DE1068025B - - Google Patents

Description

Tastsysteme zur Ermittlung geometrischer Oberflächenmaße, insbesondere der Glättungstiefe, nach dem Hüllprofilsystem Welligkeit und Rauheit technisch hergestellter Oberflachen werden vorzugsweise aus senkrecht zur Oberfläche geführten, ebenen Profilschnitten ermittelt. Probe systems for determining geometric surface dimensions, in particular the smoothing depth, waviness and roughness technically produced according to the envelope profile system Surfaces are preferably made from flat profile sections perpendicular to the surface determined.

Hierzu dienen verschiedene Tastschnittgeräte bekannter handelsüblicher Bauart, bei welchen die axialen Bewegungen eines auf der Oberflache entlanggeführten, mit einer feinen Spitze versehenen Tasters in bekannter Weise eine geeignete Registriereinrichtung so beeinflussen, daB ein meist vergrößertes und überhöhtes Bild eines Ausschnittes des Oberflächenprofils, ein sogenanntes » Istprofil «, aufgezeichnet wird. Bewegt sich dabei die Tasterhalterung in der Vorschubrichtung geradlinig und ist die Aufzeichnung der Registriereinrichtung in geniigend weitem Bereich der axialen Tasterbewegung proportional, so zeigt das erhaltene Istprofil nicht nur die mikrogeometrischen Einzelheiten, wie Rauheit und Welligkeit, sondern auch die makrogeometrische Krümmung der abgetasteten Oberfläche. Darüber hinaus wird aber auch noch die relative Lage der abgetasteten Strecke zur Tasterführung richtig wiedergegeben.Various contact stylus devices, known commercially available, are used for this purpose Type of construction in which the axial movements of a with a fine point button provided in a known manner a suitable registration device influence so that a mostly enlarged and exaggerated image of a section of the surface profile, a so-called »actual profile«, is recorded. Emotional The button holder is straight in the feed direction and the recording is done the registration device in a sufficiently wide range of the axial movement of the stylus proportional, the actual profile obtained shows not only the microgeometric one Details such as roughness and waviness, but also the macrogeometric curvature the scanned surface. Beyond that, however, there is also the relative situation correctly reproduced the scanned distance to guide the probe.

Um an Hand eines Istprofils zu zahlenmäßigen Aussagen über die Rauheit und Welligkeit der Oberfläche zu kommen, ist es notwendig, den Bereich der Rauheit gegen den der Welligkeit abzugrenzen und makrogeometrische Einflüsse der Form des Prüflings und der relativen Lage der abgetasteten Strecke zur Vorschuhrichtung auf das Ergebnis der Auswertung auszuschalten. Dies geschah bisher durch Festlegung einer geeigneten Bezugsstrecke l und durch Konstruktion einer Bezugslinie, der sogenannten » mittleren Linie L, 7. «, nach bestimmten Regeln oder Normen. Nach der bisher gültigen deutschen Norm DIN 4762 (Februar 1952) für die Ermittlung von Rauheitsmaßen ergaben sich die » Glättungstiefe G « des betrachteten Profilausschnittes als der Abstand des höchsten Punktes Ph des Istprofils von der mittleren Linie und die » mittlere Rauhtiefe R, n « als der Abstand des tiefsten Punktes Pt des Istprofils von der mittleren Linie Lm (Abb. 1). Die Summe dieser beiden Werte wurde als » Rauhtiefe R « bezeichnet. Auch der zur Zeit in Deutschland noch nicht genormte » arithmetische Mittenrauhwert lEa « als Mittelwert der innerhalb der Bezugsstrecke gemessenen absoluten Beträge aller Abstände des Istprofils von der mittleren Linie ist an die Vorstellung dieser Bezugslinie geknüpft. To make numerical statements about the roughness on the basis of an actual profile and waviness of the surface to come, it is necessary to reduce the area of roughness to demarcate the waviness and macrogeometric influences of the shape of the Test specimen and the relative position of the scanned distance to the preview direction switch off the result of the evaluation. So far, this has been done by definition a suitable reference distance l and by constructing a reference line, the so-called "Middle line L, 7th", according to certain rules or standards. According to the previous one German standard DIN 4762 (February 1952) for the determination of roughness measurements the "smoothing depth G" of the profile section under consideration is the distance the highest point Ph of the actual profile from the middle line and the »middle Roughness depth R, n «as the distance of the lowest point Pt of the actual profile from the middle line ch (fig. 1). The sum of these two values was called the "surface roughness R «. Also the "arithmetic" which is not yet standardized in Germany Average roughness lEa «as the mean value of the absolute values measured within the reference distance Amounts of all distances of the actual profile from the middle line is to the idea linked to this reference line.

Eine Definition der Glättungstiefe G und der mittleren Rauhtiefe R nach der zur Zeit noch gültigen deutschen Norm erwies sich für die Praxis wenig zweckmäßig, weil die Zahlenwerte für diese beiden Maße stärker als die für den arithmetischen Mittenrauhwert Ra und die Rauhtiefe R von der genauen Festlegung der mittleren Linie abhängen und sehr empfindlich von der Höhe vereinzelter Profilspitzen beeinflußt werden. Infolgedessen trat insbesondere die Glättungstiefe in der industriellen Meßtechnik hinter den arithmetischen Mittenrauhwert und die Rauhtiefe stark zurück, obwohl sie, zumindest soweit es sich um Rauheitseffekte handelt, das Gebrauchsverhalten einer Oberfläche besser kennzeichnet, als es Rauhtiefe oder Mittenrauhwert vermögen. Dies leuchtet ohne weiteres ein, wenn man neben dem Istprofil einer gedrehten Fläche (Abb. 2 oben) das Istprofil des zugehörigen Abgusses (Abb. 2 unten) betrachtet. Rauhtiefe und arithmetischer Mittenrauhwert sind bei beiden Profilen völlig gleich; trotzdem würden sich die entsprechenden Oberflächen z. B. beim Abtasten mit der kugelförmigen Tastfläche eines gebräuchlichen Längenmeßgerätes oder hinsichtlich ihrer Gleiteigenschaften ganz verschieden verhalten, wie schon die völlig verschiedenen Glättungstiefen der beiden Profile erwarten lassen. A definition of the smoothing depth G and the mean surface roughness R according to the German standard that is still valid at the time has not proven to be very useful in practice expedient because the numerical values for these two measures are stronger than those for the arithmetic Mean roughness value Ra and the roughness depth R from the precise definition of the middle line depend and very sensitively influenced by the height of isolated profile peaks will. As a result, the smoothing depth in particular occurred in the industrial Measurement technology behind the arithmetic mean roughness value and the roughness depth significantly behind, although, at least as far as roughness effects are concerned, it is the behavior in use a surface better than the roughness depth or mean roughness value. This is obvious if you look at the actual profile of a rotated surface (Fig. 2 above) the actual profile of the associated cast (Fig. 2 below) is considered. Surface roughness and arithmetic mean roughness are completely the same for both profiles; nevertheless, the corresponding surfaces would e.g. B. when scanning with the spherical touch surface of a common length measuring device or with regard to their sliding properties behave very differently, just like the completely different ones Expect smoothing depths of the two profiles.

Neuere Bestrebungen gehen dahin, sowohl die Rauheit und Welligkeit als auch die makrogeometrischen Gestaltabweichungen durch befriedigend definierte Maßzahlen nach einheitlichen geometrischen Gesichtspunkten zu erfassen. Das gelingt mittels eines anderen Bezugssystems, des sogenannten »Systems des Hüllprofils «, das, im Gegensatz zu dem als » M-System « bezeichneten System der mittleren Linie, kurz » E-System « genannt wird. Bei diesem System wird von folgender Überlegung ausgegangen : Um ein (mikrogeometrisches) Istprofil zu erhalten, muß die zu prüfende Oberflache mit einer sehr spitzen, mithin alle Oberflächeneinzelheiten möglichst auflösenden Tastspitze abgetastet werden. Makrogeometrische Abweichungen werden hingegen-im allgemeinen ohne Aufzeichnung eines Istprofilsfestgestellt, indem die Oberfläche mit einer Meßhur, einem Feintaster oder einem sonst geeigneten Gerät in bestimmten Profilschnittebenen abgetastet wird. Recent endeavors have gone towards both the roughness and waviness as well as the macrogeometric deviations in shape by satisfactorily defined Capture dimensions according to uniform geometrical criteria. It works by means of another reference system, the so-called »system of the envelope profile«, which, in contrast to the system of the middle line called the "M-System", is called "E-System" for short. With this one System is made up of the following Consideration assumed: In order to obtain a (microgeometric) actual profile, the surface to be tested with a very pointed, hence all surface details The most resolving stylus tip is scanned. Macro-geometric deviations on the other hand, are generally determined without recording an actual profile by the surface with a measuring device, a fine feeler or any other suitable device is scanned in certain profile cutting planes.

Da die hierbei verwendeten Taster meist eine plane. eine schneidenförmige oder eine kugelige Meßfläche mit verhältnismäßig großem Krümmungshalbmesser besitzen. wird mithin die Rauheit nicht mehr erfaßt. Je größer der Halbmesser des Tastelementes gewählt wird. um so mehr werden größere Gestaltabweichungen ausgeschaltet.Since the buttons used here are usually a plane. a knife-edge or have a spherical measuring surface with a relatively large radius of curvature. the roughness is therefore no longer detected. The larger the radius of the probe element is chosen. the greater the shape deviations are eliminated all the more.

Kennzeichnet man nun die Lage eines Tasters mit z. B. vertikal geführter Achse und mit kugelförmiger Tastflache vom Halbmesser r durch den tiefsten Punkt (Scheitelpunkt) der Tastflache und betrachtet dessen Weg beim Gleiten über die zu prüfende Oberfläche, sc ergibt sich zu jedem Istprofil pi eine aus Kreisbögen vom Halbmesser r zusammengesetzte Bahnkurve Pe (Abb. 3). Form und Lage dieser Kurve sind in bezug auf das lstprofil pi völlig eindeutig. Das so entstandene » Hiillprofil peK stellt die Grenzlinie dar, bis zu welcher sich der Scheitelpunkt eines Tasters mit dem Halbmesser r der Istoberflache nähern kann. Da diese Linie-im Gegensatz zu der bisher benutzten mittleren Linie-somit eine reale Bedeutung hat, ist das Hiillprofil als Bezugslinie zur quantitativen Beschreibung der Oberfläche durch Maßzahlen bestens geeignet und daher in die Normentwürfe mehreret europäischer Länder aufgenommen worden. Durch Normung verschiedener Halbmesser r können verschiedene Hüllprofile gewonnen werden, die mit zunehmendem Halbmesser immer weniger Kreisbögen innerhalb der gleichen Bezugsstrecke 1 aufweisen, Ein Hiillprofil, das beispielsweise mit einer genormten Tasterfläche vom Krümmungshalbmesser re = 25 mm aufgezeichnet wird, trennt die Rauheit (Gestaltabweichungen 3. und höherer Ordnung) von den übrigen Gestaltabweichungen. Eine Tasterfläche mit einem zehnmal größeren Halbmesser, also mit γi = 250 mm, liefert das sogenannte » Formprofil «. Die vom Hüliprofil und dem Formprofil eingeschlossenen Gestaltabweichungen werden als Welligkeit (Gestaltabweichungen 2. Ordnung) bezeichnet. Die verbleibenden Gestaltabweichungen 1. Ordnung umfassen dann nurmehr die makrogeometrischen Formabweichungen. If you now mark the position of a button with z. B. vertically guided Axis and with a spherical touch surface of radius r through the lowest point (Vertex) of the tactile surface and observes its path when sliding over the to surface to be tested, sc, for each actual profile pi there is one of circular arcs from Radius r composite trajectory Pe (Fig. 3). Shape and position of this curve are completely unambiguous with regard to the actual profile pi. The resulting »hollow profile peK represents the boundary line up to which the vertex of a button extends with the radius r can approach the actual surface. Because this line-in contrast to the middle line used so far - thus has a real meaning, is that A hollow profile as a reference line for the quantitative description of the surface Measurements are ideally suited and therefore included in the draft standards of several European countries been recorded. By standardizing different radii r, different Enveloping profiles are obtained that have fewer and fewer arcs with an increasing radius have within the same reference distance 1, a shell profile, for example recorded with a standardized stylus surface with a radius of curvature re = 25 mm separates the roughness (shape deviations 3rd and higher order) from the rest Shape deviations. A button surface with a ten times larger radius, that is with γi = 250 mm, provides the so-called »shape profile«. The one from the shell profile and the shape profile included shape deviations are called waviness (shape deviations 2nd order). The remaining 1st order deviations include then only the macrogeometric form deviations.

Im E-System ist die Glättungstiefe Rp (sie wird zur Unterscheidung von der nach dem M-System gefundenen Glättungstiefe G mit diesem Symbol international bezeichnet) eines der wichtigsten Maße. In the E system, the smoothing depth is Rp (it is used to differentiate of the smoothing depth G found according to the M system with this symbol international one of the most important dimensions.

Innerhalb einer Bezugsstrecke 1 wird sie (Abb. 3) definiert als der mittlere Abstand des Istprofils pi von-Hüllprofil Pe : Zur Glättungstiefe Rp läßt sich analog ein ent- sprechendes Welligkeitsmaß definieren durch : worin Ye wiederum die Ordinaten des Hüllprofils und yf die des Formprofils-erzeugt durch eine kalottenförmige Tastflache mit dem Halbmesser rf-I) edeuten.Within a reference section 1, it is defined (Fig. 3) as the mean distance between the actual profile pi and the envelope profile Pe: For the smoothing depth Rp, a corresponding waviness measure can be defined by: where Ye in turn denotes the ordinates of the envelope profile and yf that of the shaped profile-generated by a dome-shaped touch surface with the radius rf-I).

Für eine graphische Ermittlung von bzw. von If', an Hand eines Istprofils lassen sich Rp und Wp durch Planimetrieren der innerhalb der Bezugsstrecke 1 vom (konstruierten) Hüllprofil und Istprofil bzw. vom Hüllprofil und (konstruierten) Formprofil eingeschlossenen Flache ermitteln. In Abb. 3 ist dieses Verfahren für die Bestimmung der Glättungstiefe aus der durch Schraffur gekennzeichneten Fläche dargestellt. For a graphical determination of or from If 'on the basis of an actual profile can be Rp and Wp by planimizing the within the reference distance 1 from (constructed) envelope profile and actual profile or from envelope profile and (constructed) Determine the shape profile of the enclosed area. In Fig. 3 this procedure is for the determination of the smoothing depth from the area indicated by hatching shown.

Die Praxis fordert aber, daß die Glättungstiefe (gleich anderen OberflachenmaBen) nicht nur graphisch an Hand von Istprofilen bestimmt werden kann, sondern von geeigneten Geräten auch unmittelbar angezeigt wird. In practice, however, the smoothing depth (like other surface dimensions) can not only be determined graphically on the basis of actual profiles, but also suitable ones Devices is also displayed immediately.

Theoretisch einwandfrei würde die Glättungstiefe Rp nach dem E-System gemäß Abb. 4 von einem Tastschnittgerät ermittelt, das zwei koaxial angeordnete Taster Ti und T2 besitzt. Während der Taster T9 eine sehr feine Tastspitze hat, weist der Taster Ti eine Tastfläche mit wesentlich größerem Krümmungshalbmesser r auf. Beide Taster können sich unabhängig voneinander in axialer Richtung (der y-Richtung) frei bewegen. Diese Tasteranordnung müßte sich durch geeignete Hilfsmittel in der x-Richtung kontinuierlich verschieben lassen. Mittels bekannter mechanischer, elektrischer, optischer oder pneumatischer Einrichtungen wäre es dann möglich, die Momentanabstande hlla2 der Tiefstpunkte der beiden Taster (die an jeder Stelle x mit den Differenzen ye-yi übereinstimmen) laufend zu integrieren und nach Durchfahren der festen Taststrecke 1 als Glättungstiefe Rp anzuzeigen. The smoothing depth Rp according to the E system would theoretically be flawless determined according to Fig. 4 by a stylus device, the two coaxially arranged Has buttons Ti and T2. While the T9 button has a very fine stylus tip, the button Ti has a touch surface with a significantly larger radius of curvature r on. Both buttons can move independently of one another in the axial direction (the y-direction) move freely. This button arrangement would have to be through suitable aids Can be shifted continuously in the x-direction. By means of known mechanical, electrical, optical or pneumatic devices, it would then be possible to use the Current distances hlla2 of the lowest points of the two buttons (which are located at each point x coincide with the differences ye-yi) to be continuously integrated and after passing through of the fixed traverse path 1 as the smoothing depth Rp.

Eine solche Anordnung weist jedoch erhebliche grundsätzliche und konstruktive Mängel auf. Da dem Schaft des Tasters Ti eine gewisse Mindestdicke gegeben werden muß und zudem zu dessen reibungsfreier Bewegung ein gewisses Spiel erforderlich ist, kann die Bohrung in der Kalotte des Tasters T2 nicht beliebig klein ausgeführt werden. Für die exakte Erfassung des Hiillprofils sind aber gerade die dem Kalottentiefstpunkt nächstliegenden Bereiche besonders wichtig. Außerdem besteht die große Gefahr der Verschmutzung und somit des Versagens der Anordnung. However, such an arrangement has considerable fundamental and constructive defects. Since the shaft of the probe Ti has a certain minimum thickness must be given and also a certain amount of play to ensure that it moves smoothly is required, the hole in the dome of button T2 can not be arbitrary run small. For the exact detection of the shell profile, however, are straight the areas closest to the lowest point of the cap are particularly important. aside from that there is a great risk of contamination and thus failure of the arrangement.

Wählt man dagegen eine Anordnung, bei welcher die beiden Tasterachsen entweder in Vorschubrichtung gemäß Abb. 5 oder seitlich zu dieser gegeneinander versetzt sind, so ist das Integral des Höhenunterschiedes hXh2 über den Tastweg nicht mehr mit identisch. Vielmehr ergibt die Integration, wenn z. B. der Taster T, dem Taster T2 im Abstand a folgt : Ein so erhaltener Meßwert weicht also mehr oder weniger stark von dem Integralwert Rp ab, vor allem bei größeren Formabweichungen innerhalb der abgetasteten Strecke.If, on the other hand, one chooses an arrangement in which the two stylus axes are offset from one another either in the feed direction according to Fig. 5 or laterally to this, the integral of the height difference hXh2 over the sensing path is no longer included identical. Rather, the integration results when z. B. the button T follows the button T2 at a distance a: A measured value obtained in this way therefore deviates to a greater or lesser extent from the integral value Rp, especially in the case of larger deviations in shape within the scanned path.

Dieser Fehler tritt bei allen Tastsystermen mit zwei Tastern auf, deren Achsen hintereinanderliegen und bei denen stets nur die Differenz ihrer Höhenlagen erfaßt wird. So sind beispielsweise elektronische Geräte mit zwei Tastern bekannt, deren Achsen hintereinander angeordnet sind und deren Tastflächen verschiedene Krümmungshalbmesser aufweisen. Um die Welligkeit der Oberfläche gegenüber ihrer Rauheit zu unterdrücken, also den Verlauf des Istprofils zu glätten, sind bei diesen Geräten die beiden Meßwertgeber, mit denen die Taster ausgestattet sind, ständig gegeneinandergeschaltet. Auf einem angeschlossenen Anzeige-und/oder Registriergerät wird daher stets nur die Differenz der Höhenlagen beider Taster angezeigt. Solche Tastsysteme sind daher für die Messung der Glättungstiefe nach dem Hüllprofilsystem nicht geeignet. Dasselbe gilt auch für Tastsysteme, mit welchen einige andere handelsübliche Geräte näherungsweise den arithmetischen Mittenrauhwert messen, indem sich das Tastsystem mittels einer kalottenförmigen Kufe auf der Oberfläche des Prüflings gleitend abstützt und die Relativbewegung einer Tastnadel gegen diese Kufe erfaßt wird. This error occurs with all push button systems with two push buttons, whose axes are one behind the other and where only the difference in altitude is always present is detected. For example, electronic devices with two buttons are known, whose axes are arranged one behind the other and whose touch surfaces have different curvature radii exhibit. To suppress the waviness of the surface compared to its roughness, So to smooth the course of the actual profile, the two transducers of these devices are with which the buttons are equipped, constantly switched against each other. On one connected display and / or recording device is therefore always only the difference the altitudes of both buttons are displayed. Such probe systems are therefore used for measurement the smoothing depth according to the envelope profile system is not suitable. The same is also true for touch probes, with which some other commercially available devices approximate measure the arithmetic mean roughness value by using a Dome-shaped runner slidably supported on the surface of the test object and the Relative movement of a wand against this runner is detected.

Eine theoretisch einwandfreie und zugleich auch konstruktionsmäßig durchführbare Messung der Glättungstiefe nach dem E-System gelingt hingegen bei Verwirklichung eines der nachfolgend beschriebenen Erfindungsgedanken. Er geht von der Tatsache aus, daß das Integral einer Differenz auch als Differenz zweier Integrale ermittelt werden kann, daß also insbesondere das der GlättungstiefeRp proportionale Integral ist. Dementsprechend wird jeder der beiden genau hintereinanderlaufenden Taster 7, und T2 (Abb. 6) mit einem eigenen Meßwertgeber M1 bzw. M2 versehen, welcher die Höhenlage des Tasters relativ zu einem Führungsstück F erfaßt. Dieses bewegt sich seinerseits geradlinig und senkrecht zur Tastrichtung längs einer für beide Taster gemeinsamen Führung G mit gleichförmiger Geschwindigkeit. Zweckmäßigerweise wird für beide Taster ein gemeinsames Führungsstück F verwendet.A theoretically correct and at the same time feasible measurement of the smoothing depth according to the E-system, however, succeeds when one of the inventive ideas described below is implemented. It is based on the fact that the integral of a difference can also be determined as the difference between two integrals, that is to say in particular the integral proportional to the smoothing depth Rp is. Accordingly, each of the two buttons 7 and T2 (Fig. 6) running exactly one behind the other is provided with its own transducer M1 or M2, which detects the height of the button relative to a guide piece F. This in turn moves in a straight line and perpendicular to the scanning direction along a guide G common to both buttons at a uniform speed. A common guide piece F is expediently used for both buttons.

Erfindungsgemäß wird nun der aus konstruktiven Gründen unvermeidliche räumliche Abstand a der beiden parallelen Tasterachsen für die Integralwertbildung mit Hilfe eines synchron zur Vorschubbewegung ablaufenden Schaltmechanismus auf folgende Weise eliminiert : In dem Augenblick, in welchem jeder der beiden Taster in die Meßstrecke 1 eintritt, beginnt der zugehörige Meßwertgeber seine Funktion und wird wieder abgeschaltet, sobald sein Taster die Meßstrecke verläßt. Selbstverständlich müssen beide Meßwertgeber die gleiche Empfindlichkeit besitzen und bei gleichem Abstand der Tastspitze und des Kalottenscheitelpunktes von der gemeinsamen Führungsgeraden den gleichen Meßwert liefern. Die beiden Meßwertgeber können an je ein integrierendes Anzeigegerät angeschlossen sein. Dann sind die auf beiden Geräten abgelesenen Zahlenwerte am Ende des ganzen Tastvorganges voneinander abzuziehen. In manchen Fällen kann die Differenzbildung auch selbsttätig ohne besonderen Aufwand erfolgen. Werden z. B. die Axialbewegungen der beiden Taster in proportionale Gleichspannungen umgesetzt, so lassen sich diese mit verschiedener Polung hintereinanderschalten und auf diese Weise ihre Differenz an den Eingang des integrierenden Anzeigegerätes legen. Der synchron zur Tastbewegung laufende Schaltmechanismus schließt dabei jede der beiden Gleichspannungen kurz, solange sich der zugehörige Taster außerhalb der Meßstrecke befindet. An die Stelle eines integrierenden Anzeigegerätes kann aber auch ein normales Registriergerät treten, das den zeitlichen Verlauf der kombinierten Spannungen (etwa nach Abb. 7) aufzeichnet. Eine Planimetrierung des Diagramms liefert dann ebenfalls die gesuchte Glättungstiefe in theoretisch exakter Weise. According to the invention, the unavoidable for structural reasons is now spatial distance a of the two parallel probe axes for the formation of the integral value with the help of a switching mechanism running synchronously with the feed movement eliminated in the following way: At the moment in which each of the two buttons enters the measuring section 1, the associated transducer begins its function and is switched off again as soon as its button leaves the measuring section. Of course Both transducers must have the same sensitivity and with the same Distance of the stylus tip and the apex of the cap from the common guide line deliver the same measured value. The two transducers can each be connected to an integrating Display device must be connected. Then the numerical values read on both devices are deduct from each other at the end of the entire keying process. In some cases it can the difference can also be calculated automatically without any special effort. Will z. B. the axial movements of the two buttons converted into proportional DC voltages, so these can be connected one after the other with different polarity and onto them Way put their difference to the input of the integrating display device. Of the Switching mechanism running synchronously with the tactile movement closes each of the two DC voltages short as long as the associated pushbutton is outside the measuring section is located. Instead of an integrated display device, however, a normal A recording device that records the combined voltages over time (e.g. according to Fig. 7). A planimization of the diagram then also provides the desired smoothing depth in a theoretically exact manner.

Dasselbe gilt sinngemäß auch für die Ermittlung des Welligkeitsmaßes Wp. Hierzu ist lediglich nötig, daß die Taster T1 und T2 die Krümmungshalbmesser rf und r, haben. The same applies, mutatis mutandis, to the determination of the waviness measure Wp. For this it is only necessary that the buttons T1 and T2 have the radius of curvature rf and r, have.

Eine andere Möglichkeit, den Einfluß des räumlichen Abstandes der Tasterachsen zu eliminieren, bietet die Benutzung eines Registriergerätes nach Abb. 8 mit zwei gleichen Schreibvorrichtungen Ri und R2, welche die von den Tastern Ti und T2 gegebenen Meßgrößen auf dem gleichen Registrierstreifen fortlaufend aufschreiben, die aber in Richtung des Papierablaufs um den Betrag a-Vx versetzt angeordnet sind. Hierin bedeuten a den Tasterabstand und V., das Geschwindigkeitsverhältnis von Papier-und Tastervorschub. Stimmen wieder Empfindlichkeit und Nullpunkt für beide Registriereinrichtungen überein, so erhält man auf dem Registrierstreifen das Ist-und das Hüllprofil in richtiger Lage zueinander ohne gegenseitige Beeinflussung ihrer Form. Eine solche Profilaufzeichnung hat den Vorteil, daß sie außer zur Ermittlung der Glättungstiefe auch zur Bestimmung der Rauhtiefe und des arithmetischen Mittenrauhwertes nach dem E-Svstem benutzt werden kann. Dasselbe leistet auch eine einzige Schreibvorrichtung, welche die von den Tastern Tt und T2 aufgenommenen Profile zeitlich nacheinander aufzeichnet, aber zwischen den beiden Aufzeichnungen um die Bandlänge a-Vx relativ zum Registrierpapier verschoben wird. In diesem Falle muß a<-I gewählt werden. Another possibility, the influence of the spatial distance of the The use of a recording device as shown in Fig. 8 with two identical writing devices Ri and R2, which the buttons Ti and T2 continuously write down the measured variables given on the same recording strip, but which are arranged offset by the amount a-Vx in the direction of the paper flow. Here a is the key distance and V. is the speed ratio of paper and Probe feed. Sensitivity and zero point are correct again for both recording devices match, the actual profile and the envelope profile in are obtained on the recording strip correct position to each other without influencing their shape. Such Profile recording has the advantage that it is not only used to determine the smoothing depth also for determining the roughness depth and the arithmetic mean roughness value according to the E-Svstem can be used. A single writing device does the same, which the profiles recorded by the buttons Tt and T2 one after the other recorded, but between the two recordings by the tape length a-Vx relative is moved to the recording paper. In this case a <-I must be chosen.

Auf Grund eines weiteren Erfindungsgedankens kann auf die Verkörperung einer gemeinsamen Bezugslinie durch die geradlinige Führung G in Abb. 6 verzichtet werden, wenn das Tastsystem aus drei oder mehr Tastern besteht. Dabei ist es nicht erforderlich, die Zahl der Meßwertgeber zu vermehren. So kann man erfindungsgemäß an Stelle des bisher betrachteten einen Tasterpaares T1, T2 mit Tastern verschiedenen Krümmungshalbmessers zwei solche Tasterpaare Tr, T2 und T3, T4 benutzen, die sich nur dadurch unterscheiden, daß bei dem einen Paar der Taster mit dem größeren, bei dem anderen der Taster mit dem kleineren Krümmungshalbmesser voraneilt (Abb. 9). Alle Tasterachsen sind zueinander parallel, und beide Tasterpaare werden zugleich und mit gleicher Geschwindigkeit v entlang der Oberfläche in je einem Profilschnitt bewegt. Dabei erfaßt der Meßwertgeber My die Höhendifferenz der beiden vorderen, also im allgemeinen in verschiedenen Profilschnitten I und II laufenden Taster Tg und T3, und zwar während der Zeit von t=tl bis t=t2, während welcher sie sich auf den von ihnen zu durchlaufenden Bezugsstrecken von der Länge I befinden. In der gleichen Weise erfaßt der, andere Meßwertgeber Mn die Höhendifferenz der beiden hinteren Taster T. und T4, und zwar während der Zeit von t=t3 bis t=t4, in welcher sie die gleichen Strecken durchlaufen, wie vor ihnen die beiden vorderen Taster. Die in beiclen Zeitintervallen gemessenen Größen werden wie frührer unmittelbar oder nach einer Registrierung integriert. Die Summe der beiden so erhaltenen Integrale ist dem Mittelwert der innerhalb der beiden Bezugsstrecken vorhandenen Glättungstiefen Rp1 und Rp11 proportional. On the basis of a further inventive concept, the embodiment a common reference line through the straight guide G in Fig. 6 is omitted if the probe system consists of three or more probes. It is not there necessary to increase the number of transducers. So you can according to the invention instead of the previously considered pair of buttons T1, T2 with different buttons Radius of curvature use two such pairs of buttons Tr, T2 and T3, T4, which differ only in that with one pair the button with the larger one, with the other is preceded by the button with the smaller radius of curvature (Fig. 9). All probe axes are parallel to each other, and both probe pairs are activated at the same time and at the same speed v along the surface in one profile section each emotional. The measuring transducer My records the difference in height between the two front, So, in general, button Tg running in different profile sections I and II and T3, namely during the time from t = tl to t = t2, during which they are on the reference routes of length l to be traversed by them. In the In the same way, the other transducer Mn detects the difference in height between the two rear buttons T. and T4, during the time from t = t3 to t = t4, in which they traverse the same routes as the two before them front button. The quantities measured in both time intervals are the same as before integrated immediately or after registration. The sum of the two so obtained Integral is the mean value of the existing within the two reference lines Smoothing depths Rp1 and Rp11 proportional.

Zum Beweise denke man sich eine Bezugsebene E, auf welcher die Tasterachsen senkrecht stehen und von welcher der Kalottenscheitelpunkt und die Tasterspitze des ersten Paares die Abstände und y,i (identisch mit den Ordinaten des Hüll- und des Istprofils) haben, während die entsprechenden Abstände für das zweite Tasterpaar ye11 und yi11 sind. Wegen der obenerwähnten Festsetzung über Anordnung und Bewegung der Tasterpaare sind in einem Zeitpunkt t die horizontalen Abstände der beiden vorderen Taster T2 und T3 von den Anfangspunkten A1 bzw. As a proof, imagine a reference plane E on which the stylus axes stand vertically and from which the dome vertex and the probe tip of the first pair are the distances and y, i (identical to the ordinates of the envelope and of the actual profile), while the corresponding distances for the second pair of buttons ye11 and yi11 are. Because of the above-mentioned stipulation about arrangement and movement of the pairs of buttons are the horizontal distances between the two front ones at a point in time t Push buttons T2 and T3 from the starting points A1 and

A11 ihrer Tastwege gleich groß, und zwar gleich x= (t-tl). z, wobei x=0 fiir t=tl x=l für t=t2 ist. Entsprechend gilt für die Abstände der hinteren Taster T1 und T4 von den Anfangspunkten A1 bzw. A11 der gleichen Tastwege x = (i-t3)#v, und x=O fiir t=t3 r=l für t=t4.A11 their trajectories are the same size, namely x = (t-tl). z, where x = 0 for t = tl x = l for t = t2. The same applies to the distances between the rear Push buttons T1 and T4 from the starting points A1 and A11 of the same push button paths x = (i-t3) #v, and x = O for t = t3 r = l for t = t4.

Das mit Hilfe des voraneilenden Meßwertgebers Mv und der zugehörigen Integriervorrichtung gebildete Zeitintegral in welchem a einen Proportionalitätsfaktor bedeutet, läßt sich deshalb und wegen dt =-auch in der Form darstellen. Ebenso ergibt sich für das entsprechende Integral der nachfolgenden Taster die Darstellung Die Summe beider Integrale ist also durch darstellbar, wenn die zum gleichen Profilschnitt bzw.The time integral formed with the aid of the leading transducer Mv and the associated integrating device in which a means a proportionality factor can therefore and because of dt = -also be in the form represent. The representation also results for the corresponding integral of the following buttons So the sum of both integrals is through can be displayed if the same profile section or

Tasterpaar gehörigen Glieder zusammengefaßt werden.Button pair associated links are summarized.

Werden die beiden Tasterpaare parallel nebeneinander angeordnet, und zwar so, daB die vier Tasterachsen einen annähernd rechtwinkligen Vierkant bilden, so ergibt sich außer der erwähnten Vereinfachung der Tasterführung ein weiterer Vorteil. Bei einem Gerät nach Abb. 6 mit nur einem Tasterpaar können nämlich die beiden Einzelintegrale relativ große Werte annehmen, wenn die Taststrecke über eine gewölbte Fläche führt, obwohl diese möglicherweise sehr fein bearbeitet ist und die Differenz der Einzelintegrale sehr klein wird. Da bei vielen Meßverfahren, z. B. elektronischen und pneumatischen, die Linearitätsbereiche der verwendeten Meßwertgeber, Verstörker, Schreiber usw. begrenzt sind, müßte die Rauheitsmessung sehr glatter Flächen auf annähernd geradlinige Profilschnitte beschränkt bleiben, wenn die Empfindlichkeit der Meßvorrichtung voll ausgenutzt werden soll. Dagegen gibt die beschriebene Anordnung die Möglichkeit, auch stärker gekrümmte zvlindrische oder kugelförmige Flächen abzutasten, ohne daß der von einem Meßwertgeber erfaßte Höhenunterschied an irgendeiner Stelle einen Wert anzunehmen braucht, der die Rauhtiefe der Fläche überschreitet. Im Falle einer Zylinderfläche ist es lediglich notwendig, die Zvlinderachse annähernd senkrecht zur Tastervorschubrichtung und zu den Tasterachsen auszurichten. Bei einer Kugel muß deren höchster Punkt möglichst in der Mitte zwischen beiden Proflschnitten liegen. If the two pairs of buttons are arranged parallel to each other, in such a way that the four stylus axes form an approximately right-angled square, in addition to the aforementioned simplification of the button guidance, this results in another one Advantage. In a device according to Fig. 6 with only one pair of buttons namely the both individual integrals take on relatively large values if the traverse path exceeds a curved surface, although this is possibly very finely worked and the difference between the individual integrals becomes very small. Since in many measurement methods, z. B. electronic and pneumatic, the linearity ranges of the transducers used, Amplifiers, writers, etc. are limited, the roughness measurement should be very smooth Surfaces are limited to approximately straight profile sections if the sensitivity the measuring device is to be fully utilized. In contrast, there is the arrangement described the possibility of scanning more strongly curved cylindrical or spherical surfaces, without the height difference detected by a transducer at any point must assume a value that exceeds the surface roughness. In the event of With a cylinder surface, it is only necessary that the cylinder axis is approximately perpendicular to align with the probe feed direction and the probe axes. With a bullet its highest point must be as close as possible to the middle between the two profile sections.

Betrachtet man nun eine Anordnung, bei der die Tastwege beider Tasterpaare in demselben Profilschnitt liegen, so lassen sich hieraus zwei weitere Tasteranordnungen ableiten. Bei der einen rficken die Tasterpaare so zusammen, daß die Achsen zweier Taster, z. B. von Tg und T zusammenfallen. Dann kann der Taster To die Funl-tion des Tasters Td mit übernehmen (Abb. 10). In der Zeit von t=tl bis t=t2 wird der Höhenunterschied des mittleren Tasters T2 gegen den voraneilenden Taster T3 durch den Meßwertgeber Afy erfaßt und auf die Registrier-bzw. If we now consider an arrangement in which the tactile paths of both pairs of buttons lie in the same profile section, two further button arrangements can be derived from this derive. With one of them, the pairs of buttons rfuck together in such a way that the axes of two Button, e.g. B. of Tg and T coincide. Then the To button can do the funl-tion of the button Td with accept (Fig. 10). In the time from t = tl to t = t2, the Difference in height between the middle button T2 and the leading button T3 the transducer Afy detected and on the registration or.

Integriervorrichtung gegeben. In der Zeit von t=t3 bis t=t4 tritt der Meßwertgeber Af in Funktion, der in gleicher Weise den Höhenunterschied des mittleren Tasters T2 gegen den nachfolgenden Taster Tl mißt und die Registrier-bzw. Integriervorrichtung steuert.Integrating device given. In the time from t = t3 to t = t4 occurs the transducer Af in function, which in the same way the height difference of the middle button T2 against the following button Tl measures and the registration or. Integrator controls.

Um zu vermeiden, daß sich die Tastwege der Taster T1 und T3 überlappen, müssen die Tasterabstände a gleich oder größer als die beiden Bezugsstrecken I gewahlt werden.To avoid that the key paths of keys T1 and T3 overlap, the probe spacing a must be equal to or greater than the two reference distances I. will.

Es ist bei dem hier beschriebenen Tastsvstem mit drei Tastern nicht unbedingt erforderlich, daß die Abstände der Taster T1 und T3 vom Taster T2 gleich groß sind. Im Falle einer unsymmetrischen Anordnung muß der Meßwertgeber Mn unmittelbar nach dem Meßwertgeber Afy in Funktion treten und abgeschaltet werden, wenn der Taster T1 die Ausgangsstellung des Tasters T3 erreicht hat. Auf den Beweis, daß auch mit einer solchen Tasteranordnung die Glättungstiefe Rp richtig ermittelt wird, kann hier verzichtet werden, weil diese Bauart keine besondere technische Bedeutung hat. This is not the case with the three-button touch system described here It is essential that the distances between buttons T1 and T3 and button T2 are the same are great. In the case of an asymmetrical arrangement, the transducer Mn must be immediate after the sensor Afy come into operation and are switched off when the button T1 has reached the starting position of button T3. To the proof that with such a button arrangement, the smoothing depth Rp is correctly determined, can can be omitted here because this type of construction has no particular technical significance.

Die Beschränkung auf drei Taster ermöglicht eine konstruktiv einfachere Gestaltung des Tastsvstems, wie später am Beispiel einer pneumatischen Tast-und Integriereinrichtung gezeigt wird. Von der Tasterhalterung ist lediglich eine drehungsfreie. also rein translatorische Bewegung zu verlangen, die nicht unbedingt geradlinig sein muß. The restriction to three buttons enables a structurally simpler one Design of the tactile system, as shown later using the example of a pneumatic tactile system Integrating device is shown. There is only one rotation-free of the button holder. so to require purely translational movement that is not necessarily straight have to be.

Die zweite Anordnung geht aus der ersten durch Hinzufügen zweier weiterer Taster hervor, von welchen der eine vor, der andere hinter dem Dreitastersvstem angeordnet wird. Mit einer solchen Anordnung läßt sich ebenso wie mit zwei nebeneinanderlaufenden Tasterpaaren erreichen, daß die zu messenden Höhenunterschiede an keiner Stelle die Rauhtiefe der Fläche wesentlich überschreiten, auch wenn der Profilschnitt makrogeometrisch gekrümmt ist. Hierzu ist erforderlich, daß die unter sich hinreichend parallelen Tasterachsen in gleichen Abständen vom Betrag aufeinanderfolgen und daß die beiden voraneilenden und die beiden nachfolgenden Taster den gleichen Tastflachenhalbmesser haben, der aber von dem des mittleren Tasters verschieden ist. Traägt also der mittlere Taster die Tastspitze zur Erfassung des Istprofils, so haben die vier anderen Taster den Krümmungshalbmesser i-,. The second arrangement goes from the first by adding two another button from which one in front, the other behind the three-button system. With such an arrangement can also as with two pairs of buttons running next to each other, that the to be measured Differences in height at no point significantly exceed the surface roughness, even if the profile section is macrogeometrically curved. For this it is necessary that the probe axes, which are sufficiently parallel to one another, are at equal distances from the Amount consecutively and that the two leading and the two following Styli have the same stylus surface radius, but that of the middle one Button is different. So does the middle button carry the probe tip for detection of the actual profile, the four other buttons have the radius of curvature i- ,.

Abweichend von den bisher beschriebenen Systemen werden in diesem Falle die Hohenunterschiede der einzelnen Taster nicht direkt gemessen. Vielmehr werden je zwei Taster mit Hilfe von Brüclcen nach dem in Abb. 11 skizzierten Schema kombiniert und von den Meßwertgebern die Höhenunterschiede bestimmter Brückenpunkte erfaßt. Deviating from the systems described so far, this Case the height differences of the individual buttons are not measured directly. Much more two buttons each with the help of bridges according to the scheme sketched in Fig. 11 combined and from the transducers the height differences of certain bridge points recorded.

Wie Abb. 11 schematisch veranschaulicht, ist der mittlere Taster T ! mit den beiden äußeren T1' und T3' durch je eine Brücke B. bzw. B2 gelenkig verbunden, desgleichen die beiden anderen Taster T1 und T3 untereinander durch eine weitere Brücke B3, die jedoch keine mechanische Verbindung mit den beiden anderen Brücken aufweist. (Um die Parallelität der Tasterachsen für die theoretische Betrachtung zu wahren, ist jeweils ein Brückenende lose aufliegend zu denken.) Haben nun der mittlere Taster T2 und die beiden äußeren Taster T1' und T3' die gleiche, vom Tastertiefstpunkt bis zum Brückenlager gemessene Länge IT, die beiden anderen Taster T, und T3 die Länge IR, so lassen sich durch die Tastertiefstpunkte mit den Ordinaten y1', y1, y2, y3, y3' drei Sehnen ziehen, welche je einer Brücke parallel sind. Auf den Brücken Bl und B., seien im gleichen Abstand c von der mittleren Tasterachse zwei Punkte mit A, und A2 betrachtet, deren Ordinaten mit VA1 und YA2 bezeichnet sind. Auf der Brücke Bg liegen ebenfalls zwei Punkte Dl und D2 im gleichen Abstand c von den zugehörigen Tasterachsen mit den Ordinaten yD1 und YD2 Unter jedem dieser Punkte befinden sich auf den genannten Sehnen weitere Punktet. /. D/, D/mit den Ordinaten yA1' = yA1 - lT, yD1' = yD1 - lk usw. As shown schematically in Fig. 11, the middle button is T! articulated to the two outer T1 'and T3' by a bridge B. or B2 connected, as well as the other two buttons T1 and T3 with each other by a further bridge B3, which however has no mechanical connection with the other two Has bridges. (About the parallelism of the stylus axes for the theoretical consideration To preserve, one bridge end is to be thought of as loosely lying on top of each other.) Now have the middle button T2 and the two outer buttons T1 'and T3' the same from the bottom of the button length IT measured up to the bridge bearing, the other two buttons T, and T3 die Length IR, the lowest points of the probe with the ordinates y1 ', y1, y2, y3, y3 'draw three tendons, each parallel to a bridge. On the bridges Bl and B., let two points be at the same distance c from the central stylus axis with A, and A2, whose ordinates are designated VA1 and YA2. On the Bridge Bg are also two points Dl and D2 at the same distance c from the associated Probe axes with the ordinates yD1 and YD2 are located under each of these points further points on the aforementioned tendons. /. D /, D / with the ordinates yA1 '= yA1 - lT, yD1 '= yD1 - lk etc.

Der Höhenunterschied der Brückenpunkte 41 und D ist daher yA1 - yD1 = (yA1-lT) - (yD1-lK)+(lT-lK), d. h. gleich dem Höhenunterschied der darunterliegenden Sehnenpunkte A1' und D1', vermehrt um den konstanten Betrag lT-lK.The difference in height between bridge points 41 and D is therefore yA1 - yD1 = (yA1-lT) - (yD1-lK) + (lT-lK), i.e. H. equal to the height difference of the one below Chord points A1 'and D1', increased by the constant amount IT-IC.

Die Ordinaten dieser Sehnenpunkte lassen sich aber auch durch diejenigen der Tastertiefstpunkte ausduücken. So ist yA1'=y2-c/2l(y2-y1') (1a) yD1'=y1+c/2l(y3-y1) (1b) und folglich yA1'-yD1'=y2-y1-c/2l(y2-y1'+y3-y1) =(y2-y1)(1-c/2l)-c/2l(y3-y1'). The ordinates of these chord points can also be divided by those express the bottom of the probe. So yA1 '= y2-c / 2l (y2-y1') (1a) yD1 '= y1 + c / 2l (y3-y1) (1b) and hence yA1'-yD1 '= y2-y1-c / 2l (y2-y1' + y3-y1) = (y2-y1) (1-c / 2l) -c / 2l (y3-y1 ').

(2 a) Analog hierzu gilt yA2'-yD2'=(y2-y3)(1-c/2l)-c/2l(y1-y3'). (2 a) Similarly, yA2'-yD2 '= (y2-y3) (1-c / 2l) -c / 2l (y1-y3').

(2 b) Kleine Profilausschnitte gewölbter Flächen (Zylinder, Zahnflanken, Kegel usw.) können näherungsweise als Parabelbögen betrachtet werden. Wird nun angenommen, daß die Tastertiefstpunkte auf einer genau parabelförmigen Kurve laufen, deren Achse zur y-Achse parallel liegt, so ist stets y3-y1'=3 #(y2-y1) und y1-y3'=3 # (y2-ye), denn für Parabeln gilt allgemein folgender Satz : Der Höhenunterschied zweier auf einer Parabel liegender Punkte, welche von einer gegebenen achsenparallelen Geraden gleichen Abstand haben, ist zu diesem Abstand proportional. Im vorliegenden Fall liegt die Achsenparallele in der Mitte zwischen den Ordinaten y1 und y2 bzw. zwischen y2 und y3. Somit wird yA1'-yD1'=(y2-y1)(1-2c/l). (2 b) Small profile sections of curved surfaces (cylinders, tooth flanks, Cones, etc.) can be viewed approximately as parabolic arcs. It is now assumed that the bottom of the probe run on an exactly parabolic curve, the axis of which is parallel to the y-axis, then y3-y1 '= 3 # (y2-y1) and y1-y3' = 3 # (y2-ye), for the following principle generally applies to parabolas: The difference in height between two a parabola lying points, which from a given axis-parallel straight line have the same distance is proportional to this distance. In the present case the axis parallel lies in the middle between the ordinates y1 and y2 or between y2 and y3. So yA1'-yD1 '= (y2-y1) (1-2c / l).

Hiernach ist es also möglich, c so zu wählen, daß stets yA1'-yD1'=0 ist. Dies ist der Fall für c=,.According to this it is possible to choose c in such a way that yA1'-yD1 '= 0 is. This is the case for c =,.

Der Höhenunterschied der Brückenpunkte A1 und D1 ist dann ebenfalls vom Vorschub des Tastersystems unabhängig und gleich dem konstanten Betrag IT-LK-Das gleiche gilt in analoger Weise fiir die Brückenpunkte 42 und D9. The difference in height between bridge points A1 and D1 is then also independent of the feed of the stylus system and equal to the constant amount IT-LK-Das the same applies in an analogous manner to the bridge points 42 and D9.

Auf Grund der vorangehenden Überlegungen werden bei dem aus fünf Tastern bestehenden System die beiden Meßwertgeber ernndungsgemäß so angeordnet, daß sie die Höhenunterschiede der durch c=1/2 gekennzeichneten Sehnenpunkte A1' und D1' bzw. A2' und D2 erfassen. Diese Hohenunterschiede entstehen hauptsächlich durch den Einfluß der Rauheit. Sie übersteigen den Rauhtiefenbereich nur in dem Masse, in welchem das Hüllprofil der zu prüfenden Werkstückfläche von einer hestangepaRten Parabelform abweicht. On the basis of the above considerations, the five The existing system, the two transducers are arranged in such a way that that they show the differences in height of the chordal points marked by c = 1/2 A1 ' and D1 'or A2' and D2 detect. These differences in height mainly arise by the influence of the roughness. They only exceed the peak-to-valley height range in that Measure in which the envelope profile of the workpiece surface to be tested is matched by a Parabolic shape deviates.

Daß ein solches Tastsystem die Glättungstiefe Rp definitionsgemäß ermittelt, wenn die Differenzen yA2'-yD2' in der ersten Hälfte, und yA1'-yD1' in der zweiten Hälfte des Tastweges gemessen und integriert werden, läßt sich folgendermaßen beweisen : Stellt die Variable x die Abszisse des mittleren Tasters T, auf seinem Weg zwischen Anfang und Ende der ganzen Taststrecke von der Länge 2l dar, so läßt sich die Summe der Einzelintegrale über die Strecken von x=0 bis x=1 und von x=l bis x=2l. wegen der Beziehung (2a) und (2b) in umwandeln. Da nun der Taster T 3 wahrend der ersten Hälfte des Tastweges (Ahh. 12) das gleiche Stück des Hüllprofils (außerhalb der Bezugsstrecke !) durchläuft wie der nachfolgende Taster T. in der zweiten Hälfte des Tastweges, ist Das gleiche gilt fiir die beiden Taster T'und T1, d. h.. es ist auch Diese Intregale hehen sich in Gleichung (3) also gegen- seitig auf. Es kann daher (4) geschrieben werden. Während der mittlere Taster T2 die erste Hälfte seines Tastweges von x=O bis x=l durchläuft, folgt der Taster Ts3 dem zwischen x=l und x=21 liegenden Stück des Hüllprofils, es ist also Anschließend beschreibt der Taster T1 das Hüllprofilstück zwischen x=0 und x=l, also 2l l # y1dx = #y#dx. l 0 Während des ganzen Tastweges ist vs stets identisch mit yi. Gleichung (4) geht damit schließlich über in Die Summe der Einzelintegrale ist also der Glättungstiefe proportional. Im Falle c = 2 ist insbesondere J"+ + Jn = - 3/2l # Rp.That such a probe system determines the smoothing depth Rp by definition when the differences yA2'-yD2 'in the first half and yA1'-yD1' in the second half of the probe path are measured and integrated can be proven as follows: If the variable x represents the The abscissa of the middle probe T, on its way between the beginning and the end of the entire probe path of length 2l, then the sum of the individual integrals can be calculated over the distances from x = 0 to x = 1 and from x = 1 to x = 2l. because of the relationship (2a) and (2b) in convert. Since the button T 3 now runs through the same piece of the envelope profile (outside the reference path!) During the first half of the tactile path (Ahh. 12) as the subsequent button T. in the second half of the tactile path The same applies to the two buttons T 'and T1, ie. It is also These intregals are mutually exclusive in equation (3). It can therefore (4) to be written. While the middle button T2 runs through the first half of its trajectory from x = O to x = l, the button Ts3 follows the part of the envelope profile lying between x = l and x = 21, so it is Then the button T1 describes the envelope profile piece between x = 0 and x = l, i.e. 2l l # y1dx = # y # dx. l 0 During the entire scanning path, vs is always identical to yi. Equation (4) finally changes into The sum of the individual integrals is therefore proportional to the smoothing depth. In the case of c = 2, in particular, J "+ + Jn = - 3/21 # Rp.

Um zu erreichen, daß die beiden Meßwertgeber die Höhenunterschiebe der Sehnenpunkte A1' und D1' bzw. A2' und D2' richtig erfasse, ist es nicht erforderlich, die Brücken Bl, B9 und B. unmittelbar an den Tasterachsen anzulenken. Sitzen z. B. die Taster an Hebelarmen mit weit entfernten Drehpunkten, so können die Brücken an geeigneten Stellen dieser Hebelarme gelagert sein. Bei passender Wahl der auf die Meßwertgeber wirkenden Briickenpunkte läßt sich auf mannigfache Weise erreichen, daß die Höhenänderungen der Brückenpunkte denen der zugeordneten Sehnenpunkte proportional sind. Gemäß den Gleichungen (1 a) und (1b), welche sich auch in der Form schreiben lassen, müssen nur die Ubersetzungszahlen. mit welchen sich die Vertikalbewegungen der Taster auf die Brückenpunkte übertragen, den Faktoren (1-il) und-proportional sein. Wenn insbesondere c= = ist, verhalten sich diese Ubersetzungszahlen für je zwei auf einen Briickenpunkt wirkende Taster wie 3 : 1.In order to ensure that the two transducers correctly detect the vertical shifts of the chordal points A1 'and D1' or A2 'and D2', it is not necessary to link the bridges B1, B9 and B. directly to the probe axes. Sitting e.g. B. the buttons on lever arms with distant pivot points, the bridges can be mounted at suitable points of these lever arms. With a suitable choice of the bridge points acting on the transducers, it can be achieved in many ways that the changes in height of the bridge points are proportional to those of the associated chord points. According to equations (1 a) and (1b), which can also be found in the form only need the translation numbers. with which the vertical movements of the buttons are transferred to the bridge points, the factors (1-il) and -proportional. If, in particular, c = =, these gear ratios behave like 3: 1 for every two buttons acting on a bridge point.

Bei der in Abb. 13 skizzierten Anordnung wird dies dadurch erreicht, daß sich die Brücken B1 und B2 auf den hebel des Tasters T2 bei 3/4, auf die Hebel der Taster T1' und T3' bei 1/4 der Hebellänge (vom Hebeldrehunkt an gerechnet) abstützen und ihre Mittelpunkte auf die Meßwertgeber Mn und Mv wirken. Die Brücke B3 stützt sich dagegen in den hebelmitten der Taster T1 und T2 ab, während ihre auf die Meßwertgeber wirkenden Punkte (hier identisch mit den Mittelpunkten der Meßwertgeber) bei ¼ und 3/4 der Brückenlange liegen. In the arrangement sketched in Fig. 13, this is achieved by that the bridges B1 and B2 on the lever of the button T2 at 3/4, on the lever Support buttons T1 'and T3' at 1/4 of the lever length (calculated from the point of rotation of the lever) and their center points act on the transducers Mn and Mv. The bridge B3 supports on the other hand, in the lever centers of the buttons T1 and T2, while their on the transducers effective points (here identical to the centers of the transducers) at ¼ and 3/4 of the bridge length.

Eine der zahlreichen möglichen Ausführungsformen von Zweitastersystemen gemäß Abb. 6 ist in Abb. 14 in konstruktiv sehr vereinfachter Weise dargestellt. One of the numerous possible embodiments of two-button systems according to Fig. 6 is shown in Fig. 14 in a structurally very simplified manner.

Der Taster Ti mit kalottenförmiger Tastfläche und der mit einer feinen Spitze versehene Taster T2 sind mittels je eines Blattfederpaares N1 bzw. N2 am Gehäuse Q in der Höhe verstellbar angeordnet. Durch die Verwendung von je zwei Blattfedern wird erreicht, daß sich die beiden Taster nur in Achsrichtung bewegen können. Mit jedem Taster ist eine Weicheisenzunge Z1 bzw. Z2 verbunden, die sich zwischen den beiden Spulen der induktiv nach dem Prinzip der induktiven Lehre wirkenden Geber M1 bzw. M2 entsprechend der Änderung der Höhenlage des zugehörigen Tasters parallel zu sich selbst verschiebt. Die Spulenausgänge al, bi, cl bzw. a2, b2, C2 fiihren zunächst zu einer nicht gezeichneten Schaltuhr. Diese schaltet die Meßwertgeber ill'i und M2 nacheinander in die gleichen Zweige einer elektrischen Brücke. sobald der jeweils zugehörige Taster Tl oder T2 in die Bezugsstrecke eintritt, und schaltet sie wieder ab, wenn die Taster die Bezugsstrecke verlassen. In der vorliegenden Ausführungsform ist das Gehäuse Q mit dem darin eingebauten Tastsystem auf der Stativsäule S vertikal verschiebbar um die Taster in bezug auf die Meßwertgeber 11, und M2 in die richtige Lage bringen zu können. Die Vorschubbewegung wird bei dieser Anordnung nicht von den Tastern, sondern vom Prüfling ausgeführt. Dieser ruht auf dem Tisch k, dessen Führungsstück F sich auf der Führung G mit gleichförmiger Geschwindigkeit bewegen läßt. Die Führung G ist genau senkrecht zu den Tasterachsen ausgerichtet. Die Arbeitsfläche des Tisches K kann so geschwenkt werden, daß die Oberfläche des Prüflings annähernd parallel zur Führung G ausgerichtet ist.The Ti button with a dome-shaped button surface and the one with a fine one Pointed buttons T2 are by means of a pair of leaf springs N1 and N2 on each Housing Q arranged adjustable in height. By using two leaf springs each it is achieved that the two buttons can only move in the axial direction. With each button has a soft iron tongue Z1 and Z2 connected, the between the two coils of the inductive according to the principle of inductive teaching Acting encoder M1 or M2 according to the change in altitude of the associated Push button moves parallel to itself. The coil outputs al, bi, cl or a2, b2, C2 initially lead to a time switch (not shown). This switches the Transducers ill'i and M2 successively in the same branches of an electrical Bridge. as soon as the associated button T1 or T2 enters the reference path, and switches it off again when the buttons leave the reference path. In the The present embodiment is the housing Q with the probe system built into it on the stand column S vertically displaceable around the buttons with respect to the transducers 11, and to be able to bring M2 into the right position. The feed movement is at this arrangement is not carried out by the buttons, but by the test item. This rests on the table k, whose guide piece F is on the guide G with uniform Moving speed. The guide G is exactly perpendicular to the stylus axes aligned. The work surface of the table K can be pivoted so that the The surface of the test specimen is aligned approximately parallel to the guide G.

Der Vorschub erfolgt mittels eines nicht gezeichneten motorischen Antriebs in Pfeilrichtung.The feed takes place by means of a motor (not shown) Drive in the direction of the arrow.

Die Ausführung eines Tastsystems mit vier Tastern gemäß Abb. 9 ist in Abb. 15 im Aufriß, in Abb. 16 im Grundriß dargestellt. Die beiden Taster mit kalottenförmigen Tastl3ächen T, und T3 sind an den Hebeln 1 und 3, die spitzen Taster T2 und T. an den Hebeln 2 und 4 befestigt. Die aus Blech gefertigten Hebel 2 und 4 besitzen je einen Durchbruch 5 bzw. 6, durch welchen die an den Hebeln 1 und 3 befestigten Winkel 7 und 8 nach oben ragen. An den herausgebogenen Lappen 9 hzw. 10 der Hebel 2 bzw. 4 sind die Traversen 11 und 12 angebracht. An den Enden der letzteren und an den Winkeln 7 und 8 sind Blattfedern 13 bis 18 aiigeklemnit, die von dem gemeinsamen Haltestück 19 so gehalten werden, daß die Hebel 2 und 3 gegenüber den Hebeln 1 und 4 in der Vorschubrichtung um den Tasterabstand a versetzt sind. Alle vier Hebel können somit unabhängig voneinander in den durch die Tasterachsen bestimmten und in der Vorschubrichtung liegenden senkrechten Ebenen frei pendeln. Das Haltestück 19 ist mit der Schwinge20 fest verhunden, die über das am ruhenden Gehäuseteil 21 fest eingespannte Federpaar 22 mittels nicht dargestellter Antriebselemente in der durch den Pfeil gekennzeichneten Richtung parallel zu sich selbst verschiebbar ist, so daß dem gesamten Tastsystem eine translatorische Vorschubbewegung erteilt werden kann. Am rückwärtigen Ende der Hehel 1 und 3 sind die Meßwertgeber Mv und M, angesetzt. In den von den beiden Induktionsspulen 23 und 24 des Meßwertgebers Mn gebildeten Luftspalt ragt die am Hebel 4 befestigte Weicheisenzunge 25 hinein. In gleicher Weise greift eine am Hebel 2 befestigte Weicheisenzunge 26 zwischen die nicht gezeichneten Spulen des Meßwertgebers Mv. Andern die einander zugeordneten Taster T1 und T4 oder T2 und T3 während der Vorschubbewegung ihre Höhenlage um den gleichen Betrag, so bleibt die Lage der Weicheisenzungen in den Luftspalten der zugehörigen Spulenpaare unverändert. Die Meßwertgeber erfassen also nur Anderungen der gegenseitigen Höhendifferenzen der zugeordneten Taster und erzeugen hierzu proportionale Meßeffekte. Wie im vorangehenden Beispiel schaltet wiederum eine Schaltuhr jeden Meß- wertgeber in eine Brücke, und zwar für die Zeit, in welcher sich die zugehörigen Taster in der zu durchlaufenden Taststrecke befinden. The design of a probe system with four probes as shown in Fig. 9 is in Fig. 15 in elevation, in Fig. 16 in plan. The two buttons with Dome-shaped tactile surfaces T and T3 are the pointed buttons on levers 1 and 3 T2 and T. attached to levers 2 and 4. The lever 2 and made of sheet metal 4 each have an opening 5 or 6 through which the levers 1 and 3 attached angles 7 and 8 protrude upwards. On the bent-out flap 9 hzw. 10 of the levers 2 and 4, the crossbars 11 and 12 are attached. At the ends of the the latter and at the angles 7 and 8 are leaf springs 13 to 18 aiigeklemnit, the are held by the common holding piece 19 so that the levers 2 and 3 opposite the levers 1 and 4 are offset in the feed direction by the button spacing a. All four levers can thus be operated independently of one another through the button axes freely commute certain vertical planes lying in the feed direction. The holding piece 19 is firmly connected to the rocker 20, which is on the resting Housing part 21 firmly clamped pair of springs 22 by means of drive elements not shown displaceable parallel to itself in the direction indicated by the arrow so that the entire touch probe is given a translational feed movement can be. At the rear of the helmets 1 and 3 are the transducers Mv and M, attached. In the two induction coils 23 and 24 of the transducer The soft iron tongue 25 attached to the lever 4 protrudes into it. In the same way, a soft iron tongue 26 attached to the lever 2 engages between the not shown coils of the transducer Mv. Change those assigned to each other Button T1 and T4 or T2 and T3 during the feed movement their height to the the same amount, the position of the soft iron tongues remains in the air gaps of the associated coil pairs unchanged. The transducers only record changes the mutual height differences of the assigned buttons and generate proportional ones Measuring effects. As in the previous example, a timer switches each one Measuring valuers in a bridge, for the time in which the associated Buttons are in the trajectory to be traversed.

Abb. 17 stellt ein Dreitastersystem mit pneumatischen Meßwertgebern dar. welches nach dem in Abb. 10 erläuterten Prinzip arbeitet. Während jedoch in Abb. 10 ein spitzer Taster und zwei Taster mit kalottenförmiger Tastflache kombiniert sind, arbeitet hier ein kalottenförmiger Taster Tg mit zwei spitzen Tastern T2 und tu zusammen. Diese Tasterkombination geht aus dem Viertastersystem nach Abb. 9 hervor, wenn darin alle vier Taster auf der gleichen Spur laufen und T3 die Funktion von Tl übernimmt. Fig. 17 shows a three-button system with pneumatic transducers which works according to the principle explained in Fig. 10. However, while in Fig. 10 a pointed button and two buttons with a dome-shaped button surface combined are, a dome-shaped button Tg works with two pointed buttons T2 and do together. This button combination is based on the four-button system according to Fig. 9, if all four buttons run on the same track and T3 has the function of Tl takes over.

Der Taster T3, ein mit Bohrungen für den Durchtritt der Taster T2 und T4 versehener Rubin oder Saphir, ist starr mit dem rohrförmigen Tasterkopf 27 verbunden. Dieser kann sich mittels zweier, an seinen Seitenflächen befestigter Blattfederpaare 28 und 29, die im Gehäuse 30 der Vorschubeinrichtung festgeklemmt sind, frei in vertikaler Richtung bewegen. Der Tasterkopf 27 trägt außerdem an beiden Seiten je eine Leiste 31, an derem Ende einstellbar das Federklemmstück 32 angeordnet ist. Durch eine Aussparung 33 des Tasterkopfes 27 ragen die Hebel 34 und 35 in dessen Inneres hinein. Der aus Blech gebogene Hebel 35, der um den Hebel 34 von oben herumgreift. und der Hebel 34 tragen an dem einen linde die Taster T4 bzw. T2.The button T3, one with holes for the passage of the button T2 and T4 provided ruby or sapphire, is rigid with the tubular probe head 27 tied together. This can be fixed by means of two on its side surfaces Leaf spring pairs 28 and 29, which are clamped in the housing 30 of the feed device move freely in the vertical direction. The probe head 27 also carries on both Each side has a bar 31, at the end of which the spring clamping piece 32 is arranged to be adjustable is. The levers 34 and 35 protrude into the probe head 27 through a recess 33 Inside. The lever 35 bent from sheet metal, which engages around the lever 34 from above. and the lever 34 carry the buttons T4 and T2 on one of them.

Am anderen Ende ist der Hebel 35 durch zwei Blattfedern 36 und 37, der Hebel 34 durch eine entsprechend breitere Blattfeder 38, die alle in einer Ebene liegen, so mit dem Federklemmstück32verbunden,daß beide Hebel gleiche Längen haben. Die gewählte Anordnung ermöglicht es, daß sich die Taster T2 und T4 unabhängig voneinander relativ zum Taster T3 frei bewegen können, wobei die MeBkraft jedes einzelnen Tasters nur von der Vorspannung seiner Blattfedern abhängig ist. Die beiden Taster T2 und T4 sind mit Einsätzen 39 bzw. 40 versehen, deren obere Flächen senkrecht zur Tasterachse liegen. Diesen Flächen gegenüber befinden sich die kalibrierten Meßdüsen 41 und 42. die an den Zuleitungsrohren 43 und 44 befestigt sind. Im I) eckel des Tasterkopfes 27 sind die Zuleitungsrohre 43 und 44 in der Höhe verstellbar gelagert. Dadurch kann der Abstand der Meßdüsen 41 und 42 von den darunterliegenden Einsätzen 39 und 40 so eingestellt werden, daß bei gleicher Höhe der Tiefstpunkte aller drei Taster und gleichem Luftdruck vor den beiden Düsen in der gleichen Zeit die gleiche Luftmenge ausströmt. Gegenüber dieser Nullage der Taster T2 und T. in bezug auf den Taster Tu verändern sich die Abstände der Einsätze 39 und 40 von den Meßdüsen 41 und 42 beim Abtasten rauher Oberflächen ständig und sind im Durchschnitt etwas größer als in der Nullage. Wird der Luftstrom während der ersten Hälfte der Vorschubbewegung durch die Meßdüse 42 und während der zweiten Hälfte durch die Meßdüse 41 geleitet, so ist das während der ganzen Vorschubbewegung ausgeströmte Luftvolumen linear abhängig von der Glättungstiefe Rp der abgetasteten Oberfläche, sofern der Druck vor den Meßdüsen praktisch konstant bleibt.At the other end, the lever 35 is supported by two leaf springs 36 and 37, the lever 34 by a correspondingly wider leaf spring 38, all in one plane are so connected to the spring clamping piece 32 that both levers have the same length. The chosen arrangement enables the buttons T2 and T4 to be independent of one another can move freely relative to button T3, whereby the measuring force of each individual button depends only on the preload of its leaf springs. The two buttons T2 and T4 are provided with inserts 39 and 40, the upper surfaces of which are perpendicular to the stylus axis lie. The calibrated measuring nozzles 41 and are located opposite these surfaces 42. which are attached to the supply pipes 43 and 44. In the corner of the probe head 27, the supply pipes 43 and 44 are mounted adjustable in height. Through this the distance of the measuring nozzles 41 and 42 from the underlying inserts 39 and 40 can be set so that the lowest point of all three buttons at the same height and the same air pressure in front of the two nozzles in the same time the same amount of air emanates. Compared to this zero position, the buttons T2 and T. with respect to the button The distances between the inserts 39 and 40 and the measuring nozzles 41 and 42 change when scanning rough surfaces and are on average slightly larger than in the zero position. Will the air flow during the first half of the feed movement passed through the measuring nozzle 42 and during the second half through the measuring nozzle 41, so the volume of air that flows out during the entire feed movement is linearly dependent of the smoothing depth Rp of the scanned surface, provided that the pressure is before the Measuring nozzle remains practically constant.

I) er der Glättungstiefe proportionale Anteil dieses Luftvolumens läßt sich unmittelbar durch eine Gasometeranordnung nach Abb. 18 bestimmen. In den beiden gasometerartigen Behaltern 45 und 46 herrschen infolge der verschiedenen Gewichte und Durchmesser ihrer Glocken 47 und 48 zwei verschiedene, aber zeitlich praktisch konstante Drücket und p2, deren Differenzen gegen den Druck po der Außenluft sich wie 2 : 1 verhalten mögen. Die beiden Behälter sind durch je eine Rohrleitung mit einer Kammer 49 verbunden, und zwar geht diese Verbindung von dem größeren Behälter 45 mit dem höheren Druck Pt über eine Düse 50. von dem kleineren Behälter 46 über zwei Ventile 51 und 52, von denen das Ventil 51 zunächst geschlossen, das Ventil 52 hingegen geöffnet ist. Die Düse 50 habe einen wirksamen Austrittsquerschnitt von annähernd gleicher Größe wie die in Abb. 17 dargestellten Meßdüse n 41 und 42 in der Nullage der Taster, während die Ventile 51 und 52 im geöffneten Zustand keinen merklichen Strömungswiderstand bieten. Über das anfänglich geschlossene Ventil 53 ist die Kammer mit dem LTmsteuerventil 54 und dadurch mit jeweils einer der beiden Meßdiisen verbunden. Die Betätigung der Ventile erfolgt automatisch durch eine mit den Nockenscheiben 55, 56 und 57 versehene Welle. welche von dem Nfotor 58 nach kurzem Druck auf den Startknopf 59 gedreht wird. Nach Wiedererreichen der Ausgangsstellung kommt die Welle infolge der Stromunterbrechung am Schleifring 60 zum Stillstand. Kurz nach dem Start öffnet sich zunächst das Ventil 53, worauf sich in der Kammer 49 ein Druck p einstellt, der etwa in der Mitte zwischen p1 und p0 liegt. Bei einer bestimmten Einstellung des Druckes P1. z. B. durch Variation des Gewichtes der Glocke 47, kann erreicht werden, daß in der Nullstellung der Taster der Kammerdruck p genau gleich dem Druck p2 in dem kleineren Behälter 46 ist. In diesem Falle bleibt beim Öffnen des Ventils 51 das Luftvolumen des Behälters 46 unverändert. Sinkt jedoch infolge der Rauheit (oder Unebenheit) der abgetasteten Fläche der jeweils wirksame Taster unter seine Nullage, so wird die aus der zugehörigen Meßdüse 41 oder 42 zttsätzlich ausströmende Luftmenge ausschließlich vom Behälter 46 geliefert, da sich die Druckdifferenz- zwischen dem großen Behälter 45 und der Kammer 49 nicht ändert. Aus dem gleichen Grunde flint bei vermindertem Luftaustritt an den Meßdüsen 41 und 42 beim Anheben des betreffenden Tasters über seine Nullage hinaus eine entsprechende Luftmenge in den Behälter 46 hinein. Das am Ende des ganzen Tastvorganges bis zur Schließung des Ventils 52 aus dem Behälter 46 ausgeströmte Luftvolumen. das an einer Teilung 61 altgelesen werden kann. ist ein \IaB für das Integral un damit auch fiir die Glättungstiefe Rp.I) the proportion of this air volume proportional to the smoothing depth can be determined directly by a gasometer arrangement according to Fig. 18. In the two gasometer-like containers 45 and 46, due to the different weights and diameters of their bells 47 and 48, there are two different, but practically constant pressures and p2, the differences of which against the pressure p0 of the outside air may be 2: 1. The two containers are each connected by a pipe to a chamber 49, and this connection goes from the larger container 45 with the higher pressure Pt via a nozzle 50. From the smaller container 46 via two valves 51 and 52, of which the valve 51 is initially closed, but valve 52 is open. The nozzle 50 has an effective outlet cross-section of approximately the same size as the measuring nozzle n 41 and 42 shown in Fig. 17 in the zero position of the buttons, while the valves 51 and 52 offer no noticeable flow resistance when open. Via the initially closed valve 53, the chamber is connected to the control valve 54 and thereby to one of the two measuring nozzles. The valves are actuated automatically by a shaft provided with cam disks 55, 56 and 57. which is turned by the Nfotor 58 after briefly pressing the start button 59. After the initial position has been reached again, the shaft comes to a standstill as a result of the power interruption at slip ring 60. Shortly after the start, the valve 53 opens first, whereupon a pressure p is established in the chamber 49, which is approximately in the middle between p1 and p0. With a certain setting of the pressure P1. z. B. by varying the weight of the bell 47, it can be achieved that the chamber pressure p is exactly the same as the pressure p2 in the smaller container 46 in the zero position of the button. In this case, when the valve 51 is opened, the volume of air in the container 46 remains unchanged. If, however, due to the roughness (or unevenness) of the scanned surface, the respective active probe falls below its zero position, the additional amount of air flowing out of the associated measuring nozzle 41 or 42 is exclusively supplied by the container 46, since the pressure difference between the large container 45 and of Chamber 49 does not change. For the same reason, with a reduced air outlet at the measuring nozzles 41 and 42, when the relevant button is lifted beyond its zero position, a corresponding amount of air flows into the container 46. The volume of air that has flowed out of the container 46 at the end of the entire scanning process up to the closure of the valve 52. which can be read old at a graduation 61. is an \ IaB for the integral and thus also for the smoothing depth Rp.

Die Ausführung eines Dreitastersystems, das ebenfalls nach dem Prinzip der Abb. 10 arbeitet, bei welchem jedoch die Meßwertbildung auf optischphotoelektrischem Wege erfolgt, ist in Abb. 19 dargetellt. Die Taster T1, T2, T3 sitzen an gleicharmigen Hebeln 62, 63, 64, von welchen der mittlere über das Blattfedergelenk 65. die beiden anderen Hebel über die Gelenke 66 und 67 mit dem (nicht gezeichneten) Stativ oder Gehause der Apparatur verbunden sind. The implementation of a three-button system, which is also based on the principle of Fig. 10 works, in which, however, the formation of the measured values is based on opto-photoelectric Is shown in Fig. 19. The buttons T1, T2, T3 are located on equal arms Levers 62, 63, 64, of which the middle one via the leaf spring joint 65. the two another lever via the joints 66 and 67 with the (not shown) tripod or Housing of the apparatus are connected.

Die clen Tastern entgegengesetzten Hehelenden tragen lose aufliegend einen auf zwei parallelen Drähten 68 und 69 gelagerten, von der Feder 70 gehaltenen Spiegel 71. Durch zwei Flektromagnete 72 und 73 kann der Hebel 64 wahrend der ersten Hälfte. der Hebel 62 während der zweiten Hälfte der Tastzeit so angezogen werden. daß jeweils nur einer von ihnen den zm Spiegel befetigten Draht 68 unterstützt und dadurch die Spiegellage beeinflußt. Bei richtiger Abstimmung der Hebetlängen und der Lage ihrer Gelenke ändern die Drähte 68 und 69 ihre gegenseitige Höhendifferenz um dieselben Beträge wie die Taster T3 und T2 bzw. T1 und T2 beim Durchlaufen der Taststrecke auf der Oberfläche des Prüflings 74.The helms opposite the pushbuttons are loosely supported one mounted on two parallel wires 68 and 69 and held by the spring 70 Mirror 71. By means of two flex magnets 72 and 73, the lever 64 can during the first Half. the lever 62 are tightened during the second half of the scanning time. that only one of them supports the wire 68 attached to the mirror and thereby influencing the mirror position. If the lifting lengths and the position of their joints, the wires 68 and 69 change their mutual Height difference by the same amounts as buttons T3 and T2 or T1 and T2 when running through the Tracing path on the surface of the test piece 74.

Proportional zur Höhendifferenz der Drähte ändert der Spiegel 71 seine Richtung gegenüber der optischen Achse des darüber befindlichen Objektivs 75, in dessen Brennebene 76 das reelle Bild 77 des Spaltes 78 liegt bzw. sich bei Richtungsänderungen des Spiegels verschiebt. In derselben Ebene befindet sich ferner eine Spaltblende 79, deren Ränder zu denen des Spaltbildes 77 parallel liegen, ohne sich mit ihnen zu decken. Bei gleicher Höhenlage der Tastertiefstpunkte (Nullage) sei die Spaltblende 79 so innerhalb ihrer Ebene festgelegt, daß einer ihrer Ränder die Breite des Spaltbildes 77 zum größeren Teil verdeckt. Je tiefer aber die Tastspitze Tu hunter das Niveau des Tasters Ts bzw. Ti sinkt, desto breiter wird der nicht verdeckte Teil des Spaltbildes. Um so stärker ist dementsprechend auch ein Lichtstrom, welcher von dem gleichmäßig beleuchteten Spalt 78 ausgehend über die halbdurchlässige Planglasplatte 80 nach zweimaligem Durchqueren des Objektivs 75 in die über der Spaltblende 79 befindliche Photozelle 81 fällt. Das Zeitintegral dieses Lichtstromes könnte also, abziiglich eines sich aus der Nullage ergebenden konstanten Betrages, als Maß fiir die Glättungstiefe Rp der abgetasteten Oberfläche dienen. The mirror 71 changes proportionally to the difference in height of the wires its direction with respect to the optical axis of the lens above it 75, in whose focal plane 76 the real image 77 of the slit 78 lies or is at Changes in direction of the mirror shifts. Also on the same level is a slit screen 79, the edges of which are parallel to those of the slit image 77, without to coincide with them. With the same height of the lowest points of the probe (zero position) let the slit diaphragm 79 be set within its plane so that one of its edges the width of the gap image 77 is largely covered. But the deeper the probe tip Tu hunter the level of the button Ts or Ti decreases, the wider it does not get hidden part of the split image. Accordingly, the stronger a luminous flux is, which starting from the evenly illuminated gap 78 over the semi-permeable Plane glass plate 80 after twice traversing the objective 75 in the above The photocell 81 located in the slit 79 falls. The time integral of this luminous flux could therefore, minus a constant amount resulting from the zero position, serve as a measure for the smoothing depth Rp of the scanned surface.

An Stelle dieser Lichtstromintegration, welche eine gute Konstanz der Lichtquelle, der Photozellenempfindlichkeit und der elektronischen Hilfsmittel erfordert. empfiehlt sich die in Abb. 19 skizzierte Integrationsmethode : Der geradlinige Glühfaden einer Lampe 82 wird über einen der beiden festen Spiegel 83 und 84, den achtteiligen rotierenden Spiegel 85 und das Linsensystem 86 in der Ebene des Spaltes 78 stark verkleinert abgebildet. Zusammen mit diesem Spalt kommt er nochmals in der Brennebene 76 zur Abbildung. Bei etwa fünf Umdrehungen je Sekunde des Spiegels wandert dann das Glühfadenbild in der Sekunde 80mal mit konstanter Geschwindigkeit über die Breite des Spaltbildes 77, ist aber für die Photozelle jedesmal nur so lange » sichtbar «, als es sich in dem unverdeckten Teil der Spaltbildbreite befndet. Instead of this luminous flux integration, which is a good constancy the light source, the photocell sensitivity and the electronic devices requires. The integration method outlined in Fig. 19 is recommended: the straight one Filament of a lamp 82 is one of the two fixed mirrors 83 and 84, the eight-part rotating mirror 85 and the lens system 86 in the plane of the gap 78 shown greatly reduced. Together with this gap he comes in again the focal plane 76 for imaging. At about five revolutions per second of the mirror Then the filament image moves 80 times per second at constant speed across the width of the slit image 77, but is only so for the photocell each time "visible" for a long time when it is in the uncovered part of the slit image width.

Die Einzelbelichtungszeiten der Photozelle, welche somit von den jeweiligen Höhendifferenzen zweier zusammenwirkender Taster linear abhängig sind, können durch einen elektronischen Zähler 87, welcher die Impulse eines mit etwa 10 kHz arbeitenden Impulsgenerator 88 zählt, summiert werden. Dazu ist nur erforderlich, daß die Photozelle an einen zwischen Generator und Zähler liegenden Verstärker 89 geschaltet ist und diesen während der Zeit sperrt, in welcher sie kein Licht vom Glühfaden erhält.The individual exposure times of the photocell, which are therefore dependent on the respective Height differences between two interacting buttons are linearly dependent, can be through an electronic counter 87 which counts the pulses of an operating at about 10 kHz Pulse generator 88 counts, can be summed. All that is required is that the photocell is connected to an amplifier 89 located between the generator and the counter, and locks this during the time in which it receives no light from the filament.

Zusammenfassend kann gesagt werden, daß mit Oberflcächenmeßgeräten, die gemma3 den beschriebenen Erßndungsgedanken aufgebaut sind, erstmalig die Rauheit und die Welligkeit technischer Obernächen nach dem Hüllproßisystem (E-System) theoretisch einwandfrei gemessen werden kõnnen. wobei der Einflufi etwa vorhandener makrogeometrischer Formfehler unwirksam bleibt. Damit ist einem sehr dringenden Bedürfnis der Industrie Rechnung getragen, die mit Nachdruck die Entwicklung von Oberfläcllenmeßgeräten fordert, welche ein lTessen nach dem in einigen Ländern zur Normung vorbereiteten E-System ermöglichen. In summary it can be said that with surface measuring devices, which are constructed in accordance with the inventive concept described, for the first time the roughness and the waviness of technical surfaces according to the envelope system (E-system) theoretically can be measured properly. the influence of any macrogeometric Formal error remains ineffective. So that is a very urgent need of the industry Accounted for the emphatic development of surface measuring devices demands which a ltessen is prepared for standardization in some countries Enable e-system.

Claims (6)

PATENTANSPRÜCHE: : 1. Tastsystem zur Ermittlung geometrischer Oberflächenmaße für die Welligkeit und/oder Rauheit nach dem Tastschnittverfahren mit zwei, in derselben Profilschnittebene längs einer annähernd senkrecht zu den Tasterachsen stehenden Geraden geführten und unal) hängig voneinander axial beweglichen Tastern mit verschieden stark gekrümmten Tastflächen, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Taster auf der Oberflache des Prüflings nacheinander dieselbe Strecke (Bezugsstrecke) durchlaufen und der räumliche Abstand ihrer Achsen ausgeschaltet wird, indem der dem einzelnen Taster zugeordnete, mechanisch, elektrisch, optisch oder pneumatisch arbeitende Meßwertgeber, der die axialen Verschiebungen des mit ihm verbundenen Tasters in bezug auf die den beiden Tastern gemeinsame Führungsgerade erfaßt, nur während der Zeit wirkt, in welcher sich der betreffende Taster innerhalb der Bezugsstrecke bewegt. PATENT CLAIMS: 1. Touch probe for determining geometric surface dimensions for the waviness and / or roughness according to the profile method with two, in the same profile section plane along one approximately perpendicular to the Stylus axes standing straight lines and unal) axially movable depending on one another Pushbuttons with differently strongly curved touch surfaces, characterized in that the two buttons on the surface of the test object one after the other the same distance (Reference distance) and the spatial distance between their axes switched off is mechanically, electrically, optically assigned to the individual button or pneumatically operated transducers that measure the axial displacements of the with connected to it with respect to the guide line common to the two buttons detected, only acts during the time in which the relevant button is within the reference distance moves. 2. Tastsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die den jeweiligen Hohenlagen der beiden Taster entsprechenden Meßgrößen auf eine Registriereinrichtung gegeben werden, die entweder zwei gleiche aufzeichnende Systeme besitzt, welche in Vorschubrichtung des Bandes um eine dem Tasterabstand entsprechende Bandlänge gegenseitig versetzt sind, oder nur ein aufzeichnendes System aufweist, das nach Aufzeichnung der Meßwerte des ersten Tasters um die dem Tasterabstand entsprechende Bandlänge relativ zum Registrierhand verschoben wird. 2. Touch probe according to claim 1, characterized in that the the respective heights of the two buttons corresponding measured variables on a recording device which has either two identical recording systems, which in the direction of advance of the tape by a tape length corresponding to the probe spacing are mutually offset, or just have a recording system that follows Recording of the measured values of the first probe by the distance corresponding to the probe spacing Tape length is shifted relative to the registration hand. 3. Tastsystem zur Ermittlung geometrischer Oberßächenmaße für die Welligkeit und/oder Rauheit technischer Oberflächen nach dem Tastschnittverfahren durch Integration der den axialen Tasterverschiehungen proportionalen Meßgroßen, gekennzeichnet durch zwei gleiche in derselben oder in verschiedenen Profilschnittel) enen laufende, aus je zwei senkrecht zur Vorschubrichtung unabhängig voneinander beweglichen Tastern mit verschieden stark gekrümmten Tastflächen bestehende Tasterpaare, welche sich dadurch unterscheiden, daß bei einem Paar der stark gekriimmte, bei dem anderen Paar der schwach gekrümmte Taster voraneilt, wobei jeweils der Unterschied in der Höhenlage des schwach gekrümmten Tasters des eines Paares gegenüber der Höhenlage des stark gekrümmten Tasters des anderen Paares durch bekannte Mittel in proportionale und integrierbare Meßgrößen um- gewandelt wird und jede der so entstehenden Meßgrößen zur Meßwertbildung nur während der Zeit beiträgt, in welcher die zugehörigen Taster ihre Taststrecke (Bezugsstrecke) durchlaufen. 3. Probe system for determining geometric surface dimensions for the Waviness and / or roughness of technical surfaces using the stylus method by integrating the measured quantities proportional to the axial stylus displacements, characterized by two identical ones in the same or in different profile sections) enen running, of two perpendicular to the feed direction independently of each other Movable buttons with differently curved button surfaces existing button pairs, which differ in that in one pair the heavily curved one in the other pair is preceded by the slightly curved button, with the difference in each case in the altitude of the slightly curved stylus of a couple compared to the altitude of the strongly curved stylus of the other pair into proportional ones by known means and integrable measurands is converted and each of the resulting measurands contributes to the formation of the measured value only during the time in which the associated pushbutton run through their traversing distance (reference distance). 4. Tastsystem zur Ermittlung geometrischer Oberflächenmaße für die Welligkeit und/oder Rauheit technischer Oberflächen nach dem Tastschnittverfahren durch Integration der den axialen Tasterverschiebungen proportionalen Meßgrößen, gekennzeichnet durch drei in der gleichen Profilschnittebene in festen Abständen zueinander angeordnete, senkrecht zur Vorschubrichtung unabhängig voneinander bewegliche Taster, von denen zwei Taster mit gleichem Krümmungshalbmesser ihrer Tastfläche vor und hinter dem dritten Taster mit anderem Krümmungshalhmesser der Tastfläche angeordnet sind, wobei der Unterschied in der Höhenlage des mittleren Tasters gegenüber dem voraneilenden und dem nachfolgenden Taster durch je einen in bekannter Weise wirkenden Meßwertgeber derart erfaßt wird, daß jeder der beiden Meßwertgeber zur Meßwertbildung nur während der Zeit beiträgt, in welcher sich seine zugeordneten Taster innerhalb der Taststrecke (Bezugsstrecke) bewegen. 4. Probe system for determining geometric surface dimensions for the Waviness and / or roughness of technical surfaces using the stylus method by integrating the measured variables proportional to the axial probe displacements, characterized by three in the same profile section plane at fixed intervals mutually arranged, movable perpendicular to the feed direction independently of each other Buttons, two of which have buttons with the same radius of curvature of their tactile surface in front of and behind the third button with a different curvature knife of the touch surface are arranged, with the difference in the height of the middle button opposite the leading and the following button by one each in a known manner acting transducer is detected in such a way that each of the two transducers for Measurement only contributes during the time in which its assigned Move the button within the traverse path (reference path). 5. Tastsystem nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß in gleichem Abstand vor und hinter den drei Tastern je ein weiterer Taster angeordnet ist und daß sowohl diese beiden Taster mit dem mittleren Taster als auch die dem mittleren Taster benachbarten beiden Taster durch je eine Brücke gelenkig verbunden sind, wobei die Unterschiede in der Höhenlage des mittleren Tasters gegenüber den benachbarten beiden Tastern nicht unmittelbar, sondern mittelbar durch die gegenseitigen Höhenunterschiede bestimmter Punkte der zugehörigen Brücken erfaßt werden. 5. Touch probe according to claim 4, characterized in that in the same A further button is arranged in front of and behind the three buttons and that both these buttons with the middle button and the middle button Push-button adjacent two push-buttons are articulated by a bridge each, where the differences in the height of the middle button compared to the neighboring ones both buttons not directly, but indirectly through the mutual height differences certain points of the associated bridges are detected. 6. Tastsystem nach Anspruch 4 und 5. dadurch gekennzeichnet, daß jeder der vier für die Meßwertbildung maßgeblichen Brückenpunkte so gewählt wird. daß die Axialverschiebungen der zugehörigen beiden Taster mit Übersetzungszahlen auf diesen Brückenpunkt übertragen werden, die sich wie 3 : 1 verhalten. 6. Touch probe according to claim 4 and 5, characterized in that each of the four bridge points relevant for the formation of the measured value is selected in this way. that the axial displacements of the two associated buttons with translation numbers are transferred to this bridge point, which behave like 3: 1. @ In Betracht gezogene Druckschriften : USA.-Patentschrift Nr. 2 460 726. @ References considered: U.S. Patent No. 2 460 726.