DE9206599U1

DE9206599U1 - Touch sensor

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Publication number: DE9206599U1
Application number: DE9206599U
Authority: DE
Original assignee: HOBE MAX 7985 BAINDT DE
Current assignee: HOBE MAX 7985 BAINDT DE
Priority date: 1992-05-06
Filing date: 1992-05-18
Publication date: 1992-09-17
Anticipated expiration: 2002-05-19

Description

&iacgr;&ogr; Herrn&iacgr;&ogr; Mr

Max HöbeMax Hoebe

Siemensstr. 3Siemensstrasse 3

7982 Baint7982 Baint

TASTFÜHLERTOUCH SENSOR

Die Erfindung betrifft einen Tastfühler zur Erfassung einer Auslenkung eines Taststiftes od. dgl., welcher mit einem bewegbar gelagerten Wippelement verbunden ist.The invention relates to a tactile sensor for detecting a deflection of a stylus or the like, which is connected to a movably mounted rocker element.

Tastfühler finden beispielsweise in Meßeinrichtungen Anwendung, die mit einem relativ zu einem vermessenden Werkstück bewegbaren Taststift bestückt sind. Bei einem Meßvorgang wird der Meßfühler zu dem Werkstück hin bewegt, bis der Taststift das Werkstück berührt und aus seiner selbst bestimmten Position ausgelenkt wird. Im Tastfühler wird dann ein Signal erzeugt, das an eine entsprechende Meßeinrichtung weitergegeben wird. Wird das Werkstück von mehreren Seiten her mit dem Taststift angefahren, so kann hierdurch die Ausgestaltung des Werkstückes erfaßt werden.For example, styli are used in measuring devices that are equipped with a stylus that can be moved relative to a workpiece being measured. During a measuring process, the measuring sensor is moved towards the workpiece until the stylus touches the workpiece and is deflected from its self-determined position. A signal is then generated in the stylus, which is passed on to a corresponding measuring device. If the workpiece is approached from several sides with the stylus, the design of the workpiece can be recorded.

Derartige Tastfühler oder Tastköpfe sind bekannt. Beispielsweise wird hier auf die DE-PS 23 47 633 verwiesen. Dort ragen von dem Taststift drei Arme radial weg, dieSuch probes or probe heads are known. For example, reference is made to DE-PS 23 47 633. There, three arms protrude radially from the probe pin, which

jeweils an Flanken einer durch zwei Lagerkugeln gebildeten V-fÖrraigen Kerbe liegen. Der Erfassung des Schaltsignals dient ein elektrischer Stromkreis, der geschlossen ist, wenn sich der Taststift in seiner Nullstellung befindet. Der Stromkreis verläuft in Reihenschaltung durch die Lagerkugeln, wobei in Nullstellung die von dem Taststift abragenden Arme als Brückenkontakte wirken. Sobald ein Arm angehoben wird, wird dieser Stromkreis unterbrochen und somit ein Signal erzeugt. Nachteilig ist hierbei, daß exne Auslenkung des Taststiftes in seiner vertikalen Richtung nur nach oben, erfaßt werden kann. Um auch diese Richtung zu berücksichtigen ist eine Schachtelung dieses Systems erforderlich. Ferner ist ein sogenanntes dynamisches Messen, beispielsweise in Verbindung mit einem Rundtisch oder desgleichen nicht möglich, da bei jeder Auslenkung des Taststiftes in allen anderen Richtungen keine definierte Lagebestimmung mehr möglich ist. Desweiteren ist bei einer Auslenkung in axialer Richtung eine automatische Rückführung der Arme in ihre Lagerkugeln nicht gewährleistet. Es könnten bei einem Zurückfallen der Arme in ihre Ruhelage diese neben die eigentlichen Lagerkugeln fallen. Aus diesem Grunde müssen zusätzliche Zentrierungsmaßnahmen getroffen werden.each lie on the flanks of a V-shaped notch formed by two bearing balls. The switching signal is recorded by an electrical circuit that is closed when the stylus is in its zero position. The circuit runs in series through the bearing balls, whereby in the zero position the arms protruding from the stylus act as bridge contacts. As soon as an arm is raised, this circuit is interrupted and a signal is thus generated. The disadvantage here is that a deflection of the stylus in its vertical direction can only be recorded upwards. In order to take this direction into account, this system must be nested. Furthermore, so-called dynamic measurement, for example in connection with a rotary table or the like, is not possible, since with every deflection of the stylus in all other directions a defined position determination is no longer possible. Furthermore, in the event of a deflection in the axial direction, an automatic return of the arms to their bearing balls is not guaranteed. If the arms fall back into their resting position, they could fall next to the actual bearing balls. For this reason, additional centering measures must be taken.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diese Nachteile zu beheben und einen Tastfühler der o.g. Art zu schaffen, welcher sehr einfach zu bedienen ist, äußerst wirkungsvoll jede Auslenkung in jede beliebige Richtung aufnimmt und bei welchem es möglich ist, bei Bedarf, in mindestens einer Richtung dynamisch Meßwerte aufzunehmen.The present invention is based on the object of eliminating these disadvantages and of creating a touch sensor of the above-mentioned type which is very easy to use, extremely effectively records any deflection in any direction and with which it is possible, if necessary, to record dynamic measurement values in at least one direction.

Zur Lösung der Aufgabe führt, daß das Wippelement bei seiner Auslenkung in eine beliebige horizontale und/oder vertikale Richtung einen Sensor anspricht, welcher ein Signal an eine Erfassungseinheit abgibt und in mindestens einer Richtung dynamische Meßwerte aufnehmen kann.The solution to the problem is that the rocking element, when deflected in any horizontal and/or vertical direction, addresses a sensor which sends a signal to a detection unit and can record dynamic measurement values in at least one direction.

Hierdurch wird zumindest der erste Teil der Aufgabe gelöst, daß nämlich jede Bewegung des Wippelementes, gleich in welche Richtung, erfaßt wird. Dies gilt insbesondere für die bislang meist unberücksichtigte Richtung des Absenken des Taststiftes, beispielsweise, wenn ein Zug auf den Taststift ausgeübt wird. Dies kann bei manchen Meßvorgängen notwendig sein.This solves at least the first part of the problem, namely that every movement of the rocker element, regardless of the direction, is recorded. This applies in particular to the direction of lowering the stylus, which has so far mostly been ignored, for example when the stylus is pulled. This can be necessary for some measuring processes.

Ein weiteres wesentliches Merkmal der vorliegenden Erfindung ist die Lagerung des Wippelementes. Diese wird zwischen einem ortsfesten Lager, welches die Lagebestimmung in zwei Achsen, und einem bewegbaren Widerlager, welches die Lagebestimmung in der anderen Achse übernimmt, vorgenommen. Das hat zur Folge, daß bei einer Bewegung des Wippelementes, gleich in welche Richtung, nur das bewegbare Widerlager anspricht und entsprechend lageverändert wird, so daß hier ein Sensor genügt, um diese Bewegung zu erfassen. Dies geschieht sowohl bei einer vertikalen Bewegung des Wippelementes, als auch bei einer beliebigen Kippbewegung.Another important feature of the present invention is the bearing of the rocking element. This is carried out between a stationary bearing, which determines the position in two axes, and a movable abutment, which determines the position in the other axis. This means that when the rocking element moves, regardless of the direction, only the movable abutment responds and changes position accordingly, so that one sensor is sufficient to detect this movement. This happens both with a vertical movement of the rocking element and with any tilting movement.

Damit das Wippelement zwischen Lager und Widerlager gehalten wird, sind entsprechende Abstützungen vorgesehen, die gleichzeitig eine Rückführung des Wippelementes in eine Ausgangslage bewirken. Bevorzugt handelt es sich bei den Abstützungen um jeweils zwei zusammenwirkende Kugeln, wobei in deren Zwischenraum ein Querbolzen an beiden Kugeln seitlich anschlägt. Mit dem Querbolzen ist das Wippelement verbunden. Wird somit das Wippelement aus seiner Ruhelage ausgelenkt, so gleitet der Querbolzen zumindest einer Kugel auf, wobei das Wippelement dabei gegen das Widerlager drückt und dieses Widerlager in einer Parallelbewegung seine Position verändert. Hierdurch wird der o.g. Sensor angesprochen. Die Oberfläche der Kugel versucht aber gleichzeitig wieder den Querbolzen in seine RuhelageIn order to hold the rocking element between the bearing and the abutment, appropriate supports are provided, which at the same time return the rocking element to its original position. The supports are preferably two interacting balls, with a cross bolt striking both balls on the side in the space between them. The rocking element is connected to the cross bolt. If the rocking element is thus deflected from its rest position, the cross bolt slides onto at least one ball, with the rocking element pressing against the abutment and this abutment changing its position in a parallel movement. This triggers the above-mentioned sensor. At the same time, however, the surface of the ball tries to return the cross bolt to its rest position.

zurückzufuhren, was in dem Augenblick geschieht, wenn der Druck auf den Taststift bei der Auslenkung aufhört.what happens at the moment when the pressure on the stylus during the deflection stops.

Es versteht sich von selbst, daß die eben genannten Abstützungen bzw. der Querbolzen im Wechselspiel am Widerlager bzw. Lager und Wippelement angeordnet sein können. In einem Ausführungsbeispiel befinden sich die übereinander angeordneten Kugeln in dem Lager, während sich die Abstützungen für den Stift, welche ebenfalls aus Kugeln bestehen, am Widerlager befinden und auch der Querbolzen, welcher die zweite Abstützung bildet, in das Widerlager eingesetzt ist. Im zweiten Ausführungsbeispiel sind alle Kugeln im Wippelement angeordnet.It goes without saying that the supports mentioned above or the cross bolt can be arranged in an alternating manner on the abutment or bearing and rocker element. In one embodiment, the balls arranged one above the other are in the bearing, while the supports for the pin, which also consist of balls, are on the abutment and the cross bolt, which forms the second support, is also inserted into the abutment. In the second embodiment, all the balls are arranged in the rocker element.

Zur weiteren Halterung des Wippelementes und auch zur Bewegungsbegrenzung der Querbolzen und des eben genannten Stiftes sollte das Element eine weitere Festlegung aufweisen. Diese Festlegung muß aber die o.g. Bewegungen des Wippelementes zulassen. Hierzu dient im bevorzugten Ausführungsbeispiel eine Einformung in dem Wippelement, in welchem ein Querbolzen liegt, wobei der Querbolzen etwa parallel zu dem eben genannten Querbolzen angeordnet ist. Hierdurch wird ein Verschieben des Wippelementes aus dem Lager bzw. Widerlager begrenzt. Bevorzugt soll hierbei ferner dem Muldengrund der Einformung ein Langloch eingeformt sein, welches etwa senkrecht zu dem eben genannten Querbolzen verläuft. Aus dem Muldengrund ragt ein Stiftausschnitt, auf dem entlang der Querbolzen gleiten kann. Hierdurch wird die Bewegung des Wippelementes erleichtert.To further hold the rocker element and also to limit the movement of the cross bolts and the aforementioned pin, the element should have a further fixing. However, this fixing must allow the above-mentioned movements of the rocker element. In the preferred embodiment, this is done by a recess in the rocker element in which a cross bolt is located, whereby the cross bolt is arranged approximately parallel to the aforementioned cross bolt. This limits the rocker element from moving out of the bearing or abutment. Preferably, an elongated hole should also be formed in the base of the recess, which runs approximately perpendicular to the aforementioned cross bolt. A pin cutout protrudes from the base of the recess, along which the cross bolt can slide. This makes the movement of the rocker element easier.

Im bevorzugten bzw. ersten Ausführungsbeispiel ist das Wippelement als Wippbolzen ausgestaltet, dessen eines Ende mit dem Taststift verbunden ist und in dessen anderes Ende der Stift eingesetzt wird, während der Querbolzen dazwischen etwa senkrecht angeordnet ist. Die Erfindung funktioniert jedoch auch dann, wenn der Taststift an einerIn the preferred or first embodiment, the rocker element is designed as a rocker bolt, one end of which is connected to the stylus and the other end of which the stylus is inserted, while the cross bolt is arranged approximately vertically in between. However, the invention also works when the stylus is attached to a

anderen Stelle, wie z.B. im zweiten Ausführungsbeispiel, des Wippelementes festgelegt wird, so daß er beispielsweise senkrecht zu dem o.g. Stift aus dem Widerlager bzw. Lager herausragt. Das Wegfallen einer Meßrichtung muß hier eventuell in Kauf genommen werden, wobei jedoch die Möglichkeit des dynamischen Messens hierdurch verbessert wird und sogar in vier Richtungen möglich ist. Auch diese Ausführungsformen sollen vom Erfindungsgedanken umfaßt sein. Es wird als selbstverständlich gesehen, daß die in den Ausführungsbeispielen verwendeten Kugeln bzw. Bolzen auch durch andere Elemente, die jedoch den gleichen Zweck erfüllen, verwendet werden können.other place, such as in the second embodiment, of the rocker element, so that it protrudes from the abutment or bearing perpendicular to the above-mentioned pin, for example. The loss of a measuring direction may have to be accepted here, although the possibility of dynamic measuring is thereby improved and is even possible in four directions. These embodiments are also intended to be covered by the inventive concept. It is considered self-evident that the balls or bolts used in the embodiments can also be used by other elements which, however, serve the same purpose.

Wie oben erwähnt, soll das Lager ortsfest angeordnet sein.As mentioned above, the bearing should be arranged in a fixed location.

Dies geschieht bevorzugt in einem Einsatz, welcher einen Parallelrahmen aufweist, der das Lager und auch das Widerlager umläuft. Dieser Rahmen nimmt die Bewegung des Widerlagers auf und überträgt sie an einen Sensor. Damit dies geschehen kann, muß entweder der Rücken des ortsfesten Lagers abgeschrägt sein, damit eine Bewegung des Rahmens möglich wird oder aber der Rahmen ist parallelogrammartig ausgebildet, wobei der das ortsfeste Lager umlaufende Teil des Rahmens einen Abstand von diesem einhält. Es ist natürlich auch möglich, einen rechteckigen Rahmen zu wählen, der von vornherein in einem gewissen Abstand von dem ortsfesten Lager angeordnet ist, so daß er einer Bewegung des Widerlagers nachgeben kann.This is preferably done in an insert that has a parallel frame that runs around the bearing and the abutment. This frame records the movement of the abutment and transmits it to a sensor. In order for this to happen, either the back of the stationary bearing must be beveled so that movement of the frame is possible, or the frame is designed like a parallelogram , with the part of the frame that runs around the stationary bearing maintaining a distance from it. It is of course also possible to choose a rectangular frame that is arranged at a certain distance from the stationary bearing from the outset so that it can give way to movement of the abutment.

Bevorzugt soll der Rahmen an einem oberen Ring angeordnet sein, welcher beispielsweise in ein Gehäuse eingeschraubt wird. Vor dem Einschrauben wird dann in den Rahmen das Lager eingesetzt und mit dem oberen Ring beispielsweise durch Schrauben verbunden. Ferner wird das Widerlager eingesetzt, wobei es jedoch mit dem Rahmen verbindbar ist.Preferably, the frame should be arranged on an upper ring, which is screwed into a housing, for example. Before screwing in, the bearing is then inserted into the frame and connected to the upper ring, for example by screws. The abutment is also inserted, but it can be connected to the frame.

Das Widerlager kann im übrigen auch so ausgeformt sein, daß es einen Teil des Rahmens bildet.The abutment can also be designed in such a way that it forms part of the frame.

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Im vorliegenden Ausführungsbeispiel wird bevorzugt als Sensor zumindest ein Dehnungsstreifen benutzt, welcher auf eine Bewegung des Rahmens reagiert. Im Rahmen der Erfindung liegen jedoch auch andere Sensoren, welche die Bewegung des Rahmens bzw. des Widerlagers aufnehmen können. Hier sind viele Variationen denkbar.In the present embodiment, at least one stretch mark is preferably used as a sensor, which reacts to a movement of the frame. However, other sensors that can record the movement of the frame or the abutment are also within the scope of the invention. Many variations are conceivable here.

Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnung; diese zeigt in
5Further advantages, features and details of the invention will become apparent from the following description of preferred embodiments and from the drawing, which shows in
5

Figur 1 eine teilweise geöffnete Seitenansicht eines erfindungsgemässen Tastfühlers;Figure 1 is a partially opened side view of a touch sensor according to the invention;

Figur 2 eine weitere, teilweise geöffnete Seitenansicht des Tastfühlers gemäß Figur 1 um 90° gedreht;Figure 2 shows another partially opened side view of the probe according to Figure 1 rotated by 90°;

Figur 3 eine Seitenansicht eines Einsatzes für den Tastfühler gemäß Figur 2; Figure 3 is a side view of an insert for the touch sensor according to Figure 2;

Figur 4 eine Unteransicht des Einsatzes gemäß Figur 3; Figur 5 eine perspektivische Ansicht eines Widerlagers; Figure 4 is a bottom view of the insert according to Figure 3; Figure 5 is a perspective view of an abutment;

Figur 6 eine Draufsicht auf ein Lager zur Verwendung in dem Tastfühler gemäß Figur 1;Figure 6 is a plan view of a bearing for use in the touch probe of Figure 1;

Figur 7 eine teilweise geöffnete Seitenansicht eines erfindungsgemässen Tastfühlers in einer weiteren Variation;Figure 7 is a partially opened side view of a touch sensor according to the invention in a further variation;

Figur 8 eine weitere, teilweise geöffnete Seitenansicht des Tastfühlers gemäß Figur 7 um 90° gedreht.Figure 8 shows another partially opened side view of the probe according to Figure 7 rotated by 90°.

Ein erfindungsgemäßer Tastfühler T weist gemäß den Figuren 1, 2, 7 und 8 ein etwa zylindrisches Gehäuse 1 auf, in welches von oben her ein Einsatz 2 eingeschraubt ist. Hierzu kämmt ein Außengewinde 3 des Einsatzes 2 ein Innengewinde 4 in dem zylindrischen Gehäuse 1. Ferner ist zwischen dem zylindrischen Gehäuse 1 und dem Einsatz 2 bzw. einem oberen Ring 5 des Einsatzes 2 ein O-Ring 6 eingelegt. According to Figures 1, 2, 7 and 8, a touch sensor T according to the invention has an approximately cylindrical housing 1 into which an insert 2 is screwed from above. For this purpose, an external thread 3 of the insert 2 meshes with an internal thread 4 in the cylindrical housing 1. Furthermore, an O-ring 6 is inserted between the cylindrical housing 1 and the insert 2 or an upper ring 5 of the insert 2.

Gegenüber von dem oberen Ring 4 ist das zylindrische Gehäuse 1 im übrigen, nicht näher gezeigt, offen. In dieOpposite the upper ring 4, the cylindrical housing 1 is otherwise open, not shown in detail.

Öffnung greift ein Anschlußstück. 7 für einen nicht näher gezeigten Taststift ein, der in der lichten Weite dieser Öffnung bewegbar ist. Dieses Anschlußstück 7 findet dabei seine Ankopplung an einem Wippbolzen 8, welcher eine Auslenkung des Taststiftes aufnimmt und überträgt und auch die Rückführung des Taststiftes in eine Ausgangslage übernimmt. Hierzu sitzt der Wippbolzen 8 in einem, in Figur 2 gezeigten parallelogrammartigen Rahmen 9 und stützt sich einerseits gegen ein Lager 10 und anderersexts gegen ein Widerlager 11 ab, wobei das Lager 10 fest mit dem Einsatz 2 bzw. im zweiten Ausführungsbeispiel mit dem Gehäuse 1 verbunden ist, während das Widerlager 11 parallel bewegbar angeordnet ist. In Figur 2 ist dargestellt, daß das Widerlager 11 integrierter Bestandteil des parallelogrammartigen Rahmens 9 ist. Im Rahmen der Erfindung liegt jedoch auch, daß das Widerlager 11 als selbständiger Einsatz ausgebildet ist, der nachträglich in den Rahmen 9 eingesetzt und über Stifte, welche entsprechende Durchgangsbohrungen 12 queren, festgelegt ist. Ein derartiges separates Widerlager 11a ist in Figur 5 angedeutet. Da grundsätzlich gewährleistet sein sollte, daß das Wiederlager eine parallele Ausweichbewegung machen muß, kann dieses Widerlager auch durch eine andere Art von Linearbewegung, z.B. Linear-Kugelführung, geführt werden.A connector 7 for a stylus (not shown in detail) engages in the opening, which can be moved within the clear width of this opening. This connector 7 is connected to a rocker bolt 8, which absorbs and transmits a deflection of the stylus and also takes over the return of the stylus to an initial position. For this purpose, the rocker bolt 8 sits in a parallelogram-like frame 9 shown in Figure 2 and is supported on the one hand against a bearing 10 and on the other hand against an abutment 11, whereby the bearing 10 is firmly connected to the insert 2 or, in the second embodiment, to the housing 1, while the abutment 11 is arranged so that it can move in parallel. Figure 2 shows that the abutment 11 is an integral part of the parallelogram-like frame 9. However, it is also within the scope of the invention that the abutment 11 is designed as an independent insert, which is subsequently inserted into the frame 9 and is fixed by pins which cross corresponding through holes 12. Such a separate abutment 11a is indicated in Figure 5. Since it should be guaranteed in principle that the abutment must make a parallel evasive movement, this abutment can also be guided by another type of linear movement, e.g. linear ball guide.

In diesem Fall müsste durch ein geeignetes Vorspannelement die Rückstellbewegung ausgeführt werden.In this case, the return movement would have to be carried out by a suitable preload element.

Die Festlegung des Lagers 10, welches im übrigen in Figur 6 noch gesondert dargestellt ist, erfolgt über nicht näher gezeigte Schrauben, welche entsprechende Bohrungen 14 in dem Lager 10 durchsetzen und in Gewindelöcher 13 in dem oberen Ring 5 eingreifen. Ferner ist in Figur 6 erkennbar, daß beidseits einer Mulde 15 an dem Lager 10 eine Abstützung 16 angeordnet ist, welche im vorliegenden Ausführungsbeispiel aus zwei Kugeln 17 besteht. In Gebrauchslage liegt den beiden Kugeln 17, wie in Figur 1The bearing 10, which is shown separately in Figure 6, is fixed using screws (not shown in detail) which pass through corresponding holes 14 in the bearing 10 and engage in threaded holes 13 in the upper ring 5. It can also be seen in Figure 6 that a support 16 is arranged on both sides of a recess 15 on the bearing 10, which in the present embodiment consists of two balls 17. In the position of use, the two balls 17, as shown in Figure 1

gezeigt, ein Querbolzen 18 an, welcher eine entsprechende Querbohrung 19 in dem Wippbolzen 8 durchsetzt.shown, a cross bolt 18 which passes through a corresponding cross bore 19 in the rocker bolt 8.

Unterhalb des Querbolzens 18 bzw. der Querbohrung 19 ist in dem Wippbolzen 8 eine muldenartige Anformung 20 vorgesehen, an deren Muldengrund 21 sich ein axiales Langloch 22 befindet. In diesem Langloch 22 überragt ein Stiftausschnitt 23 den Muldengrund 21, wobei der Stiftausschnitt 23 Teil eines in den Wippbolzen 8 axial eingeschobenes Stiftes 24 sein kann. Der den Muldengrund 21 überragende Stiftausschnitt 23 ist insbesondere in Figur 2 erkennbar und wirkt mit einem weiteren Querbolzen 25 zusammen, der in etwa parallel zu dem Querbolzen 18 verläuft, allerdings in das Widerlager 11 eingesetzt ist.Below the cross bolt 18 or the cross hole 19, a trough-like formation 20 is provided in the rocker bolt 8, at the base 21 of which there is an axial elongated hole 22. In this elongated hole 22, a pin cutout 23 projects beyond the base 21 of the trough, whereby the pin cutout 23 can be part of a pin 24 axially inserted into the rocker bolt 8. The pin cutout 23 projecting beyond the base 21 of the trough can be seen in particular in Figure 2 and interacts with another cross bolt 25, which runs approximately parallel to the cross bolt 18, but is inserted into the abutment 11.

Die entsprechenden Einschublöcher sind in Figur 5 mit 26 gekennzeichnet. Anstatt des Querbolzens, der die eben genannten Einschublöcher 26 durchsetzt, könnten auch hier wieder 2 Kugeln diese Abstützung übernehmen, was jedoch wie im zweiten Ausführungsbeispiel Figur 7 u. 8 dargestellt, eine Überbestimmung bedeuten kann.The corresponding insertion holes are marked 26 in Figure 5. Instead of the cross bolt that passes through the above-mentioned insertion holes 26, two balls could again provide this support, but this could mean overdetermination, as shown in the second embodiment in Figures 7 and 8.

Somit wird der Wippbolzen 8 in seiner Lage zwischen den beiden Lagern 10 und 11 gehalten, wobei eine Rückführung bei einer Auslenkung eines Taststiftes in Figur 1 nach links ober rechts über die Kugel 17 erfolgt, welche den Querbolzen 18 immer, durch die o.g. Parallelbewegung, wieder in eine waagrechte Position drängen. Ferner kann der Wippbolzen 8 vertikal nach oben oder unten ebenfalls unter Einwirkung auf den Taststift bewegt werden, wobei auch hier eine Rückführung durch die Kugeln 17 erfolgt. Ein vertikaler Versatz ist durch die langlochartige Ausbildung der Einformung 20 gewährleistet, da der Querbolzen 25 im Bereich der Einformung 20 frei ist.The rocker bolt 8 is thus held in its position between the two bearings 10 and 11, whereby a return occurs when a stylus in Figure 1 is deflected to the left or right via the ball 17, which always pushes the cross bolt 18 back into a horizontal position through the parallel movement mentioned above. Furthermore, the rocker bolt 8 can also be moved vertically up or down under the influence of the stylus, whereby here too a return occurs through the balls 17. A vertical offset is ensured by the slot-like design of the recess 20, since the cross bolt 25 is free in the area of the recess 20.

Eine Rückführung des Wippbolzens 8 bei dessen Bewegung nach links und rechts gemäß Figur 2 erfolgt über eine weitere Abstützung 16a, welche wiederum bevorzugt aus zwei KugelnA return of the rocker bolt 8 during its movement to the left and right according to Figure 2 takes place via a further support 16a, which in turn preferably consists of two balls

27 gebildet ist, die in Kugelmulden 28 in dem Widerlager 11 angeordnet sind. Die Anordnung erfolgt oberhalb der Abstützung 16, wobei die Kugeln 27 mit dem eben genannten Stift 24 zusammenwirken, der in Gebrauchslage den beiden Kugeln 27 anliegt.27, which are arranged in ball recesses 28 in the abutment 11. The arrangement takes place above the support 16, whereby the balls 27 interact with the aforementioned pin 24, which in the position of use rests against the two balls 27.

In Figur 2 ist erkennbar, daß der parallelogrammartige Rahmen 9 an dem oberen Ring 5 festliegt. Hier kann er beispielsweise angeschweißt, angelötet oder aber auch aus einem Stück gefertigt sein. Von dem oberen Ring 5 verlaufen zwei Rahmenschenkel 30 und 31 in etwa parallel zu einem Ring 32, welcher auch die oben beschriebenen Durchgangsbohrungen 12 aufweist. In diesen Ring 32 wird ein Ring 33 des Widerlagers 11 eingesetzt, sofern das Widerlager 11 gesondert von dem parallelogrammartigen Rahmen 9 ausgebildet ist. Andernfalls ragt, wie in Figur 2 gezeigt, das Widerlager 11 von dem Ring 32 nach oben auf.In Figure 2 it can be seen that the parallelogram-like frame 9 is fixed to the upper ring 5. Here it can be welded, soldered or made from one piece. From the upper ring 5, two frame legs 30 and 31 run approximately parallel to a ring 32, which also has the through holes 12 described above. A ring 33 of the abutment 11 is inserted into this ring 32, provided that the abutment 11 is designed separately from the parallelogram-like frame 9. Otherwise, as shown in Figure 2, the abutment 11 protrudes upwards from the ring 32.

Wesentlich ist, daß zumindest einer der Rahmenschenkel 30 bzw. 31 mit zumindest einem Dehnmeßstreifen 34 belegt ist, welcher, bei einer Lageveränderung des parallelogrammartigen Rahmens 9 ein Signal zu einer nicht näher gezeigten Erfassungseinheit abgibt. Derartige Funktionen eines Dehnmeßstreifens sind allgemein bekannt und sollen hier nicht näher beschrieben werden. Wesentlich bei der vorliegenden Erfindung ist aber, daß, bei welcher Bewegung des Wippbolzens bzw. des Taststiftes auch immer, der parallelogrammartige Rahmen 9 oder ein entsprechendes zuvor bereits erwähntes Linearführungselement sich in einer parallelen Bewegung in Richtung &khgr; vom Lager wegbewegt. Hierdurch wird eine absolut sichere Abgabe des notwendigen Signals durch den Dehnmeßstreifen oder ein anderes Meßelement (z.B. Induktiv-Meßwertaufnehmer) gewährleistet. Nur das Widerlager 11 kann einer Auslenkung des Wippbolzens 8 nachgeben, wobei die Parallel-Auslenkung nur in Richtung &khgr; geschehen kann, wie dies in Figur 2 und Figur 7 angedeutet ist.It is essential that at least one of the frame legs 30 or 31 is equipped with at least one strain gauge 34, which, when the position of the parallelogram-like frame 9 changes, emits a signal to a detection unit (not shown in detail). Such functions of a strain gauge are generally known and will not be described in detail here. What is essential in the present invention, however, is that, whatever the movement of the rocker bolt or the stylus, the parallelogram-like frame 9 or a corresponding linear guide element already mentioned above moves away from the bearing in a parallel movement in the direction of &khgr;. This ensures that the necessary signal is emitted absolutely reliably by the strain gauge or another measuring element (e.g. inductive measuring sensor). Only the abutment 11 can yield to a deflection of the rocker bolt 8, whereby the parallel deflection only occurs in the direction of &khgr; can happen, as indicated in Figure 2 and Figure 7.

In dem Ausführungsbeispiel gemäß den Figuren 7 und 8 sind ein ortsfestes Lager 10a und ein bewegbares Widerlager 11a in dem Gehäuse 1 übereinander angeordnet. Das Widerlager 11a ist ähnlich ausgebildet wie das Widerlager 11 und weist somit auch einen parallelogrammartigen Rahmen 9 auf. Dieser Rahmen 9 ist mit einem Einsatz 2a verbunden.In the embodiment according to Figures 7 and 8, a stationary bearing 10a and a movable abutment 11a are arranged one above the other in the housing 1. The abutment 11a is designed similarly to the abutment 11 and thus also has a parallelogram-like frame 9. This frame 9 is connected to an insert 2a.

Andererseits des Einsatzes 2a ist an den Rahmen 9 ein Stützstreifen 35 angeformt, welcher eine Mulde 36 ausbildet, in der zwei Bolzenabschnitte 37 und 38 ruhen. Jeder Bolzenabschnitt 37 bzw. 38 wirkt mit einer Abstützung 16 zusammen, die wiederum aus Kugeln 17a bzw. 17b bestehen. Die Kugeln 17a und 17b ruhen in entsprechenden Aufnahmemulden in einer Wippscheibe 8a, von welcher das Anschlußstück 7 abragt. Hierbei befinden sich die Abstützungen 16 auf der Oberseite der Wippscheibe 8a, während sich auf der Unterseite der Wippscheibe beidseits des Anschlußstücks 7 weitere Kugeln 27a und 27b befinden, welche mit einem festen Lager 10a zusammenwirken. Dieses feste Lager 10a besteht in diesem Ausführungsbeispiel aus zwei beidseits des Anschlußstückes 7 angeordneten Bolzenstücken 39a und 39b, welche zwischen den Kugeln 27a und 27b liegen. Welche Bewegung auch immer ein mit dem Anschlußstück 7 verbundener Taststift vollzieht, bewirkt ein Verschieben des Rahmens 9 in Richtung x, wodurch ein nicht näher gezeigter Sensor angesprochen wird.On the other side of the insert 2a, a support strip 35 is formed on the frame 9, which forms a recess 36 in which two bolt sections 37 and 38 rest. Each bolt section 37 or 38 interacts with a support 16, which in turn consists of balls 17a or 17b. The balls 17a and 17b rest in corresponding receiving recesses in a rocker disc 8a, from which the connecting piece 7 protrudes. The supports 16 are located on the top of the rocker disc 8a, while on the underside of the rocker disc on both sides of the connecting piece 7 there are further balls 27a and 27b, which interact with a fixed bearing 10a. In this embodiment, this fixed bearing 10a consists of two bolt pieces 39a and 39b arranged on both sides of the connecting piece 7, which lie between the balls 27a and 27b. Whatever movement a stylus connected to the connecting piece 7 makes, causes a displacement of the frame 9 in direction x, which activates a sensor (not shown in detail).

Claims

-12-CLAIMS FOR PROTECTION

1. Sensor for detecting a deflection of a stylus or the like, which is connected to a movable rocker element (8),

characterized,

that the rocking element (8) responds to a sensor (34) when it is deflected in any horizontal and/or vertical direction, which emits a switching signal to a detection unit and can dynamically record measured values in at least one direction.

2. Touch sensor according to claim 1, characterized in that the rocking element (8) is arranged between a stationary bearing (10) and a movable abutment (11) which addresses the sensor (34).

3. Touch sensor according to claim 2, characterized in that the rocking element (8) is arranged between the stationary bearing (10) with two support points and a parallel-movable abutment (H), also with two support points, which addresses the sensor (34).

4. Touch sensor according to claim 2 or 3, characterized in that the rocking element (8) is held between the stationary bearing (10), which determines the position in two axes, and a movable abutment (11), which takes over the position determination in the other axis, by means of supports (16).

5. Touch sensor according to claim 4, characterized in that the supports (16) consist of at least two balls (17) arranged one above the other or of prism-like converging

surfaces which are located in the bearing (10) or the abutment (11), wherein a cross bolt (18) which crosses the rocker element (8) strikes two balls (17) arranged one above the other or prism-like converging surfaces .

6. A touch sensor according to claim 5, characterized in that a pin (24) running perpendicular to the cross bolt (18) is provided in the rocker element (8), which in turn is supported against a further support, preferably consisting of two balls (27) , on the abutment (11).

7. A touch sensor according to claim 5 or 6, characterized in that a recess (20) is formed in the rocking element (8) on the other side of the supports (16) , into which a transverse bolt (25) engages, which penetrates the abutment or similar bearing (10, 11).

7. Tastfühler nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß in einen Muldengrund (21) der Einformung (20) ein Langloch7. Touch sensor according to claim 6, characterized in that in a trough base (21) of the recess (20) a slot

(22) etwa senkrecht zu dem Querbolzen (18) eingeformt ist, aus welchem ein Stiftausschnitt (23), bevorzugt als Teil des Stiftes (24), herausschaut, an dem in Gebrauchslage der Querbolzen (25) oder alternativ zwei konvergierende Flächen, bevorzugt Kugeln, anliegen.(22) is formed approximately perpendicular to the cross bolt (18), from which a pin cutout (23), preferably as part of the pin (24), protrudes, against which the cross bolt (25) or alternatively two converging surfaces, preferably balls, rest in the position of use.

8. Tastfühler nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Wippelement als Wippbolzen (8) ausgestaltet ist, dessen eines Ende mit dem Taststift8. Touch sensor according to at least one of claims 1 to 7, characterized in that the rocker element is designed as a rocker bolt (8), one end of which is connected to the stylus verbunden und in dessen anderes Ende der Stift (24) eingesetzt ist, während der Querbolzen (18) senkrecht zum Stift (24) angeordnet ist.and into whose other end the pin (24) is inserted, while the cross bolt (18) is arranged perpendicular to the pin (24).

9. Tastfühler nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Lager (10) ortsfest an9. Touch sensor according to at least one of claims 1 to 8, characterized in that the bearing (10) is fixed to einem Einsatz (2) oder dem Gehäuse (1) selbst angeordnetan insert (2) or the housing (1) itself

wherein the insert (2) has a frame (9) on which the abutment (11) is located.

10. Touch sensor according to claim 9, characterized in that the frame (9) is designed like a parallelogram.

11. Touch sensor according to claim 9 or 10, characterized in that the frame (9) has two parallel frame legs (30, 31) which are formed on an upper ring (5) which also holds the bearing (10).

12. Touch sensor according to claim 11, characterized in that the frame legs (30, 31) on the other side of the upper ring (5) are connected to one another via a ring (32).

13. Touch sensor according to claim 12, characterized in that the abutment (11) projects from the ring (32).

14. Touch sensor according to claim 12, characterized in that the abutment (11a) has a ring (33) with which it sits in the ring (32) of the frame (9) and is connected there.

15. Touch sensor according to at least one of claims 9 to

14. characterized in that at least one expansion strip (34) is arranged as a sensor on the frame (9), preferably on at least one frame leg (30, 31).

16. Touch sensor according to at least one of claims 2 to 8, characterized in that the abutment is guided by a linear guide instead of by a spring parallelogram and is reset by a corresponding pre-tensioning element.

17. Touch sensor according to at least one of claims 2 to 8, characterized in that the in the preceding claims

mentioned cross bolts and converging surfaces, preferably balls, are also attached in alternating play.