DE3932941A1 - Waermeausgleichsvorrichtung fuer messweguebertragungseinrichtungen in mechanischen laengenmessgeraeten - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Wärmeausgleichsvorrichtung für Meßwegübertragungseinrichtungen in mechanischen Längenmeßgeräten, in denen eine längsverschiebbare Tast- oder Verbindungsstange an und in einem diese umschließenden, handhabbaren Zylinder mittels zweier Gleitlager geführt ist, deren Lagerschalen zumindest teilweise radial mit dem Zylinder als Lagergehäuse verbunden sind.

Bei den bekannten Einrichtungen dieser Art besteht die Wärmeausgleichsvorrichtung in einem Werkstoff mit möglichst niedrigem linearem Wärmeausdehnungskoeffizienten, aus welchem sowohl die zentrale Stange als auch der umgebende Zylinder gefertigt sind, der infolgedessen bei radialer Wärmeeinwirkung durch Handauflage oder Sonnenstrahlung nur eine Ausdehnung von größenordnungsmäßig ein Mikrometer erfährt.

Nachteilig ist daran, daß diese absolut geringe lineare Wärmeausdehnung im Vergleich mit den zunehmend verlangten geringeren Toleranzen der zu messenden Längen noch relativ zu hoch ist.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine diesen Nachteil vermeidende Wärmeausgleichsvorrichtung für Einrichtungen der eingangs genannten Art zu schaffen, um mit dieser Vorrichtung auch in einem verminderten Toleranzbereich Längen messen zu können.

Diese Aufgabe ist für Einrichtungen der eingangs genannten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß eines der beiden Stangen-Gleitlager über seine Schale längsverschiebbar am Zylinder gelagert und mittels mindestens eines Verbindungselementes innerhalb des Zylinders starr mit dem anderen Gleitlager verbunden ist.

Dadurch wird mit Vorteil erreicht - sogar ohne Wahl besonderer Werkstoffe -, daß der außer der Stange auch das diese umgebende Verbindungselement umschließende Zylinder nicht nur die Stange, sondern auch das Verbindungselement vor radialer Wärmeeinwirkung schützt, die ggf. sehr gering wäre und dann die Stange gleichermaßen träfe, so daß ein Wärmeausgleich stattfände, der bei Gleichheit der Werkstoffe für Stange und Verbindungselement vollkommen wäre. Durch die erfindungsgemäße Temperaturkompensation wird die Meßwertübertragung in einem mechanischen Längenmeßgerät also (fast)nicht durch radiale Wärmeeinwirkung auf den äußeren Zylinder in der Weise beeinflußt, daß sich dieser und die Stange unterschiedlich ausdehnen, so daß der Meßwert entsprechend verfälscht wird.

Eine bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Wärmeausgleichsvorrichtung zeichnet sich durch wenigstens drei oder zwei gleiche Stangen als Verbindungselemente aus, welche einenends an der Radialverbindung des einen Gleitlagers mit dem Zylinder und andernends an der Radialverbindung des anderen Gleitlagers mit dem Zylinder befestigt sind. Solche Stangen lassen sich in Form und Material identisch herstellen sowie in dem Ringraum zwischen zentraler Stange und äußerem Zylinder gleichmäßig auf dessen Umfang verteilt anordnen. Ersteres gilt natürlich auch für einen denkbaren inneren Zylinder als Verbindungselement, welcher zur Verringerung seiner linearen Wärmeausdehnung durchbrochen sein kann.

Bei der bevorzugten Ausführungsform ist das relativ zum Zylinder längsverschiebbare Gleitlager mit einem vom Zylinder geführten Stutzen verbunden, dessen Hub wenigstens der Maximalausdehnung des Zylinders unter radialer Wärmeeinwirkung entspricht. Dieser Stutzen kann auf der Außenseite oder vorzugsweise Innenseite des Zylinders angeordnet sein und gewährleistet im Falle einer Längenänderung des Verbindungselementes eine Änderung des stangenparallelen Abstandes der Gleitlager voneinander lediglich unter Haft- und Gleitreibung zwischen geführtem Stutzen und führendem Zylinder, dessen Längenänderung die Meßwegübertragung nicht mehr stört.

Für Einrichtungen, deren Tast- oder Verbindungsstange einen wenigstens angenähert extrem niedrigen linearen Wärmeausdehnungskoeffizienten aufweist, weil sie beispielsweise aus der bekannten Legierung von 36% Ni mit 64% Fe besteht, sollte auch das Verbindungselement einen solchen Koeffizienten in der erwähnten Größenordnung: 1 Mikrometer aufweisen. Damit wäre dann alles Mögliche getan, um den Wärmeausgleich zu maximieren.

Im folgenden ist die Erfindung anhand der durch die Zeichnung beispielhaft dargestellten bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Wärmeausgleichsvorrichtung für eine Meßwertübertragungseinrichtung in einem mechanischen Längenmeßgerät in Verbindung mit einer solchen Einrichtung im einzelnen erläutert.

Die einzige Fig. der Zeichnung zeigt die bevorzugte Ausführungsform mit Teilen einer Meßwegübertragungseinrichtung in einem schematisch dargestellten zentralen Längsschnitt.

Im Ausführungsbeispiel ist die erfindungsgemäße Wärmeausgleichsvorrichtung für eine Meßwegübertragungseinrichtung in einem mechanischen Längenmeßgerät bestimmt, welche, wie bekannt, eine gerade kreisrunde, zentrale Tast- oder Verbindungsstange (11) und einen ebenso geraden, kreisrunden, koaxialen Hohlzylinder (13) aufweist, dessen in der Zeichnung unteres Ende mittels einer Radialverbindung (15) wie Speichen eine Lagerschale (17) eines Gleitlagers der Stange (11) trägt. Dementsprechend befindet sich auch am oberen Ende des Zylinders (13) eine Lagerschale (19) eines zweiten Gleitlagers der Stange (11). Diese obere Lagerschale (19) ist aber mittels einer zweiten Radialverbindung (21) nun nicht mehr am oberen Ende des Zylinders (13), sondern am oberen Ende eines kreiszylindrischen Stutzens (23) befestigt, der an der Innenwandung des Zylinders (13) gleitet und normalerweise ein wenig aus dem Zylinder herausragt, wie die Zeichnung zeigt.

Außerdem ist die obere Radialverbindung (21) des am Zylinder (13) längsverschiebbar geführten Stutzens (23) zur oberen Lagerschale (19) mit der unteren Radialverbindung (15) des Zylinders (13) zur unteren Lagerschale (17) mittels zweier gerader, paralleler, kreisrunder Stäbe (25) als völlig gleichen Verbindungselementen verbunden, die bezüglich der Stange (11) diametral angeordnet sind und in der Zeichnungsebene liegen. Dadurch ist die obere Lagerschale (19) eines der beiden Gleitlager der Stange (11) erfindungsgemäß nicht nur relativ zum Zylinder (13) beweglich, sondern auch mittels mindestens eines Verbindungselementes, nämlich jedes der beiden Stäbe (25), innerhalb des Zylinders (13) starr mit der unteren Lagerschale (17) des anderen Gleitlagers verbunden.

Der Hub des Stutzens (23) soll wenigstens der Maximalausdehnung des Zylinders (13) unter radialer Wärmeeinwirkung entsprechen, damit auch bei linearer Kälteverkürzung des Zylinders (und des Stutzens) die Stutzenführung sichergestellt ist.

Claims (4)

1. Wärmeausgleichsvorrichtung für Meßwegübertragungseinrichtungen in mechanischen Längenmeßgeräten, in denen eine längsverschiebbare Tast- oder Verbindungsstange an und in einem diese umschließenden, handhabbaren Zylinder mittels zweier Gleitlager geführt ist, deren Lagerschalen zumindest teilweise radial mit dem Zylinder als Lagergehäuse verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß eines der beiden Stangen-Gleitlager über seine Schale (19) längsverschiebbar am Zylinder (13) gelagert und mittels mindestens eines Verbindungselementes (Stab 25) innerhalb des Zylinders starr mit dem anderen Gleitlager verbunden ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch wenigstens drei oder zwei gleiche Stäbe (25) als Verbindungselemente, welche einenends an der Radialverbindung (21) des einen Gleitlagers mit dem Zylinder (13) und andernends an der Radialverbindung (15) des anderen Gleitlagers mit dem Zylinder befestigt sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das relativ zum Zylinder (13) längsverschiebbare Gleitlager mit einem vom Zylinder geführten Stutzen (23) verbunden ist, dessen Hub wenigstens der Maximalausdehnung des Zylinders unter radialer Wärmeeinwirkung entspricht.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, für Einrichtungen, deren Tast- oder Verbindungsstange einen wenigstens angenähert extrem niedrigen linearen Wärmeausdehnungskoeffizienten aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß auch das Verbindungselement (Stab 25) einen solchen Koeffizienten aufweist.