DE3327266C2 - - Google Patents
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Description
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verschiebungsmeßinstrument
nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Ein bekanntes Längenmeßinstrument derjenigen Art, die
zur Messung und Einstellung des Lagerverhältnisses zweier
Gegenstände dient, ist beispielsweise in den Fig. 1 bis 3
dargestellt.
Wie in den Zeichnungen dargestellt ist, hat ein längliches
Gehäuse 1 einen hohlen Querschnitt mit einer im wesentlichen
quadratischen Form, und ist in einer Richtung
senkrecht zur Papierfläche von Fig. 1 länglich ausgebildet,
und hat eine Öffnung 2 längs einer Seitenfläche in
der Längsrichtung über annähernd die gesamte Länge.
Ein Erfassungs- oder Meß-Mechanismus 3, der als bewegliches
Glied bzw. zweites Teil ausgeführt ist, steht in anstoßendem Kontakt
mit der Endfläche des obengenannten, länglichen Gehäuses
1 auf der Seite der Öffnung 2 durch ein verschiebbares
Teil 4. Der Mechanismus 3 ist in Längsrichtung des
länglichen Gehäuses 1 beweglich.
Ein Arm 5, der sich in das längliche Gehäuse 1 von der
Öffnung 2 aus erstreckt, ist einteilig mit der unteren
Fläche des Erfassungsmechanismus 3 ausgebildet. Weiterhin
ist ein Paar von Magneten 6 an Orten vorgesehen, die nahe
an der Öffnung 2 an der äußeren Seitenfläche des länglichen
Gehäuses 1 liegen. Ein Blockglied 7, das aus einem
dünnen Eisenblech gebildet ist, wird durch diese Magneten 6
in einer solchen Weise angezogen, daß die Öffnung 2 bedeckt
ist, wodurch Staub und ähnliche Gegenstände vom Eindringen
in das längliche Gehäuse 1 durch die Öffnung 2
abgehalten werden.
Das Blockglied 7 ist an einem Bereich angeordnet, in den
der Arm 5 des Meßmechanismus 3 eingesetzt wird, und erstreckt
sich durch eine Kerbe 8 mit konvexem Querschnitt,
wenn die Kerbe 8 von der Seite betrachtet wird, wobei entgegengesetzte
Enden hiervon in der unteren Fläche des
Erfassungsmechanismus 3 geöffnet sind. Der Arm 5, der von
dieser Kerbe 8 überdeckt wird, ist in das längliche
Gehäuse 1 einsetzbar.
In einer Kerbe 9, die in dem länglichen Gehäuse 1 in
dessen Längsrichtung ausgebildet ist, ist der untere Endabschnitt
einer Hauptskala 10, die aus Glas besteht. An
einer Seitenfläche 10B (einer abgestuften Fläche) der
Skala ist eine senkrechte saumartige Abstufung bzw. Graduierung
10A (s. Fig. 2) vorgesehen. Die Hauptskala 10
ist in fester Weise durch ein Klebemittel 11 oder dergleichen
befestigt.
Der Arm 5 des Meß- oder Erfassungs-Mechanismus 3 erstreckt
sich in eine Lage nahe der Hauptskala 10. Ein Wagen 13
ist in beweglicher Weise an dem vorderen Endabschnitt des
Armes 5 über eine Verbindungseinrichtung 12 befestigt.
Beispielsweise enthält die Verbindungseinrichtung 12 folgende
Teile: eine lineare Auslegerfeder 12D, an deren
äußerem Ende in einstückiger Weise ein dreieckiger Schleifenabschnitt
12A vorgesehen ist, und die an deren nahem
Ende an dem Arm 5 über eine Scheibe 12B und eine Schraube
12C befestigt ist; und einen abgeschnittenen Konus 12E,
der mit diesem Schleifenabschnitt bzw. Schleifenteil 12A
in Eingriff bringbar ist.
Die Auslegerfeder 12D ist dazu geeignet, den Wagen 13
gegen die abgestufte Oberfläche 10B zu zwängen, welche zusätzlich
als erste abtastende Bezugsoberfläche zur Hauptskala
dient, und ist ebenso dazu geeignet, den Wagen 13
gegen eine Endfläche 10C zu zwängen, die eine zweite
abtastende Bezugsoberfläche ist, welche in senkrechter
Weise die abgestufte Oberfläche 10B der Hauptskala 10
schneidet.
Der Wagen 13 enthält folgende Teile: ein Sondenbefestigungsglied
13A, das im wesentlichen L-förmig von einer
Platte gebildet wird; ein Lichtsenderbefestigungsglied 13B
mit großer Dicke, das an einer krummen, kurzen Seite an
einem Ende des Sondenbefestigungsteils 13A angeschraubt
ist und einer Fläche der Hauptskala 10 gegenüberliegt,
wobei an dieser Stelle keine Abstufung bzw. Graduierung
10A ausgebildet ist; und ein Lichtempfängerbefestigungselement
13C mit großer Dicke, das (nicht dargestellt) an
einer gekrümmten langen Seite an dem anderen Ende des
Sondenbefestigungsteils 13A angeschraubt ist und der abgestuften
bzw. graduierten Oberfläche 10B der Hauptskala 10
gegenüberliegt.
Eine Index-Skala 14 mit einer senkrechten, fransenartigen
bzw. saumartigen Teilung, die nicht dargestellt ist und
derjenigen der Hauptskala 10 entspricht, ist in fester
Weise an der Oberfläche des Sondenbefestigungsgliedes 13A
des Wagens 13 in entgegengesetzter Beziehung zu der abgestuften
Fläche 10B der Hauptskala 10 befestigt. Licht sendende
Elemente 15 als Lichtquelle und Licht empfangende
Elemente 16 sind derart angeordnet, daß die Index-Skala 14
und die Hauptskala 10 zwischen ihnen liegen.
In diesem Fall sind zwei Licht-sendende Elemente 15 in
fester Weise mit dem Lichtsenderbefestigungsglied 13B verbunden,
welches an der L-förmigen kurzen Seite des Sondenbefestigungsgliedes
13A befestigt ist, während ebenso zwei
Licht-empfangende Elemente 16 in fester Weise mit dem
Lichtempfängerbefestigungsglied 13C verbunden sind, welches
an der L-förmigen langen Seite des Sondenbefestigungsgliedes
13A befestigt ist.
Eine Vielzahl von Gleitern 17 und 18, die aus elastischem
Material bestehen, welches einen niedrigen Reibungskoeffizienten
hat, wie z. B. Polyacetal-Harz, sind in fester
Weise an der inneren Fläche der L-Form des Sondenbefestigungsgliedes
13A befestigt.
Die Gleiter 17 und 18 sind
dazu geeignet, gegen die abgestufte Fläche 10B der Hauptskala
10 und gegen die Endfläche 10C, die in senkrechter
Weise die abgestufte Fläche 10B schneidet, aufgrund der
vorspannenden Kraft der Auslegerfeder 12D anzuliegen.
Wenn bei der oben beschriebenen Anordnung entweder das
längliche Gehäuse 1 oder der Meß-Mechanismus 3 als bewegliches
Teil dienen, d. h. wenn der Meß-Mechanismus 3 an
einem zu messenden Werkstück befestigt ist und das andere
Teil, d. h. das längliche Gehäuse 1 fest an Befestigungsflächen
19A, 19B eines Maschinenbettes, d. h. an einer
stationären Seite 19 befestigt ist, und wenn das zu messende
Werkstück bewegt wird, dann werden helle und dunkle
Strichmuster bzw. fransenförmige Muster zwischen den abgestuften
Oberflächen 10A der Hauptskala 10 und der Abstufung
der Index-Skala 14 erzeugt. Die Veränderungen in
der Helligkeit bzw. Dunkelheit der Strichmuster werden
durch die Licht-empfangenden Elemente 16 gelesen, wobei
ein Bewegungswert des zu messenden Werkstückes gelesen
wird, so daß die Messung ausgeführt werden kann.
Bei dem Verschiebungsmeßinstrument des beschriebenen
Types üben der Spalt, die Parallelität und ähnliche Merkmale
zwischen der Hauptskala 10 und der Index-Skala 14
einen erheblichen Einfluß auf die Meßgenauigkeit aus.
Beispielsweise muß bei einem optischen Meßinstrument, das
einen Schlitz mit einem Abstand in der Größenordnung von
10 µm hat, der Spalt im Bereich von 20 µm gehalten werden,
um eine vorbestimmte Meßgenauigkeit zu gewährleisten.
Allerdings müssen die sich gegenüberliegenden Flächen der
Hauptskala 10 und der Index-Skala 14 nicht notwendigerweise
eben sein, sondern können Wellen und dergleichen haben.
Dementsprechend wird es nötig, daß die Hauptskala 10 und
die Index-Skala 14 einen sehr niedrigen Gleitwiderstand
zueinander aufweisen, wobei die eine Skala der anderen
derart folgt, daß der Spalt bei einem gewissen Wert gehalten
wird.
Als Einrichtung für diesen Zweck ist bei einem Verschiebungsmeßinstrument
gemäß den Fig. 1 bis 3 ein Schleifenabschnitt
12A an dem vorderen Ende der Auslegerfeder 12D
in lockerer Weise auf einem kreisförmigen, abgeschnittenen
Konus 12E eingekoppelt, welcher auf der Index-Skala 14
vorgesehen ist.
Eine andere, spezielle Form für diesen Zweck ist in Fig. 5
dargestellt. Der vordere Endabschnitt der Auslegerfeder 12D
ist zu einer Kugel 12F geformt, die durch eine V-Kerbe 12G
aufgenommen wird, welche in der Index-Skala 14 ausgebildet
ist.
Die oben beschriebene, lineare Auslegerfeder zwängt die
Hauptskala und die Index-Skala gegeneinander. Wenn diese
Skalen relativ zueinander in der Längsrichtung bewegt
werden, kann die Auslegerfeder die Index-Skala in ihrer
Lage bezüglich eines Objektes, das zu messen ist, gegen
den Gleitwiderstand halten.
Um ideal zu wirken, ist die obengenannte Auslegerfeder 12D
in Übereinstimmung mit einer in Fig. 4 gezeigten Biegekurve
vorgeformt. Wenn die Feder eingebaut ist, wird sie
parallel zu der Bewegungsrichtung der Hauptskala 10, wie
es in Fig. 5 gezeigt ist, wobei selbst dann, wenn der
Wagen 13 und die einstückig damit ausgebildete Index-Skala 14
in die Längsrichtung verschoben
werden, lediglich eine Zugkraft oder Druckkraft auf den
Auslegerhebel 12D ausgeübt wird, so daß es vermieden werden
kann, daß die Hin- und Herbewegung des Wagens 13 in
seiner Meßgenauigkeit beeinträchtigt wird.
Allerdings ist es in der Praxis schwierig, die Auslegerfeder
beispielsweise in der in den Fig. 6 (A) und 6 (b) gezeigten
Weise bezüglich der Bewegungsrichtung der Hauptskala
anzuordnen, und zwar aufgrund der Veränderlichkeit
im Elastizitätsmodul des Federmaterials, das den Auslegerhebel
12D bildet, aufgrund einer Abweichung gegenüber der
idealen Biegekurve der Federform, aufgrund von veränderlichen
in der Abmessung von anderen Teilen als der Auslegerfeder
12D, wie z. B. aufgrund von veränderlichen in
den Abmessungen des länglichen Gehäuses 1, der Hauptskala
10, des Meß-Mechanismus 3 und dergleichen mehr, sowie aufgrund
von Veränderlichkeiten in der Parallelität zwischen
der Werkzeugmaschinen-Befestigungsfläche und einer Meßinstrument-
Befestigungsfläche, wenn das Meßinstrument auf
einer Werkzeugmaschine oder dergleichen installiert wird.
Wenn der Wagen 13 in die Längsrichtung verschoben wird,
wird die Auslegerfeder 12D, die unter obigen Bedingungen
installiert ist, einem Biegemoment zusätzlich zu den Zuglasten
und Drucklasten unterworfen. Die Auslegerfeder erfährt
eine Verbiegung in der Gleitrichtung und wirft somit
ein Problem bezüglich der Meßgenauigkeit auf.
Eine Verbiegung λ der Auslegerfeder 12D in deren Schwingungsrichtung
wird nachfolgend auszugsweise betrachtet.
Zunächst sei die Annahme getroffen, daß die Auslegerfeder
12D in ihrem tatsächlich eingebauten Zustand, wie er
in Fig. 6 dargestellt ist, ein kurvenförmiger Strich sei,
der eine Krümmung R aufweist, wie es in Fig. 7 gezeigt
ist. Die Kräfte F₁ und F2 werden auf das vordere Ende der
Auslegerfeder ausgeübt, wie es in Fig. 8 gezeigt ist, wenn
sich der Wagen 13 relativ zur Hauptskala 10 in der durch
den Pfeil A in Fig. 7 angegebenen Richtung bewegt, wobei
die Bedingung angenommen wird, daß eine Druckkraft des
Wagens 13, welche über das vordere Ende der Auslegerfeder
12D auf die Hauptskala 10 ausgeübt wird, den Betrag
N=240 g hat, wobei der Reibungskoeffizient µ=0,3 beträgt,
und die Entfernung von dem nahen Ende zum entfernten
Ende der Auslegerfeder gleich L (mm) sei, wobei die
Materialqualität des Drahtes, der die Auslegerfeder bildet,
SWP-A entspricht, und wobei der Drahtdurchmesser Φ
(mm) beträgt.
Zunächst werden folgende Gleichungen aus der Fig. 7 erhalten:
F₁ = 2 N (1)
F₂ = 2 µN (2)
Die folgende Gleichung ergibt sich aus den Gleichungen (1)
und (2):
F₂ = µF₁ (3)
Ein Biegemoment M in einem angenommenen Querschnitt mn in
einer Lage mit einer Entfernung S von dem festen Ende der
Auslegerfeder 12D erhält man durch folgende Gleichung:
M = F₂R (cos Φ - cos R) (4)
wobei Φ den Mittenwinkel vom festen Ende bis zum Querschnitt
mn darstellt, und R einen Mittenwinkel von dem
festen Ende zum freien Ende darstellt.
Die in diesem Abschnitt gespeicherte Verformungsenergie
US erhält man durch folgende Gleichung:
wobei S eine Entfernung von dem festen Ende bis zum
Querschnitt mn darstellt, F ein Längsmodul ist und IZ
ein geometrisches Trägheitsmoment darstellt.
Die folgende Gleichung erhält man durch Substitution der
Gleichung (4) in die Gleichung (5):
Eine Verschiebung (λs) in einer Richtung der Last (Richtung
des Gleitens) in diesem Querschnitt ergibt nach dem
Theorem von Castigliano folgende Gleichung:
Folglich erhält man eine Verschiebung (λ) in Lastrichtung
(in Richtung des Gleitens) über die gesamte Länge
(L) unter Beachtung des Integrationsbereiches als folgende
Gleichung:
Darüber hinaus ist die gesamte Verschiebung in die Richtung
der Last (in die Richtung des Gleitens) 2λ, wobei
zu beachten ist, daß die Verschiebung eine Richtung aufweist,
die entgegengesetzt zu der durch den Pfeil A
gemäß Fig. 7 angegebenen Richtung liegt.
Wenn der Meßmechanismus 3 auf einer Werkzeugmaschine
oder dergleichen installiert ist, muß selbst dann, wenn
der Meßmechanismus 3 in dreidimensionaler Weise bis zu
einem bestimmten Grad ausgerichtet ist, der Wagen 13 in
genauer Weise gegen die Fläche der Skala aufgrund der
Einbaugenauigkeit, der Geradheit der Werkzeugmaschine
selbst in Gleitrichtung und aufgrund von ähnlichen Faktoren
gezwängt werden. Daher ist es nötig, daß der Drahtdurchmesser
der Auslegerfeder dem Wagen 13 einen gewissen
Freiheitsgrad bezüglich des Meßmechanismus 3 einräumt.
Wenn man derartige Bedingungen berücksichtigt, wie beispielsweise,
daß der Wagen 13 selbst bei einer Vibration
der Werkzeugmaschine nicht von der Skalenoberfläche abheben
sollte, und wenn man weiter die Größe des Meßinstrumentes
berücksichtigt, so muß der Hebelarm 12D einen
Drahtdurchmesser Φ=0,8-1,0 mm haben, und eine Länge
L=30-50 mm aufweisen. Daher war es angemessen, wenn
man betrachtet, daß die Auslegerfeder eine geeignete
Form hat und einen Drahtdurchmesser von Φ=0,8 mm aufweist
und eine Länge von L=34,9 mm hat. Zusätzlich beträgt
der Längsmodul des Materials SWP-A der Auslegerfeder
E=2,1×10⁴ kg/mm².
Es sei angenommen, daß kein Spiel zwischen der Kugel an
dem vorderen Ende der Auslegerfeder 12D und der Kugellagerung
besteht.
Die Ergebnisse sind in der Tabelle 1 dargestellt. Beträchtliche
Fehler sind durch die Meßgenauigkeit bedingt.
Es wurde bestätigt, daß diese Fehler sehr gut mit den
experimentellen Ergebnissen übereinstimmen.
Um den oben beschriebenen Nachteilen zu begegnen, kann
die Festigkeit der Auslegerfeder erhöht werden. Allerdings
wird in diesem Fall der Freiheitsgrad des Wagens 13
bezüglich des Meßmechanismus 3 verkleinert, wenn der
Drahtdurchmesser erhöht wird, wobei die Länge L der
Auslegerfeder unverändert bleibt, wobei weiterhin die
Zwangskraft des Wagens gegenüber der Hauptskala erhöht
werden kann, was neue Nachteile mit sich bringt, die
darin bestehen, daß die Steuerbarkeit aufgrund des Anwachsens
des Gleitwiderstandes des Wagens erniedrigt
wird, die Reibung des Gleiters 18, wie er in Fig. 7
dargestellt ist, aufgrund der hohen Kontaktkraft ansteigt,
und dergleichen Nachteile mehr.
Im Gegensatz hierzu könnte man beispielsweise an ein
derartiges Verschiebungsmeßinstrument denken, bei dem
der Wagen in einer Art gelagert ist, um zum nahen Ende
der Auslegerfeder durch eine Drahtfeder hingezogen zu
werden, um dadurch das Auftreten eines Fehlers in der
Bewegung zu steuern, welcher durch die Verbiegung der
Auslegerfeder aufgrund der Kraft in der Bewegungsrichtung
des Wagens verursacht wird.
Allerdings muß bei einem derartigen Verschiebungsmeßinstrument
eine Vorspanneinrichtung zum Zwängen des Wagens
gegen die Hauptskala in getrennter Weise vorgesehen
sein, wodurch das Meßinstrument in seinen Abmessungen anwächst,
was das Meßinstrument von einer kompakten Größe
abhält. Damit der Wagen der Fläche der Hauptskala folgt,
muß die Anordnung derartig ausgebildet sein, daß die
Drahtfeder in einer solchen Weise verbogen wird, daß der
Wagen innerhalb des Bereiches von Unebenheiten der Hauptskalenfläche
verschoben werden kann, wobei der Nachteil
verbleibt, daß ein Fehler in der Messung durch die Verbiegung
der Drahtfeder aufgrund der Kraft des Wagens in
der Bewegungsrichtung nicht in genügender Weise reduziert
werden kann.
Aus der DE 27 12 096 C2 ist ein Verschiebungsmeßinstrument
mit einer Meßskala bekannt, die an einem ersten Teil
befestigt ist, und einer Abtasteinrichtung, die über ein
Verbindungselement an einem zweiten Teil der Meßskala
befestigt ist und zusammen mit diesem längs der Meßskala
hin- und herbewegbar ist, wodurch eine relative Bewegung
zwischen dem ersten und dem zweiten Teil aufgrund der
relativen Bewegung zwischen der Abtasteinrichtung und der
Meßskala meßbar ist, und mit einem eine Vorspannung
erzeugenden Federelement, das mit einem Ende am zweiten Teil
befestigt ist, und daß die Abtasteinrichtung gegen die
Meßskala drückt.
Bei dem Verschiebungsmeßinstrument gemäß DE 27 12 096 C2
ist jedoch nachteilig, daß ein quer zur Meßrichtung gelenkig
biegesteifer Mitnehmer vorgesehen ist, der in einer
Aufnahmeöffnung gelenkig aufgenommen ist, die nach oben hin
offen ist, so daß die Aufnahmeöffnung Verschmutzungen
ausgesetzt ist. Weiterhin ist nachteilig, daß der quer zur
Meßeinrichtung gelenkig an der Abtasteinrichtung angeordnete
Mitnehmer beim Messen stets am Gelenk belastet wird, wodurch
entsprechende Beschädigungen und Ungenauigkeiten bei der
Abtastung möglich werden, was zu Ungenauigkeiten des
Meßergebnisses führt.
Der vorliegenden Erfindung liegt deshalb die Aufgabe
zugrunde, ein Verschiebungsmeßinstrument der eingangs
genannten Art derart zu verbessern, daß eine zuverlässige
und präzise Messung über einen langen Zeitraum
gewährleistet wird.
Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des
Anspruchs 1 gelöst.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben
sich aus den Unteransprüchen.
Vorteilhafterweise sieht die vorliegende Erfindung bei dem
Verschiebungsmeßinstrument vor, daß wenigstens eines der
entgegengesetzten Enden des hochfesten Teiles, das mit dem
zweiten Teil und der Abtasteinrichtung Eingriff nimmt, als
Kugel ausgebildet ist, und daß ein komplementär geformter
Aufnahmesitz für das kugelförmige Ende, der zum Koppeln mit
der Kugel geeignet ist, entweder auf dem zweiten Teil oder
auf der Abtasteinrichtung vorgesehen ist.
Weiterhin sieht die Erfindung bei dem genannten
Verschiebungsmeßinstrument vor, wenn der Aufnahmesitz in dem
zweiten Teil vorgesehen ist, daß der Aufnahmesitz in einer
im wesentlichen zur Hin- und Herbewegungsrichtung der
Abtasteinrichtung senkrechten Richtung und in einer Richtung
zur Meßskala offen ist, und daß er, wenn er in der
Abtasteinrichtung vorgesehen ist, in einer im wesentlichen
zur Hin- und Herbewegungsrichtung der Abtasteinrichtung
senkrechten Richtung in einer von der Meßskala abgewandten
Richtung offen ist.
Weiterhin ist gemäß der vorliegenden Erfindung bei dem
genannten Verschiebungsmeßinstrument ein Ende des hochfesten
Teils auf der Seite der zweiten Teils in drehbarer Weise
über eine Stiftwelle an dem zweiten Teil gelagert.
Weiterhin ist gemäß der vorliegenden Erfindung bei dem
genannten Verschiebungsmeßinstrument die Federeinrichtung
durch Federn gebildet, um ein Ende des hochfesten Teils mit
dem zweiten Teil in Eingriff zu bringen und das andere Ende
des hochfesten Teils mit der Abtasteinrichtung in Eingriff
zu bringen.
Weiterhin ist gemäß der vorliegenden Erfindung bei dem
genannten Verschiebungsmeßinstrument das Federelement über
das zweite Teil und das hochfeste Teil gedehnt, wodurch die
Abtasteinrichtung gegen die Meßskala durch das hochfeste
Teil gezwängt wird.
Weiterhin ist gemäß der vorliegenden Erfindung bei dem
Verschiebungsmeßinstrument das Federelement als Drahtfeder
ausgebildet, die an ihrem einen Ende an dem zweiten Teil
befestigt ist und an ihrem anderen Ende mit dem einen Ende
des hochfesten Teils verbunden ist.
Weiterhin ist die Drahtfeder gemäß der vorliegenden
Erfindung bei dem genannten Verschiebungsmeßinstrument in
Umfangsrichtung drehbar an einem Ende des zweiten Teils
befestigt.
Vorteilhafterweise weist das erfindungsgemäße
Verschiebungsmeßinstrument eine Drahtfeder als Federelement
auf, wobei wenigstens eines ihrer Enden in eine Richtung
parallel zur Hin- und Herbewegungsrichtung der
Abtasteinrichtung bezüglich des zweiten Teils und des
hochfesten Teils beweglich ist.
Nachfolgend werden unter Bezugnahme auf die
Zeichnungen Ausführungsbeispiele nach dem Stand der
Technik sowie Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung
näher erläutert. Gleiche Bezugszeichen bezeichnen
gleiche oder ähnliche Teile bei allen Figuren. Es
zeigt
Fig. 1 einen Querschnitt einer beispielhaften Anordnung
eines bekannten Verschiebungsmeßinstrumentes,
Fig. 2 einen Längsschnitt längs der Linie II-II in
Fig. 1,
Fig. 3 einen Längsschnitt längs der Linie III-III in
Fig. 1,
Fig. 4 eine schematische Vorderansicht der Form der
Auslegerfeder bei dem bekannten Verschiebungsmeßinstrument,
Fig. 5 eine schematische Vorderansicht des idealen
Gebrauchszustandes der Auslegerfeder,
Fig. 6 eine schematische Vorderansicht der Auslegerfeder
in einem tatsächlichen Verwendungszustand,
Fig. 7 eine schematische Vorderansicht eines Analysemodells
der Auslegerfeder in dem tatsächlichen
Verwendungszustand,
Fig. 8 eine schematische Vorderansicht des verformten
Zustandes der in Fig. 7 gezeigten Auslegerfeder,
Fig. 9 eine Vorderansicht in Teil-Schnittdarstellung
desjenigen Falles, bei dem die vorliegende
Erfindung bei einem Verschiebungsmeßinstrument
angewendet wird, das dem in Fig. 1 gezeigten
ähnlich ist,
Fig. 10 einen Querschnitt längs der Linie X-X in
Fig. 9,
Fig. 11 einen Querschnitt längs der Linie XI-XI in
Fig. 9,
Fig. 12 eine Vorderansicht der Auslegerfeder des
obigen Ausführungsbeispieles in ihrem freien
Zustand,
Fig. 13 bis 16 schematische Vorderansichten von zweiten
bis fünften Ausführungsbeispielen gemäß
der vorliegenden Erfindung,
Fig. 17 eine linksseitige Ansicht von Fig. 16,
Fig. 18 eine Unteransicht von Fig. 16,
Fig. 19 eine Querschnittsdarstellung längs der Linie
XIX-XIX von Fig. 6 und
Fig. 20 eine schematische Vorderansicht eines sechsten
Ausführungsbeispieles gemäß der vorliegenden
Erfindung.
Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel beschrieben,
bei dem die vorliegende Erfindung bei einem Verschiebungsmeßinstrument
angewendet wird, das dem bekannten
Verschiebungsmeßinstrument, das in den Fig. 1 bis 3
gezeigt ist, ähnelt. Bei diesem Ausführungsbeispiel
werden die gleichen Bezugszeichen zur Bezeichnung gleicher
oder ähnlicher Teile bezüglich der in den Fig. 1
bis 8 gezeigten Teile verwendet, so daß eine Beschreibung
dieser Teile fortgelassen werden kann.
Wie es in den Fig. 9 bis 11 dargestellt ist, enthält das
Verschiebungsmeßinstrument gemäß diesem Ausführungsbeispiel,
das demjenigen nach dem Stand der Technik ähnlich
ist, folgende Teile: ein stangenartiges, hochfestes
Teil, das an seinem einen Ende in drehbarer Weise mit
dem vorderen Ende eines Armes 5 Eingriff nimmt, der sich
nahe an einer Hauptskala 10 in dem Erfassungs- oder Meßmechanismus
3 erstreckt, und das an seinem anderen
Ende in drehbarer Weise mit einem Wagen 13 Eingriff nimmt,
wodurch der Arm 5 und der Wagen 13 miteinander verbunden
sind; und eine Drahtfeder 21, die als Vorspanneinrichtung
bzw. Federelement über den Arm 5 und das äußere Ende des hochfesten Teils
20 auf der Seite des Armes 5 gespannt ist, um das hochfeste
Teil 20 derart vorzuspannen, daß das vordere Ende
des hochfesten Teils 20 den Wagen 13 gegen eine abgestufte
Fläche 10A zwängt, welche in zusätzlicher Weise
als erste Abtast-Bezugsoberfläche der Hauptskala 10 dient,
und gegen eine Endfläche 10C zwängt, welche eine zweite
Abtast-Fläche darstellt, die in senkrechter Weise eine
abgestufte Fläche 10B der Hauptskala 10 schneidet.
Anstelle der Gleiter nach dem Stand der Technik stehen an dem Wagen 13 befestigte
Roller 22A und 22B in Rollkontakt mit der abgestuften
Oberfläche 10B und der Endfläche 10C der Hauptskala 10.
Die Roller 22A des
Wagens 13 stehen in Rollkontakt mit der abgestuften
Fläche 10A der Hauptskala 10 und bestehen aus drei Rollen,
welche ein Paar von Rollen enthalten, die an den vorderen
und hinteren Endteilen sowie nahe der Endfläche 10C in
der Bewegungsrichtung des Wagens 13 angeordnet sind, und
eine Rolle enthalten, die gegenüberliegend bezüglich des
Paares an Rollen angeordnet ist und in der Mitte bezüglich
der Bewegungsrichtung des Wagens 13 angeordnet ist.
Die Rollen 22B stehen in Rollkontakt mit der Endfläche
10C und bestehen aus einem Paar von Rollen, die an den
vorderen und hinteren Teilen in der Hin- und Herbewegungsrichtung
des Wagens 13 angeordnet sind.
Kugelförmige Enden 20A und 20B sind an entgegengesetzten
Enden des hochfesten Teiles ausgebildet. Diese kugelförmigen
Enden 20A und 20B sind mit einem rohrförmigen
Aufnahmesitz 5A, der an dem vorderen Ende des Armes 5
ausgebildet ist, und mit einem rohrförmigen Aufnahmesitz
23, der an einem Mittelteil des Wagens 13 angeordnet ist,
jeweils gekoppelt, so da der Wagen 13 in Verbindung mit
dem Arm 5 durch das hochfeste Teil 20 hin- und herbewegt
werden kann.
Der Aufnahmesitz 5A des Armes 5 weist eine Rohrform auf,
die in einer Richtung, welche im wesentlichen senkrecht
auf der Hin- und Herbewegungsrichtung des Wagens 13 steht,
geöffnet ist, sowie in einer Richtung auf die Hauptskala
10 zu geöffnet ist, wobei dessen Bodenfläche im Querschnitt
die Form einer V-Kerbe aufweist. Der Aufnahmesitz
23 ist rohrförmig und ist in einer Richtung geöffnet,
die im wesentlichen senkrecht zur Hin- und Herbewegungsrichtung
des Wagens 13 liegt, sowie in einer Richtung geöffnet,
die von der Hauptskala 10 abgewandt ist, wobei
dessen Bodenfläche im wesentlichen die Form einer V-Kerbe
aufweist. Die beiden Aufnahmesitze 5A und 23 weisen an
entgegengesetzten Abschnitten ihrer rohrförmigen Wände
Schlitze 5S und 23S auf, die in axialer Richtung angeordnet
sind, um zu ermöglichen, das sich das stangenförmige
Teil des hochfesten Teils 20 durch diese
Schlitze erstreckt.
Die Drahtfeder 21 weist im wesentlichen die Form einer
Haarnadel auf, und zwar mit einem gebogenen Abschnitt 21A
an ihrem einen Ende, welcher mit einem Loch 24 des Armes
5 gekoppelt ist. Die Drahtfeder 21 erstreckt sich durch
eine Durchbohrung bzw. durch ein Durchgangsloch 5B, das
in dem Arm 5 ausgebildet ist und steht in einer vom Wagen
13 abgewandten Richtung hervor. Das andere Ende der Drahtfeder
21 ist in koppelnder Weise von dem äußeren Ende des
kugelförmigen Endes 20A in ein Kopplungsloch 20C eingesetzt,
das in dem kugelförmigen Ende 20A gebildet ist,
welches mit dem Aufnahmesitz 5A in einer solchen Weise
Eingriff nimmt, daß es koaxial zu dem stangenartigen Teil
des hochfesten Teils 20 liegt.
Wie in Fig. 12 dargestellt ist, weist diese Drahtfeder
21 in ihrem freien Zustand das Ende 21B als freies Ende
in der Richtung des Winkels der offenen Haarnadel auf.
Wie in der Fig. 9 dargestellt ist, liegt die Drahtfeder
21 in ihrem eingebauten Zustand im wesentlichen parallel
zur Hauptskala 10. In diesem Zustand zwängt die Drahtfeder
21 den Wagen 13 gegen die Hauptskala 10 durch das
hochfeste Teil 20 aufgrund ihrer Elastizität mit einem
vorbestimmten Ausmaß.
Das hochfeste Teil 20 hat eine flexible Festigkeit in
einer solchen Höhe, daß es die Elastizität der Drahtfeder
21 auf den Wagen 13 übertragen kann, wobei lediglich
eine geringe Verbiegung des Teils auftritt.
Bei diesem Ausführungsbeispiel wurde der Durchmesser auf
2 mm für die gleichen Bedingungen wie bei dem Verschiebungsmeßinstrument
nach dem Stand der Technik gemäß den
Fig. 1 bis 8 festgelegt.
Die Form der Drahtfeder 21 wurde derart bestimmt, daß
aufgrund der Elastizität der Drahtfeder 21 das kugelförmige
Ende 20A gegen den Aufnahmesitz 5A gezwängt wird
oder gegen den kugelförmigen Aufnahmesitz 23 in dem Zustand
gezwängt wird, in dem der gebogene Abschnitt 21A
an einem Ende der Drahtfeder 21 mit einem Loch 24 gekoppelt
ist und die Drahtfeder 21 eingestellt ist.
Das Koppeln des gekrümmten Abschnittes 21A an einem Ende
der Drahtfeder 21 mit dem Loch 24 und ebenso das Koppeln
des anderen Endes 21B der Drahtfeder 21 mit dem kugelförmigen
Ende 20A findet jeweils in einem losen Zustand
statt.
Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel werden der Arm
5 des Meßmechanismus 3 und der Wagen 13 miteinander über
das hochfeste Teil 20 mit leichter Verbiegung verbunden,
wodurch das hochfeste Teil 20 in eine parallele
Lage zur Bewegungsrichtung des Wagens 13 in dem eingebauten
Zustand bzw. eingestellten Zustand gebracht wird.
Lediglich eine geringe Verbiegung wird auf das hochfeste
Teil 20 aufgrund einer Kraft in der Bewegungsrichtung
des Wagens 13 ausgeübt, wenn der Wagen 13 hin-
und herbewegt wird, so daß die Meßgenauigkeit erheblich
erhöht werden kann.
Wie man der obengenannten Gleichung (8) entnimmt, ist
beispielsweise die Verschiebung in Richtung der Last an
dem kugelförmigen Ende 20B des hochfesten Teils 20
umgekehrt proportional zu dem geometrischen Trägheitsmoment
des hochfesten Teils 20. Dementsprechend steigt
das geometrische Trägheitsmoment um den Faktor 39, wenn
man den Drahtdurchmesser von 0,8 mm der Auslegerfeder
12B als Verbindungsglied gemäß dem Stand der Technik
nach den Fig. 1 bis 8 mit dem Durchmesser von 2 mm des
hochfesten Teils dieses Ausführungsbeispieles vergleicht,
so daß der Fehler in der Hin- und Herbewegungsrichtung
des Wagens 13 beim vorliegenden Ausführungsbeispiel
um den Faktor 1/39 vermindert wird, wenn man dieses
Ausführungsbeispiel mit dem Fall des bekannten Verschiebungsmeßinstrumentes
vergleicht, so daß eine Verbesserung
der Meßgenauigkeit um einen erheblichen Betrag ermöglicht
wird.
Weiterhin wird allgemein der Fehler bei der Messung aufgrund
der Last vermindert, wenn Rollen 22 zwischen dem
Wagen 13 und der Hauptskala 10 anstelle der Gleiter verwendet
werden, da der Reibungswiderstand vermindert wird,
um die Last in Gleitrichtung zu reduzieren. Allerdings
ist das Verschiebungsmeßinstrument einem negativen Effekt
aufgrund einer Beschleunigung der Vibrationen in der
Gleitrichtung einer Werkzeugmaschine oder dergleichen
unterworfen, wobei das Verschiebungsmeßinstrument
ähnlich beeinflußt wird wie
das nach dem Stand der Technik, was zu einem erheblichen
Meßfehler führt. Allerdings kann im Falle des Ausführungsbeispiels
das hochfeste
Glied in seiner Festigkeit auf einen ausreichenden
Betrag erhöht werden, so daß der negative Effekt, der auf
den Wagen 13 aufgrund der Werkzeugmaschinen-Vibrationen
oder dergleichen ausgeübt wird, derart gesteuert werden kann,
daß lediglich geringe Verbiegungen auf das hochfeste
Teil 20 ausgeübt werden.
Insbesondere mußte bislang der Freiheitsgrad des Wagens
13 auf einen Sicherheitswert festgelegt werden, so daß
die Festigkeit der Auslegerfeder in der Gleitrichtung
nicht in befriedigender Weise erhöht werden konnte. Wenn
dementsprechend Rollen mit niedrigem Widerstand anstelle
der Gleiter befestigt werden, kann eine Beschleunigung
bzw. Erhöhung der Vibrationen in der Gleitrichtung, welche
auf den Wagen 13 einwirkt, nicht vermieden werden, so
daß eine Verbiegung der Auslegerfeder unvermeidbar ist.
Allerdings kann bei diesem Ausführungsbeispiel verhindert
werden, daß diese Verbiegung an dem hochfesten Teil 20
auftritt.
Bei dem oben beschriebenen Ausführungsbeispiel zwängt
die im wesentlichen haarnadelförmige Feder den Wagen 13
gegen die Hauptskala 10 durch das hochfeste Teil 20,
jedoch braucht die vorliegende Erfindung nicht notwendigerweise
auf dieses Ausführungsbeispiel beschränkt
werden. Im Gegensatz hierzu kann die Drahtfeder durch
jegliche Einrichtung ersetzt werden, die den Wagen 13
gegen die Hauptskala 10 zwängt. Folglich kann eine Drahtfeder
25 mit einer anderen Form, wie sie in Fig. 13 gezeigt
ist, verwendet werden. Weiterhin ist ebenso, wie
es in den Fig. 14 oder 15 gezeigt ist, eine Zug-Spiralfeder
26A oder eine Kombination einer Zug-Spiralfeder
26B und einer Druck-Spiralfeder 26C hierzu geeignet.
Allerdings muß in jeglichem Fall dieser Fälle dann, wenn
die Drahtfeder oder die Spiralfeder in ihrem eingebauten
Zustand ist, die eingebaute Lage und deren Form derart
ausgewählt werden, daß die kugelförmigen Enden 20A und
20B des hochfesten Teils 20 gegen die Aufnahmesitze
5A und 23 gezwängt werden.
Nachfolgend wird ein fünftes Ausführungsbeispiel der vorliegenden
Erfindung unter Bezugnahme auf die Fig. 16 bis
19 beschrieben.
Bei diesem fünften Ausführungsbeispiel ist ein Ende der
Drahtfeder 27, welches als Vorspanneinrichtung bzw. Federelement zum Vorspannen
des hochfesten Teils 20 dient, an einer Seite
des Armes 5 in einer Richtung parallel zur Hin- und Herbewegungsrichtung
des Wagens 13 bezüglich des Armes 5
beweglich.
Die Drahtfeder 27 weist im wesentlichen die Form einer
Haarnadel auf und enthält ein Paar von geraden Abschnitten
27A, 27B und einen gekrümmten Abschnitt 27C in U-Form,
welcher die geraden Abschnitte verbindet. Einer 27A der
geraden Abschnitte steht in Kontakt mit einem Führungsteil
28 mit V-förmigem Querschnitt, welches an dem Arm
5 vorgesehen ist, um hierauf in axialer Richtung beweglich
gelagert zu sein, und erstreckt sich durch die Durchbohrung
5B, die in dem Arm 5 ausgebildet ist, und erstreckt
sich in eine Richtung, die vom Wagen 13 abgewandt
ist. Der andere 27B der geraden Abschnitte ist in koppelnder
Weise von dem äußeren Ende des kugelförmigen
Endes 20A in das Koppelloch 20C eingesetzt, welches in
dem kugelförmigen Ende 20A ausgebildet ist, welches wiederum
mit dem Aufnahmesitz 5A in einer derartigen Weise
Eingriff nimmt, daß es koaxial zu dem stangenartigen Teil
des hochfesten Teils 20 liegt.
In den Zeichnungen ist mit dem Bezugszeichen 27D der
rechtwinklig gebogene Teil bezeichnet, der am Ende des
geraden Abschnittes 27A ausgebildet ist. Dieser rechtwinklig
abgebogene Abschnitt stellt eine Sicherung gegen
Herausrutschen des geraden Teils 27A aus dem Führungsteil
28 dar.
Weiterhin ist in den Zeichnungen mit dem Bezugszeichen
28A eine Schraube zum Befestigen des Führungsteils 28
am Arm 5 bezeichnet.
Die Drahtfeder 27 ermöglicht in ihrem freien Zustand,
daß der gerade Teil 27B den Haarnadel-Winkel öffnet,
wodurch der geradlinige Teil 27 in eine nicht-parallele
Lage zu den geradlinigen Teil 27A nach 16 kommt.
Dagegen ermöglicht es die Drahtfeder 27 in ihrem eingestellten
Zustand, daß der geradlinige Teil 27B in eine
im wesentlichen parallele Lage zur Hauptskala 10 und zu
dem geradlinigen Abschnitt 27A kommt, wobei in diesem
Fall die Drahtfeder 27 den Wagen 13 gegen die Hauptskala
10 durch das hochfeste Teil 20 aufgrund dessen Elastizität
mit vorbestimmtem Wert zwängt.
Da bei diesem Ausführungsbeispiel einer 27A der geradlinigen
Abschnitte der haarnadelförmigen Drahtfeder 27
in axialer Weise beweglich durch das Führungsteil 28 des
Armes 5 gelagert wird, kann in dem Fall, in dem der Wagen
13 aufgrund von Welligkeiten der Oberfläche der Hauptskala
10 versetzt wird, wodurch das hochfeste Teil 20
um den Aufnahmesitz 5A herum schwingt, der Öffnungswinkel
der Drahtfeder 27 während des Schwingens des hochfesten
Teils 20 verändert werden, wobei zu diesem Zeitpunkt
eine Kraft zwischen der Drahtfeder 27, dem Arm 5 und dem
hochfesten Teil 20 auftritt, die dazu neigt, eine
relative Verschiebung der Drahtfeder in deren axialer
Richtung zu verursachen. Allerdings wird diese Kraft
durch den gleitenden Kontakt zwischen dem geradlinigen
Teil 27A der Drahtfeder 27 und dem Führungsteil 28 aufgenommen,
so daß eine Kraft mit einem übermäßigen Wert
an dem Kontaktbereich zwischen der Drahtfeder 27, dem
Arm 5 und dem hochfesten Teil 20 verhindert wird.
Bei diesem Ausführungsbeispiel ist einer 27A der geradlinigen
Abschnitte der haarnadelförmigen Drahtfeder 27
in axialer Weise verschiebbar an dem Arm 5 über den
Führungsabschnitt 28 gelagert, jedoch muß die vorliegende
Erfindung nicht auf diese spezielle Form beschränkt
werden, sondern umfaßt ebenso jegliches Ausführungsbeispiel,
bei dem die Drahtfeder 27 entweder bezüglich des
Armes 5 oder des hochfesten Gliedes in axialer Weise
beweglich ist. Dementsprechend kann die Erfindung, wie
es beispielsweise in Fig. 20 gezeigt ist, bei einer
Anordnung angewendet werden, bei der einer 27A der geradlinigen
Teile an dem Arm 5 befestigt ist, und der andere
27B der geradlinigen Teile in axialer Weise verschiebbar
und in loser Weise in einem Koppelloch 20C gekoppelt angeordnet
ist, wobei das Koppelloch 20C in dem äußeren
Ende des hochfesten Teils 20 ausgebildet ist.
Weiterhin kann die haarnadelförmige Drahtfeder 21 in
axial verschiebbarer Weise sowohl am Arm 5 als auch an
dem hochfesten Teil 20 befestigt sein, wenn sie lediglich
ihrer Verrastung gegenüber Herausfallen gesichert
ist.
Zusätzlich zwängt die im wesentlichen haarnadelförmige
Drahtfeder bei dem oben beschriebenen Ausführungsbeispiel
den Wagen 13 gegen die Hauptskala 10 durch das hochfeste
Teil 20.
Im Gegensatz hierzu kann die Drahtfeder als
Drahtfeder 25 mit einer anderen Form, wie sie in Fig. 13
beispielsweise dargestellt ist, ausgeführt sein.
Weiterhin ist das Ende des hochfesten Teils 20 auf
der Seite des Armes 5 als kugelförmiges Ende 20A ausgebildet,
welches in die V-förmige Kerbe des Aufnahmesitzes
5A gezwängt wird, so daß das hochfeste Teil 20
um den Aufnahmesitz 5A herum schwingen kann.
Im Gegensatz hierzu kann
das Ende des hochfesten Teils 20 in drehbarer Weise
durch eine Stiftwelle gelagert sein.
Wenn allerdings das Ende des hochfesten Teils in
drehbarer Weise durch eine Stiftwelle gelagert ist, ist
die Zusammenbauarbeit aufwendiger als in dem Fall, in
dem das kugelförmige Ende 20A mit dem Aufnahmesitz 5A
Eingriff nimmt, wobei ebenso die Bauweise komplizierter
wird.
Wenn die Drahtfeder 21, 25 oder 27 als Vorspanneinrichtung
verwendet wird, erreicht man den Vorteil, daß
die Einstellung in einfacher Weise vorgenommen werden
kann.
Weiterhin ist bei dem oben beschriebenen Ausführungsbeispiel
das hochfeste Teil in einer stangenähnlichen Form
ausgebildet.
Im
Gegensatz hierzu kann das hochfeste Teil 20 als längliches
Glied ausgebildet sein, wie beispielsweise in
der Form einer hohlen Röhre.
Wenn diese Röhrenform verwendet wird, wird ein hohes
geometrisches Trägheitsmoment in bezug auf das Gewicht
erreicht. Demzufolge ist die Verwendung dieser Röhrenform
vorteilhafter als diejenige Form nach dem oben
beschriebenen Ausführungsbeispiel.
Bei dem oben beschriebenen Ausführungsbeispiel wird
ein sogenannter Zwei-Flächen-Führungstyp verwendet, bei
dem der Wagen 13 durch zwei Bezugsflächen der Hauptskala
10 geführt wird.
Im Gegensatz hierzu kann eine andere
Fläche als diejenige der Hauptskala verwendet werden,
wie beispielsweise eine Führungsfläche, die an dem länglichen
Gehäuse 1 ausgebildet ist und als Führung verwendet
wird.
Bei dem oben beschriebenen Ausführungsbeispiel wird die
vorliegende Erfindung auf ein Verschiebungsmeßinstrument
mit optischen Streifenmustern oder Saummustern angewendet.
Darüber hinaus kann die vorliegende Erfindung allgemein
auf Verschiebungsmeßinstrumente der Kontaktpunktart,
der elektromagnetischen Art, der elektrostatischen Kapazitätsart
oder einer ähnlichen Art angewendet werden,
bei der eine relative Verschiebung zwischen zwei Gliedern
bzw. Teilen
gemessen wird.
Claims (9)
1. Verschiebungsmeßinstrument mit einer Meßskala, die an
einem ersten Teil befestigt ist und einer Abtasteinrichtung,
die über ein Verbindungselement an einem zweiten Teil
befestigt ist und zusammen mit diesem längs der Meßskala
hin- und herbewegbar ist, wodurch eine relative Bewegung
zwischen dem ersten und dem zweiten Teil aufgrund der
relativen Bewegung zwischen der Abtasteinrichtung und der
Meßskala meßbar ist, und mit einem eine Vorspannung
erzeugenden Federelement, das mit einem Ende an dem zweiten
Teil befestigt ist und das die Abtasteinrichtung gegen die
Meßskala drückt,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Verbindungselement das Federelement (21, 25, 26A, 26B, 27) und ein hochfestes Teil (20) umfaßt,
daß das Federelement (21, 25, 26A, 26B, 27) mit seinem anderen Ende mit dem einen Ende des hochfesten Teils (20) verbunden ist, daß dieses Ende (20A) drehbar an dem zweiten Teil (3, 5) gelagert ist, daß das andere Ende (20B) dieses hochfesten Teils (20) mit der Abtasteinrichtung (13, 15, 16) in drehbarer Weise Eingriff nimmt, und daß das hochfeste Teil (20) sich im wesentlichen parallel zur Meßskala (10) erstreckt.
daß das Verbindungselement das Federelement (21, 25, 26A, 26B, 27) und ein hochfestes Teil (20) umfaßt,
daß das Federelement (21, 25, 26A, 26B, 27) mit seinem anderen Ende mit dem einen Ende des hochfesten Teils (20) verbunden ist, daß dieses Ende (20A) drehbar an dem zweiten Teil (3, 5) gelagert ist, daß das andere Ende (20B) dieses hochfesten Teils (20) mit der Abtasteinrichtung (13, 15, 16) in drehbarer Weise Eingriff nimmt, und daß das hochfeste Teil (20) sich im wesentlichen parallel zur Meßskala (10) erstreckt.
2. Verschiebungsmeßinstrument nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß wenigstens eines der Enden (20A, 20B)
des hochfesten Teils (20), die mit dem zweiten Teil (3, 5)
bzw. mit der Abtasteinrichtung (13, 15, 16) Eingriff nehmen,
kugelförmig ausgebildet ist, und daß ein Aufnahmesitz (5A,
23) mit komplementärer Form zu dem kugelförmigen Ende (20A,
20B), der zum Koppeln mit dem kugelförmigen Ende (20A, 20B)
geeignet ist, an dem zweiten Teil (3, 5) und/oder der
Abtasteinrichtung (13, 15, 16) vorgesehen ist.
3. Verschiebungsmeßinstrument nach Anspruch 2, dadurch
gekennzeichnet, daß der Aufnahmesitz (5A, 23) in einer im
wesentlichen senkrecht zu der Hin- und Herbewegungsrichtung
der Abtasteinrichtung (13, 15, 16) stehenden Richtung sowie
in einer Richtung zur Meßskala (10) hin geöffnet ist, wenn
der Aufnahmesitz (5A, 23) an dem zweiten Teil (3, 5)
vorgesehen ist, und ebenso in einer im wesentlichen
senkrecht auf der Hin- und Herbewegungsrichtung der
Abtasteinrichtung (13, 15, 16) stehenden Richtung in einer
von der Meßskala (10) abgewandten Richtung geöffnet ist,
wenn der Aufnahmesitz (5A, 23) in der Abtasteinrichtung (13,
15, 16) vorgesehen ist.
4. Verschiebungsmeßinstrument nach einem der Ansprüche 1 bis
3, dadurch gekennzeichnet, daß das Ende (20A) des hochfesten
Teils (20) auf der Seite des zweiten Teils (3, 5) in
drehbarer Weise über eine Stiftwelle an dem zweiten Teil
(3, 5) gelagert ist.
5. Verschiebungsmeßinstrument nach einem der Ansprüche 1 bis
4, dadurch gekennzeichnet, daß das Federelement durch Federn
(21, 25, 26) gebildet wird, um das eine Ende (20A) des
hochfesten Teils (20) mit dem zweiten Teil (3, 5) in
Eingriff zu bringen und um das andere Ende (20B) des
hochfesten Teils (20) mit der Abtasteinrichtung (13, 15, 16)
in Eingriff zu bringen.
6. Verschiebungsmeßinstrument nach einem der Ansprüche 1 bis
5, dadurch gekennzeichnet, daß das Federelement (21) über
das zweite Teil (3, 5) und das hochfeste Teil (20) gedehnt
wird, wodurch die Abtasteinrichtung (13, 15, 16) gegen die
Meßskala (10) durch das hochfeste Teil (20) gezwängt wird.
7. Verschiebungsmeßinstrument nach einem der Ansprüche 1 bis
6, dadurch gekennzeichnet, daß das Federelement als
Drahtfeder (21) ausgebildet ist, die an ihrem einen Ende mit
dem zweiten Teil (3, 5) verbunden ist und die an ihrem
anderen Ende mit dem einen Ende (20A) des hochfesten Teils
(20) verbunden ist.
8. Verschiebungsmeßinstrument nach Anspruch 7, dadurch
gekennzeichnet, daß die Drahtfeder (21) in Umfangsrichtung
drehbar an einem Ende des zweiten Teils (3, 5) befestigt
ist.
9. Verschiebungsmeßinstrument nach Anspruch 7 oder 8,
dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eines (27A) der Enden
(27A, 27B) der Drahtfeder (21) in einer Richtung parallel
zur Hin- und Herbewegungsrichtung der Abtasteinrichtung (13,
15, 16) bezüglich des zweiten Teils (3, 5) und des
hochfesten Teils (20) beweglich ist.
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DE19826423A1 (de) * | 1998-06-16 | 1999-12-23 | Heidenhain Gmbh Dr Johannes | Positionsmeßeinrichtung |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
GB2124381B (en) | 1986-02-05 |
GB8320146D0 (en) | 1983-08-24 |
DE3327266A1 (de) | 1984-02-02 |
GB2124381A (en) | 1984-02-15 |
US4549353A (en) | 1985-10-29 |
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