DE2727769C2 - Gekapselte Längenmeßeinrichtung für große Meßlängen - Google Patents

Gekapselte Längenmeßeinrichtung für große Meßlängen

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Description

schnitt,
F i g, 7 eine Innenansicht mit schematisch dargestellter Abtasteinheit,
F i g. 8 Systembild der Lage der Fotosensoren.
Die F i g. 1 zeigt eine schematisch dargestellte lichtelektrische Längenmeßeinrichtung. An einem Bett 1 einer Werkzeugmaschine ist ein Hohlprofil 2 mit Schrauben 3 befestigt Innerhalb des Hohlprofils 2 befindet sich eine Maßverkörperung 4, die aus einem Glasmaßstab besieht Diese Maßverkörperung 4 ist auf einem Zwischenträger 5 fixiert Der Zwischenträger 5 ist unter Zwischenschaltung einer gummielastischen Schicht 6 an einer Innenfläche 2a des Hohlprofils 2 schwimmend befestigt Eine Abtasteinheit 7 mit Lampe 8, Kondensor 9, Strichplatte 10 und Fotoelementen 11 tastet die Teilung 4' der M aß Verkörperung 4 ab. Das Hohlprofil 2 wird von Dichtlippen 12 abgedichtet. Lediglich ein schwertförmiger Mitnehmer 13 greift durch diese Dichtlippen 12 hindurch und verbindet die Abtasteinheit 7 mit einem Montagefuß 14. Der Montagefuß 14 ist mit Schrauben 15 an einem Schlitten 16 einer Werkzeugmaschine befestigt Bei Bewegungen des Schlittens 16 wird über den Montagefuß 14 and den Mitnehmer 13 die Abtasteinheit 7 in Meßrichtung an der Maßverkörperung 4 entlangbewegt
Die Längsansicht einer Längenmeßeinrichtung wird in F i g. 2 in teilweise geschnittener und verkürzter Darstellung gezeigt Das Bett 1 und der Schlitten 16 der Werkzeugmaschine sind hier nicht gezeigt. Auf die Abtasteinheit 7 wurde ebenfalls verzichtet, da hier nur die zum Verständnis der Erfindung notwendigen Elemente dargestellt sind. Mehrere Teilstücke 2' und 2" des Hohlprofils 2 sind aneinandergereiht und an den Stoßstellen mit elastischen Dichtungen 17 versehen. Die Dichtungen 17 müssen elastisch genug sein, um die unterschiedliche Wärmeausdehnung der Werkzeugmaschine, des Hohlprofils 2 und des Zwischenträgers 5 nicht zu behindern, andererseits jedoch eine völlige Abdichtung am Stoß gewährleisten. In Endstücken 18 sind Druckfedern 19 angeordnet, welche über Stempel 20 gegen Amoosse 21 drücken, die in den Teilstücken des Zwischenträgers 5 angeordnet sind. Die Teilstücke des Zwischenträgers weisen ferner an ihren Stirnseiten Einstellschrauben 22 auf, und werden durch die Druckfedern 19 so aneinandergerückt, daß sie in einem weiten Temperaturbereich ohne Spiel aneinanderstoßer.
In der Fig.3 ist eine Justierstelle herausgestellt An den Teilstücken des Zwischenträgers 5 ist die Maßverkörperung 4 so angebracht, daß sie den Zwischenträger 5 auch an seinen Stirnseiten überragt. Längsseits des Zwischenträgers 5 ist die Teilung 4' auf der Maßverkörperung 4 aufgetragen. In den Stirnflächen der Teilstücke des Zwischenträgers 5 sind Gewindelöcher eingeschnitten, die mit Einstellschrauben 22 versehen sind. Um Meß- bzw. Ablesefehler an der Stoßstelle zu vermeiden, kann mit Hilfe der Einstellschrauben 22 im Zwischenträger 5 der Absland der Endstriche der Teilung 4' derart eingestellt werden, daß der Abstand ein ganzzahliges Vielfaches η der Teilungsperiode t beträgt.
Eine weitere justiereinrichtung ist in Fig.4 gezeigt. Dort ist in einer Stirnseite des Zwischenträgers 5 ein Amboß 23 eingelassen. Die zweite Stirnseite trägt die Justiereinrichtung, bestehend aus einem Stift 24 und einem Einstellstift 25, der eine keilförmige Abflachung 26 aufweist, die mit dem ersten Stift 24 zusammenwirkt, Durch den sich verjüngenden Keilabschnitt des Einstellstiftps 25 läßt sich der Abstand der Endstriche einer Teilung 27' wieder so einstellen, daß sich die Beziehung η χ t ergibt, wobei π wieder eine kleine ganze Zahl und t die Teilungsperiode darstellt. In dem letztgenannten Ausführungsbeispiel besteht die Maßverkörperung aus einem Stahlband 27, auf das die Teilung 27' aufgebracht ist Die Erfindung ist selbstver-ο ständlich auch bei solchen Meßeinrichtungen einsetzbar, die im Auflichtverfahren arbeiten.
Eine zusätzliche Justiereinrichtung ist in Fig.5 dargestellt Dort ist die M aß Verkörperung wieder ein Glasmaßstab 28, der in bekannter Weise eine Teilung trägt Ein Amboß 29 in der Stirnseite des Zwischenträgers 5 und ein Exzenter 30 in der Stirnseite eines zweiten Teilstückes des Zwischenträgers 5 wirken zusammen. Auch hier ist durch Verstellen des Exzenters 30 wieder die bekannte Beziehung π χ /herstellbar.
Es versteht sich, daß durch die drei aufgeführten Ausführungsbeispiele nicht alle Möglichkeiten zur Einstellung der Maßverkörperung eri :'nöpfl sind. Ähnliche Lösungen fallen daher auch nicht aus dem Rahmen der Erfindung.
Die Teilansicht eines Hohlprofils 2 ist in der Fig. 6 gezeigt Um einwandfreie Meßergebnisse zu erzielen, müssen die Teillängen der Meßeinrichtung natürlich auch in Meßrichtung fluchtend angeordnet sein. Das wird zum einen durch eine durchgehende Elefestigungs-
iii fläche 31 erreicht. Das Hohlprofil 2 wird mit den hier nicht gezeigten Schrauben 3 fest auf dieser ebenen Befesiigungsfläche 31 angeschraubt. In der dazu senkrechten Richtung dient eine Anschlagleiste 32 zum Ausrichten des Hohlprofils 2. Die Anschlagleiste 32 ist
r, mit Schrauben 33 an einem Teil der Werkzeugmaschine 1 befestigt. Alternativ zur Anschlagleiste 32 können im Hohlprofil 2 Bohrungen 34 angebracht sein, so daß durch Paßstifte 35 — die in die Bohrungen 34 eingesetzt werden — die Teillängen der Meßeinrichtung fluchvend
in ausgerichtet werden.
Die schematische Innenansicht in Fig. 7 zeigt das Hohi^rofil von innen. Die Abtasteinheit 7 weist Führungsrollen 36 auf, die nach Art der Tandemlager jeweils paarweise hintereinander angeordnet sind.
Durch diese Anordnung ist gewährleistet, daß die Abtasteinheit 7 den Spalt am Stoß störungsfrei passieren kann, denn eine der Führungsrollen 36 steht immer mit einer Führungsfläche 2a und 2b in Kontakt. In dem Ausführungsbeispiel wird die Abtasteinheit auch
in an der Maßverkörperung 4 geführt. Über eine Kupplung 37 steht die Abtasteinheit 7 mit dem in dieser Figur nicht dargestellten Mitnehmer 13 in Verbindung. Die Kupplung 37 wird vor zwei Zylindern 37' und 37" verkörpert.
-,-, Das Systembild von der Lage der Fotoelemente in F i g. 8 zeigt großflächige Fotoelemente (38, 39,40 und 41), die so angeordnet und zusammengeschaltet sind, daß am Stoß zweier Maßverkörperungen 4 die gewonnenen elektrischen Signale nur minimale
wi Schwankungen erfahren.
Es versteht sich, daß die Vorteile der Erfindung auch bei nicht lichtelektrischen Längenmeßeinrichtungen, z. B. optischen Längenmeßeinrichtungen, bvoll zum Tragen kommen.
Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (10)

Patentansprüche:
1. Aus Teillängen aufgebaute gekapselte Ulngenmeßeinrichtung für große Meßlängen, mit einem schützenden Hohlprofil und einer Maßverkörperung mit jeweils unterschiedlichen Ausdehnungskoeffizienten, einer Abtasteinheit und anderen, bei einer derartigen Meßeinrichtung üblichen Bauelementen, dadurch gekennzeichnet, daß sowohl das Hohlprofil (2) als auch die Maßverkörperung (4) aus einzelnen Teilstücken bestehen und daß die einzelnen Teilstücke der Maßverkörperung (4) auf einzelnen Teilstücken eines Zwischenträgers (5) annähernd gleichen Ausdehnungskoeffizientens fiiciert sind und die Teilstücke des Zwischenträgers (5) mit den Teilstücken des Hohlprofils (2) längsver-•ichieblich über eine elastische Zwischenschicht (6) verbunden sind, und daß die hintereinander angeordneten Teilstücke des Zwischenträgers (5) an den Stirnflächen durch Andruckmittel (18-25, 29, 30) kraftschlüssig und justierbar aneinanderdrückbar sind.
2. Längenmeßeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Andruckmitiel durch mindestens eine Feder (19) gebildet wird, die an einem Ende der gesamten Meßeinrichtung angeordnet ist.
3. Längenmeßeinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß an beiden Enden der gesamten Meßeinrichtung Federn (19) angeordnet m sind.
4. Längenr...^einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ji J-es Teilstück eines Zwischenträgers (5) an '«inen Enden justierbare Körper (21,22) enthält. r»
5. Längenmeßeinrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die justierbaren Körper von Schrauben (22) gebildet werden.
6. Längenmeßeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Mittel (31,32,34 und 35) w vorgesehen sind, um die Teilstücke des Hohlprofils (2) in Meßrichtung genau zur Fluchtung zu bringen.
7. Längenmeßeinrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Fluchtung in einer Richtung durch eine durchgehende, ebene Befesti- <r> gungsfläche (31), in der dazu senkrechten Richtung durch eine Anschlagleiste (32) erzielt wird.
8. Längenmeßeinrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Fluchtung in einer Richtung durch eine durchgehende, ebene Befesti- v> gungsfläche (31), in der dazu senkrechten Richtung durch Zusammenwirken von Stiften (35) und Bohrungen (34) in den Stirnseiten der Teilstücke erzielt wird.
9. Längenmeßeinrichtung nach Anspruch 1, da- v> durch gekennzeichnet, daß die Stoßstellen der Teilstücke des Hohlprofils (2) durch Dichtungen (17) abgeschlossen werden, die die unterschiedliche Ausdehnung der Teilstücke des Hohlprofils (2), der Maschine (1) und der Zwischenträger (5) nicht w behindern.
10. Längenmeßeinrichtung nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß die Abtasteinheit (7) an der Maßverkörperung (4) und am Hohlprofil (2) durch Fühningsrollen (36) geführt ist, die nach Art ■■"· von Tandemlagern jeweils paarweise hintereinander angeordnet sind.
Die Erfindung bezieht sich auf eine aus Teillängen aufgebaute gekapselte Längenmeßeinrichtung für große Meßlängen, mit einem schützenden Hohlprofil und einer Maßverkörperung mit jeweils unterschiedlichen Ausdehnungskoeffizienten, einer Abtasteinheit und anderen, bei einer derartigen Meßeinrichtung üblichen Bauelementen.
Bei gekapselten Längenmeßeinrichtungen tritt das Problem auf, Verformungen der Maßverkörpen. ng zu vermeiden, die durch unterschiedliche Ausdehnungskoeffizienten von Hohlprofil und Maßverkörperung bei Veränderung der Temperatur entstehen. Aus K.ostengründen wird im allgemeinen das Hohlprofil aus Aluminium hergestellt. Die Maßverkörperung besteht im allgemeinen aus Glas oder aus einem Stahlband. In beiden Fällen unterscheidet sich der Ausdehnungskoeffizient sehr von dem des Hohlprofils aus Aluminium. Bei bekannten Meßeinrichtungen wird daher die Maßverkörperung über eine elastische Zwischenschicht mit dem Hohlprofil verbunden (DE-OS 25 05 587). Die elastische Zwischenschicht verhindert die Übertragung von Zwangskräften auf die Maßverkörperung, wenn sich durch Temperaturschwankungen unterschiedliche Längenausdehnungen bei Maßverkörperung und Hohlprofil ergeben.
Aus fertigungstechnischen Gründen können jedoch Maßverkörperung und Hohlprofil nicht in jeder beliebigen Länge hergestellt werden. Eine Anordnung von mehreren kompletten T^ilstücken hintereinander scheiterte bisher daran, daß an den Stoßstellen unzulässige Fehler entstehen.
Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Längenmeßeinrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, bei der auch bei großen Meßlängen eine Verformung der Maßverkörperung bei Temperaturschwankungen vermieder. wird.
Erfindurigsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß sowohl das Hohlprofil als auch die Maßverkörperung aus einzelnen Teilstücken bestehen und daß die einzelnen Teilstücke der Maßverkörperung auf einzelnen Teilstücken eines Zwischenträger! annähernd gleichen Ausdehnungskoeffizientens fixiert sind und die Teilstücke des Zwischenträgers mit den Teilstücken des Hohlprofils längsverschieblich über eine elastische Zwischenschicht verbunden sind, und daß die hintereinander angeordneten Teilstücke des Zwischenträgers an den Stirnflächen durch Andruckmittel kraftschlüssig und justierbar aneinanderdrückbar sind.
Die besonderen Vorteile der Erfindung liegen darin, daß nur wenige Teillängen hergestellt werden müssen, aus denen sich alle Meßlängen in kleinen Stufen kombinieren lassen. Alle Teillängen lassen sich am Stoß justieren, so daß der Anwender beliebige Teillängen aneinandersetzen kann, ohne daß unzulässige Fehler an den Stoßstellen auftreten.
Anhand der Zeichnungen soll an einem Ausführungsbeispiel die Erfindung noch näher erläutert werden. Es zeigt
F i g. I einen Querschnitt durch die erfindungsgemäße Längenmeßeinrichtung,
Fi g, 2 eine Längsansicht dieser Längenmeßeinrichtung, teilweise geschnitten,
Fig.3 eine Maßstabstoßstelle mit Justiereinrichtung im Ausschnitt,
F i g. 4 eine weitere Justiereinrichtung im Ausschnitt,
Fig. 5 eine zusätzliche Justiereinrichtung im Ausschnitt,
Fig.6 eine Teilansicht eines Hohlprofils im Quer-
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