DE10215188A1

DE10215188A1 - Messführungseinrichtung mit Linearführung

Info

Publication number: DE10215188A1
Application number: DE2002115188
Authority: DE
Inventors: Horst Donat
Original assignee: Carl Mahr Holding GmbH
Current assignee: Carl Mahr Holding GmbH
Priority date: 2002-04-05
Filing date: 2002-04-05
Publication date: 2003-10-30
Anticipated expiration: 2022-04-06
Also published as: DE10215188B4

Abstract

Eine erfindungsgemäße Messführungseinrichtung weist einen Führungskörper (12) und einen daran gelagerten Messwagen (4) auf, wobei der Führungskörper (12) durch ein geschlossenes Pressprofil, beispielsweise ein Aluminiumstrangpressprofil, gebildet ist. Die geschlossene Form ermöglicht sowohl eine hohe Torsionssteifigkeit als auch eine hohe Fertigungspräzision. Durch angeformte Rippen und eingeformte Nuten lässt sich der Führungskörper (12) als Grundbaustein sowohl für Low-Cost-Geräte als auch für Geräte mit hohen Genauigkeitsansprüchen nutzen.

Description

Die Erfindung betrifft eine Messführungseinrichtung, insbesondere für Längenmessgeräte, wie beispielsweise Höhenmessgeräte.
Bei mechanischen Längenmessgeräten kommt es darauf an, ein mechanisches Element, beispielsweise mittels eines Messwagens entlang einer linearen Bahn präzise zu führen. Die Führungspräzision hängt dabei wesentlich von der Genauigkeit entsprechender Führungsschienen, sowie von deren Träger ab. Die Führungseinrichtung ist dabei in der Regel neben dem Messsystem die genauigkeitsbestimmende Baugruppe des Längenmessgeräts.
Aus der DE 199 16 264 A1 ist eine Führungseinrichtung für Höhenmess- und Anreißgeräte bekannt, bei dem ein Messwagen über kreuzweise angeordnete Führungsrollen auf Führungsschienen bewegbar ist. Diese sind im Innenbereich eines u-förmig ausgebildeten Führungsprofils einander gegenüber liegend angebracht. An den Führungsschienen ist ein mit Führungsrollen versehener Messwagen verfahrbar gelagert. Zur Vermeidung von statischen Überbestimmungen sind die Führungsrollen auf einer Seite des Messwagens fest und auf der gegenüber liegenden Seite gefedert angeordnet.
Das den Messwagen u-förmig umschließende Führungsprofil weist eine geringe Torsionssteifigkeit auf. Bei Höhenmessgeräten kann sich dies negativ auswirken. Außerdem ist die Biegesteifigkeit der Wangen der Führungssäule nicht allzu groß. Sollen an den Wangen arretierte Führungsschienen zum Zwecke der Genauigkeitssteigerung nachbearbeitet werden, macht sich diese Nachgiebigkeit der Wangen nachteilig im Hinblick auf die erreichbare Geradheit der Führungsbahnen und damit nachteilig im Hinblick auf die Messgenauigkeit des Höhenmessgeräts bemerkbar.
Aus der EP 0 579 961 B1 ist ein Höhenmessgerät bekannt, dessen Führungssäule durch ein kastenförmiges versteiftes Profil gebildet ist. Das Profil ist als Schweiß- oder Gusskonstruktion realisierbar. Dies macht eine Nachbearbeitung der Führungsflächen mittels Fräs- oder Schleifprozess notwendig.
Es ergibt sich ein relativ hoher Fertigungsaufwand für das Schweißen oder Gießen, sowie das Nachbearbeiten dieses Profils. Außerdem sind fertigungstechnisch bedingte Mindestwandstärken einzuhalten, die ein hohes Gewicht der Führungssäule bedingen. Bei Messlängen ab 600 mm ergibt sich dann eine horizontal, von Hand zu bewegende Gerätemasse von mehr als 25 kg, die sich nur noch durch den Einbau von reibungsarmen Lagerelementen im Gerätefuß, wie z. B. Luftlagern, beherrschen lässt.
Davon ausgehend ist es Aufgabe der Erfindung, eine Messführungseinrichtung für ein Längenmessgerät zu schaffen, die leicht und präzise ist und sich mit geringem Aufwand herstellen lässt.
Diese Aufgabe wird durch die Messführungseinrichtung nach Anspruch 1 gelöst:
Die erfindungsgemäße Messführungseinrichtung weist einen Führungskörper auf, der aus einem Pressprofil gebildet ist. Diese Maßnahme schafft die Grundlage für eine ganze Reihe von Konstruktionsvarianten und sich daraus ergebenden Vorzügen. Das Pressprofil ist vorzugsweise ein dünnwandiges Aluminiumprofil, das sich in großer Länge mit geringem spezifischem Gewicht herstellen lässt. Damit lassen sich beispielsweise Höhenmessgeräte bauen, die aufgrund ihres geringen Gewichts im Gerätefuß mit einfachen und kostengünstigen Lagern, wie beispielsweise Gleit- oder Wälzlagern, versehen sein können.
Das Profil ist ein geschlossenes Profil an dem der Messwagen außen längs verfahrbar geführt ist. Durch die geschlossene Ausführung des Führungskörpers ergibt sich eine hohe Torsionssteifigkeit, die der Messgenauigkeit zugute kommt. Außerdem ist der Führungskörper in allen Querrichtungen relativ steif, so dass evtl. Nachbearbeitungen, wie Schleifen oder ähnliches, mit geringem Aufwand zu hoch präzisen Laufflächen führen.
Der Führungskörper ist vorzugsweise ein Strangpressprofil, das endlos hergestellt und auf entsprechende Länge abgelängt werden kann. Hohlräume erstrecken sich jeweils längs über die gesamte Länge des jeweils abgetrennten Teils des Strangpressprofils, der einen Führungskörper bilden soll. Tieflochbohrungen und dergleichen und aufwendige und teuere Arbeitsvorgänge fallen nicht an. Die Hohlräume können für Funktionen, beispielsweise für die Führung eines Gegengewichts, oder zu Befestigungszwecken genutzt werden. Nicht genutzte Hohlräume können zur Vibrationsminderung oder Schwingungsdämpfung ausgeschäumt werden.
Der Führungskörper besteht vorzugsweise aus einer Aluminium-Magnesium-Silizium-Legierung, die hohe Festigkeit bei geringer Masse erbringt. Bei dem Führungskörper handelt es sich vorzugsweise um ein entspanntes Strangpressprofil, d. h. er ist weitgehend frei von inneren Spannungen. Dies kommt der Führungsgenauigkeit zugute. Die Entspannung kann bei einer Lagerung des Führungskörpers über längere Zeit bei erhöhter Temperatur erreicht werden. Beispielsweise sind dies acht bis zwölf Stunden (vorzugsweise zehn Stunden) bei einer Temperatur von 150°C bis 200°C (vorzugsweise 170°C).
Der Führungskörper weist, abgesehen von etwaigen Führungsrippen oder Nuten zur Aufnahme von Führungsschienen, vorzugsweise einen symmetrischen Querschnitt auf. Dieser kann beispielsweise ein Dreiecksquerschnitt sein. Vorzugsweise weist er jedoch einen vierfach symmetrischen Querschnitt auf. Außerdem kann er bezüglich einer Längsmittelachse liniensymmetrisch ausgebildet sein. Dies ergibt eine gute Torsionssteifigkeit bei geringer Masse.
An dem Führungskörper können zwei sich in Längsrichtung erstreckende Führungsrippen ungeformt sein. Diese sind vorzugsweise an zwei benachbarten Kanten des Führungskörpers an voneinander weg weisenden Seiten desselben angeordnet und können als Führungskörper für Einsatzzwecke mit mittlerer Genauigkeit genutzt werden. Die Führungsrippen sind Wechselführungsprofile, die durch Nachbearbeitung, z. B. Fräsen oder Schleifen, zum Zwecke der Genauigkeitssteigerung vier schmale, ebene, streifenförmige Flächen erhalten können. Diese dienen als Führungsflächen für Lagerrollen des Messwagens und stehen beispielsweise im Winkel von 90° zueinander.
Der Führungskörper ist vorzugsweise mit einer Eloxalschicht versehen, die im Bereich der Führungsrippen eine größere Dicke aufweisen kann als im übrigen Bereich.
Zusätzlich zu den Führungsrippen oder alternativ zu diesen können sich in Längsrichtung erstreckende Nuten (konkave Profile) zur Aufnahme von Führungsschienen vorgesehen sein. Diese Nuten weisen vorzugsweise einen gotischen Querschnitt auf, d. h. in einer am Nutboden liegenden Kante treffen sich bogenförmig gewölbte Nutflanken, deren Krümmungsmittelpunkte miteinander nicht übereinstimmen. Hier lassen sich gehärtete zylindrische Führungsschienen (beispielsweise Stahlstangen mit hoher Schmiegung, ähnlich wie in ein Prisma einlegen. Dies ergibt eine gute ortsfeste Lagerung der Führungsschienen und somit eine hohe Präzision der Führung.
Die Führungsschienen sind vorzugsweise aus gehärtetem Stahl ausgebildet. Bei einer bevorzugten Ausführungsform sind sie mit einer leichten Krümmung versehen, die beim Befestigen der Stahlschienen in den Nuten gerade gezogen wird. Die Vorbiegung kann dazu genutzt werden, die Führungsschienen federnd in die Führungsnuten einzupressen, was wiederum eine hohe Führungsgenauigkeit ergibt.
Die Führungsschienen sind beispielsweise durch eine Befestigungseinrichtung gehalten, die eine unverrückbare Längsverbindung zwischen der Führungsschiene und dem Führungskörper nur an einer einzigen Stelle, beispielsweise in der Schienenmitte, vorsieht. Die beiden äußeren, zunächst federnd von dem Führungskörper weg stehenden, Enden der Führungsschiene sind beispielsweise durch mechanische Befestigungsmittel (z. B. Schrauben) an den Führungskörper heran und in die Nut hinein gezogen, so dass die Führungsschienen nahezu exakt gerade sind. Die Befestigungsmittel lassen vorzugsweise eine begrenzte Linearbewegung zwischen den Führungsschienen und dem Führungskörper zu, um einen spannungsverhindernden Längenausgleich zwischen den beiden Paarungspartnern, nämlich der Aluminium-Führungssäule und der Stahl-Führungsschiene, zu ermöglichen. Die befestigten Führungsschienen können zur Erhöhung der Genauigkeit nachbearbeitet, beispielsweise geschliffen, sein und vier schmale ebene Führungsflächen erhalten, die zueinander in einem Winkel von z. B. 90° stehen. Diese Führungsflächen dienen als Führungsbahnen für die Lagerrollen des Messwagens.
Wie der Führungskörper kann auch ein etwaiger Gerätefuß aus Leichtmetall gefertigt sein. Die Verbindung kann durch Stahleinlagen im Gerätefuß und Stahldübel in entsprechenden Kammern des Führungsprofils sowie Verbindungsbolzen hergestellt sein.
Der Messwagen ist vorzugsweise ausschließlich mit drehbar, dabei aber starr gelagerten Führungsrollen versehen, die an den Führungsschienen oder Führungsrippen laufen. Der Messwagen umgreift das Führungsprofil vorzugsweise lediglich einseitig. Er kann beispielsweise durch einen plattenförmigen Trägerabschnitt gebildet sein, an dessen einander gegenüber liegenden Kanten Lagerböcke für die Lagerrollen vorgesehen sind. Vorzugsweise ist die Eigenelastizität des Messwagens, insbesondere seines Grundträgers, so bemessen, dass sie zur Erzeugung einer elastischen Vorspannung zum Andrücken der Lagerrollen an ihre jeweiligen Führungsschienen oder Führungsrippen ausreicht.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform sind die Lagerböcke auf einer Seite des Messwagens starr gelagert, während die Lagerböcke auf der gegenüber liegenden Seite des Messwagens ebenfalls starr, dabei aber verstellbar gelagert sind, um die Vorspannung einstellen zu können, mit der die Lagerrollen auf ihren Führungsschienen laufen. Die Eigenelastizität des Messwagens ist vorzugsweise so bemessen, dass verbleibende Ungradheiten der Führungsschienen ohne merkliche Rückwirkung bezüglich der Längsbewegung des Messwagens ausgeglichen werden.
Ein etwaiger Längenmaßstab für den Messwagen ist vorzugsweise lediglich an einer Stelle axial mit dem Führungskörper verbunden, so dass dessen Längenausdehnung ohne Einfluss auf ein Messergebnis ist.
Weitere Einzelheiten vorteilhafter Ausführungsformen der Erfindung sind Gegenstand von Unteransprüchen sowie der Beschreibung oder der Zeichnung.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung veranschaulicht. Es zeigen:
Fig. 1 ein Höhenmessgerät in perspektivischer Darstellung,
Fig. 2 das Höhenmessgerät nach Fig. 1 mit abgenommener Verkleidung,
Fig. 3 der Führungskörper des Höhenmessgeräts nach Fig. 1 und 2 in perspektivischer Darstellung,
Fig. 4a der Führungskörper nach Fig. 3 mit Führungsschienen in perspektivischer Darstellung,
Fig. 4b der Führungskörper nach Fig. 4a in ausschnittsweiser Perspektivdarstellung,
Fig. 5 das Führungsprofil mit Messwagen in perspektivischer Darstellung,
Fig. 6 + 7 den Messwagen jeweils in perspektivischer Darstellung.
Fig. 1 veranschaulicht ein Höhenmessgerät 1 mit einem Gerätefuß 2 über den sich das Höhenmessgerät 1 mit Hilfe von nicht weiter veranschaulichten Gleit-, Wälz- oder Luftlagern auf einer nicht dargestellten Basisplatte, beispielsweise einer Hartgesteinplatte, in horizontaler Richtung (X-Y-Ebene) manuell bewegen und positionieren lässt. Der Gerätefuß 2 trägt eine Führungssäule 3 mit einem daran gelagerten Messwagen 4, sowie einen Computer 5 mit Display zur Messwerterfassung und Ausgabe, sowie zur manuellen Eingabe von Parametern oder Daten. Der Messwagen 4 trägt einen Messeinsatz 6 mit einem Taststift 7 zur Antastung eines Prüflings. Der Messeinsatz 6 enthält ein Messsystem, das mit dem Computer 5 verbunden ist.
Der Messwagen 4 ist vertikal positionierbar an der Führungssäule 3 gelagert. Zu seiner Vertikalpositionierung ist, wie insbesondere aus Fig. 2 hervorgeht, ein Antriebsband 8, 9 vorgesehen, das sich von dem Messwagen 4 vertikal nach oben bis zu einer Umlenkrolle 11 und von dieser vertikal nach unten bis zu einer nicht weiter veranschaulichten unteren Umlenkrolle, sowie über diese hinaus als Antriebsband 9 zurück zu dem Messwagen 4 erstreckt. In dem Gerätefuß 2 ist ein Elektromotor untergebracht, der die untere Umlenkrolle über eine Rutschkupplung mit konstantem und fein abgleichbarem Reibmoment antreibt. Damit wird der Taststift 7 bei Prüflingsantastung mit definierter Messkraft beaufschlagt.
Zu der Führungssäule 3 gehört ein Führungskörper 12, der unter der in Fig. 2 abgenommenen Verkleidung zur Führung des Messwagens 4 sitzt. Der Messwagen 4 läuft ebenfalls innerhalb der Verkleidung. Er trägt eine Tasteraufnahme 14, die durch einen in der Verkleidung vorgesehenen Vertikalschlitz nach außen ragt. An der Tasteraufnahme 14 kann bedarfsweise ein Handgriff 15 befestigt sein, um den Messwagen 4 bedarfsweise von Hand in der Höhe verstellen zu können.
Fig. 3 veranschaulicht den Führungskörper. Er ist durch ein entspanntes Aluminium-Strangpressprofil gebildet, das nach außen hin kastenförmig geschlossen ist. Es weist vier im Wesentlichen flache und rechtwinklig zueinander stehende Außenwände 16, 17, 18, 19 auf, die im Querschnitt ein Rechteck oder vorzugsweise ein Quadrat festlegen. Konzentrisch zu einer Längsmittelachse 21, die im Schnittpunkt der gedachten Diagonalen des von den Außenwänden festgelegten Vierecks liegt, ist eine zylindrische Innenwand 22 angeordnet, deren Innenwandung einen zylindrischen Hohlraum umgrenzt. Dieser dient der Aufnahme eines Gegengewichts für den Messwagen 4. Die Innenwand 22 ist über Stege 23, 24, 25, 26 mit den Außenwänden 16, 17, 18, 19 verbunden. Die Stege 23, 24, 25, 26 erstrecken sich dabei jeweils rechtwinklig zu den betreffenden Außenwänden 16, 17, 18, 19 und treffen diese etwa mittig. Dadurch legen die Stege 23 und 25 eine erste Symmetrieebene und die Stege 24, 26 eine zweite Symmetrieebene für den Führungskörper 12 fest.
Der Führungskörper 12 weist außerdem weitere, diagonal angeordnete Stege 27, 28, 29, 30 auf, die jeweils etwa von einer Längskante des Führungskörpers 12 zu der Innenwand 22 laufen. Die Stege 27, 28, 29, 30 können jeweils einen Rohrabschnitt 31, 32, 33, 34 aufweisen, der z. B. zur Einbringung von Befestigungsmitteln dient. Die Stege 27, 28, 29, 30 legen jeweils paarweise weitere zwei Symmetrieebenen fest, die wie die vorherigen Symmetrieebenen rechtwinklig aufeinander stehen und die Längsmittelachse 21 schneiden.
Das über die gesamte Länge des Führungskörpers 12 unverändert durchgehende Querschnittsprofil des Führungskörpers 12 ist somit vierfach symmetrisch und zusätzlich liniensymmetrisch bezüglich der Längsmittelachse 21 ausgebildet.
Zwischen den einzelnen Stegen 23 bis 30 sind Kammern ausgebildet, die bedarfsweise frei bleiben oder auch beispielsweise mit Polyurethanschaum ausgeschäumt werden können.
Die Rohrabschnitte 31, 32, 33, 34 können mit Gewinde versehen werden oder, wie beispielsweise in Fig. 3 anhand der Rohrabschnitte 31, 32 dargestellt, angebohrt werden, so dass Stahldübel eingeklebt werden können, die zur Befestigung des Gerätefußes oder eines, beispielsweise aus Fig. 2 ersichtlichen, Lagerbocks 35 für die obere Umlenkrolle 11 dienen.
Der Führungskörper 12 ist gemäß Fig. 3 an seinen Außenwänden 17, 19 in unmittelbarer Nachbarschaft zu der Außenwand 18 mit Führungsrippen 36, 37 versehen, die über die von den Außenwänden 17, 19 definierte Fläche jeweils nach außen konvex vorspringen. Die Führungsrippen 36, 37 erstrecken sich parallel zu der Längsmittelachse 21 in gleichem Abstand zu dieser und sind etwa in Verlängerung der Seitenwand 18 angeordnet. Diese zwischen den Führungsrippen 36, 37 angeordnete Seitenwand 18 steift das Profil hinsichtlich der Relativpositionierung der Führungsrippen 36, 37 aus. Die Führungsrippen 36, 37 sind vorzugsweise mit jeweils zwei Führungsflächen 41, 42; 43, 44 versehen, die jeweils paarweise einen rechten Winkel miteinander einschließen und sich über die gesamte Länge der jeweiligen Führungsrippe 36, 37 erstrecken.
An der anderen Längskante der Außenwände 17, 19 sind längs verlaufende Nuten 46, 47 ausgebildet, die in unmittelbarer Nachbarschaft zu der Außenwand 16 parallel zu der Längsmittelachse 21 und in gleichem Abstand zu dieser angeordnet sind. Die zwischen den Nuten 46, 47 eingeschlossene Außenwand 16 bewirkt die Aussteifung des Profils hinsichtlich des Abstands der Nuten 46, 47 voneinander. Die Nuten 46, 47 weisen jeweils zwei bogenförmig gekrümmte Nutflanken 48, 49 auf, die sich am Nutboden in einer Kante 51 treffen. Die Nutflanken 48, 49 legen miteinander ein Spitzbogenprofil (gotisches Profil) fest. Sie dienen als Anlageflächen für die aus Fig. 4a und 4b ersichtlichen Führungsschienen 52, 53. Zur Befestigung derselben ist in jeder Nut 46, 47 eine aus Fig. 3 ersichtliche Klebstofftasche 54 vorgesehen. Diese ist etwa mittig gleich weit von beiden Enden des Führungskörpers 12 entfernt angeordnet und als geringfügige Vertiefung ausgebildet.
Aus den Fig. 4a und 4b ist insbesondere die Befestigung der Führungsschienen 52, 53 an dem Führungskörper 12 ersichtlich. Die Führungsschienen 52, 53 weisen beispielsweise ein kreisförmiges Grundprofil auf. Sie sind aus gehärtetem Stahl oder einem anderen geeigneten Material gefertigt und vorzugsweise mit einer geringfügigen Krümmung versehen. Diese ist, wie Fig. 4a veranschaulicht, so bemessen, dass sie etwa mittig im Bereich der Klebstofftasche 54 an dem Führungskörper 12 anliegen, während ihre Enden 55, 56 einige Millimeter von dem Führungskörper 12 weg stehen. An den Enden 55, 56 sind die Führungsschienen jeweils mit Befestigungsöffnungen versehen, durch die Befestigungsbolzen 57, 58 mit darauf sitzenden Federscheiben 59 ragen. Die Befestigungsbolzen 57, 58 dienen dazu, die Enden 55, 56 der Führungsschienen 52, 53 in die Nuten 46, 47 hinein zu ziehen, bis die Führungsschienen 52, 53 über ihre gesamte Länge fest an den Nutflanken 48, 49 anliegen. Im Bereich der Klebstofftasche 54 die jeweilige Führungsschiene 52, 53 axial fixiert, wohingegen die Befestigungsbolzen 57, 58 eine begrenzte Axialbewegung zulassen. Somit ist thermischer Längenausgleich möglich.
Fig. 5 veranschaulicht die Lagerung des Messwagens 4, sowie eines Längenmaßstabs 61 an dem Grundkörper 12. Der Längenmaßstab 61 ist an dem Führungskörper 12 beispielsweise über eine axial feste Anbindung 62 sowie Fassungen 63, 64, 65 befestigt, die eine axiale Relativbewegung zulassen. Dies dient der Entkopplung von unterschiedlichen Temperaturdehnungen des Längenmaßstabs 61 und des Führungskörpers 12.
Der Messwagen 4 ist bei der Ausführungsform nach Fig. 5 an den Führungsrippen 36, 37 gelagert. Dies entspricht einer Low-Cost-Lösung. Alternativ kann er an Führungsschienen gemäß Fig. 4a, 4b gelagert sein, wenn höchste Führungspräzision gefordert ist.
Fig. 6 und 7 veranschaulichen den Messwagen 4 gesondert. Dieser weist eine als Grundträger dienende Platte 66 auf, die etwa rechteckig ausgebildet ist. An ihrem Rücken trägt sie die Tasteraufnahme 14 und den Handgriff 15. Die Platte 66 ist etwa rechteckig ausgebildet und trägt an ihren längeren Kanten Aufnahmen 67, 68, 71, 72 für Lagerböcke 73, 74, 75, 76. Die Aufnahmen 67, 68 sind dabei mit einer Stufe versehen, an der die Lagerböcke 73, 74 eine feste Anlage finden. Dagegen sind die den Aufnahmen 67, 68 jeweils gegenüber liegend angeordnete Aufnahmen 71, 72 jeweils mit einer Verstelleinrichtung versehen, mit der die Lagerböcke 75, 76 quer zur Bewegungsrichtung des Messwagens 4 verstellt werden können. Die Lagerböcke 75, 76 sind beispielsweise mit Passstiften in entsprechenden Passbohrungen 77, 78 verschiebbar gelagert, die sich quer zur Bewegungsrichtung des Messwagens 4 durch Stützwände 79 erstrecken, die quer zu der Platte 66 von den Aufnahmen 71, 72 aufragen. Stellbolzen 81, 82 dienen dabei der Einstellung der Position des jeweiligen Lagerbocks 75, 76.
Die Lagerböcke 73, 74, 75, 76 enthalten jeweils zwei Lagerrollen 83, 84, die im Winkel von 90° zueinander in zu den Führungsflächen 41, 42; 43, 44 passender Ausrichtung drehbar gelagert sind.
Die Platte 66 dient nicht nur als Grundträger für den Messwagen 4 sondern zugleich als Federmittel für die etwas nachgiebige Lagerung der Lagerböcke 73, 74, 75, 76. Ihre Elastizität ist so bemessen, dass sie etwaige verbleibende Führungsungenauigkeiten der Führungsrippen 36, 37 oder der Führungsschienen 52, 53 ausgleichen kann. Durch die Verschieb- und Einstellbarkeit der Lagerböcke 75, 76 lässt sich eine definierte Vorspannung der Lagerböcke 73, 74 sowie 75, 76 gegeneinander erreichen, so dass Ungeradheiten und Unparallelitäten zwischen den Führungsflächen 41, 42, 43, 44 ohne spezielle gefederte Führungselemente ausgeglichen werden können. Die Einstellung der gewünschten Vorspannkraft erfolgt dabei indirekt durch Realisierung eines definierten Rollwiderstands des Messwagens bei horizontal liegender Führungssäule.
Eine erfindungsgemäße Messführungseinrichtung weist einen Führungskörper 12 und einen daran gelagerten Messwagen 4 auf, wobei der Führungskörper 12 durch ein geschlossenes Pressprofil, beispielsweise ein Aluminiumstrangpressprofil gebildet ist. Die geschlossene Form ermöglicht sowohl eine hohe Torsionssteifigkeit als auch eine hohe Fertigungspräzision. Durch angeformte Rippen und eingeformte Nuten lässt sich der Führungskörper 12 als Grundbaustein sowohl für Low-Cost-Geräte als auch für Geräte mit hohen Genauigkeitsansprüchen nutzen.

Claims

1. Messführungseinrichtung, insbesondere für ein Höhenmessgerät, mit einem Führungskörper (12), an dem ein Messwagen (4) längs verfahrbar geführt ist und der aus einem geschlossenen Pressprofil gebildet ist.

2. Messführungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Führungskörper (12) ein entspanntes Strangpressprofil ist.

3. Messführungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Führungskörper (12) aus einer Aluminium-Magnesium-Silizium-Legierung besteht und im Strangpressverfahren hergestellt ist.

4. Messführungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Führungskörper (12) nach seiner Herstellung im Strangpressverfahren zu seiner Entspannung über eine vorbestimmte Zeitspanne auf erhöhter Temperatur gelagert wird.

5. Messführungseinrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Zeitspanne 8 bis 12 Stunden und die Temperatur 150 bis 200°C betragen.

6. Messführungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Führungskörper (12), abgesehen von seiner Außenkontur, einen vierfach symmetrischen Querschnitt aufweist.

7. Messführungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Führungskörper (12), abgesehen von seiner Außenkontur, bezüglich einer Längs-Mittelachse (21) liniensymmetrisch ausgebildet ist.

8. Messführungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass an dem Führungskörper (12) zwei sich in Längsrichtung erstreckende Führungsrippen (36, 37) ausgebildet sind.

9. Messführungseinrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Führungsrippen (36, 37) an benachbarten Kanten des Führungskörpers (12) angeordnet sind.

10. Messführungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Führungskörper (12) mit einer Eloxal-Schicht versehen ist.

11. Messführungseinrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Eloxal-Schicht an den Führungsrippen (36, 37) dicker ist als an dem übrigen Führungskörper (12).

12. Messführungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Führungskörper einen zentralen zylindrischen Hohlraum umschließt.

13. Messführungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Führungskörper (12), bis auf seine Führungsrippen (36, 37), einen rechteckigen, vorzugsweise einen quadratischen Außenumriss aufweist.

14. Messführungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass an der Außenseite des Führungskörpers (12) zwei zueinander parallele, sich in Längsrichtung erstreckende Nuten (46, 47) zur Aufnahme von Führungsschienen (52, 53) vorgesehen sind.

15. Messführungseinrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Nuten (46, 47) an benachbarten Kanten des Führungskörpers (12) angeordnet sind.

16. Messführungseinrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass als Führungsschienen (52, 53) Stahlschienen vorgesehen sind.

17. Messführungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine an dem Führungskörper (12) vorgesehene Führungsschiene (52) mit wenigstens einem mechanischen Befestigungsmittel (57, 58) mit dem Führungskörper (12) verbunden ist.

18. Messführungseinrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Führungsschiene (52) eine Krümmung aufweist, die eine dem Befestigungsmittel (57, 58) entgegenwirkende Federkraft erbringt.

19. Messführungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass jede an dem Führungskörper (12) gelagerte Führungsschiene (52) mit einer Befestigungseinrichtung (54) an dem Führungskörper (12) gehalten ist, die nur an einer Stelle eine feste Verbindung zwischen dem Führungskörper (12) und der Führungsschiene (52) aufweist und die ansonsten wenigstens eine begrenzte Relativbewegung zwischen dem Führungskörper (12) und der Führungsschiene (52) zulässt.

20. Messführungseinrichtung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass die zugelassenen Relativbewegung wenigstens so groß ist wie der Längenausdehnungsunterschied des Führungskörpers (12) und der Führungsschienen (52, 53) bei maximaler Temperaturänderung.

21. Messführungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Messwagen (4) Rollenführungen für wenigstens zwei Führungsschienen (52, 53) oder Führungsrippen (36, 37) aufweist.

22. Messführungseinrichtung nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass die Rollenführungen an dem Messwagen (4) starr gelagert sind.

23. Messführungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Messwagen (4) eine Eigenelastizität aufweist, die so bemessen ist, dass sie eine gewünschte Vorspannung der Rollenführungen erzeugt.