HINTERGRUND DER ERFINDUNG
(1) Gebiet der Erfindung
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Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Halten eines
Brillengestells.
(2) Beschreibung des Stands der Technik
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Beim Messen der Form eines Brillengestells mit Hilfe
einer herkömmlichen Messvorrichtung wird ein Messbauteil
manuell bewegt und in eine Nut des Gestells eingesetzt, das die
Messvorrichtung hält. Anschließend wird ein
Messungs-Startknopf gedrückt, um das Messbauteil entlang der Gestellnut zu
bewegen.
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Es besteht daher Nachfrage nach der Entwicklung einer
Messvorrichtung, die mit so wenig Handbedienung wie möglich
auskommt.
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Zum Erfüllen dieser Anforderung ist eine Vorrichtung
entwickelt worden, bei der das Messbauteil automatisch zum
Brillengestell bewegt wird, das in einer vorbestimmten
Stellung befestigt ist, und in die Gestellnut eingesetzt wird.
Die Einrichtung umfasst insbesondere eine
Betätigungsvorrichtung zum Bewegen eines Tisches, an dem ein Taster
befestigt ist, in der Richtung einer Ebene des Brillengestells
(waagrechte Richtung), und eine Hebevorrichtung, die den
Taster auf eine vorbestimmte Höhe hebt. Vor Beginn der Messung
bewegt die Betätigungsvorrichtung den Tisch waagrecht und
positioniert den Taster ungefähr in die Mitte entweder des
rechten oder linken Rands des Gestells. Anschließend hebt die
Hebevorrichtung den Tasterkopf (Messbauteil) auf die
vorbestimmte Höhe, die der Nut im Gestellrand entspricht. Nun
bewegt die Betätigungsvorrichtung den Tisch waagrecht in eine
Stellung, in der das Messbauteil den Gestellrand berührt.
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Wird das Messbauteil automatisch zum Gestell bewegt, das
in der vorbestimmten Stellung befestigt ist, so trifft das
Messbauteil jedoch die Gestellnut manchmal nicht.
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Die Messvorrichtung spannt das Gestell von vorne und
hinten ein (in einer Richtung senkrecht zur Gestellebene),
und die Gestellnut, in die eine Linse einzusetzen ist,
befindet sich nicht immer am Mittelpunkt zwischen der Vorder-
und Rückseite des Gestellrands. Wird daher das Messbauteil
automatisch auf das Gestell zubewegt, das in der
vorbestimmten Haltestellung befestigt ist, und wird dabei angenommen,
dass sich die Nut des Gestellrands am Mittelpunkt zwischen
der Vorder- und Rückseite des Rands befindet, so kann das
Messbauteil gegen die Gestellnut versetzt werden. Beginnt die
Messung mit dem derart fehlangeordneten Messbauteil, so
werden zumindest für eine gewisse Zeit fortlaufend fehlerhafte
Messwerte ausgegeben, auch wenn das Messbauteil anschließend
korrekt in der Gestellnut sitzt.
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Eine herkömmliche Gestellform-Messvorrichtung,
beispielsweise in der geprüften japanischen Patentschrift
(KOKOKU) No. 4-55824 offenbart, besitzt einen Taster, der aus
einem Gestellmessbauteil aufgebaut ist, das die Form eines
wulstartigen Säulenkapitells hat und einen Berührabschnitt,
der eine Gestellschablone berührt.
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Diese herkömmliche Bauart ist jedoch für
zweidimensionale Messungen gedacht, und es tritt die Schwierigkeit auf,
dass der Taster kompliziert geformt ist und ein sehr hohes
Eigengewicht hat.
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Mittlerweile muss man, um die Linsen passend zum Gestell
mit hoher Genauigkeit zu bearbeiten, die Gestellform exakt
messen; damit ist eine dreidimensionale Messung erforderlich.
In diesem Fall fordert man für den Taster, dass das
Messbauteil der Gestellnut oder dem Außenrand der Gestellschablone
getreu folgt. Insbesondere soll sich der Taster in axialer
Richtung leichtgängig bewegen können.
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Ist der Taster schwer, so ist beispielsweise der auf dem
Gestell oder der Gestellschablone lastende Berührdruck so
groß, dass sich das Gestell oder die Gestellschablone
verformen kann und die genaue Gestalt des Gestells nicht messbar
ist.
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Damit sich der Taster, dessen Achse senkrecht verläuft,
in vertikaler Richtung exakt und leichtgängig bewegen kann,
sollte bevorzugt eine zylindrische Führungseinrichtung um den
äußeren Rand einer Tasterhaltewelle herum angeordnet sein.
Damit sich die Tasterhaltewelle leichtgängig gegen die
Führungseinrichtung bewegen kann, sollte bevorzugt eine
geeignete Zwischeneinrichtung zwischen der Tasterhaltewelle und
der Führungseinrichtung vorgesehen sein, beispielsweise ein
Wälzlager. Zum Automatisieren der Messvorrichtung kann ein
zusätzlicher Mechanismus bereitgestellt sein, in dem eine
Schiebevorrichtung, die mit einem Motor oder einer ähnlichen
Vorrichtung verbunden ist, am unteren Ende der
Tasterhaltewelle angeordnet ist und die Haltewelle senkrecht bewegt, so
dass der Taster relativ zur Nut des Gestells oder zum
Außenrand der Gestellschablone automatisch positionierbar ist.
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Wird ein solcher Mechanismus verwendet, und ist die
Toleranz für die Zwischeneinrichtung zu eng, die zwischen die
Tasterhaltewelle und die Führungseinrichtung eingesetzt ist,
so wird die freie senkrechte Bewegung des Tasters während der
Messung behindert. Die Schiebevorrichtung kann dann den
Taster vor der Messung zwar zufriedenstellend anheben, nach der
Messung senkt sich der Taster jedoch möglicherweise nicht, da
er durch sein Eigengewicht nicht absinkt.
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Um derartige Schwächen zu vermeiden, kann man für die
Toleranz der Zwischeneinrichtung, die zwischen die
Taster
haltewelle und die Führungseinrichtung eingesetzt ist, einen
größeren Wert wählen. In diesen Fall senkt sich der Taster
nach der Messung durch sein Eigengewicht, wenn er vom Druck
befreit wird, den das Gestell oder die Gestellschablone
waagrecht auf ihn ausübt. Die Zwischeneinrichtung kann jedoch
durch die Zähigkeit des Schmieröls an der Führungseinrichtung
haften und sich nicht senken. Erfolgt anschließend eine neue
Messung, und hebt sich die Tasterhaltewelle, wobei ihre Achse
leicht gegen die Achse der Zwischeneinrichtung oder der
Führungseinrichtung geneigt ist, so kann die Tasterhaltewelle
nicht gegen die Zwischeneinrichtung gleiten. Nachdem die
Zwischeneinrichtung ihre höchstmögliche Stellung eingenommen
hat, verhindert sie möglicherweise eine weitere
Aufwärtsbewegung der Tasterhaltewelle. Dadurch kann der Taster nicht in
der Gestellnut oder am Außenrand der Gestellschablone
angeordnet werden.
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Im Allgemeinen ist die Gestellform-Messvorrichtung mit
einer Haltevorrichtung versehen, die das Gestell während der
Messung fest einspannt. Herkömmliche Haltevorrichtungen kann
man einteilen in eine Art, bei der das Gestell mit
Haltegliedern seitlich gehalten wird, und in eine Art, bei der das
Gestell an vier Punkten von oben und unten gehalten wird.
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Fig. 1 zeigt eine Draufsichtskizze einer herkömmlichen
Haltevorrichtung, die ein Brillengestell mit Hilfe von
Haltegliedern hält. Mindestens eines der zwei Halteglieder 307 und
308 ist beweglich, so dass sich die beiden Glieder
aufeinander zu und voneinander weg bewegen können. In dieser
Haltevorrichtung wird ein Gestell 306 mit einer vorbestimmten
Kraft so zwischen die Halteglieder 307 und 308 eingespannt,
dass die gegenüberliegenden Flächen der Halteglieder das
Gestell an vier Punkten P1 bis P4 an den äußeren Randflächen
des linken und rechten Gestellrands 306a und 306b berühren.
Damit wird das Gestell 306 festgehalten.
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Fig. 2 zeigt eine Seitenansichtsskizze einer
herkömmlichen Haltevorrichtung, die ein Gestell an vier Punkten von
oben und unten einspannt. Ein bewegliches Teil 312 besitzt
ein Halteteil 314a und ein Druckteil 314b, die den Rand 311a
eines Gestells 311 von oben und unten einspannen, und ein
Halteteil 315a und ein Druckteil 315b, die den anderen Rand
311b von oben und unten einspannen. Ein weiteres bewegliches
Teil 313 besitzt zwei Teilepaare mit vergleichbaren
Funktionen, d. h. ein Halteteil 316a und ein Druckteil 316b und ein
Halteteil 317a und ein Druckteil 317b.
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In der Einrichtung gemäß dem Stand der Technik nach Fig.
1 werden die Ränder 306a und 306b seitlich an vier Punkten P1
bis P4 eingespannt. Sind die Ränder 306a und 306b
unterschiedlich groß, so berührt das Gestell die Halteglieder
nicht an allen vier Punkten P1 bis P4, und es wird
schließlich nur an drei Punkten gehalten. Folglich ist das Gestell
306 nicht stabil eingespannt, und seine Lage kann sich
während der Messung der Gestellform verschieben. Um eine
derartige Verschiebung zu vermeiden, kann man die Haltekraft der
Halteglieder 307 und 308 vergrößern. In diesem Fall verformt
sich jedoch das Gestell 306, und es wird unmöglich, die
Gestellform genau zu messen.
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In der Einrichtung gemäß dem Stand der Technik nach Fig.
2 wird das Gestell 311 von oben und unten gehalten. Wird auch
nur eine geringe Kraft in Richtung der Ebene des Gestells
ausgeübt, so kann sich das Gestell 311 in dieser Richtung
verschieben. Um dies zu vermeiden muss man die Einspannkraft des
Gestells 311 vergrößern. Wird die Einspannkraft jedoch zu
groß, so verformt sich das Gestell 311, und es wird - wie im
Fall der Einrichtung gemäß dem Stand der Technik nach Fig. 1
- unmöglich, die Gestellform genau zu messen.
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DE-A-41 26 313 offenbart eine Einrichtung zum Halten
eines Brillengestells in einer vorbestimmten Lage. Die
Ein
richtung umfasst die Merkmale, die im Oberbegriff von
Anspruch 1 enthalten sind.
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Gemäß der Erfindung wird eine Vorrichtung
bereitgestellt, die ein Brillengestell in einer im Wesentlichen
waagrechten Lage hält, umfassend:
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zwei Halteglieder, die jeweils die oberen und unteren
Abschnitte des Gestells berühren können, um damit das Gestell
zu halten, wobei mindestens eines der beiden Halteglieder
eine Berührfläche aufweist, gegen die das Gestell entweder in
Aufwärtsrichtung oder Abwärtsrichtung gedrückt wird,
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dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung zudem
umfasst:
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einen Drehmechanismus, der das mindestens eine
Halteglied im Wesentlichen parallel zu einer Ebene des Gestells
dreht und damit einen Berührwinkel zwischen dem mindestens
einen Halteglied und dem Gestell einstellt; und
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einen Anschlagmechanismus, der die Drehbewegung des
mindestens einen Halteglieds beendet, nachdem der
Drehmechanismus den Berührwinkel eingestellt hat.
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Die Erfindung wird nun anhand der beiliegenden
Zeichnungen beschrieben. Diese stellen bevorzugte Ausführungsformen
der Erfindung beispielhaft dar.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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Es zeigt:
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Fig. 1 eine Draufsichtskizze einer herkömmlichen
Haltevorrichtung, in der ein Gestell von Haltegliedern gehalten
wird;
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Fig. 2 eine Seitenansichtsskizze einer weiteren
herkömmlichen Haltevorrichtung, in der ein Gestell an vier Punkten
von oben und unten gehalten wird;
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Fig. 3 eine perspektivische Darstellung einer
Gestellform-Messvorrichtung;
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Fig. 4 eine perspektivische Darstellung der Rückseite
der Gestellform-Messvorrichtung mit einem abgenommenem
Gehäuse;
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Fig. 5 eine Draufsicht eines Mittenabschnitts eines
Grundteils;
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Fig. 6 eine Querschnittsdarstellung des Grundteils
entlang der Linie A-A in Fig. 5;
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Fig. 7 eine Querschnittsdarstellung der Gestellform-
Messvorrichtung entlang der Linie B-B in Fig. 4;
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Fig. 8 eine Darstellung eines ersten Zustands der
Gestellform-Messvorrichtung in Fig. 7;
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Fig. 9 eine Darstellung eines zweiten Zustands der
Gestellform-Messvorrichtung in Fig. 7;
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Fig. 10 eine Seitenansicht eines
Anfangsbetätigungsmechanismus in Z-Richtung;
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Fig. 11 eine Querschnitts-Seitenansicht eines Käfigs,
eines unteren Endes des Tasters und eines oberen Endes einer
Schiebewelle in vergrößertem Maßstab;
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Fig. 12 eine perspektivische Darstellung des Käfigs;
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Fig. 13 eine teilweise aufgeschnittene Darstellung des
Tasters mit einer Fase;
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Fig. 14 eine Querschnittsansicht, die darstellt, wie der
Taster und seine zugehörigen Teile angeordnet sind;
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Fig. 15 eine perspektivische Darstellung eines
Gestellform-Messabschnitts;
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Fig. 16 eine Seitenansicht des
Gestellform-Messabschnitts gesehen aus der Richtung, die der Pfeil A in Fig. 15
angibt;
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Fig. 17 ein Blockdiagramm des Aufbaus des
Steuerabschnitts, der den Betriebsablauf der
Gestellform-Messvorrichtung steuert;
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Fig. 18 eine perspektivische Darstellung der
Gestellform-Messvorrichtung, die erläutert, wie ein Brillengestell
gehalten wird;
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Fig. 19 eine Draufsicht eines Zustands, in dem ein
Gestellhalteglied gegen einen oberen Abschnitt des Gestells
gedrückt wird;
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Fig. 20 eine Ansicht eines ersten Zustands eines
Gestellhalteabschnitts;
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Fig. 21 eine Ansicht eines zweiten Zustands des
Gestellhalteabschnitts;
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Fig. 22(A) einen Aufriss der Gestellhaltevorrichtung der
Gestellform-Messvorrichtung;
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Fig. 22(B) eine Draufsicht der Gestellhaltevorrichtung
der Gestellform-Messvorrichtung;
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Fig. 23 ein Flussdiagramm eines Gestellhaltevorgangs,
den die Steuerschaltung ausführt;
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Fig. 24 ein Flussdiagramm, das Einzelheiten des Schritts
S11 in Fig. 23 darstellt;
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Fig. 25(A) eine erste Querschnittsdarstellung, die
erläutert, wie sich ein Tasterkopf in eine Gestellnut einfügt;
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Fig. 25(B) eine zweite Querschnittsdarstellung, die
erläutert, wie sich der Tasterkopf in eine Gestellnut einfügt;
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Fig. 26 eine Skizze, die die Form eines Gestells
darstellt;
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Fig. 27 eine Darstellung eines Teils des Gestells,
gesehen aus der Richtung, die der Pfeil 71 in Fig. 26 angibt;
und
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Fig. 28 eine Vorderansicht eines Gestells, die die
Bewegung eines Tasterkopfs erläutert.
BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Es sei an dieser Stelle darauf hingewiesen, dass die
Erfindung eine Halteeinrichtung wie in Anspruch 1 bestimmt
betrifft. Bezugnahmen auf andere Vorrichtungen dienen nur der
Erläuterung.
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Fig. 3 zeigt eine perspektivische Darstellung einer
Einrichtung zum Messen der Form eines Brillengestells. Eine
Gestellform-Messvorrichtung 201 besitzt ein Gehäuse 202 als
äußeres Bauteil, das einen Gestellhalteabschnitt, einen
Gestellform-Messabschnitt, einen Steuerabschnitt zum Steuern
der Arbeit des Halteabschnitts und des Messabschnitts usw.
einschließt. Der Gestellhalteabschnitt, der
Gestellform-Messabschnitt und der Steuerabschnitt werden im Weiteren in der
angegebenen Reihenfolge beschrieben.
I. Aufbau der Gestellform-Messvorrichtung
I-1. Aufbau des Gestellhalteabschnitts
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Ein Gehäuse 203 mit rechteckiger, rahmenartiger Form ist
auf der Oberseite des Gehäuses 202 montiert, siehe Fig. 3. Im
Gehäuse 203 ist eine Gestellhaltevorrichtung 204 befestigt.
Die Gestellhaltevorrichtung 204 ist im Wesentlichen aus einem
hinteren Halter 205 und einem vorderen Halter 206 aufgebaut.
Den vorderen und den hinteren Halter 205 und 206 kann man
gleichzeitig in entgegengesetzten Richtungen parallel zur
Tiefenrichtung der Messvorrichtung verschieben. Hierbei sind
allgemein verschiedene Richtungen abhängig von der
Ausrichtung der Gestellform-Messvorrichtung 201 bezeichnet.
Insbesondere ist ein Teil der Einrichtung 201, an der eine
Bedientafel 223 angeordnet ist, als Vorderteil bezeichnet.
Zahlreiche Bauteile sind mit näheren Bestimmungen bezeichnet, z. B.
"vorne", "hinten", "links", "rechts", "oben", "unten" usw.,
so wie sie gesehen von der Vorderseite der Einrichtung 201
angeordnet sind.
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An der Vorderseite des hinteren Halters 205 ist eine
Kontaktplatte 207 angeordnet. In die Kontaktplatte 207 sind
nahe an ihrer Mitte Öffnungen 207a und 207b eingeschnitten.
Vom hinteren Halter 205 stehen jeweils durch die Öffnungen
207a bzw. 207b die Klemmabschnitte 208 und 209 vor, die die
jeweiligen unteren Abschnitte der linken und rechten Ränder
eines Gestells von oben und unten einspannen. Wird ein Knopf
210 betätigt, so spannen die Klemmabschnitte 208 und 209
jeweils den zugehörigen Rand mit einem vorbestimmten Druck von
oben und unten ein, und sie richten die Mitte des Rands in
Dickenrichtung auf eine vorbestimmte Einspannposition aus.
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Die Kontaktplatte 207 ist mit Schienen 211 und 212
versehen, die von einer Seite zur anderen (bzw. waagrecht)
verlaufen. Auf den Schienen 211 und 212 sind jeweils Hilfsteile
213 bzw. 214 gleitfähig montiert. Die Hilfsteile 213 und 214
dienen zum Einspannen des unteren Gestellabschnitts von den
Seiten der rechten und linken Ränder und ordnen damit das
Gestell an.
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Der vordere Halter 206 besteht hauptsächlich aus einem
Gestellhalteteil 215 und einem Trägerteil 216, das das Teil
215 trägt. Das Gestellhalteteil 215 ist auf einem
Befestigungsabschnitt 217 montiert, damit es sich in einer
waagrechten Ebene in einem vorbestimmten Winkelbereich um den
Abschnitt 217 drehen kann. Die Rückseite des Gestellhalteteils
215 ist als im Wesentlichen ebene Fläche ausgebildet, die mit
den oberen Abschnitten der Gestellränder in Berührung
gebracht wird.
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Das Gestellhalteteil 215 ist mit Schienen 218 und 219
versehen, die von einer Seite zur anderen (bzw. waagrecht)
verlaufen. Auf den Schienen 218 und 219 sind jeweils
Hilfsteile 220 und 221 gleitfähig montiert. Die Hilfsteile 220 und
221 dienen zum Einspannen des oberen Gestellabschnitts von
den Seiten der rechten und linken Ränder und ordnen damit das
Gestell an.
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Nachdem der vordere und der hintere Halter 205 und 206
ein Brillengestell korrekt halten, beginnt die automatische
Gestellformmessung mit Hilfe eines Tasters 30. Dies wird im
Weiteren beschrieben. Die automatische Messung erfolgt durch
einen Befehl von einer Tafel 223, die am Vorderteil des
Gehäuses 202 angebracht ist.
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Auf der Tafel 223 befinden sich allgemein ein Startknopf
223a, ein Anhalteknopf 223b, ein Einspannknopf 223c und ein
Knopf 223d zum Vorwärts- und Rückwärtsbewegen. Der Startknopf
223a dient zum Starten der automatischen Messung. Der
Anhalteknopf 223b dient zum Anhalten der automatischen Messung in
der Mitte. Den Einspannknopf 223c verwendet man dazu, die
Klemmabschnitte 208 und 209 um ein sehr kleines Stück zur
Rückseite der Einrichtung hin (nach hinten) zu bewegen.
Drückt man den Einspannknopf 223c, so wird das
Gestellhalteteil 215 automatisch in der momentanen Winkellage fixiert.
Der Knopf 223d zum Vorwärts- und Rückwärtsbewegen dient dazu,
die Vorwärts- und Rückwärtsbewegung des Tasters 30 während
einer manuellen Formmessung zu steuern.
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Fig. 4 zeigt eine perspektivische Darstellung der
Rückseite der Gestellform-Messvorrichtung 201 mit abgenommenem
Gehäuse 203. Im Folgenden werden verschiedene Richtungen -
wie oben angegeben - abhängig von der Ausrichtung der
Gestellform-Messvorrichtung 201 bezeichnet. Der Teil der
Einrichtung 201, an der sich die Tafel 223 befindet, wird als
Vorderteil bezeichnet. Ausgehend davon werden verschiedene
nähere Bestimmungen verwendet, z. B. "vorne", "hinten",
"links", "rechts", "oben", "unten" usw.
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Die Gestellhaltevorrichtung 204 ist auf der Oberseite
202a des Gehäuses 202 angeordnet. Der vordere und der hintere
Halter 205 und 206 sind verschiebbar auf einem Tisch 224
montiert. Der Tisch 224 ist mit einer Kunstharzlage 224b
bedeckt. In ihn ist eine Öffnung 224a geschnitten, in der sich
der Taster 30 bewegen kann. An den linken und rechten Kanten
des Tisches 224 sind die Seitenrahmen 225 bzw. 226
angeordnet. Eine stangenförmige Welle 227 verbindet die Vorderenden
der Seitenrahmen 225 und 226 miteinander. Eine weitere
stangenförmige Welle 228 verbindet die rückwärtigen Enden der
Seitenrahmen 225 und 226 miteinander.
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Die hintere Welle 228 ist mit einer waagrechten
Antriebseinheit 229 verbunden (von einer Seite zur anderen
wirkend), die mit dem Gerätekörper verbunden ist. In der
waagrechten Antriebseinheit 229 ist ein Motor 229a für den
waagrechten Antrieb untergebracht, der an einem Ende seiner
Drehwelle ein Ritzel 229b hat. Der Motor 229a für den
waagrechten Antrieb ist so angeordnet, dass das Ritzel in eine
nicht dargestellte Zahnstange eingreift, die auf der Welle
228 ausgebildet ist. Durch eine Drehung des Motors 229a für
den waagrechten Antrieb gleitet die Welle 228 abhängig von
der Drehrichtung des Motors nach links oder rechts. Gleitet
die Welle 228 seitwärts, so bewegen sich der Tisch 224 und
verschiedene daran befestigte Bauteile, beispielsweise der
vordere und der hintere Halter 205 und 206, gemeinsam mit.
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Am Seitenrahmen 225 sind in der Nähe des vorderen und
des hinteren Endabschnitts die Riemenscheiben 230a bzw. 230b
montiert. Um die Riemenscheiben 230a und 230b ist ein Draht
231 geschlungen. In vergleichbarer Weise sind jeweils (nicht
dargestellte) Riemenscheiben in der Nähe des vorderen und des
hinteren Endabschnitts des Seitenrahmens 226 montiert. Um die
Riemenscheiben ist ein Draht 232 geschlungen.
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Mit den Drähten 231 und 232 sind jeweils die Enden 216a
und 216b (das Ende 216b ist nicht dargestellt) des
Trägerteils 216 des vorderen Halters 206 verbunden, und die Enden
233a bzw. 233b eines L-förmigen Teils 233, das die
Kontaktplatte 207 des hinteren Halters 205 trägt. Im Einzelnen ist
das Trägerteil 216 nur an der Innenseite eines jeden Drahts
231 und 232 mit Schrauben befestigt. Das Grundteil 233 ist
nur an der Außenseite eines jeden Drahts 231 und 232 mit
Schrauben befestigt.
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Die gegenüberliegenden Enden 216a und 216b des
Trägerteils 216 und die gegenüberliegenden Enden 233a und 233b des
Grundteils 233 sind verschiebbar auf (nicht dargestellten)
Schienen montiert, die an den Seitenrahmen 225 und 226
angeordnet sind. Das Ende 216a des Trägerteils 216 ist mit einer
Schraube auch an einem Ende einer Konstantkraftfeder 234
befestigt. Das andere Ende der Konstantkraftfeder 234 ist auf
eine Büchse 235 gewickelt, die an der Rückseite des
Seitenrahmens 225 angebracht ist, so dass das Trägerteil 216 nach
hinten gezogen wird.
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Bei der beschriebenen Anordnung ruhen die vorderen und
hinteren Halter 205 und 206 normalerweise ungefähr in der
Mitte des Tisches 224 und berühren einander. Bewegt die
Bedienperson einen der Halter von Hand gegen die Zugkraft der
Konstantkraftfeder 234, so gleiten die Halter 205 und 206
jeweils um die gleiche Entfernung in entgegengesetzte
Richtungen. Bewegt man den hinteren Halter 205 um ein gewisses
Stück nach hinten, so gleitet der vordere Halter 206 um das
gleiche Stück nach vorn.
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Am hinteren Ende des Grundteils 233 sind angeordnet: der
Knopf 210, die Antriebseinheiten 236 und 237 für die
senkrechte Richtung, die die Klemmabschnitte 208 bzw. 209
vertikal bewegen, eine hintere Antriebseinheit 238, die den Knopf
210 und die Klemmabschnitte 208 und 209 relativ zum Grundteil
233 nach hinten bewegt, und ein Bremsmechanismus 239, der die
Bewegung des Grundteils 233 abbremst.
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Der Knopf 210 ist über eine Riemenscheibe 240 und einen
Draht 241 mit den inneren Mechanismen der Antriebseinheiten
236 und 237 für die senkrechte Richtung verbunden. Wird der
Knopf 210 niedergedrückt, so überträgt der Draht 241 die
Abwärtsbewegung auf den inneren Mechanismus der
Antriebseinheiten 236 und 237 für die senkrechte Richtung. Dadurch
bewegen sich die Klemmabschnitte 208 und 209 vertikal.
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Die verschiedenen auf dem Grundteil 233 angeordneten
Vorrichtungen werden nun ausführlich beschrieben.
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Fig. 5 zeigt eine Draufsicht des mittleren Abschnitts
des Grundteils 233. Das Grundteil 233 besitzt einen
senkrechten Abschnitt 233c, an dem die Kontaktplatte 207 befestigt
ist, und einen waagrechten Abschnitt 233d, auf dem ein
Gleittisch 242 verschiebbar angeordnet ist. Am Gleittisch 242 sind
der Knopf 210, die Antriebseinheiten 236 und 237 für die
senkrechte Richtung, ein Teil der Rückwärts-Antriebseinheit
238 und ein Teil des Bremsmechanismus 239 befestigt.
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Die Rückwärts-Antriebseinheit 238 ist hauptsächlich aus
einen Rückwärts-Antriebsmotor 238a, einer Zahnstange 238c und
einem Grundteil 238d aufgebaut. Der Rückwärts-Antriebsmotor
238a ist an dem Grundteil 238d befestigt. Die Zahnstange 238c
ist mit Schrauben am Gleittisch 242 befestigt. Das Grundteil
238d ist an einer Befestigungsplatte 233e montiert, die
vertikal aus dem hinteren Ende des waagrechten Abschnitts 233d
aufsteigt.
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Auf der Welle des Rückwärts-Antriebsmotors 238a ist ein
Ritzel 238b befestigt, das in die Zahnstange 238c eingreift.
Dreht sich der Rückwärts-Antriebsmotor 238a, so wird die
Kraft über das Ritzel 238b auf die Zahnstange 238c
übertragen. Damit verschiebt sich der gesamte Gleittisch 242 nach
vorne oder hinten.
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Der Bremsmechanismus 239 ist im Wesentlichen aus einem
Gleitstück 239a, einem Bremsteil 239b und einem konvexen Teil
239c aufgebaut. Das Gleitstück 239a ist mit Schrauben am
Gleittisch 242 befestigt, so dass es sich zusammen mit dem
Tisch 242 vorwärts oder rückwärts bewegt. Befindet sich der
Gleittisch 242 in der nächstmöglichen Stellung bezüglich des
senkrechten Abschnitts 233c des Grundteils 233, so ist das
Gleitstück 239a vom konvexen Teil 239c getrennt. Wird der
Gleittisch 242 um einen vorbestimmten Abstand nach hinten
bewegt, so berührt der hintere Teil des Gleitstücks 239a den
Kopf des konvexen Teils 239c.
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Fig. 6 zeigt eine Querschnittsdarstellung des Grundteils
entlang der Linie A-A in Fig. 5. Wie dargestellt ragen aus
der Kontaktplatte 207 nur die Klemmteile 208a bis 208d, die
den Klemmabschnitt 208 bilden (die Abbildung zeigt nur die
Klemmteile 208a und 208c), nach vorn heraus. Die oberen
Klemmteile 208a und 208b sind an einem oberen Antriebsteil 236a
der Antriebseinheit 236 für die senkrechte Richtung
befestigt. Die unteren Klemmteile 208c und 208d sind an einem
unteren Antriebsteil 236b der gleichen Einheit 236 befestigt.
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Zwischen dem dargestellten Klemmteilepaar (208a, 208c)
und dem Klemmteilepaar (208b, 208d), das sich hinter dem in
Fig. 6 dargestellten Paar befindet, ist ein senkrechter
Kontaktstab 208e angeordnet. Der Kontaktstab 208e dient zum
Halten eines Brillengestells zusammen mit den Klemmteilen
208a bis 208d und auch zum Aufrechterhalten eines konstanten
Abstands zwischen dem Gestell und der Kontaktplatte 207.
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Die oberen und unteren Antriebsteile 236a und 236b sind
so angeordnet, dass sie senkrecht entlang einer Welle 236c
beweglich sind, die durch ihre Mitte verläuft. Sie berühren
einander normalerweise durch die Einwirkung einer Feder 236d
nahe an der Mitte der Welle 236c. Das obere und das untere
Antriebsteil 236a und 236b sind beide über ein
Verbindungsteil 236f mit einem rotierenden Teil 236e verbunden.
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Das rotierende Teil 236e ist über den Draht 241, siehe
Fig. 4, mit dem Knopf 210 verbunden. Wird der Knopf 210
niedergedrückt, so dreht sich das rotierende Teil 236e in einer
Ebene senkrecht zur Papieroberfläche, und das obere und das
untere Antriebsteil 236a und 236b bewegen sich aufwärts bzw.
abwärts. Trennen sich das obere und das untere Antriebsteil
236a und 236b auf diese Weise voneinander, so heben bzw.
senken sich die daran befestigten Klemmteile 208a bis 208d
entsprechend. Drückt die Bedienperson den Knopf 210 nicht mehr
nieder, so kehren das obere und das untere Antriebsteil 236a
und 236b durch die Kraft der Feder 236d in ihre Ausgangslage
zurück. Damit bewegen sich die oberen und unteren Klemmteile
208a bis 208d um ein gleich großes Stück aufwärts oder
abwärts, und der Mittelpunkt des Einspannhubs wird nicht
verschoben. Dabei wird die Lage, in der ein Brillengestell
gehalten wird, von unterschiedlich dicken Gestellrändern nicht
beeinflusst.
-
Die Antriebseinheit 237 für die senkrechte Richtung und
der Klemmabschnitt 209 sind im Wesentlichen genauso aufgebaut
wie die Antriebseinheit 236 für die senkrechte Richtung bzw.
der Klemmabschnitt 208, die auch neben ihnen angeordnet sind.
Sie werden daher nicht mehr beschrieben.
-
Die Antriebseinheit 236 für die senkrechte Richtung ist
normalerweise in größtmöglicher Nähe zur Kontaktplatte 207
angeordnet und gleitet nach hinten, wenn der Motor 238a
angesteuert wird. Der Motor 238a arbeitet immer dann, wenn der
Klemmknopf 223c auf der Tafel 223 niedergedrückt wird, um den
Gleittisch 242 ein vorbestimmtes Stück zu verschieben. Die
Rückwärtsbewegung des Gleittischs 242 erfolgt jedoch nur
zweimal hintereinander. Wird der Klemmknopf 223c dreimal
nacheinander gedrückt, so dreht sich der Motor 238a in
umgekehrter Richtung und führt den Tisch 242 in seine
Ausgangslage zurück.
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Bei jeder Rückwärtsbewegung des Gleittischs 242 bewegen
sich auch die Klemmteile 208a bis 208d und das Gleitstück
239a nach hinten. Hat sich der Tisch 242 einmal verschoben,
so berührt das Gleitstück 239a den Kopf des konvexen Teils
239c und schiebt das Bremsteil 239b nach unten. Das Bremsteil
239b ist senkrecht um einen Zapfen 239e schwenkbar.
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Mit dem rückwärtigen Ende des Bremsteils 239b ist ein
Ende der Feder 239d verbunden; ihr anderes Ende ist an der
Befestigungsplatte 233e angebracht. Die elastische Kraft der
Feder 239d hält das Bremsteil 239b normalerweise nahezu
waagrecht. Drückt das Gleitstück 239a das konvexe Teil 239c
nieder, so schwenkt das Bremsteil 239b um den Zapfen 239e nach
unten und wird gegen die Kunstharzlage 224b auf dem Tisch 224
gedrückt. Dadurch entsteht ein reibender Eingriff zwischen
dem Bremsteil 239b und der Lage 224b, und die Bewegung des
gesamten Grundteils 233 wird abgebremst. Die Position sowohl
des hinteren Halters 205 als auch des vorderen Halters 206 in
der Tiefenrichtung der Einrichtung bleiben jedoch fest.
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Es wird nun der Aufbau des vorderen Halters 206
beschrieben.
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Fig. 7 zeigt eine Querschnittsdarstellung der
Gestellform-Messvorrichtung entlang der Linie B-B in Fig. 4. Das
Gestellhalteteil 215 ist über einer oberen Platte 216c des
Trägerteils 216 angeordnet, und ist über eine Schraube 217a
und Lager 217b im Montageabschnitt 217 waagrecht schwenkbar
gehalten. Das Gestellhalteteil 215 ist mit etwas Spiel
eingebaut, so dass es auch eine senkrechte Schwenkbewegung über
einen sehr kleinen Winkel ausführen kann. Innerhalb des
Gestellhalteteils 215 ist ungefähr auf dessen halber Höhe eine
Zwischenplatte 215a ausgebildet.
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Ein links in Fig. 7 dargestellter Schiebemotor 243 ist
auf dem Trägerteil 216 montiert. An der Welle des
Schiebemotors 243 ist ein Schiebeteil 243a befestigt. Es ragt durch
eine in die obere Platte 216c geschnittene Öffnung 216d in
den Raum, den das Gestellhalteteil 215 umgibt. Das
Schiebeteil 243a ist ein zylindrisches Teil, dessen Durchmesser
geringfügig kleiner ist als die Breite zwischen der vorderen
und hinteren Innenwand des Gestellhalteteils 215. Das
Schiebeteil 243a stößt gegen die Innenwand des Gestellhalteteils
215, wenn das Teil 215 waagrecht um einen vorbestimmten
Winkel gedreht wird, und verhindert damit eine weitere Drehung
des Gestellhalteteils 215.
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Zudem ist das Schiebeteil 243a so angeordnet, dass es im
Normalzustand die Zwischenplatte 215a gerade berührt oder
durch einen engen Spalt (T) davon getrennt ist, siehe Fig. 8.
Wird der Schiebemotor 243 betätigt, so hebt sich das
Schiebeteil 243a und schiebt die Zwischenplatte 215a nach oben,
wodurch sich das gesamte Gestellhalteteil 215 geringfügig im
Uhrzeigersinn neigt, siehe Fig. 7 und 8.
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Ein Anschlag 244 ist mit einer Schraube am rechten Teil
(Fig. 7) der oberen Platte 216c befestigt. Der Anschlag 244
ist so angeordnet, dass im Normalzustand ein kleiner Spalt
245 (AT in Fig. 8) zwischen der oberen Fläche des Anschlags
und der Zwischenplatte 215a vorhanden ist. Wird der
Schiebemotor 243 betätigt und das Gestellhalteteil 215 geneigt,
siehe Fig. 9, so berührt der Anschlag 244 die Zwischenplatte
215a, und die Reibungskraft verhindert eine waagrechte
Drehung des Gestellhalteteils 215. Da in der Praxis das
Gestellhalteteil 215 um einen sehr kleinen Winkel geneigt ist,
beeinflusst die Neigung des Teils 215 in keiner Weise den
Berührzustand mit dem Brillengestell. Als anderes Mittel zum
Beenden der Schwenkbewegung kann man einen zusätzlichen Motor
verwenden, der die Schwenkbewegung steuert, oder man kann
anstelle des erläuterten Beispiels einen zusätzlichen
Mechanismus bereitstellen, der ein Teil enthält, das die
Schwenkbewegung steuert.
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Es wird nun ein Anfangsbetätigungsmechanismus in
Z-Richtung beschrieben, der den Taster 30 in axialer Richtung
(Z-Richtung) in eine vorbestimmte waagrechte Stellung bewegt.
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Fig. 10 zeigt eine vergrößerte Seitenansicht eines
Oberteils des Anfangsbetätigungsmechanismus 60 in Z-Richtung in
Fig. 16, der später ausführlich beschrieben wird. Der
Betätigungsmechanismus ist an der Gleitplatte 16 befestigt und
besteht aus einem Z-Richtungs-Motor 61, der umfasst: einen
Schrittmotor, eine durch den Z-Richtungs-Motor 61
angetrie
bene Getriebebaugruppe 62, eine Schiebewelle 63, die durch
den Z-Richtungs-Motor 61 verläuft und durch die
Getriebebaugruppe 62 in senkrechter Richtung (Fig. 10) bewegt wird, und
einen Ursprungssensor 64, der vom unteren Ende der
Schiebewelle 63 betätigt wird.
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Die Schiebewelle 63 verbleibt normalerweise in einer
Stellung, in der der Ursprungssensor 64 eingeschaltet ist.
Führt man dem Z-Richtungs-Motor 61 eine vorbestimmte Anzahl
elektrischer Impulse zu, so hebt er die Schiebewelle 63 an
und drückt den Taster 30 nach oben. Der Z-Richtungs-Motor 61
hält an, wenn der Taster 30 eine vorbestimmte Position
erreicht. Der Taster 30 wird in dieser Stellung gehalten, bis
elektrischer Strom in Gegenrichtung durch den
Z-Richtungs-Motor 61 geleitet wird. Speist man Strom in Gegenrichtung in
den Z-Richtungs-Motor 61 ein, so senkt er die Schiebewelle 63
ab, und der Ursprungssensor 64 schaltet ein. Daraufhin wird
die Stromeinspeisung in den Motor 61 beendet.
I-1-1. Aufbau des Tasters
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Es wird nun der Aufbau des Tasters im
Anfangsbetätigungsmechanismus 60 in Z-Richtung beschrieben, siehe Fig. 10.
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Fig. 11 zeigt eine Querschnitts-Seitenansicht eines
Gehäuses, des unteren Endes des Tasters und des oberen Endes
der Schiebewelle in vergrößertem Maßstab. Ein äußerer
Zylinder 65 ist in einer Hülse 31 angeordnet, die an der
Gleitplatte 16 befestigt ist. Im äußeren Zylinder 65 ist ein Käfig
49 angeordnet. Der Aufbau des Käfigs 49 wird anhand von
Fig. 12 erklärt.
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Fig. 12 zeigt eine perspektivische Darstellung des
Käfigs 49. Der Käfig 49 enthält eine große Anzahl Kugeln 49a
bis 49n und einen zylindrischen Halter 49p, der die Kugeln
drehbar festhält. Jede der Kugeln 49a bis 49n steht innen und
außen über den Halter 49p vor.
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Der Säulenabschnitt des Tasters 30 verläuft im Inneren
des Käfigs 49, siehe nochmals Fig. 11, und hat einen
Außendurchmesser, der geringfügig kleiner ist als der
Innendurchmesser des Käfigs 49 (d. h. der Durchmesser eines Zylinders,
der entsteht, wenn man die innersten Punkte der Kugeln 49a
bis 49n verbindet). Genauer gesagt besteht ein Unterschied
von ungefähr 1% zwischen dem Außendurchmesser des
Säulenabschnitts und dem Innendurchmesser des Käfigs 49. Dieser
kleine Spalt ermöglicht das Gleiten des Säulenabschnitts des
Tasters 30 gegen den Käfig 49.
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In die untere Endfläche des Tasters 30 ist ein Loch 30a
geschnitten. Das Loch 30a ist um die Achse des
Säulenabschnitts des Tasters 30 zugespitzt. Die Schiebewelle 63 ist
bezüglich des Lochs 30a, das der Welle 63 gegenüberliegt,
exzentrisch angeordnet. Die Schiebewelle 63 ist insbesondere so
angeordnet, dass, wenn sie sich hebt, ein am distalen Ende
ausgebildeter axialer Vorsprung 63a die zugespitzte Fläche
des Lochs 30a berührt. Der Vorsprung 63a hat beispielsweise
eine abgerundete Spitze und eine kugelige Form.
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Durch diese exzentrische Anordnung ist der Taster 30
geringfügig gegen die Längsrichtung des Käfigs 49 geneigt,
wenn ihn die Schiebewelle 63 nach oben schiebt. Folglich
berührt der Säulenabschnitt des Tasters 30 den Käfig 49
teilweise eng, wobei kein Gleiten zwischen den beiden Teilen
zulässig ist. Wird der Taster 30 angehoben, so hebt sich auch
der Käfig 49 um eine Strecke, die genau halb so groß ist wie
die Strecke, um die der Taster 30 gehoben wird.
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Der Taster 30 weist am Rand eine Fase 30b auf, siehe
Fig. 11, die an einem Mittenabschnitt des Säulenabschnitts
ausgebildet ist und einen Außendurchmesser hat, der größer
ist als der Außendurchmesser des Säulenabschnitts und kleiner
als der Innendurchmesser des äußeren Zylinders 65. Die axiale
Position der Fase 30b ist so eingestellt, dass das untere
En
de der Fase 30b das obere Ende des Käfigs 49 berührt, wenn
sich der Käfig 49 in einer vorbestimmten untersten Stellung
befindet (der in Fig. 14 gezeigten Stellung) und sich der
Taster 30 in einer vorbestimmten untersten Stellung befindet
(die in Fig. 14 dargestellte Ursprungsposition).
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Fig. 13 zeigt eine teilweise aufgeschnittene Darstellung
der Form des Tasters 30 mit der Fase 30b. Fig. 14 zeigt eine
Querschnittsdarstellung, die angibt, wie der Taster 30 und
die Umgebungsteile angeordnet sind.
I-2. Aufbau des Gestellform-Messabschnitts
-
Fig. 15 und 16 zeigen die Gesamtanordnung des
Gestellform-Messabschnitts. Dabei zeigt Fig. 15 eine perspektivische
Darstellung des Messabschnitts, und Fig. 16 eine
Seitenansicht des Messabschnitts, gesehen aus der Richtung, die der
Pfeil A in Fig. 15 angibt. Der Gestellform-Messabschnitt ist
unter dem Gestellhalteabschnitt in Fig. 3 angeordnet.
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Der Messabschnitt umfasst eine Messeinheit 1, die die
Kontur einer Nut misst, die in jeden Rand eines
Brillengestells Fr eingeschnitten ist, das die Gestellhaltevorrichtung
unbeweglich in einer vorbestimmten Stellung hält. Die
Messeinheit 1 enthält ein U-förmiges rotierendes Grundteil 2, das
ein Motor 6 in θ-Richtung dreht, und zwar über eine
Steuerriemenscheibe 3, die an der Unterseite des rotierenden
Grundteils 2 befestigt ist, einen Steuerriemen 4 und eine
Steuerriemenscheibe 5. Ein Winkelgeber 9, der über die
Steuerriemenscheibe 3 mit dem Steuerriemen 4 verbunden ist, erfasst
den Drehwinkel. Der Motor 6 und der Winkelgeber 9 sind an
einer Grundplatte 10 des Messabschnitts befestigt (damit man
die anderen Teile des Messabschnitts besser sehen kann, zeigt
Fig. 15 nur einen Teil der Grundplatte 10). Die
Steuerriemenscheibe 3 und das rotierende Grundteil 2 sind in (nicht
dargestellten) Lagern auf der Grundplatte 10 drehbar
gehalten.
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Das rotierende Grundteil 2 der Messeinheit 1 besitzt
zwei Seitenplatten 11 und 12 und eine rechteckige
Mittelplatte 13, die die beiden Seitenplatten miteinander
verbindet. Zwei parallele Gleitführungswellen 14 und 15 verlaufen
zwischen den Seitenplatten 11 und 12. Auf den
Gleitführungswellen 14 und 15 ist eine Gleitplatte 16 so waagrecht
angeordnet, dass sie auf den Gleitführungswellen 14 und 15 in der
Richtung R verschiebbar ist. Zum leichtgängigen Führen der
Gleitplatte 16 weisen die Gleitführungen 17 und 18 drehbare
Rollen auf, die an der Unterseite der Gleitplatte 16
befestigt sind. Die Rollen sind auf gegenüberliegenden Flächen
der Gleitführungen 17 und 18 so angeordnet, dass die
Gleitführungen 17 und 18 die Gleitführungswellen 14 und 15 von
außen halten.
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Auf die Gleitplatte 16 wirkt die Kraft der
Konstantkraftfeder 20 in der Verschieberichtung R derart ein, dass
die Gleitplatte 16 zur Seitenplatte 12 gezogen wird. Ein Ende
der Konstantkraftfeder 20 ist auf eine Büchse 21 gewickelt,
siehe Fig. 16, die ihrerseits mit einem Träger 23 an der
Seitenplatte 12 befestigt ist. Das andere Ende der
Konstantkraftfeder 20 ist an einem Teil der Gleitplatte 16 befestigt.
Die Konstantkraftfeder 20 dient dazu, den Taster stets in die
Nut des Gestells Fr zu drücken.
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Der Abstand r, um den die Gleitplatte 16 in die Richtung
R bewegt wird, wird mit einem Reflexions-Weggeber 24
gemessen, der als Verschiebungsmaßstab dient. Der Weggeber 24
umfasst eine Skala 25, die zwischen den Seitenplatten 11 und 12
des rotierenden Grundteils 2 verläuft, einen an der
Gleitplatte 16 befestigten Detektor 26, der entlang der Skala 25
bewegbar ist, einen Verstärker 27 und ein flexibles Kabel 28,
das den Verstärker 27 mit dem Detektor 26 verbindet. Der
Verstärker 27 ist auf einem Halter 29 montiert, der an der
Seitenplatte 12 befestigt ist.
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Bewegt sich die Gleitplatte 16, so bewegt sich der
Detektor 26 mit und hält stets einen gleichen Abstand von der
Oberfläche der Skala 25. Der Detektor 26 speist dabei über
das flexible Kabel 28 ein Impulssignal in den Verstärker 27
ein. Der Verstärker 27 verstärkt das Eingangssignal und gibt
das entstehende Signal in einen später beschriebenen Zähler
ein.
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Die Gleitplatte 16 hält den Taster 30, der als
Messbauteil dient. Der Taster 30 ist in der Hülse 31 angeordnet, die
an der Gleitplatte 16 befestigt ist. Der genannte Käfig 49
(siehe Fig. 10-12) führt den Taster so, dass er sich drehen
kann und in senkrechter Richtung (Z-Richtung) beweglich ist.
Der Taster 30 hat einen Kopf 32, der die Form eines
wulstartigen Säulenkapitells hat. Der Tasterkopf 32 wird durch die
Einwirkung der Konstantkraftfeder 20 in die Nut des Gestells
Fr gedrückt und bewegt sich entlang der Gestellnut Fr, wenn
sich das rotierende Grundteil 2 dreht.
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Der Taster 30 bewegt sich abhängig von der Randform in
der Radiusrichtung des Gestellrands Fr. Der Weggeber 24 misst
wie erwähnt über die Hülse 31 und Gleitplatte 16 die in
Radiusrichtung durchlaufene Entfernung, d. h. den in Richtung
R durchmessenen Abstand r.
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Der Taster 30 bewegt sich entsprechend der Krümmung der
Gestellrands Fr auch in Z-Richtung. Eine
Z-Achsen-Messvorrichtung 33, die als Verschiebungsmaßstab dient, misst die in
Z-Richtung durchlaufene Entfernung. Die
Z-Achsen-Messvorrichtung 33, siehe Fig. 10, ist an der Gleitplatte 16 befestigt
und umfasst einen CCD-Linienbildsensor 34 (CCD = Charge-
Coupled Device) und eine Leuchtdiode 35 (LED, LED = Light-
Emitting Diode) als Lichtquelle.
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Der CCD-Linienbildsensor 34 und die Leuchtdiode 35 sind
einander gegenüberliegend angeordnet. Der Taster 30 hebt und
senkt sich abhängig von der Krümmung des Gestellrands Fr an
einem Ort zwischen dem Sensor 34 und der Leuchtdiode 35.
Damit verschiebt sich auch die Grenze zwischen dem Schatten des
Tasters 30 und dem hellen Bereich, der sich auf dem
CCD-Linienbildsensor 34 ausbildet, nach oben und unten, da der
Taster 30 die Lichtstrahlen der Leuchtdiode 35 unterbricht. Der
CCD-Linienbildsensor 34 erfasst die Entfernung vom Ende einer
Messebene des Sensors zur Grenze und misst damit die
Verschiebung z des Tasters 30 in Z-Richtung. Der
CCD-Linienbildsensor 34 setzt die Helligkeit an jedem Punkt der Messebene
in eine entsprechende Spannung um. Nach dem Empfang eines
äußeren Startimpulses gibt der CCD-Linienbildsensor 34
nacheinander ab dem Ende der Messebene synchron zu von außen
zugeführten Taktimpulsen Spannungen aus, die von der
Helligkeit der Einzelpunkte abhängen. Ein Komparator setzt diese
Spannungen in Binärsignale um. Die senkrechte Verschiebung
des Tasters 30 wird gemessen, indem man die Anzahl der
Taktimpulse zählt, und zwar ab der Erzeugung des Startimpulses
solange, bis der Binärsignalpegel von "0" auf "1" geht, d.
h., bis zu dem Punkt, der der Grenze zwischen dem
Tasterschatten und dem hellen Bereich entspricht.
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Der Messabschnitt ist auch mit einem
Motordrehungs-Begrenzungsmechanismus 36 versehen, der den Motor 6 nach der
Formmessung anhält, siehe Fig. 16. Dieser Mechanismus umfasst
ein die Drehung begrenzendes L-förmiges Metallteil 37, das an
der Randfläche der Steuerriemenscheibe 3 befestigt ist, eine
senkrecht verlaufende Unterbrecherstange 38, die von dem
L-förmigen Metallteil 37 betätigt wird, eine mit der
Unterbrecherstange 38 zusammengebaute Unterbrecherplatte 39, die
waagrecht verläuft, ein Paar Federn (nicht dargestellt), die
an der Unterbrecherplatte 39 und der Unterbrecherstange 38
waagrecht in entgegengesetzten Richtungen ziehen und dadurch
die Teile beweglich halten, und Photounterbrecher 41a und
41b, die gemeinsam mit der Unterbrecherplatte 39 betrieben
werden. Die Photounterbrecher 41a und 41b und die beiden
Federn sind an der Grundplatte 10 befestigt.
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Das die Drehung begrenzende L-förmige Metallteil 37
verschiebt die Unterbrecherstange 38, und es wird ein Signal
erzeugt, wenn die Unterbrecherplatte 39 die Photounterbrecher
41a und 41b durchläuft und das Licht unterbricht. Eine im
Weiteren beschriebene Steuerschaltung hält den Motor 6 an,
wenn sie dieses Signal empfängt.
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Der Messabschnitt enthält zudem, siehe Fig. 16, einen
Anfangsbetätigungsmechanismus 50 in R-Richtung, der den
Taster 30 vor der Formmessung in R-Richtung in eine
vorbestimmte Stellung bewegt (ungefähr die Mitte des Gestellrands).
Der Mechanismus 50 ist aufgebaut aus: einem R-Richtungs-Motor
51, der einen an der Seitenplatte 12 befestigten Schrittmotor
umfasst, einer am R-Richtungs-Motor 51 montierten
Riemenscheibe 52, einer an der Seitenplatte 11 befestigten
Riemenscheibe 53, einem Draht 54, der die Riemenscheiben 52 und 53
verbindet, einer Schraubenfeder 55 und einem Anschlag 56, die
einzeln in der Mitte des Drahts 54 angeordnet sind, und einem
an der Gleitplatte 16 befestigten Berührteil 57, das den
Anschlag 56 stets von rechts berührt, siehe Fig. 16.
-
Der Anschlag 56 wird nun ausführlich beschrieben. Nach
dem Abschluss der Formmessung bewegt der R-Richtungs-Motor 51
den Anschlag 56 in eine vorbestimmte Ursprungslage nahe an
der Riemenscheibe 53 und hält ihn dort. Daher ist die
Gleitplatte 16 vor Beginn einer nachfolgenden Formmessung nahe an
der Riemenscheibe 52 angeordnet. Durch das Einspeisen einer
vorbestimmten Anzahl elektrischer Stromimpulse bewegt der
R-Richtungs-Motor 51 den Anschlag 56 nach links, siehe Fig.
16. Durch die Wirkung der Konstantkraftfeder 20 bewegt sich
auch das Berührteil 57 nach links. Damit bewegt sich auch die
Gleitplatte 16 nach links. Hat sich die Gleitplatte 16 in die
Nähe einer vorbestimmten Position bewegt, so hält der
R-Rich
tungs-Motor 51 an. Anschließend hebt der
Anfangsbetätigungsmechanismus 60 in Z-Richtung den Kopf 32 des Tasters 30 auf
eine vorbestimmte Höhe an. Nachfolgend dreht sich der
R-Richtungs-Motor 51 in die gleiche Richtung und bewegt den
Anschlag 56 nach links, siehe Fig. 16, Damit bewegen sich das
Berührteil 57 und dementsprechend die Gleitplatte 16 nach
links. Dadurch berührt der Kopf 32 des Tasters 30 den Rand
des vorher befestigten Gestells Fr. Die Linksbewegung der
Gleitplatte 16 und des Berührteils 57 enden, der Anschlag 56
bewegt sich jedoch weiter nach links in eine vorbestimmte
Stellung, in der die Stromversorgung des R-Richtungs-Motors
51 unterbrochen wird.
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Nun erfolgt die Formmessung. Nach Abschluss der
Formmessung dreht sich der R-Richtungs-Motor 51 in umgekehrter
Richtung und bewegt den Anschlag 56 in die vorbestimmte
Ursprungslage nahe an der Riemenscheibe 53, und der Anschlag 56
wird wie beschrieben dort festgehalten. Damit wird die
Gleitplatte 16 in einer Stellung nahe an der Riemenscheibe 52
gehalten.
I-3. Aufbau des Steuerabschnitts
-
Fig. 17 zeigt ein Blockdiagramm des Aufbaus des
Steuerabschnitts, der die Abläufe im Gestellhalteabschnitt und im
Gestellform-Messabschnitt steuert. Eine Steuerschaltung 42,
die einen Microcomputer umfasst, ist auf einer
Steuerschaltungsplatine angeordnet, die sich im Gehäuse 202 befindet
(Fig. 4).
I-3-1. Anordnung des Steuerabschnitts, der den Halteabschnitt
steuert
-
Die Steuerschaltung 42, siehe Fig. 17, erhält ein
Betätigungssignal vom Startknopf 223a, vom Anhalteknopf 223b, vom
Klemmknopf 223c oder vom Vorwärts-Rückwärts-Bewegungsknopf
223d auf der Tafel 223. Abhängig vom Betätigungssignal
steuert die Steuerschaltung 42 den Rückwärtsmotor 238a, den
Schiebemotor 243 oder den Waagrechtmotor 229a. Die
Steuerschaltung 42 weist einen eingebauten Speicher 42a auf. Wird
ein Betätigungssignal vom Klemmknopf 223c eingegeben, so
speichert der Speicher 42a die Anzahl der in ihn eingegebenen
Signale.
I-3-2. Anordnung des Steuerabschnitts, der den Messabschnitt
steuert
-
Der Steuerschaltung 42 wird zudem, siehe Fig. 17, aus
dem CCD-Linienbildsensor 34 über einen Zähler 44 die Größe
der Vertikalbewegung des Tasters 30 zugeführt, und zwar als
Verschiebung z des Tasters 30 in Z-Richtung, und ebenso aus
dem Weggeber 24 über einen Zähler 45 die Größe der
Radialbewegung des Tasters 30 als Verschiebung r der Gleitplatte 16
in R-Richtung. Der Winkelgeber 9 gibt den Umfang der Drehung
der Messeinheit 1 als Drehwinkel θ in die Steuerschaltung 42
ein. Nach dem Empfang eines Ursprungssignals aus dem
Winkelgeber 9 speichert die Steuerschaltung 42 nacheinander im
Speicher 42a den Zählerstand, der zum Weggeber 24 gehört, d. h.
die r-Achsen-Daten, und den Zählerstand, der zum
CCD-Linienbildsensor 34 gehört, d. h. die z-Achsen-Daten, die beide zu
einem Winkelsignal aus dem Winkelgeber 9 gehören. Die Daten
θ, r und z werden in eine Rechenschaltung eingegeben (nicht
dargestellt), um die dreidimensionale Gestalt des Gestells Fr
zu gewinnen.
-
In die Steuerschaltung 42 werden auch die Signale aus
den Photounterbrechern 41a und 41b eingegeben.
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Die Steuerschaltung 42 gibt Ansteuersignale in den
θ-Richtungs-Antriebsmotor 6, den R-Richtungs-Motor 51 und den
Z-Richtungs-Motor 61 ein.
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Die Steuerschaltung 42 ist über eine Schnittstelle 43
mit einem Hostcomputer verbunden.
II. Arbeitsweise der Gestellform-Messvorrichtung
II-1. Haltevorgang des Gestellhalteabschnitts
-
Fig. 18 zeigt eine perspektivische Darstellung der
Gestellform-Messvorrichtung und erläutert, wie ein
Brillengestell gehalten wird. Bei Betätigung des Knopfs 210 öffnen
sich die Klemmteile 208a bis 208d des Klemmabschnitts 208 und
die Klemmteile 209a bis 209d des Klemmabschnitts 209 in
senkrechter Richtung. Bei in dieser Lage festgehaltenem Knopf 210
wird das Gestell Fr in die geöffneten Klemmabschnitte 208 und
209 derart eingesetzt, dass die unteren Abschnitte der linken
und rechten Gestellränder 271 und 272 jeweils in den
Abschnitten 208 und 209 liegen. Anschließend wird der Knopf 210
freigegeben. Dadurch spannen die Klemmabschnitte 208 und 209
jeweils die Gestellränder 271 und 272 ein, und das Gestell Fr
wird weich gehalten.
-
Anschließend werden die hinteren und vorderen Halter 205
und 206 aufeinander zu bewegt, damit das Gestellhalteteil 215
die Oberseite des Gestells Fr berührt.
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Fig. 19 zeigt eine Draufsicht eines Zustands, in dem das
Gestellhalteteil 215 die Oberseite des Gestells Fr berührt.
Im Allgemeinen weisen die linken und rechten Ränder eines
Gestells eine geringfügig ungleiche Größe auf. Hier sei
angenommen, dass der rechte Rand 271 um W kleiner ist als der
linke Rand 272, siehe Fig. 20. Berührt das Gestellhalteteil 215
das Gestell Fr mit derartigen Rändern, so dreht es sich um
einen kleinen Winkel θ im Uhrzeigersinn um den
Befestigungsabschnitt 217, und zwar bezüglich einer Linie parallel zur
Kontaktplatte 207. Folglich berührt das Gestellhalteteil 215
das Gestell Fr zuverlässig an zwei Punkten, siehe Fig. 21.
-
Nachdem die Klemmabschnitte 208 und 209 des hinteren
Halters 205 und das Gestellhalteteil 215 des vorderen Halters
206 das Gestell Fr halten, drückt die Bedienperson den
Klemmknopf 223c auf der Tafel 223. Daraufhin bewegen sich die
Klemmteile 208a bis 208d und 209a bis 209d der
Klemmabschnitte 208 und 209 ein sehr kurzes Stück nach hinten. Die
Kontaktplatte 207 wird mit dem Gestell Fr in Berührung
gehalten, und nur die Klemmteile 208a bis 208d und 209a bis
209d werden ins Innere der Kontaktplatte 207 gezogen. Die
Größe des Rückzugs hängt von der Breite des Gestellrands ab
(der Rückzug ist groß bei einem dicken Kunststoffgestell und
klein bei einem dünnen Metallgestell) und wird mit dem
Klemmknopf 223c eingestellt. Dadurch wird verhindert, dass der
Taster 30 die Klemmabschnitte 208 und 209 während der Messung
der Gestellform berührt. Beim Zurückziehen der
Klemmabschnitte 208 und 209 hält der Bremsmechanismus 239 die hinteren und
vorderen Halter 205 und 206 in den dann eingenommenen
Stellungen. Nach Abschluss des Rückzugs wird der Schiebemotor 243
des vorderen Halters 206 angesteuert, siehe Fig. 7. Dadurch
wird das Gestellhalteteil 215 in der dann eingenommenen Lage
festgehalten.
-
Wird in diesem Zustand der Klemmknopf 223c nochmals
niedergedrückt, so ziehen sich die Klemmteile 208a bis 208d und
209a bis 209d nochmals um ein kleines Stück zurück. Dies
erfolgt, wenn das eingespannte Gestell Fr ein dünnes Gestell
ist, beispielsweise ein Metallgestell. Muss das Gestell Fr
nochmals neu eingespannt werden, so drückt man erneut auf den
Klemmknopf 223c. Dadurch dreht sich der Schiebemotor 243 in
entgegengesetzter Richtung und das Gestellhalteteil 215 wird
freigegeben.
-
Nachdem die Klemmteile 208a bis 208d und 209a bis 209d
und das Gestellhalteteil 215 das Gestell Fr einspannen,
werden die zu den jeweiligen Vorrichtungen gehörenden Hilfsteile
213 und 214 und die Hilfsteile 220 und 221 nach innen
geschoben und halten damit das Gestell Fr von
gegenüberliegenden Seiten. Damit ist der Gestellhaltevorgang vollendet.
Anschließend wird der Startknopf 223a gedrückt. Daraufhin
bewegt die in Fig. 4 dargestellte Horizontalantriebseinheit 229
die hinteren und vorderen Halter 205 und 206 nach rechts.
Dadurch bewegt sich der rechte Rand 271 des Gestells Fr in die
Mitte der Messvorrichtung.
II-1-1. Einsetzvorgang des Tasters in den Gestellrand
-
Der Taster 30 weist einen Kopf 32 auf, siehe Fig. 22,
der als Messbauteil dient, und wird von dem
Anfangsbetätigungsmechanismus 60 in Z-Richtung getragen. Der Tasterkopf 32
besitzt spitz zulaufende Flächen, die in eine Nut 101a im
Rand des Gestells Fr passen, und ein verrundetes distales
Ende, und hat die Form eines wulstartigen Säulenkapitells.
Nachdem die Gestellhaltevorrichtung das Gestell Fr hält, hebt der
Anfangsbetätigungsmechanismus 60 in Z-Richtung den Taster 30
so, dass der Kopf 32 auf einer Höhe mit einer Mittellinie 103
bezüglich der Dicke (Tiefe) des Gestellrands liegt. Der
Taster wird in dieser Stellung gehalten. Anschließend bewegt
sich der Anfangsbetätigungsmechanismus 60 in Z-Richtung in
Richtung des Pfeils 108. Dadurch berührt der Tasterkopf 32
einen Teil des Gestellrands (in einer Lage, die die
gestrichelte Linie 106b angibt). In diesem Zustand wirkt auf den
Anfangsbetätigungsmechanismus 60 in Z-Richtung stets eine
Vorspannkraft in Richtung des Pfeils 108 ein.
-
Nachdem der Tasterkopf 32 das Gestell Fr berührt hat,
wird die Kraft zurückgenommen, die den Kopf 32 auf gleicher
Höhe mit der Mittellinie 103 hält. Der Kopf 32 kann sich
dadurch in Z-Achsenrichtung frei bewegen. Ist das Gestell Fr so
entworfen, dass der Grund der Randnut 101a nicht auf gleicher
Höhe mit der Mittellinie 103 liegt, so gleitet der Tasterkopf
32 normalerweise in den Grund der Randnut 101a, und die
Randkante des Kopfs 32 nimmt dessen Höhe an.
-
In gewissen Fällen rutscht der Tasterkopf 32
möglicherweise jedoch nicht in den Grund der Randnut 101a. Unter
Berücksichtigung dieses Zustands bewegt der
Anfangsbetätigungsmechanismus 60 in Z-Richtung dann den Tasterkopf 32
gering
fügig in eine Richtung (angegeben durch den Pfeil 109)
entgegengesetzt zur Richtung, in der der Tasterkopf 32 während
des Messens der Kontur der Randnut 101a bewegt wird. Dadurch
bewegt sich der Kopf 32 des Tasters 30 in Z-Achsenrichtung,
wenn sich der Anfangsbetätigungsmechanismus 60 in Z-Richtung
in Richtung des Pfeils 109 bewegt, und die Kante des
Tasterkopfs 32 wird mit dem Grund der Randnut 101a in Berührung
gebracht. Dies wird im Weiteren anhand von Fig. 26 bis 28
ausführlich beschrieben.
-
Nachdem sich der Anfangsbetätigungsmechanismus 60 in
Z-Richtung geringfügig in Richtung des Pfeils 109 bewegt hat,
bewegt er sich in die Richtung zum Messen der Kontur der
Randnut 101a (der Richtung des Pfeils 110, d. h. hin zu einem
Abschnitt des Gestells Fr nahe an der Nase des Trägers bei
aufgesetztem Gestell Fr), und beginnt mit der Messung der
Kontur der Randnut 101a.
II-1-2. Wirkungsweise der Fase am Taster
-
Nach dem Ende der Formmessung bewegt der
R-Richtungs-Motor 51 die Gleitplatte 16 in die Nähe der Riemenscheibe 53,
wie bereits anhand von Fig. 16 erklärt. Da die
Reaktionskraft, die das Gestell Fr senkrecht zur Achsenrichtung auf
den Tasterkopf 32 ausübt, nicht mehr vorhanden ist, löst sich
die enge Berührung zwischen dem Säulenabschnitt des Tasters
30 und dem Käfig 49, und die beiden Teile können
gegeneinander gleiten. Haftet in diesem Fall der Käfig 49 durch die
Zähigkeit des Schmieröls am äußeren Zylinder 65, so kann der
Taster 30 für sich gegen den Käfig 49 gleiten und durch sein
eigenes Gewicht absinken. Senkt sich der Taster 30 in dieser
Weise, so trifft das untere Ende der Fase 30b auf das obere
Ende des Käfigs 49 und drückt den Käfig 49 damit nach unten
in die in Fig. 14 dargestellte Position.
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Da der Käfig 49 in der vorbestimmten untersten Stellung
angeordnet ist, wenn die Messung erneut beginnt, verhindert
der Käfig 49 niemals die Hubbewegung des Tasters 30. Dadurch
ist es möglich, den Kopf 32 des Tasters 30 exakt in der
Randnut des Gestells Fr anzuordnen.
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Wie oben erwähnt, wird die Randnut des Gestells Fr mit
dem Kopf 32 des Tasters 30 verfolgt. Wahlweise kann man den
Außenrand einer Gestellschablone mit Hilfe der Aussparung 30c
des Tasters 30 verfolgen, siehe Fig. 13.
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Wie beschrieben trifft die Fase 30b des Tasters 30 auf
das obere Ende des Käfigs 49 und drückt dadurch den Käfig 49
nach unten. Damit kann man verhindern, dass der Käfig 49,
auch wenn er durch die Zähigkeit des Schmieröls am äußeren
Zylinder 65 haftet und nicht von selbst absinkt, in einer
angehobenen Stellung verbleibt. Erfolgt nochmals eine Messung,
so kann der Kopf 32 oder die Aussparung 30c des Tasters 30
exakt in der Randnut des Gestells Fr oder am Außenrand der
Gestellschablone angeordnet werden. Damit ist die Form exakt
messbar.
II-2. Haltesteuerungsvorgang für den
Gestellhalteabschnitt
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Fig. 23 zeigt ein Flussdiagramm eines
Gestellhaltevorgangs, den die Steuerschaltung 42 (Fig. 17) ausführt.
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[S1] Es wird festgestellt, ob der Klemmknopf 223c auf
der Tafel 223 niedergedrückt wird. Wird der Knopf 223c
gedrückt, so geht der Ablauf zum Schritt S2. Wenn nicht, wird
Schritt S1 wiederholt ausgeführt.
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[S2] Abhängig von dem im Speicher 42a gespeicherten
Daten wird festgestellt, ob der Klemmknopf 223c nach dem
Zurücksetzen zum ersten Mal gedrückt wird. Wird der Knopf 223c
zum ersten Mal gedrückt, so geht der Ablauf zum Schritt S3.
Wenn nicht, geht der Ablauf zum Schritt S5.
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[S3] Der Rückwärtsmotor 238a wird angesteuert und bewegt
die Klemmabschnitte 208 und 209 um einen Schritt nach hinten.
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[S4] Zeitgleich mit der Rückwärtsbewegung im Schritt S3
wird der Schiebemotor 243 angesteuert, um die Drehbewegung
des Gestellhalteteils 215 zu beenden.
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[S5] Abhängig von dem im Speicher 42a gespeicherten
Daten wird festgestellt, ob der Klemmknopf 223c nach dem
Zurücksetzen zum zweiten Mal gedrückt wird. Wurde der Knopf
223c vorher bereits einmal gedrückt, so geht der Ablauf zum
Schritt S6. Wenn nicht (die momentane Betätigung ist also die
dritte Betätigung), so geht der Ablauf zum Schritt S7.
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[S6] Der Rückwärtsmotor 238a wird angesteuert und bewegt
die Klemmabschnitte 208 und 209 um einen weiteren Schritt
nach hinten.
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[S7] Der Rückwärtsmotor 238a wird in umgekehrter
Richtung angesteuert und bewegt die Klemmabschnitte 208 und 209
nach vorne in die Ursprungsposition, d. h. in die Stellung
vor dem Beginn der Einstellung.
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[S8] Der Schiebemotor 243 wird in umgekehrter Richtung
angesteuert und die Einspannung des Gestellhalteteils 215
löst sich.
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[S9] Es wird festgestellt, ob der Klemmknopf 223c
niedergedrückt ist. Ist der Knopf 223c gedrückt, so geht der
Ablauf zum Schritt S2. Wenn nicht, geht der Ablauf zum
Schritt S10.
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[S10] Es wird festgestellt, ob der Startknopf 223a
gedrückt ist. Ist der Knopf 223a gedrückt, so geht der Ablauf
zum Schritt S11. Wenn nicht, kehrt der Ablauf zum Schritt S9
zurück.
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[S11] Der Waagrechtmotor 229a wird angesteuert und
bewegt den rechten Rand 271 des Gestells Fr zur Mitte der
Einrichtung. Anschließend wird die Form des rechten Rands 271
mit dem Taster 30 gemessen. Der Messvorgang wird im Weiteren
ausführlich anhand von Fig. 24 beschrieben. Nachdem der
rechte Rand 271 mit Hilfe des Tasters 30 ausgemessen ist, wird
der Waagrechtmotor 229a nochmals angesteuert und bewegt nun
den linken Rand 272 zur Mitte der Einrichtung. Es folgt das
gleichartige Ausmessen der Form des linken Rands 272. Die
durch die Formmessung ermittelten Daten werden im Speicher
42a der Steuerschaltung 42 gespeichert.
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Wird während der Messung der Gestellform der
Anhalteknopf 223b gedrückt, so hält die Steuerschaltung 42 den
Messvorgang sofort an.
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Da das Gestellhalteteil 215 wie beschrieben in einer
waagrechten Ebene schwenkbar ist, kann es das Gestell Fr auch
dann ohne Versagen an zwei Punkten berühren, wenn das zu
messende Gestell Fr rechte und linke Ränder mit
unterschiedlicher Größe oder Form hat. Damit muss das Gestell Fr nicht
fest in die vorderen und hinteren Halter 205 und 206
eingespannt werden und wird dennoch zuverlässig festgehalten.
Man kann das Gestell Fr also halten, ohne dass es sich
verformt, und eine exakte Gestellformmessung ist umsetzbar.
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In der obigen Ausführungsform ist das Gestellhalteteil
215 des vorderen Halters 206 waagrecht schwenkbar. Es kann
jedoch auch wahlweise der rückwärtige Halter 205 so entworfen
sein, dass er waagrecht schwenkbar ist.
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Wie beschrieben ist mindestens eines der zwei Halteteile
in einer Ebene schwenkbar, die zur Ebene des Gestellrands im
Wesentlichen parallel ist, und die Schwenkbewegung kann durch
einen Anschlagmechanismus angehalten werden. Damit kann man
auch ein Gestell zuverlässig halten, dessen linke und rechte
Gestellränder unterschiedlich groß sind, ohne dass eine große
Kraft erforderlich ist, und man kann die Gestellform exakt
vermessen, ohne das Gestell zu verformen.
II-3. Messsteuervorgang für den Gestellform-Messabschnitt
-
Fig. 24 zeigt ein Flussdiagramm mit Einzelheiten des
Schritts S11 in Fig. 23, d. h. des Gestellform-Messvorgangs.
Es wird nur der Formmessvorgang für einen der Gestellränder
anhand des Flussdiagramms erklärt.
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[S111] Der R-Richtungs-Motor 51 wird in Drehung
versetzt, wodurch der Taster 30, der sich dann in der
Ausgangslage nahe an der Riemenscheibe 53 befindet, mit Hilfe des
Anschlags 56, des Berührteils 57, der Gleitplatte 16 usw.
waagrecht ungefähr in die Mitte eines Rands des Gestells Fr
bewegt wird. Anschließend wird der R-Richtungs-Motor 51
angehalten.
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[S112] Nachfolgend wird der Z-Richtungs-Motor 61 in
Drehung versetzt und dadurch die Schiebewelle 63 angehoben, d. h., der Taster 30 wird angehoben. Erreicht der Kopf 32 des
Tasters 30 eine vorbestimmte Position auf der Z-Achse, so
wird der Z-Richtungs-Motor 61 angehalten und die Schiebewelle
63 in dieser Stellung gehalten. Die Schiebewelle 63 ist nun
nach oben frei beweglich. Die vorbestimmte Position auf der
Z-Achse stellt die Position in gleicher Höhe mit der
Mittellinie 103 in Fig. 22 dar.
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[S113] Der R-Richtungs-Mvtor 51 dreht sich in der
gleichen Richtung wie im Schritt S111 weiter und bewegt den
Anschlag 56 in die vorbestimmte Position. Anschließend wird der
R-Richtungs-Motor 51 angehalten. Durch die Einwirkung der
Konstantkraftfeder 20 folgt das Berührteil 57 in diesem Fall
dem Anschlag 56. Nachdem der Kopf 32 des Tasters 30 das
Gestell Fr berührt, folgt das Teil 57 dem Anschlag 56 nicht
mehr. Die Bewegung des Berührteils 57, der Gleitplatte 16
usw. ist beendet, nachdem der Tasterkopf 32 das Gestell Fr
berührt hat. In diesem Berührzustand wird der Kopf 32 des
Tasters 30 gegen das Gestell Fr gedrückt, wobei die
Konstantkraftfeder 20 die waagrechte Kraft ausübt.
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Zu diesem Zeitpunkt verhindert die Schiebewelle 63 eine
Abwärtsbewegung des Tasters 30 in Z-Achsen-Richtung, der
Taster 30 kann sich jedoch nach oben frei bewegen. Berührt der
Tasterkopf 32 eine untere geneigte Fläche Fr1 der Nut des
Gestells Fr und sitzt die Randkante des Tasterkopfs 32 nicht
im Nutgrund (beispielsweise bei einem Gestell Fr, bei dem die
Randnut bezüglich des Gestells geringfügig nach oben
ausge
terkopf 32 die geneigte Fläche der Nut berührt, oder wenn der
Tasterkopf 32 anstatt auf die geneigten Flächen gegen einen
anderen Abschnitt des Rands gedrückt wird. Dieses Problem
kann im folgenden Schritt gelöst werden.
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[S115] Der Motor 6 wird so in Drehung versetzt, dass
sich der Taster 30 gegen die Messrichtung θ bewegt (d. h. zu
einem Gestellabschnitt nahe am Ohr des Trägers, wenn das
Gestell aufgesetzt ist, siehe unten). Anschließend drückt das
die Drehung begrenzende L-förmige Metallteil 37 auf die
Unterbrecherstange 38. Unterbricht die Unterbrecherplatte 39
das Licht, das auf die Photounterbrecher 41a und 41b fällt,
so wird die Drehung des Motors 6 abhängig von einem Signal
angehalten, das durch die Lichtunterbrechung erzeugt wird.
Durch die Bewegung des Tasters 30 gegen die Messrichtung θ
ist ein Gleiten zwischen dem Tasterkopf 32 und der Randnut
selbst dann möglich, wenn die Reibungskraft so groß ist, dass
der Tasterkopf 32 nicht in den Grund der Randnut gleiten
kann, obwohl der Kopf 32 die geneigte Fläche der Nut berührt.
Die Kante des Tasterkopfs 32 kann schließlich auch dann mit
dem Grund der Randnut in Berührung gebracht werden, wenn der
Tasterkopf 32 anstatt auf die geneigten Flächen der Nut gegen
einen anderen Randabschnitt gedrückt wird. Dieser Fall wird
anhand von Fig. 26 bis 28 erklärt.
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Fig. 26 zeigt Gestellränderformen, wobei der obere Teil
eine Vorderansicht der Gestellränder und der untere Teil eine
Ansicht der Ränder von unten zeigt. Der rechte und der linke
Rand eines Gestells Fr ist wie dargestellt im Allgemeinen
bezüglich der Richtung 70 einer Brillenebene geneigt, und
jeder Rand ist entlang des Gesichts des Brillenträgers
gekrümmt.
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Fig. 27 zeigt einen Teil des Gestells Fr gesehen aus der
Richtung des Pfeils 71 in Fig. 26. Dabei entsprechen die
rechten und linken Seiten jeweils der Nasenseite bzw. Ohrseite
des Gestells. Die unteren und oberen Seiten entsprechen
jeweils der vorderen bzw. hinteren Seite der Brille. Da der
Gestellrand wie erwähnt gekrümmt ist, biegt sich der in Fig. 27
dargestellte Rand auf dem Weg nach links (zur Ohrseite des
Gestells) allmählich nach oben.
-
Allgemein sind Brillengestelle so entworfen, dass die
Randnut für ein gefälligeres Aussehen um so weiter vorne
liegt, je breiter das Gestell ist (je dicker der Rand ist).
D. h., siehe Fig. 27, die Randnut 73 liegt tiefer als die
Mitte des Gestellrands. Das Gestell Fr wird dadurch gehalten,
dass es die Klemmteile 208a bis 208d und 209a bis 209d des
Halteabschnitts von oben und unten einspannen. Der Kopf 32
des Tasters 30 wird an einer Stelle gegen das Gestell Fr
gedrückt, die zwischen dem Klemmteil 208a (208b, 209a, 209b)
und dem entsprechenden Klemmteil 208c (208d, 209c, 209d)
liegt. Ist daher das Gestell breit (Randdicke), und wird der
Kopf 32 des Tasters 30 gegen einen Abschnitt des Gestells Fr
gedrückt, der nicht die Randnut 73 ist, so kann der
Tasterkopf 32 nur an einem Abschnitt hinter der Randnut 73
angeordnet werden (aufwärts in Fig. 27).
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Zieht man die Biegung des Gestellrands und die Lage in
Betracht, die der Tasterkopf einnimmt, wenn die Gestellbreite
(Randdicke) groß ist, so wird der Taster 30 waagrecht zur
Ohrseite des Gestells Fr bewegt (Pfeil 74), d. h. gegen die
Messrichtung θ. Dadurch kann man den Kopf 32 des Tasters 30
verlässlich in die Randnut 73 einsetzen, siehe die
gestrichelte Linie. Der Taster 30 kann sich zu diesem Zeitpunkt
frei in Z-Achsenrichtung bewegen. Greift auch nur ein
Abschnitt des Kopfs 32 in die Randnut 73 ein, so berührt die
Randkante des Tasterkopfs 32 den Grund der Randnut 73, und
zwar durch die Einwirkung der geneigten Fläche der Nut 73 und
durch die Vorspannkraft der Konstantkraftfeder 20.
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[S116] Der Motor 6 wird entgegen der Drehrichtung in
Schritt S115 in Drehung versetzt (hin zur Nasenseite des
Gestells Fr), wobei sich der Taster 30 entlang des Gestellrands
in Messrichtung θ bewegt, wobei er sich dreht und die Randnut
berührt.
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Fig. 28 zeigt eine Vorderansicht des Gestells und
erläutert die Bewegungen des Kopfs 32 des Tasters 30 in den
Schritten S115 und S116. Wie dargestellt bewegt sich im Fall
des rechten Rands 271 des Gestells Fr der Tasterkopf 32
zunächst entlang der Randnut (Pfeil 75) zur Ohrseite des
Gestells. Anschließend bewegt sich der Tasterkopf zur
Nasenseite (Pfeil 76), und die Messung kann beginnen. In ähnlicher
Weise wird im Fall des linken Rands 272 der Tasterkopf 32
zuerst entlang der Randnut (Pfeil 77) zur Ohrseite des Gestells
bewegt und dann zur Nasenseite (Pfeil 78), um mit der Messung
zu beginnen.
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[S117] Nachdem der Taster 30 die Ausgangsposition der
Messung eingenommen hat, beginnt das Messen der Kontur der
Randnut des Gestells Fr. Der Weggeber 24 erfasst die Größe
der Bewegung des Tasters 30 in Radiusrichtung als
Verschiebung r der Gleitplatte 16 in Richtung R. Die Größe der
Bewegung des Tasters 30 in senkrechter Richtung erfasst der
CCD-Linienbildsensor 34 als Verschiebung z des Tasters 30 in
Richtung Z. Beim Empfang des Ursprungssignals aus dem
Winkelgeber 9 speichert die Steuerschaltung 42 nacheinander im
Speicher 42a den zum Weggeber 24 gehörenden Zählerstand r
(R-Achsen-Daten) und den zum CCD-Linienbildsensor 34
gehörenden Zählerstand z (Z-Achsen-Daten), der dem Winkelsignal
θ aus dem Winkelgeber 9 entspricht. Anhand der Daten θ, r und
z wird die dreidimensionale Gestalt des Gestells Fr
ermittelt.
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[S118] Nach einer Umdrehung des Drehtisches 2 drückt das
die Drehung begrenzende L-förmige Metallteil 37 auf die
Un
terbrecherstange 38. Die Unterbrecherplatte 39 unterbricht
das auf die Photounterbrecher 41a oder 41b fallende Licht,
woraufhin der Motor 6 stehen bleibt und die Messung aus
Schritt S117 angehalten wird.
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Der Tasterkopf in der obigen Ausführungsform besitzt die
Form eines wulstartigen Säulenkapitells mit einem verrundeten
distalen Ende. Er kann jedoch irgendeine andere Form
aufweisen, solange er einen Abschnitt enthält, der auf die
geneigten Flächen (sich verjüngenden Flächen) der Randnut eines
Gestells passt. Der Tasterkopf kann beispielsweise einen
trapezartigen, kreisförmigen oder elliptischen Querschnitt
haben.
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Wie beschrieben wird der Kopf 32 des Tasters 30, der
automatisch an der vorbestimmten Position des Gestells Fr
angeordnet worden ist, einmal entgegen der normalen
Messrichtung entlang der Randnut bewegt, bevor die Messung beginnt.
Zu diesem Zeitpunkt kann sich der Taster 30 in
Z-Achsenrichtung bewegen. Der Tasterkopf 32 findet daher immer, auch wenn
er sich außerhalb der Randnut befindet, in die Randnut
hinein, und die Messkante des Kopfs liegt eng am Nutgrund an.
Anschließend bewegt man den Taster 30 in normaler Richtung,
und die Formmessung beginnt in der Ursprungslage. Auf diese
Weise kann man zu Beginn der Messung den Kopf 32 des Tasters
30 exakt gegen die Randnut des Gestells Fr drücken.
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Der in der vorbestimmten senkrechten Ausgangslage
gehaltene Kopf 32 des Tasters 30 wird waagrecht zum Gestell Fr
hin bewegt und mit vorbestimmter Kraft gegen das Gestell Fr
gedrückt. Anschließend wird die Kraft weggenommen, die den
Tasterkopf 32 in seiner senkrechten Ausgangslage hält. Dieser
Vorgang ermöglicht es dem Tasterkopf 32, auf der geneigten
Fläche der Randnut des Gestells Fr zu gleiten, und der
Tasterkopf 32 kann zu Beginn der Messung exakt in die Randnut
des Gestells Fr eingesetzt werden.
II-3-1. Ergänzende Erklärung der Arbeitsweise des Tasters
-
Im Folgenden wird die Arbeitsweise des Tasters, dessen
Anordnung anhand von Fig. 11 und 12 beschrieben wurde, in
Zusammenhang mit dem oben erläuterten Formmessvorgang
ergänzend erklärt.
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Bei der Drehung des Z-Richtungs-Motors 61 hebt sich die
Schiebewelle 63. Dadurch hebt sich auch der Taster 30, und
sein Kopf 32 erreicht die vorbestimmte Position auf der
Z-Achse. In diesem Fall hebt sich auch der Käfig 49 aus
seiner untersten Stellung um die halbe Hubhöhe des Tasters 30.
Wird die Drehung des Z -Richtungs-Motors 61 angehalten, so
bleiben der Taster 30 und der Käfig 49 jeweils in ihren
angehobenen Stellungen (Schritt S112).
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Anschließend dreht sich der Z-Richtungs-Motor 61 in
umgekehrter Richtung, wobei die Schiebewelle 63 absinkt.
Erzeugt der Ursprungssensor 64 ein Ein-Signal, so wird der
Motor 61 angehalten. Da der Kopf 32 des Tasters 30 gegen das
Gestell Fr gedrückt wird und die Reaktionskraft in einer
Richtung senkrecht zu seiner Achse erfährt, ist der Taster 30
gegen die Längsrichtung des Käfigs 49 geringfügig geneigt.
Damit liegt der Säulenabschnitt des Tasters 30 teilweise eng
am Käfig 49 an, und die beiden Teile können nicht
gegeneinander gleiten. Dadurch bleibt der Käfig 49 in seiner
angehobenen Stellung, wenn die Schiebewelle 63 absinkt (Schritt
S114).
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Erfolgt nun anschließend die Formmessung oder wird der
Taster 30 entgegen der Messrichtung θ bewegt, so muss sich
der Kopf 32 des Tasters 30 leichtgängig in Z-Richtung
bewegen, wenn er der Kontur der Randnut des Gestells Fr folgt. Da
der Käfig 49 wie beschrieben in der angehobenen Stellung
bleibt, kann er sich nach unten bewegen. Sinkt der Taster 30
ab, so senkt sich der Käfig 49 um die Hälfte der Strecke, um
die sich der Taster 30 nach unten bewegt. Damit behindert der
Käfig 49 die Abwärtsbewegung des Tasters 30 nicht. Damit kann
sich der Taster 30 leichtgängig in senkrechter Richtung
bewegen, und es wird dadurch möglich, die Werte exakt zu
erfassen, die den Ort in Z-Achsenrichtung darstellen.
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In der obigen Einrichtung ist das Loch 30a in der
unteren Endfläche des Tasters 30 ausgebildet. Der Taster 30 kann
wahlweise so ausgebildet sein, dass eine konische Fläche aus
der unteren Endfläche koaxial zu ihr herausragt.
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Wie beschrieben sind die Schiebewelle 63 und die untere
Endfläche des Tasters 30 so angeordnet, dass an einer Stelle
auf den Taster 30 gedrückt wird, die exzentrisch zu seiner
Achse liegt. Bei dieser Anordnung ist keine Verschiebung
zwischen dem Taster 30 und dem Käfig 49 möglich. Hebt sich der
Taster 30, so hebt sich auch der Käfig 49 um genau die halbe
Hubstrecke des Tasters 30. Wird anschließend die Form
gemessen, so kann der Käfig 49 selbst absinken, und ermöglicht
damit, dass sich der Taster 30 nach unten bewegt. Damit kann
sich der Tasterkopf 32 leichtgängig in senkrechter Richtung
bewegen, und es wird möglich, die Form exakt zu messen.
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Die vorausgehende Darstellung erläutert lediglich die
Grundgedanken einer erfindungsgemäßen Halteeinrichtung für
ein Brillengestell. Da Fachleute leicht zahlreiche
Abwandlungen und Veränderungen erkennen können, ist nicht
beabsichtigt, die Erfindung auf den genauen Aufbau und die
Anwendungen einzuschränken, die beschrieben und dargestellt wurden.
Es wird davon ausgegangen, dass alle geeigneten Abwandlungen
der Halteeinrichtung in den Bereich der Erfindung fallen, der
im beigefügten Anspruch bestimmt ist.
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In der beschriebenen besonderen Ausführungsform der
Erfindung ist die Brille in einer Einrichtung zum Messen der
Gestalt des Gestells so montiert, dass die Ränder in einer im
Wesentlichen waagrechten Ebene liegen. Das Messbauteil 32
wird daher während des Messvorgangs in der beschriebenen
Weise waagrecht und senkrecht bewegt. Der Fachmann erkennt
natürlich, dass die besondere beschriebene Ausrichtung der
Komponenten für die Erfindung nicht wesentlich ist. Bezüge im
Anspruch auf waagrechte und senkrechte Positionen oder
Bewegungen dienen der Klarheit im Zusammenhang mit der besonderen
beschriebenen Ausführungsform. Es ist beabsichtigt, dass
diese Begriffe den Bereich des Anspruchs nur auf Positionen oder
Bewegungen in entsprechenden senkrechten Ebenen begrenzen. In
vergleichbarer Weise ist beabsichtigt, dass Bezüge im
Anspruch auf Aufwärts- und Abwärtsbewegungen nur Hin und Her
gehenden Bewegungen in jeweils einer der zueinander
senkrechten Ebenen bezeichnen.
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Desgleichen sollten Bezugnahmen auf obere und untere
Abschnitte des Gestells und die Vorder- und Rückseite des
Gestells lediglich in Bezug auf eine Brille gesehen werden, die
ein Träger im Gesicht trägt. Bezüge auf Aufwärts- und
Abwärtsrichtungen des Gestells sollten genauso aufgefasst werden.