DE2611459A1

DE2611459A1 - Messanordnung

Info

Publication number: DE2611459A1
Application number: DE19762611459
Authority: DE
Inventors: Kurt Feichtinger
Original assignee: Dr Johannes Heidenhain GmbH
Current assignee: Dr Johannes Heidenhain GmbH
Priority date: 1976-03-18
Filing date: 1976-03-18
Publication date: 1977-09-29
Also published as: GB1575760A; ATA34577A; JPS52113767A; DE2611459C3; FR2344810A1; JPS5724484B2; DE2611459B2; US4095903A; CH613277A5; AT376034B; FR2344810B1; IT1071757B

Description

DR. JuüaNNEÜ HEIDEKHAIN GMBH 1^. März 1976

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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 .

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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

Dh. JUIAfllito HalüLNHAlft GKhH

Lrisr. Wiche

Ks.:fianordnung in.it einem MaRoI ab und einer· Ablese— baueinheit, dir; v.v.\ zu aeasenaen üb_tiekt" 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

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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)

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BAD ORIQtMAL

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an 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.

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