DE3627651A1 - Pneumatischer mess- und tastkopf - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen pneumatischen Meß- und Tastkopf mit einem Taststift, der an einem verkippbaren koaxial in einem Zylinder angeordneten Teller befestigt ist, der bei einem Auslenken des Taststiftes aufgrund einer Berührung den Teller bewegt und Druckluft entweichen läßt, die ein Signal für die Berührung darstellt.

Aus der deutschen Offenlegungsschrift 34 20 139 ist ein pneumatischer Meß- und Tastkopf bekannt, der an einem dem Zylinder abdichtenden Teller befestigt ist, wobei das Innere des Zylinders von dem Druck der pneumatischen Quelle beaufschlagt ist. Da der Innendruck im Zylinder den Teller gegen die Zylinderseitenwand drückt, muß der Taststift nicht nur eine den Teller beaufschlagende Feder, sondern auch den Innendruck überwinden. Hierdurch leidet die Empfindlichkeit des Taststiftes und ferner bildet der Teller ein zu ungenau arbeitendes Ventilstellglied.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen pneumatischen Meß- und Tastkopf so zu verbessern, daß bei einfachster Bauweise und hoher Schmutzunempfindlichkeit eine hohe Ansprech- und Meßgenauigkeit erreicht wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß im Innern des Zylinders Atmosphärendruck herrscht und daß durch den Teller ein am Ende der Druckluftleitung angeschlossenes Ventilstellglied betätigbar ist.

Dieser pneumatische Meß- und Tastkopf erzeugt bei leichtester Berührung des Taststiftes ein Signal. Der den Taststift tragende Teller ist durch einen Zylinderinnendruck nicht belastet, so daß durch die Wahl eines den Teller beaufschlagenden Federelementes sehr genau gewählt werden kann, wie groß die Rückstellkraft und damit die Kraft sein soll, die für ein Auslenken des Taststiftes erforderlich ist. Darüber hinaus ist die Vorrichtung unempfindlich gegen Verschmutzung und konstruktiv einfach.

Eine besonders exakte Steuerung und genaues Ansprechen bei drucklosem Zylinderinnenraum wird dadurch erreicht, wenn der Teller mit seinem Rand mindestens eine an die Druckluftquelle angeschlossene Öffnung verschließt, die sich in der Zylinderinnenwandlung befindet. Hierbei kann der Außenrand des Ventiltellers in einem axialen Querschnitt gerundet sein und die Druckluftöffnung(en) in Höhe des größten Durchmessers des Ventiltellers liegen. Alternativ ist es aber auch möglich, daß die Druckluftöffnung(en) in derjenigen Zylinderstirnseite angeordnet ist bzw. sind, an der der Ventilteller anliegt.

Ein besonders sicheres Ansprechen in allen Beaufschlagungs­ richtungen des Stiftes wird dann erreicht, wenn die Druckluft­ öffnung(en) ringförmig ist bzw. sind. Vorzugsweise wird vorgeschlagen, daß die Druckluftöffnung(en) von einer Nut gebildet ist bzw. sind.

Eine besonders vorteilhafte Alternative wird dadurch gebildet, daß am Teller auf der Innenseite ein Teil befestigt ist oder anliegt, das das Ventilstellglied bildet. Hierdurch wird die Funktion eines Ventilstellgliedes nicht vom Teller, sondern von einem darüber befindlichen Teil übernommen. Hierzu wird vorgeschlagen, daß mit dem Teller das Ventilstellglied direkt oder über Übertragungsteile verbunden ist. Diese Trennung von Teller und Ventilstellglied führt zu einer Trennung der Funktion und damit zu einer besonders sicheren Arbeitsweise. Hierdurch kann auch erreicht werden, daß die Bewegungsrichtung des Ventilstellgliedes geändert wird.

Vorzugsweise wird vorgeschlagen, daß das Ventilstellglied oder Übertragungsteil ein im Zylinder gleitendes Teil ist. Auch kann das Ventilstellglied mit seinem Mantel mindestens eine an die Druckluftquelle angeschlossene Öffnung verschließen, die sich in der Zylinderinnenwandung befindet.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn das Ventilstellglied bei nicht gekipptem Teller mit einem Ventilsitz oder einer das Ende der Druckluftleitung bildenden Düse einen Spalt bildet, dessen Breite durch das Kippen des Tellers verkleinerbar ist. Dies führt bei Betätigung des Taststiftes zu einer Erhöhung des Druckes in der Druckluftleitung.

Drei Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 einen senkrechten Axialschnitt durch ein erstes Ausführungsbeispiel,

Fig. 2 einen Ausschnitt aus Fig. 1 im vergrößerten Maßstab,

Fig. 3 einen senkrechten Axialschnitt durch ein zweites Ausführungsbeispiel,

Fig. 4 einen senkrechten Axialschnitt durch ein drittes Ausführungsbeispiel.

Die Vorrichtung weist einen topfförmigen Zylinder 1 auf mit einem Zylindermantel 2 und einer Stirnseite 3, aus der koaxial ein Taststift 4 austritt, der aus einer Stößelstange 5 und einer endseitigen Tastkugel 6 besteht. Der Taststift ist mit seinem inneren Ende an einen koaxialen Teller 7 mittig befestigt, der durch ein Federelement 7 a, insbesondere eine Schraubendruckfeder gegen die Stirnseite 3 des Zylinders gedrückt wird, durch die der Taststift austritt.

In der Zylinderinnenwand 8 des Zylindermantels 4 ist eine Ringnut 9 angebracht, die an die Druckluftquelle angeschlossen ist und die durch den peripheren Rand des Tellers 7 in seiner Ruhelage verschlossen ist. Statt einer Ringnut können auch einzelne mit der Druckluftquelle verbundene Öffnungen oder Bohrungen in der Zylinderinnenwand eingebracht sein. In einer weiteren Alternative können Öffnungen oder Ringnut auf der Innenseite der Stirnseite 3 vorgesehen sein, so daß die Seitenfläche des Tellers 7 diese Nut oder Öffnungen in der Ruhelage verschließt. Berührt das äußere Ende bzw. die Tastkugel 6 des Taststiftes 4 einen Gegenstand, so wird dieser einschließlich des Tellers ausgelenkt und damit kann Druckluft aus der Ringnut bzw. den Öffnungen austreten, so daß hierdurch ein Signal für die Berührung gegeben wird.

Die Ausführungsbeispiele nach Fig. 3 und 4 unterscheiden sich von denen nach Fig. 1 und 2 dadurch, daß der Teller 7 selber nicht als Ventilstellglied bzw. Ventilteller wirkt, sondern am Teller 7 bzw. an dieser Kreisscheibe ein Ventilstellglied 10 direkt oder über eine Zwischenscheibe anliegt, das im Zylinder koaxial beweglich ist und durch eine Schraubendruckfeder 12 gegen den Teller 7 gedrückt wird.

Im Ausführungsbeispiel nach Fig. 3 steuert der obere Rand des zylindrischen bzw. kolbenförmigen Ventilstellglieds 10 durch Überdecken eine Druckluftauslaßöffnung 9, so daß bei Verkippen des Tellers 7 die Öffnung 9 verschlossen wird und der Druck in der Druckluftleitung ansteigt.

Im Ausführungsbeispiel nach Fig. 4 liegt das vom Teller abgewandte Ende des zylindrischen Stellglieds 10 bzw. seine Stirnseite in der Ruhelage in einem geringen Abstand zu einem Düsenteil 13, das mit dem Stellglied 10 einen schmalen Spalt 14 bildet, wobei koaxial durch das Düsenteil über eine Bohrung dem Spalt 14 Druckluft zugeführt wird und bei einem Verkippen des Tellers 7 aufgrund des Taststiftes 4 das Ventilstellglied 10 angehoben wird und damit den Spalt 14 verkleinert oder schließt, so daß der Druck in der Druckluftleitung 15 ansteigt.

Taststift 4 und Teller 7 können auch gegen den Druck der Feder 4 angehoben bzw. axial verschoben werden, wobei wiederum das Ventilstellglied 7, 10 betätigt wird. Hierdurch ist der Tastkopf auch zum Aufsetzen oder Gegenfahren von in Axialrichtung angeordneten Flächen geeignet.

Sollte bei einem sehr starken Verschwenken des Taststiftes das Ventilstellglied 10 stärker angehoben werden als die Breite des Spaltes 14 so kann das Düsenteil 13 nach oben gegen den Druck einer Feder 16 ausweichen.

In beiden Ausführungsbeispielen ist der Innenraum des Zylinders 1 über eine ausreichend groß dimensionierte Leitung 17 mit der Umgebungsluft verbunden, so daß im Innenraum atmosphärischer Druck herrscht.

Claims (11)

1. Pneumatischer Meß- und Tastkopf mit einem Taststift, der an einem verkippbaren koaxial in einem Zylinder angeordneten Teller befestigt ist, der bei einem Auslenken des Taststiftes den Teller bewegt und Druckluft entweichen läßt, die ein Signal für ein Berühren des Taststifts darstellt, dadurch gekennzeichnet, daß im Innern des Zylinders (1) Atmosphärendruck herrscht und daß durch den Teller (7) ein am Ende der Druckluftleitung (15) angeschlossenes Ventilstellglied (7, 10) betätigbar ist.

2. Kopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Teller (7) mit seinem Rand mindestens eine an die Druckluftquelle angeschlossene Öffnung verschließt, die sich in der Zylinderinnenwandung befindet.

3. Kopf nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Außenrand des Ventiltellers (7) in einem axialen Querschnitt gerundet ist und die Druckluftöffnung(en) (9) in Höhe des größten Durchmessers des Ventiltellers liegt bzw. liegen.

4. Kopf nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckluftöffnung(en) in derjenigen Zylinderstirnseite (3) angeordnet ist bzw. sind, an der der Ventilteller anliegt.

5. Kopf nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckluftöffnung(en) (9) ringförmig ist bzw. sind.

6. Kopf nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckluftöffnung(en) von einer Nut (9) gebildet ist bzw. sind.

7. Kopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß am Teller (7) auf der Innenseite ein Teil (10) befestigt ist oder anliegt, das das Ventilstellglied bildet.

8. Kopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mit dem Teller (7) das Ventilstellglied (10) direkt oder über Übertragungsteile (11) verbunden ist.

9. Kopf nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventilstellglied (10) oder Übertragungsteil ein im Zylinder (1) gleitendes Teil ist.

10. Kopf nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventilstellglied mit seinem Mantel mindestens eine an die Druckluftquelle angeschlossene Öffnung verschließt, die sich in der Zylinderinnenwandung befindet.

11. Kopf nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventilstellglied (7) bei nicht gekipptem Teller mit einem Ventilsitz oder einer das Ende der Druckluft­ leitung bildenden Düse (13) einen Spalt (14) bildet, dessen Breite durch das Kippen des Tellers verkleinerbar ist.