DE9016737U1 - Taster zur Abtastung der Rauheit von Oberflächen - Google Patents

Description

Die Neuerung betrifft einen Taster der im Oberbegriff des Anspruchs 1 genannten Art zur Abtastung der Rauheit von Oberflächen.

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Durch die Firmendruckschrift "Hommel Tester T 1000" mit der Druckbezeichnung 0889.5000 Sehn der Firma Hommelwerke GmbH in D-7730 VS-Schwenningen ist ein Taster der betreffenden Art bekannt, bei dem die Mittel zur Verstellung der Empfindlichkeit des Tasters durch ein Potentiometer gebildet sind, das an die Meßspulen angeschlossen ist und mit dem eine einstellbare Teilspannung der Meßspulen abgreifbar ist. Das Potentiometer ist insbesondere wegen seines Schleifkontakts störanfällig und erfordert außerdem einen verhältnismäßig hohen Raumbedarf.

Der Neuerung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Taster der betreffenden Art zu schaffen, bei dem die Mittel zur Verstellung der Empfindlichkeit des Tasters eine geringe Störanfälligkeit und einen geringen Platzbedarf haben und einfach und billig im Aufbau

sind.

Die der Neuerung zugrundeliegende Aufgabe wird durch die im Kennzeichen des Anspruchs 1 angegebene Lehre gelöst.

Die neuerungsgemäße Lehre geht von dem Grundgedanken aus, die Empfindlichkeitseinstellung nicht mehr durch eine elektrische Verstellung, sondern durch eine mechanische Verstellung zu bewirken. Die mechanische Verstellung besteht in der Veränderung der Grundeinstellung der Luftspalte in den mit den Meß spulen verbundenen magnetischen Kreisen, was ganz einfach durch Veränderung der Lage des Drehlagers des Tasthebeis in Abtastrichtung erfolgen kann.

Eine zweckmäßige Ausführungsform des Grundgedankens der Neuerung besteht darin, daß die mechanische Verstelleinrichtung einen mittels eines Schwenklagers an dem Gehäuse befestigten, im wesentlichen parallel zu dem Tastarm verlaufenden Stellarm aufweist, der durch eine Feder gegen einen einstellbaren Anschlag in Anlage gehalten ist und an dem sich entfernt von seinem Schwenklager das Drehlager für den Tastarm befindet. Durch Verstellen des Anschlages wird auch die Schwenklage des Stellarmes und damit die Lage des an ihm befindlichen Drehlagers für den Tasthebel in Tastrichtung verstellt. Dies ist auch die Richtung, in der bei Messung die Änderung der Luftspalte zwisehen den an dem Tastarm befindlichen Kernen aus magnetisch leitendem Material und den übrigen, den Meßspuren zugeordneten magnetischen Kreisen erfolgt. Durch die Änderung der Grundeinstellung der Luftspalte werden also praktisch zusätzliche Luftspaltstrecken zu den von den Tastbewegungen abhängigen veränderlichen

Luftspaltstrecken in Reihe geschaltet, so daß der Einfluß der veränderlichen Luftspaltstrecken auf den gesamten Luftspalt verändert wird.

Das Drehlager des Tasthebels und/oder das Schwenklager des Stellarmes sind zweckmäßigerweise durch eine Blattfeder ausgebildet. Eine sehr zweckmäßige Weiterbildung dieser Ausführungsform besteht darin, daß die das Drehlager des Tasthebels bildende Blattfeder eine über ihren Befestigungsort an dem Tasthebel hinaus oder seitlich davon erstreckende Verlängerung aufweist, die an einem verstellbaren Anschlag anstößt. Der verlängerte Teil der Blattfeder bildet also eine Feder, mit der der Tasthebel in Tastrichtung vorgespannt ist und die somit die Auflagekraft der Tastspitze auf der zu prüfenden Oberfläche bestimmt.

Die Verlängerung der Blattfeder ist zweckmäßigerweise U- oder V-förmig, wobei die Schenkel dem Drehlager des Stellarmes zugewandt sind. Im Bereich der Schenkel ist der verlängerte Teil der Blattfeder stark verjüngt, so daß dadurch eine flache Federcharakteristik und somit eine von der Auslenkung weitgehend unabhängige Auflagekraft erzielt ist.

Die Anschläge für den Stellarm und/oder der Anschlag für die Blattfeder ist zweckmäßigerweise durch Stellschrauben gebildet, die in dem Gehäuse angeordnet sind.

Eine besonders zweckmäßige Weiterbildung dieser Ausführungsform besteht darin, daß die Stellschraube für die Blattfeder in einer koaxialen Gewindebohrung in der Stellschraube für den Stellarm ange-

ordnet ist, wobei sich die Stellschraube für die Blattfeder durch eine Bohrung in dem Stellarm hindurch erstreckt. Dies hat den Vorteil, daß sich bei Verstellung der Stellschraube für das Stellteil die Stellschraube für die Blattfeder mitdreht, so daß sich bei Einstellung der Empfindlichkeit die Einstellung der Auflagekraft nicht ändert. Zur Vereinfachung der Handhabung dieser unabhängigen Einstellung ist es zweckmäßig, daß die Stellschraube für den Stellarm mit ihrem hinteren Ende das hintere Ende der Stellschraube für die Blattfeder überragt. Durch unterschiedlich große Schraubendreher lassen sich die Stellschrauben unabhängig voneinander drehen. Durch das überragende hintere Ende der Stellschraube für den Stellarm ist sichergestellt, daß bei deren Einstellung der Schraubendreher nicht gleichzeitig das hintere Ende der Stellschraube für die Blattfeder erfassen kann.

Anhand der Zeichnung soll die Neuerung an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden.

Fig. 1 zeigt den wesentlichen Teil eines Ausführungsbeispiels eines Tasters zur Rauheitsmessung mit einer Ansicht entgegen der Tastrichtung, 25

Fig. 2 ist ein zentraler Längsschnitt durch Fig. 1 und zeigt den Taster in einer Einstellage mit hoher Tastempfindlichkeit und

Fig. 3 entspricht Fig. 2 und zeigt den Taster in einer Einstellage mit geringerer Empfindlichkeit und verdeutlicht gleichzeitig die Arbeitsvorgänge bei der Verstellung.

Der in den Fig. 1 bis 3 gezeigte Taster weist

ein Gehäuse 1 auf, in dem zwei Meßspulen 2 und 3 mit Kernen 4 und 5 angeordnet sind, die beispielsweise aus Ferrit bestehen. Den Kernen 4 und 5 liegen Kerne 6 und 7 aus ebenfalls magnetisch leitendem Material, z. B.

Ferrit, gegenüber, wobei sich zwischen den Kernen 4 und 5 bzw. 6 und 7 jeweils Luftspalte 8 und 9 befinden .

Die Kerne 6 und 7 sind an einem doppelarmigen Tasthebel 10 angeklebt oder in anderer Weise befestigt. Das Drehlager für den Tastarm 9 ist durch eine Blattfeder 11 gebildet, die zur Verringerung ihrer Federkraft eine Ausnehmung 12 aufweist und auf der einen Seite dieser Ausnehmung 12 an Befestigungspunkten 13 mit dem Tasthebel 10 und auf der anderen Seite an Befestigungspunkten 14 mit einem plattenförmigen Einstellarm 15 verbunden, beispielsweise verklebt, ist. Ein verlängerter Arm 16 des Tasthebels 10 weist an seinem Ende eine Tastspitze 17 zur Abtastung einer Oberfläche eines Gegenstandes auf. Am anderen Ende des Tasthebels 10 befindet sich ein Gegengewicht 18, mit dem das Tasthebelsystem im wesentlichen ausbalanciert ist.

Der plattenförmige Tastarm 14 ist über ein durch eine Blattfeder 19 gebildetes Drehlager mit einem Teil 20 verbunden, das mittels einer Schraube 21 mit dem Gehäuse 1 verschraubt ist. Die Blattfeder 19 ist so ausgebildet, daß sie den plattenförmigen Stellarm 14 entgegen der Tastrichtung, in den Fig. 2 und 3 also nach oben, vorspannt. Dabei stößt das freie Ende des Stellarmes 15 gegen eine hülsenförmige Stellschraube 22, die in eine Gewindebohrung 23 in dem Gehäuse 1 eingeschraubt ist.

In der hülsenförmigen Einstellschraube 22 befindet sich eine Gewindebohrung 24, in die eine Stellschraube 25 eingeschraubt ist, die durch eine Bohrung 26 in dem freien Ende des Stellarmes 15 ragt und gegen eine U-förmige Verlängerung 27 der Blattfeder 11 stößt. Schenkel 28 der U-förmigen Verlängerung 27 sind stark verjüngt, so daß die so gebildete Feder eine verhältnismäßig flache Federcharakteristik hat. Besonders vorteilhaft ist es, daß die Blattfeder 11 und deren Verlängerung 27 aus einem Stück bestehen, so daß sich das Drehlager für den Tastarm 10 und die im wesentlichen durch die Schenkel 28 gebildete Feder für die Vorspannung des Tastarmes 10 in Tastrichtung einfach und billig sowie genau aus einem Stück herstellen lassen.

Stellschrauben 22 und 25 sind Schlitzschrauben, wobei das geschlitzte hintere Ende der Stellschraube 22 das hintere geschlitzte Ende der Stellschraube 25 überragt. Durch Auswahl unterschiedlicher Durchmesser für Schraubendreher entsprechend dem Durchmesser der Stellschrauben 22 oder 25 läßt sich somit ein Eingriff des Schraubendrehers in den Schlitz nur der einen oder nur der anderen Stellschraube sicherstellen. Auf jeden Fall ist sichergestellt, daß bei Verstellung der Stellschraube 22 die Stellschraube 25 mit verstellt wird. Bei Verstellung der Schwenklage des Stellarmes 15 wird daher der durch die Stellschraube 25 gebildete Anschlag für die Verlängerung 27 der Blattfeder in gleichem Maße mit verstellt, so daß bei Verstellung des Stellarmes 15 zum Zwecke der Empfindlichkeitseinstellung des Tasters die Auflagekraft für die Tastspitze 17 nicht verändert wird.

In Fig. 3 sind die Luftspalte 8 und 9 deutlich

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größer als bei der Darstellung in Fig. 2, ihre Größe ist durch verlängerte Linien 29 und Pfeile 30 und 31 deutlich gemacht. Die Bewegung des Armes 16 des Tasthebels 10 bei Messung ist durch einen Doppelpfeil 32 verdeutlicht.

Die Einstellung des in den Fig. 1 bis 3 gezeigten Tasters soll nachfolgend unter Bezugnahme auf Fig. 3 erläutert werden. In dieser Figur ist zusätzlich ein Einstellstück 33 gezeigt, das auf einem Meßtisch 34 aufliegt und in seiner Oberfläche 35 eine Stufe 36 vorgegebener Meßhöhe aufweist. Zunächst wird mit Hilfe einer Meßwaage, die nicht gezeigt ist, der Auflagedruck der Tastspitze 17 auf der Oberfläche 35 durch Verstellen der Stellschraube 25 eingestellt. Danach wird der Taster in Richtung des Tasthebels 10 bewegt, derart, daß die Tastspitze 17 über die Stufe 36 fährt. Der von dem Taster abgegebene Meßwert wird dabei beobachet und der Vorgang nach Einstellung der Stellschraube 22, gegebenenfalls mehrmals, wiederholt, bis die gewünschte Empfindlichkeit, also Zuordnung von elektrischer Meß spannung zu abgetasteter Bewegung der Tastspitze 17, den gewünschten Wert hat.

Claims (8)

1. E & KÖNIG

   PATENTANWÄLTE

   Oipl.-ing. Sigurd Leine ■ Dipl.-Phys. Dr. Norbert König zugelassen beim Europäischen Patentamt European Patent Attorneys

   Hommelwerke GmbH

   Burckhardtstraße 1 D-3000 Hannover 1

   Unser Zeichen

   820/125
   SL/hm

   Telefon (0511)62 30 05 Telefax (0511)62 2105 Telex 922118 leiko d

   Datum
2. 2.11.1990

   Ansprüche

   1. Taster zur Abtastung der Rauheit von Oberflächen,

   - mit einem Gehäuse,

   mit einem um ein Drehlager drehbaren Tasthebel,

   mit einer Tastspitze am Ende eines der beiden Arme des Tasthebels,

   mit einer Feder, die den Tasthebel in Abtastrichtung der Tastspitze vorspannt,

   mit zwei Kernen aus magnetisch leitendem Material, von denen der eine an dem einen und der andere an dem anderen Arm des Tasthebels befestigt ist und die jeweils über Luftspalte in die magnetischen Kreise zweier in dem Gehäuse angeordneter Meßspulen einbezogen sind

   und mit Mitteln zur Verstellung der

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   Empfindlichkeit des Tasters,

   dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zur Verstellung der Empfindlichkeit des Tasters durch eine mechanische Verstelleinrichtung zur Veränderung der Lage des Drehlagers des Tasthebels (10) in Abtastrichtung in Bezug zu den Meßspulen (2, 3) gebildet sind.
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   2. Taster nach Anspruch 1,dadurch ge zeichnet, daß die mechanische Verstelleinrichtung einen mittels eines Schwenklagers an dem Gehäuse (1) befestigten, im wesentlichen parallel zu dem Tasthebel (10) verlaufenden Stellarm (15) aufweist, daß der Stellarm (15) durch eine Feder (19) an einem verstellbaren Anschlag in Anlage gehalten ist, und daß das Drehlager des Tasthebels (10) in Richtung im wesentlichen des Tasthebels (10) entfernt von dem Schwenklager an dem Stellarm (15) angeordnet ist.
3. 3. Taster nach Anspruch 2, dadurch ge kennzeichnet, daß das Drehlager des Tasthebels (10) und/oder das Schwenklager des Stellarmes (15) durch eine Blattfeder (11) gebildet ist.
4. 4. Taster nach Anspruch 3, dadurch ge kennzeichnet, daß die das Drehlager des Tasthebels (10) bildende Blattfeder (11) eine sich über ihren Befestigungspunkt (13) an dem Tasthebel (10) hinaus oder seitlich davon erstreckende Verlängerung (27) aufweist, die an einem verstellbaren Anschlag anliegt.
5. 5. Taster nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Verlängerung (27) der Blattfeder (11) U- oder V-förmig ist, wobei die Schenkel (28) dem Drehlager des Stellarms (15) zugewandt sind.
6. 6. Taster nach Anspruch 2 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Anschlag für den Stellarm (15) und/oder der Anschlag für die Blattfeder (11) Stellschrauben (22,25) sind, die in dem Gehäuse (1) angeordnet sind.
7. 7. Taster nach Anspruch 6, dadurch ge kennzeichnet, daß die Stellschraube

   (25) für die Blattfeder (11) in einer koaxialen Gewindebohrung (23) in der Stellschraube (22) für den Stellarm (15) angeordnet ist, wobei sich die Stellschraube (25) für die Blattfeder (11) durch eine Bohrung (26) in dem Stellarm (15) hindurch erstreckt.
8. 8. Taster nach Anspruch 7, dadurch ge kennzeichnet, daß die Stellschraube (22) für den Stellarm (15) mit ihrem hinteren Ende das hintere Ende der Stellschraube (25) für die Blattfeder (11) überragt.