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Tastkopf für mechanische Längenmessungen
Es ist ein Tastkopf für mechanische
Längenmessungen bekannt, bei dem die Tastbolzen mehrerer, vorzugsweise kontaktgebender
Feintaster mit einem gemeinsamen Haupttastbolzen des Tasttopfes zusammenwirken.
Die Aufgabe eines solchen sogenannten Mehrklassen-Tastkopfes besteht bekenntlich
darin, bei einem einzigen Meßvorgang innerhalb eines relativ großen Toleranzfeldes
einzelne Toleranzstufen erkennbar zu machen, um die Prüfkörper nach einzelnen, den
Toleranzstufen entsprechenden Klassen sortieren zu können.
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Die Erfindung bezieht sich auf einen solchen Mehrklassen-Tastkopf
und bezweckt eine Verbesserung seines Aufbaues, insbesondere eine Verkleinerung
der erforderlichen Abmessungen.
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Bei dem bekannten Mehrklassen-Tastkopf ist am Haupttastbolzen eine
tellerförmige Verbreiterung vorgesehen, auf der mehrere Tastbolzen dicht nebeneinander
aufliegen. Dabei ist es nicht ohne weiteres möglich, zwei Tastköpfe so anzuordnen,
daß ihre Anzeigeskalen bei gleicher Blickrichtung abgelesen werden können. Außerdem
machen sich Unter-
schiede des von den einzelnen Tastköpfen ausgeübten
Meßdruckes als Fehlerquelle unangenehm bemerkbar, da die einzelnen Tastbolzen exzentrisch
auf der tellerförmigen Verbreiterung des Haupttastbolzens aufliegen und diesen verkanten.
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Diese Nachteile werden erfindungsgemäß dadurch behoben, daß außer
einem in Achsrichtung des Haupttastbolzens angeordneten Feintaster ein Umlenlkhebel
von dreieckiger Grundform am Haupttastbolzen anliegt, der dessen Bewegung auf einen
im Winkel zur Achsrichtung des Haupttastbolzens angeordneten weiteren Feintaster
überträgt. Zweckmäßigerweise wird die Anordnung so getroffen, daß der Umlenkhebel
mit einer Kugel versehen ist, die zwischen dem Haupttastbolzen und dem axial angeordneten
Feintaster liegt. Dadurch wird erreicht, daß die Berührungsfläche am Haupttastbolzen
klein gehalten werden kann, so daß keine tellerförmige Verbreiterung des Haupttastbolzens
- erforderl-ich ist und die Meßkraft zentrisch auf den Haupttastbolzen einwirkt.
Andererseits haben die im Winkel zueinander stehenden Feintaster einen solchen Abstand
voneinander, daß die Anzeigeskalen nebeneinander angeordnet sein und daher mit gleicher
Blickrichtung abgelesen werden können.
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Auf diese Weise läßt sich die Größe des gesamten Toleranz feldes
und der Toleranzstufen naeh der Anzeigeskala bequem einstellen.
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Außerdem erhält das Gerät eine relativ flache Form, so daß es sich
bequemer in ein Mehrfach-Meßgerät zur gleichzeitigen Kontrolle mehrerer Abmaße einbauen
läßt.
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Zweckmäßigerweise ist zur Einstellung der Feintasterkontakte am Gehäuse
des Tastkopfes eine auf den Haupttastbolzen einwirkende Justiervorrichtung abnehmbar
angebracht.
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In weiterer Ausbildung der Erfindung ist vorgesehen, daß die Kontakte
eines anzeigenden Feintasters so eingestellt sind, daß sie Anfang und Ende des gesamten
Toleranzfeldes begrenzen, während die Kontakte des anderen Feintasters eine im Toleranzfeld
liegende mittlere Toleranzstufe begrenzen. Dadurch wird der Einstellvorgang erleichtert
und außerdem die Schaltung der von den Feintasterkontakten gesteuerten Anzeige-
oder Sortiervorrichtung vereinfacht.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Abb. I bis 5 dargestellt
und im folgenden näher beschrieben. im Gehäuse I des Tastkopfes ist ein Haupttastbolzen
2 unverdrehbar axial verschiebbar geführt.
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Der Haupttastbolzen ist, wie in Abb. 2 dargestellt ist, mit einer
Ausfräsung 3 versehen, deren ebene Grundfläche an einer schmalen Führungsfläche
3' anliegt. Die Führungsfläche 3' wird von der Stirnfläche einer nachstellbaren
Madenschraube 3" gebildet. Die Grundfläche sowie die Führungsfiäche 3' sind zwecks
Erzielung eines leichten Ganges geläppt. In der Achsrichtung des Haupttastbolzens
2 ist ein mit einer Anzeigeskala 4 versehener Feintaster 5 im Gehäuse I gehaltert,
dessen Tastbolzen 6 auf einer Kugel 7' aufliegt. Die Kugel 7' ist an einem Umlenkhebel
7 von dreieckiger Grundform angebracht. Der Umlenkhebel 7 liegt mit der Kuge'l 7'
am Haupttastbolzen 2 an. Dieser Umlenkhebel 7 ist bei 8 gelagert und überträgt die
Bewegung des Haupttastbolzens 2 auf den Tastbolzen g eines im Winkel zum Feintaster
5 angebrauchten zweiten Feintasters IO.
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In Abb. 2 ist die Lagerung des Umlenkhebels 7 im Schnitt dargestellt.
Der Umlenkhebel besitzt beiderseits konische Lagerzapfen II, die in kleinen Präzisionskugellagern
I2, 12 laufen. Die Kugellager 12, I2' sitzen in nachstellbaren in das Gehäuse I
eihgeschraubten und und durchRingmuttern gesicherten Gewindebolzen I3, 13'. Dadurch
wird eine reibungsarme und spielfreie Lagerung des Umlenkhebels 7 erreicht.
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Die Feintaster 5 und IO sind in bekannter und nicht dargestellter
Weise mit einstellbaren Plus-und Minuskontakten verstehen. Die Kontakte des anzeigenden
Feintasters 5 sind, wie in Fig. 5 gezeigt, so eingestellt, daß sie das gesamte relativ
große Toleranzfeld begrenzen. -Die Kontakte des Feintasters IO, bei dem eine Anzeigeskala
entbehrlich ist, sind dagegen auf eine mittlere innerhalb des Toleranzfeldes liegende
Tdleranzstufe eingestellt. Man erhält auf diese Weise drei Toleranzstufen, mit Klasse
I, II und III bezeichnet, innerhalb - des Toleranzfeldes. Die erste (KlasseI) beginnt
mit dem Öffnen des Minuskontaktes des Feintasters 5 und endet mit dem Öffnen des
Minuskontaktes des Feintasters IO. Die zweite Toleranzstufe (Klasse II) endet mit
dem Schließen des Pluskontaktes am Feintaster IO und die dritte Toleranzstufe (Klasse
III) endet beim Schließen des Pluskontaktes am Feintaster 5. In bekannter und daher
nicht näher zu erläuternder Weise werden durch die Feintasterkontakte Relais gesteuert,
die den Toleranzstufen entsprechende optische Signale aus lösen oder Sortierweichen
betätigen können.
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Die Einstellung der Kontakte nach den gewünschten Toleranzstufen
wird dadurch erreicht, daß dazu die Anzeigeskala 4 des Feintasters 5 zur Verfügung
steht. Man braucht also hier keine Endmaße zu verwenden.
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Am Gehäuse I ist ein den Haupttastbolzen 2 umschließender Schaft
14 vorgesehen, mit dem der Tastkopf genau so wie eine einfache Meßuhr in einen Träger
15 eingespannt werden kann. Der Träger 15 besitzt einen winkligen Ansatz 15', in
den eine Justierschraube 16 eingeschraubt ist. Die Justierschraube I6 liegt an der
Tastfläche des Haupttastbolzens 2 an. Mittels dieser Justierschraube I6 kann der
Haupttastbolzen 2 feinfühlig verstellt, d.9h. auf die an der Skala 4 ablesbaren
Grenzwerte der Toleranzstufen eingestellt werden.
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In den Abb. 3, 4 und 4a ist die Anwendung des geschilderten Mehfklåssen-Tastkopfes
in Verbindung mit einer Meßvorrichtung für Bohrungen dargestellt. Der Halter 17
des Mehrklassen-Tastkopfes ist an einer Platte 18 angeschraubt, in die ein Aufnahmekopf
19 eingesetzt ist. Im Aufnahmekopf 19 ist ein doppelarmiger Umlenkhebel 20 bei 21
gelagert, auf dem der Haupttastbolzen 2 aufliegt. Der Umlenkhebel 20 ist genau so
wie der
Umlenkhebel 7 in nachstellbaren Kleinstkugellagern 22, 22'
gelagert, wie in Abb. 4a dargestellt ist. Zur Aufnahme des Werkstückes 23 dient
ein am Aufnahmekopf 19 angebrachter Zapfen 24, der mit einer Aussparung 25 zur Unterbringung
des Umlenichebeis 20 versehen ist. Der Umlenskhebel 20 tastet das Bohrungsmaß des
Werkstückes 23 ab.