DE8717920U1 - Meßeinrichtung - Google Patents
MeßeinrichtungInfo
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- G01—MEASURING; TESTING
- G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
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- G01B5/0011—Arrangements for eliminating or compensation of measuring errors due to temperature or weight
- G01B5/0014—Arrangements for eliminating or compensation of measuring errors due to temperature or weight due to temperature
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine Meßeinrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.
Derartige Meßeinrichtungen sind bekannt. Als Beispiele
seien die DE-OS 17 73 4 03 und die DE-OS 34 19 527 genannt. In der erstgenannten Druckschrift
wird eine Längenmeßeinrichtung beschrieben, bei der ein biegesteifer Maßstab über Auflage-Füßchen
fest mit einem der Maschinen-Bauteile verbunden ist, deren Relativlage gemessen werden soll. Der
Maßstab ist von einem Gehäuse umgeben, das sowohl vom Maßstab als auch vom Maschinen-Bauteil mechanisch
abgekoppelt ist. Dazu dienen elastische Zwischenkörper an den Auflage-Füßchen der Maßstabhalterung.
Das Problem des gegenseitigen Temperaturverhaltens von Maßstab und Maschinen-Bauteil wird
dort nicht angesprochen.
In der DE-OS 34 19 527 sind ebenfalls Längenmeßeinrichtungen
beschrieben. In einem der AusfUhrungsbeispiele ist ein biegesteifer Maßstab fest zwi-
schen zwei Befestigungselementen verspannt, die auf einem der Maschinen-Bauteile, deren Relativbewegungen
gemessen werden sollen, befestigt sind. Zur Kalibrierung des Maßstabes auf die Montagetemperatur
ist eine Stelleinrichtung an einem der Befestigungselemente vorgesehen, die nach der Montage
außer Eingriff gebracht wird. Dieser Druckschrift ist allerdings nicht zu entnehmen, wi.e
Zugkräfte auf den Maßstab übertragen werden kcnnten.
Keine der genannten Druckschriften gibt Hinweise auf eine betriebssichere Montage der Maßverkörperung,
die verhindern kann, daß es durch Anbautoleranzen und/oder durch temperaturbedingte Längenänderungen
und/oder Verlagerungen zwischen der MaßVerkörperung und dem Maschinen-Bauteil zu zerstörerischen
Spannungen in der MaßVerkörperung kommt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine
Meßeinrichtung zu schaffen, bei der die Befestigungsvorrichtung für die Maßverkörperung am zu
messenden .Maschinen-Bauteil so ausgebildet ist, daß bei temperaturbedingten Längenänderungen des
Maschinen-Bauteiles diese Längenänderungen vorzeichenrichtig
auf di-j Maßverkörperung Übertragen
werden. Jegliche Spannungen, die in anderer Richtung als der Längsrichtung auftreten, müssen jedoch
von der MaßVerkörperung ferngehalten werden, da sie zur Zerstörung der oftmals aus Glas bestehenden
Maßverkörperung führen könnten. Ferner soll die Befestigungsvorrichtung verhältnismäßig große
Anbautoleranzen zulassen.
Diese Aufgabe wird durch eine Meßeinrichtung mit den Merkmalen des Anspruches 1 gelöst.
Vorteilhaft kann die Erfindung mit Merkmalen der Unteransprüche ausgestaltet werden.
Gegenüber dem Stand der Technik weist die erfindungsgemäße Meßeinrichtung den Vorteil auf, daß
thermisch bedingte Längenänderungen des Maschinen-Bauteiles in gleicher Weise bei der Maßverkörperung
erfolgen, auch wenn diese aufgrund ihrer Materialeigenschaften
einen anderen Temperaturkoeffizienten hat, als das Maschinen-Bauteil. Temperaturbedingte
Spannungen, die in anderer als in Längsrichtung der Maßverkörperung auftreten, werden nicht auf diese
übertragen und können somit nicht zu Störungen des Meßbetriebes und schon gar nicht zur Zerstörung
der Maßverkörperung führen, auch wenn diese aus Glas besteht.
Mit Hilfe eines Ausführungsbeispieles soll die Erfindung anhand der Zeichnungen noch näher erläutert
werden.
Es zeigt:
Figur 1 eine schematisierte Längenmeßeinrichtung;
Figur 2 ein Befestigungselement mit
Stelleinrichtung als Ausschnittvergrößerung .
Eine in Figur 1 dargestellte Längenmeßeinrichtung 1 m
weist zum Schütze einer Maßverkörperung 2 und einer zugehörigen Abtasteinrichtung 3 ein Gehäuse 4 auf. *
Das Gehäuse 4 ist im wesentlichen allseitig geschlossen
und fest mit einem Maschinen-Bauteil 5
verbunden. Diese Befestigung kann beliebig, z. B. ; ;
mit Schrauben, erfolgen. Diese Schrauben sind durch strichpunktierte Linien S angedeutet. Die Abtast- "
einrichtung 3 ist gelenkig mit einem Mitnehmer 6 verbunden, der durch einen Längsschlitz 7 im Gehäuse
4 nach außen führt und dort einen Montagefuß 8 trägt,- mit dem die Abtasteinrichtung 3 an
einem zweiten Maschinen-Bauteil befestigt werden
kann. Das zweite Maschinen-Bauteil ist nicht ge- ':
zeigt, da es zur Verdeutlichung der Erfindung nicht |
beitragen kann. Mit der Längenmeßeinrichtung 1 ^
werden die Relativbewegungen zwischen dem Maschinen-Bauteil
5 und dem zweiten, nicht dargestellten Maschinen-Bauteil in bekannter Weise gemessen.
Die gattungsgemäßen Meßeinrichtungen 1 haben eine Genauigkeit respektive Auflösung von wenigen &mgr;&eegr;»,
sodaß Temperaturabweichungen von der Normaltemperatur sich unmittelbar auf das Meßergebnis auswirken.
Häufig werden derartige Meßeinrichtungen an Werkzeugmaschinen eingesetzt, die sich während
der Bearbeitung von Werkstücken erwärmen. Wenn die Maßverkörperung 2 sich nicht in gleicher Weise erwärmt wie die Maschine, oder wenn sie einen
anderen Temperaturkoeffizienten als diese hat, so kann es zu Meßfehlern kommen, die auf unterschiedliche Längenänderungen von MaßVerkörperung 2 und
Maschinen-Bauteil 5 zurückzuführen sind. Wie bereits eingangs erwähnt, sind verschiedene Lösun-
&igr; · a ·
gen für dieses Problem bereits bekannt.
Neuere Entwicklungstendenzen gehen dahin, der Maßverkörperung 2 die Längenänderungen des Maschinen-5
Bauteils 5 aufzuzwingen, damit die Meßwert-Able-
f sung immer dem Temperaturgang vorzeichenrichtig
j' folgt. Eine Folge dieser Maßnahme ist, daß auf
Y die Maßverkörperuny 2 Zwanyökräfte einwirken. Um
die Zwangskräfte auf die Maßverkörperung 2 übertragen zu können, müssen die Befestigungselemente
9 und 10 steif genug sein.
Eine völlig steife Befestigung der Maßverkörperung mit den Befestigungselementen 9 und 10 am Maschinenöl
15 Bauteil 5 ist jedoch aus verschiedenen Gründen kritisch. Zum einen kann durch die temperaturbedingten
Änderungen der Abmessungen - die ja nicht nur in einer Koordinatenrichtung auftreten - die Maßverkörperung
2 durch Spannungskräfte so beeinflußt werden,
daß sie zerstört wird oder zumindest nicht mehr maßhaltig ist. Ferner ist eine völlig steife Befestigung der Maßverkörperung 2 am Maschinen-Bauteil 5
auch bereits bei der Montage problematisch, da Anbautoleranzen einzuhalten sind, die bei der gefor-
5 derten Meßgenauigkeit naturgemäß sehr eng bemessen sein müssen.
Erfindungsgemäß werden zwischen den stirnseitigen
Enden 2a und 2b sowie den Befestigungselementen 9 und 10 Kupplungen 11 und 12 angeordnet, die in
Längsrichtung der MaßVerkörperung 2 biegesteif/ jedoch in allen anderen Richtungen geringfügig beweglich sind. Durch diese Maßnahme können keine anderen
Kräfte auf die Maßverkörperung 2 übertragen werden.
als Druck- oder Zugkräfte in Längsrichtung der Maßverkörperung 2.
Die Kupplungen 11 und 12 sind also winkelbeweglich, was durch jeweils zwei Gelenke in Form von Schwachstellen
11a, 11b bzw. 12a, 12b erreicht wird.
IiIu bei &iacgr;&agr;&thgr;&Ggr; über UiOyUHy VGFi DrüCkkrät teil - VSTiTi die
Maschine abkühlt - Knickungen der Maßverkörperung 2 zu verhindern, wird die Maßverkörperung 2 mit Hilfe
eines elastischen Klebers 13 auf einem Trägerkörper 4a aufgekittet, der Bestandteil des Gehäuses 4 sein
kann. Durch die elastische Kittung bleibt die Längsverschieblichkeit
der Ma1,Verkörperung 2 gegenüber
dem Gehäuse 4 erhalten, aber eine Auslenkung (Knikkung) in einer Richtung quer zur Längserstreckung
der MaßVerkörperung 2 wird praktisch ausgeschlossen ,
dem Gehäuse 4 erhalten, aber eine Auslenkung (Knikkung) in einer Richtung quer zur Längserstreckung
der MaßVerkörperung 2 wird praktisch ausgeschlossen ,
Ein in Figur 2 dargestellter Ausschnitt zeigt u. a. die Kupplung 12 in der Vergrößerung deutlicher. Jeweils
an einem Ende ist die Kupplung 12 im zugehörigen Befestigungselement 10 fixiert, das andere Ende
befindet sich in einer Klemmvorrichtung 15, die das stirnseitige Ende 2b der MaßVerkörperung 2 umgreift
und mit dibaci fest verbunden ist. Eine gleichartige
Klemmvorrichtung 14 befindet sich am anderen Ende 2a der Maßverkörperung 2. In der Klemmvorrichtung 15 und
in dem Befestigungselement 10 befinden sich jeweils Bohrungen 15a und 10a zur Aufnahme von jeweils einem r.de
der Kupplung 12. Am Befestigungselement 10 ist gezeigt,
daß ein nicht näher bezeichneter Längste *xtz
im Befestigungselement 10 bis zur Bohrung 1Oa durchgeführt
ist. In bekannter Weise ist oberhalb der
Bohrung 1Oa quer zu dieser Bohrung 1Oa und zum
Längsschlitz eine weitere Bohrung vorgesehen, in die eine Klemmschraube 16 eingesetzt ist. Mit dieser
Kienanschraube 16 kann der Längsschlitz verengt werden, so daß das in der Bohrung 10 befindliche
Ende 12a der Kupplung 12 fest eingeklemmt wird.
Die Klemmvorrichtung 15/ die das Maßverkörperungsende
2b von der Stirn-, Ober- und Unterseite umgreift, ist mit einem Kleber fixiert. Der Umgriff
kann auch an allen Seiten des Maßverkörperungsendes 2b erfolgen, es muß auf jeden Fall sicher gestellt
sein, daß mittels dieser Klemmvorrichtung 15 nicht nur Druck-, sondern auch Zugkräfte auf
die Maßverkörperung 2 übertragen werden können.
Diese Aussagen treffen natürlich sinngemäß auch auf das nicht vergörßert dargestellte andere Ende 2a
der Maßverkörperung 2 zu.
Eine Besonderheit des vergrößert dargestellten Befestigungselementes
10 ist die integrierte Einstellvorrichtung 10b. Da derartige Einstellvorrichtungen
10b im Prinzip bereits bekannt sind (beispielsweise aus der DE-PS 27 12 421), soll
5 die Funktion nur kurz erläutert werden: Das Befestigungselement 10 ist parallel zum Ende 2b der
MaRVerkörperung 2 so weit geschlitzt, daß aufgrund
des Schlitzes 10c eine Art Gelenk entsteht. In dem auf dem Maschinen-Bauteil 5 fixierten Teil
des Befestigungselementes 10 ist eine Gewindebohrung in Längsrichtung der Maßverkörperung 2 eingebracht,
in der sich eine Justierschraube 17 befindet. Das freie Ende der Justierschraube 17 greift
jenseits des Schlitzes 10c in das Teil des Befe-
stigungselementes 10 ein, in dem das Kupplungsende
12a befestigt ist. Mit Hilfe der Justierschraube 17 kann nun dieser Teil des Befestigungselementes
10 geringfügig um das durch den Schlitz 10c entstandene Gelenk gekippt werden. Diese Kippbewegung
wird durch die winkelbewegliche Kupplung 12 in eine Zug- oder Druckbewegung in Längsrichtung
der Maßverkörperung 2 umgewandelt. Auf diese Weise wird die Maßverkörperung 2 gestreckt oder gestaucht.
Die Einstellvorrichtung 10b stellt also eine an sich bekannte Eichvorrichtung dar, mit der
beispielsweise die Grundeinstellung der Maßverkörperung 2 erfolgen kann. Auch zu Korrekturzwecken
ist sie geeignet.
Im Meßbetrieb wirkt die Einstellvorrichtung 10b jedoch
nicht, das Befestigungselement 10 ist als in sich starres Element zu betrachten, das thermisch
bedingte Längenänderungen genauso auf die Maßverkörperung 2 überträgt, wie das Befestigungselement
9 ·
Aus dem Vorstehenden wird deutlich, daß durch die winkelbeweglichen, jedoch in Meßrichtung steifen
Kupplungen 11 und 12 auch die Montage der Meßeinrichtung 1 am Maschinen-Bauteil 5 sehr vereinfacht
wird. Durch die möglichen Winkelbjwegungen der Kupplungen 11 und 12 ist eine Abweichung von der Fluchtung
bei der Montage der Befestigungselemente 9 und 10 zulässig. Durch die Einstellbarkeit des Befestigungselementes
10 ist eine Abweichung in Längsrichtung bei der Montage zulässig.
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Die erfindungsgemäße Vorrichtung weist also nicht
nur im Meßbetrieb, sondern auch schon bei der Montage erhebliche Vorteile gegenüber dem Stand der
Technik auf.
Claims (5)
1. Meßeinrichtung zur Bestimmung der Relativlage zweier Objekte, wie Bett und Schlitten einer
Maschine, mit einer biegesteifen Maßverkörperung, die mittels Befestigungselementen an ein.^m der
Maschinen-Lauteile befestigt ist, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den stirnseitigen
Enden (2a, 2b) der MaßVerkörperung (2) und den
Befestigungselementen (9, 10) jeweils winkelbewegliche, nur in Längsrichtung der MaSverkörperung
(2) steife Kupplungsmittel (11, 12) derart angeordnet sind, daß Längenänderungen des
Maschinen-Bauteiles (5) im Bereich zwischen den Befestigungselemente^ (9, 10) querkraftfrei auf
die Maßverkörperung (2) übertragen werden.
2. Meßeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die Maßverkörperung (2) an ihren stirnseitigen Enden (2a, 2b) Klemmvorrichtungen
(14, &Iacgr;5) aufweist, durch die Zug- und Druckkräfte auf die MaßVerkörperung (2) übertragen werden
können.
3. Meßeinrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Befestigungselemente
(9, 10) und die Klemmvorrichtungen (14, 15) Einrichtungen (9a, 10a; 14a, 15a) zur Aufnahme
der Kupplungsmittel (11, 12) aufweisen.
4. Meßeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die Kupplungsmittel von StHben (11, 12) gebildet werden, die Gelenke
in Form von Schwachstellen (11a, 11b; 12a, 12b) aufweisen.
5. Meßeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eines der Befestigungselemente
(10) eine Einstellvorrichtung (10b) zum Einstellen der Länge der Maßverkörperung
(2) aufweist.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE8717920U DE8717920U1 (de) | 1987-03-20 | 1987-03-20 | Meßeinrichtung |
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE8717920U DE8717920U1 (de) | 1987-03-20 | 1987-03-20 | Meßeinrichtung |
DE19873709220 DE3709220A1 (de) | 1987-03-20 | 1987-03-20 | Messeinrichtung |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE8717920U1 true DE8717920U1 (de) | 1991-04-11 |
Family
ID=25853732
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE8717920U Expired - Lifetime DE8717920U1 (de) | 1987-03-20 | 1987-03-20 | Meßeinrichtung |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE8717920U1 (de) |
-
1987
- 1987-03-20 DE DE8717920U patent/DE8717920U1/de not_active Expired - Lifetime
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