DE3828506A1

DE3828506A1 - Probe

Info

Publication number: DE3828506A1
Application number: DE19883828506
Authority: DE
Inventors: Stefan Dipl Ing Dagenbach; Klaus-Dieter Dipl Ing Goetz
Original assignee: C Stiefelmayer GmbH and Co KG
Current assignee: C Stiefelmayer GmbH and Co KG
Priority date: 1988-08-23
Filing date: 1988-08-23
Publication date: 1990-03-01

Abstract

A probe for three-dimensional scanning has in a housing a feeler element which is mounted therein capable of moving via a bearing device. The bearing device has on the feeler element a bearing body arrangement, which forms an approximately V-shaped notch with edges rising on both sides, and on the non-displaceable part, in particular the housing, likewise a bearing body arrangement which forms an approximately V-shaped notch with edges rising on both sides and whose respective V-peaks essentially lie on a common axis, which is coaxial with the longitudinal middle axis, and point in directions averted from one another. The two bearing body arrangements bear axially against one another, notch in notch, in the form of a cross and are held together by means of a resilient restoring force. Thus, pivoting movements of the feeler element in the X-Y plane, insertion movements in the Z-axis direction and also rotations of the feeler element about the Z-axis are respectively converted into essentially translatory movements and fed to a measuring element or detector for signal generation.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Tastkopf zur dreidimensio nalen Antastung von Prüflingen, für dreidimensionale Meß- und/oder Anreißmaschinen, der im Oberbegriff des Anspruchs 1 genannten Art.The invention relates to a probe for three dimensions nal probing of test specimens, for three-dimensional measurement and / or Marking machines, mentioned in the preamble of claim 1 Art.

Es ist ein Tastkopf dieser Art bekannt (DE-PS 25 09 899, DE-OS 36 03 269), der im Prinzip zufriedenstellend und präzise arbei tet, allerdings eine Vielzahl recht aufwendiger Übertragungs elemente im Inneren des Gehäuses enthält, relativ schwer ist und relativ große Abmessungen hat. Der aus DE-OS 36 03 269 ersichtliche Tastkopf ist demgegenüber bereits kleiner, leich ter und kompakter sowie einfacher gestaltet, wobei er zugleich weniger einzelne Bauteile benötigt. Gleichwohl wird angestrebt, derartige Tastköpfe noch weiter zu vereinfachen und aus mög lichst kostengünstigen Teilen zu fertigen, die für sich ein fach und billig sind. Dabei wird angestrebt, auch eine Drehung des Tastelements um dessen Längsmittelachse zu verhindern bzw. noch zu erfassen, um auch dann ein Meß- oder Schaltsignal auszulösen.A probe of this type is known (DE-PS 25 09 899, DE-OS 36 03 269), which in principle works satisfactorily and precisely tet, but a variety of quite complex transmission contains elements inside the housing, is relatively heavy and has relatively large dimensions. The one from DE-OS 36 03 269 In contrast, the visible probe is already smaller and lighter ter and more compact and simpler, while at the same time fewer individual components required. Nevertheless, the aim is to simplify such probes even further and possible to produce the most cost-effective parts that are unique are fold and cheap. The aim is also a rotation to prevent the probe element about its longitudinal central axis or still to be detected in order to then trigger a measuring or switching signal.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Tastkopf der im Oberbegriff des Anspruchs 1 genannten Art zu schaffen, der möglichst klein, leicht und sehr kompakt ist, möglichst wenig Einzelteile hat und einfach gestaltet ist und der es zugleich möglich macht, auch eine Drehung des Tastelements um dessen Längsmittelachse einem Detektor, Schaltelement, Meßelement od. dgl. zur Erzeugung eines entsprechenden Signals zuzuführen bzw. eine solche Drehung zu blockieren.The invention has for its object a probe in the preamble of claim 1 to create the type is as small, light and very compact as possible Has individual parts and is simple in design and at the same time makes possible, also a rotation of the probe element around it Longitudinal central axis of a detector, switching element, measuring element or the like. to generate a corresponding signal or a to block such rotation.

Die Aufgabe ist bei einem Tastkopf der im Oberbegriff des Anspruchs 1 genannten Art gemäß der Erfindung durch die Merk male im Kennzeichnungsteil des Anspruchs 1 gelöst.The task for a probe is in the preamble of Claim 1 type according to the invention by the Merk male solved in the characterizing part of claim 1.

Durch die Erfindung werden folgende Vorteile erzielt. Die Lagereinrichtung ist außerordentlich einfach. Sie ist über sichtlich und besteht aus simplen Einzelelementen, die ent weder in dieser Form bereits vorhanden sind oder einfach und kostengünstig herstellbar sind. Auch die Montage ist einfach und problemlos zu bewerkstelligen. Da das z. B. für alle Achsen zuständige Lager im etwa koaxial zur Längsmittelachse des Gehäuses verlaufenden Zentrum angeordnet ist, kann der Tast kopf in Richtung quer zur Längsmittelachse besonders schmal und platzsparend gestaltet werden. Bei zylindrischer Gehäuse ausbildung kann der Gehäusedurchmesser erheblich reduziert werden. Die erfindungsgemäße Lagereinrichtung enthält inte griert gleich eine Überhubmöglichkeit beim zu tiefen Ein schieben des Tastelements in dessen Gehäuse, da hierbei die mit dem Tastelement fest verbundene Lagerkörperanordnung in Richtung der Längsmittelachse des Gehäuses (Z-Achse) weiter von der anderen zugeordneten Lagerkörperanordnung abheben kann, ohne daß die Gefahr einer Beschädigung oder Zerstörung besteht. Die Anordnung gestattet es, sehr große Überhübe zu ermöglichen. Ferner schafft die Erfindung die Voraussetzungen dafür, die Bewegungsübertragung in der X-Y-Ebene möglichst mit gleichem Hebelverhältnis vorzunehmen. Da eine Drehung des Tastelements um dessen Längsmittelachse aufgrund der erfin dungsgemäßen Lagereinrichtung blockierbar ist bzw. ebenfalls eine Tastelement bewegung in Einschubrichtung zur Folge hat, wird somit auch eine Drehbewegung einem Detektor, Schaltelement od. dgl. zu geführt, mittels dessen die Tastelementbewegung erfaßt und in ein Ausgangssignal umgeformt wird. Der Tastkopf eignet sich sowohl als schaltender als auch als messender Taster. The following advantages are achieved by the invention. The storage facility is extremely simple. It is clear and consists of simple individual elements that either already exist in this form or are simple and inexpensive to manufacture. Installation is also simple and easy to do. Since the z. B. responsible for all axes bearing is arranged approximately coaxially to the longitudinal central axis of the housing center, the probe head can be made particularly narrow and space-saving in the direction transverse to the longitudinal central axis. With a cylindrical housing design, the housing diameter can be significantly reduced. The bearing device according to the invention contains inte grated immediately an overtravel when pushing the probe element into its housing too deep, since here the bearing body arrangement firmly connected to the probe element can stand out further from the other associated bearing body arrangement in the direction of the longitudinal central axis of the housing (Z axis) that there is a risk of damage or destruction. The arrangement allows very large overlaps. Furthermore, the invention creates the prerequisites for carrying out the movement transmission in the XY plane with the same leverage ratio if possible. Since rotation of the probe element about its longitudinal central axis can be blocked due to the bearing device according to the invention or likewise results in a probe element movement in the insertion direction, a rotary movement is thus also performed to a detector, switching element or the like, by means of which the probe element movement is detected and in an output signal is transformed. The probe is suitable both as a switching and as a measuring probe.

Vorteilhafte Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Tast kopfes ergeben sich aus den Ansprüchen 2-19 sowie ferner aus den Ansprüchen 20-37.Advantageous embodiments of the button according to the invention head result from claims 2-19 and further from claims 20-37.

Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung.Further details and advantages of the invention emerge from the description below.

Der vollständige Wortlaut der Ansprüche ist vorstehend zur Vermeidung unnötiger Wiederholungen nicht wiedergegeben, sondern statt dessen lediglich durch Nennung der Anspruchs nummern darauf Bezug genommen, wodurch jedoch alle diese Anspruchsmerkmale als an dieser Stelle ausdrücklich und er findungswesentlich offenbart zu gelten haben. Dabei sind alle in der vorstehenden und folgenden Beschreibung erwähnten Merkmale sowie auch die allein aus der Zeichnung entnehm baren Merkmale weitere Bestandteile der Erfindung, auch wenn sie nicht besonders hervorgehoben und insbesondere nicht in den Ansprüchen erwähnt sind.The full text of the claims is above Avoiding unnecessary repetitions not reproduced, but instead only by naming the claim numbers referenced, however, all of these Claim characteristics as explicit at this point and he disclosed to be essential to the invention. Everyone is there mentioned in the above and following description Features as well as those taken solely from the drawing ble features other components of the invention, too if not particularly highlighted and in particular are not mentioned in the claims.

Die Erfindung ist nachfolgend anhand von in den Zeichnungen gezeigten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigtThe invention is based on in the drawings shown embodiments explained in more detail. It shows

Fig. 1 eine schematische perspektivische Ansicht eines Teiles eines Tastkopfes gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel, dessen Lagerein richtung in Explosionsdarstellung und somit außer Funktion gezeigt ist, Fig. 1 is a schematic perspective view of a part is a probe according to a first embodiment, the bearing device in exploded view and thus been shown inoperative,

Fig. 2 einen schematischen Schnitt eines oberen Teiles des Tastkopfes gemäß dem ersten Ausführungsbei spiel in Fig. 1 und entlang der Linie II-II in Fig. 3, Fig. 2 shows a schematic section of an upper portion of the probe according to the first Ausführungsbei play in Fig. 1 and taken along line II-II in Fig. 3,

Fig. 3 eine Draufsicht des oberen Teiles des Tast kopfes in Fig. 2, Fig. 3 is a plan view of the upper part of the scan head in Fig. 2,

Fig. 4 eine schematische, teilweise geschnittene Sei tenansicht lediglich der Lagereinrichtung des Tastkopfes in Fig. 1-3, Fig. 4 is a schematic, partially sectioned Be tenansicht only the bearing means of the probe in Fig. 1-3,

Fig. 5 eine schematische, teilweise geschnittene Sei tenansicht ähnlich derjenigen in Fig. 4 einer Lagereinrichtung einer Tastkopfes gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel, Fig. 5 is a schematic, partially sectioned Be tenansicht similar to that in Fig. 4 of a bearing device of a probe according to a second embodiment,

Fig. 6 eine schematische perspektivische Ansicht eines Tastkopfes in Explosionsdarstellung ähnlich der jenigen in Fig. 1 eines dritten Ausführungs beispieles, Fig. 6 is a schematic perspective view of a probe in an exploded view similar to jenigen in Fig. 1 of a third execution example,

Fig. 7 eine schematische Darstellung der Mittelpunkte der Lagerkörper des Tastkopfes in Fig. 6, Fig. 7 is a schematic representation of the central points of the bearing body of the probe in Fig. 6,

Fig. 8 eine schematische Seitenansicht der Lagerkörper des Tastkopfes in Fig. 6 und 7, die sich im Ein griff befinden, 8 is located. A schematic side view of the bearing body of the probe in Fig. 6 and 7, the handle in the on,

Fig. 9 und 10 jeweils eine schematische Ansicht mit teilweisem Schnitt einer Lagereinrich tung eines Tastkopfes gemäß einem vier ten Ausführungsbeispiel, FIGS. 9 and 10 are each a schematic view in partial section of a bearing Rich tung a probe according to a four-th embodiment,

Fig. 11 einen schematischen axialen Schnitt mit teilweiser Seitenansicht eines Tast kopfes gemäß einem fünften Ausführungs beispiel, Fig. 11 is a schematic axial section with a partial side view of a pushbutton head according to a fifth example of execution,

Fig. 12 eine schematische, teilweise geschnit tene Ansicht der Einzelheit XII des Tast kopfes in Fig. 11. Fig. 12 is a schematic, partially sectioned view of the detail XII of the probe in Fig. 11th

In Fig. 1-4 sind schematisch die für die Erfindung wesent lichen Teile eines Tastkopfes 10 gemäß erstem Ausführungs beispiel gezeigt, der zur 3-dimensionalen, berührenden An tastung von nicht gezeigten Prüflingen bestimmt ist und hierzu in einer Werkzeugaufnahme einer 3-dimensionalen Meß- und/oder Anreißmaschine aufgenommen wird, wie sie z. B. in DE-PS 17 73 282 oder 17 98 419 erläutert ist. Der Tastkopf 10 ist als mechanisches Element gestaltet, das in den Grund elementen Ähnlichkeit mit demjenigen gemäß DE-PS 25 09 899 und DE-OS 36 03 269 hat. Auf letztere ist hinsichtlich hier nicht weiter dargestellter Einzelheiten verwiesen.In Fig. 1-4, the Wesent union to the invention parts of the probe are schematically 10 according to the first execution shown, for example, to the 3-dimensional, contacting At keying of not shown devices under test is determined, and this in a tool holder of a 3-dimensional measurement and / or marking machine is added, as z. B. is explained in DE-PS 17 73 282 or 17 98 419. The probe 10 is designed as a mechanical element that has elements in the basic similarity to that according to DE-PS 25 09 899 and DE-OS 36 03 269. The latter is referred to for details not shown here.

Der Tastkopf 10 weist in einem Gehäuse 11 ein Tastelement 12 auf, das mit einem etwa stabförmigen Abschnitt 14 aus einem in Fig. 1 nicht sichtbaren, unten gelegenen vorderen Ende analog dem vorderen Ende 415 in Fig. 11 des Gehäuses 11 herausgeführt ist und am freien Ende dieses Abschnittes 14 ein z. B. kugeliges Antastende, das nicht gezeigt ist, auf weist. Das Tastelement 12 weist ferner einen im Gehäuse 11 koaxial zu dessen Längsmittelachse 17 verlaufenden Stabab schnitt 18 auf, der fest mit dem übrigen Teil des Tastelements 12 verbunden ist. Der Tastkopf 10 weist eine Einrich tung zur Erfassung der Bewegung des Tastelements 12 und zur Umformung dieser in ein Ausgangssignal auf. Von dieser Ein richtung ist z. B. eine am Stababschnitt 18 fest angeordnete Kugel 20 innerhalb des Gehäuses 11 gezeigt, die z. B. mit einem nicht weiter dargestellten elektrischen Mikroschalter zum Erzeugen eines Schaltimpulses oder statt dessen mit einer Meßeinrichtung zum Erzeugen eines Meßsignals zusammen wirkt. Mittels der Kugel 20 ist eine Auslenkung des Tast elements 12 in Richtung einer der drei Raumachsen X, Y, Z in eine Translationsbewegung mit zur Längsmittelachse 17 des Gehäuses 11 im wesentlichen koaxialer Richtung umform bar. Die Kugel 20 ist am freien Ende des Stababschnitts 18 fest angebracht.The probe 10 has in a housing 11 a probe element 12 which is led out with an approximately rod-shaped section 14 from a front end, not visible in FIG. 1, at the bottom analogously to the front end 415 in FIG. 11 of the housing 11 , and on the outside End of this section 14 a z. B. spherical probe end, which is not shown, has. The feeler element 12 also has a section 18 in the housing 11 which extends coaxially with its longitudinal central axis 17 and which is firmly connected to the rest of the feeler element 12 . The probe 10 has a device for detecting the movement of the probe element 12 and for converting it into an output signal. From this one direction is z. B. shown on the rod portion 18 fixed ball 20 within the housing 11 , the z. B. with an electrical microswitch (not shown) for generating a switching pulse or instead cooperating with a measuring device for generating a measurement signal. By means of the ball 20 , a deflection of the tactile element 12 in the direction of one of the three spatial axes X, Y, Z into a translational movement with the longitudinal central axis 17 of the housing 11 essentially coaxial direction bar. The ball 20 is fixedly attached to the free end of the rod section 18 .

Das Tastelement 12 ist im Gehäuse 11 im Bereich des vorde ren, in Fig. 1 bzw. 11 unten befindlichen Endes 415 mittels einer Lagereinrichtung 19 in Richtung der Achsen X, Y, Z eines räumlichen Koordinatensystems beweglich gelagert, wo durch das Tastelement 12 in Richtung der Längsmittelachse 17 in das Gehäuse 11 einschiebbar ist (Z-Achse) bzw. mittels einer federnden Rückstellkraft, aufgebracht von einer vor zugsweise axialen Feder 26, gegensinnig dazu wieder in die Ausgangslage zurückstellbar ist, und außerdem im Bereich der Lagereinrichtung 19 um die Längsmittelachse 17 herum in Richtung der X- und/oder Y-Achse schwenkbeweglich ist sowie um die Längsmittelachse 17 in Pfeilrichtung 13 drehbar ist.The feeler element 12 is movably supported in the housing 11 in the area of the front end 415 located in FIGS. 1 and 11 below by means of a bearing device 19 in the direction of the axes X, Y, Z of a spatial coordinate system, where through the feeler element 12 in the direction the longitudinal center axis 17 can be inserted into the housing 11 (Z axis) or by means of a resilient restoring force, applied by a preferably axial spring 26 , can be reset in the opposite direction to the starting position, and also in the area of the bearing device 19 about the longitudinal center axis 17 is pivotable in the direction of the X and / or Y axis and is rotatable about the longitudinal central axis 17 in the direction of the arrow 13 .

Die Lagereinrichtung 19 ist mittels der axialen Feder 26 in Richtung zum Antastende des Tastelements 12 hin, also gegensinnig zur Einschubrichtung gemäß Pfeil Z, vorgespannt, wodurch die Lagereinrichtung 19 in ihrer Funktionsstellung gemäß Fig. 4 gehalten wird. Statt dessen ist in Fig. 1 in Explosionsdarstellung die Lagereinrichtung 19 nicht in die ser Funktionsstellung sondern demontiert gezeigt, um Einzel heiten deutlich zu machen. Die Feder 26 bildet für das Tast element 12 und für die Lagereinrichtung 19 ein federndes Rückstellelement. Sie ist hier z. B. als zylindrische Schrau benfeder ausgebildet, die axial zwischen dem Tastelement 12 und dem Gehäuse 11 abgestützt ist, wie Fig. 1 und 2 zeigen. The bearing device 19 is preloaded by means of the axial spring 26 in the direction towards the contact end of the sensing element 12 , that is in the opposite direction to the insertion direction according to arrow Z , whereby the bearing device 19 is held in its functional position according to FIG. 4. Instead, in Fig. 1 in an exploded view, the bearing device 19 is not shown in this functional position but dismantled in order to make individual units clear. The spring 26 forms a resilient return element for the tactile element 12 and for the bearing device 19 . She is here z. B. formed as a cylindrical screw benfeder, which is axially supported between the sensing element 12 and the housing 11 , as shown in FIGS. 1 and 2.

Die Lagereinrichtung 19 weist am einen Teil, z. B. am Tast element 12, eine Lagerkörperanordnung 21 auf, die eine etwa V-förmige Kerbe 22 mit beidseitig ansteigenden Flanken 23 und 24 bildet.The bearing device 19 has on a part, for. B. on the tactile element 12 , a bearing body assembly 21 which forms an approximately V-shaped notch 22 with flanks 23 and 24 rising on both sides.

Die Lagereinrichtung 19 weist ferner eine mit der ersten Lagerkörperanordnung 21 zusammenwirkende zweite Lagerkörper anordnung 27 am anderen Teil, somit unmittelbar oder mittel bar am Gehäuse 11, auf, die in gleicher Weise eine etwa V- förmige Kerbe 28 mit beidseitig ansteigenden Flanken 29 und 30 bildet. Der Winkel beider V-förmiger Kerben 22 und 28 ist vorzugsweise gleich groß und ein stumpfwinkliger, der auf jeden Fall größer als 90° ist und dabei zweckmäßigerwei se erheblich größer als 90°. Durch diesen Winkel und die Größe der jeweiligen Kerbe 22, 28 kann die Lagercharakteris tik sowie Antastkraft und Rückzentrierkraft, die von der Feder 26 aufgebracht wird, beeinflußt und wie gewünscht vor gegeben werden.The bearing device 19 also has a second bearing body arrangement 27 cooperating with the first bearing body arrangement 21 on the other part, thus directly or indirectly on the housing 11 , which in the same way forms an approximately V-shaped notch 28 with flanks 29 and 30 rising on both sides . The angle of both V-shaped notches 22 and 28 is preferably the same size and an obtuse angle, which is in any case greater than 90 ° and thereby expediently considerably larger than 90 °. By this angle and the size of the respective notch 22, 28 , the bearing characteristics and probing force and back-centering force, which is applied by the spring 26, can be influenced and given before as desired.

Die V-Spitzen der beiden Kerben 22 und 28 liegen im wesent lichen auf einer gemeinsamen und dabei zur Längsmittelachse 17 des Gehäuses 11 bzw. Tastelementachse koaxialen Achse. Sie weisen in einander abgewandten Richtungen. Während z. B. die Spitze der V-förmigen Kerbe 22 in Fig. 1 nach oben zeigt, ist diejenige der Kerbe 28 in Fig. 1 nach unten gerichtet. Dabei ist die Anordnung so betroffen, daß beide Lagerkörper anordnungen 21 und 27 kreuzförmig und Kerbe 22 in Kerbe 28 axial aneinanderliegen und dabei mittels der federnden Rück stellkraft, erzeugt von der Feder 26, zusammengehalten sind. Beide Lagerkörperanordnungen 21 und 27 liegen somit etwa kreuzgelenkartig axial aneinander an, wobei durch die federn de Rückstellkraft der Feder 26 die in Fig. 1 obere Lager körperanordnung 21 des Tastelementes 12 gegensinnig zur Ein schubrichtung des letzteren an die darunter befindliche, mit dem Gehäuse 11 fest verbundene zweite Lagerkörperanordnung 27 axial angepreßt ist. Die Feder 26 ist einstellbar. Die etwa V-förmige Kerbe 22 der ersten Lagerkörperanordnung 21 ist rotationssymmetrisch, wobei ihre beiden Flanken 23 und 24 symmetrisch sind. Diese Flanken 23 und 24 sind von einem Kegel bzw. Kegelstumpf 33, 34 mit einander zugewandten Kegelspitzen gebildet, die auf einer gemeinsamen Achse liegen. Somit besteht die erste Lagerkörperanordnung 21 aus einem Doppelkegel 33, 34. Dieser kann aus zwei einzelnen Lagerkörpern in Form der beiden Kegel 33, 34, die fest zu sammengehalten sind, gebildet sein. Beim gezeigten Ausfüh rungsbeispiel ist der Doppelkegel 33, 34 Teil eines ein stückigen Lagerbolzens 35, der die V-förmige Kerbe 22 ent hält und sich beidseitig der Kegel 33, 34 fortsetzt.The V-tips of the two notches 22 and 28 lie in wesent union on a common axis and coaxial to the longitudinal central axis 17 of the housing 11 or probe element axis. They point in opposite directions. During e.g. B. the tip of the V-shaped notch 22 in Fig. 1 shows upwards, that of the notch 28 in Fig. 1 is directed downwards. The arrangement is affected so that both bearing body arrangements 21 and 27 cross-shaped and notch 22 in notch 28 axially abut each other and thereby by means of the resilient return force generated by the spring 26 are held together. Both bearing body assemblies 21 and 27 are thus approximately universal joint axially to each other, with the spring de restoring force of the spring 26 in Fig. 1 upper bearing body assembly 21 of the sensing element 12 in the opposite direction to a direction of insertion of the latter to the one below, with the housing 11 connected second bearing body assembly 27 is axially pressed. The spring 26 is adjustable. The approximately V-shaped notch 22 of the first bearing body arrangement 21 is rotationally symmetrical, its two flanks 23 and 24 being symmetrical. These flanks 23 and 24 are formed by a cone or truncated cone 33, 34 with cone tips facing one another and lying on a common axis. The first bearing body arrangement 21 thus consists of a double cone 33, 34 . This can be formed from two individual bearing bodies in the form of the two cones 33, 34 , which are firmly held together. In the exemplary embodiment shown, the double cone 33, 34 is part of a one-piece bearing bolt 35 which holds the V-shaped notch 22 and the cone 33, 34 continues on both sides.

In gleicher Weise, wie zuvor für die erste Lagerkörperan ordnung 21 beschrieben, ist auch die zweite Lagerkörperan ordnung 27 gestaltet. Auch deren etwa V-förmige Kerbe 28 ist etwa rotationssymmetrisch, wobei die beidseitigen Flan ken 29, 30 symmetrisch sind und jeweils von einem Kegel bzw. Kegelstumpf 39, 40 gebildet sind. Die Lagerkörperanordnung 27 besteht somit aus einem Doppelkegel 39, 40. Die beiden Doppelkegel 33, 34 einerseits und 39, 40 andererseits sind einander gepaart. Sie weisen vorzugsweise jeweils gleiche Durchmesser und gleiche Kegelwinkel auf. Beide Kegel 39, 40 der zweiten Lagerkörperanordnung 27 können aus einzelnen Lagerkörpern bestehen, die auf einer gemeinsamen Achse zu sammengehalten sind. Beim gezeigten Ausführungsbeispiel sind beide Kegel 39, 40 Bestandteil eines einstückigen Lager bolzens 41, der sich zu beiden Seiten der Kegel 39, 40 er streckt.In the same way as previously described for the first bearing body arrangement 21 , the second bearing body arrangement 27 is also designed. Also their approximately V-shaped notch 28 is approximately rotationally symmetrical, the flanges on both sides 29, 30 being symmetrical and each being formed by a cone or truncated cone 39, 40 . The bearing body arrangement 27 thus consists of a double cone 39, 40 . The two double cones 33, 34 on the one hand and 39, 40 on the other hand are paired with one another. They preferably each have the same diameter and the same cone angle. Both cones 39, 40 of the second bearing body arrangement 27 can consist of individual bearing bodies which are held together on a common axis. In the embodiment shown, both cones 39, 40 are part of a one-piece bearing bolt 41 , which stretches on both sides of the cone 39, 40 .

Der Lagerbolzen 35 am Tastelement 12 ist als Gabelbolzen ausgebildet und an einer tastelementseitigen Gabel 36 zwi schen deren beidseitigen Gabelschenkeln 37 und 38 gehalten. Der andere Lagerbolzen 41 der zweiten Lagerkörperanordnung 27, der fest mit dem Gehäuse 11 verbunden ist, ist in gleicher Weise als Gabelbolzen ausgebildet und an einer gehäuseseitigen Gabel 42 zwischen deren beidseitigen Gabel schenkeln 43, 44 gehalten. Der Lagerbolzen 35 ist innerhalb der Gabel 42 und dabei oberhalb des Lagerbolzens 41 aufge nommen, so daß er durch die federnde Rückstellkraft der Feder 26 mit der Kerbe 22 in die darunter befindliche Kerbe 28 hineingedrückt wird. Die Flanken 23, 24 der ersten Lager körperanordnung 21 und die Flanken 29, 30 der zweiten Lager körperanordnung 27 sind relativ zueinander gekrümmt. Es er gibt sich somit beim Anliegen Flanke an Flanke zumindest im wesentlichen eine reine Punktberührung. Dadurch bedingt hat die federnde Rückstellkraft der Feder 26 auch zur Folge, daß das Tastelement 12 in Pfeilrichtung 13 um die Längs mittelachse 17 immer in die gleiche Ausgangsstellung zurück gestellt wird, in der die Lagerbolzen 35 und 41 unter einem Winkel von 90° zueinander gerichtet sind.The bearing pin 35 on the feeler element 12 is designed as a fork bolt and is held on a feeler element fork 36 between its two-sided fork legs 37 and 38 . The other bearing pin 41 of the second bearing body assembly 27 , which is fixedly connected to the housing 11 , is designed in the same way as a fork bolt and legs 43, 44 held on a housing-side fork 42 between the bilateral fork. The bearing pin 35 is inside the fork 42, while above the bearing bolt 41 be taken so that it is pushed by the resilient restoring force of the spring 26 with the notch 22 in the notch underneath 28th The flanks 23, 24 of the first bearing body assembly 21 and the flanks 29, 30 of the second bearing body assembly 27 are curved relative to one another. There is thus at least essentially pure point contact when flank to flank. As a result, the resilient restoring force of the spring 26 also has the consequence that the feeler element 12 is always returned to the same starting position in the direction of arrow 13 about the longitudinal central axis 17 , in which the bearing bolts 35 and 41 are directed at an angle of 90 ° to one another .

Die am freien Ende des Stababschnittes 18 befestigte Kugel 20 (Fig. 2 und 3) ist im wesentlichen längs einer zur Längs mittelachse 17 des Gehäuses 11 koaxialen Achse im Gehäuse 11 translatorisch verschiebbar gelagert und geführt. Hierzu sind im Gehäuse 11 mehrere, beim gezeigten Ausführungsbeispiel drei, in Umfangsrichtung in etwa gleichen Winkelabständen vonein ander angeordnete Führungsbahnen 51, 52 und 53 angeordnet, die zur Längsmittelachse 17 des Gehäuses 11 jeweils etwa parallel verlaufen und an denen die Kugel 20 anliegt und längs diesen translatorisch verschiebbar gelagert und ge führt ist. Diese Führungsbahnen 51-53 sind hier als radial überstehende Längsführungsflächen gestaltet, die an ent sprechenden Führungsleisten, z. B. Lagernadeln, gebildet sind. Bei einem anderen, nicht gezeigten Ausführungsbeispiel sind die Führungsbahnen 51-53 statt dessen aus eingetieften Führungsflächen, z. B. Axialnuten, gebildet. Die die Füh rungsbahn 53 tragende Führungsleiste, insbesondere Lager nadel, ist quer zur Längsmittelachse 17 des Gehäuses 11 mit tels einer Feder 54 federnd an die Kugel 20 angedrückt.The fixed to the free end of the rod portion 18 ball 20 (Fig. 2 and 3) is mounted translationally displaceable substantially along a central longitudinal axis 17 of the housing 11 coaxial with axis in the housing 11 and guided. For this purpose, several vonein other arranged in the shown embodiment three, in the circumferential direction at approximately equal angular intervals guide tracks 51, 52 and 53 are disposed in the housing 11 of the housing 11 are each approximately parallel to the longitudinal center axis 17 and on which rests the ball 20 and along this is translationally slidably mounted and leads. These guideways 51-53 are designed here as radially projecting longitudinal guide surfaces, which on ent speaking guide rails, for. B. bearing needles are formed. In another embodiment, not shown, the guideways 51-53 are instead made of recessed guiding surfaces, e.g. B. axial grooves. The guideway 53 carrying guide rail, in particular bearing needle, is pressed transversely to the longitudinal central axis 17 of the housing 11 by means of a spring 54 resiliently pressed onto the ball 20 .

Es versteht sich, daß als Einrichtung zur Erfassung der Be wegung des Tastelements 12 und zur Umformung dieser in ein Ausgangssignal, insbesondere Schaltsignal oder Meßsignal, vielfältige Schaltelemente bzw. Meßelemente zum Einsatz kommen können. So ist auch eine induktive oder kapazitive Meßeinrichtung möglich ebenso wie eine solche, die mit mag netisch steuerbaren Halbleiterwiderständen (Feldplatten) arbeitet und wie diese eine berührungslose Umsetzung er möglicht.It is understood that a variety of switching elements or measuring elements can be used as a device for detecting the movement of the pushbutton element 12 and for converting it into an output signal, in particular a switching signal or measuring signal. An inductive or capacitive measuring device is also possible, as is one that works with magnetically controllable semiconductor resistors (field plates) and how this enables contactless implementation.

Mittels des Tastkopfes 10 werden translatorische Bewegungen des Tastelements 12 in X-, Y- und Z-Richtung in einen ge meinsamen Meßweg umgewandelt. Dabei erlaubt die Lagerein richtung 19, bestehend aus den beschriebenen Lagerkörperan ordnungen 21 und 27, eine Schwenkung des Tastelements 12 um die Achse der zweiten Lagerkörperanordnung 27, ferner eine Schwenkung um die Achse der ersten Lagerkörperanordnung 21 relativ zur zweiten Lagerkörperanordnung 27 und ferner eine Drehung des Tastelements 12 um die Längsmittelachse 17 in Pfeilrichtung 13. Bei allen Bewegungen des Tastelements 12 in Richtung der Achsen X, Y und Drehung um die Z-Achse in Pfeilrichtung 13 erfolgt ein Gleiten der Flanken 23, 24 und 29, 30 aufeinander, wobei je nach Auslenkbewegung ein Aufgleiten auf den Flanken 23, 24 und 29, 30 zur einen und/ oder anderen Richtung mit Anhebung des Tastelements 12 in Fig. 1 nach oben geschieht. Gleiches ist bei einer Einschub bewegung des Tastelements 12 in das Gehäuse 11 in Fig. 1 nach oben und in Pfeilrichtung Z und auch bei Überhub der Fall. Die Lagereinrichtung 19 ermöglicht also auch einen derartigen Überhub, der eine Beschädigung des Tastkopfes 10 verhindert. Eine zusätzliche Überhubeinrichtung oder Sicherung ist so mit für den Tastkopf 10 entbehrlich. Die Antastkraft und die Kraft der Rückzentrierung, aufgebracht von der Feder 26, kann durch die konstruktive Gestaltung der Flanken 23, 24 und 29, 30 sehr gut beeinflußt werden. Der Tastkopf 10 ist außerordentlich einfach, leicht und kostengünstig. Er baut klein und platzsparend. Dabei wird in vorteilhafter Weise auch eine Drehung des Tastelements 12 um die Längsmittel achse 17 des Gehäuses 11, d. h. eine Drehung in Pfeilrich tung 13, erfaßt, weil dabei die Flanken 23, 24, 29 und 30 aufeinander aufgleiten, so daß auch dann eine Translations bewegung im Bereich der Kugel 20 erfolgt und diese in ein Ausgangssignal, z. B. Schaltsignal oder Meßsignal, umgeformt werden kann. Bei allem bleibt das Charakteristikum der Punktlagerung für alle anderen Auslenkbewegungen erhalten. Die Bewegungsübertragung in der X-Y-Ebene erfolgt mit gleichem Hebeverhältnis.By means of the probe 10 translational movements of the probe 12 in the X, Y and Z directions are converted into a common measurement path. The Lagerein device 19 , consisting of the described bearing body arrangements 21 and 27 , allows pivoting of the sensing element 12 about the axis of the second bearing body assembly 27 , further pivoting about the axis of the first bearing body assembly 21 relative to the second bearing body assembly 27 and further rotating the Probe element 12 about the longitudinal central axis 17 in the direction of arrow 13 . With all movements of the feeler element 12 in the direction of the axes X, Y and rotation about the Z axis in the direction of arrow 13 , the flanks 23, 24 and 29, 30 slide on one another, depending on the deflection movement sliding on the flanks 23, 24 and 29, 30 to one and / or another direction with lifting of the feeler element 12 in FIG. 1 upwards. The same is the case with an insertion movement of the probe element 12 in the housing 11 in FIG. 1 upwards and in the direction of arrow Z and also in the event of an overstroke. The bearing device 19 thus also enables such an overstroke, which prevents damage to the probe 10 . An additional overtravel or safety device is therefore unnecessary for the probe 10 . The contact force and the force of the back centering, applied by the spring 26 , can be influenced very well by the structural design of the flanks 23, 24 and 29, 30 . The probe 10 is extremely simple, light and inexpensive. It builds small and space-saving. In this case, rotation of the sensing element 12 about the longitudinal center axis 17 of the housing 11 , ie rotation in the direction of the arrow 13 , is advantageously detected because the flanks 23, 24, 29 and 30 slide onto one another, so that even then a translation Movement takes place in the area of the ball 20 and this in an output signal, for. B. switching signal or measurement signal can be transformed. The characteristic of point positioning is retained for all other deflection movements. The movement transmission in the XY plane takes place with the same lifting ratio.

Es soll an dieser Stelle erwähnt sein, daß die Lagereinrich tung 19 auch dahingehend modifiziert werden kann, daß das Tastelement 12 kardanisch aufgehängt ist, unter Bildung eines drehsteifen Schwenklagers, das somit eine Schwenkbe wegung um die Z-Achse in Pfeilrichtung 13 blockiert. Hier bei ist z. B. der Lagerbolzen 35 um seine Achse schwenkbar am Lagerbolzen 41 gelagert, wobei der Lagerbolzen 41 um dessen Achse in der Gabel 42 schwenkbeweglich gelagert ist, so daß sich eine Schwenkbarkeit um zwei zueinander recht winklig verlaufende Lagerachsen ergibt, die Auslenkbewegungen des Tastelementes in allen Richtungen der X-Y-Ebene er möglicht. Für eine Einschubbewegung in Fig. 1 von unten nach oben in Pfeilrichtung Z ist die Lagereinrichtung transla torisch verschiebbar im Gehäuse aufgenommen. Auch ein so modifizierter Tastkopf kann nicht nur zum Erzeugen eines Schaltimpulses sondern auch zum Erzeugen eines Meßsignales und somit als messender Taster gestaltet werden.It should be mentioned at this point that the Lagereinrich device 19 can also be modified in such a way that the sensing element 12 is gimbaled to form a torsionally rigid pivot bearing, which thus blocks a pivoting movement around the Z axis in the direction of arrow 13 . Here at z. B. the bearing pin 35 is pivotally mounted about its axis on the bearing pin 41 , wherein the bearing pin 41 is pivotally mounted about its axis in the fork 42 , so that there is pivotability about two mutually quite angular bearing axes, the deflection movements of the sensing element in all directions the XY plane. For an insertion movement in FIG. 1 from bottom to top in the direction of arrow Z , the bearing device is accommodated in the housing in a translationally displaceable manner. A probe modified in this way can also be designed not only to generate a switching pulse but also to generate a measurement signal and thus as a measuring probe.

Bei dem in Fig. 5 gezeigten zweiten Ausführungsbeispiel sind für die Teile, die dem ersten Ausführungsbeispiel ent sprechen, um 100 größere Bezugszeichen verwendet, so daß dadurch zur Vermeidung von Wiederholungen auf die Beschrei bung des ersten Ausführungsbeispieles Bezug genommen ist.In the second embodiment shown in FIG. 5, 100 larger reference numerals are used for the parts corresponding to the first embodiment, so that reference is made to the description of the first embodiment to avoid repetition.

Die in Fig. 5 gezeigte Lagereinrichtung 119 entspricht im wesentlichen derjenigen des ersten Ausführungsbeispiels in Fig. 4. Abweichend davon sind jedoch beim zweiten Ausfüh rungsbeispiel die Flanken 123, 124 sowie 129, 130 ballig geformt. So können diese Flanken z. B. parabelförmig oder auch kugelabschnittförmig gekrümmt sein. Auch andere Krüm mungen sind eingeschlossen. Sind die Flanken parabelförmig gekrümmt, ergibt sich für jede Lagerkörperanordnung 121 und 127 ein Doppelparaboloid, wobei auch hier die Doppel paraboloide beider Lagerkörperanordnungen 121 und 127 einander gepaart sind.The bearing device 119 shown in FIG. 5 corresponds essentially to that of the first exemplary embodiment in FIG. 4. However, deviating from this, the flanks 123, 124 and 129, 130 are spherically shaped in the second exemplary embodiment. So these edges z. B. be parabolic or spherical segment-shaped. Other curvatures are also included. If the flanks are parabolically curved, a double paraboloid results for each bearing body arrangement 121 and 127 , the double paraboloid of both bearing body arrangements 121 and 127 also being paired here.

Das in Fig. 6-8 gezeigte dritte Ausführungsbeispiel ent spricht in den Grundelementen dem ersten Ausführungsbeispiel in Fig. 1-4, wobei jedoch die Lagereinrichtung 219 modi fiziert ist. Bei dieser ist jede Lagerkörperanordnung 221 und 227 aus zwei einzelnen Lagerkörpern 263, 264 bzw. 269, 270 zusammengesetzt, die unter Bildung der etwa V-förmigen Kerbe 222 bzw. 228 zusammengehalten und fest an einem Träger 235 bzw. 241 angebracht sind. Dabei ist jeder Lagerkörper 263, 264 sowie 269, 270 als Kugel ausgebildet. Die zusammen wirkenden Lagerkörperanordnungen 221 und 227 sind somit aus zwei Kugelpaaren 263, 264 bzw. 269, 270 gebildet. Die Kugeln haben dabei zweckmäßigerweise jeweils gleiche Durchmesser. Der jeweilige Träger 235 bzw. 241 kann analog dem ersten Ausführungsbeispiel als Gabelbolzen einer Gabel 263 bzw. 242 ausgebildet sein.The third exemplary embodiment shown in FIGS. 6-8 corresponds in the basic elements to the first exemplary embodiment in FIGS . 1-4, but the bearing device 219 is modified. In this case, each bearing body arrangement 221 and 227 is composed of two individual bearing bodies 263, 264 and 269, 270 , which are held together to form the approximately V-shaped notch 222 and 228 and are fixedly attached to a carrier 235 and 241, respectively. Each bearing body 263, 264 and 269, 270 is designed as a ball. The interacting bearing body arrangements 221 and 227 are thus formed from two pairs of balls 263, 264 and 269, 270 , respectively. The balls expediently each have the same diameter. The respective carrier 235 or 241 can be designed analogously to the first exemplary embodiment as a fork bolt of a fork 263 or 242 .

Beim vierten Ausführungsbeispiel in Fig. 9 und 10 ist ge zeigt, daß der Träger 335 als eine Bohrung 345 enthaltender Teil und der Träger 341 ebenfalls als eine Bohrung 346 ent haltender Teil ausgebildet sein kann, wobei dieser Teil zweckmäßigerweise jeweils aus einem Rohr besteht. In der Bohrung 345 des als Rohr ausgebildeten Teiles 335 sind die beiden Lagerkörper 363, 364 in Form von Kugeln unter Bildung der etwa V-förmigen Kerbe 322 nebeneinander fest angeordnet, z. B. eingeklebt. Dabei ist die Rohrwandung des Teiles 335 im Bereich dieser Kugeln so weit ausgespart, daß die Kerbe 322 zur Lagerung frei zugänglich ist. In gleicher Weise ist bei der zweiten Lagerkörperanordnung 327 der Teil 341 als Rohr mit innerer Bohrung 346 ausgebildet, in der die Lager körper 369 und 370 nebeneinander gehalten und z. B. durch Kleben befestigt sind, wobei zwischen diesen als Kugeln ge stalteten Lagerkörpern 369, 370 die etwa V-förmige Kerbe 328 gebildet ist. Auch hier ist die Rohrwandung des Teiles 341 im Bereich der Lagerkörper 369, 370 so weit ausgespart, daß die Kerbe 328 zur Lagerung frei zugänglich ist und die Rohr wandung die Lagerbeweglichkeit nicht behindert. In the fourth embodiment in Fig. 9 and 10 ge shows that the carrier 335 as a bore 345 containing part and the carrier 341 can also be formed as a bore 346 ent holding part, this part advantageously consisting of a tube. In the bore 345 of the part 335 formed as a tube, the two bearing bodies 363, 364 in the form of balls are firmly arranged next to one another to form the approximately V-shaped notch 322 , for. B. glued. The tube wall of part 335 is so far recessed in the area of these balls that the notch 322 is freely accessible for storage. In the same way, in the second bearing body arrangement 327, the part 341 is designed as a tube with an inner bore 346 , in which the bearing bodies 369 and 370 are held next to one another and, for. B. are attached by gluing, between which as spheres ge designed bearing bodies 369, 370 the approximately V-shaped notch 328 is formed. Again, the tube wall of part 341 in the area of the bearing body 369, 370 is recessed so far that the notch 328 is freely accessible for storage and the tube wall does not hinder the mobility of the bearing.

Die beim dritten und vierten Ausführungsbeispiel vorgesehenen Kugeln als Lagerkörper der jeweiligen Lagerkörperanordnung 221 und 227 bzw. 321 und 327 sind besonders einfach. Dabei läßt sich bei jedem Kugelpaar der Abstand der Kugeln von einander einstellen. Die Antastkraft und die Rückzentrier kräfte können somit durch den Abstand der Kugeln in ein facher Weise beeinflußt werden.The balls provided in the third and fourth exemplary embodiments as bearing bodies of the respective bearing body arrangement 221 and 227 or 321 and 327 are particularly simple. The distance of the balls from each other can be set for each pair of balls. The contact force and the back centering forces can thus be influenced in a simple way by the spacing of the balls.

Das in Fig. 6-10 gezeigte dritte und vierte Ausführungs beispiel zeigt den prinzipiellen Aufbau eines Tastkopfes, bei dem die Lagerkörper der ersten Lagerkörperanordnung 221 bzw. 321 und der zweiten Lagerkörperanordnung 227 bzw. 327 als Kugeln ausgebildet sind.The third and fourth embodiment shown in Fig. 6-10 shows the basic structure of a probe, in which the bearing body of the first bearing body assembly 221 and 321 and the second bearing body assembly 227 and 327 are designed as balls.

Eine besondere, konstruktiv durchgebildete Ausführung zeigt das in Fig. 11 und 12 dargestellte fünfte Ausführungsbei spiel. Bei diesem ist die zweite Lagerkörperanordnung 427 der Lagereinrichtung 419 fest mit einem Überhubkäfig 447 verbunden, der im Gehäuse 411 koaxial verschiebbar aufge nommen und gegensinnig zur Einschubrichtung des Tastelements 412, d. h. in Fig. 11 nach unten hin, federnd beaufschlagt ist. Der Überhubkäfig 447 ist etwa zylinderförmig. Er nimmt im Inneren das Tastelement 412, insbesondere dessen Stabab schnitt 418, und die am Tastelement 412 fest angebrachte erste Lagerkörperanordnung 421 auf. Auch bei diesem Ausfüh rungsbeispiel weist die erste Lagerkörperanordnung 421 zwei einzelne Lagerkörper in Form von Kugeln auf, von denen nur der eine Lagerkörper 464 zu sehen ist. Wie der Lagerkörper 464, so ist auch der zugeordnete nicht sichtbare andere Lager körper des Tastelements 412 in einer Bohrung 445 des Tast elements 412 fest angebracht, z. B. eingeklebt.A special, structurally well-designed embodiment shows the fifth exemplary embodiment shown in FIGS. 11 and 12. In this, the second bearing body arrangement 427 of the bearing device 419 is firmly connected to an overstroke cage 447 , which is coaxially displaceably mounted in the housing 411 and is spring-loaded in the opposite direction to the push-in direction of the pushbutton element 412 , ie downward in FIG. 11. The overstroke cage 447 is approximately cylindrical. It accommodates the feeler element 412 , in particular its rod section 418 , and the first bearing body arrangement 421 fixedly attached to the feeler element 412 . In this exemplary embodiment, too, the first bearing body arrangement 421 has two individual bearing bodies in the form of balls, of which only the one bearing body 464 can be seen. As the bearing body 464, so is the associated non-visible other bearing body of the probe element 412 in a bore 445 of the tactile element 412 fixedly mounted, z. B. glued.

Die zweite Lagerkörperanordnung 427 weist ebenfalls zwei einzelne Lagerkörper 469, 470 auf, die hier am Überhubkäfig 447 fest angebracht sind. Die sonstige Ausbildung der ersten Lagerkörperanordnung 421 und zweiten Lagerkörperanordnung 427 kann z. B. derjenigen gemäß dem dritten bzw. vierten Aus führungsbeispiel in Fig. 6-10 entsprechen. Die für die federelastische Rückstellung vorgesehene Feder 426 ist beim fünften Ausführungsbeispiel jedoch zwischen dem Tastelement 412 einerseits und dem Überhubkäfig 447 bzw. der zweiten Lagerkörperanordnung 427 andererseits abgestützt. Dabei ist die Feder 426 mittels einer Gewindeschraube 448 einstellbar, die in eine hülsenförmige Taststiftaufnahme 449 des Tast elements 412 eingeschraubt und darüber zu Einstellzwecken zugänglich ist.The second bearing body arrangement 427 likewise has two individual bearing bodies 469, 470 , which are fixedly attached to the overstroke cage 447 here. The other configuration of the first bearing body arrangement 421 and the second bearing body arrangement 427 can, for. B. correspond to those according to the third or fourth exemplary embodiment in FIGS. 6-10. The spring 426 provided for the resilient resetting is supported in the fifth exemplary embodiment between the sensing element 412 on the one hand and the overstroke cage 447 or the second bearing body arrangement 427 on the other hand. The spring 426 is adjustable by means of a threaded screw 448 , which is screwed into a sleeve-shaped stylus receptacle 449 of the tactile element 412 and is accessible for adjustment purposes.

Die am gegenüberliegenden Ende des hier hohlen Stabschnittes 418 befestigte Kugel 420 greift in eine zur Längsmittelachse 417 des Gehäuses 411 koaxiale, kegelförmige Aufnahme 450 eines Schiebegliedes 455 ein. Das Schiebeglied 455 ist mit tels einer Federführung 456, die im Überhubkäfig 447 gehalten ist, in letzterem axial verschiebbar gelagert. Oberhalb der Federführung 456 ist im Überhubkäfig 457 eine zusätzliche Feder 457 angeordnet, die axial auf das Schiebeglied 455 von oben her einwirkt. Die Federkraft der zusätzlichen Feder 457 ist einstellbar. Hierzu stützt sich die zusätzliche Feder 457 über eine Schraube 458 axial am Schiebeglied 455 ab. Die Schraube 458 greift z. B. zu Zentrierzwecken mit ihrem unteren Ende in eine Bohrung des Schiebegliedes 455 ein. Sie ist in einen Halter 459 für die Feder 457 eingeschraubt und axial verstellbar. Der Überhubkäfig 447 ist in Fig. 11 nach unten hin angefedert. Er ist statisch bestimmt gelagert und kann im Überhubfall in Fig. 11 nach oben hin ausrücken. Durch Verstellung der Schraube 458 im Halter 459 wird die axial gerichtete Rückstellkraft, aufgebracht von der zusätzlichen Feder 457, verändert und auf diese Weise die in Richtung der Z-Achse wirkende Antastkraft eingestellt.The ball 420 attached to the opposite end of the hollow section 418 here engages in a conical receptacle 450 of a sliding member 455 which is coaxial with the longitudinal central axis 417 of the housing 411 . The sliding member 455 is mounted axially displaceably by means of a spring guide 456 , which is held in the overstroke cage 447 . An additional spring 457 , which acts axially on the sliding member 455 from above, is arranged above the spring guide 456 in the overstroke cage 457 . The spring force of the additional spring 457 is adjustable. For this purpose, the additional spring 457 is axially supported on the sliding member 455 by a screw 458 . The screw 458 engages z. B. for centering with its lower end in a bore of the sliding member 455 . It is screwed into a holder 459 for the spring 457 and axially adjustable. The overstroke cage 447 is sprung downward in FIG. 11. It is statically determined and can move upward in the event of an overstroke in FIG. 11. By adjusting the screw 458 in the holder 459 , the axially directed restoring force, applied by the additional spring 457 , is changed and in this way the contact force acting in the direction of the Z axis is set.

Zwischen dem Überhubkäfig 447 und dem Schiebeglied 455 sind mehrere Wegdetektoren 460 angeordnet, mittels denen eine durch eine Tastelementbewegung veranlaßte Axialverschiebung des Schiebegliedes 455 erfaßbar ist. Die Lagerung des Über hubkäfigs 447 im Gehäuse 411 weist zumindest eine Kugel 461 auf, die an einem Flansch 462 des Überhubkäfigs 447 fest angebracht ist und axial in Fig. 11 nach unten hin vorsteht. Die Kugel 461 stützt sich axial auf zwei in Abstand von einander am Gehäuse 411 fest angebrachten Zylinderstiften 465, 466 ab. Am diametral gegenüberliegenden Ende ist ein zur Längsmittelachse 417 paralleler Stift 467 des Gehäuses 411 fest angebracht, der in Fig. 11 nach oben ragt. Der Flansch 462 weist zumindest in diesem Bereich eine z. B. schlitzförmige Öffnung 468 auf, die vom Stift 467 zur Ver drehsicherung durchsetzt ist. Die Funktionsweise des Tast kopfes 410 entspricht im wesentlichen derjenigen der zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiele, wobei jedoch im Über hubfall der Überhubkäfig 447, an dem die zweite Lagerkörper anordnung 427 fest angebracht ist, in Fig. 11 nach oben im Gehäuse 412 verschoben wird. Auch diese Ausbildung hat so, wie diejenige gemäß den vorhergehenden Ausführungsbeispielen, den Vorteil, daß relativ große Überhübe erreichbar sind.Between the overstroke cage 447 and the sliding member 455 , a plurality of path detectors 460 are arranged, by means of which an axial displacement of the sliding member 455 caused by a movement of the probe element can be detected. The bearing of the lifting cage 447 in the housing 411 has at least one ball 461 which is fixedly attached to a flange 462 of the lifting cage 447 and projects axially downward in FIG. 11. The ball 461 is supported axially on two cylindrical pins 465, 466 which are fixedly spaced from one another on the housing 411 . At the diametrically opposite end, a pin 467 of the housing 411 which is parallel to the longitudinal central axis 417 and which projects upward in FIG. 11 is fixedly attached. The flange 462 has a z. B. slot-shaped opening 468 , which is penetrated by the pin 467 to secure against rotation. The operation of the probe 410 corresponds essentially to that of the previously described exemplary embodiments, but in the event of an overstroke the overstroke cage 447 , to which the second bearing body arrangement 427 is fixedly attached, is displaced upward in the housing 412 in FIG. 11. This design, like that according to the previous exemplary embodiments, also has the advantage that relatively large overlaps can be achieved.

Claims

1. Probe for three-dimensional probing of test specimens, for three-dimensional measuring and / or marking machines, with a probe element in a housing in which the probe element is movably supported by at least one bearing device with respect to the axes of a spatial coordinate system, characterized in that the bearing device ( 19; 119; 219; 319; 419 ) on one part an approximately V-shaped notch ( 22; 122; 222; 322 ) with flanks ( 23, 24; 123, 124; 263, 264; 363, 364 ) rising on both sides ; 464 ) forming bearing body arrangement ( 21; 121; 221; 321; 421 ) and on the other part also an approximately V-shaped notch ( 28; 128; 228; 328; 428 ) with rising flanks ( 29, 30; 130 on both sides) ; 269, 270; 369, 370; 469, 470 ) bearing body assembly ( 27; 127; 227; 327; 427 ) forming, the respective V-tips essentially on a common and to the longitudinal central axis ( 17 ) of the housing ( 11 ) coaxial axis and facing away from each other R pointing and that both bearing body assemblies ( 21, 27; 121, 127; 221, 227; 321, 327; 421, 427 ) cross-shaped and notch axially in notch and are held together by a resilient return force.

2. Probe according to claim 1, characterized in that the two bearing body assemblies ( 21, 27; 121, 127; 221, 227; 321, 327; 421, 427 ) are axially adjacent to one another in the manner of a universal joint.

3. Probe according to claim 1 or 2, characterized in that the fixed to the probe element ( 12; 212; 412 ) connected first bearing body assembly ( 21; 121; 221; 321; 421 ) by means of the resilient restoring force in the opposite direction to the push-in force of the probe element ( 12; 212; 412 ) is axially pressed into the housing ( 11; 411 ) on the second bearing body arrangement ( 27; 127; 227; 327; 427 ) which is firmly connected to the housing.

4. Probe according to claim 3, characterized by at least one preferably axial spring ( 26; 226; 426; 457 ), in particular cylindrical coil spring, which is axially between the probe element ( 12 ) on the one hand and the housing ( 11 ) on the other hand or between the probe element ( 412 ) on the one hand and the second, with the housing ( 411 ) or an overstroke cage ( 447 ) firmly connected bearing body arrangement ( 427 ) is supported on the other.

5. Probe according to claim 4, characterized in that the spring ( 426, 457 ) is adjustable.

6. Probe according to one of claims 1-5, characterized in that the second bearing body arrangement ( 27; 127; 227; 327; 427 ) fixedly connected to the housing ( 11; 411 ) at the front end ( 415 ) of the housing ( 11; 411 ) is arranged, on which the section ( 14; 214; 414 ) is guided out at the end of the pushbutton element ( 12; 212; 412 ).

7. Probe according to one of claims 1-6, characterized in that the probe element ( 12; 212; 412 ) on its side facing away from the probing end was in from the bearing body assembly ( 21; 221; 421 ) a preferably fixed ball ( 20th ; 420 ) carries, by means of a scanning element deflection in a translation movement with the longitudinal central axis ( 17; 217; 417 ) of the Ge housing ( 11; 411 ) in a substantially coaxial direction can be formed.

8. Probe according to claim 7, characterized in that the ball ( 20 ) substantially along a longitudinal central axis ( 17 ) of the housing ( 11 ) coaxially len axis in the housing ( 11 ) translationally displaceable GE is stored and guided.

9. Probe according to claim 7 or 8, characterized in that in the housing ( 11 ) several, in particular three, arranged in the circumferential direction at approximately equal angular distances from each other, to the longitudinal center axis ( 17 ) each approximately parallel guide tracks ( 51-53 ) are arranged, on which the ball ( 20 ) rests and along which the ball ( 20 ) is mounted and guided in a translationally displaceable manner.

10. Probe according to claim 9, characterized in that the guideways ( 51-53 ) from recessed guide surfaces, for. B. axial grooves are formed.

11. Probe according to claim 9, characterized in that the guideways ( 51-53 ) from radially projecting longitudinal guide surfaces, in particular guide rails, for. B. bearing needles are formed.

12. Probe according to claim 11, characterized in that at least one of the guideways ( 41-53 ) carrying guide rails, for. B. bearing needles, transverse to the longitudinal central axis ( 17 ) of the housing ( 11 ) resilient ( 54 ) on the ball ( 20 ) is pressed.

13. Probe according to one of claims 1-7, characterized in that the ball ( 420 ) in a to the longitudinal central axis ( 417 ) of the housing ( 411 ) coaxial, for. B. approximately conical receptacle ( 450 ) of a sliding member ( 455 ) is mounted, which is mounted axially displaceably by means of a spring guide ( 456 ) directly or indirectly in the housing ( 411 ), in particular in an overstroke cage ( 447 ) contained in the housing ( 411 ) .

14. Probe according to claim 13, characterized by an additional, axially acting on the sliding member ( 455 ) spring ( 457 ), the spring force is adjustable bar.

15. Probe according to claim 14, characterized in that the additional spring ( 457 ) via a central and adjustable screw ( 458 ), which is axially supported on the sliding member ( 455 ), is adjustable.

16. Probe according to one of claims 1-15, characterized in that the second bearing body arrangement ( 427 ) with a Überhubkäfig ( 447 ) is connected, which in the housing ( 411 ) coaxially displaceable and taken in opposite directions to the direction of insertion of the tactile elements ( 412 ) is spring loaded.

17. Probe according to claim 16, characterized in that the overtravel cage ( 447 ) is approximately cylindrical and inside the probe element ( 412, 418 ) with the first bearing body arrangement ( 421 ) fixed thereon.

18. Probe according to one of claims 13-17, characterized in that between the overstroke cage ( 447 ) and the sliding member ( 455 ) several Wegdetek gates ( 460 ) are arranged, by means of which an axial displacement of the sliding member ( 455 ) caused by a movement of the sensing element is detectable.

19. Probe according to one of claims 1-18, ge characterized by a facility for the detection of the probe element movement and forming this into an output signal, especially switching or Measurement signal.

20. Probe according to one of claims 1-19, characterized in that the flanks ( 23, 24 and 29, 30; 123, 124, 130; 263, 264 and 269, 270; 363, 364 and 369, 370; 464 and 469, 470 ) of the first bearing body arrangement ( 21; 121; 221; 321; 421 ) and the second bearing body arrangement ( 27; 127; 227; 327; 427 ) are curved relative to one another.

21. Probe according to one of claims 1-20, characterized in that the bearing body arrangement ( 21; 121; 221; 321; 421 ) which is fixedly connected to the probe element ( 12; 212; 412 ) and / or which is connected to the housing ( 11 ) or the overstroke cage ( 447 ) firmly connected other bearing body arrangement ( 27; 127; 227; 327; 427 ) with an approximately rotationally symmetrical V-notch ( 22, 28; 122, 128; 222, 228; 322, 328; 428 ) with each has rotationally symmetrical flanks ( 23, 24, 29, 30; 123, 124, 130; 263, 264, 269, 270; 363, 364, 369, 370; 464, 469, 470 ).

22. Probe according to claim 21, characterized in that the flanks ( 23, 24, 29, 30 ) are each formed by a cone or truncated cone ( 33, 34, 39, 40 ) with facing cone tips.

23. Probe according to claim 21 or 22, characterized in that each bearing body arrangement ( 21, 27 ) of a double cone ( 33, 34 or 39, 40 ) is ge and the latter are paired with each other.

24. Probe according to one of claims 1-21, characterized in that the flanks ( 123, 124, 130; 263, 264, 269, 270; 363, 364, 369, 370; 464, 469, 470 ) are each spherically shaped .

25. Probe according to claim 24, characterized in that the flanks ( 123, 124, 130; 263, 264, 269, 270; 363, 364, 369, 370; 464, 469, 470 ) are curved parabolically or at least spherically.

26. Probe according to claim 24 or 25, characterized in that each bearing body arrangement ( 121, 127 ) is formed by a double paraboloid and the latter are paired with one another.

27. Probe according to one of claims 1-26, characterized in that the respective approximately V-shaped notch ( 22, 28; 122, 128 ) of the respective bearing body arrangement ( 21, 27; 121, 127 ) is part of a one-piece bearing pin ( 35 , 41; 135, 141 ).

28. Probe according to claim 27, characterized in that the bearing pin ( 41; 141 ), which has the housing body ( 11 ) fixedly connected to the bearing body assembly ( 27; 127 ), is designed as a fork pin and on a housing-side fork ( 42 ) between whose both-sided fork legs ( 43, 44 ) is held.

29. Probe according to claim 28, characterized in that the bearing pin ( 35; 135 ), which has the bearing element arrangement ( 21; 121 ) which is firmly connected to the probe element ( 12 ), is designed as a fork bolt and on a probe-side fork ( 36 ) is held between the fork legs ( 37, 38 ) on both sides.

30. Probe according to claim 29, characterized in that the fork pin ( 35 ) of the probe element ( 12 ) is received within the housing-fixed fork ( 42 ).

31. Probe according to one of claims 1-26, characterized in that the respective bearing body arrangement ( 221, 227; 321, 327; 421, 427 ) each of two individual bearing bodies ( 263, 264 or 269, 270; 363, 364 or 369, 370; 464 or 469, 470 ), which are held together to form the approximately V-shaped notch ( 222 or 228; 322 or 328; 428 ) and on a carrier ( 235, 241; 335, 341; 445, 447 ) are firmly attached.

32. Probe according to claim 31, characterized in that each bearing body ( 263, 264, 269, 270; 363, 364, 369, 370; 464, 469, 470 ) of a bearing body arrangement ( 221, 227; 321, 327; 421 , 427 ) is formed from a sphere.

33. Probe according to claim 32, characterized in that the two cooperating bearing body assemblies ( 221, 227; 321, 327; 421, 427 ) are each formed from two pairs of balls, the balls preferably each have the same diameter.

34. Probe according to one of claims 31-33, characterized in that the respective carrier ( 235, 241 ) of the respective pair of balls ( 263, 264 or 269, 270 ) is formed as a plate or as a fork bolt ( 263 or 242 ) .

35. Probe according to one of claims 31-34, characterized in that the respective carrier ( 335, 341 ) of the respective pair of balls ( 363, 364, 369, 370 ) as a bore ( 345, 346 ) containing part, for. B. is formed as a tube.

36. Probe according to claim 35, characterized in that the pair of balls ( 363, 364; 464 ) of the probe element ( 412 ) in a bore ( 345, 445 ) of the probe element ( 412 ) held, for. B. is glued.

37. Probe according to claim 35 or 36, characterized in that the pair of balls ( 369, 370; 469, 470 ) of the housing in a cage or in a Boh tion ( 346 ) of the housing, the overstroke cage ( 447 ) or the like. is held.