DE3622306A1 - Laengenmesstaster, insbesondere zur abtastung der oberflaeche eines werkstueckes - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Längenmeßtaster, der im Oberbegriff des Anspruchs 1 genannten Art.

Längenmeßtaster der betreffenden Art sind in den viel­ fältigsten Ausführungsformen und für unterschiedlichste Anwen­ dungen bekannt und in Gebrauch. Ein Längenmeßtaster mit einem Tastarm zur Abtastung der Feinstruktur einer Oberfläche ist beispielsweise aus der Druckschrift "Hommel Tester Zubehör T" der Firma Hommelwerke GmbH in VS-Schwenningen beschrieben und dargestellt. Der Tastarm ragt dabei aus einem im wesentlichen zylindrischen Gehäuse stirnseitig heraus und ist über einen Teil seiner Länge mit Abstand durch ein rohrförmiges Teil um­ geben und so gegen Stöße geschützt. Insbesondere dann, wenn derartige Rauhreif- oder Profiltaster nicht nur im Prüflabor, sondern in der Fertigung eingesetzt werden sollen, besteht der Nachteil, daß Verunreinigungen wie Staub, Späne oder derglei­ chen an dem Tastarm oder Taststößel vorbei in den Innenraum des Gehäuses eindringen, so daß dort die Funktionsfähigkeit des mechanischelektrischen Wandlers beeinträchtigt wird, und zwar nicht nur mechanisch, sondern auch in seinen elektrischen Funktionen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diesen Nachteil der bekannten Längenmeßtaster zu vermeiden und einen solchen Längenmeßtaster zu schaffen, bei dem keine Verunreinigungen irgendwelcher Art in das Innere des Gehäuses des Längenmeß­ tasters eindringen können, ohne daß dadurch die mechanischen oder elektrischen Eigenschaften des Längenmeßtasters beein­ trächtigt werden.

Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird durch die im Kennzeichen des Anspruchs 1 angegebene Lehre gelöst.

Der Grundgedanke der erfindungsgemäßen Lehre besteht darin, die Abdichtung zwischen Tastarm oder Taststößel und dem Gehäuse gegenüber dem Eindringen von Verunreinigungen in das Gehäuse nicht durch feste, in sich bewegliche oder am Tastarm oder Taststößel gleitende und damit die Beweglichkeit behin­ dernde Dichtungen durchzuführen, sondern durch eine Flüssig­ keit, die den abzudichtenden Zwischenraum zwischen Tastarm oder Taststößel einerseits und dem Gehäuse oder einem Teil davon ausfüllt, wobei gleichzeitig Sorge dafür getragen ist, daß diese Flüssigkeit in diesem Zwischenraum verbleibt. Hierzu dient eine magnetische Halterung, die grundsätzlich in der verschiedensten Weise ausgeführt werden kann.

Die magnetische Flüssigkeit hat, wie das an sich selbst­ verständlich ist, eine Viskosität, die die Beweglichkeit des Tastarmes oder Taststößels nicht merklich behindert, insbe­ sondere nicht bei schnellen Bewegungen, wie sie bei einer schnellen Abtastung der Feinstruktur einer Oberfläche, z.B. der Rauhigkeit, auftreten. Sofern die magnetische Flüssigkeit im Laufe der Zeit Verunreinigungen aufnehmen sollte, so ist es ganz einfach möglich, diese magnetische Flüssigkeit z.B. durch Ausblasen zu entfernen und neue magnetische Flüssigkeit einzu­ bringen.

Die Abdichtung mittels magnetischer Flüssigkeit ist be­ sonders zweckmäßig bei Längenmeßtastern mit Abtastarmen, weil dort der Abtastarm keine Axialbewegung ausführt, sondern nur eine kleine Schwenkbewegung, so daß immer nur geringe Ober­ flächenanteile der magnetischen Flüssigkeit dem abzudichtenden Außenbereich ausgesetzt sind und sie sich in ihrer Größe auch praktisch nicht verändern.

Bei einer zweckmäßigen Ausführungsform ist der Zwischen­ raum, in dem sich die magnetische Flüssigkeit befindet, ein Ringspalt. Dabei ist es zweckmäßig, daß der Magnet ein Ring­ magnet ist, der wenigstens einen Teil des Zwischenraumes, z.B. in axialer Richtung, umgibt. Es ist aber auch möglich, daß der Magnet ein C- oder U-förmiger Magnet ist, so daß praktisch magnetische Joche gebildet sind, zwischen denen die magne­ tische Flüssigkeit gehalten ist.

Die Feldlinien erstrecken sich zweckmäßigerweise, insbe­ sondere bei Verwendung eines Ringmagneten, in Richtung des Tastarmes oder Taststößels, sie können sich aber auch, insbe­ sondere im Falle der C- oder U-förmigen Magneten quer dazu erstrecken. In allen Fällen, insbesondere jedoch im Fall der C- oder U-förmigen Ausbildung des Magneten, kann dieser aus Teil­ magneten zusammengesetzt sein, die dann ganz einfache und billige Serienteile sein können.

Um sicherzustellen, daß sich die Feldlinien des Magneten möglichst vollständig durch die magnetische Flüssigkeit er­ strecken, um so die Halterung zu bewirken, ist es zweckmäßig, daß der Taststößel oder Tastarm wenigstens im Bereich der magnetischen Flüssigkeit aus einem nicht magnetisch leit­ fähigem Material besteht.

Die magnetische Flüssigkeit besteht zweckmäßigerweise aus einer Suspension aus einer Flüssigkeit, die nicht magne­ tisch leitfähig ist, und von Teilchen, die magnetisch leit­ fähig sind. Diese magnetisch leitfähigen Teilchen können die verschiedensten Formen haben. Sie können rund sein, um ihre gegenseitige Beweglichkeit zu erhöhen, es sind aber auch andere Formen, z.B. stäbchenförmige Teilchenformen möglich, die eine besonders gute Halterung der nichtmagnetischen Flüssigkeit bewirken. Auch Mischungen von Teilchen verschie­ dener Formen können zweckmäßig sein.

Im Falle eines Längenmeßtasters mit einem Tastarm befin­ det sich die magnetische Flüssigkeit zweckmäßigerweise dort, wo die Bewegungen des Tastarmes am geringsten sind, also vor­ zugsweise in der Nähe seiner Lagerung. Natürlich können in allen Fällen, auch dem der zuletzt genannten Ausführungsform, zusätz­ lich Gehäuseteile oder Rohrteile, wie das eingangs beim Stand der Technik genannt ist, vorgesehen sein, die das bewegliche Teil, z.B. den Tastarm, teilweise mit Abstand entfernt von der Flüssigkeitsabdichtung zur Tastspitze hin umgeben und so gegen mechanische Beschädigungen, z.B. Stöße, schützen.

Anhand der Zeichnung soll die Erfindung an Ausführungs­ beispielen näher erläutert werden.

Fig. 1 zeigt einen Schnitt durch ein Ausführungs­ beispiel mit einem Tastarm,

Fig. 2 zeigt eine Ansicht von unten gegen den Abdichtungsbereich der Ausführungsform gemäß Fig. 1 in einer Abwandlung,

Fig. 3 ist ein Längsschnitt durch Fig. 2, und

Fig. 4 ist ein Querschnitt durch Fig. 2.

Fig. 1 zeigt einen Längenmeßtaster mit einem Gehäuse 1, in dem ein mechanischelektrischer Wandler 2 angeordnet ist,

der Spulen 3 aufweist, die mit einem Anker 4 zusammenwirken, der schwenkbar um ein Lager 5 gehalten ist und den hinteren Arm eines Doppelhebels bildet, dessen vorderer Arm durch einen Tastarm 6 gebildet ist, an dessen äußerem Ende sich eine Tastspitze 7 befindet.

Bei Verwendung dieses Längenmeßtasters beispielsweise zur Oberflächenmessung wird das Gehäuse 1 entlang der Oberfläche bewegt, wobei die Tastspitze 7 auf der zu prüfenden Oberfläche aufliegt und entsprechend der Kontur dieser Oberfläche ausge­ lenkt wird. Diese Auslenkung wird auf den Anker 4 übertragen, der die elektrischen Werte der Spulen 3 ändert, so daß elek­ trische Ausgangsspannungen entsprechend den Auslenkungen der Tastspitze 7 erzeugt werden.

Der Tastarm 6 läuft mit seinem hinteren Ende durch eine Bohrung 8, so daß in dem vorderen Bereich dieser Bohrung 8 ein Ringspalt 9 zwischen der äußeren Wandung der Bohrung 8 und der äußeren Wandung des runden Tastarmes 6 gebildet ist. In diesem Ringspalt 9 befindet sich magnetische Flüssigkeit 10, die aus einer Suspension einer nicht magnetisch leitfähigen Flüssigkeit und darin befindlichen magnetisch leitfähigen Teilchen besteht. Diese Flüssigkeit 10 wird durch einen Ring­ magneten 11 an Ort und Stelle gehalten. Die magnetische Flüssigkeit 10 dichtet somit den Ringspalt 9 ab und damit das innere Gehäuse gegenüber der äußeren Umgebung.

Fig. 2 zeigt von unten, Fig. 3 im Längsschnitt und Fig. 4 im Querschnitt den Bereich der erfindungsgemäßen Ab­ dichtung in Fig. 1, jedoch in abgewandelter Ausführungsform. In dem Gehäuse 1 ist ein Magnetträger 12 angeordnet, der drei einzelne Magnete 13, 14 und 15 hält, die zusammen einen U- förmigen Magneten bilden, in dessen Feldbereich sich magneti­ sche Flüssigkeit 16 befindet, durch die ein Tastarm 17 ver­ läuft, dessen Bewegungsrichtung durch Pfeile 18 und 19 ange­ deutet ist.

Der Magnetträger 12, die Magnete 13, 14 und 15, das vordere Ende des Gehäuses 1 und insbesondere die zwischen den genannten Magneten befindliche magnetische Flüssigkeit 16 bilden eine hermetische Abdichtung des Inneren des Gehäuses 1 nach außen hin. Am vorderen Ende des Gehäuses 11 ist eine Kappe 21 angeordnet, die in einen rohrförmigen Teil 20 über­ geht, der mit Abstand den Tastarm 17 umgibt und ihn so gegen mechanische Beschädigungen schützt. Allerdings ragt der Tast­ arm 17, was aus den Fig. 2 bis 4 nicht hervorgeht, nach vorn aus dem rohrförmigen Teil 20 heraus, so daß die entsprechende Tastspitze frei liegt und auf eine zu prüfende Oberfläche aufgesetzt werden kann.

Claims (9)

1. Längenmeßtaster, insbesondere zur Abtastung der Oberfläche eines Werkstückes, mit einer Tastspitze, die sich am äuße­ ren Ende eines Tastarmes oder Taststößels befindet, der aus einem Gehäuse herausragt, in dem der Stößel beweglich ge­ lagert ist und mit einem mechanischelektrischen Wandler wirkungsverbunden ist, der die Bewegungen des Tastarmes oder Taststößels in entsprechende elektrische Spannungen umwan­ delt, dadurch gekennzeichnet, daß der Tastarm (6) oder Taststößel vorzugsweise unmittelbar im Bereich seines Austritts aus dem Gehäuse (1) von diesem mit Zwischenraum umschlossen ist, daß sich in dem Zwischenraum eine magnetische Flüssigkeit (10) befindet und daß diese durch einen im Bereich der magnetischen Flüssigkeit (10) angeordneten Magneten (11) gehalten ist.

2. Längenmeßtaster nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Zwischenraum ein Ringspalt (9) ist.

3. Längenmeßtaster nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Magnet ein Ringmagnet (11) ist, der wenigstens einen Teil des Zwischenraumes umgibt.

4. Längenmeßtaster nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Feldlinien des Magneten (11) in Richtung des Tastarmes (6) oder Taststößels verlaufen.

5. Längenmeßtaster nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Magnet (13, 14, 15) C- oder U-förmig ist.

6. Längenmeßtaster nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Taststößel oder Tastarm (6) wenigstens im Bereich der magnetischen Flüssigkeit (19) aus einem magnetisch nicht leitfähigem Material besteht.

7. Längenmeßtaster nach Anspruch 1, 3 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Magnet aus mehreren Teilmagneten (13, 14, 15) zusammengesetzt ist.

8. Längenmeßtaster nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die magnetische Flüssigkeit (10) eine Suspension aus einer Flüssigkeit ist, die nicht magnetisch leitfähig ist, und von Teilchen, die magnetisch leitfähig sind.

9. Längenmeßtaster nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß sich die magnetische Flüssig­ keit (10) dort befindet, wo die Bewegung des Tastarmes (6) gering, insbesondere am geringsten ist.