DE4202105A1 - Verfahren und vorrichtung zur messung des abstands zweier oberflaechenbereiche eines messobjekts - Google Patents

Description

Die Erfindung richtet sich auf ein allgemeines Verfahren zur Messung des Abstands zweier Oberflächenbereiche eines Meßobjekts, auf ein nach diesem allgemeinen Verfahren be­ triebenes Längenmeßgerät für Innen- und/oder Außenmessungen sowie auf konkrete Modifikationen des allgemeinen Verfah­ rens im Hinblick auf das erfindungsgemäße Längenmeßgerät. Weiterhin richtet sich die Erfindung auf ein Verfahren so­ wie eine Vorrichtung zur Erkennung und Kompensation von Meßfehlern bei einer Längenmeßeinrichtung mit mindestens einem entlang einer Führungseinrichtung verschiebbaren Schenkel, der an seinem freien Ende mit einer Meß- oder Be­ arbeitungseinrichtung versehen ist und aufgrund von Unge­ nauigkeiten in der Parallelführung Parallaxenfehler verur­ sachen kann.

Bisher sind digitale Schieblehren bekannt, welche eine Ge­ nauigkeit von etwa zehn Mikrometern aufweisen. Zur Einhal­ tung dieser hohen Meßgenauigkeit ist ein nahezu spielfreier Lauf des Schiebers erforderlich, was beispielsweise durch eine Doppel-Prismenführung erreicht wird. Hieraus ergibt sich der Nachteil einer hohen Reibung zwischen Meßschieber und Führung. Aufgrund der hohen Reibungskraft ist beim Ver­ stellen des Meßschiebers zunächst eine erhebliche Haftrei­ bungskraft zu überwinden, so daß die Bewegung des Meßschie­ bers ruckweise erfolgt. Es ist daher kaum möglich, den be­ weglichen Schnabel einer solchen Schieblehre gleichzeitig präzise und sanft an das Meßobjekt heranzuführen. Entweder wird der Schnabel mit relativ hoher Geschwindigkeit an das Meßobjekt angelegt, wobei der Meßschieber schlagartig abge­ bremst wird. Hierbei kommt es zu Verspannungen im Meßobjekt und/oder in der Parallelführung des Meßschiebers. Oder die Bewegung des Schnabels wird von der Bedienperson zu früh abgebremst, sodaß der bewegliche Schnabel in einem geringen Abstand zur Oberfläche des Meßobjekts stillgesetzt wird und bei dem dadurch notwendigen Nachstellen wieder die hohe Haftreibungskraft zu überwinden ist. Die dazu erforderliche Kraft führt zu dem bekannten Anfahrruck, sodaß der bewegli­ che Schnabel wiederum erst durch das Anliegen am Meßobjekt unter Erzeugung von Verspannungen im Meßobjekt oder in der Parallelführung des Meßschiebers abgebremst wird. Die daher unvermeidlichen Verspannungen innerhalb des zu vermessenden Objekts und/oder in der Schieblehre verfälschen unweiger­ lich das Meßergebnis. Je weicher das Meßobjekt, desto unge­ nauer die Messung.

Wird dagegen zur Reduzierung der Reibung zwischen Meßschie­ ber und Führung ein geringes Spiel zwischen diesen Elemen­ ten vorgesehen, so können Verkantungen des Meßschiebers auftreten, so daß sich aufgrund der Länge des beweglichen Schenkels Ungenauigkeiten des Meßwerts einstellen.

Auf der anderen Seite sind elektronische Mikrometer be­ kannt, welche eine Genauigkeit von etwa ein Mikrometer er­ reichen. Auch erfolgt die Einstellung aufgrund einer inte­ grierten Gefühlsratsche mit einem geringen, konstanten An­ preßdruck der Meßspindeln gegen das Meßobjekt. Jedoch wei­ sen Mikrometer gegenüber den bekannten Schieblehren einen deutlich eingeschränkten Meßbereich auf.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfah­ ren zur Messung des Abstands zweier Oberflächenbereiche ei­ nes Meßobjekts, bei dem ein Oberflächenbereich an einem als Meßbezugspunkt dienenden Anschlag bündig angelegt und eine Meßeinrichtung dem anderen Oberflächenbereich soweit an­ genähert wird, daß ein Tastelement am Objekt anliegt, so auszugestalten, daß mit einem nach diesem Verfahren betrie­ benen Längenmeßgerät hochpräzise Messungen mit einer Genau­ igkeit von etwa ein Mikrometer über einen großen Meßbereich möglich sind. Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist es, ein Längenmeßgerät zu schaffen, das nach dem erfindungsge­ mäßen Verfahren arbeitet. Wegen der bei hochpräzisen Mes­ sungen an die Parallelführung des Meßschiebers zu stellen­ den, in der Praxis kaum erfüllbaren Genauigkeitsanforderun­ gen wendet sich die Erfindung außerdem der Problematik zu, aufgrund von Ungenauigkeiten in der Parallelführung verur­ sachte Parallaxenfehler zu erkennen und zu kompensieren.

Das erfindungsgemäße Verfahren zur Messung des Abstands zweier Oberflächenbereiche eines Meßobjekts, bei dem ein Oberflächenbereich an einem als Meßbezugspunkt dienenden Anschlag bündig angelegt und eine Meßeinrichtung dem ande­ ren Oberflächenbereich soweit angenähert wird, daß ein Tastelement am Objekt anliegt, zeichnet sich dadurch aus, daß ein dem Abstand der Meßeinrichtung vom Meßbezugspunkt proportionales, elektrisches Meßsignal mit einem der Relativposition des Tastelements zur Meßeinrichtung propor­ tionalen, elektrischen Meßsignal von einer Auswerte­ elektronik zum Meßergebnis verknüpft wird. Die Erfindung geht aus von einem bekannten Längenmeßverfahren, bei dem das Meßobjekt zwischen einem feststehenden Anschlag und dem gegenüber einer beweglichen Meßeinrichtung festen Tastele­ ment eingeklemmt wird. Die zu ermittelnde Ausdehnung des Meßobjekts wird also mechanisch abgegriffen. Während bei bekannten Längenmeßgeräten, welche nach diesem Prinzip ar­ beiten, beispielsweise Schieblehren oder Mikrometer, eine einzige Meßskala ausgebildet wird, indem ein dem Abstand zwischen feststehendem Anschlag und Tastelement proportio­ nales Meßsignal abgelesen wird, sieht das erfindungsgemäße Verfahren dagegen vor, an einem zusätzlichen, elektroni­ schen Wegaufnehmer ein elektrisches Meßsignal abzugreifen, welches proportional zur Auslenkung eines gegenüber der verschiebbaren Meßeinrichtung beweglich angeordneten Taste­ lements aus dessen Nullstellung ist. Weiterhin entspricht es dem erfindungsgemäßen Verfahren, dieses elektrische Meß­ signal mit einem elektrischen Meßwert zu verknüpfen, wel­ cher dem Abstand zwischen der Meßeinrichtung und dem als Meßbezugspunkt dienenden Anschlag äquivalent ist. Der ex­ akte Bezugspunkt an der Meßeinrichtung ist dabei die Null­ stellung des beweglichen Tastelements. Dieser zweite, elek­ trische Meßwert wird dabei von einem elektronischen Wegauf­ nehmer generiert, dessen Anordnung an und für sich bekannt ist. Dieser Wegaufnehmer ist beispielsweise vergleichbar mit einem in elektronischen Schieblehren angeordneten Längenmeßsystem, welches die Relativposition des mit dem beweglichen Meßschenkel verbundenen Meßschiebers gegenüber der mit dem feststehenden Meßschenkel verbundenen Meß­ schiene erfaßt. Der Vorteil des erfindungsgemäßen Ver­ fahrens ist darin zu sehen, daß aufgrund des gegenüber der verschiebbaren Meßeinrichtung beweglichen Tastelements die Meßeinrichtung nicht selbst mit einer der Meßgenauigkeit entsprechenden Präzision eingestellt werden muß. Vielmehr genügt es, die Meßeinrichtung dem Meßobjekt soweit anzunä­ hern, daß das bewegliche Tastelement unter Auslenkung aus seiner Nullstellung am Meßobjekt anliegt. Der Toleranzbe­ reich, in welchem eine zuverlässige Ablesung der exakten Längenausdehnung des Meßobjekts möglich ist, ist hierbei durch den Meßbereich des mit dem Tastelement gekoppelten Wegaufnehmers vorgegeben und beträgt typischerweise einige Millimeter. Daher ist es überhaupt kein Problem, die wegen ihrer spielfreien Führung nur gegen eine relativ hohe Haf­ treibungskraft verstellbare Meßeinrichtung in diesem Tole­ ranzbereich zu plazieren. In dieser Position wird das Tast­ element ausschließlich durch die Kraft einer Feder, welche das Tastelement in seine Nullstellung zurückzubewegen ver­ sucht, an die Oberfläche des Meßobjekts gedrückt. Diese ge­ ringe Abtastkraft gewährleistet, daß weder das Meßobjekt verformt noch die Meßeinrichtung gegenüber ihrer Führungs­ einrichtung auch nur minimal verkantet wird. Da somit alle für eine Präzisionsmessung erforderlichen Randbedingungen erfüllt sind, ist es sinnvoll, anstelle der in Schieblehren bisher verwendeten Wegaufnehmer mit auf etwa zehn Mikrome­ ter begrenzter Meßgenauigkeit technisch verfügbare Wegauf­ nehmer mit einer Meßgenauigkeit von beispielsweise ein Mi­ krometer einzusetzen. Durch Koppelung des Tastelements mit einem Wegaufnehmer von etwa gleicher Meßgenauigkeit ist es möglich, den Meßfehler gegenüber bisher bekannten Schieb­ lehren um mindestens eine Größenordnung zu reduzieren. Die erreichte Meßgenauigkeit kann dabei in einem sehr großen Meßbereich eingehalten werden, der ausschließlich durch die maximale Länge der zur Verfügung stehenden hochpräzisen Wegaufnehmer begrenzt ist, da wegen der vernachlässigbar geringen Andruckkraft eine Verformung der Meßschiene nicht zu befürchten ist. Beim gegenwärtigen Stand der Technik sind daher Meßbereiche in der Größenordnung von einem Meter ohne Schwierigkeit realisierbar.

Das erfindungsgemäße Verfahren zeichnet sich weiterhin da­ durch aus, daß die elektrischen Meßsignale additiv oder subtraktiv miteinander verknüpft werden. Die Entfernung zwischen dem als Meßbezugspunkt dienenden, feststehenden Anschlag und dem am Meßobjekt anliegenden Tastelement läßt sich in zwei Strecken aufteilen. Eine Strecke reicht von dem feststehenden Anschlag bis zu der Nullstellung des Ta­ stelements bezüglich der Meßeinrichtung. Diese Strecke wird durch jede Verschiebung der Meßeinrichtung gegenüber der Meßschiene verändert. Die andere Strecke entspricht der Auslenkung des Tastelements aus seiner Nullstellung. Diese Strecke wird bei einer Messung dann beeinflußt, wenn die Meßeinrichtung verschoben wird, während gleichzeitig das Tastelement am Meßobjekt anliegt. Da beide Strecken paral- lel zueinander verlaufen, müssen die je einer Strecke ent­ sprechenden Meßsignale der beiden Wegaufnehmer durch arith­ metische Addition oder Subtraktion zu einem der interes­ sierenden Länge entsprechenden Meßergebnis kombiniert wer­ den. Ob das richtige Meßergebnis durch Addition oder Sub­ traktion ermittelt werden muß, hängt von der Zählrichtung der Wegaufnehmer, der Polarität der elektrischen Meßsignale sowie der Art der Messung - Innen- oder Außenmessung - ab. Gegebenenfalls kann es auch erforderlich sein, einen kon­ stanten Offsetwert zu addieren.

Gegenstand der Erfindung ist daneben ein Längenmeßgerät für Innen- und/oder Außenmessungen in einem großen Meßbereich mit einem ersten, elektronischen Wegaufnehmer, welcher einen Meßschieber aufweist, der längs einer Führungsein­ richtung entlang des gesamten Meßbereichs verschiebbar ist; die erfinderische Ausgestaltung besteht darin, daß an dem Meßschieber oder einer damit verbundenen Halterung ein elektronischer Längenmeßtaster mit einem reibungsfrei gela­ gerten, gegen eine Federkraft verstellbaren Tastbolzen an­ geordnet ist, wobei der Tastbolzen parallel zur Führungs­ einrichtung des ersten Wegaufnehmers ausgerichtet ist und die Meßsignale des ersten Wegaufnehmers und des Längen­ meßtasters mit einer zusätzlichen Auswerteelektronik zur Verarbeitung und/oder Anzeige verbunden sind. Um die ge­ wünschte Meßgenauigkeit zuverlässig einzuhalten, muß ein Verkanten des Meßschiebers gegenüber seiner Führungsein­ richtung ausgeschlossen sein. Die hierfür erforderliche, spielfreie Führung bringt jedoch unweigerlich eine Erhöhung der Reibungskraft, insbesondere der Haftreibungskraft, mit sich. Auch der Meßschieber des ersten, elektronischen Weg­ aufnehmers des erfindungsgemäßen Längenmeßgeräts weist eine dementsprechend hohe, der Verstellung entgegenwirkende Rei­ bungskraft auf. Jedoch werden nachteilige Auswirkungen die­ ser Eigenschaft auf das Meßergebnis durch die Anordnung ei­ nes zusätzlichen, elektrischen Längentasters am Meßschieber vermieden. Dies hat zur Folge, daß nicht - wie bisher - ein mit dem Meßschieber starr verbundener Meßschenkel am Meßob­ jekt zur Anlage gelangt, sondern ausschließlich der Tast­ bolzen des elektronischen Längenmeßtasters, welcher gegen­ über dem Meßtastergehäuse und dadurch gegenüber dem ge­ samten Meßschieber beweglich gelagert ist. Die Federkraft, welche den Tastbolzen bei einer Auslenkung aus seiner Null­ stellung in diese zurückzubewegen bestrebt ist, entspricht dem Produkt aus der Auslenkung des Tastbolzens und der Fe­ derkonstanten einer im Meßtastergehäuse integrierten Rück­ stellfeder. Bei vernachlässigbarer Reibung des Tastbolzens kann die Federkonstante der Rückstellfeder nahezu beliebig klein gewählt werden, sodaß eine Verfälschung des Meßergeb­ nisses durch eine elastische Verformung des Meßobjekts nicht gegeben ist. Die Ermittlung der effektiven Länge des gemessenen Objekts aus den elektrischen Meßsignalen der beiden Wegaufnehmer erfolgt in einer zusätzlichen Auswerte­ elektronik, welche außerdem auch der Anzeige des ermittel­ ten Meßergebnisses, dessen Ausgabe in Form eines Analog- oder Digitalwertes und/oder der Weiterverarbeitung - bei­ spielsweise zu Steuersignalen für eine Arbeitsmaschine - dient.

Eine hierzu alternative Ausführungsform eines Längenmeßge­ räts für Innen- und/oder Außenmessungen in einem großen Meßbereich umfaßt zwei Meßschieber, welche längs einer Füh­ rungseinrichtung entlang des gesamten Meßbereichs ver­ schiebbar sind und zusammen mit einem Meßstab je einen er­ sten Wegaufnehmer bilden und an welchen je ein elektroni­ scher Längenmeßtaster mit einem reibungsfrei gelagerten, gegen eine Federkraft verstellbaren Tastbolzen angeordnet ist, wobei je ein Tastbolzen parallel sowie antiparallel zur Führungseinrichtung der Meßschieber ausgerichtet ist und die Meßsignale der beiden ersten Wegaufnehmer sowie der Längenmeßtaster mit einer zusätzlichen Auswerteelektronik zur Verarbeitung und/oder Anzeige verbunden sind. Bei einem solchen Längenmeßgerät ist der feststehende Meßschenkel durch einen zweiten, beweglichen Meßschieber ersetzt. Zu einer Längenmessung mit diesem Gerät werden die beiden Meß­ schieber von gegenüberliegenden Seiten dem Meßobjekt soweit angenähert, daß die Tastbolzen der elektronischen Längen­ meßtaster unter leichtem Federdruck an gegenüberliegenden Oberflächenbereichen des Meßobjekts anliegen. Diese Ausfüh­ rungsform eignet sich insbesondere zur Automatisierung von Meßvorgängen, da hierbei nicht das gesamte Längenmeßgerät verschoben werden muß, sondern - nach entsprechender Pla­ zierung des Meßobjekts - ausschließlich die an je einem Meßschieber angeordneten Meßschenkel. Die Annäherung der Meßschieber an das Meßobjekt kann dabei in Abhängigkeit vom Meßsignal des betreffenden elektronischen Längenmeßtasters erfolgen, welches bei Anliegen des Tastbolzens am Meßobjekt ungleich Null wird. Aufgrund der erfindungsgemäßen Eigen­ schaft der Längenmeßeinrichtung, daß die genaue Position der Meßschieber für die Messung nicht relevant ist, genügt ein unverzügliches Abstoppen des Meßschieberantriebs, wo­ durch gewährleistet ist, daß der Tastbolzen des elek­ tronischen Längenmeßtasters nicht bis zu seinem Maximalwert ausgelenkt ist. Somit können beide Referenzpunkte an der Oberfläche des Meßobjekts besonders schonend angefahren werden.

Es liegt im Rahmen der Erfindung, daß der erste Wegaufneh­ mer ein inkrementaler Wegaufnehmer mit einem elektronisch, vorzugsweise photoelektrisch, kapazitiv, magnetisch oder induktiv abgetasteten Inkrementalmeßstab ist. Während der Inkrementalmeßstab ortsfest mit dem Längenmeßgerät verbun­ den ist, befindet sich die Abtasteinrichtung zur Erfassung der einzelnen Inkremente im längs einer Führungseinrichtung beweglichen Meßschieber. Inkrementalmeßsysteme sind in vielfältigen Ausführungsformen erhältlich. Insbesondere photoelektrisch abgetastete Inkrementallängenmeßsysteme weisen Meßgenauigkeiten im Mikrometer- und Submikrometer­ bereich auf. Das erfindungsgemäß ausgestaltete Längenmeßge­ rät ist in der Lage, diese theoretisch erreichbare, hohe Genauigkeit in praktischen Anwendungsfällen voll auszu­ schöpfen, denn eine exakte Messung setzt neben einem hoch­ genauen Wegaufnehmer eine Meßanordnung voraus, die eine fehlerfreie Übertragung der tatsächlichen Länge des Meßob­ jekts auf den oder die Wegaufnehmer bewerkstelligt.

Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung besteht darin, daß der elektronische Längenmeßtaster einen indukti­ ven Wegaufnehmer, vorzugsweise mit einem Doppelspulen- Tauchkernsystem, aufweist. Ein induktiver Wegaufnehmer nach dem Doppelspulen-Tauchkernprinzip nimmt aufgrund des einfa­ chen Aufbaus geringe äußere Abmessungen an und stellt das Meßsignal mit einer ausreichenden Genauigkeit zur Verfü­ gung.

Eine erste Ausführungsform des vorliegenden Längenmeßgeräts ist dadurch charakterisiert, daß an beiden Enden der Füh­ rungseinrichtung des ersten Wegaufnehmers je ein festste­ hender Meßschenkel mit jeweils einem als Meßbezugspunkt entweder für die Innenmessung oder für die Außenmessung dienenden Anschlag angeordnet ist. Diese Ausführungsform hat den Vorteil, daß sowohl Innen- als auch Außenmessungen ohne vorherige mechanische Adaption des Längenmeßgeräts möglich sind. Während für eine Außenmessung das Meßobjekt zwischen dem Tastbolzen des Längenmeßtasters und dem diesen zugewandten, feststehenden Meßschenkel plaziert wird, dient der gegenüberliegende, feststehende Meßschenkel als An­ schlag für eine Innenmessung. Während bei einer Außenmes­ sung die beiden elektrischen Meßsignale des ersten Wegauf­ nehmers und des Längenmeßtasters zur Bildung des effektiven Außenmaßes gemäß dem oben beschriebenen Verfahren miteinan­ der verknüpft werden, erhält man das tatsächliche Maß bei einer Innenmessung aufgrund des konstanten Abstands der beiden Meßbezugspunkte als Differenz aus diesem Abstand und dem gemäß dem Verfahren für eine Außenmessung aus den bei­ den elektrischen Meßsignalen gebildeten Meßergebnis. Diese Differenzbildung kann von der Auswerteelektronik nach Betä­ tigung eines Wahlschalters "Innen-/Außenmessung" selbsttä­ tig vorgenommen werden.

Bei einer hierzu alternativen Ausführungsform ist an einem Ende der Führungseinrichtung des ersten Wegaufnehmers ein feststehender Meßschenkel mit zwei Anschlägen angeordnet, von denen jeweils einer als Meßbezugspunkt für die Innen- und für die Außenmessung dient. Hierbei befindet sich der Meßbezugspunkt für die Außenmessung an der dem Meßschieber zugewandten Seite des feststehenden Meßschenkels, wogegen der Meßbezugspunkt für die Innenmessung an der gegenüber­ liegenden, äußeren Seite des feststehenden Meßschenkels zu finden ist. Bei dieser Ausführungsform hat es sich als gün­ stig erwiesen, daß der elektronische Längenmeßtaster um eine senkrecht zur Führungseinrichtung des ersten Wegauf­ nehmers gerichtete Achse um 180° verschwenkbar ist. Obzwar der Tastbolzen des Längenmeßtasters sowohl bei einer Innen- als auch bei einer Außenmessung parallel zur Führungsein­ richtung des ersten Wegaufnehmers ausgerichtet sein muß, unterscheiden sich diese Meßarten durch die Orientierung des Längenmeßtasters. Während der Tastbolzen bei einer Außenmessung dem feststehenden Meßschenkel zugewandt ist, erfordert eine Innenmessung einen genau entgegengesetzt orientierten Längenmeßtaster. Diese Bedingung läßt sich ei­ nerseits durch zwei nebeneinander angeordnete, antiparallel ausgerichtete Längenmeßtaster erfüllen oder - wie die Er­ findung vorschlägt - mittels eines einzigen, um 180° ver­ schwenkbaren Längenmeßtasters. Ein derart ausgestaltetes Längenmeßgerät kann unter Umständen bei beengten räumlichen Verhältnissen vorteilhaft eingesetzt werden. Die Verschwen­ kung des Längenmeßtasters erfolgt beispielsweise nach Lösen einer Befestigungsschraube durch manuelles Verdrehen des Längenmeßtasters und anschließendes Festziehen der Befesti­ gungsschraube. Sofern sich der Längenmeßtaster nach einem Verschwenken nicht mit ausreichender Reproduzierbarkeit po­ sitionieren läßt, kann dies dadurch korrigiert werden, daß mittels einer Lehre ein fester Meßwert erzeugt wird und daraufhin dieser Wert, beispielsweise mittels einer Tasta­ tur, in die Auswerteelektronik eingegeben wird, damit diese einen entsprechenden Offsetwert berechnen kann.

Die Erfindung legt den Nullpunkt des Meßbereichs des ersten Wegaufnehmers durch diejenige Position des Meßschiebers fest, in der dieser einen minimalen Abstand zu dem als Meßbezugspunkt für die Außenmessung dienenden Anschlag des Längenmeßgeräts aufweist. Diese Definition entspricht dem Nullpunkt der Skala bei einer mechanischen Schieblehre. Der Nullpunkt des Meßbereichs des Längenmeßtasters ist durch diejenige Position des Tastbolzens bestimmt, in der dieser maximal aus dem Längenmeßtaster herausbewegt ist. Diese Vereinbarungen bezüglich der Nullpunkte der Meßbereiche der beiden Wegaufnehmer sollen in beiden Fällen ausschließlich zur Auswahl der günstigeren Bereichsgrenze dienen. Eine ex­ akte Justierung der Wegaufnehmer und/oder der mechanischen Elemente des Längenmeßgeräts ist nicht erforderlich, wenn ein elektronischer Abgleich durch Addition von Offsetwerten erfolgt. Hierbei kann jeder Meßbereich einzeln abgeglichen werden oder - wegen der additiven oder subtraktiven Ver­ knüpfung der beiden Meßsignale - auch nur das gesamte Meßergebnis.

Die zusätzliche Auswerteelektronik weist vorteilhafterweise eine Verknüpfungseinrichtung auf, welche die Meßsignale des ersten Wegaufnehmers und des Längenmeßtasters wahlweise ad­ ditiv oder subtraktiv miteinander verknüpft. Die unter­ schiedlichen Verknüpfungsarten sind dadurch bedingt, daß bei der Ausführungsform mit um 180° verschwenkbarem Längen­ meßtaster je nach Ausrichtung desselben die beiden Meßbe­ reiche gleich- oder gegensinnig zueinander orientiert sind. Zur Anwahl eines konkreten Verknüpfungsmodus dient ein Wahlschalter oder ein Digitaleingang der Auswerteelektro­ nik, von dessen zwei logischen Zuständen je einer mit dem additiven und dem subtraktiven Verknüpfungsmodus der beiden Meßsignale korrespondiert. Außerdem werden je nach ange­ wähltem Verknüpfungsmodus unterschiedliche Offsetwerte ad­ diert, welche einerseits den räumlichen Abstand der beiden Bezugspunkte an dem feststehenden Meßschenkel und anderer­ seits die unterschiedliche Relativposition der Nullstellung des Tastbolzens in Bezug auf den Meßschieber berücksichti­ gen. Diese konstanten Offsetwerte sind unabhängig von dem "Feinoffsetwert", welcher zur Erhöhung der Genauigkeit nach jedem Verschwenken des Längenmeßtasters mittels einer Lehre ermittelt werden kann.

Die Erfindung umfaßt weiterhin die Möglichkeit, einen Drucktaster oder einen Wahlschalter in die zusätzliche Aus­ werteelektronik zu integrieren, von dessen zwei logischen Zuständen einer mit dem normalen Betriebsmodus der ständi­ gen Aktualisierung des Meßergebnisses und der andere mit einem besonderen Betriebsmodus korrespondiert, bei dem als Meßergebnis ein Größtmaß ermittelt und gespeichert wird. Dieser optionale Betriebsmodus ist dann vorteilhaft, wenn der maximale Abstand zweier beliebig geformter Oberflächen­ bereiche eines Meßobjekts, beispielsweise der Durchmesser einer Welle oder einer Bohrung, bestimmt werden soll. Dies geschieht, indem der Meßbezugspunkt des feststehenden Meß­ schenkels an einem der beiden Oberflächenbereiche angesetzt wird und der Tastbolzen nach vorheriger Grobeinstellung des Meßschiebers über den anderen Oberflächenbereich probeweise hinwegbewegt wird. Da die im Längenmeßtaster integrierte Rückstellfeder den Tastbolzen ständig gegen die Oberfläche des Meßobjekts drückt, wird diese dabei regelrecht abgeta­ stet. Je nach der Krümmung des Oberflächenbereichs träte in diesem Fall beim normalen Betriebsmodus ein ständiges Her­ auf- und Herabzählen in Abhängigkeit vom Momentanwert des abgetasteten Abstands auf, wodurch die Ermittlung eines Ma­ ximalwerts erheblich erschwert oder sogar unmöglich gemacht würde. Diesen nachteiligen Effekt vermeidet die Erfindung mit Hilfe des besonderen Betriebsmodus, bei dem ein Meßer­ gebnis nur dann gespeichert wird, wenn es größer als das bisher gespeicherte Größtmaß ist. Analog zu diesem Be­ triebsmodus ist es auch möglich, einen weiteren, über eine zusätzliche Eingabemöglichkeit anwählbaren Betriebsmodus vorzusehen, bei dem statt eines Größtmaßes ein Kleinstmaß ermittelt und gespeichert wird. Ein solcher Betriebsmodus wäre nützlich bei der Bestimmung des minimalen Abstandes zweier konkaver Außen- oder zweier konvexer Innenflächen. Jedoch ist dieser Anwendungsfall relativ selten.

Bei den Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Längenmeß­ geräts mit mindestens einem feststehenden Meßschenkel ist die Anordnung so getroffen, daß bei einer Außenmessung das freie Ende des Tastbolzens dem feststehenden, mit einem als Meßbezugspunkt für die Außenmessung dienenden Anschlag ver­ sehenen Meßschenkel zugewandt ist, während bei einer Innen­ messung das freie Ende des Tastbolzens dem feststehenden, mit einem als Meßbezugspunkt für die Innenmessung dienenden Anschlag versehenen Meßschenkel abgewandt ist. Hieraus re­ sultiert für die Ausführungsform mit um 180° verschwenk­ barem Längenmeßtaster bei einer Wahl der Nullpunkte der Meßbereiche der beiden Wegaufnehmer gemäß der obigen Ver­ einbarung, daß die beiden Meßbereiche bei einer Außenmes­ sung gleich orientiert sind und somit die Beträge der Meß­ signale des ersten Wegaufnehmers und des Längenmeßtasters addiert werden müssen. Aus den gleichen Überlegungen folgt, daß die beiden Meßbereiche bei einer Innenmessung entgegen­ gesetzte Orientierung aufweisen und aus diesem Grund der Betrag des Meßsignals des Längenmeßtasters vom Betrag des Meßsignals des ersten Wegaufnehmers zu subtrahieren ist.

Die Ausführungsform des erfindungsgemäßen Längenmeßgeräts mit zwei beweglichen Meßschenkeln wird so gehandhabt, daß bei einer Außenmessung die freien Enden der Tastbolzen ein­ ander zugewandt sind, während sie bei einer Innenmessung voneinander abgewandt sind. Die beiden Meßschieber können ohne Beeinträchtigung ihrer Funktion ein und denselben Meß­ stab abtasten, da der Meßwert in der betreffenden Abtast­ einrichtung erzeugt wird. Wenn beide Meßschieber in ein und derselben Zählrichtung orientiert sind, ist ihr Abstand eine lineare Funktion der Differenz der beiden Meßwerte und muß allenfalls durch Addition eines konstanten Offsetwertes korrigiert werden. Die Ermittlung des effektiven Meßwerts geht dabei sowohl bei einer Innen- als auch bei einer Außenmessung von dem Betrag der Differenz der Meßwerte der beiden Wegaufnehmer aus. Zu dieser (positiven) Differenz werden die Meßwerte der beiden Längenmeßtaster zur Ermitt­ lung des effektiven Meßwerts bei einer Außenmessung ad­ diert; im Falle einer Innenmessung müssen die Meßwerte der elektronischen Längenmeßtaster dagegen von der Differenz der Meßsignale der beiden ersten Wegaufnehmer subtrahiert werden.

Um die tatsächliche Längenausdehnung eines Meßobjekts mit einer der Meßgenauigkeit der Wegaufnehmer entsprechenden Präzision erfassen zu können, bedarf es einer hochpräzisen mechanischen Führung des beweglichen Meßschenkels. Insbe­ sondere führen bereits kleinste Verkantungen des bewegli­ chen Meßschenkels innerhalb der von den Längsachsen der Meßschiene und der Meßschenkel aufgespannten Ebene zu deut­ lich spürbaren Meßfehlern. Der bewegliche Meßschenkel muß aus diesem Grund unabhängig von seiner Position entlang der Führungseinrichtung in konstantem Winkel zur Längsachse der Meßschiene geführt sein, da sich andernfalls die Position der im beweglichen Schenkel integrierten Abtasteinrichtung gegenüber ihrem richtigen Wert verschiebt. Die Folge einer ungenauen Parallelführung ist daher ein erhöhter Toleranz­ bereich der Messung und aufgrund der hochpräzisen Meßwerterfassung ein unrichtiger und irreführender Wert. Da eine mechanisch ausreichend stabile Führung des beweglichen Meßschenkels aus den oben genannten Gründen sehr aufwendig oder sogar unmöglich ist, sieht die Erfindung vor, den bei einer Längenmeßeinrichtung mit mindestens einem entlang ei­ ner Führungseinrichtung verschiebbaren Schenkel, welcher an seinem freien Ende mit einer Meß- oder Bearbeitungseinrich­ tung versehen ist, aufgrund von Ungenauigkeiten in der Par­ allelführung auftretenden Parallaxenfehler zu erkennen und zu kompensieren; dem erfindungsgemäßen Verfahren entspre­ chend wird der Parallaxenfehler und/oder der parallaxen­ freie Meßwert durch eine Linearkombination der Meßwerte zweier Meßeinrichtungen ermittelt, deren Meßstäbe parallel ausgerichtet und in Längsrichtung des beweglichen Schenkels versetzt angeordnet sind und deren Abtasteinrichtungen starr mit dem beweglichen Schenkel verbunden sind. Durch einen Vergleich der Meßwerte dieser beiden Meßeinrichtungen kann die Neigung des beweglichen Meßschenkels gegenüber der Meßschiene bestimmt werden. Obzwar beide Meßwerte bei einer Verkantung des beweglichen Meßschenkels falsch sind, läßt sich der von der Verkantung hervorgerufene Parallaxenfehler aus der Neigung des beweglichen Meßschenkels gegenüber der Meßschiene berechnen und somit der falsche Meßwert korri­ gieren. Die Anwendung dieses erfindungsgemäßen Verfahrens erlaubt also eine parallaxenfreie Meßwerterfassung auch dann, wenn die Führungseinrichtung keine exakte Parallel­ führung des beweglichen Meßschenkels gewährleistet. Der daraus resultierende, wichtige Vorteil ist in der Tatsache zu sehen, daß der konstruktive Aufwand für die Führungs­ einrichtung deutlich reduziert werden kann.

Die Ermittlung des Parallaxenfehlers erfolgt in der Weise, daß zunächst der Meßwert derjenigen Meßeinrichtung, deren Abtasteinrichtung den größeren Abstand zum freien Ende des beweglichen Meßschenkels aufweist, von dem Meßwert der zweiten Meßeinrichtung subtrahiert wird und daraufhin diese Differenz mit einem Faktor multipliziert wird, welcher dem Verhältnis des Abstands des am freien Ende des beweglichen Meßschenkels angeordneten Anschlags von der näheren Abtast­ einrichtung zu dem Abstand der beiden Abtasteinrichtungen untereinander entspricht. Bei der Bestimmung der beiden den Multiplikationsfaktor definierenden Abstände ist es gün­ stig, die tatsächlichen Abstände auf eine einzige Gerade zu projizieren und die Länge der projizierten Abstände zu ver­ wenden. Die geometrischen Zusammenhänge ergeben sich in diesem Fall direkt aus der Anwendung eines Strahlensatzes. Zur Veranschaulichung soll hierzu der Einfachheit halber angenommen werden, daß die im beweglichen Meßschenkel starr angeordneten Abtasteinrichtungen sich auf einer Geraden be­ finden sollen, welche bei ideal senkrechter Ausrichtung des beweglichen Meßschenkels gegenüber der Meßschiene exakt lotrecht zu den beiden parallelen Meßstäben verläuft. Bei einer Verkantung des beweglichen Meßschenkels wird diese Gerade verdreht. Sie schließt dann mit der Lotrechten an die parallelen Meßstäbe einen bestimmten Parallaxenwinkel ein. Daher sind die Meßwerte der beiden parallelen Meßeinrichtungen unterschiedlich groß. Definiert man den Parallaxenfehler als die Abweichung des Meßwerts der näher am freien Ende des Meßschenkels gelegenen Meßeinrichtung von dem tatsächlichen Wert, so ist es zweckmäßig, eine zweite Gerade durch die Abtasteinrichtung dieser Meßein­ richtung zu legen, welche exakt lotrecht zu beiden Meßstä­ ben verläuft. Von diesen beiden, sich schneidenden Geraden werden auf dem zweiten Meßstab und auf der zu diesem paral­ lelen Verbindungslinie zwischen den Anschlägen der beiden Meßschenkel zwei Strecken abgeteilt, deren Längen im selben Verhältnis stehen wie ihre Abstände zum Schnittpunkt der beiden winklig zueinander verlaufenden Geraden. Während die auf der Verbindungslinie zwischen den Anschlägen der beiden Meßschenkel abgetrennte Strecke gleich dem gesuchten Paral­ laxenfehler ist, entspricht die auf dem zweiten Meßstab de­ finierte Strecke der neigungsbedingten Versetzung der bei­ den im Meßschenkel starr angeordneten Abtasteinrichtungen in Längsrichtung der Meßstäbe und ist somit identisch mit der Differenz der Meßwerte der beiden Meßeinrichtungen. Aus diesen Zusammenhängen resultiert das erfindungsgemäße Ver­ fahren zur Bestimmung des Parallaxenfehlers.

Zur Ermittlung des parallaxenfreien Meßwerts ist es sinn­ voll, den berechneten Parallaxenfehler zu dem Meßwert der­ jenigen Meßeinrichtung zu addieren, deren Abtasteinrichtung den kleineren Abstand zum freien Ende des beweglichen Meß­ schenkels aufweist. Dieser Verfahrensschritt folgt aus der oben gewählten Definition des Parallaxenfehlers.

Entsprechend dem obigen Verfahren richtet sich die Erfin­ dung auch auf eine Längenmeßeinrichtung mit mindestens ei­ nem entlang einer Führungseinrichtung verschiebbaren Schen­ kel, der an seinem freien Ende mit einer Meß- oder Bearbei­ tungseinrichtung versehen ist, wobei als erfindungsgemäße Neuerung zwei parallele Meßeinrichtungen vorgesehen sind, deren Meßstäbe parallel zur Führungseinrichtung ausgerich­ tet und in Längsrichtung des beweglichen Schenkels versetzt angeordnet sind, und mit jedem beweglichen Schenkel zwei Abtasteinrichtungen für je einen Meßstab starr verbunden sind. Die erfindungsgemäße Längenmeßeinrichtung weist im Gegensatz zur herkömmlichen, elektronischen Schieblehre eine zweite, zur ersten parallele Meßeinrichtung auf, wel­ che derart versetzt ist, daß die Neigung des beweglichen Schenkels in der von der Verbindungslinie zwischen den An­ schlägen an den beiden Meßschenkeln einerseits und den dazu parallelen Meßstäben andererseits aufgespannten Meßebene durch Vergleich der beiden Meßwerte bestimmt werden kann. Eine solche Anordnung ist nicht auf einen einzigen, beweg­ lichen Meßschenkel beschränkt, sondern erlaubt auch die Kombination zweier beweglicher Meßschenkel. Da die Abtast­ einrichtungen in den Meßschenkeln integriert sind, ist eine gemeinsame Abtastung je eines Meßstabs durch zwei, in je einem Meßschenkel angeordnete Abtasteinrichtungen möglich. Gemäß dem oben beschriebenen Auswerteverfahren wird der Parallaxenfehler jedes beweglichen Meßschenkels durch ent­ sprechende Linearkombination der Meßwerte der im betreffen­ den Schenkel integrierten Abtasteinrichtungen getrennt be­ stimmt.

Es liegt im Rahmen der Erfindung, daß beide parallelen Meßeinrichtungen inkrementale Wegaufnehmer mit je einem elektronisch, vorzugsweise photoelektrisch, kapazitiv, ma­ gnetisch oder induktiv abgetasteten inkrementalen Meßstab sind. Dieses Merkmal orientiert sich einerseits an den praktischen Gegebenheiten des Standes der Technik und be­ rücksichtigt andererseits, daß der Meßstab ein völlig pas­ sives Teil des inkrementalen Wegaufnehmers bildet und daher problemlos von mehreren Abtasteinrichtungen gleichzeitig abgetastet werden kann.

Es hat sich als günstig erwiesen, daß die beiden Abtasteinrichtungen jedes beweglichen Schenkels sich auf einer Geraden befinden, welche beide Meßstäbe etwa lotrecht durchsetzt. Um den Strahlensatz fehlerfrei und rechnerisch einfach anwenden zu können, ist es vorteilhaft, beide Abtasteinrichtungen bezüglich der Meßstäbe etwa auf glei­ cher Höhe anzuordnen. Es gilt dann das einfache Proportionalverhältnis zwischen Meßwertdifferenz und Par­ allaxenfehler. Bei einer Versetzung der beiden Abtasteinrichtungen in Längsrichtung der Meßstäbe muß der auf die Längsachse eines Meßstabs projizierte Abstand als Offsetwert rechnerisch berücksichtigt werden. Dieser Kor­ rektur-Offsetwert ist jedoch nicht konstant, sondern von dem Parallaxenwinkel, um den der Meßschieber gegenüber sei­ ner Idealposition verdreht ist, abhängig. Der Offsetwert folgt dabei einer trigonometrischen Funktion des Paralla­ xenwinkels. Dieser nichtlineare Zusammenhang läßt sich nur durch erhöhten Rechenaufwand kompensieren. Bei der erfindungsgemäßen Anordnung der Abtasteinrichtungen tritt dieses Problem jedoch nicht auf.

Eine zweckmäßige Weiterbildung der Erfindung besteht darin, daß die Nullpunkte beider paralleler Meßstäbe für jeden be­ weglichen Schenkel getrennt festgesetzt sind. Da bei Inkre­ mentalmeßstäben die Nullpunkte der Meßskala nicht mecha­ nisch vorgegeben sind, sondern bei der elektronischen Aus­ wertung erzeugt werden und somit einstellbar sind, ist ein Freiheitsgrad gegeben, der im Rahmen der vorliegenden Er­ findung vorteilhaft ausgenutzt werden kann. Bei einer Län­ genmeßeinrichtung mit mehreren beweglichen Meßschenkeln, welche unabhängig voneinander verschiebbar sind und je zwei Abtasteinrichtungen aufweisen, besteht die Möglichkeit, den Nullpunkt jeder Abtasteinrichtung frei zu wählen. Naturge­ mäß weisen die Abtasteinrichtungen zweier Meßschenkel, wel­ che denselben Meßstab abtasten, einen räumlichen Abstand voneinander auf. Dies ist auch dann der Fall, wenn die Meß­ anschläge der beiden Schenkel, die beispielsweise für eine Ausmessung aufeinander zu gerichtet sind, sich berühren und in diesem Zustand die Länge "Null" messen. Werden in diesem Zustand die Meßsignale aller Abtasteinrichtungen auf Null geeicht, ist die Addition eines Offsetwerts überflüssig.

Bei der Wahl der Nullpunkte ist es von Vorteil, wenn die auf einen beweglichen Schenkel bezogenen Nullpunkte beider paralleler Meßstäbe sich auf einer Geraden befinden, zu der sich die von den Abtasteinrichtungen definierte Gerade par­ allel ausrichten läßt. Da die Abtasteinrichtungen eines Schenkels aufgrund mechanischer Einflüsse zumeist nicht ex­ akt auf derselben Höhe bezüglich der Meßstablängsrichtung angeordnet sind, ist eine rechnerische Kompensation auf je­ den Fall erforderlich. Die einfachste Art des Abgleichs be­ steht in einer günstigen Wahl der Nullpunkte der beiden Ab­ tasteinrichtungen eines Schenkels.

Darüber hinaus sieht die Erfindung eine Längenmeßeinrichtung mit mindestens einem entlang einer Führungsschiene ver­ schiebbaren Schenkel, an dessen freiem Ende eine Meß- oder Bearbeitungseinrichtung angeordnet ist, vor, bei der eine in einer Bohrung des beweglichen Meßschenkels schraubbare Klemmschraube zur klemmenden Feststellung des beweglichen Schenkels auf der Führungsschiene vorhanden ist. Durch diese Feststelleinrichtung ist die Möglichkeit gegeben, auch bei einer hochpräzisen Längenmeßeinrichtung eine preiswerte und daher nicht völlig spielfreie Parallel­ führung für den beweglichen Meßschenkel vorzusehen. Um ein präzises Meßergebnis zu erhalten, wird nach dem Anfahren der gewünschten Meßposition - gegebenenfalls unter gering­ fügigem Anpreßdruck des Meßanschlags an das zu vermessende Objekt - die Klemmschraube festgezogen. Dabei richtet sich der bewegliche Meßschenkel in definierter Weise gegenüber der Führungsschiene aus, so daß keine das Meßergebnis verfälschende Parallaxe auftreten kann. Die genaue Winkel­ stellung des beweglichen Meßschenkels gegenüber der Füh­ rungsschiene ist dabei weniger relevant als die exakte Reproduzierbarkeit dieses Winkels. Mit Hilfe einer Meßlehre oder dergleichen läßt sich die Meßeinrichtung durch ent­ sprechende Wahl ihres Nullpunkts eichen.

Schließlich entspricht es der Lehre der Erfindung, daß die Klemmschraube etwa parallel zur Längsachse des Meßschenkels gerichtet ist und sich auf einer dazu senkrecht verlaufen­ den Längsseite der Führungsschiene abstützt. Für die Genau­ igkeit des Meßergebnisses ist vor allem derjenige Paralla­ xenwinkel wichtig, der in der von der Führungsschiene und dem Meßwinkel aufgespannten Ebene liegt, während senkrecht zu dieser Ebene gerichtete Verkantungen des Meßschenkels keine Auswirkungen auf das Meßergebnis zeigen. Die hohen Genauigkeitsanforderungen an die Parallelführung betreffen daher hauptsächlich die Parallelführungseigenschaften in­ nerhalb der oben definierten Ebene. Zur Erfüllung dieser Anforderungen ist es zweckmäßig, eine in dieser Ebene lie­ gende Klemmkraft zwischen Führungsschiene und Führungsein­ richtung aufzubringen. Dies führt dazu, daß die Führungseinrichtung an der gegenüberliegenden Längsseite der Führungsschiene fest anliegt und somit kein Spiel mehr vorhanden ist. Die sich berührenden Flächen sind daher in der Meßebene optimal parallel ausgerichtet, wodurch sich die gute Reproduzierbarkeit der relativen Winkelstellung ergibt.

Weitere Merkmale, Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung einiger bevor­ zugter Ausführungsformen der Erfindung sowie anhand der Zeichnung. Hierbei zeigen

Fig. 1 eine erste Ausführungsform eines erfindungs­ gemäßen Längenmeßgeräts, eingerichtet für eine Außenmessung,

Fig. 2 einen Schnitt entlang der Linie II-II durch die Fig. 1,

Fig. 3 dasselbe Längenmeßgerät wie Fig. 1, umge­ baut für eine Innenmessung,

Fig. 4 eine gegenüber den Fig. 1-3 abgewan­ delte Ausführungsform,

Fig. 5 eine weitere Ausführungsform einer Längenmeßeinrichtung, für Außenmessungen eingerichtet,

Fig. 6 einen Ausschnitt der Meßschiene der Längenmeßeinrichtung nach Fig. 5 mit skiz­ ziert wiedergegebenen Führungs- und Abtast­ einrichtungen eines beweglichen Meßschen­ kels,

Fig. 7 eine der Fig. 8 entsprechende Darstellung, wobei der skizziert angedeutete Meßschenkel eine gegenüber der Fig. 6 verdrehte Position einnimmt,

Fig. 8 einen Schnitt durch die Fig. 5 entlang der Linie VIII-VIII,

Fig. 9 dieselbe Längenmeßeinrichtung wie Fig. 5, umgebaut für eine Innenmessung,

Fig. 10 eine gegenüber den Fig. 5-9 geänderte Ausführungsform,

Fig. 11 eine besondere Ausführungsform in Gestalt eines für Höhenmessungen geeigneten Meß­ tischs und

Fig. 12 eine abweichende Ausführungsform, die vor allem zur Bestimmung der Symmetrieeigen­ schaften eines Meßobjekts dient.

In Fig. 1 ist ein Längenmeßgerät 1 mit einer abgebrochen dargestellten Meßschiene 2 zu sehen, an deren einem Ende 3 ein feststehender Meßschenkel 4 befestigt ist. Der Meß­ schenkel 4 erstreckt sich im rechten Winkel zur Meßschiene 2. Im Bereich des freien Endes 5 des feststehenden Meß­ schenkels 4 sind an der der Meßschiene 2 zugewandten Seite 6 sowie an der dieser gegenüberliegenden Seite 7 je ein konvex gekrümmtes Anschlagelement 8, 9 eingelassen. In der Meßschiene 2 ist eine nicht dargestellte Parallelführung für einen entlang der Meßschiene 2 beweglichen Schlitten 10 integriert.

Der Schlitten 10 trägt eine Meßeinrichtung 11. Diese be­ steht aus einer Grundplatte 12 und einem daran befestigten, plattenförmigen Element 13 mit einer Halterung 14 für einen elektronischen Längenmeßtaster 15. Innerhalb der Meßschiene 2 befindet sich ein Meßstab aus Glaskeramik, auf den ein optisches Gitter mit einer Teilungsperiode von wenigen Mikrometern aufgebracht ist. Am Schlitten 10 ist eine den Meßstab umgreifende, optische Abtasteinrichtung angeordnet. An einem der beiden, parallel zur Ebene des Gitters ausge­ richteten Schenkel dieser querschnittlich U-förmigen Abtastanordnung sind Leuchtdioden angebracht, während sich an dem gegenüberliegenden Schenkel Photoelemente mit einem vorgeschalteten zweiten Gitter derselben Teilungsperiode befinden. Bei einer Bewegung des Schlittens 10 gegenüber der Meßschiene 2 verschieben sich das ortsfest in der Meß­ schiene 2 integrierte Meßstabsgitter und das Gitter der am Schlitten 10 befestigten Abtastanordnung gegeneinander, wo­ durch auf die Photoelemente Licht mit periodisch schwanken­ der Intensität auftrifft. Dieses wird von den Pho­ toelementen und einer nachfolgenden Elektronik in eine Wechselspannung entsprechender Frequenz umgewandelt. Durch Zählung der Signalperioden läßt sich der von dem Schlitten 10 gegenüber der Meßschiene 2 zurückgelegte Weg ermitteln. Die Bewegungsrichtung kann aus der Phasenlage eines zwei­ ten, völlig identischen, jedoch in einem bestimmten Abstand bezüglich der Längsachse der Meßschiene 2 gegenüber dem er­ sten versetzt angeordneten Abtastsystems gewonnen werden. Die den Photoelementen nachgeordnete Elektronik zur Erzeu­ gung der beiden phasenverschobenen Wechselspannungen befin­ det sich im Schlitten 10 sowie in der Grundplatte 12. Die beiden phasenverschobenen Meßsignale liegen über Leitungen 16 an zwei Eingängen einer externen Elektronik 17, in wel­ cher zunächst aus diesen beiden Signalen die Relativ­ position des Schlittens 10 bezüglich einer frei wählbaren Nullstellung ermittelt und ständig aktualisiert wird.

Den zweiten Wegaufnehmer bildet der elektronische Längenmeßtaster 15. Dieser weist ein zylindrisches Gehäuse 18 auf, welches in der Halterung 14 eingespannt oder fest­ geschraubt ist. Im Gehäuse 18 ist eine Taststange 19 mit­ tels einer Kugelführung praktisch reibungsfrei in Längs­ richtung des Gehäuses 18 beweglich angeordnet. Die Tast­ stange 19 trägt an ihrem freien Ende einen Tastbolzen 20, dessen nach außen gerichtete Stirnseite 21 konvex geformt ist. Der Bewegungsbereich der Taststange 19 ist durch zwei Anschläge auf einige Millimeter begrenzt. Der Tastbolzen 20 wird von einer im Gehäuse 18 integrierten Rückstellfeder in unbelastetem Zustand gegen den äußeren Anschlag gedrückt und befindet sich somit in einer aus dem Gehäuse 18 maximal herausragenden Position. An dem vom Gehäuse 18 umschlosse­ nen Ende der Taststange 19 befindet sich ein zylindrischer ferromagnetischer Körper, der in dem Innenraum zweier hintereinander angeordneter, ebenfalls zylindrischer Spulen gemäß der Auslenkung der Taststange 19 in axialer Richtung verschoben wird. Je nachdem, in welche der beiden Spulen dieser ferromagnetische Körper überwiegend eintaucht, wer­ den die Induktivitäten dieser beiden Spulen gegensinnig verändert. Die beiden Spulen sind in Reihe geschalten und liegen an einer Wechselspannungsquelle. Sie bilden daher einen induktiven Spannungsteiler, das heißt, die Amplitude des Wechselspannungsabfalls über einer der beiden Spulen ist in einem begrenzten Bereich näherungsweise proportional zur Auslenkung der Taststange 19. Die erforderliche Versor­ gungswechselspannung liefert die Elektronik 17 über die Verbindungsleitungen 22. Das Meßsignal des Längenmeßtasters 15 gelangt über weitere Leitungen 22 an die Elektronik 17, wo aus der Wechselspannung variabler Amplitude ein zur Aus­ lenkung des Tastbolzens 19 proportionales elektrisches Sig­ nal generiert wird.

Somit stehen in der Elektronik 17 zwei analoge oder vor­ zugsweise digitale Meßsignale zur Verfügung, wovon eines dem Abstand des Schlittens 10 von einem festen Bezugspunkt und das andere der Auslenkung der Taststange 19 aus der Initialposition proportional ist. Die Bezugsposition des Schlittens 10 bezüglich des in der Meßschiene 2 integrier­ ten, ersten Wegaufnehmers ist durch diejenige Stellung der Meßeinrichtung 11 vorgegeben, in der sich die konvexen Oberflächen 8, 21 des feststehenden Meßschenkels 4 und des Tastbolzens 20 gerade eben berühren, ohne daß die Tast­ stange 19 aus ihrer Initialposition ausgelenkt ist. In die­ sem Zustand sind die beiden, in der Elektronik 17 erzeugten wegproportionalen Meßwerte gleich Null, was auch dem tatsächlichen Abstand zwischen feststehendem Meßschenkel und Tastbolzen entspricht.

Befindet sich zwischen den konvexen Oberflächen 8 und 21 des feststehenden Meßschenkels 4 sowie des Tastbolzens 20 ein Meßobjekt 23, muß gezwungenermaßen der Schlitten 10 aus seiner Bezugsposition und/oder die Taststange 19 aus ihrer Initialposition ausgelenkt sein. Wenn - was sinnvoll ist - die Auslenkungen aus den Referenzpunkten und die zu diesen proportionalen, in der Elektronik 17 gebildeten Meßwerte positiv gezählt werden, ergibt sich die Gesamtlänge des Meßobjekts 23 durch arithmetische Addition der beiden Auslenkungen als auch der beiden elektrischen Meßwerte. Die demzufolge erforderliche Addition der beiden kompatiblen Meßwerte wird von der Elektronik 17 ausgeführt. Das Ergeb­ nis wird über eine digitale Ausgabeeinheit angezeigt.

Für eine Messung wird das Längenmeßgerät 1 durch Verschie­ ben der Meßeinrichtung 11 um ein ausreichendes Stück geöff­ net, damit das Meßobjekt 23 bündig am Anschlag 8 angelegt und der zu bestimmende Abstand parallel zur Meßschiene 2 ausgerichtet werden kann. Sodann wird die Meßeinrichtung 11 so nahe an das Meßobjekt herangeschoben, daß die Oberfläche 21 des Tastbolzens 20 das Meßobjekt 23 berührt und die Taststange 19 aus ihrer Initialposition ausgelenkt ist, ohne jedoch bereits an ihrem internen Anschlag anzustoßen.

In dieser Position möge das Meßsignal 16 des ersten, inkrementalen Wegaufnehmers beispielsweise eine Distanz von 143 238 Mikrometern zur Nullstellung anzeigen; gleichzeitig entspreche dem vom Längenmeßtaster 15 gelieferten Meßsignal 22 eine Auslenkung des Tastelements 19, 20, 21 aus seiner Initialposition um 2719 Mikrometer. Durch arithmetische Addition der beiden Meßsignale 16, 22 ergibt sich die tatsächliche Ausdehnung des Meßobjekts, nämlich 145 957 Mikrometer.

Würde man nun, um sich zu vergewissern, daß sich die Tast­ stange 19 bei der Messung nicht an ihrem Anschlag befand, die Meßeinrichtung 11 ein geringes Stück vom Meßobjekt 23 entfernen, könnte der Meßwert 16 des inkrementalen Wegauf­ nehmers beispielsweise auf 144 712 Mikrometer ansteigen, während sich der Tastbolzen 20 aus dem Tastergehäuse 18 heraus, also auf seine Initialposition zu bewegt, sodaß sich das Meßsignal 22 auf 1245 Mikrometer reduziert. Da sich bei der Messung weder das Meßobjekt 23 deformiert hat noch die Meßeinrichtung 11 gegenüber der Meßschiene 2 ver­ kantet wurde, bleibt dabei das Gesamtergebnis auf 145 957 Mikrometern konstant.

In Fig. 2 ist zu erkennen, daß das Befestigungselement 13 mittels einer Schraubverbindung 24 an der Grundplatte 12 befestigt ist. Die Grundplatte 12 weist insgesamt jedoch zwei Befestigungsbohrungen auf, welche sich an gegenüber­ liegenden Seiten befinden. Somit ist eine Arretierung des Befestigungselements 13 an der Grundplatte 12 in zwei Stel­ lungen möglich, in denen der Längenmeßtaster 15 jeweils parallel zur Meßschiene 2 ausgerichtet ist.

Die Orientierung gemäß Fig. 1, nach der der Tastbolzen 20 dem feststehenden Meßschenkel 4 zugewandt ist, dient der Messung von Außenmaßen eines Meßobjekts 23.

Die demgegenüber um exakt 180° verdrehte Orientierung des Längenmeßtasters 15 gemäß der Fig. 3 ist erforderlich, wenn mit dem Längenmeßgerät 1 innere Abmessungen eines Meß­ objekts 25 bestimmt werden sollen. In diesem Fall dient an­ stelle des Anschlagelements 8 die gegenüberliegende, kon­ vexe Oberfläche 9 des feststehenden Meßschenkels 4 als An­ lagepunkt für das Meßobjekt 25.

Durch den Abstand der konvexen Oberflächen 8, 9 des fest­ stehenden Meßschenkels 4 einerseits sowie durch die Verdre­ hung des Längenmeßtasters 15 andererseits stimmt der Refe­ renzpunkt bei der Innenmessung nicht mit demjenigen bei der Außenmessung überein. Auch läßt sich mit der Anordnung nach Fig. 3 eine Innenmessung nur durchführen, wenn die lichte Öffnung des Meßobjekts 25 größer ist als die Summe aus dem Abstand der beiden Anschlagelemente 8, 9 und der Länge des Meßtasters 15. Der bei der Innenmessung neu festzulegenden Bezugspunkt des Schlittens 10 bezüglich der Meßschiene 2 kann daher nicht ohne ein geeichtes Meßobjekt erfolgen. Vielmehr ist hierzu eine Lehre erforderlich, die ein defi­ niertes Innenmaß aufweist. Wird die Meßeinrichtung 11 so weit der dem feststehenden Meßschenkel 4 abgewandten In­ nenseite der Lehre 25 angenähert, daß sowohl der Anschlag 9 als auch die konvexe Außenfläche 21 des Meßbolzens 20 ge­ rade eben an den betreffenden Innenflächen anliegen, ohne daß die Taststange 19 aus ihrer Initialposition ausgelenkt wird, ist das Meßsignal des Längenmeßtasters null und das Meßsignal des im Schlitten 10 angeordneten Abtasters kann auf das Maß der Lehre 25 geeicht werden. Hierzu ist die Eingabe des entsprechenden Maßes in die Elektronik 17, beispielsweise mit einer Tastatur, erforderlich. Die Elek­ tronik 17 bestimmt sodann einen geeigneten Offsetwert für den Meßwert des ersten Wegaufnehmers. Diese Einstellung muß nach jedem Verdrehen des Längenmeßtasters 15 erneut vorge­ nommen werden, um genaue Meßergebnisse zu erhalten.

Wird, ausgehend von diesem Grenzfall des gerade nicht aus­ gelenkten Tastbolzens 20 der Schlitten 10 entlang seiner Führung um ein geringes Maß von dem feststehenden Meßschen­ kel 4 wegbewegt, vergrößert sich der Meßwert des ersten Wegaufnehmers. Gleichzeitig wird der Tastbolzen 20 des Län­ genmeßtasters 15 von der Innenseite der Lehre 25 um das­ selbe Maß aus seiner Initialposition ausgelenkt, wobei sich sein Meßwert ebenfalls erhöht. Da die Gesamtlänge der Lehre 25 jedoch unverändert geblieben ist, folgt, daß die beiden Meßwerte bei einer Innenmessung nicht addiert, sondern sub­ trahiert werden müssen. Aufgrund einer differentiellen Be­ trachtung der Meßwertänderungen bei einer Verschiebung des Schlittens 10 sowie bei einer Auslenkung des Tastbolzens 20 aus seiner Initialstellung im Verhältnis zu der tatsäch­ lichen Änderung des Abstands zwischen Anschlag 9 und Tast­ bolzenoberfläche 21 ergibt sich, daß der Meßwert des Län­ genmeßtasters 15 von der Summe aus Offsetwert einerseits und Meßwert des ersten Wegaufnehmers andererseits subtra­ hiert werden muß.

Damit die Elektronik 17 bei einer Innenmessung diese von dem Rechenverfahren bei der Außenmessung abweichende Rechenoperation durchführt, ist an der Elektronik 17 ein nicht dargestellter Wahlschalter vorgesehen, der vom Anwen­ der je nach der durchzuführenden Messung betätigt wird. Der logische Zustand dieses Wahlschalters wird von der Elektro­ nik ständig abgefragt und daraufhin der richtige Verknüp­ fungsmodus angewählt.

Die beiden, soeben beschriebenen Betriebsarten des Längen­ meßgeräts 1 bei der Außenmessung als auch bei der In­ nenmessung sind für viele Messungen brauchbar. Zusätzlich stellt sich jedoch manchmal das Problem, den Maximalwert eines Außenmaßes, zum Beispiel einen Wellendurchmesser, oder eines Innenmaßes, zum Beispiel einen Bohrungsdurchmes­ ser, durch eine Messung ermitteln zu müssen. Da bei derar­ tig geformten Meßobjekten der exakte Meßwert von der präzi­ sen Orientierung des Meßgeräts in starkem Maße abhängt, ist eine genaue Bestimmung - wenn überhaupt - ausschließlich dadurch möglich, daß der feststehende Meßschenkel 4 an ei­ ner Seite des Meßobjekts 23, 25 angelegt wird und die Tast­ bolzenoberfläche 21 über den gegenüberliegenden, in Frage kommenden Oberflächenbereich geführt wird. Bei dieser Meß­ technik ist jedoch der normale Betriebsmodus der sofortigen Anzeige des aktuellen Meßwertes unpraktikabel, da dieser hierbei ständig schwankt und schlecht abzulesen ist. Die Elektronik 17 ist daher in der Lage, bei Betätigung des einrastenden Drucktasters 26 einen zusätzlichen Verarbei­ tungsschritt auszuführen, welcher darin besteht, daß in kurzen Zeitabständen Meßwerte entnommen und mit einem gespeicherten Meßwert verglichen werden. Der größere Wert dieses Vergleichs wird daraufhin gespeichert und angezeigt. Der ermittelte Maximalwert kann somit nach Abschluß der Messung bequem abgelesen werden.

Fig. 4 zeigt eine hiervon prinzipiell abweichende Ausfüh­ rungsform eines Längenmeßgeräts 1′. Dieses Längenmeßgerät 1′ weist eine Meßschiene 2 sowie eine daran in Längsrich­ tung verschiebbar angeordnete Meßeinrichtung 11 auf. Diese Elemente des Längenmeßgeräts 1′ sind nahezu völlig iden­ tisch mit den entsprechenden Elementen des Längenmeßsystems 1. Der einzige Unterschied besteht darin, daß der Längen­ meßtaster 15 nicht um 180° verdrehbar ist, sondern bei al­ len Meßarten mit ein und derselben Orientierung betrieben wird. Eine weitere Abweichung gegenüber der ersten Ausfüh­ rungsform ist dadurch gegeben, daß an beiden Enden 3a, 3b der Meßschiene 2 je ein feststehender Meßschenkel 4a, 4b angeordnet ist. Die Meßschenkel 4a, 4b sind im wesentlichen symmetrisch zueinander sowie baugleich mit dem Meßschenkel 4 der Ausführungsform 1. Jedoch weist jeder Meßschenkel 4a, 4b jeweils nur einen Anschlag 8, 9′ auf. Dabei befindet sich der Anschlag 8, der an demjenigen Meßschenkel 4a an­ geordnet ist, dem der Meßbolzen 20 zugewandt ist, auf der der Meßeinrichtung 11 zugewandten Seite 6a, während das an­ dere Anschlagelement 9′ an der der Meßeinrichtung 11 abge­ wandten Außenseite 7b des anderen Meßschenkels 4b zu finden ist. Wie Fig. 4 anschaulich zeigt, ist bei einer Außenmes­ sung der Anschlag 8 für ein Meßobjekt 23 Bezug gebend, wäh­ rend ein Meßobjekt 25, dessen Innenmaß zu bestimmen ist, am Element 9′ anzulegen ist.

Während bei einer Außenmessung überhaupt kein Unterschied zu der Ausführungsform 1 besteht, also die Meßergebnisse des ersten Wegaufnehmers und des Längenmeßtasters 15 in der nicht dargestellten Elektronik 17 addiert werden müssen, treten bei einer Innenmessung Besonderheiten auf. Da der Abstand der konvexen Bereiche der Anschlagelemente 8, 9′ aufgrund der starren Verbindung der Elemente 4a, 2, 4b un­ verändert festliegt, ist der bei einer Innenmessung anzu­ zeigende Abstand zwischen dem konvexen Bereich 21 des Tast­ bolzens 20 und dem Anschlagelement 9′ gleich der Differenz aus der Entfernung der Anschlagselemente 8 und 9′ unterein­ ander einerseits und dem Abstand zwischen dem Anschlag 8 und der Tastbolzenstirnseite 21 andererseits. Das letztere Maß ist jedoch identisch mit dem Meßergebnis einer Außen­ messung, bei der die Positionen des Schlittens 10 und des Tastbolzens 20 gegenüber der betreffenden Innenmessung un­ verändert sind. Bei einer Innenmessung muß daher von einem konstanten Offsetwert, welcher dem Abstand der Anschlagele­ mente 8, 9′ entspricht, die Summe der Meßwerte der beiden Wegaufnehmer subtrahiert werden. Diese Anordnung bietet da­ her den Vorteil, daß der bei einer Innenmessung auftretende Offsetwert wegen des konstanten Abstands der beiden festen Meßschenkel 4a, 4b immer konstant bleibt und somit eine Ei­ chung überflüssig ist.

Die in Fig. 5 wiedergegebene Längenmeßeinrichtung 31 ist konstruktiv dem Längenmeßgerät 1 nach Fig. 1 sehr ähnlich. Wie bei diesem ist eine Meßschiene 32 vorhanden, an der im Bereich 33 einer Stirnseite ein feststehender Meßschenkel 34 angeordnet ist. Der im rechten Winkel von der Meßschiene 32 wegkragende Meßschenkel 34 ist an seinem äußeren Ende 35 mit einander gegenüberliegenden, konvex gekrümmten Anschla­ gelementen 38, 39 versehen.

An der mittels einer schlittenähnlichen Führungseinrichtung 40 entlang der Meßschiene 32 parallelverschiebbar geführten Meßeinrichtung 41 ist ein in der von Meßschiene 32 und Meßschenkel 34 aufgespannten Ebene befindliches, platten­ förmiges Element 43 angeformt, welches zusammen mit einer an seinem freien Ende angeordneten Halterung 44 eine starre Verbindung zwischen der Führungseinrichtung 40 und einem in der Halterung 44 aufgenommen elektronischen Längenmeßtaster 45 bildet. Der Längenmeßtaster 45 kann baugleich mit dem Längenmeßtaster 15 der Ausführungsform nach Fig. 1 sein. Das in der Halterung 44 festgeklemmte Meßtastergehäuse 48 nimmt eine in axialer Richtung praktisch reibungsfrei ge­ führte Taststange 49 auf, deren äußeres Ende als Tastbolzen 50 mit konvex gekrümmter Stirnseite 51 geformt ist. Der im Gehäuse 48 untergebrachte, entsprechend der Beschreibung zu Fig. 1 ausgeführte Meßaufnehmer ist über Verbindungslei­ tungen 52 an eine externe Elektronikeinheit 47 angeschlos­ sen, welche die zum Betrieb des Längenmeßtasters 45 notwen­ dige Versorgungswechselspannung liefert. Über eine zusätz­ liche Verbindung 52 wird das Meßsignal des Längenmeßtasters 45 auf die Elektronikeinheit 47 übertragen.

Fig. 8, welche den beweglichen Meßschenkel 41 in der Seitenansicht zeigt, läßt den Aufbau der Führungseinrich­ tung 40 erkennen. Die Meßschiene 32 hat einen rechteckigen Querschnitt, wobei die Längsseiten des Profils parallel zur Grundplatte 43 und zum feststehenden Meßschenkel 34 gerich­ tet sind. Dadurch ist die Meßeinrichtung 31 - insbesondere in der von Meßschiene 32 und feststehendem Meßschenkel 34 aufgespannten Ebene - extrem biegesteif.

An einer Längsseite 53 des Meßschienenprofils 32 befindet sich ein etwa rahmenförmiges Tragelement 54, welches sich über die gesamte Länge der Meßschiene 32 erstreckt. Die Ab­ messung des rahmenförmigen Tragelements 54 in Längsrichtung des Meßschienenprofils 32 ist etwas geringer als die entsprechende Abmessung der Meßschiene 32. Da das rahmen­ förmige Tragelement 54 darüberhinaus etwa symmetrisch zu der zur Meßschiene 32 parallelen, die Längsseite 53 ihres Profils senkrecht durchsetzenden Mittelebene angeordnet ist, kann der Führungsschlitten 40 des beweglichen Meß­ schenkels 41 die Meßschiene 32 allseitig umgreifen. Hier­ durch erhält die Führungseinrichtung 40 optimale Parallelführungseigenschaften.

Dennoch ist zur Gewährleistung einer ausreichenden Leicht­ gängigkeit der Führungseinrichtung 40 auf der Meßschiene 32 ein verbleibendes Spiel zwischen den sich berührenden Ober­ flächen unvermeidlich. Um bei einer Messung dieses die Parallelführung beeinträchtigende Spiel soweit als möglich zu reduzieren, ist in demjenigen Teil 55 der Führungsein­ richtung 40, welcher die dem Längenmeßtaster 45 abgewandte Schmalseite 56 der Meßschiene 32 führend umgreift, eine mit einem Innengewinde versehene Bohrung 57 vorhanden, in die eine Stellschraube 58 eingeschraubt werden kann. Durch An­ ziehen der Stellschraube 58 werden die aneinander anliegen­ den Flächen der Führungseinrichtung 40 und der Meßschiene 32 im Bereich der gegenüberliegenden Schmalseite 59 anein­ ander gepreßt. Hierdurch wird eine auf mechanischem Wege maximal erreichbare Parallelität zwischen der Füh­ rungseinrichtung 40 und der Meßschiene 32 erzielt.

Trotzdem lassen sich - beispielsweise durch zwischen den Berührungsflächen der Führungselemente 40, 32 im Bereich der relevanten Schmalseite 59 eingeklemmte Partikel hervorgerufene - Abweichungen von einer exakt parallelen Ausrichtung nicht vollständig ausschließen. Da jedoch be­ reits solche minimalen Abweichungen aufgrund der Länge des beweglichen Meßschenkels 41 zu Parallaxenfehlern führen können, welche bei der angestrebten hohen Genauigkeit nicht vernachlässigbare Verfälschungen des Meßwerts verursachen, ist im Längenmeßgerät 31 eine entsprechende Kompensationseinrichtung vorgesehen. Diese umfaßt zwei In­ krementalmeßstäbe 60, 61, welche im Inneren des rahmenför­ migen Tragelements 54 parallel sowie in konstantem Abstand zur Meßschiene 32 fixiert sind. Diese Inkrementalmeßstäbe 60, 61 sind in Längsrichtung des Meßschienenprofils 32 ge­ geneinander versetzt. Als Meßaufnehmer ist jedem In­ krementalmeßstab 60, 61 je eine Abtasteinrichtung 62, 63 zugeordnet, welche an einem die der Meßschiene 32 abge­ wandte, offene Seite des rahmenförmigen Tragelements 54 überdeckenden Ansatz der Führungseinrichtung 40 befestigt sind. Die Abtasteinrichtungen 62, 63 können identisch mit der Abtastvorrichtung des ersten Wegaufnehmers im Längen­ meßgerät 1 ausgeführt sein. Jede der beiden Abtasteinrich­ tungen 62, 63 ist über eigene Verbindungsleitungen 46, 46′ mit der Elektronik 47 verbunden. Diese stellt einerseits die für die Abtasteinrichtungen 62, 63 betriebsnotwendigen Versorgungsspannungen bereit und setzt andererseits deren Ausgangssignale in längenproportionale Meßsignale um.

Fig. 6 gibt einen Ausschnitt aus der Fig. 5 wieder. Es ist ein Teil der Oberfläche 53 der Meßschiene 32 zu sehen, auf dem die Inkrementalmeßstäbe 60, 61 schraffiert angedeu­ tet sind. Weiterhin ist der bewegliche Meßschenkel 41 durch die Führungseinrichtung 40 und die Stellschraube 58 skiz­ ziert dargestellt.

Durch Anziehen der Stellschraube 58 ergeben sich drei Berührungspunkte 64 zwischen dem beweglichen Meßschenkel 41 und der Führungsschiene 32. In diesem Zustand ist die Füh­ rungseinrichtung 40 ideal parallel zur schmalen Längsseite 59 der Meßschiene 32. Die Abtasteinrichtungen 62, 63 befin­ den sich auf der Symmetrieachse 65 der Führungseinrichtung 40, welche in Fig. 6 als strichpunktierte Linie gezeichnet ist. Diese Linie ist aufgrund der präzisen Justierung des beweglichen Meßschenkels 41 exakt lotrecht zur Längsachse der Meßschiene 32, weshalb die Abstände 66, 67 der Abtast­ einrichtungen 62, 63 von der ebenfalls zur Meßschienen­ längsachse lotrecht verlaufenden Bezugsgeraden 68 durch den Berührungspunkt 69 des Anschlagelements 38 mit dem Meßob­ jekt 23 gleich groß sind.

Zur Veranschaulichung sei angenommen, daß der Berührungs­ punkt 70, in welchem die Stirnseite 51 des Tastbolzens 50 an dem Meßobjekt 23 anliegt, sich ebenfalls auf der Symme­ trieachse 65 der Führungseinrichtung 40 befindet. Weiterhin möge sich die Taststange 49 in diesem Zustand gerade in ih­ rer Initialposition befinden. In diesem Fall ist die Länge 71 des Meßobjekts 23 identisch mit den Abständen 66, 67 und kann daher ohne weitere Umrechnung aus einem der beiden aufbereiteten Meßsignale 46, 46′ gewonnen werden.

Es ist jedoch auch möglich, daß die Führungseinrichtung 40 nach dem Festziehen der Stellschraube 58 nicht exakt paral­ lel zur Schmalseite 59 der Meßschiene 32 ausgerichtet ist. Dies kann wie in Fig. 7 beispielsweise durch einen einge­ klemmten Partikel 72 bewirkt werden, so daß nur an zwei von drei Berührungspunkten 64′ ein direkter Kontakt zwischen dem beweglichen Meßschenkel 41 und der Meßschiene 32 gege­ ben ist. Die Führungseinrichtung 40 ist daher nicht mehr parallel zur Meßschiene 32, sondern um einen bestimmten Winkel verdreht.

Wegen der konstanten Länge 71 des Meßobjekts 23 ist jedoch der Berührungspunkt 70 zwischen der Stirnseite 51 des Tast­ bolzens 50 und dem Meßobjekt 23 unverändert geblieben. Die Verdrehung der Führungseinrichtung 40 macht sich daher als Parallaxenwinkel 73 zwischen der zur Meßschienenlängsachse ideal lotrechten Symmetrieachse 65 der Fig. 6 und der dazu schiefen Symmetrieachse 65′ der Fig. 7 bemerkbar.

Aufgrund der geneigten Symmetrieachse 65′ verändern sich die Positionen der Abtasteinrichtungen 62, 63 ungleich­ mäßig. Wie auf der Zeichnung deutlich zu erkennen ist, ist der Abstand 66′ der Abtasteinrichtung 62 von der Bezugsge­ raden 68 etwas größer als der Abstand 67′, den die Abtast­ einrichtung 63 zu dieser Geraden hat.

Selbst wenn zur Vereinfachung wieder angenommen werden soll, daß der Tastbolzen 50 sich in seiner Initialposition befindet, liefern die zu den Abständen 66′, 67′ proportio­ nalen, aufbereiteten Meßsignale 46, 46′ falsche Meßergeb­ nisse. Dies ist in der Fig. 7 daran abzulesen, daß zwi­ schen der Länge 71 des Meßobjekts 23 und beispielsweise dem Abstand 66′ der Abtasteinrichtung 62 von der Geraden 68 eine Differenz 74 auftritt, die den Meßwert verfälscht.

Die zur Bestimmung der exakten Länge 71 des Meßobjekts 23 notwendige Differenz 74 muß daher aus den bekannten Meßwer­ ten 46, 46′ ermittelt werden. Dies geschieht durch Anwen­ dung eines aus der Geometrie bekannten Strahlensatzes. Als Strahlen dienen dazu einerseits die geneigte Symmetrieachse 65′ der Führungseinrichtung 40 und andererseits die durch den Schnittpunkt dieser Geraden 65 mit dem Meßstab 60 ge­ hende, zum Meßstab 60 lotrechte Hilfsgerade 75. Von diesen Geraden 65′, 75 wird auf dem Meßstab 61 eine Strecke abge­ trennt, deren Länge gleich der Differenz der Abstände 66′ und 67′ ist. Diese Strecke kann in der Elektronikeinheit 47 aus den Meßsignalen 46 und 46′ ohne weiteres berechnet wer­ den. Außerdem wird von den Geraden 65′, 75 auf der Verbin­ dungslinie zwischen den Berührungspunkten 69 und 70 eine Strecke abgetrennt, welche mit dem gesuchten Parallaxenfeh­ ler 74 exakt übereinstimmt. Nach dem anzuwendenen Strahlen­ satz ist das Verhältnis des gesuchten Parallaxenfehlers 74 zur errechneten Differenz der Abstände 66′ minus 67′ gleich dem Verhältnis der Abstände 76, 77 der betreffenden Strec­ ken von dem Schnittpunkt der Geraden 65′, 75. Zur Berech­ nung des Parallaxenfehlers 74 muß also in der Elektro­ nikeinheit 47 die Differenz der Abstände 66′ und 67′ der Abtasteinheiten 62, 63 von der Nullpunktgeraden 68 mit ei­ nem Faktor multipliziert werden, der dem Verhältnis der Entfernung 76 des Mittelpunkts 70 der konvex gewölbten Stirnfläche 51 des Längenmeßtasters 45 von Meßstab 60 zu dem Abstand 77 der beiden Meßstäbe 60, 61 untereinander entspricht.

Zur Bildung der effektiven Länge 71 des Meßobjekts 23 muß anschließend der so berechnete Parallaxenfehler 74 zu dem aus dem Meßsignal 46 gewonnenen Abstand 66′ der Abtastein­ richtung 62 von der Nullpunktgeraden 68 addiert werden. Man erhält dadurch die exakte Länge 71 des Meßobjekts 23 für den Fall, daß die Auslenkung des Längenmeßtasters 45 aus seiner Initialposition Null ist.

Wenn der aus dem Ausgangssignal 52 des Längenmeßtasters 45 gewonnene, zur Auslenkung des Tastbolzens 50 proportionale Meßwert dagegen nicht Null ist, muß dieser Meßwert zu dem zuvor ermittelten, parallaxenfreien Meßergebnis der Inkre­ mentalmeßaufnehmer addiert werden. Hierbei ist zu beachten, daß bei einer Parallaxe 73 der Längenmeßtaster 45 ebenfalls gegenüber der Meßschienenlängsachse geneigt ist und sein Meßsignal bei größeren Parallaxen 73 gegebenenfalls mit ei­ nem Korrekturfaktor zu multiplizieren ist. Dieser Korrekturfaktor ist von dem Parallaxenwinkel 73 abhängig und kann aufgrund des Satzes von Pythagoras aus bekannten Größen rechnerisch ermittelt werden. Eine weitere Möglich­ keit besteht darin, die Tatsache auszunutzen, daß die Aus­ lenkung des Tastbolzens 50 auf einen sehr kleinen Bereich begrenzt ist. Aufgrund der Differenz der aufbereiteten Aus­ gangssignale 46, 46′ der Abtasteinrichtungen 62, 63 kann der Parallaxenwinkel 73 abgeschätzt werden und in einem ge­ wissen Toleranzbereich die Neigung des Längenmeßtasters 45 gegenüber der Meßschienenlängsachse vernachlässigt werden. In diesem Fall erscheint es jedoch vorteilhaft, wenn die Stirnseite 51 des Tastbolzens 50 sich etwa auf ein und der­ selben Höhe mit den Abtasteinrichtungen 62, 63 befindet.

Analog zu der in Fig. 3 dargestellten Betriebsweise des Längenmeßgeräts 1 ist auch mit der Längenmeßeinrichtung 31 eine Innenmessung möglich. Eine entsprechend modifizierte Längenmeßeinrichtung 31 ist in Fig. 9 zu sehen. Das Meß­ verfahren zur Bestimmung der inneren Abmessungen eines Meß­ objekts 25 gestaltet sich völlig identisch zu der in Fig. 3 beschriebenen Vorgehensweise. Für die rechnerische Be­ stimmung des Meßwertes wird in der Elektronikeinheit 47 zunächst aus den aufbereiteten Meßsignalen 46 und 46′ ein erster, parallaxenfreier Meßwert gebildet, von welchem dann - entsprechend dem bei Fig. 3 beschriebenen Verfahren - die Auslenkung des Tastbolzens 50 aus seiner Initialpo­ sition subtrahiert wird.

Die Ausführungsform 31′ nach Fig. 10 entspricht funktio­ nell der Anordnung 1′ gemäß Fig. 4, wobei jedoch wie bei der Ausführungsform 31 zwei inkrementale Wegaufnehmer, be­ stehend aus je einem in der Meßschiene 32 integrierten In­ krementalmeßstab 60, 61 sowie je einer am Führungsschlitten 40 befestigten Abtasteinrichtung 62, 63, vorhanden sind. Das Meßverfahren sowie die Bestimmung des effektiven Meßwertes richten sich sowohl im Fall einer Außenmessung als auch bei einer Innenmessung nach den in der Be­ schreibung zur Ausführungsform 1′ dargelegten Regeln, mit dem Unterschied, daß zunächst aus den Signalen der beiden inkrementalen Wegaufnehmer 62, 63 ein resultierender Meßwert ermittelt wird, der der weiteren Berechnung ebenso unterworfen wird wie das Ausgangssignal des ersten Wegauf­ nehmers der Ausführungsform 1′.

Fig. 11 zeigt eine weitere Längenmeßeinrichtung 31′′, die stationär betrieben wird. Meßschiene 32, beweglicher Meß­ schenkel 41 sowie Elektronikeinheit 47 stimmen völlig mit den entsprechenden Elementen der Längenmeßeinrichtung 31 nach Fig. 5 überein. Jedoch ist der feststehende Meßschen­ kel 34 bei dieser Ausführungsform 31′′ als ebene Grund­ platte 34′ ausgeführt, welche horizontal auf einem Tisch oder dergleichen aufgesetzt wird, so daß die Meßschiene 32 sich in vertikaler Richtung erstreckt. Dadurch kann die An­ ordnung 31′′ vorzugsweise als Höhenmeßeinrichtung benutzt werden. Obzwar sie vorzugsweise für Außenmessungen einzu­ setzen ist, kann auch die Möglichkeit des Umbaus für eine Innenmessung vorgesehen sein. Sowohl das Meßverfahren als auch die rechnerische Bestimmung der tatsächlichen Höhe ei­ nes Meßobjekts 23, 25 sind völlig identisch mit den bei Fig. 5 und Fig. 9 beschriebenen Verfahrens- und Rechen­ schritten.

Eine von den zuvor beschriebenen Ausführungsformen stärker abweichende Längenmeßeinrichtung 78 zeigt Fig. 12. Diese umfaßt eine Meßschiene 32, welche wie die Ausführungsform 31 zwei Inkrementalmeßstäbe 60, 61 aufweist. Im Unterschied zum Längenmeßgerät 31 ist an der nicht dargestellten Stirn­ seite der Meßschiene 32 jedoch kein feststehender Meßschen­ kel vorgesehen. Stattdessen sind auf der Meßschiene 32 zwei bewegliche Meßschenkel 41a, 41b parallelverschiebbar ge­ führt. Die beweglichen Meßschenkel 41a, 41b sind völlig symmetrisch aufgebaut. Insbesondere sind die in den Halte­ rungen 44a, 44b aufgenommenen Längenmeßtaster 45a, 45b identisch. Die nicht dargestellten Abtasteinrichtungen 62a, 63a sowie 62b, 63b sind so angeordnet, daß jeweils eine Ab­ tasteinrichtung 62a, 62b eines beweglichen Meßschenkels 41a, 41b den ersten Inkrementalmeßstab 60 abtastet und die jeweils andere Abtasteinrichtung 63a, 63b den zweiten Inkrementalmeßstab 61. Dies ist deshalb möglich, weil die Inkrementalmeßstäbe 60, 61 mechanisch und elektrisch rein passive Elemente darstellen, welche beispielsweise im in der Praxis häufigsten Fall der optischen Abtastung aus Glaskeramik bestehen und einzig und allein mit einem opti­ schen Gitter konstanter Teilungsperiode versehen sind. Jede der in den beweglichen Meßschenkeln 41a, 41b angeordneten Abtasteinrichtungen 62a, 63a, 62b, 63b liefert ein eigenes Ausgangssignal 46a, 46a′, 46b, 46b′, welche an je einem Eingang der Elektronikbaugruppe 47 angeschlo 02944 00070 552 001000280000000200012000285910283300040 0002004202105 00004 02825ssen sind.

Die Signale 46a, 46a′, 46b, 46b′ werden in der Elektronikeinheit 47 zunächst in wegproprotionalen Meßsig­ nale umgewandelt. Die Nullpunkte, auf die diese wegpropor­ tionalen Meßsignale bezogen sind, sind frei wählbar und vorzugsweise so festgelegt, daß sich die Stirnseiten 51a, 51b der an den Längenmeßtastern 45a, 45b angeordneten Tast­ bolzen 50a, 50b gerade berühren, ohne daß die Taststangen 49a, 49b aus ihren Initialpositionen verschoben sind, wenn die beweglichen Meßschenkel 41a, 41b sich in einer Position befinden, in der die aus den Meßsignalen 46a, 46a′, 46b, 46b′ gewonnenen Wegsignale sämtlich Null sind.

Weiterhin ist je ein Ausgangssignal 52a, 52b der Längen­ meßtaster 45a, 45b auf einen Eingang der Elektronikbau­ gruppe 47 verdrahtet.

Die Längenmeßeinrichtung 78 dient vorwiegend zur Bestimmung der Symmetrieeigenschaften eines Meßobjekts 23, 25. Es kann sich bei diesen z. B. um querschnittlich elliptische Rota­ tionskörper handeln, bei denen die Lage der Hauptachsen, auf denen der Durchmesser ein Minimum oder ein Maximum an­ nimmt, aufzufinden ist.

Ein zu vermessendes Objekt 23 wird zwischen die aufeinander zu weisenden Stirnseiten 51a, 51b der beiden Längen­ meßtaster 45a, 45b gebracht, woraufhin die beweglichen Meßschenkel 41a, 41b so weit an das Meßobjekt 23 herange­ führt werden, bis die Stirnflächen 51a und 51b unter ge­ ringfügiger Auslenkung der Taststangen 49a und 49b aus ih­ ren Nullstellungen an diesem anliegen.

Die Elektronikeinheit 47 berechnet nach dem vom Längenmeß­ gerät 31 bekannten Verfahren zunächst die auf die Meß­ schiene 32 projizierten Abstände der Stirnflächen 51a, 51b von der als Bezugslinie dienenden Symmetrieachse der Anord­ nung bei der Nullstellung der beweglichen Meßschenkel 41a, 41b. Wenn diese Abstände in antiparallelen, von der Bezugs­ linie ausgehenden Richtungen positiv gezählt werden, kann die Länge des Meßobjekts 23 durch Addition dieser Abstände gefunden werden. Sind die Zählrichtungen der Abstände der Stirnseiten 51a und 51b von der Bezugslinie dagegen paral­ lel orientiert, erhält man die effektive Länge des Meßob­ jekts 23 dadurch, daß der kleinere dieser Abstände vom größeren subtrahiert wird.

Claims (32)

1. Verfahren zur Messung des Abstands zweier Oberflächen­ bereiche eines Objekts (23, 25), wobei ein Oberflä­ chenbereich an einem als Meßbezugspunkt dienenden Anschlag (8; 9; 9′; 38; 39; 39′; 34′; 51a; 51b) bündig angelegt und eine Meßeinrichtung (11; 41; 41a; 41b) dem anderen Oberflä­ chenbereich so weit angenähert wird, daß ein Tastelement (20; 50; 50a; 50b) am Objekt (23, 25) anliegt, dadurch gekenn­ zeichnet, daß ein dem Abstand der Meßeinrichtung (11; 41; 41a; 41b) vom Meßbezugspunkt (8; 9; 9′; 38; 39; 39′; 34′; 51a; 51b) proportionales, elektrisches Meßsignal mit einem der Relativposition des Tastelements (20; 50; 50a; 50b) zur Meßeinrichtung (11; 41; 41a; 41b) proportionalen, elektri­ schen Meßsignal von einer Auswerteelektronik (17; 47) zum Meßergebnis verknüpft wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrischen Meßsignale additiv oder subtraktiv miteinander verknüpft werden.

3. Längenmeßgerät (1; 1′; 31; 31′; 31′′) für Innen- und/oder Außenmessungen in einem großen Meßbereich mit einem ersten elektronischen Wegaufnehmer, welcher einen Meßschieber (10, 12; 40) aufweist, der längs einer Führungseinrichtung (2; 32) entlang des gesamten Meßbereichs verschiebbar ist, da­ durch gekennzeichnet, daß an dem Meßschieber (12; 40) oder an der damit verbundenen Halterung (13, 14; 43, 44) ein elektronischer Längenmeßtaster (15; 45) mit einem rei­ bungsfrei gelagerten, gegen eine Federkraft verstellbaren Tastbolzen (20; 50) angeordnet ist, wobei der Tastbolzen (20; 50) parallel zur Führungseinrichtung (2; 32) des ersten Wegaufnehmers ausgerichtet ist und die Meßsignale (16, 22; 46, 46′, 52) des ersten Wegaufnehmers und des Län­ genmeßtasters (15, 45) mit einer zusätzlichen Auswerte­ elektronik (17, 47) zur Verarbeitung und/oder Anzeige ver­ bunden sind.

4. Längenmeßgerät (78) für Innen- und/oder Außenmessungen in einem großen Meßbereich, gekennzeichnet durch zwei Meßschie­ ber (41a, 41b), welche längs einer Führungseinrichtung (32) entlang des gesamten Meßbereichs verschiebbar sind und zu­ sammen mit einem Meßstab (60, 61) je einen ersten Wegaufneh­ mer (62a, 62b, 63a, 63b) bilden und an welchem je ein elektronischer Längenmeßtaster (45a, 45b) mit einem rei­ bungsfrei gelagerten, gegen eine Federkraft verstellbaren Tastbolzen (50a, 50b) angeordnet ist, wobei je ein Tastbol­ zen (50a, 50b) parallel sowie antiparallel zur Führungsein­ richtung (32) der Meßschieber (41a, 41b) ausgerichtet ist und die Meßsignale (46a, 46b, 46a′, 46b′) der beiden ersten Wegaufnehmer (62a, 62b, 63a, 63b) sowie der Längenmeßtaster (45a, 45b) mit einer zusätzlichen Auswerteelektronik (47) zur Verarbeitung und/oder Anzeige verbunden sind.

5. Längenmeßgerät nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeich­ net, daß der erste Wegaufnehmer ein inkrementaler Weg­ aufnehmer mit einem elektronisch, vorzugsweise photo­ elektrisch, kapazitiv, magnetisch oder induktiv abgetasteten inkrementalen Meßstab ist.

6. Längenmeßgerät nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der elektronische Längenmeßtaster (15; 45; 45a; 45b) einen induktiven Wegaufnehmer, vorzugsweise mit einem Doppelspulen-Tauchkernsystem, aufweist.

7. Längenmeßgerät (1′, 31′) nach einem der Ansprüche 3, 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß an beiden Enden (3a, 3b; 33a, 33b) der Führungseinrichtung (2; 32) des ersten Wegaufneh­ mers je ein feststehender Meßschenkel (4a, 4b; 34a, 34b) mit jeweils einem als Meßbezugspunkt entweder für die Innenmes­ sung oder für die Außenmessung dienenden Anschlag (8, 9′; 38, 39′) angeordnet ist.

8. Längenmeßgerät (1; 31) nach einem der Ansprüche 3, 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß an einem Ende (3; 33) der Füh­ rungeinrichtung (2; 32) des ersten Wegaufnehmers ein fest­ stehender Meßschenkel (4; 34) mit zwei Anschlägen (8, 9; 38, 39) angeordnet ist, von denen jeweils einer als Meßbezugs­ punkt für die Innen- und für die Außenmessung dient.

9. Längenmeßgerät (1; 31; 31′′; 78) nach Anspruch 4 oder 8, da­ durch gekennzeichnet, daß der elektronische Längenmeßtaster (15; 45; 45a, 45b) um 180° verschwenkbar ist.

10. Längenmeßgerät (1; 1′; 31; 31′; 31′′) nach einem der vorher­ gehenden Ansprüche mit mindestens einem feststehenden Meß­ schenkel (4; 4a, 4b; 34; 34a, 34b), dadurch gekennzeichnet, daß der Nullpunkt des Meßbereichs des ersten Wegaufnehmers einer Position des Meßschiebers (10; 40) entspricht, in der dieser einen minimalen Abstand zu dem als Meßbezugspunkt für die Außenmessung dienenden Anschlag (8; 34′; 38) des Längenmeßgeräts (1; 1′; 31; 31′, 31′′) aufweist.

11. Längenmeßgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, daß der Nullpunkt des Meßbereichs des Längenmeßtasters (15; 45; 45a, 45b) einer Position des Tast­ bolzens (20; 50; 50a, 50b) entspricht, in der dieser maximal aus dem Längenmeßtaster (15; 45; 45a, 45b) herausbewegt ist.

12. Längenmeßgerät (1; 31; 31′′) nach Anspruch 9 mit einem fest­ stehenden Meßschenkel (4; 34), dadurch gekennzeichnet, daß die zusätzliche Auswerteelektronik (17; 47) eine Verknüp­ fungseinrichtung aufweist, welche die wegproportionalen Meßsignale des ersten Wegaufnehmers und des Längenmeßtasters (15; 45) wahlweise additiv oder subtraktiv miteinander ver­ knüpft.

13. Längenmeßgerät nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die zusätzliche Auswerteelektronik (17; 47) einen Wahlschal­ ter oder einen Digitaleingang aufweist, von dessen zwei logischen Zuständen je einer mit dem additiven und dem subtraktiven Verknüpfungsmodus der beiden wegproportionalen Meßsignale korrespondiert.

14. Längenmeßgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, daß die zusätzliche Auswerteelektronik (17; 47) einen Drucktaster (26) oder einen Wahlschalter auf­ weist, von dessen zwei logischen Zuständen einer mit dem normalen Betriebsmodus der ständigen Aktualisierung des Meßergebnisses und der andere mit einem besonderen Betriebs­ modus korrespondiert, bei dem als Meßergebnis ein Größtmaß ermittelt und gespeichert wird.

15. Längenmeßgerät (1; 1′; 31; 31′; 31′′) nach einem der vorher­ gehenden Ansprüche mit mindestens einem feststehenden Meß­ schenkel (4; 4a, 4b; 34; 34a, 34b), dadurch gekennzeichnet, daß bei einer Außenmessung der Tastbolzen (20; 50) des Län­ genmeßtasters (15; 45) dem feststehenden, mit einem als Meßbezugspunkt für die Außenmessung dienenden Anschlag (8; 34′; 38) versehenen Meßschenkel (4; 4a; 34; 34a; 34′) zuge­ wandt ist.

16. Längenmeßgerät (1; 1′; 31; 31′; 31′′) nach einem der vorher­ gehenden Ansprüche mit mindestens einem feststehenden Meß­ schenkel (4; 4a, 4b; 34; 34a, 34b), dadurch gekennzeichnet, daß bei einer Innenmessung der Tastbolzen (20; 50) des Län­ genmeßtasters (15; 45) dem feststehenden, mit einem als Meßbezugspunkt für die Innenmessung dienenden Anschlag (9; 9′; 39; 39′; 34′) versehenen Meßschenkel (4; 4b; 34; 34b; 34′) abgewandt ist.

17. Verfahren zum Betrieb eines Längenmeßgeräts (1; 1; 31; 31′, 31′′) nach Anspruch 10, 11 und 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Beträge der wegproportionalen Meßsignale des ersten Wegaufnehmers und des Längenmeßtasters (15; 45) addiert wer­ den.

18. Verfahren zum Betrieb eines Längenmeßgeräts (1; 1′; 31; 31′, 31′′) nach Anspruch 10, 11 und 16, dadurch gekennzeichnet, daß der Betrag des wegproportionalen Meßsignals des Längen­ meßtasters (15; 45) vom Betrag des wegproportionalen Meßsi­ gnals des ersten Wegaufnehmers subtrahiert wird.

19. Längenmeßgerät (78) nach einem der Ansprüche 4 bis 14 mit zwei verschiebbaren Meßschiebern (41a, 41b), dadurch gekenn­ zeichnet, daß bei einer Außenmessung die freien Enden der Tastbolzen (50a, 50b) einander zugewandt sind.

20. Längenmeßgerät (78) nach einem der Ansprüche 4 bis 14 mit zwei verschiebbaren Meßschiebern (41a, 41b), dadurch gekenn­ zeichnet, daß bei einer Innenmessung die freien Enden der Tastbolzen (50a, 50b) voneinander abgewandt sind.

21. Verfahren zum Betrieb eines Längenmeßgeräts (78) nach An­ spruch 11 und 19, dadurch gekennzeichnet, daß der kleinere Meßwert der beiden ersten Wegaufnehmer von dem größeren Meßwert subtrahiert wird und zu dieser Differenz die Meßwerte der beiden Längenmeßtaster (45a, 45b) addiert wer­ den.

22. Verfahren zum Betrieb eines Längenmeßgeräts (78) nach An­ spruch 11 und 20, dadurch gekennzeichnet, daß von dem größe­ ren Meßwert der beiden ersten Wegaufnehmer sowohl der klei­ nere Meßwert als auch die Meßwerte der beiden Längenmeßta­ ster (45a, 45b) subtrahiert werden.

23. Verfahren zur Erkennung und Kompensation von Meßfehlern bei einer Längenmeßeinrichtung (31; 31′; 31′′; 78) mit minde­ stens einem entlang einer Führungseinrichtung (32) ver­ schiebbaren Schenkel (41; 41a; 41b), der an seinem freien Ende (44; 44a; 44b) mit einer Meß- (45; 45a; 45b) oder Bear­ beitungseinrichtung versehen ist und aufgrund von Ungenauig­ keiten in der Parallelführung Parallaxenfehler (74) verursa­ chen kann, dadurch gekennzeichnet, daß der Parallaxenfehler (74) und/oder der parallaxenfreie Meßwert (71) eines beweg­ lichen Meßschenkels (41; 41a; 41b) durch eine Linearkombina­ tion der Meßwerte zweier Meßeinrichtungen ermittelt wird, deren Meßstäbe (60, 61) parallel ausgerichtet und in Längs­ richtung des beweglichen Schenkels (41; 41a; 41b) versetzt angeordnet sind und deren Abtasteinrichtungen (62, 63; 62a, 63a; 62b, 63b) mit dem beweglichen Schenkel (41; 41a; 41b) starr verbunden sind.

24. Verfahren nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, daß der Meßwert derjenigen Meßeinrichtung, deren Abtasteinrichtung (63; 63a; 63b) den größeren Abstand zum freien Ende des be­ weglichen Meßschenkels (41; 41a; 41b) aufweist, von dem Meßwert der zweiten Meßeinrichtung subtrahiert wird und diese Differenz zur Ermittlung des Parallaxenfehlers (74) mit einem Faktor multipliziert wird, welcher dem Verhältnis des Abstands (76) des am freien Ende des beweglichen Meß­ schenkels (41; 41a; 41b) angeordneten Anschlags (51; 51a; 51b) von der näheren Abtasteinrichtung (62; 62a; 62b) zu dem Abstand (77) der beiden Abtasteinrichtungen (62, 63; 62a, 63a; 62b, 63b) entspricht.

25. Verfahren nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß der berechnete Parallaxenfehler (74) zur Ermittlung des paralla­ xenfreien Meßwerts (71) zu dem Meßwert (46; 46a; 46b) derje­ nigen Meßeinrichtung addiert wird, deren Abtasteinrichtung (62; 62a; 62b) den kleineren Abstand (76) zum freien Ende des beweglichen Meßschenkels (41; 41a; 41b) aufweist.

26. Längenmeßeinrichtung (31; 31′; 31′′; 78) mit mindestens ei­ nem entlang einer Führungseinrichtung (32) verschiebbaren Schenkel (41; 41a; 41b), der an seinem freien Ende (44; 44a; 44b) mit einer Meß- (45; 45a; 45b) oder Bearbeitungseinrich­ tung versehen ist, gekennzeichnet durch zwei Meßeinrichtun­ gen, deren Meßstäbe (60, 61) parallel zur Führungseinrich­ tung (32) ausgerichtet und in Längsrichtung (65) des beweg­ lichen Schenkels (41; 41a; 41b) versetzt angeordnet sind, wobei mit jedem beweglichen Schenkel (41; 41a; 41b) zwei Abtasteinrichtungen (62, 63; 62a, 63a; 62b, 63b) für je einen Meßstab (60, 61) starr verbunden sind.

27. Längenmeßeinrichtung nach Anspruch 26, dadurch gekennzeich­ net, daß beide parallelen Meßeinrichtungen inkrementale Weg­ aufnehmer mit je einem elektronisch, vorzugsweise photoelek­ trisch, kapazitiv, magnetisch oder induktiv abgetasteten in­ krementalen Meßstab (60, 61) sind.

28. Längenmeßeinrichtung nach Anspruch 26 oder 27, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die beiden Abtasteinrichtungen (62, 63; 62a, 63a; 62b, 63b) jedes beweglichen Schenkels (41; 41a; 41b) sich auf einer Geraden (65) befinden, welche beide Meß­ stäbe (60, 61) etwa lotrecht durchsetzt.

29. Längenmeßeinrichtung nach Anspruch 27 und 28, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Nullpunkte beider paralleler Meßstäbe (60, 61) für jeden beweglichen Schenkel (41; 41a; 41b) ge­ trennt festgesetzt sind.

30. Längenmeßeinrichtung nach Anspruch 29, dadurch gekennzeich­ net, daß die auf einem beweglichen Schenkel (41; 41a; 41b) bezogenen Nullpunkte beider paralleler Meßstäbe (60, 61) sich auf einer Geraden (68) befinden, zu der sich die von den Abtasteinrichtungen (62, 63; 62a, 63a; 62b, 63b) defi­ nierte Gerade (65) parallel ausrichten läßt.

31. Längenmeßeinrichtung (31; 31′; 31′′, 78) mit mindestens ei­ nem entlang einer Führungsschiene (32) verschiebbaren Schen­ kel (41; 41a; 41b), an dessen freiem Ende (44; 44a; 44b) eine Meß- (45; 45a; 45b) oder Bearbeitungseinrichtung ange­ ordnet ist, gekennzeichnet durch eine in einer Bohrung (57) des beweglichen Meßschenkels (41; 41a; 41b) schraubbare Klemmschraube (58) zur klemmenden Feststellung des bewegli­ chen Schenkels (41; 41a; 41b) auf der Führungsschiene (32).

32. Längenmeßeinrichtung nach Anspruch 31, dadurch gekennzeich­ net, daß die Klemmschraube (58) etwa parallel zur Längsachse (65) des beweglichen Meßschenkels (41; 41a; 41b) gerichtet ist und sich auf einer dazu senkrecht verlaufenden Längs­ seite (56) der Führungsschiene (32) abstützt.