnet mit einer Dicke von der Hälfte der Dicke t der Hauptskala 12.

Diese Ausführungsform hat als charakteristische Merkmale, das ein Teil des Verbindungsmechanismus eine zusätzliche Funktion als Verbindungsarm ausübt, daß der Aufbau relativ vereinfacht ist, und daß ein ungünstiger Einfluß durch das Anbringen der Hauptskala 12 an das Gehäuse 10 nicht einfach ausgeübt wird.

Im folgenden wird die dritte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung näher beschrieben.

Wie in den Fig. 11 bis 13 gezeigt ist, betrifft die vorliegende Erfindung gemäß der dritten Ausführungsform ein Wegmeßinstrument eines optischen lichtdurchlässigen Typs mit einer linearen Skala, wobei das Meßinstrument umfaßt:

ein Gehäuse 10, eine Hauptskala 12, einen Schlitten 14, Indexskalen 16 und einen nicht dargestellten Detektor, wobei all diese Bauteile ähnlich denen der zweiten Ausfüh-25

rungsform sind. Bei diesem Ausführungsbeispiel befindet sich die Schnittlinie zwischen den neutralen Ebenen des Gehäuses 10, an welchem die Hauptskala 12 angebracht ist, in der Hauptskala 12. Der Schlitten 14 und das andere 8B der relativ zueinander beweglichen Teile sind durch zwei Sätze von Blattfedern 34 und 36 miteinander verbunden. Ein Verbindungsträger 38 verbindet die Blattfedern 34 und 36 miteinander, welche einen Verbindungsmechanismus bilden. Ein Ende des Verbindungsmechanismus ist mit dem Schlitten

14 verbunden. Das andere Ende des Verbindungsmechanismus 35

ist mit dem anderen 8B der relativ zueinander bewegbaren

Teile in jeder der beiden sich senkrecht schneidenden Ebenen des die Hauptskala 12 als Ganzes umschließenden Gehäuses 10. Der Schlitten 14 ist geeignet, seine Stellung zu verändern, so daß die Indexskalen 16 in einem Zustand gehalten werden können, in dem sie die Oberflächensenkrechte einer Verwerfung der Hauptskala senkrecht schneiden.

Im übrigen ist diese Ausführungsform ähnlich zu den vorhergehenden Ausführungsformen, so daß die detaillierte Be-Schreibung nicht wiederholt werden braucht.

Bei der dritten Ausführungsform ist der Verbindungsträger 38 zwischen dem Schlitten 14 und dem Verbindungsarm 21 angeordnet, so daß eine Stellungsänderung des Schlittens 14 weicher vorgenommen werden kann.

Mit der dritten Ausführungsform kann die vorliegende Erfindung einfach verwirklicht werden, wo immer die neutralen Ebenen des die Hauptskala 12 als Ganzes umschließenden Gehäuses angeordnet sein mögen.

Zu den obigen Ausführungsformen ist hinzuzufügen, daß der Schlitten 14 entweder nur durch die Hauptskala 12 selbst oder sowohl durch die Hauptskala 12 und das Gehäuse 10 geführt wird. Dennoch muß dies nicht notwendigerweise auf diese Ausführungen beschränkt bleiben. Die Aufgabe, welche der Erfindung zugrundeliegt, kann auch gelöst werden, wenn der Schlitten 14 z.B. ausschließlich durch das Gehäuse 10 geführt wird.

-id-

Leerseite

Claims

Patentansprüche

1. Wegmeßinstrument mit einem linearen Skalentyp, gekennzeichnet durch:

ein hohles, langgestrecktes Gehäuse (10), welches an einem (8a) von relativ zueinander bewegbaren Teilen (8A, 8B) be-30 festigt ist,

eine an der Innenwand des Gehäuses (10) in dessen Längsrichtung angebrachte Hauptskala (12),

einen mit dem anderen (8B) der relativ zueinander bewegbaren Teile verbundenen Schlitten (14), welcher entlang der

Hauptskala (12) in deren Längsrichtung bewegbar ist,

Indexskalen (16) die von dem Schlitten (14) der Hauptskala (12) gegenüberliegend gehalten sind,

einen Detektor zum Umwandeln eines Wegsignales einer Relativbewegung zwischen Hauptskala (12) und Indexskala (16) in ein elektrisches Signal,

wobei der Schlitten (14) und das andere (8B) der relativ zueinander bewegbaren Teile (8A, 8B) durch einen Verbindungsmechanismus (20, 21; 30, 32; 34, 36, 38) miteinander verbunden sind, dessen eines Ende mit dem Schlitten (14) und dessen anderes ^:Ende mit dem anderen (8B) der relativ zueinander bewegbaren Teile (8A, 8B) in neutralen Ebenen des Gehäuses (10) verbunden sind, welches die angebrachte Hauptskala (12) als Ganzes umschließt, und wobei die Stellung des Schlittens (14) derart veränderbar ist, daß die Indexskalen (16) in einem Zustand gehalten sind, in welchem sie die Senkrechte der Oberfläche 'einer Verwerfung der Hauptskala (12) rechtwinklig schneiden.

2. Wegmeßinstrument nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß der Schlitten (14) durch die Hauptskala (12) selbst geführt ist.

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3. Wegmeßinstrument nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß der Schlitten (14) sowohl durch die Hauptskala (12) als auch durch das Gehäuse (10) geführt ist.

30

4. Wegmeßinstrument nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß der Schlitten (14) nur durch das Gehäuse (10) geführt ist.

5. Wegmeßinstrument nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet , daß durch

den Verbindungsmechanismus (20, 21) Verbindungen auf einer Schnittlinie (T-T) mehrerer sich kreuzender neutraler Ebenen des Gehäuses (10) ausgebildet sind, welches als ein Ganzes die angebrachte Hauptskala (12) umschließt.

6. Wegmeßinstrument nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet , daß der Verbindungsmechanismus (20, 21) eine einzelne Stange (20) aufweist.

7. Wegmeßinstrument nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet , daß die Stange (20) an ihren gegenüberliegenden Enden drehbar ausgebildet ist.

8. Wegmeßinstrument nach Anspruch 6 oder 7, dadurch g e kennzeichnet , daß zwischen der Stange (20) und dem Schlitten (1¹O ein Verbindungsteil und ein Halteteil für die Indexskalen (16) an dem Schlitten (1¹O drehbar ausgebildet und ein die Index'skalen (16) mit der Stange (20) verbindender Arm (18) in-axialer Richtung des Armes an dem Verbindungsteil verschiebbar mit der Stange (20) ausgebildet sind.

9. Wegmeßinstrument nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet , daß durch den Verbindungsmechanismus (30, 32; 34, 36, 38) Verbindungen in jeder sich einander kreuzenden neutralen Ebene des Gehäuses (10) ausgebildet sind, welches als ein Ganzes die angebrachte Hauptskala (12) umschließt.

10. Wegmeßinstrument nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet , daß der Verbindungsmechanismus (30, 32; 34, 36, 38) zwei Sätze Blattfedern (30, 32; 34, 36) umfaßt.

11. Wegmeßinstrument nach Anspruch 10, dadurch g e k e η nzeichnet, daß die Blattfedern (30, 32) in einer Ebene, welche halb so hoch wie die Hauptskala (12) liegt,

1 angebracht sind bzw. in einer Ebene, die in der halben Dicke der Hauptskala liegt.

12. Wegmeßinstrument nach mindestens einem der Ansprüche 5 bis 11, dadurch gekennzeichnet , daß der Verbindungsmechanismus zwei Sätze Blattfedern (3^, 36) und einen Verbindungsträger (38) zum Verbinden der Blattfedern 36) miteinander umfaßt.