DE9309738U1 - Koordinatenmeßgerät mit einer Abdeckung für eine Führungsbahn - Google Patents

Description

Beschreibung: 93031 G

Koordinatenmeßgerät mit einer Abdeckung für eine Führungsbahn

Die Erfindung betrifft ein Koordinatenmeßgerät mit einer Abdeckung für eine Führungsbahn, auf der sich ein beweglicher Meßschlitten des Koordinatenmeßgeräts über ein Lager abstützt.

Derzeit werden die Führungsbahnen von Koordinatenmeßgeräten zum Schutz gegen Verschmutzung oder mechanische Beschädigung in der Regel mit Faltenbälgen, mitlaufenden Bändern oder Schiebekulissen abgedeckt. Diese Arten der Kapselung sind jedoch nicht kraftfrei, da sie an das bewegte Maschinenelement angebunden sind. Außerdem kommt es zu Slip-Stick-Effekten aufgrund der vorhandenen Reibung in den Bälgen etc. Diese Einflüsse führen zu Hysterese-Effekten bzw. Streuungen in der Position des betreffenden Meßschlittens. Da bei Koordinatenmeßgeräten der oberen Genauigkeitsklasse die Positionsunsicherheit im Bereich weniger Mikrometer spezifiziert ist, macht sich der Einfluß der mechanisch mitgeführten Abdeckung durchaus negativ auf die Meßgenauigkeit bemerkbar und zwar um so mehr, je weiter die Abdeckungen der Führungen von dem Punkt entfernt sind, in dem die Antriebskraft in den Meßschlitten eingeleitet wird.

Bei Koordinatenmeßgeräten vom Portaltyp wird das Portal oft nur einer Seite angetrieben, d.h. der Antrieb wirkt auf nur einen Portalfuß, meist den, der auch gleichzeitig mit der Seitenführung des Portals versehen ist. Der zweite Portalfuß stützt sich dann allein durch ein Auflager auf der ebenen Tischfläche des Koordinatenmeßgeräts ab. Will man die Führungsfläche für dieses Auflager gegen Verschmutzung durch einen Faltenbalg abdecken, dann zeigt

es sich, daß selbst bei einer Minimierung der Auszugskräfte des Balges Verbiegungen des Portals auftreten, mit dem Effekt, daß die Meßwerte außerhalb der zulässigen Meßunsicherheit liegen. Diese Verbiegungen sind nicht konstant über den Meßbereich sondern steigen am Ende des Meßbereichs durch den maximalen Auszug des einen und das Blockverhalten des anderen Faltenbalges stark an.

Es sind gekapselte Längenmeßsysteme bekannt, bei denen ein Mitnehmer vom geführten Teil der Maschine durch einen Schlitz in der Kapselung in das Innere des Gehäuses des Längenmeßsystems hindurchgeführt wird. Bei diesen Systemen ist der Schlitz durch eine elastische Dichtlippe verschlossen, die vom Mitnehmer jeweils aufgebogen oder zur Seite geschoben wird. Diese Abdeckungen sind ebenso wie die eingangs genannten Faltenbälge und Abdeckbänder nicht kraftfrei sondern bewirken eine mehr oder minder große Reibung zwischen dem Mitnehmer und der dichtenden Gummilippe.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, die Abdeckung für eine oder mehrere Führungsbahnen eines Koordinatenmeßgeräts so auszubilden, daß an der Stelle möglichst geringe bzw. keine Kräfte auf das geführte Teil ausgeübt werden.

Diese Aufgabe wird mit den im Anspruch 1 angegebenen Maßnahmen gelöst.

Die erfindungsgemäße Abdeckung ist kraftfrei, d.h. das geführte Teil berührt die Abdeckung nicht. Dennoch ist die Abdeckung sehr wirksam gegen eindringenden Staub, Ölnebel etc., da der Schlitz in der Abdeckung, durch den der Lagerbolzen hindurchgreift, auf seine gesamte Länge und Breite durch eine zusätzliche Abdeckleiste geschützt wird.

Es ist zweckmäßig, wenn die Teile der Abdeckung beidseitig des Schlitzes oder die zweite Abdeckleiste im Profil wannenförmig ausgestaltet sind. Dadurch wird verhindert, daß sich ansammelnder Schmutz von den Abdeckleisten seitlich herab fällt und dann doch auf der Führung zu liegen kommt.

Vom besonderen Vorteil ist es, wenn die zweite Abdeckleiste ein an beiden Enden befestigtes und über die Führungslinie gespanntes Band ist, welches durch einen Querschlitz im Tragbolzen oder Lagerkörper des geführten Teils hindurchgreift. Auf diese Weise läßt sich der Tragbolzen bzw. Lagerkörper trotz des eingebrachten Schlitzes für die Abdeckleiste sehr steif halten.

Es ist jedoch auch möglich, die zweite Abdeckleiste an ihrer Längsseite zu halten, so daß sie seitlich in eine im Querschnitt U-förmige Ausnehmung im Lagerbolzen eingreift.

Weitere Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Figuren 1-4 der beigefügten Zeichnungen.

Figur la ist eine vereinfachte Prinzipsskizze, die ein Koordinatenmeßgerät vom Portaltyp in der Ansicht in Führungsrichtung des Portals zeigt;

Figur Ib zeigt einen Teil der Abdeckung (9) für die Führungsbahn des Portalfußes (5) des Koordinatenmeßgeräts aus Figur la in Aufsicht;

Figur 2 ist eine detailliertere Schnittzeichnung der Abdeckung der Führungsbahn (la) im Bereich des Portalfußes (5) in vergrößertem Maßstabe nach einem ersten Ausführungsbeispiel;

Figur 3 ist eine detailliertere Schnittzeichnung der Abdeckung der Führungsbahn (la) im Bereich des Portalfußes (5) in vergrößertem Maßstabe nach einem zweiten Ausführungsbeispiel;

Figur 4 ist eine detailliertere Schnittzeichnung der Abdeckung der Führungsbahn (la) im Bereich des Portalfußes (5) in vergrößertem Maßstab nach einem dritten Ausführungsbeispiel.

Das in Figur 1 dargestellte Koordinatenmeßgerät vom Portaltyp besitzt einen Meßtisch (1) aus Granit, der auf einem im Detail nicht näher dargestellten schwingungsgedämpften Unterbau (2) ruht. Auf einer Seite des Granit-Tisches (1) sind hinter einer Verkleidung (3) die Führung für den rechten Portalfuß (4) und der Antrieb des Portals untergebracht. Das Portal selbst besteht aus den beiden Portalfüßen (4 und 5) und einem die beiden Portalfüße verbindenden Querträger bzw. der Traverse (8), auf der der sogenannte X-Wagen (6) geführt ist. Der X-Wagen

(6) enthält seinerseits wieder die vertikalen Führungen für die Pinole, die an ihrer Unterseite den Tastkopf (7) des Koordinatenmeßgeräts trägt. Die Führungen des Portalfußes

(4) sind in herkömmlicher Weise mit einem Faltenbalg abgedeckt, da an der Stelle die Antriebskraft in unmittelbarer Nähe des Angriffspunktes des Balges eingeleitet wird und deshalb die eingangs genannten Störeffekte vernachlässigbar klein bleiben.

Im Bereich des Portalfußes (5) ist in den Meßtisch (1) die tiefergelegte Führung (la) für das Luftlager (10) eingearbeitet, über das sich der Portalfuß (5) abstützt. Dabei ist die Führungsfläche (la) mit einer Abdeckung (9) versehen, die mit der Oberseite des Meßtisches (1) abschließt und in der Darstellung nach Figur 2 detaillierter beschrieben ist.

Die Abdeckung (9) umfaßt zwei Winkelprofile (14a, 14b), von denen die rechteckförmige Ausnehmung des Meßtisches (1) im Bereich der Führung (la) bis auf einen relativ breiten Schlitz abgedeckt wird. Unter den beiden Winkelprofilen (14a und 14b) sind zwei wannenförmige Leisten (15a, 15b) nebeneinander so angeordnet, daß zwischen ihnen nur ein schmaler Schlitz verbleibt, durch den der Tragbolzen des unter den Leisten (15a, 15b) auf der Führung (la) laufenden Luftlager (10) hindurchgreift, auf dem der Portalfuß (5) ruht.

Der Tragbolzen des Luftlagers (10) besteht aus folgenden Teilen: einer Stellschraube (11), deren Gewindebolzen auf einer Tragplatte (12a) montiert ist, die ihrerseits beidseitig von den beiden Schenkeln eines U-förmigen Trägers (12b) gehalten ist. Letzterer stützt sich auf dem schlanken, zylindrischen eigentlichen Lagerbolzen (13) ab. Auf diese Weise entsteht zwischen der Tragplatte (12a) und dem Träger (12b) ein Querschlitz, der ca. dreimal so breit ist wie der Schlitz zwischen den beiden wannenförmigen Abdeckleisten (15a und 15b). Durch diesen Querschlitz ist ein an beiden Enden am Meßtisch befestigtes, gespanntes Stahlband (16) geführt. Dieses Stahlband (16) ist etwa doppelt so breit wie der Schlitz zwischen den beiden wannenförmigen Abdeckleisten (15a, 15b) und deckt den Schlitz über seine gesamte Länge wirkungsvoll gegen eventuell eindringenden Schmutz ab, so daß er sich in den wannenförmigen Abdeckleisten (15a, 15b) sammelt und nicht auf die Führungsfläche (la) für das Lager (10) gelangen kann.

Neben der Führung (la) ist ein Maßstab (19) montiert, mit dessen Hilfe die Position des Portalfußes (5) laufend erfaßt werden kann. Abgelesen wird dieser Maßstab von einem photoelektrischen Lesekopf (18), der mit Hilfe eines

Mitnehmers (17) an dem U-förmigen Träger (12b) befestigt ist und durch einen weiteren Schlitz zwischen der Abdeckleiste (14a) und der Abdeckleiste (15a) hindurch greift. Auch dieser Maßstab ist durch die konstruktive Ausführung der Abdeckung (9) wirkungsvoll gegen Verschmutzen geschützt.

Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Abdeckleiste (16) etwa in Höhe der Tischoberfläche über dem Schlitz angeordnet, durch den der Tragbolzen des Lagers hindurchgreift.

In dem leicht abgewandelten Ausführungsbeispiel nach Figur 3 ist eine etwas andere Anordnung gewählt. Dort sind ein paar erste Abdeckleisten (25a, 25b) aus Kunststoff mit der Tischoberfläche abschließend über der Führung für das Luftlager (20) befestigt und zwar die rechte Abdeckleiste (25a) an einer Kunststoffschiene (24), die an die Stufe im Granittisches (1) angeklebt ist, und die andere Abdeckleiste (25b) an der seitlichen Kunststoff-Verkleidung (24b) des Granittisches (1). Zwischen den beiden Abdeckleisten (25a, 25b) verbleibt wieder ein schmaler Spalt, durch den der Tragbolzen (23) für das Luftlager (20) hindurchgreift. Die einander gegenüberliegenden Seiten der Abdeckleisten (25a, 25b) sind außerdem über ihre gesamte Länge parallel zu dem zwischen ihnen verbleibenden Schlitz mit im Querschnitt wannenförmigen Ausnehmungen (30a, 30b) versehen, in denen sich ansammelnder Schmutz, Staub etc. festgehalten wird.

Der Tragbolzen (23) stützt sich auf einer Tragplatte (22a) ab, die ihrerseits auf den beiden Schenkeln des im Querschnitt U-förmigen Lagerkörpers des Luftlagers (20) ruht. In der Ausnehmung zwischen den beiden Schenkeln des Lagerkörpers unterhalb des Schlitzes zwischen den beiden Abdeckleisten (25a, 25b) erstreckt sich senkrecht zur

Papierebene ein im Querschnitt wannenförmiges Stahlband, das wie im Ausführungsbeispiel nach Figur 2 am vorderen und hinteren Ende des Meßtisches (1) befestigt und zwischen den Befestigungspunkten so gespannt ist, daß es weder den Lagerkörper (20) noch die Abdeckplatte (22a) berührt. In diesem Stahlband sammelt sich der durch den Schlitz zwischen den beiden Abdeckleisten (25a, 25b) hindurchfallende Schmutz und wird von der Führung (la) auf diese Weise ferngehalten.

Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist der Lesekopf (28a) für den neben der Führung (la) montierten Maßstab (29) an einem Mitnehmer (27) befestigt, der ebenfalls durch den Schlitz zwischen den Abdeckleisten (25a, 25b) hindurchgreift und an der Unterseite des Portalfußes (5) befestigt ist.

In den beiden Ausführungsbeispielen nach Figur 2 und Figur 3 ist die zweite Abdeckleiste ein an beiden Enden befestigtes gespanntes Band, das durch einen Querschlitz entweder im Tragbolzen oder im Lagerkörper selbst berührungslos hindurchgreift. Die gesamte Anordnung zwischen Portalfuß und Lagerkörper ist aufgrund der beidseitigen Abstützung relativ steif. Eine weniger steife, dennoch in vielen Fällen durchaus ausreichende Lösung ist im Ausführungsbeispiel nach Figur 4 dargestellt. Dort ist die ebenfalls aus Kunststoffteilen ausgeführte Abdeckung folgendermaßen ausgebildet:

Die rechte Abdeckleiste (35a) schließt mit der Oberseite des Meßtisches (1) ab und ist wie im Ausführungsbeispiel nach Figur 3 an einer Trägerleiste (34a) befestigt, die an den stufenförmigen Absatz des Meßtisches (1) angeklebt ist. Die Abdeckleiste (35a) geht auf der dem Meßtisch (1) abgewandten Seite in einen stufenförmigen, tieferliegenden Absatz über. An diesen grenzt durch einen Schlitz getrennt

die linke Abdeckleiste (35b) an, die wieder an der seitlichen Abdeckung (34b) für den Meßtisch (1) befestigt ist. Die Abdeckleiste (35b) liegt tiefer als die Abdeckleiste (35a) und weist im Profil im Bereich des Schlitzes, durch den der Tragbolzen (33) für das Luftlager (10) hindurchgreift, einen nach oben gezogenen Absatz auf, der verhindert, daß Schmutz seitlich in den Schlitz und damit auf die Führungsbahn (la) fällt.

Abgedeckt wird der Schlitz durch eine weitere, als Winkelprofil ausgebildete Abdeckleiste (36), deren Oberseite mit der rechten Abdeckleiste (35a) und der Oberfläche des Tisches (1) abschließt. Um diese Abdeckleiste (36) ist das im Querschnitt C-förmige Profil eines Verbindungsteils (32) geführt, das den Tragbolzen (33) des Luftlagers (10) mit der Stellschraube (11) an der Unterseite des Portalfußes (5) verbindet.

Am unteren Schenkel des C-förmigen Verbindungsteils (23) ist außerdem der Mitnehmer befestigt, der den Lesekopf (38) für den neben der Führung (la) liegenden Maßstab (39) hält.

Auch bei diesem Ausführungsbeispiel besteht keinerlei mechanische Verbindung über die gesamte Führungslänge zwischen der Abdeckung (35/36) und dem Portalfuß (5), d.h. die Abdeckung übt keine Kräfte auf den Portalfuß (5) aus.

Claims (6)

Schutzansprüche:

1. Koordinatenmeßgerät mit einer Abdeckung für eine Führungsbahn (la), auf der sich ein beweglicher Meßschlitten (48) des Koordinatenmeßgeräts über ein Lager (10; 20) abstützt, mit folgenden Merkmalen:

der Tragbolzen (12-13; 23; 32-33) des Lagers (10; 20) greift durch einen sich in Führungsrichtung erstreckenden Schlitz in einer ersten Abdeckung (15; 25; 35) hindurch;

vor oder hinter der ersten Abdeckung ist eine zweite, sich über die Länge des Schlitzes erstreckende Abdeckleiste (16; 26; 36) angeordnet, die mindestens ebenso breit wie der Schlitz ist;

ein Teil (12; 32) des Tragbolzens oder des Lagerkörpers (20) ist um die zweite Abdeckleiste (16; 26; 36) herumgeführt und umgibt diese ganz oder teilweise, ohne sie jedoch zu berühren.

2. Koordinatenmeßgerät nach Anspruch 1, wobei die Teile (15a, 15b) der ersten Abdeckung beidseitig des Schlitzes und/oder die zweite Abdeckleiste (26) im Profil wannenförmig ausgestaltet sind.

3. Koordinatenmeßgerät nach einem der Ansprüche 1 oder 2, wobei die zweite Abdeckleiste (6; 26) ein an beiden Enden befestigtes und über die Führungslänge gespanntes Band ist, das durch einen Querschlitz in Teil (12) des Tragbolzens bzw. des Lagerkörpers (20) hindurchgreift.

4. Koordinatenmeßgerät nach einem der Ansprüche 1-2, wobei die zweite Abdeckleiste (36) an ihrer Längsseite gehalten ist und seitlich in ein im Querschnitt C-förmiges Teil (32) des Lagerbolzens eingreift.

5. Koordinatenmeßgerät nach einem der Ansprüche 1-4, wobei die abgedeckte Führung (la) die des nicht angetriebenen Portalfußes (5) eines Koordinatenmeßgerätes vom Portaltyp ist.

6. Koordinatenmeßgerät nach einem der Ansprüche 1-5, wobei neben der Führungsbahn (la), ebenfalls unter der Abdeckung, ein Längenmeßsystem (18/19; 28/29; 38/39) angeordnet ist.