DE7835649U1 - Meßtaster - Google Patents

Description

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DR. JOHANNES HEIDENHAIN GmbH 27. November 1978

Meßtaster

Die Erfindung betrifft einen Meßtaster nach dem Abb.eschen Prinzip mit digitaler elektrischer Wegerfassung, bei dem ein Maßstab und eine Abtasteinheit relativ zueinander verschiebbar sind, unter Verwendung einer Meßpinole, die mit dem Maßstao oder der Abtasteinheit verbunden ist.

Ein derartiger Meßtaster ist beispielsweise in der DE-AS 2605020 beschrieben, in dem ein Maßstab ortsfest und eine den Maßstab abtastende'Abtasteinheit verschiebbar angeordnet sind. Die Abtasteinheit ist an einer Meßpinole befestigt, die aus mindestens zwei Stangen besteht, die den Maßstab umgeben. Die Abtasteinheit und die daran befestigte Meßpinole werden mittels eines Elektromotors unter Zuhilfenahme eines Seiltriebes angetrieben. Der Motor wird dabei zum Abheben der Meßpinole vom Prüfling und auch als Bremse beim Absenken der Meßpinole benutzt. Die Meßkraft, die auf den Prüfling wirkt, wird dabei allein durch das Gewicht der Meßpinole bestimmt. Die Meßkraft wird dabei stoßartig in voller Größe auf den Prüfling aufgebracht.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einer Meßpinole mit einem geringen Eigengewicht die erforderliche Meßkraft nicht stoßartig, sondern mit allmählicher Steigerung aufzubringen.

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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die.kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, daß das Gewicht 'der Meßpinole klein
gehalten werden kann, so daß die Beanspruchung des "Prüflings durch das mittels des Antriebsmotors und des ι Zugelements bewirkte Aufsetzen der Meßpinole auf den \ Prüfling gering ist. Nach dem Aufsetzen der Meßpinole \ wird die zur Abtastung des Prüflings erforderliche Meß- \ kraft in allmählicher Steigerung dadurch bewirkt, daß
der Antriebsmotor das federnde Element bis zum Erreichen
des Kräftegleichgewichts zwischen Antriebskraft und Fe- j. derkraft spannt. Der Prüfling wird somit durch das nicht i stoßartige, sondern allmählich sich steigernde Aufbrin- -' gen der Meßkraft erheblich geschont. Zusätzlich wird ^

I auch ein Prellen und ein nachfolgender Schwingungsvor- '' gang der Meßpinole sicher vermieden. Ferner bleibt auch , nach dem Abschalten' des Antriebsmotors die erforder- | liehe Meßkraft erhalten, da der Antriebsmotor eine aus- | reichende Selbsthemmung aufweist. Weiterhin kann die |

Meßpinole auch von Hand gegen die Kraft des federnden |

Elements angehoben werden, um beispielsweise mehrere | gleiche Prüflinge nacheinander zu messen, ohne daß der f Antriebsmotor betätigt werden muß, so daß sich eine er- | hebliche Zeitersparnis ergibt. s

Weitere vorteilhafte Ausbildungen der Erfindung ent- | nimmt man den Unteransprüchen.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher erläutert.

Es zeigen

Figur 1 eine vereinfachte Seitenansicht oi-

nes Meßtasters nach der Erfindung
und

Figur 2 eine Einzelheit im Schnitt.

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Auf einem GrundköirpeJr W mit eine'r jebentm Meßfläche 2 ist seitlich eine Säule 3 befestigt, an der höhenverstellbar und mittels einer Klemmschraube 4 fixierbar ein horizontaler Arm 5 angeordnet ist,der mit einem Gehäuse 6 verbunden ist. Im Gehäuse 6 ist ortsfest eine Abtasteinheit 7 angeordnet, die die Teilung eines verschiebbaren Maßstabes 8 abtastet. Der Maßstab 8 ist mit einer Meßpinole 9 verbunden, deren Längsachse die geradlinige Fortsetzung der Teilung des Maßstabes 8 gemäß dem Abbeschen Prinzip bildet. Die Meßpinole 9 ragt aus einer, in nicht dargestellter Weise gegen Umwelteinflüsse abgedichteten Öffnung 10 des Gehäuses 6 nach.unten heraus und weist an ihrem freien Ende einen austauschbaren Meßeinsatz 11 auf, der zum Abtasten eines Prüflings 12 auf der Meßfläche 2 des Grundkörpers 1 mit demselben in Kontakt tritt.

Die Abtasteinheit 7 weist in bekannter und nicht dargestellter Weise eine Abtastplatte, die die Teilung des Maßstabes 8 berührungsfrei abtastet, eine Beleuchtungseinrichtung mit einer Lampe und einem Kondensor und ferner Photoempfänger auf, die den durch die Teilungen des Maßstabes 8 und der Abtastplatte modulierten Lichtstrom in elektrische Signale umformen, die einer ebenfalls nicht dargestellten Auswerte- und Anzeigeeinheit zur Ermittlung und Anzeige der Meßwerte zugeführt werden.

Die Meßpinole 9 mitsamt dem Maßstab 8 ist an einem Trägerteil 22 starr befestigt und über ein Führungselement 13 am Trägerteil 22 in Meßrichtung geführt. Dieses Führungselement 13 ist in Rollen 1^ gelagert, die an einer am Gehäuse 6 befestigten Traverse 15 angeordnet sind.. Die Verschiebung der Meßpinole 9 und des

daran befestigten Maßstabs 8 wird durch einen elektrischen Antriebsmotor 16 über einen Schneckentrieb 17, einer mit letzterem verbundenen Rolle 18 und einer weiteren Rolle 19 unter Zuhilfenahme eines umlaufenden, flexiblen Zugelements 20 in Form eines Zugseils bewirkt, das mit der Rolle 18 kraftschlüssig verbunden ist. Als Zugelement kann beispielsweise auch ein Band oder eine Kette verwendet werden.

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Das Zugseil 20 ist in einer hohlen Schiebehülse 21 geklemmt, die im Trägerteil 22 in einer entsprechenden Bohrung in Meßrichtung beweglich und mit dem Trägerteil 22 über eine Zugfeder 23 als federndes Element verbunden ist. Zur Begrenzung des Weges der Schiebehülse 21 im Trägerteil 22 weist diese an ihrem oberen Ende einen Anschlag 2h und an ihrem unteren Ende einen Anschlag 25 auf, der nach dem Einsetzen der Schiebe-

behülse 21 in das Trägerteil 22 auf die Schiebehülse 21 aufgeschoben und angelötet wird. Die Zugfeder wird ihrerseits an einem Absatz 26 des Trägerteils 22 und am Anschlag 25 der Schiebehülse 21 gehaltert. Der Antriebesmotor 16 mit dem Schneckentrieb 17 und die Rollen 18,19 sind in beliebiger Weise am Gehäuse 6 befestigt, letztere unter Zwischenschaltung von Lagerböcken 27,28.

Der Antriebsmotor 16 dient sowohl zum Abheben der Meßpinole 9 vom Prüfling 12 als auch zum Absenken der Meßpinole 9» wobei diese infolge ihres geringen Eigengewichts schonend und prellfrei auf dem Prüfling 12 aufsetzt. Die erforderliche Meßkraft zum Abtasten des Prüflings 12 wird in allmählicher Steigerung durch den Antriebsmotor 16 bewirkt, der die Zugfeder 23 bis zum Erreichen des Kräftegleichgewichts zwischen Antriebskraft und Federkraft spannt. Nach dem Abschalten des Antriebsraotors 16 bleibt die erforderliche Meßkraft erhalten, da der Schneckentrieb 17 oder auch der Antriebsmotor 16 eine ausreichende Selbsthemmung aufweisen. Zusätzlich kann die Meßpinole 9 auch von Hand gegen die Kraft der Zugfeder 23 angehoben werden, um beispielsweise mehrere gleiche Prüflinge 12 nacheinander messen zu können, ohne daß der Antriebsmotor 16 betätigt werden muß, sodaß sich eine erhebliche Zeitersparnis ergibt.

In nicht gezeigter Weise kann das Gehäuse auch an einem schwenkbaren Arm befestigt sein, um zusätzlich sowohl nach oben als auch in horizontaler Ebene Messungen ausführen

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zu können. Eier Weg der Meßpinole 9 ist durch nicht dargestellte Anschläge in beiden Richtungen begrenzt. Der Antriebsmotor 16 kann wahlweise mit verschiedenen Meßkraf tstuf'en betrieben und manuell durch geeignete, nicht gezeigte Einschaltmittel wie vorzugsweise durch einen Tastenschalter betätigt oder programmgesteuert werden. Weiterhin kann auch die Meßpinole 9 mit verschiedenen Geschwindigkeitsstufen bewegt werden, um ihre Aufsetzkraft auf den Prüfling 12 dessen Materialeigenschaften anzupassen.

Die Erfindung ist mit Erfolg bei lichtelektrischen, induktiven, kapazitiven und magnetischen, sowohl absolut als auch inkremental arbeitenden Längenmeßgeräten einsetzbar.

Claims (3)

Ansprüche

1.) Meßtaster nach dem Abbeschen Prinzip mit digitaler elektrischer- Vegerfas&ung, bei dem ein Maßstab und

eine Abtasteinheit relativ zueinander verschiebbar sind, unter Verwendung einer Meßpinole, die mit dem Maßstab oder der Abtasteinheit" verbunden ist, gekennzeichnet durch folgende, zum Teil an sich bekannte Merkmale:

a.) die Meßpinole (9) ist mit dem Maßstab (8) gemäß dem Abbeschen Prinzip fluchtend verbunden»

b.) die Meßpinole (9) mitsamt dem Maßstab (8) ist an einem Trägerteil (22) starr befestigt und über ein Führungselement (13) am Trägerteil (22) in Meßrichtung geführt,

c.) im Trägerteil (22) ist eine mit einem umlaufenden, flexiblen Zugelement (20) festverbundene Schiebehülse (21) in Meßrichtung beweglich und mit dem Trägerteil (22) über ein federndes Element (23) verbunden,

d.) die Meßpinole (9) ist über das umlaufende, flexible Zugelement (20) durch einen Antriebsmotor (16) verschiebbar.

2.) Meßtaster nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schiebehülse (21) an beiden Enden je einen Anschlag (24,25) aufweist.

3.) Meßtaster nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als federndes Element (23) eine Zugfeder vorgesehen ist.