DE7603687U

DE7603687U - Length measuring device

Info

Publication number: DE7603687U
Application number: DE19767603687
Authority: DE
Original assignee: Dr Johannes Heidenhain GmbH
Current assignee: Dr Johannes Heidenhain GmbH
Filing date: 1976-02-10
Publication date: 1976-06-16

Description

DR. JOHANNES HEIDENHAIN GMBH ^<:, :": . ]]','- . ".·'···, ^. FebruarDR. JOHANNES HEIDENHAIN GMBH ^<: ,: ":. ]] ',' - .". · '···, ^. February

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LängenmeßgerätLength measuring device

Die Erfindung betrifft ein Längenmeßgerät, vorzugsweise mit digitaler elektrischer Wegerfassung, das nach dem Abbeschen Prinzip gebaut ist. Dieses Prinzip verlangt bekanntlich, daß die zu messende Strecke die geradlinige Fortsetzung der Teilung des Meßgerätes bildet. Dadurch werden Meßfehler 1. Ordnung vermieden, die z.B. durch Kippen eines geführten Teiles in seinen Führungen entstehen können.The invention relates to a length measuring device, preferably with digital electrical displacement detection, which after Abbe's principle is built. As is well known, this principle requires that the distance to be measured is a straight line Continuation of the division of the measuring device forms. This avoids first-order measurement errors caused e.g. by Tilting of a guided part can arise in its guides.

Aus der deutschen Auslegeschrift 1 237 334- ist bereits ein nach dem Abbeschen Prinzip konstruiertes Längenmeß— gerät bekannt geworden. Dieses besitzt eine Meßpinole, die in Rollen gleitend gelagert und in deren Achse ein Glasmaßstab eingebaut ist. Zur Ablesung des Maßstabes ist ein optisches Ablesegerät vorgesehen, das am Gehäuse des Längenmeßgerätes ortsfest angebracht ist. Dieses Konstruktionsprinzip bedingt eine große Baulänge des Meßgerätes.From the German Auslegeschrift 1 237 334- is already a length measuring device constructed according to the Abbe principle has become known. This has a measuring quill, which is slidingly mounted in rollers and in the axis of which a glass scale is installed. For reading the scale an optical reading device is provided which is fixedly attached to the housing of the length measuring device. This The construction principle requires a large length of the measuring device.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Längenmeßgerät unter Einhaltung des Abbeschen Prinzips zu schaffen, das eine hohe Genauigkeit aufweist und sich bei großem Meßbereich durch eine geringe Baulänge sowie durch eine gewichts— arme, Jedoch äußerst stabile und einfache Bauweise auszeichnet. The object of the invention is to create a length measuring device in compliance with the Abbe principle, the one has high accuracy and, with a large measuring range, is characterized by a short overall length and a weight poor, but extremely stable and simple construction.

Die Erfindung löst die gestellte Aufgabe dadurch, daß der Maßstab ortsfest und die Abtastbaueinheit verschiebbar an-The invention solves the problem in that the scale is stationary and the scanning unit is displaceable.

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geordnet ist und daß ferner en der Abtastbaueinheit eine Meßpinole befestigt ist, die aus mindestens zwei Stangen besteht, die den Maßstab umgeben. Bei einer bevorzugten Ausführungsform sind die Stangen symmetrisch zur Teilungsachse des Maßstabes angeordnet. Unter "Teilungsachse" wird die Mitte der bei der Messung benutzten Teilungsbreite verstanden.is ordered and that a measuring quill is also attached to the scanning unit, which consists of at least two Rods that surround the scale. In a preferred embodiment, the rods are arranged symmetrically to the division axis of the scale. The center of the measurement is shown under "Division axis" used pitch width understood.

Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Schutzansprüchen. ι Further features of the invention emerge from the claims for protection. ι

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt.An exemplary embodiment of the invention is shown in the drawing.

Es zeigtIt shows

Figur 1 einen Schnitt nach der Linie E-F der Figur 3,Figure 1 is a section along the line E-F of Figure 3,

Figur 2 einen Schnitt nach der Linie G-H der Figur 4·,Figure 2 shows a section along the line G-H of Figure 4,

Figur 3 einen Schnitt nach der Linie A-B der Figur 1,Figure 3 is a section along the line A-B of Figure 1,

Figur 4- einen Schnitt nach der Linie G-D der Figur 1.Figure 4- a section along the line G-D of Figure 1.

Das Ausführungsbeispiel zeigt einen digitalen Längenmeß— taster nach der Erfindung mit inkrementaler Wegerfassung. Bei inkrementalen Meßsystemen werden die Meßwerte an einem elektronischen Vor—/Rückwärtszähler in Ziffernform angezeigt. Ein für den Längenmeßtaster nach der Erfindung besonders geeigneter Zähler findet sich im deutschen Gebrauchsmuster 7 ^-13 290. Die Wirkungsweise inkrementaler Meßsysteme ist allgemein bekannt und deshalb im folgenden auch nicht näher erläutert.The embodiment shows a digital length measuring probe according to the invention with incremental position detection. In the case of incremental measuring systems, the measured values are entered in numeric form on an electronic up / down counter displayed. A counter particularly suitable for the length measuring probe according to the invention can be found in the German utility model 7 ^ -13 290. The mode of operation of the incremental Measurement systems are generally known and are therefore not explained in more detail below.

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Der Längenmeßtaster enthält einen Gittermaßstab 1, der am Bauteil 2 durch Kleben und am Bauteil 2¹ durch Klemmen befestigt ist. Die Gitterteilung V (Figur 2) des Maßstabes 1 bildet die geradlinige Fortsetzung der Achse der insges. mit 3 bezeichneten Meßpinole. Die Meß— pinole 3 besteht erfindungsgemäß aus Stangen, die symmetrisch zur Teilungsachse T der Gitterteilung 1' angeordnet sind. Bei einer vorteilhaften Ausführungs— form besteht die Meßpinole 3 aus drei Stangen 4," 5,u. 6, die symmetrisch zur Teilungsachse T liegen.The length measuring probe contains a lattice scale 1, which is attached to ^{component 2 by gluing and to component 2 1 by clamping.} The grid graduation V (FIG. 2) of the scale 1 forms the straight line continuation of the axis of the measuring quill designated 3 in total. According to the invention, the measuring quill 3 consists of rods which are arranged symmetrically to the graduation axis T of the grid graduation 1 '. In an advantageous embodiment, the measuring quill 3 consists of three rods 4, 5, and 6, which are symmetrical to the axis T of the graduation.

An der Abtastbaueinheit 7 ist eine Gittei"abtastplatte 8 vorgesehen, die den Gittermaßstab 1 berührungsfrei abtastet. Die Abtastplatte 8 ist zusammen mit der Lampe 9? dem Kondensor 10 sowie dem Träger 24- für die fotoelektri— sehen Bauelemente 25 und 26 an einem Halter 11 angebracht, der zu Justierzwecken über eine in V—Nuten spielfrei gelagerte Walze 12 schwenkbar ist. Nach der Justage wird der Halter 11 durch Vergießen der V—Nuten und der angrenzenden Fugen mit Klebestoff gegenüber dem Bauteil 13 der Abtastbauexnheit 7 fixiert. Die Abtastbaueinheit 7 umschließt den Maßstab 1 berührungsfrei (s. Figur 3). Die Abtastbaueinheit 7 ist an einer Rundführung 14 über Rollen 15, 16 u. 17 leichtgängig gelagert. Die Verdrehsicherung wird durch eine Stange 18 bewirkt, an der die Abtastbaueinheit 7 über Rollen 19 und 20 angelenkt ist. Die Stangen 14 und 18 sind in den Bauteilen 2 und 2' befestigt, an denen auch der Maßstab 1 angebracht ist. Zur Abschirmung der Tasterelemente gegen Umwelteinflüsse ist an der Baueinheit 2 ein Gehäuse 32 befestigt.A scanning plate 8 is attached to the scanning unit 7 provided, which scans the lattice scale 1 without contact. The scanning plate 8 is together with the lamp 9? the condenser 10 and the carrier 24 for the photoelectric components 25 and 26 attached to a holder 11, for adjustment purposes via a backlash-free mounted in V-grooves Roller 12 is pivotable. After the adjustment, the holder 11 is made by casting the V-grooves and the adjacent Joints are fixed with adhesive opposite the component 13 of the scanning structure 7. The scanning unit 7 encloses the scale 1 without contact (see FIG. 3). The scanning unit 7 is on a circular guide 14 over Rollers 15, 16 and 17 run smoothly. The anti-twist device is effected by a rod 18 to which the scanning unit 7 is articulated via rollers 19 and 20. The rods 14 and 18 are fixed in the components 2 and 2 ', on which the scale 1 is also attached. To shield the button elements against environmental influences a housing 32 is attached to the structural unit 2.

Die aus den Stangen 4, 5 u. 6 zusammengesetzte Meßpinole ist an der Abtastbaueinheit 7 freitragend befestigt. Am gegenüberliegenden Ende sind die Stangen 4, 5 u. 6 inThe measuring quill composed of rods 4, 5 and 6 is attached to the scanning unit 7 in a cantilevered manner. At the opposite end are the rods 4, 5, and 6 in

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einer Platte 21 zueinander fixiert. Mit 22 sind Meßeinsätze bezeichnet, die in der Platte 21 in Flucht zur Teilungsachse T des Maßstabes 1 einsetzbar sind. Der Bolzen 23 en der Platte 21 dient zur Hubbegrenzung für die Meßpinole 3· Im Bauteil 2 sind Bohrungen vor-¹ gesehen, durch die die Stangen 4, 5 u. 6 berührungslos hindurchgehen. Mit 27 sind Dichtelemente bezeichnet, die das Eindringen von Schmutz verhindern und praktisch keine Zwangskrä'fte auf die Meßpinole 3 Busüben-a plate 21 fixed to one another. With 22 measuring inserts are designated, which can be used in the plate 21 in alignment with the graduation axis T of the scale 1. The bolt 23 en of the plate 21 serves to limit the stroke for the measuring quill 3 · In the component 2 there are holes ¹ through which the rods 4, 5 and 6 pass without contact. Sealing elements are designated by 27, which prevent the penetration of dirt and practically no constraining forces on the measuring sleeve 3.

Die Abtastbaueinheit 7 und die daran befestigte Meßpinole 3 werden im Ausführungsbeispiel mittels eines Elektromotors 28 über ein Ritzel 29 und Zahnrad 30 unter Zuhilfenahme eines Seiltriebes 31/33 angetrieben. Der Motor 28 wird dabei zum Abheben der Meßpinole 3 vom Prüfling und auch als Bremse beim Absenken der Meßpinole 3 benutzt. Durch die Bremswirkung des Motors 28 wird die Abwärtsbewegung der Meßpinole 3 so gesteuert, daß der Meßeinsatz 22 langsam am Prüfling aufsetzt. Bei z.B. horizontaler Anordnung des erfindungsgemäßen Längen— meßtasters wird der Motor 28 auch zur Erzeugung der Meßkraft benutzt. Die Ausführung der vorgenannten Operationen wird mittels einer elektrischen Einrichtung (nicht dargestellt) bewirkt, die den Motorstrora in Größe und Richtung steuert.The scanning unit 7 and the measuring quill 3 attached thereto are in the exemplary embodiment by means of a Electric motor 28 is driven via a pinion 29 and gear 30 with the aid of a cable drive 31/33. the Motor 28 is used to lift the measuring quill 3 from Test specimen and also used as a brake when lowering the measuring quill 3. By the braking effect of the motor 28 the downward movement of the measuring quill 3 is controlled so that the measuring insert 22 touches the test object slowly. at For example, if the length measuring probe according to the invention is arranged horizontally, the motor 28 is also used to generate the measuring force used. The aforementioned operations are carried out by means of an electrical device (not shown) which controls the motor current in size and direction.

Der Längenmeßtaster nach der Erfindung bietet folgende wesentliche Vorteile:The length measuring probe according to the invention offers the following essential advantages:

1. Geringe Baulänge bei großem Meßbereich, da der ortsfest angebrachte Maßstab 1 im Mittenbereich der Meßpinole 3 vorgesehen ist,1. Short overall length with a large measuring range, since the fixed scale 1 is in the central area the measuring quill 3 is provided,

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2. geringes Gewicht dar Moßpinole 5, da dieae aus einzelnen Elementen 4, Ju. 6 zusammengesetzt ist,2. Low weight of the Moßpinole 5, because dieae from individual elements 4, Ju. 6 composed is,

3. stabile und einfache Bauweise,3. stable and simple construction,

4-. leicht herstellbar und Justierbar,4-. easy to manufacture and adjustable,

5. wegen des geringen Raumbedarfes vielseitig einsetzbar,5. Versatile because of the small footprint applicable,

6. hohe Meßgenauigkeit, da die Teilung 1' <3θβ , Maßstabes 1·fluchtend mit der Achse der k Meßpinole 5 ist. j6. High measuring accuracy, since the graduation 1 '<3θβ, scale 1 · is aligned with the axis of the k measuring quill 5. j

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Claims

IUf ί β »· ♦« * f), ^ jr. , "» ,,, »» ι ι ld V ι ι ι ti * I M 4 4 * * DR, JOHANNiIS HEIDENHAIN GMBH February 4, 1976 Claims

1.) Length measuring device, preferably rait digital electrical shear travel detection, based on the Abbesohen principle

is built, characterized in that the scale (1) is stationary and the scanning unit (7) 'is displaceable is arranged and that a measuring quill (3) is also attached to the scanning unit (7), which consists of at least two rods (4, 5 and 6), which surround the scale (1).

2.) Length measuring device according to spoke 1, characterized in that the rods (4, 5 and 6) are arranged symmetrically to the graduation axis (T) of the scale (1).

3.) Length measuring device according to claim 1 and 2, characterized in that that the scanning unit (7) is arranged displaceably on a precision guide (14/18) and that the rods (4, 5 and 6) existing measuring quill (3) which encloses the scale (1) on the Scanning assembly (7) is attached in a cantilevered manner.

4.) Length measuring device according to claim 1 to 3-, characterized in that the measuring quill (3) consists of three rods (4, 5 and 6) which are arranged symmetrically to the graduation axis (T) of the scale (i),

5 ·) length measuring device according to claim 1 to 4, characterized in that the rods (4, 5 ^u · 6) fixed to the

Scanning assembly (7) are connected and at the opposite end to a rigid connecting element (21) are fixed to each other.

6.) Xjängenmeßgerät according to claim 5, characterized in, that the connecting element (21) for the rods (4, 5 u, 6) is also designed as a receptacle for measuring inserts (22) and that the measuring inserts (22) can be used in alignment with the graduation axis (T) of the scale (1) are. '

7.) length measuring device according to claim 1 to 6, characterized in that the scanning unit (7) the scale (1) clasped without contact and adhere to precision Round guides (14/18) are supported directly by ball bearings (15, 16, 17 or 19 and 20).

8.) Length measuring device according to claim 1, characterized in that the measuring quill (3) is motor-driven and that the drive motor (28) also for the braked placement of the measuring quill (3) on the test object and / or for Generating the measuring force is used.

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