DE2611459A1 - Messanordnung - Google Patents
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Description
DR. JuüaNNEÜ HEIDEKHAIN GMBH 1^. März 1976
261H59
Meßanordnung
Die Erfindung betrifft eine Meßanoi'dnung mit einem Maßstab
und einer Ablesebaueinheit, die am zu messenden Objekt unter Zwischenschaltung einer Kupplung gelenkig
angekoppelt und an Hilfsführungen, die von der Fühi'u.ng
für das zu messende Objekt getrennt sind, verschiebbar ist. Das zu messende Objekt; kann der Schlitten einer
Bearbeitung—oder Melkmaschine sein. Die Ablesebauein—
heit kann Bestandteil einer optischen oder elektrischen (z.B. lichtelektrischen) Längenmeßanordnung sein.
Bei Meßanordnungen mit einer Ablesebaueinheit, die an einer Hilfsführung geführt ist, die von der Maschinen—
führung getrennt angebracht ist, ist eine gelenkige Ankopplung an das zu messende Objekt bzw. einem daran vorgesehenen
Bauteil erforderlich. Eine solche Kupplung muß spielfrei sein, um die Meßgenauigkeit der Anordnung nicht
zu beeinträchtigen. Bekannte Kupplungen bei Meßanordnungen dieser Art sind aufwendig und/oder mit technischen Mangeln
behaftet.
Aufgabe der Erfindung ist es, die Nachteile bekannter Kupplungen zu beheben und bei einer Meßanordnung der eingangs
genannten Art eine Präzisionskupplung zu schaffen, die sich durch große Steifigkeit und hohe Übertragungs—
genauigkeit auszeichnet und die besonders leicht herstellbar sowie einfach zu montieren ist. Darüber hinaus
soll diese Kupplung Meßfehler weitgehend ausschalten, die durch Lageverändei'ungen der Ablesebaueinheit quer zur Meß—
richtung und/oder Lageveränderungen des Maßstabes relativ zur Führung für das zu messende Objekt auftreten können.
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Die Erfindung "löst die gestellt« Aufgabt: im wesentlichen
dadurch, daß ein Kupplungsteil eine goki-ürpmtö Flüche aufweist,
die an einei* ebenen Flüche des i^egeni'beiü legenden
Kupplungsteiles anliegt, und daß ein Federeleinent an den
Kupplungsteilen vorgesehen ist, das die vorgenannten Kupplungsflächen in Kontakt hält und zudem die Ableite—
baueinheit gegen die Hilfsführungen drückt. Die Kupplung
nach der Erfindung zeichnet sich durch hohe Übertragungs— genauigkeit aus. Außerdem ist sie leicht herzustellen
und zu montieren.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform enthält die Kupplung
einen He'bel, der an einem am zu messenden Objekt angebrachten
Mitnehmer schwenkbar gelage-rt und mit einer sphärischen
Fläche versehen ist, die sich an einer ebenen Fläche an der Ablesebaueinheit abstützt, und zwar unter der Wirkung
eines Federelementes, das ein vorgespannter federnder Drahtbügel ist, der den Hebel und die Ablesebauexnheit im
Bereich der Kupplungsflächen klaminerartig umgreift.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt.
Es zeigt
Figur 1 einen ochn.itt durch eine optische Längen—
meßanordnung, bei der die Kupplung nach
der Erfindung angewandt ist,
Figur 2 einen Schnitt nach der Linie A—B der Figur 1, aus dem der klammerartige
Drahtbügel ersichtlich ist,
Figur 5 einen Schnitt nach der Linie C-D der Figur 1,
Figur 4 einen Gchnitt nach der Linie E-F der
Figur 1 .
- 3 ~
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BAD ORIGINAL
Im Ausführungsbeispiel ist die Kupplung nach der Erfindung bei einer optischen Längenineßeinrichtung gemäß dem deutschen
Gebrauchsmuster 75 2Λ _jSb vorgesehen. In Figur 1 ist mit
dem Bezugszeichen 1 das optische Gerät und mit 2 die den Maßstab 3 tragende Baueinheit bezeichnet. Das Gerät 1
und die Baueinheit 2 sind an einem Maschinenbett bzw. Maschinenschlitten (nicht dargestellt) befestigt. Die
Baueinheit 2 besteht aus einem U—förmigen Hohlkörper l\
und einem Glasmaßstab 3, der im Hohlkörper 4- befestigt ist.
Der Hohlkörper 4 ist mittels biegsamer, dachförmig angeordneter Dichtlippen 5 verschlossen. Mit 6 ist in Figur 1
eine Ablesebaueinheit bezeichnet, an deren Trägerkörper 8 ein Objektiv 7 befestigt ist. Der Trägerkörper 8 stützt
sich über reibungsarme Gleitschuhe 9 direkt an der Teilungs—
fläche des Maßstabes 3 ab. Dadurch ist sichergestellt, daß
der durch die kurze Brennweite des Objektives 7 bedingte sehr geringe Arbeitsabstand zwischen dem Objektiv 7 und
der Teilungsfläche des Maßstabes 3 stets konstant ist. Am
Trägerkörper 8 sind auch noch Laufrollen (Kugellager) 10 vorgesehen, die mit einer Führungsfläche am Hohlkörper 4-in
Kontakt stehen.
Die Ablesebaueinheit 6 ist über eine spielfreie Kupplung gelenkig an dem als Mitnehmer ausgebildeten Bauteil 1 angekoppelt.
In Figur 1 enthält die Kupplung zwischen Ab— lesebaueinheit 6 und Mitnehmer 1 einen Winkelhebel 26, der
eine sphärische Fläche 19 aufweist. Die Fläche 19 wird
durch eine im Hebel 26 eingesetzte Stahlkugel gebildet. Der Hebel 26 besteht vorteilhaft aus Aluminium. Die
sphärische Fläche 19 stützt sich an einer ebenen Fläche der Ablesebaueinheit 6 ab. Die ebene Fläche 20 wird zweckmäßig
durch eine Hartmetalleiste gebildet. Ein vorgespanntes Federelement 21 bewirkt, daß die Kupplungsflächen 19/2G
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stets miteinander in Kontakt sind.. Außerdem wird durch das Federelement ?1 die Ablesebaueinheit 6 gegen die
Fühi-ungsf] äche am Maßstab 3 und Hohlkörper 4 gedrückt,
so daß eine einwandfreie Führung dieser Baueinheit gewährleistet ist. Das Federelement 21 ist nach einem
weiteren Merkmal der Erfindung ein Drahtbügel, der die Ablesebaueinheit 6 und den Winkelhebel 26 im Bereich
der Kupplungsflächeη 19/20 klammerartig umschließt.
Durch die in Figur 1 ersichtliche schräge Einbaulage des dreieckförmigen Drahtbügels 21 wird erreicht, daß
eine erste Kraftkomponente in Sichtung der durch die
Teilungsfläche des Maßstabes 3 gebildeten Hilfsführung wirkt, eine zweite Kraftkomponente in Richtung der durch
den Hohlkörper U- dargestellten Hilfsführung wirkt und
schließlich eine dritte Kraftkomponente an den Kupplungs— flächen 19/20 wirksam wird. Die Kupplung nach der Erfindung
bietet folgende Vorteile:
1. Einfache Herstellung und Montage,
2. große Steifigkeit und somit hohe Ubertragungsge—
nauigkeit,
3· Anordnung wird unempfindlich auf Parallelversatz des Gerätes relativ zum Maßstab, auch während
eines Meßvorganges,
4. größere Anbautoleranzen, da Anordnung eine geringe Empfindlichkeit auf Schräglage des Maßstabes relativ
zur Führung des zu messenden Objektes aufweist.
Der Winkelhebel 2C ist in Figur 1 über ein spielfreies
Lager 35 schwenkbar gelagert. Dies ermöglicht eine Voll— werteinst eil UTig, wie sie bei optischen Längenmeßeinrichtungen
üblich ist. Die Verstellung des Winkelhebels 26 erfolgt mittels einer Schraube 36 gegen die Wirkung einer Feder
Beim Betätigen der Schraube 36 wird der Winkelhebel 26 aus—
gelenkt und der Objektivträger θ relativ zur Teilung des
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Maßstabes 3 geringfügig verschöbe!;, bis ein beziffertes
Teilungsintervall, von dem bei der Messung ausgegangen werden soll, am Ableseindex dee Gerätes eingestellt ist.
Der Mitnehmer 1 durchdringt die Dichtlippen 5 und besitzt
in diesem Abschnitt einen schwertförmigen Querschnitt. In dem gegenüber dem Hohlkörper 4 vorspringenden
Bereich ist der Mitnehmer als Gehäuse 12 ausgebildet. Im Gehäuse 12 sind die Lampe 13, der Kondensor
14, Umlenkspiegel 16/17 sowie eine Mattscheibe 18
vorgesehen. Das Gehäuse 12 ist mittels eines Deckels 22 verschlossen. Im Gehäuse 12 befindet sich ein Durch—
bruch 23 für den Beleuchtungsstrahlengang, ein Durch— bruch 24 für den Abbildungsstrahlengang und ein Durch—
bruch 25 für den Winkelhebel 26. Der Beleuchtungsstrahlengang
ist auf der Rückseite des Maßstabes 3 über Spiegel und 28 umgelenkt. Der Spiegel 27 ist über einen Halter
(nicht dargestellt) am schwertförmigen Abschnitt des Gehäuses 12 befestigt. Der Spiegel 28 ist zusammen mit dem
Kondensor 29 über einen Halter 30 am Trägerkörper 8 für
das Objektiv 7 angebracht.
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Leerseite
Claims (1)
- Dh. JUIAfllito HalüLNHAlft GKhHLrisr. WicheKs.:fianordnung in.it einem MaRoI ab und einer· Ablese— baueinheit, dir; v.v.\ zu aeasenaen übtiekt" unter Zvrischericcha'l f nr:p· einer Kupplung gelenkig angekoppelt und an H\ 1 Γiü'üιtvur.^.eti, die von dei- Ruh— rung· füx das ?.u messende Ob.iekt ire trennt sind, verschier.bar iyt, dadurch gekennzeichnet, daß ein Kupplungsteil (TG- eine gekrümmte Fläche (19) aufweist, die an einer ebenen Fläche (20) des gegenüber.! ifif7t;t;fif:i Kuf.:.-lur-gsUiiles (8) anliegt, und daß «in Fed ere lenient (21) an den Kupplungs— teilen (B/?fc," vorgesehen ist, das die vox-gjenannten Kupplungof'lüchen (1°/2O) in Kontakt hält und zudem die AbleseDaueinheit (6) gegen die Hilfsfüh— rungen {7t/H'> ii-'ickt.2.) Keßariox-dnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kupplung eine gegenüber dem zu messenden Objekt bzw. einem daran angebrachten Bauteil (1/26) vorspringende sphärische Fläche (19) aufweist, die sich an einer ebenen Fläche (20) an der Ablesebaueinheit. CG) unter der Wirkung eines vorgespannten Federelementes (21) abstützt.3.) Meßanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet T doii die Kupplung zwischen einem am zu messenden Objekt angebrachten Mitnehmer (1) und der Ablesebaufiinheit (6) einen Hebel (26) enthält, .der am Mitnehmer (1) schwenkbar gelagert und mit- 7 709839/0206. JL.einer nr-hai-i :;ehen !''lache ("V1) versehen i-'. t, die ^i eh an einer ebenen Fläche: (PO) an der Ab Lese— baueinheit". (6) ah^tüLzt, unn zwar Uütor Wirkung eine:; Kederelementes (?1), df«s ein vorgespannter federnder Drahtbügel ist., der den Hobel (26) und die Ablesebaueinheit (b) im Bereich der Kupplung— flächen (19/20) klaiamerartig umgreift.4.) Meßanordnung nach Anspruch $, dadurch gekennzeichnet, daß der Hebel (26) ein am Mitnehmer (1) schwenkbar gelpgerter V/inkelhebel int, der zur Vollwertcinstellung mittels eines Betätigungs— elementen (^C) geringfügig; verstellbar ist.5·) KeBanordnung nach Anspruch Λ bis A-, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Ablesebaueinheit (6) direkt am Maßstab (3) abstützt und daß der Maßstab (1) zur Abschirmung gegen Umwelteinflüsse in einem biegesteifen Hohlkörper (4) befestigt ist, der eine Führungsfläche für die Ablesebauein— hext (G) aufweist, und daß ferner der Mitnehmer (1) ein schlankes, schwertförmig ausgebildetes Bauteil ist, das zwischen biegsamen, vorzugsweise dachföxnnig angeordneten Dichtlippen (5), die den Hohlkörper (4) verschließen, hindurchgeführt ist.f..) Meßanordnung nach Anspruch 5» dadurch gekennzeichnet, daß mittels des Federelementes (21) an den Kupplungsteilen (8/26) die Ablesebauein— hext (6) gegen den Mitnehmer (1) und gegen die Fünrungsflächen am Maßstab (3) sowie Hohlkörper (4) gedruckt wird.?.) Meßanordnung nach Anspruch 5 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Ablesebaueinheit (6)- 8 709839/0206BAD ORIQtMALΦ 261Η59an dei· Füh rungs Π acht1 um:· Habs I. a be 3 ( ·*) über Gleitschuhe (9)i vorzugsweise aut: Kunststoff, ιίπιΐ /n· de!· Führungsfläche de.·:; ΪΙΆιΙ kür})ers (y0 zwecumäiiig über Kupi-1 lagei· (1C) -iLr-tützt.8.) Heizanordnung nach Anspruch i> bis 7;, dnduich ge— kennzeichnet, daß de?· bj -geiiLeit'e Hohlkün>ei (*Ό aus Metall, vorzugsweise Alunii.nium, be.-iU»ht und daß der Maßstab (3) ein Glpsmaßstiib ist., der im Hohlkörper (4) durch Kleben befestigt ist.7 ! ■ M / 0 2 0 6RAD ORIGINAL
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