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Halterung für Fühlstange eines elektronischen Längenmeßgerätes
Die
Erfindung bezieht sich auf eine Halterung für Fühlstange eines elektronischen Längenmeßgerätes.
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Üblicherweise ist die Fühlstange solcher Höchstpräzisionsinstrumente
mit größter Sorgfalt in Gleitlagern verschiebbar angeordnet, die in einem Gehäuse
od. dgl. vorgesehen sind. Müssen nicht zu häufig Messungen vorgenommen werden, so
ist die Lagerung in Gleitlagern zufriedenstellend. Nach einer gewissen Zeit des
Nichtgebrauches hat aber die Fühlstlange die Neigung, in erden Gleitlagern zu kleben.
Ist der Meßdruck klein, so können sich Meßfehler einstellen.
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Für Geräte, die für das serienmäßige Messen gedacht sind, können
Gleitlager nicht mehr verwendet werden wegen der der Genauigkeit schädlichen Abnutzung.
Es ist für diesen Fall die Anwendung von Wälzschiebelagern vorgeschlagen worden,
die aber sehr teuer sind.
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Die Halterungen mittels elastischer Membranen haben sich bewährt.
Dabei mußte aber bis jetzt in Kauf genommen werden, daß nur in relativ sehr günstigen
Fällen die Fühlstange genügend zurüekgenommen werden kann, um an das zu messende
Werkstück bequem angesetzt werden zu können.
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Recht gute Resultate sind auch durch die Halterung der Fühlstange
auf einem Parallelogrammsystem erhalten worden, das aus zwei Prismen oder Blattfedern
besteht, die ziemlich lang sind und in einem gewissen Abstand voneinander angeordnet
sind. Nachteilig list dabei, daß dieses System sperrig und unhandlich ist und daß
außerdem der Fühler sich nicht längs einer geraden, sondern längs einer bogenförmigen
Linie bewegt.
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Eine perfekte Halterung der Fühlstange muß eine absolut genaue Zentrierung
gewährleisten, während des Meßvorganges jedes Querspiel ausschalten, Reibungen und
Abnutzungen ausschließen, einen
ngemessen großen Rückwärtshub des
Fühlers zum Einsetzen des Meßstückes gestatten, praktisch wartungsfrei sein, den
Meßdruck nicht beeinflussen, einfach, robust und bandlich sein.
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Dies alles wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß die Fühlstange
beim DtZrchlaufen ,des Meßhubes durch zwei elastische Membranen getragen wird und
daß an mindestens einer dieser Membranen ein kegeliger Kragen vorgesehen ist, der
genau auf eine entsprechende kegelige Fläche eines relativ zur Membran beweglichen
Teiles paßt, weicher sich aus dem Kragen herausbewegt, wenn die Fühlstange weiter
zurückgezogen wird als dem Meßbereich des Gerätes entspricht, wobei sie in mindestens
einem in der Nähe dieses Kragens angeordneten Gleitlager mit Spiel geführt bleibt.
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Die Zeichnung stellt ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen
Halterung dar.
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Fig. I und 2 sind Längsschnitte Ider ersten bzw. der zweiten Ausführungsform.
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In der Ausführung nach Fig. 1 sind auf der Fühlstange 1 zwei Teile
2, 3 aufgepreßt, die je eine kegelige Fläche aufweisen, die in einen entsprechend
kegeligen Kragen 4 in der Mitte von elastischen Membranen 5 passen zwecks Zentrierung
der Stange. Die Membranen sind an ihrem kreisförmigen Umfang sorgfältig in einem
Gehäuse 6 zentriert und mittels Ringen 7 bzw. 8 festgehalten, die in das Gehäuse
eingeschraubt sind. Teil 3 besitzt einen Bund 9, der die Bewegung der Fühlstange
I nach vorn begrenzt und ,dabei eine übermäßige Deformation der Membranen 5 unter
der Einwirkung werden Meßdruck erzeugenden Feder 10 verhindert.
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Das Spiel von Teil 3 in der Bohrung des Ringes 8 und der Fühlstange
I in der Bohrung des Ringes 7 beträgt 0,05 bis 0,07 mm. Während des Meßhubes, der,
um die zulässige Verbiegung der Membranen 5 nicht zu überschreiten, nur etwa 0,10
mm beträgt, ist die Fühlstange nur dadurch ,das Zusammenspiel der Teile 2, 4 bzw.
3, 4 zentriert und geführt. Bei der Zurücknahme der Fülilstange I beim Ansetzen
an ein zu messends Werkstück verlassen die Teile 2, 3 die kegeligen Kragen 4 der
Membranen.
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Die Fühllstange schwebt dann zwischen der Feder 10 und den Enden 12'
eines Rückführhebels 12, ist aber gleichwohl mit dem für den vorliegenden Fall reichlichen
Spiel von 0,05 bis 0,07 mm in den Ringen 7, 8 geführt, die somit Hilfsschiebegleitlager
bilden, die beim Meßvorgang selbst absolut keine Rolle spielen.
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Die schraubenförmig-kegelig gewundene, reibungsfreie Blattfeder 10
ist mit ihren Enden an einer sich auf einer Schraube 11 zur Einstellung des Meßdruckes
abstützenden Scheibe 13 bzw. an der Fühlstange 1 befestigt. Diese Feder kann wegen
ihrer Reibungsfreiheit während des Meßvorganges frei spielen.
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Die Einrichtung zur Einstellung des Meßdruckes ist an sich bekannt
und daher nicht beschrileben.
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Der im Ring 8 eingesetzte Stift 15 ragt in eine Längsnut I6 des Teiles
3 hinein und verhindert so rille Drehung der Fühlstange.
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Es wäre ohne weiteres möglich. die Membranen an der Fühlstange zu
befestigen und am Umfang mit Kragen zu versehen, entsprechend den Kragen 4 die mit
konischen Flächen am Gehäuse 6 oder an Teilen, die am Gehäuse befestigt sind, zur
Zentrierung der Fühlstange während des Meßvorganges zusammenarbeiten.
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Beim oben beschriebenen Ausführungsbeispiel wird während des Meßvorganges
ein Druck ausgeübt. Es wäre aber ohne weiteres möglich, einen Zug auszuüben, die
kegeligen Flächen der Membranen 5 und der Teile 2, 3 umzukehren und eine auf Zug
arbeitende Feder vorzusehen.
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Der Betätigungshebel 12 ist üblicherweise auf einem nicht dargestellten
Support gelagert, der am Gehäuse 6 angebracht ist.
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In der in Fig. 2 gezeigten Variante besitzt nur die vordere Membran
5 einen Kragen, in den die kegelige Fläche eines Teiles 2 hineinpaßt, der bei der
Zurücknahme der Fühlstange 1 mit Spiel in dem als Gleitlager dienenden Ring 7 geführt
ist.
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Am hinteren Ende der Fühlstange I ist hingegen der mittlere Teil
einer Membran I7 befestigt, deren Durchmesser so groß ist, daß sie, ohne eine bleibende
Defoormation zu erleiden, sehr wohl einen Fühlstangenhub von mehreren (beispielsweise
4 bis 5) Millimetern zuläßt. Außen ist diese Membran I7 zwischen den beiden hülsenförmigen,
ineinandergeschraubten Teilen 18, 19 des Gehäuses eingeklemmt. Die Abstützung der
,den Meßdruck erzeugenden Feder 10 ist gleich wie im ersten Ausiührungsbeisplilel,
auch die Einrichtung zur Einstellung des Meßdruckes.
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In beiden Ausführungsbeispielen sind die elektrischen Teile des elektronischen
Längenmeßgerätes nur durch die Kondensatoren 14 angedeutet, da sie mit der Erfindung
an sich nichts zu tun haben.