DE3803031A1 - Verwandelbare vorrichtung zur halterung und positionierung von koerpern, insbesondere von mittels einer messvorrichtung zu vermessenden teilen - Google Patents
Verwandelbare vorrichtung zur halterung und positionierung von koerpern, insbesondere von mittels einer messvorrichtung zu vermessenden teilenInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung der im Gattungsbe
griff des Anspruchs 1 beschriebenen Art.
Bekanntlich besitzen Meßvorrichtungen eine Bezugsebene, auf
der das zu messende Teil positioniert wird, sowie zumindest
ein bewegliches Organ mit einem Meßkopf, an dem ein Tastor
gan montiert wird, das geeignete Abschnitte der Außenfläche
des Teils aufnehmen und daraus gewisse Abmessungsgrößen er
mitteln kann.
Zur Positionierung des Teils auf der Bezugsebene werden im
allgemeinen Halte- und Blockierungsvorrichtungen verwendet.
Insbesondere dann, wenn das Teil keine große Steifigkeit
besitzt und deshalb dazu neigt, sich aufgrund des Eigenge
wichts zu verformen, müssen diese Vorrichtungen mehrere
Stützzonen aufweisen, deren Abmessungen besonders präzise
sein und mit korrespondierenden Bereichen des zu messenden
Teils zusammenwirken müssen, damit letzteres sich nicht we
sentlich verformen kann.
Dies hat zur Folge, daß Vorrichtungen bekannter Art, insbe
sondere solche für Teile mit geringer Formfestigkeit, je
weils eigens für eine bestimmte Art von Teilen speziell ge
staltet sein müssen, d. h. für eine bestimmte Art von Tei
len definierte geometrische Eigenschaften aufweisen müssen.
Sie lassen sich für Teile mit abweichender Form nicht wie
derverwenden. Da an die Präzision der Abmessungen sehr hohe
Anforderungen gestellt werden, sind solche Vorrichtungen
außerdem teuer. Hieraus ergeben sich jedesmal beträchtliche
Ausrüstungskosten, wenn das zu messende Teil gewechselt
wird.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung
der gattungsgemäßen Art zu schaffen, bei der die den ein
schlägigen Vorrichtungen bekannter Bauart anhaftenden Nach
teile vermieden werden.
Diese Aufgabe wird durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen
des Anspruchs 1 gelöst.
Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfin
dung sind in den Unteransprüchen angegeben.
Im folgenden sei die Erfindung anhand eines in den Zeich
nungen dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert:
Fig. 1 zeigt eine schematische Draufsicht einer verwandel
baren Halterungs- und Positionierungsvorrichtung,
die bei einer Meßvorrichtung Verwendung findet,
Fig. 2 zeigt einen entsprechend der Linie II-II von Fig. 3
ausgeführten Querschnitt einer ersten Komponente
der Vorrichtung von Fig. 1,
Fig. 3, 4, 5, 6 und 7 zeigen Schnitte in vergrößertem Maß
stab, die entsprechend den Linien III-III, IV-IV,
V-V, VI-VI bzw. VII-VII von Fig. 2 ausgeführt sind,
Fig. 8 und 9 zeigen teilweise geschnittene Drauf- bzw.
Frontalansichten einer zweiten Komponente der Vor
richtung von Fig. 1,
Fig. 10 zeigt eine Rückansicht der Komponenten von Fig. 9
und 10,
Fig. 11 zeigt eine Draufsicht einer dritten Komponente der
Vorrichtung von Fig. 1,
Fig. 12 zeigt einen vergrößerten Schnitt entsprechend der
Linie XII-XII von Fig. 11,
Fig. 13 zeigt eine vergrößerte und teilweise geschnittene
Aufsicht einer Einzelheit der Komponenten von Fig.
11,
Fig. 14 zeigt eine teilweise geschnittene Aufsicht einer
weiteren Komponente der Vorrichtung gemäß der Er
findung,
Fig. 15 zeigt eine vergrößerte Draufsicht einer Einzelheit
der Komponenten von Fig. 14,
Fig. 16 zeigt einen Schnitt entsprechend der Linie XVI-XVI
von Fig. 14,
Fig. 17 zeigt einen Teilschnitt entsprechend der Linie
XVII-XVII von Fig. 16,
Fig. 18 zeigt schematisch ein Anwendungsbeispiel der Vor
richtung gemäß der Erfindung.
Fig. 1 zeigt eine insgesamt mit 1 bezeichnete Meßvorrich
tung mit einer Bezugsebene 2, einem Meßautomaten 3 und ei
ner Vorrichtung 4 zur Positionierung und Halterung eines
(nicht dargestellten) Teils, dessen Dimensionierungsgrößen
erfaßt werden sollen. Der Meßautomat 3, der auf einer mit
tels eines Balgens 6 in geeigneter Weise geschützten Füh
rung 5 parallel zu einer Längsachse X der Ebene 2 ver
schiebbar ist, besitzt einen Kopf 7, der längs einer verti
kalen Achse bewegbar ist, auf der ein Arm 8 montiert ist,
der längs einer senkrecht zur Achse X verlaufenden horizon
talen Achse Y bewegbar ist. Ein Ende 9 des Arms 8 ist mit
(nicht dargestellten) Greifmitteln ausgestattet, wie sie
z. B. in der italienischen Patentanmeldung 67 545-A/85 be
schrieben sind. Diese können einen Greifschaft eines (an
sich bekannten und deshalb nicht dargestellten) Meßgeräts
erfassen, das mit einem Tastorgan ausgestattet ist, welches
beim Einsatz der Vorrichtung mit der Oberfläche des zu ver
messenden Teils in Kontakt gebracht wird.
Die Vorrichtung 4 umfaßt erfindungsgemäß mehrere Säulen 10
(Fig. 1 und 2), die das zu messende Teil in der weiter un
ten beschriebenen Weise halten können, ferner eine Hand
11, die von dem Arm 8 des Meßautomaten 3 bewegt werden und
mit den Säulen 10 zusammenwirken kann, um letztere auf der
Bezugsebene 2 zu positionieren. Die Vorrichtung 4 umfaßt
ferner ein auf einer Seite der Ebene 2 angeordnetes Gestell
12, das die Säulen 10 aufnehmen kann, wenn sie nicht auf
der Ebene 2 verwendet werden, sowie eine Anzahl von modula
ren Vorrichtungen 13 (Fig. 14) zur Befestigung des zu ver
messenden Teils an den Säulen 10.
In Fig. 2 ist eine der Säulen 10 im Detail dargestellt.
Diese Säule 10 besitzt eine rohrförmige äußere Hülle 14 mit
einem im wesentlichen zylindrischen unteren Teil 15, einem
kegelstumpfförmigen Mittelteil 16 mit nach oben kleiner
werdendem Querschnitt sowie einen im wesentlichen zylindri
schen oberen Teil 17, in dessen mittlerem Bereich ein ring
förmiger Kragen 18 ausgebildet ist.
Der mittlere Teil 16 und der obere Teil 17 besitzen einen
zylindrischen, axialen Hohlraum 19, der unten in einen Raum
20 mündet, der sich im Inneren des unteren Teils 15 befin
det. Im Inneren des Hohlraums 19 ist eine zylindrische
Stange 24 verschiebbar, die aus der Hülle 14 nach oben her
ausragt und ein kegelstumpfförmiges oberes Ende 25 auf
weist, an welchem ein konischer Sitz 26 ausgebildet ist. In
diesem ist mittels eines Klebstoffs eine Kugel 27 befe
stigt. In der Nähe des oberen Endes 25 besitzt die Stange
24 eine diametrale Bohrung 28 (Fig. 7), in die von entge
gengesetzten Seiten die Schafte 29 zweier zylindrischer
Stifte 30 eingesetzt sind, die in der Bohrung 28 mit Hilfe
entsprechender Gewindestifte 33 befestigt sind, welche in
zu der Bohrung 28 senkrechten Bohrungen 34 eingeschraubt
und jeweils gegen ringförmige Kehlen 35 der Schafte 29 ge
spannt sind.
Die Stange 24 besitzt außerdem zwei zueinander senkrechte
und einander schneidende Bohrungen 36 (Fig. 6) sowie eine
weitere Bohrung 37 mit größerem Durchmesser, deren Achse
horizontal und senkrecht zur Achse der Bohrung 28 verläuft.
Diese Bohrung 37 (Fig. 5) steht mit einem zylindrischen
Hohlraum 38 im Inneren der Stange 24 in Verbindung. Dieser
Hohlraum 38 weist zwei Ringdichtungen 39 auf, die auf ent
gegengesetzten Seiten der Mündung des Hohlraums 38 angeord
net sind. Nach unten mündet der Hohlraum 38 in einem mit
einem Gewinde versehenen Sitz 40, in dem ein Anschlußstut
zen 41 für ein flexibles Rohr 44 montiert ist, das spiral
förmig im Inneren einer zylindrischen Führungshülle 45 an
geordnet ist, die sich im Zentrum des Raums 20 befindet.
Die Hülle 45 besitzt einen Innenquerschnitt, der im wesent
lichen demjenigen des Hohlraums 19 entspricht. Außerdem be
sitzt die Hülle 45 einen oberen Flansch 46, durch den er
mit Hilfe von Schrauben 47 befestigt werden kann.
Das Rohr 44 ist mit dem entgegengesetzten Ende (in nicht
dargestellter Weise) mit einer oberen Kammer 48 eines pneu
matischen Zylinders 49 verbunden, der sich in einem Rück
sprung 50 des Raums 20 befindet. Der Zylinder 49 umfaßt ei
nen Kolben 54 mit einem inneren Hohlraum 55, in dem eine
Schraubenfeder 56 angeordnet ist, die gegen eine Bodenwan
dung 57 des Zylinders 59 komprimiert ist und den Kolben 54
nach oben vorspannt, derart, daß eine Stange 58 des Kolbens
eine ihm zugewandte zylindrische Kammer 59 besetzt, die in
dem mittleren Teil 16 der Hülle 14 ausgebildet und mit Öl
gefüllt ist. Zum Ablassen des Öls kann die Kammer 65 über
eine normalerweise von einem Gewindestift 63 verschlossene
untere Bohrung 66 mit dem Außenraum verbunden werden.
Die Stange 24 wird in radialer Richtung und in axialer
Richtung von einer Kugelumlaufbuchse 64 bzw. von einer ela
stischen Buchse 65 geführt, die unter Zwischenfügung eines
Abstandsrings 66 in dem oberen Teil 17 der Hülle 14 ange
ordnet und in axialer Richtung von einem die Hülle 14 nach
oben verschließenden Deckelteil 67 gegen eine innere Schul
ter 69 des Hohlraums 19 blockiert sind. Das Deckelteil 67
besitzt eine zentrale Bohrung 68 für den Durchgang der
Stange 24.
Die Buchse 64 besitzt in bekannter Weise drei Reihen von
Kugeln 70, die im Abstand von 120° angeordnet sind und in
entsprechenden Längsnuten 74 der Stange 24 laufen können,
derart, daß letztere mit geringer Reibung axial verschieb
bar, gegen Drehung jedoch blockiert ist. Die Buchse 64
selbst ist ihrerseits mittels eines Keils 75 an der äußeren
Hülle 14 gegen Drehung gesichert.
Die elastische Buchse 68 ist von bekannter Bauart und um
faßt ein im wesentlichen rohrförmiges inneres Metallelement
76, das mit mehreren axialen Einschnitten 77 (Fig. 3) ver
sehen ist. Das Element 76 ist von einer Membran 78 aus ela
stomerem Werkstoff überzogen, die mit Hilfe von Ringen 79
an den entgegengesetzten Rändern 80 des Elements 76 fixiert
ist. Die Ringe 79 wirken als Dichtungen mit entsprechenden
ringförmigen Innenabschnitten 83 des Hohlraums 19 zusammen.
Ein Abschnitt des Hohlraums 19, der einen etwas kleineren
Durchmesser hat als die genannten ringförmigen Abschnitte
83 und zwischen diesen liegt, begrenzt eine ringförmige
Kammer 84, die die Membran 78 umgibt und über eine Leitung
85 mit der Kammer 65 in Verbindung steht. Diese Leitung 85
umfaßt einen oberen Abzweig 86, der mit einer (nicht darge
stellten) Öffnung zum Einfüllen des Öls verbunden ist.
Die Hülle 14 ist unten mittels im Peripheriebereich ange
ordneter Schrauben 87 an einem Fuß 88 zur pneumostatischen
Halterung befestigt, wie er beispielsweise in der italieni
schen Gebrauchsmusteranmeldung 53 736-B/86 beschrieben ist.
Dieser Fuß 88 umfaßt eine Scheibe 89, an deren Unterseite
90 Permanentmagnete 91 speichenartig angebracht sind. Im
Zentrumsbereich dieser Seite sind mehrere Düsen 92 angeord
net, die über eine radiale Bohrung 93 mit einem Schnell
kupplungsstutzen 94 verbunden sind, der dem Inneren des
Raums 20 zugewandt ist. Ein an der Peripherie des Fußes 88
befestigter ringförmiger Streifen 95 verhindert das Ein
dringen von Staubteilchen unter den Fuß 88 und damit ein
Verstopfen der Düsen 92.
Der Kragen 18 besitzt acht im Winkelabstand angeordnete
axiale Bohrungen 96, 97 und 98 (Fig. 3), von denen zwei
(96) Blindbohrungen und die anderen durchgehende Bohrungen
sind. Die Bohrungen 96 liegen einander diametral gegenüber
und stehen über radiale Bohrungen 99 mit einer in der Hülle
14 angebrachten axialen Leitung 100 in Verbindung, die nach
unten in den Raum 20 mündet. In den Mündungsabschnitt die
ser Leitung 100 ist ein Schnellkupplungsstutzen 103 einge
schraubt, der über ein teilweise dargestelltes flexibles
Rohr 104 mit dem erwähnten Stutzen 93 des Fußes 88 verbun
den ist.
Im Inneren der Bohrungen 96 befindet sich jeweils eine
Buchse 106, die mittels eines transversalen Gewindestifts
105 in axialer Richtung und gegen Drehung festgelegt ist.
Die Buchse 106 besitzt eine zentrale Bohrung 107 mit einem
sich erweiternden Einlaßbereich 108, in dessen Nähe eine
Ringdichtung 109 angeordnet ist.
Auch die Bohrungen 97 und 98, die gegenüber den Bohrungen
96 um 90° versetzt sind bzw. in einer Position zwischen je
weils zwei benachbarten Bohrungen 96 und 97 liegen, enthal
ten jeweils eine Buchse 110, die mit leicht exzentrischen
axialen Bohrungen 113 mit sich erweiternden Einlaßbereichen
114 versehen sind. Die Buchsen 110 haben eine ringförmige
Außennut 115, in die ein entsprechender transversaler Ge
windestift 116 eingreift. Die Achsabstände der Bohrungen
113 und der Bohrung 107 lassen sich deshalb innerhalb ge
wisser Grenzen einstellen, indem man die Buchsen 110 in den
Bohrungen 96 und 97 dreht. Anschließend können die Buchsen
110 mit Hilfe der jeweiligen Gewindestifte 116 blockiert
werden.
Der axiale Hub der Stange 24 ist nach oben durch einen ela
stischen Ring 117 begrenzt, der an dem unteren Endbereich
der Stange 24 angeordnet ist und mit der Schulter 69 zusam
menwirkt. Nach unten ist der axiale Hub der Stange 24 durch
einen Ring 118 begrenzt, der mittels eines Gewindestifts
119 an einer umlaufenden Nut an der Stange 24 befestigt
ist. Diese Nut ist im oberen Endbereich der Längsnuten 74
angebracht. In einem oberen Sitz des Deckelteils 67 ist ein
Ring 124 aus elastomerem Werkstoff aufgenommen, der die
Schläge des Rings 118 absorbiert.
Wie aus Fig. 4 klar hervorgeht, besitzt die Hülle 14 im un
teren Endbereich des oberen Teils 17 zwei einander diame
tral gegenüberliegende Bohrungen 126, in denen zylindrische
Elemente 127 mit einem konischen Kopf 128 aufgenommen sind,
sowie eine dritte Bohrung 129, die gegenüber den Bohrungen
126 um 90° versetzt ist und eine zylindrische Buchse 130
beherbergt.
Wie aus den Fig. 8, 9 und 10 hervorgeht, umfaßt die Hand 11
ein Greiforgan 133 bekannter Bauart, wie es z. B. in der
italienischen Patentanmeldung 67 545-A/85 beschrieben ist.
Dieses Aggregat gleicht vorteilhafterweise den Werkzeughal
tern der (nicht dargestellten) Meßorgane, die in der Meß
vorrichtung 1 Anwendung finden. Das Greifaggregat 133 um
faßt eine Scheibe 134 mit einem durchgehenden zentralen
Hohlraum 135 und einem ringförmigen Hohlraum 136. In dem
zentralen Hohlraum 135 ist mittels eines elastischen Rings
137 ein Greifschaft 138 fixiert, der mit korrespondie
renden (nicht dargestellten) Organen des Arms 8 des Meßau
tomaten 3 zusammenarbeiten kann. Der Hohlraum 136 beher
bergt eine gedruckte Schaltung 139, die an der Scheibe 134
von einer Anzahl von Abstandselementen 114 gehaltert ist,
die mit (nicht dargestellten) Schrauben an der Scheibe 134
befestigt sind. Der Hohlraum 136 ist mit einem Deckel 141
verschlossen, der mit Schrauben 143 an den genannten Ab
standselemente 140 befestigt ist und mehrere Öffnungen 144
aufweist, die die elektrische Verbindung der gedruckten
Schaltung 139 mit der Schaltung des Meßautomaten 3 ermögli
chen.
Die Scheibe 134 besitzt außerdem in ihrem außerhalb des
Hohlraums 136 liegenden peripheren Frontalbereich 145 drei
halbzylindrische Sitze 146, die in radialer Richtung um
120° versetzt angeordnet sind. In diesen Sitzen 146 befin
den sich zylindrische Rollen 147, die in bekannter Weise
mit korrespondierenden Stirnflächen des Endbereichs 9 des
Arms 8 zusammenarbeiten können. Auf der Seitenfläche 148
der Scheibe 134 sind zwei diametral einander gegenüberlie
gende tangentiale Nuten 149 angebracht, die mit korrespon
dierenden Greiforganen des Arms 8 oder mit einem Werkzeug
haltermagazin 401 in Eingriff gebracht werden können.
Dieses Magazin 401 ist vorteilhafterweise außerhalb des
Meßraums angeordnet und besitzt einen drehbaren Kopf 402,
in dem sich die verschiedenen Werkzeuge befinden können,
sowie einen beweglichen Arm 403, der diesen Kopf 402 in ei
ne von dem Arm 8 des Meßautomaten 3 erreichbare Position
bringen können.
Von einer dem Greifschaft 138 entgegengesetzten Seite 150
der Scheibe 134 erstrecken sich zwei gebogene Arme 151 und
152 nach außen. Diese Arme 151 und 152 sind zu einer mitt
leren Vertikalebene der Hand 2 symmetrisch. Die folgende
Beschreibung, die auf nur einen dieser Arme Bezug nimmt,
gilt deshalb unter Berücksichtigung der entsprechenden Sym
metrierelationen für beide Arme.
Der Arm 151 (152) besitzt ein seitliches Hohlprofilstück
156, das mit der Außenfläche des oberen Teils 17 der Hülle
14 einer Säule 10 zusammenwirken kann. An dem Arm 151 sind
zwei nach unten weisende Mitnehmerzapfen 157 montiert, die
mit den entsprechenden Bohrungen 113 zweier benachbarter
Buchsen 110 in Eingriff gebracht werden können, sowie eine
Vorrichtung 158 zum Einspritzen von Druckluft. Eine Aus
gangsleitung 159 dieser Vorrichtung 158 kann mit der Boh
rung 107 einer den genannten Buchsen benachbarten Buchse
106 in Eingriff gebracht werden. Es ist offensichtlich, daß
die Zapfen 159 und die Einspritzvorrichtung 158 längs der
Arme 151 und 152 denselben Winkelabstand haben wie die be
treffenden Buchsen 110 und 106 an dem Kragen 18.
Die Zapfen 157 (Fig. 9) bestehen aus einem im wesentlichen
zylindrischen Schaft 159 und einem kreisförmigen Kopf 161.
Der Schaft 159 ist in einer Bohrung 162 des Arms 152 (151)
aufgenommen, mit dem er über ein Kugelgelenk 163 verbunden
ist, das eventuelle Fluchtungsfehler zwischen dem Zapfen
157 und der jeweiligen Buchse 110 kompensieren soll. Das
Kugelgelenk 163 besteht aus einem hohlen Innenelement 164,
das mit dem Schaft 159 fest verbunden ist, an dem es mit
tels eines elastischen Rings 165 befestigt ist, und einem
hohlen Außenelement 166, das mit Hilfe eines zweiten ela
stischen Rings 167 im Inneren der Bohrung 160 fixiert ist.
Die Montage des Kugelgelenks 163 erfolgt in der Weise, daß
der Kopf sich in leichtem Abstand von dem Arm 152 (151) be
findet, so daß eine Schwenkbewegung des Zapfens 157 gegen
über dem Arm 152 (151) möglich ist. Der Endbereich des
Schafts 159 besitzt einen sich verjüngenden Querschnitt, um
das Einführen in die Buchse 110 zu erleichtern.
Die Einspritzvorrichtung 158 umfaßt eine rechteckige Plat
te 168 mit einer zentralen durchgehenden Bohrung 169, in
der die genannte Ausgangsleitung 159 mit zwei elastischen
Ringen 170 und einem transversalen Blockiergewindestift
171 montiert ist. Die Leitung 159 besteht aus einem rohr
förmigen Element mit zwei einander gegenüberliegenden und
nicht miteinander verbundenen inneren Hohlräumen 174 und
175, die jeweils im Bodenbereich mehrere radiale Bohrungen
176 aufweisen, über die sie mit einer inneren Kammer 177
einer Buchse 178 in Verbindung gebracht werden können, die
gegen die Wirkung einer um die Leitung 159 gewundenen und
zwischen der Buchse 178 und der platte 168 komprimierten
Schraubenfeder unter Abdichtung längs der Leitung 159 ver
schiebbar ist. Die Leitung 159 besitzt eine äußere zentrale
Schulter 180, die mit einem oberen, nach innen weisenden
Vorsprung 181 der Buchse 178 zusammenwirken kann und einen
Anschlag für diese bildet. Die genannte Abdichtung wird
durch eine Ringdichtung 182 sichergestellt, die in der Nähe
des unteren Endes der Buchse 178 angeordnet ist, sowie
durch zwei Ringdichtungen 183, die mit gegenseitigem Ab
stand im Inneren des genannten oberen Vorsprungs 181 ange
ordnet sind.
Durch die Wirkung der Feder 179 wird die Buchse 178 in der
Position gehalten, die in Fig. 9 für die Einspritzvorrich
tung 158 des Arms 152 dargestellt ist. In dieser Position
wirkt der Vorsprung 181 mit der Schulter 180 zusammen, und
die Dichtungen 183 befinden sich stromaufwärts bzw. strom
abwärts der Bohrungen 176, die den Hohlraum 174 mit der
Kammer 177 verbinden.
Die Einspritzvorrichtung 158 ist mit Spiel in einer Bohrung
184 im Endbereich des Arms 151 (152) montiert und mit die
sem über eine Schraubenfeder 185 verbunden, die in unver
formtem Zustand im wesentlichen ein Paket bildet und mit
ihren entgegengesetzten Enden in Sitzen 186 und 187 der
Platte 168 bzw. der Bohrung 184 aufgenommen ist. Die Feder
185 soll der Vorrichtung 158 kleine Anpaßbewegungen (Trans
lation und Rotation) gegenüber der Buchse 106 ermöglichen.
Die Leitung 159 ist mit ihrem oberen Ende über einen Stut
zen 188 mit einem flexiblen Rohr 189 für die pneumatische
Speisung der Einspritzvorrichtung 158 verbunden. Im Bereich
ihres unteren Endes besitzt die Leitung 159 eine äußere
Ringdichtung 190, die mit der Seitenfläche der Bohrung 107
der Buchse 106 zusammenarbeitet und die Abdichtung bewirkt.
Es ist eine rechteckige Platte 191 vorgesehen, die zwei
seitliche Ansätze 193 aufweist, welche über Schrauben 194
und Bezugsdorne 195 mit inneren Stützzonen 196 bzw. 197 der
Arme 151 bzw. 152 verbunden sind. Auf dieser Platte ist ei
ne weitere Einspritzvorrichtung 198 montiert, deren Achse
horizontal verläuft und der entgegengesetzten Seite des
Greifschafts 138 zugewandt ist. Diese Vorrichtung 198, die
dazu dient, Druckluft in die Bohrung 37 der Stange 24 der
Säulen 10 einzubringen, gleicht der beschriebenen Vorrich
tung 158. Deshalb wird auf eine erneute Beschreibung ver
zichtet. Diejenigen Einzelteile, die denjenigen der für die
Vorrichtung 158 beschriebenen entsprechen, sind in Fig. 8
mit denselben Bezugszeichen versehen. Der einzige Unter
schied besteht darin, daß die Ausgangsleitung 159 der Vor
richtung 198 an einem Ende geschlossen ist und mehrere ra
diale Bohrungen 199 besitzt, die in einem äußeren Abschnitt
200 mit reduziertem Durchmesser münden. Zwei Ringdichtungen
203, die auf entgegengesetzten Seiten dieses Abschnitts 200
angeordnet sind, gewährleisten im Betrieb die Abdichtung
gegen die Innenwandung der Bohrung 37.
Die Speiseleitungen 189 der Vorrichtungen 158 und 198 sind
mit einem Kreuzstutzen 203 verbunden, der in einen mit ei
nem Gewinde versehenen Abschnitt 204 einer durchgehenden
Bohrung 205 der Scheibe 134 eingeschraubt ist. In dieser
Bohrung ist ein kleines Rohr 206 abgedichtet und gleitbar
montiert, das von einer Feder 207 gegen eine Arretierbuchse
208 gedrückt wird, derart, daß ein Endbereich 209 auf der
Seite des Greifschafts 138 aus der Scheibe 134 nach außen
ragt, um mit einer pneumatischen Speiseeinrichtung bekann
ter Art zusammenzuarbeiten, die von dem Arm 8 des Meßauto
maten 3 getragen ist.
An dem Arm 152 ist unter Zwischenfügung eines Abstands
stücks 210 ein im wesentlichen L-förmiges Element 214 mit
zwei Schrauben 213 montiert. Der mit 215 bezeichnete Endbe
reich dieses Elements 214 verläuft parallel zur Achse der
Vorrichtung 198 und ist im wesentlichen gabelförmig ausge
bildet. An dem Endbereich 215 ist eine Längsnut 216 mit ei
nem Einlaßabschnitt 217 angebracht, dessen Breite nach au
ßen zunimmt.
Wie aus Fig. 11, 12 und 13 hervorgeht, besitzt das Gestell
12 zwei endseitige Stützen 218, die von einem Ständer 219
mit quadratischem Querschnitt gebildet sind, der mit einer
Stützplatte 220 verschweißt ist und Verstärkungsrippen 223
aufweist, die an die Ständer 219 und die jeweiligen Basis
teile 220 angeschweißt sind.
Die Basisteile 220 sind mit Schrauben 224 an einem Außenab
schnitt 225 der Bezugsebene 2 befestigt. An den Ständern
219 ist eine Traverse 226 angeschweißt, die aus einem Pro
filstück mit rechteckigem Querschnitt besteht, an dessen
der Bezugsebene 2 zugewandter Seite 227 ein Stab 228 ange
schweißt ist, der als Halter für mehrere Baugruppen 229 zur
Verriegelung der Säulen 10 dient.
Jede der Baugruppen 229 umfaßt zwei im wesentlichen quader
förmige Blockteile 230, die mit einer Schraube 233 und ei
nem Bezugsdorn 234 an dem Stab 228 montiert sind. An diesen
Blockteilen 230 sind eine sie verbindende Zwischenplatte
235 sowie zwei seitliche Platten 236 stumpf angeschweißt.
Die seitlichen Platten 236 ragen in Richtung auf den Meß
raum. An der Zwischenplatte 235 ist mittels zweier Schrau
ben 237 eine kleine Platte 238 befestigt, die einen hohlzy
lindrischen Sitze 239 aufweist, der mit Spiel in einer zen
tralen Bohrung 240 der Zwischenplatte 235 aufgenommen ist.
In diesem Sitz 235 ist eine Schraubenfeder 241 mit großer
Härte befestigt, die in unverformtem Zustand ein Paket bil
det. Sie ist mit dem entgegengesetzten Ende an einer hohlen
Buchse 243 befestigt, die mit einem Gewinde versehen ist,
in die ein Stift 244 eingeschraubt ist, der durch den zy
lindrischen Sitz 238 in Richtung auf den Meßraum ragt. Die
ser Stift 244 hat einen verdickten Endbereich 245, der mit
einer Abschrägung versehen ist und mit der Buchse 130 einer
der Säulen 10 in Eingriff gebracht werden kann. Die Verdic
kung 245 dient außerdem als axialer Anschlag für einen Ring
246, der auf dem Stift 244 gleitbar montiert und von einer
Feder 247 vorgespannt ist.
An jeder der beiden seitlichen Platten 236 ist mit zwei
Schrauben 248 jeweils eine kleine Platte 249 befestigt, in
deren Zentralbereich der Körper 250 eines elastischen An
schlags 253 eingeschraubt ist. Dieser elastische Anschlag
253 ist mit einer Kugel 254 versehen, die dem Inneren der
Baugruppe 229 zugewandt ist und von einer (nicht darge
stellten) Feder vorgespannt wird. Diese Kugel 254 kann mit
dem konischen Kopf 128 eines Zapfens 127 der Säule 10 zu
sammenwirken. In dem zentralen Bereich der Platte 249, in
dem der Körper 250 eingeschraubt ist, ist ein zu dem Körper
250 transversaler Einschnitt 255 angebracht, der eine ein
stückig mit der Platte 249 ausgebildete elastische Lamelle
256 bestimmt. Diese Lamelle 256 ist durch einen in sie ein
geschraubten Gewindestift 257, der gegen die Platte 249
drückt, auf Biegung belastet. Dadurch wird ein unbeabsich
tigtes Herausschrauben des Körpers 250 verhindert.
Man erkennt, daß sowohl die Schrauben 237 der Platte 238
als auch die Schrauben 248 der Platten 249 in Langlöchern
258 der betreffenden Platten montiert sind. Dies ermöglicht
eine gewisse Anpassung bei der Positionierung der Platten
selbst.
Wie aus Fig. 11 und 12 klar erkennbar ist, umfaßt das Ge
stell 12 außerdem eine Welle 259, die mit ihren beiden End
bereichen in zwei Ständern 260 gelagert sind, die von dem
Stab 228 nach oben ragen.
An dieser Welle sind die backenförmigen Endbereiche 264
mehrerer Arme 265 mit Schrauben 263 befestigt. Die Arme 265
sind paarweise im wesentlichen vertikal über jeweils einer
Baugruppe 229 angeordnet. Sie tragen an der Unterseite ih
rer entgegengesetzten Enden Kissen 266 aus irgendeinem wei
chen Material, z. B. Gummi, die sich auf die pneumatischen
Einspeisebohrungen 107 der Säulen 10 legen können, um das
Eindringen von festen Teilchen zu verhindern.
An der Welle 259 ist ein Ende einer Pleuelstange 267 befe
stigt, deren entgegengesetzter Endbereich mit der Stange
268 eines pneumatischen Zylinders 269 gelenkig verbunden
ist, der durch eine Tragkonstruktion 270 herkömmlicher Art,
die teilweise in Fig. 11 dargestellt ist, an der Traverse
226 verankert ist. Fig. 14 zeigt eine Vorrichtung zur Befe
stigung eines zu vermessenden Teils 274 an einer der Säulen
10. Diese Vorrichtung, die insgesamt mit 13 bezeichnet ist,
besitzt eine Basis 275, mit der sie an der Stange 24 der
Säule 10 verbindbar ist, ferner ein Halteelement 276, das
sich auf das obere Ende der Stange 24 aufsetzen läßt, um
eine Auflage für das genannte Teil 274 zu bilden, sowie ein
Verriegelungselement 277, das an der Basis 275 befestigt
ist und mittels dessen das Teil 274 auf dem Haltelement 276
festgeklemmt werden kann.
Wie aus Fig. 15 und 16 klar hervorgeht, umfaßt die Basis
275 einen Körper 278 mit zwei Armen 279, die zwischen sich
einen Hohlraum 280 begrenzen, der die Stange 24 aufnehmen
kann. Diese Arme 279 besitzen transversale Bohrungen 283,
in denen zwei Zapfen 284 mit sphärischen Endbereichen
gleitbar angeordnet sind, die eine Bohrung 36 der Stange 24
von entgegengesetzten Seiten erfassen können. Die Verschie
bung der Zapfen 284 wird von zwei Hebeln 285 gesteuert, die
in longitudinalen Einschnitten 286 der Arme 279 aufgenommen
und zentral mittels zylindrischer Stifte 287 an den Armen
279 angelenkt sind. Jeder Hebel 285 besitzt in einem seiner
Endbereiche ein Langloch 288, mit dem ein Dorn 289 gleitbar
in Eingriff steht, der mit dem zu ihm transversal angeord
neten Zapfen 284 fest verbunden ist. Die beiden Dorne 289
sind so montiert, daß sie in an den Armen 279 vorgesehenen
Langlöchern 301 gleiten können, die parallel zur Achse der
Zapfen 284 verlaufen. Die Hebel 285 sind mit Hilfe entspre
chender Druckknöpfe 290 von im wesentlichen zylindrischer
Form manuell betätigbar. Diese Druckknöpfe 290 besitzen je
weils einen Abschnitt 291 mit größerem Durchmesser, der im
Inneren einer entsprechenden Bohrung 292 des Körpers 278
gleiten kann, sowie einen Abschnitt 293 mit kleinerem
Durchmesser, der aus der Bohrung 292 des Körpers 278 nach
außen ragt. Der Abschnitt 291 weist einen diametralen Ein
schnitt 294 auf (Fig. 17), in welchem das dem Langloch 288
abgewandte Ende des Hebels 285 aufgenommen ist, sowie einen
zylindrischen axialen Hohlraum 295, in dem sich ein Stift
296 befindet. Zwischen den den beiden Druckknöpfen 290 zu
geordneten Stiften 296 ist eine Kompressionsfeder 297 ange
ordnet, die bewirkt, daß die beiden Stifte 296 die Hebel
285 mit den zugeordneten Druckknöpfen 290 in Kontakt hal
ten. Zu diesem Zweck sind sowohl die Stifte 296 als auch
die Bodenwandungen 298 der Einschnitte 294, mit denen die
Hebel 285 zusammenwirken, in geeigneter Weise abgerundet,
so daß in jeder Position der Hebel 285 ein regulärer Kon
takt gegeben ist. Ein Federring 299 verhindert das Heraus
treten der Druckknöpfe 290 aus den Bohrungen 292.
An dem Körper 278 ist in geeigneter Weise, z. B. durch
Schrauben, ein weiterer Zapfen 300 befestigt, der in einer
Position senkrecht zu den Zapfen 284 und in derselben Ebene
wie diese ins Innere des Hohlraums 280 ragt.
Der Körper 278 besitzt schließlich eine obere Längsnut 303,
in der mittels zweier transversaler Gewindestifte 304 ein
vertikaler Bügel 305 des Verriegelungselements 277 befe
stigt ist. An diesem Bügel ist oben ein an sich bekannter
Träger 306 für zwei Zapfen 307 und 308 angeordnet, in denen
ein Verriegelungsarm 309 und ein Gelenkhebel 310 gelenkig
gelagert sind. Ein manuell betätigbarer Spannhebel 311 ist
mittels zweier weiterer Zapfen 312 und 313 an dem Arm 309
bzw. an dem entgegengesetzten Ende des Gelenkhebels 310 an
gelenkt, so daß eine Verriegelungsvorrichtung 314 in Form
eines Gelenkvierecks gebildet wird.
Der Arm 309 umfaßt einen ersten Abschnitt 315 und einen
zweiten Abschnitt 316, die z. B. durch Bolzen miteinander
verbunden sind. An einem Ende 318 des Abschnitts 316 ist
mit Hilfe zweier Schraubenmuttern 317, mit denen seine
axiale Position einstellbar ist, ein Gewindestab 318 befe
stigt, der an seinem unteren Ende einen Kopf 319 aufweist,
der in geeigneter Weise mit einem weichen Material überzo
gen ist und mit dem zu vermessenden Teil 274 zusammenwirkt.
Das Halteelement 276 besteht aus einem im wesentlichen
rohrförmigen unteren Teil 320 mit viereckigem Außenquer
schnitt und einem oberen, im wesentlichen ebenen Abschnitt
321, der die eigentliche Halterung für das Teil 274 bildet.
Der Abschnitt 320 begrenzt einen inneren zylindrischen
Hohlraum 322, in welchen beim bestimmungsgemäßen Gebrauch
die Stange 24 einer Säule 10 eingreift. Dieser Abschnitt
320 besitzt unten zwei diametral einander gegenüberliegende
Einschnitte 323, die die Stifte 30 der Stange 24 aufnehmen
können und mit Federanschlägen versehen sind, die die Stif
te 30 halten können. Diese Federanschläge sind nicht darge
stellt, da sie den oben beschriebenen Anschlägen 253 ent
sprechen.
In dem Abschnitt 321 befindet sich eine dem Hohlraum 322
zugewandte Blindbohrung 324, in der der zylindrische Schaft
325 eines Stützelementes 326 aufgenommen ist, das einen
Kopf 327 besitzt, der beim bestimmungsgemäßen Gebrauch mit
der das Ende der Säule 10 bildenden Kugel 27 zusammenwirkt.
Der obere Abschnitt 321 kann beliebige Form und Abmessungen
haben, die von der Form und von den Abmessungen des zu ver
messenden Teils 274 abhängen. Bei dem in Fig. 14 darge
stellten Fall kann er einen einstückig angeformten seitli
chen Ansatz 328 haben, auf dem ein kleiner Zylinder 329 mit
vertikaler Achse befestigt, z. B. eingeschlagen ist. Dieser
Zylinder 329 bildet einen seitlichen Anschlag für die vor
bereitende Orientierung des Teils 274, wie dies weiter un
ten näher erläutert wird.
Im folgenden sei nun die Funktion der Vorrichtung 1 be
schrieben. Dabei wird von einem Anfangszeitpunkt ausgegan
gen, in welchem sich alle Säulen 10 in dem Gestell 12 an
den Rändern des Meßraums befinden. Es sei angenommen, daß
das Gestell 12 sich in einer Position befindet, in der die
Säulen 10 entnommen werden können. Seine spezifische Funk
tion wird weiter unten beschrieben. Jede Säule 10 wird auf
der Ebene XY durch die Anziehungskraft der an dem Fuß 88
angebrachten Magnete 91 festgehalten. Die Stange 24 ist
durch die elastische Buchse 65 axial blockiert, die auf
grund der Wirkung des in der ringförmigen Kammer 84 und in
der Leitung 85 enthaltenen Öls, das von der Stange 58 des
Kolbens 54 durch die Wirkung der Feder 56 unter Druck ge
halten wird, in axialer Richtung blockiert.
Der Meßautomat 3 entnimmt aus dem Werkzeughaltermagazin 401
die Hand 11. Durch das Anbringen der Hand 11 an dem Arm 8,
das in der in der oben erwähnten Patentanmeldung 67 543-A/85
beschriebenen Weise erfolgt, wird der Endbereich 209 des
Röhrchens 206 mit der erwähnten pneumatischen Speisevor
richtung in Kontakt gebracht, mit der der Arm 8 ausgestat
tet ist. Dieser Kontakt erfolgt unter der Druckwirkung der
Feder 207, die die Dichtigkeit gewährleistet. Auf diese
Weise werden die Einspritzvorrichtungen 158 und 198 ge
speist. Es findet jedoch keine Abgabe von Druckluft statt,
da die Federn 179 die Buchsen 178 in der in Fig. 10 darge
stellten Position halten.
Der Arm 8 bewegt sich dann in die Nähe des Gestells 12, so
daß die Einspritzvorrichtung 158 des Arms 151 der Hand 11
sich in der Vertikalen einer der Bohrungen 96 des Kragens
18 einer Säule 10 befindet und die Zapfen 157 sich infolge
dessen in der Vertikalen der jeweiligen Bohrungen 97 und 98
befinden.
Alle von dem Meßautomaten 3 ausgeführten Operationen werden
von einer Verarbeitungs- und Steuereinheit 400 gesteuert,
die in Fig. 1 schematisch angedeutet ist.
Die Hand 11 wird dann von dem Arm 8 auf die Säule 10 abge
senkt, wobei die Leitung 159 und die Zapfen 157 in die ent
sprechenden Hohlräume 107 und 113 der Buchsen 106 und 110
eindringen. Das Eindringen der Leitung 159 wird durch die
Art der Befestigung an der Hand 11 erleichtert. Die Feder
185 ermöglicht nämlich, daß die Leitung 159 automatisch ei
ne begrenzte Positionsanpassung mit beliebigem Freiheits
grad der Translation oder der Rotation ausführt. Zu demsel
ben Zweck sind die Einlaßabschnitte der Zapfen 157 trich
terförmig abgeschrägt und in Kugelgelenken 163 montiert,
die Parallelitätsfehler zwischen den Achsen der Buchsen 110
kompensieren können.
Die Leitung 159 kommt nach und nach unterAbdichtung mit dem
Hohlraum 107 der Buchse 106 in Eingriff, bis die Buchse 178
der Vorrichtung 158 frontal mit der Buchse 106 zusammen
wirkt und sich gegen die Wirkung der Feder 179 zurückzieht,
so daß die in Fig. 9 dargestellte Disposition erreicht
wird. In dieser sind die Bohrungen 176 der Leitung 159 über
die Kammer 177 der Buchse 178 miteinander in Verbindung, so
daß die Druckluft durch die Bohrung 99, die Leitung 100,
das Rohr 104 und die Leitung 93 zu den Düsen 92 des Fußes
88 strömt und zunächst eine pneumostatische Kraft erzeugt,
die groß genug ist, um zunächst die Säule 10 gegen die An
ziehungskraft der Magnete 91 von der Ebene 2 zu lösen und
dann ein Luftkissen zu erzeugen, das die Verschiebung der
Säule 10 auf der Ebene 2 mit minimaler Reibung ermöglicht.
Diese Verschiebung wird von dem Meßautomaten 3 durchge
führt, der die Säule 10 mit Hilfe der Zapfen 157 der Hand
11 bewegt und in geeigneter Weise auf der Ebene 2 positio
niert, derart, daß die Achse der Säule 10 die Ebene 2 in
einem vorbestimmten Koordinatenpunkt X, Y schneidet.
Wenn diese vorbestimmte Position X, Y erreicht ist, unter
bricht ein (nicht dargestelltes) Elektroventil, das von der
Steuerlogik des Automaten 3 aktiviert wird, die pneumati
sche Speisung der Säule 10, die daraufhin wieder von den
Magneten 91 blockiert wird.
Die Hand 11 wird angehoben, so daß die Stifte 157 und die
Leitung 159 der Einspritzvorrichtung 158 gelöst werden, und
frontal an den oberen Teil der Stange 24 angenähert (Fig. 1
und 8), so daß die Leitung 159 der Einspritzvorrichtung 198
mit der Bohrung 37 der Stange 24 in Eingriff kommt und der
gabelförmige Endbereich 215 des Elements 214 einen der an
der Stange 24 montierten Zapfen 30 umgreift. Die Aktivie
rung der pneumatischen Speisung der Vorrichtung 198 erfolgt
in derselben Weise wie dies für die Vorrichtung 158 be
schrieben wurde. Und zwar wirkt die Buchse 178 frontal mit
der Stange 24 zusammen und zieht sich gegen die Wirkung der
Feder 179 zurück. Auf diese Weise wird die innere Kammer
177 der Buchse 178 mit den Bohrungen 176 der Leitung 159 in
Verbindung gebracht. Daraufhin strömt Druckluft durch die
Leitung 159 und gelangt durch die Bohrungen 199 in den
Raum, der von dem Abschnitt 200 der Leitung 159 mit redu
ziertem Durchmesser und der Wandung der Bohrung 37 begrenzt
ist. Die Abdichtung nach außen wird durch die Dichtungen
203 sichergestellt, die sich stromaufwärts und stromabwärts
des Eingangs der zentralen Leitung 38 der Stange 24 anord
nen, durch den die Luft zu dem Rohr 44 und damit zu dem
pneumatischen Zylinder 49 gelangt. Der Kolben 54 des Zylin
ders 49 senkt sich ab und entspannt das Öl, das die elasti
sche Buchse 65 zusammenpreßt. Daraufhin kann sich die Stan
ge 24 axial frei bewegen und wird von der Hand 11 über das
Element 214, das mit dem Zapfen 30 zusammenarbeitet, in ei
ne vorbestimmte Position (Z) gebracht. Das erwähnte Elek
troventil bewirkt wiederum die Unterbrechung der pneumati
schen Speisung, so daß der Kolben 54 durch die Druckkraft
der Feder 56 das Öl komprimiert und die elastische Buchse
65 spannt, die daraufhin die Stange 24 blockiert.
In vollkommen analoger Weise werden alle Säulen 10, die zur
Halterung und Positionierung des zu vermessenden Teils er
forderlich sind, auf der Ebene 2 positioniert und in ihrer
Höhe eingestellt. Anschließend werden auf den Säulen 10 die
Vorrichtungen 13 zur Blockierung des zu vermessenden Teils
montiert.
Dabei wird das Halteelement 276 jeder der Vorrichtungen 13
von oben auf die betreffende Stange 24 aufgesetzt, so daß
die Zapfen 30 mit den Einschnitten 323 in Eingriff kommen
und in diesen, wie oben beschrieben, von den Federanschlä
gen gehalten werden. Sodann wird die Basis 275 der Vorrich
tung 13, auf der zuvor das betreffende Verriegelungselement
277 montiert wurde, an die betreffende Stange 24 angelegt,
wobei die Druckknöpfe 290 gedrückt werden. Die Zapfen 284
werden zurückgezogen, so daß die Stange 24 in den Hohlraum
280 eingebracht werden kann, wobei der Zapfen 300 mit einer
der Bohrungen 36 der Stange 24 in Eingriff kommt. Sodann
werden die Druckknöpfe 290 losgelassen, so daß die Feder
297 die Antriebshebel 285 in die in Fig. 16 dargestellte
Position zurückführt, in der die Zapfen 284 mit der anderen
Bohrung 36 der Stange 24 in Eingriff stehen.
Das zu vermessende Teil 274 wird auf den Halteelementen 286
positioniert und durch manuelle Betätigung der Hebel 311
blockiert.
Wie aus Fig. 18 deutlich erkennbar ist, verwendet man für
die Halterung und Positionierung eines Teils 274, das vor
zugsweise zweidimensional ist und deshalb einer erhöhten
Biegeverformung durch sein Eigengewicht unterliegt (z. B.
eines Blechteils oder eines Plastikformteils), üblicherwei
se mehrere Säulen 10 a, 10 b, 10 c. Von diesen haben zwei
(10 a, 10 b) auch die Funktion, eine vorläufige Orientierung
des Teils zu gewährleisten. Zu diesem Zweck sind die be
treffenden Halteelemente 276 mit einem Ansatz 328 bzw. mit
zwei zueinander orthogonalen Ansätzen 328 ausgestattet, de
ren Zylinder 329 drei nicht fluchtende Punkte für die seit
liche Anlage des Teils 274 bilden und damit dessen Positio
nierung eindeutig festlegen. Die anderen Säulen (10 c) haben
hingegen einfache Halterungs- und Blockierfunktion und be
sitzen deshalb keine Elemente für die seitliche Anlage. Die
Positionierungsgrößen jeder Säule 10 (in Richtung der Ach
sen X, Y und Z) werden dann in der Steuereinheit 400 ge
speichert, die damit die Identifizierung jeder Konfigura
tion der Vorrichtung 4 konserviert.
Am Ende eines Meßzyklus, in welchem der Automat 3 die Hand
11 durch Austausch in dem Werkzeughaltemagazin 401 in ge
eigneter Weise durch ein Meßorgan ersetzt hat, verfährt man
in der beschriebenen Weise in umgekehrter Reihenfolge,
falls die Vorrichtung 4 verwandelt, d. h. neu konfiguriert
werden muß.
Nach dem Abmontieren der Vorrichtungen 13 von den betref
fenden Säulen 10 werden diese in das Gestell 12 zurückge
führt und jeweils in eine entsprechende Baugruppe 229 zu
rückgestellt, wie sie in Fig. 13 dargestellt ist.
Hierzu betätigt die Steuereinheit über geeignete (nicht
dargestellte) Elektroventile den pneumatischen Zylinder
269, wodurch die Welle 259 gedreht und die Arme 285 angeho
ben werden. Die Säule 10 wird dann in die Baugruppe 229 so
eingesetzt, daß die Verdickung 245 des Zapfens 244 mit der
in der Bohrung 29 der Säule 10 angeordneten Buchse 130 in
Eingriff kommt. Beim Anlegen der Säule 10 an den Zentrier
stift 244 verrasten die Kugeln 254 der Federanschläge 253
mit den konischen Köpfen 128 der Elemente 127. Die Buchse
130 wird im Anschlag gegen den Ring 246 arretiert, wobei
die Feder 247 leicht komprimiert wird. Die Kraft der Feder
247 hält die Säule 10 in der Stellung, in der die genannten
konischen Köpfe 128 mit den Kugeln 254 in Berührung stehen.
Die Feder 241 ermöglicht eine Positionsanpassung des Zap
fens 244 innerhalb bestimmter Grenzen, so daß eventuelle
Fluchtungs- oder Parallelitätsfehler zwischen dem Zapfen
244 und der Buchse 130 ausgeglichen werden.
Die Steuereinheit arretiert die Säule in der beschriebenen
Position, indem sie die pneumatische Speisung unterbricht.
Wenn alle Säulen 10 in dem Gestell 12 positioniert sind,
bewirkt eine entgegengesetzte Betätigung des Zylinders 269
ein Absenken der Arme 265 und der entsprechenden Kissen 266
auf die Bohrungen 107 für die pneumatische Speisung.
Bei einer Prüfung der Merkmale der erfindungsgemäßen Vor
richtung 4 werden eine Reihe von Vorteilen erkennbar:
Vor allem handelt es sich bei der Vorrichtung 4 um eine
"verwandelbare" Vorrichtung, d. h. eine Vorrichtung, die
sich in zahllosen unterschiedlichen Konfigurationen zur
Halterung und Positionierung von Teilen unterschiedlicher
Form, Abmessungen und strukturellen Eigenschaften anordnen
läßt, indem lediglich die Vorrichtungen 13 differenziert
werden. Diese Vorrichtungen 13 sind modular, besitzen eine
für alle gleiche gemeinsame Basis 275, auf der unterschied
liche Elemente montiert werden können, die im allgemeinen
im Handel erhältlich sind.
Damit läßt sich die Verwendung von speziell angepaßten Vor
richtungen vermeiden. Dies hat den doppelten Vorteil, daß
sich einerseits für den Anwender die Kosten für die Wieder
ausrüstung und andererseits für den Erbauer die Produk
tionskosten wegen der Ersparnis aufgrund der Modularität
und der Standardisierung der Komponenten drastisch verrin
gern.
Die Vorrichtung 4 eignet sich in besonderem Maße für die
Halterung und Positionierung von Teilen, die sich aufgrund
ihres Eigengewichts verformen können (z. B. von bestimmten
Einzelteilen von Kraftfahrzeugkarosserien oder von Einzel
teilen der Luftfahrtindustrie). Man verwendet in diesem Fall
eine genügend große Zahl von Säulen 10, um das Teil in ei
nem im wesentlichen unverformten Zustand zu halten.
Die Vorrichtung 4 eignet sich auch zur Verwendung mit form
festen Teilen, wobei die Anzahl der zu verwendenden Säulen
10 offensichtlich kleiner ist.
Die Vorrichtung 4 läßt sich selbstverständlich mit zahlrei
chen Änderungen oder Varianten ausstatten, ohne daß dadurch
der Schutzbereich der Erfindung verlassen wird. So können
beispielsweise die Säulen 10 durch mehrere Elemente belie
biger Art ersetzt werden, die sich innerhalb des Meßraums
positionieren lassen. Die Vorrichtungen 13 können an den
Säulen 10 oder den diese ersetzenden Elementen in einer be
liebigen anderen geeigneten Weise befestigt sein und Ver
riegelungselemente beliebiger Art, z. B. magnetische oder
Saugelemente, haben. Die Vorrichtung 4 läßt sich in Meßge
räten beliebiger Art anwenden, insbesondere in solchen, die
mit zwei einander gegenüberliegenden Meßautomaten ausge
stattet sind, die auf entgegengesetzten Seiten der Bezugs
ebene bewegbar sind.
Claims (32)
1. Vorrichtung zur Halterung und Positionierung eines
Körpers, insbesondere eines in einer Meßvorrichtung zu ver
messenden Teils, gekennzeichnet durch
- - mehrere umrüstbare Elemente (10) mit wenigstens einem er sten, auf einer Bezugsebene (2) positionierbaren Teil (14), ersten Arretiermitteln (91) zur Arretierung dieses ersten Teils (14) in einer vorbestimmten Position (X, Y) auf der Bezugsebene (2), wenigstens einem zweiten Teil (24), der relativ zu dem ersten Teil (14) in einer zu der Bezugsebene (2) orthogonalen Richtung (Z) bewegbar ist, und zweiten Arretiermitteln (65) zur Arretierung des zweiten Teils (24) relativ zu dem ersten Teil (14),
- - Mittel (13) zur Halterung und Blockierung des genannten Körpers (274), die an dem beweglichen zweiten Teil (24) der umrüstbaren Elemente (10) befestigbar sind,
- - sowie Mittel (11) zum Bewegen der umrüstbaren Elemente (10) gegenüber der Bezugsebene (2) und zum Bewegen des zweiten Teils (24) der umrüstbaren Elemente (10) relativ zu deren erstem Teil (14).
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß der erste Teil (14) der umrüstbaren Elemente (10) eine
rohrförmige Hülle (14) ist und der zweite Teil (24) von ei
ner Stange (24) gebildet ist, die in einem axialen Hohlraum
(19) der rohrförmigen Hülle (14) axial bewegbar, jedoch
nicht drehbar ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,
daß die rohrförmige Hülle (14) einen Fuß (88) besitzt, der
mit einem pneumostatischen Auftrieb beaufschlagbar und auf
der Bezugsebene (2) bewegbar ist.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet,
daß die ersten Arretiermittel wenigstens einen Magneten
(91) umfassen, der in dem mit pneumatischem Auftrieb beauf
schlagbaren Fuß (88) angeordnet und der Bezugsebene (2) zu
gewandt ist.
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, da
durch gekennzeichnet, daß die zweiten Arretiermittel eine
hydraulisch betätigbare elastische Buchse (65) umfassen,
die in dem axialen Hohlraum (19) der rohrförmigen Hülle
(14) angeordnet ist.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet,
daß die umrüstbaren Elemente (10) einen pneumatischen Zy
linder (49) besitzen, dessen Kolben (54) das in einem hy
draulischen Kreis (84, 85) zur Betätigung der elastischen
Buchse (65) enthaltene Öl im Ruhezustand unter Druck hält.
7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 6, da
durch gekennzeichnet, daß die rohrförmige Hülle (14) erste
Anschlußmittel (106) zu ihrer Verbindung mit einer ersten
pneumatischen Speiseeinrichtung (158) sowie Mittel (99,
100, 104) zur Druckluftzuführung von diesen ersten An
schlußmitteln (106) zu dem mit pneumostatischem Auftrieb
beaufschlagbaren Fuß (88) aufweist.
8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 oder 7, da
durch gekennzeichnet, daß die Stange (24) Anschlußmittel
(37) zu ihrer Verbindung mit einer zweiten pneumatischen
Speiseeinrichtung (198) sowie Mittel (38, 44) zur Druck
luftzufuhr von den zweiten Anschlußmitteln (37) zu dem
pneumatischen Zylinder (49) aufweist.
9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 8, da
durch gekennzeichnet, daß die Stange (24) gegenüber der
rohrförmigen Hülle (14) radial in einer Kugelumlaufbuchse
(64) gelagert ist.
10. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zum Bewegen der um
rüstbaren Elemente (10) eine von einem beweglichen Organ
(8) der Meßvorrichtung (1) entnehmbare Hand (11) umfassen,
die ein Kupplungsaggregat (133) zum Ankuppeln an das beweg
liche Organ (8) und wenigstens einen Greifarm (151, 152)
zum Ergreifen der umrüstbaren Elemente (10) besitzt.
11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeich
net, daß die Hand (11) wenigstens zwei Mitnehmerzapfen
(157) besitzt, die mit entsprechenden Sitzen (113) der
rohrförmigen Hülle (14) zusammenwirken können.
12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeich
net, daß die Mitnehmerzapfen (157) über Kugelgelenke (163)
an dem Greifarm (151, 152) montiert sind.
13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 12, da
durch gekennzeichnet, daß die erste pneumatische Speiseein
richtung wenigstens eine erste Einspritzvorrichtung (158)
umfaßt, die an dem Greifarm (151, 152) montiert ist und daß
die Anschlußmittel für die Verbindung mit der rohrförmigen
Hülle (14) wenigstens eine Buchse (106) mit einem inneren
Hohlraum (107) umfassen, mit der eine Ausgangsleitung (159)
der ersten Einspritzvorrichtung (158) in Eingriff bringbar
ist.
14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 13, da
durch gekennzeichnet, daß zwei der genannten Greifarme
(151, 152) vorgesehen sind, die gebogen sind, auseinander
laufen und zu einer vertikalen Mittelebene der Hand (11)
symmetrisch sind.
15. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeich
net, daß die erste pneumatische Speiseeinrichtung eine
zweite Einspritzvorrichtung (198) aufweist, die zwischen
den Greifarmen (151, 152) angeordnet und der dem genannten
Kupplungsaggregat entgegengesetzten Seite zugewandt ist,
und daß die Anschlußmittel der Stange (24) wenigstens eine
Bohrung (37) aufweisen, die mit einer Ausgangsleitung (159)
der zweiten Einspritzvorrichtung (198) in Eingriff bringbar
ist.
16. Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeich
net, daß die Ausgangsleitungen der ersten und der zweiten
Einspritzvorrichtung (158, 198) jeweils zwei innere Kammern
(174, 175) besitzen, die über radiale Bohrungen (176) mit
dem Außenraum, jedoch nicht direkt miteinander in Verbin
dung stehen, und daß die Einspritzvorrichtungen (158, 159)
ferner eine Buchse (178) umfassen, die gegen die Wirkung
einer Feder (179) verschiebbar ist und eine innere Kammer
(177) besitzt, über welche die radialen Bohrungen (176) der
Kammern (174, 175) der Ausgangsleitung (158) miteinander in
Verbindung gebracht werden können.
17. Vorrichtung nach Anspruch 15 oder 16, dadurch ge
kennzeichnet, daß die erste und die zweite Einspritzvor
richtung (158, 198) über elastische Festlegungsmittel (185)
mit der Hand (11) verbindbar sind.
18. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 17, da
durch gekennzeichnet, daß die Hand (11) ein gabelförmiges
Element (24, 25) besitzt, das mit wenigstens einem Zapfen
(30) der Stange (24) zusammenwirken kann, um letztere ge
genüber der rohrförmigen Hülle (14) axial zu bewegen.
19. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 18, da
durch gekennzeichnet, daß die Mittel (13) zum Blockieren
des Körpers (274) folgende Teile umfassen: eine Befesti
gungsbasis (275) zu ihrer Befestigung an der Stange (24),
ein mit der Stange (24) verbindbares Stützelement (276),
das mit einem Teil des Körpers (274) zusammenwirken kann
sowie ein mit der Befestigungsbasis (275) verbundenes Bloc
kierungselement (314) zum Blockieren des Körpers (274) auf
dem Stützelement (276).
20. Vorrichtung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeich
net, daß die Befestigungsbasis (275) einen Sitz (280) auf
weist, der mit wenigstens einem Abschnitt einer Seitenwan
dung der Stange (24) zusammenwirken kann, sowie Sperrmittel
(284, 300), die die Stange (24) in dem Sitz (280) festhal
ten können.
21. Vorrichtung nach Anspruch 20, dadurch gekennzeich
net, daß die Sperrmittel wenigstens einen Zapfen (284, 300)
umfassen, der mit einem an der Stange (24) ausgebildeten
Sitz (36) in Eingriff bringbar ist.
22. Vorrichtung nach Anspruch 21, dadurch gekennzeich
net, daß die Sperrmittel zwei Zapfen (284, 300) umfassen,
die zwischen einer Eingriffsposition, in der sie im Inneren
des Sitzes auf diametral entgegengesetzten Seiten einander
gegenüberstehen, und einer Freigabeposition verschiebbar
sind, in der sie ins Innere der Befestigungsbasis (275) zu
rückgezogen sind, und daß die Sperrmittel ferner manuell
auslenkbare elastische Mittel (290) umfassen, die die Zap
fen (284) in der Eingriffsposition halten können.
23. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 19 bis 22, da
durch gekennzeichnet, daß die Stützelemente (276) einen
rohrförmigen Abschnitt (320) besitzen, der mit dem oberen
Teil der Stange (24) in Eingriff bringbar ist, sowie einen
ebenen oberen Abschnitt (321), der mit dem Körper (274) zu
sammenwirken kann.
24. Vorrichtung nach Anspruch 23, dadurch gekennzeich
net, daß der ebene obere Abschnitt (321) wenigstens einen
seitlichen Ansatz (328) mit Mitteln (329) zur vorbereiten
den Orientierung des Körpers (274) besitzt.
25. Vorrichtung nach Anspruch 24, dadurch gekennzeich
net, daß die Mittel zur vorbereitenden Orientierung wenig
stens einen an dem Ansatz (328) befestigten Zylinderstift
(329) umfassen, der mit einem Seitenprofil des Körpers
(274) zusammenwirken kann.
26. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 24 oder 25, da
durch gekennzeichnet, daß der rohrförmige Abschnitt (320)
des Stützelements (276) wenigstens einen Sitz (323) zur
Aufnahme des genannten Zapfens (30) der Stange (24) sowie
elastische Mittel zum Halten dieses Zapfens (30) aufweist.
27. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 19 bis 26, da
durch gekennzeichnet, daß das Blockierelement (314) ein Ge
lenkviereck mit Hebelbetätigung ist.
28. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
gekennzeichnet durch ein Gestell (12) zur Aufnahme der um
rüstbaren Elemente (10) an den Rändern der Bezugsebene (2).
29. Vorrichtung nach Anspruch 28, dadurch gekennzeich
net, daß das Gestell (12) mehrere Baugruppen (229) zur
Blockierung der Elemente (10) umfaßt, die jeweils Positio
nierungsmittel (245) sowie Haltemittel (253) für die um
rüstbaren Elemente (10) besitzen.
30. Vorrichtung nach Anspruch 29, dadurch gekennzeich
net, daß die Positionierungsmittel einen Zapfen (245) um
fassen, der mit einem korrespondierenden Sitz (130) in der
rohrförmigen Hülle (14) der umrüstbaren Elemente (10) zu
sammenwirken kann.
31. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 29 oder 30, da
durch gekennzeichnet, daß die Haltemittel aus zwei federn
den Vorsprüngen (253) bestehen, die mit entsprechenden An
sätzen (129) der rohrförmigen Hülle (14) der umrüstbaren
Elemente (10) zusammenwirken können.
32. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 28 bis 31, da
durch gekennzeichnet, daß das Gestell (12) mehrere Kissen
elemente (266) besitzt, die den Einlaß der Anschlußeinrich
tung (106) zur Verbindung der rohrförmigen Hülle (14) mit
der ersten pneumatischen Speiseeinrichtung (158) schützen
können.
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