CH635674A5 - Laengenmesseinrichtung. - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft eine Längenmesseinrichtung mit einem an einem Träger angeordneten Massstab, dessen Teilung von einer Abtasteinheit abgetastet wird, wobei die Abtasteinheit an einen Mitnehmer angekoppelt ist, der mit einem zu messenden Objekt verbunden ist und die Abtasteinheit an zwei Führungsflächen des Massstabs und/oder des Trägers angedrückt wird.
Derartige Messeinrichtungen finden vor allem zur Messung von Relativbewegungen von beweglichen Maschinenteilen, z.B. bei Werkzeugmaschinen, Verwendung.
Aus der DE-OS 23 49 944 ist es bekannt, zur Ankopplung einer Abtasteinheit an einen Mitnehmer einen Federarm vorzusehen, der mit einem Ende am Mitnehmer befestigt ist und am anderen Ende eine Kugel trägt, die in eine Aussparung in der Abtasteinheit eingreift. Neben der Kupplungsfunktion bewirkt dieser Federarm noch das Andrücken der Abtasteinheit an zwei zueinander senkrechte Führungsflächen auf einem Massstab. In der US-PS 3 816 003 wird zur Ankopplung der Abtasteinheit an einen Mitnehmer ein Kupplungselement in Form eines Drahtes verwendet, dessen eines Ende im Mitnehmer eingespannt ist und dessen anderes, gebogenes Ende in eine Aussparung der Abtasteinheit eingreift.
Ebenfalls übernimmt dieses Kupplungselement gleichzeitig das Andrücken der Abtasteinheit an zwei zueinander senkrechte Führungsflächen auf dem Massstab.
Diese bekannten Anordnungen weisen aber den Nachteil auf, dass die Funktionen der Ankopplung und der Führung der Abtasteinheit nicht voneinander getrennt sind, so dass eine optimale Ankopplung der Abtasteinheit am Mitnehmer, beispielsweise in der neutralen Faser, im allgemeinen nicht möglich ist. Ebenso ist auch das Andrücken der Abtasteinheit an die beiden zueinander senkrechten Führungsflächen des Massstabes durch den Federarm bzw. durch das Kupplungselement nicht optimal, da die jeweils erforderlichen Kraftkomponenten der diagonal wirkenden Federkraft auf die beiden Führungsflächen sich in beiden Fällen nur schlecht unabhängig voneinander einstellen lassen.
In der DE-OS 2 510 219 erfolgt die Ankopplung der Ab-5 tasteinheit an den Mitnehmer in zwei zueinander senkrechten Ebenen gelenkig durch Blattfedern und/oder durch knicksteife Drähte. Die Führung der Abtasteinheit an zwei zueinander senkrechten Führungsflächen am Massstab mittels Gleitschuhe und am Gehäuse mittels eines Kugellagers wird durch eine dialo gonal bezüglich der Führungsflächen angeordnete Blattfeder bewirkt, die an der Abtasteinheit befestigt ist und sich am Gehäuse über ein Kugellager abstützt. Bei dieser Anordnung sind zwar die Funktionen der Ankopplung und der Führung der Abtasteinheit voneinander getrennt, aber das Andrücken der Abis tasteinheit an die beiden zueinander senkrechten Führungsflächen am Massstab und am Gehäuse durch die diagonal wirkende Blattfeder weist die bereits erwähnten Nachteile auf.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einer Längenmesseinrichtung der obengenannten Gattung eine Ankopp-20 lung am Mitnehmer und eine Führung der Abtasteinheit am Massstab und/oder am Träger anzugeben, bei denen zur Vermeidung der erwähnten Nachteile die Funktionen der Ankopplung und der Führung vollkommen voneinander getrennt sind.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss durch die kennzeich-25 nenden Merkmale des Anspruches 1 gelöst.
Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, dass bei der vorgeschlagenen Längenmesseinrichtung durch die voneinander getrennten Funktionen der Ankopplung und Führung der Abtasteinheit einmal eine optimale 30 Ankopplung der Abtasteinheit am Mitnehmer z.B. in der neutralen Faser und zum anderen eine getrennte Einstellung der Anpresskraft für die Abtasteinheit an die jeweiligen Führungsfläche durch jeweils eine eigene Feder ermöglicht wird, so dass beispielsweise Verlegungen des Massstabes und damit Mess-35 ungenauigkeiten durch eine zu hohe Anpresskraft vermieden werden.
In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung stützen sich die Anpressfedern zur Führung der Abtasteinheit einmal an der Abtasteinheit selbst und zum anderen am Mitnehmer ab. 40 Weiter wird vorgeschlagen, dass sich die Anpressfedern einmal an der Abtasteinheit und zum anderen über Rollen am Gehäuse abstützen.
Ferner kann sich auch eine Anpressfeder einmal an der Abtasteinheit und zum anderen am Mitnehmer und die andere 45 Anpressfeder sich einmal an der Abtasteinheit und zum anderen über eine Rolle am Gehäuse abstützen.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden im folgenden näher erläutert:
Es zeigen
50 Figur la, b zwei Ansichten einer bevorzugten Ausführungsform,
Figur 2a, b zwei Ansichten einer weiteren Ausführungsform und
Figur 3a, b zwei Ansichten einer zusätzlichen Ausbildungs-55 form nach der Erfindung.
In Figur la, b ist eine bevorzugte Ausführungsform einer Längenmesseinrichtung gezeigt, bei der in einem Gehäuse 1 als Träger ein Massstab 2 durch Kleben befestigt ist, dessen Teilung von einer Abtasteinheit 3 mittels einer nicht dargestellten Ab-60 tastplatte abgetastet wird. Die Teilungen des Massstabes 2 und der Abtastplatte werden von einer nicht gezeigten, auf der Abtasteinheit angebrachten Beleuchtungseinrichtung beleuchtet, die eine Lampe und einen Kondensor enthält.Das den Massstab 2 und die Abtastplatte durchsetzende Licht fällt auf in der Ab-65 tastinheit 3 angebrachte Photoelemente 4,5, deren Ausgangassignale einer nicht dargestellten elektronischen Auswerteein-richtung zur Ermittlung der Relativbewegungen zugeführt. werden.
3
635 674
Die Abtasteinheit 3 ist über einen in Messrichtung steifen Draht 6 gelenkig an einen Mitnehmer 7 nahe der neutralen Faser des Massstabes 2 angekoppelt, wobei der Mitnehmerfuss 8 in nicht gezeigter Weise mit einem zu messenden Objekt, beispielsweise einem Maschinentisch, verbunden ist. Das Innere des Gehäuses 1, das zweckmässigerweise aus stranggezogenem Aluminium besteht, ist mittels biegsamer, dachförmig angeordneter Dichtlippen 9,10 gegen das Eindringen von Verunreinigungen geschützt, durch die der in diesem Bereich schwertförmige Mitnehmer 7 hindurchgreift.
Die Abtasteinheit 3 ist mittels zweier Gleitschuhe 11 auf einer Führungsfläche 12 und mittels eines Gleitschuhes 13 auf einer Führungsfläche 14 des Massstabes 2 geführt. Das Andrük-ken der Abtasteinheit 3 an die zueinander senkrechten Führungsflächen 12,14 erfolgt durch zwei Federn 15,16, die jeweils einer Führungsfläche 12,14 zugeordnet sind und sich beide einmal an der Abtasteinheit 3 und zum anderen am Mitnehmer 7 abstützen. Bei dieser Art der Abstützung werden keine Stützflächen am Gehäuse 1 benötigt. Sie lässt sich daher auch anwenden, wenn kein Gehäuse vorhanden ist.
In Figur 2a, b ist eine weitere Ausführungsform einer Längenmesseinrichtung dargestellt, bei der eine Abtasteinheit 3' mittels zweier Gleitschuhe 11' auf einer Führungsfläche 12' des Massstabes 2' und mittels einer kugelgelagerten Rolle 21 auf einer Führungsfläche 22 des Gehäuses 1 geführt ist. Das Andrücken der Abtasteinheit 3' an die zueinander senkrechten Führungsflächen 12', 22 des Massstabes 2' und des Gehäuses 1 erfolgt durch zwei Federn 15', 16', die jeweils einer Führungsfläche 12', 22 zugeordnet sind und sich beide einmal an der Abtasteinheit 3' und zum anderen jeweils über kugelgelagerte Rollen 23,24 an Führungsflächen 25,26 des Gehäuses 1 abstützen. Bei dieser Art der Abstützung sind die Anpresskräfte unabhängig von der Lage des Mitnehmers zum Gehäuse. Durch unterschiedliche Anbautoleranzen können sich die Anpresskräfte nicht ändern.
In Figur 3a, b ist eine zusätzliche Ausbildungsform einer 5 Längenmesseinrichtung gezeigt, bei der eine Abtasteinheit 3" mittels zweier Gleitschuhe 11" auf einer Führungsfläche 12" des Massstabes 2" und mittels einer kugelgelagerten Rolle 21' auf einer Führungsfläche 22' des Gehäuses 1 geführt ist. Das Andrücken der Abtasteinheit 3" an die zueinander senkrechten io Führungsflächen 12", 22' des Massstabes 2" und des Gehäuses 1 erfolgt durch zwei Federn 15", 16", die jeweils einer Führungsfläche 12", 22' zugeordnet sind und von denen die eine Feder 15" sich einmal an der Abtasteinheit 3" und zum anderen an dem Mitnehmer 7' ' und die andere Feder 16" sich ein-15 mal an der Abtasteinheit 3" und zum anderen über eine kugelgelagerte Rolle 24' an einer Führungsfläche 26' des Gehäuses 1 abstützen.
Bei der erfindungsgemässen Längenmesseinrichtung wird durch die Trennung der Funktionen der Ankopplung und der Führung der Abtasteinheit 3,3', 3" einmal eine optimale Ankopplung der Abtasteinheit 3,3', 3" am Mitnehmer 7,7', 7" z.B. in der neutralen Faser, und zum anderen eine getrennte Einstellung der Anpresskraft für die Abtasteinheit 3,3', 3" an 15 die jeweiligen Führungsflächen 12,14,12', 22,12", 22' am Massstab 2,2', 2" und am Gehäuse 1 durch jeweils eine Feder 15,15', 15", 16,16', 16" ermöglicht, so dass Verbiegungen des Massstabes 2,2', 2" und damit Messungenauigkeiten durch eine zu hohe Anpresskraft vermieden werden.
30 Die Erfindung ist nicht auf die gezeigte lichtelektrische Messeinrichtung beschränkt, sondern auch bei optischen, induktiven und kapazitiven Messeinrichtungen anwendbar.
C
2 Blatt Zeichnungen
Claims (5)
1. Längenmesseinrichtung mit einem an einem Träger angeordneten Massstab, dessen Teilung von einer Abtasteinheit abgetastet wird, wobei die Abtasteinheit an einen Mitnehmer angekoppelt ist, der mit einem zu messenden Objekt verbunden ist und die Abtasteinheit an zwei Führungsflächen des Massstabs und/oder des Trägers angedrückt wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Abtasteinheit (3,3', 3") über ein in Messrichtung steifes Kupplungselement (6) an den Mitnehmer (7,7', 7") gelenkig angekoppelt ist, und dass die Anpresskraft für die Abtasteinheit (3,3', 3") an zwei Führungsflächen, (12,14,12', 22, 12", 22') des Massstabs (2,2', 2") und/oder des Trägers (1) durch je eine Anpressfeder (15,16,15', 16', 15", 16") bewirkt wird.
2. Längenmesseinrichtung nach Anspruch 1, bei der der Massstab in einem Gehäuse angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Anpressfedern (15,16) sich einmal an der Abtasteinheit (3) und zum anderen am Mitnehmer (7) abstützen.
2
PATENTANSPRÜCHE
3. Längenmesseinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Anpressfedern (15', 16') sich einmal an der Abtasteinheit (3') und zum anderen am Gehäuse (1) abstützen.
4. Längenmesseinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die eine Anpressfeder (15") sich einmal an der Abtasteinheit (3") und zum anderen am Mitnehmer (7") und die andere Anpressfeder (16") sich einmal an der Abtasteinheit (3") und zum anderen am Gehäuse (1) abstützen.
5. Längenmesseinrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Anpressfedern (15', 16', 16") sich über Rollen (23,24,24') am Gehäuse (1) abstützen.
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