DE60017800T2 - Linearer tastkopf für axiale bewegung - Google Patents

Linearer tastkopf für axiale bewegung Download PDF

Info

Publication number
DE60017800T2
DE60017800T2 DE60017800T DE60017800T DE60017800T2 DE 60017800 T2 DE60017800 T2 DE 60017800T2 DE 60017800 T DE60017800 T DE 60017800T DE 60017800 T DE60017800 T DE 60017800T DE 60017800 T2 DE60017800 T2 DE 60017800T2
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
longitudinal
spindle
measuring head
housing
bearing
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
DE60017800T
Other languages
English (en)
Other versions
DE60017800D1 (de
Inventor
Guido Golinelli
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Marposs SpA
Original Assignee
Marposs SpA
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Marposs SpA filed Critical Marposs SpA
Application granted granted Critical
Publication of DE60017800D1 publication Critical patent/DE60017800D1/de
Publication of DE60017800T2 publication Critical patent/DE60017800T2/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16CSHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C29/00Bearings for parts moving only linearly
    • F16C29/04Ball or roller bearings
    • F16C29/06Ball or roller bearings in which the rolling bodies circulate partly without carrying load
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16CSHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C29/00Bearings for parts moving only linearly
    • F16C29/04Ball or roller bearings
    • F16C29/06Ball or roller bearings in which the rolling bodies circulate partly without carrying load
    • F16C29/068Ball or roller bearings in which the rolling bodies circulate partly without carrying load with the bearing body fully encircling the guide rail or track
    • F16C29/0692Ball or roller bearings in which the rolling bodies circulate partly without carrying load with the bearing body fully encircling the guide rail or track the bearing body encircles a guide rail or track of non-circular cross-section, e.g. with grooves or protrusions, i.e. the linear bearing is suited to transmit torque
    • F16C29/0695Ball or roller bearings in which the rolling bodies circulate partly without carrying load with the bearing body fully encircling the guide rail or track the bearing body encircles a guide rail or track of non-circular cross-section, e.g. with grooves or protrusions, i.e. the linear bearing is suited to transmit torque with balls
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01BMEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B7/00Measuring arrangements characterised by the use of electric or magnetic techniques
    • G01B7/003Measuring arrangements characterised by the use of electric or magnetic techniques for measuring position, not involving coordinate determination
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01BMEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B7/00Measuring arrangements characterised by the use of electric or magnetic techniques
    • G01B7/02Measuring arrangements characterised by the use of electric or magnetic techniques for measuring length, width or thickness
    • G01B7/023Measuring arrangements characterised by the use of electric or magnetic techniques for measuring length, width or thickness for measuring distance between sensor and object
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01DMEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01D5/00Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable
    • G01D5/12Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means
    • G01D5/14Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing the magnitude of a current or voltage
    • G01D5/20Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing the magnitude of a current or voltage by varying inductance, e.g. by a movable armature
    • G01D5/22Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing the magnitude of a current or voltage by varying inductance, e.g. by a movable armature differentially influencing two coils
    • G01D5/2291Linear or rotary variable differential transformers (LVDTs/RVDTs) having a single primary coil and two secondary coils

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • A Measuring Device Byusing Mechanical Method (AREA)
  • Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)
  • Transmission And Conversion Of Sensor Element Output (AREA)
  • Mutual Connection Of Rods And Tubes (AREA)
  • Gripping On Spindles (AREA)
  • Ultra Sonic Daignosis Equipment (AREA)
  • Length Measuring Devices With Unspecified Measuring Means (AREA)

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft einen Linearmeßkopf einschließlich einer Lager- und Schutzeinrichtung mit einem Gehäuse, das eine geometrische Längsachse besitzt, einem länglichen Element, das eine im wesentlichen zylindrische Form aufweist und relativ zur Lager- und Schutzeinrichtung axial beweglich ist, einer Druckeinrichtung, die zwischen der Lager- und Schutzeinrichtung und dem länglichen Element angeordnet ist, um einen im wesentlichen axialen Druck auf das längliche Element aufzubringen, einer Führungseinrichtung zum Führen von axialen Verschiebungen des länglichen Elementes relativ zum Gehäuse mit mindestens einem Axiallager, das im Gehäuse angeordnet ist und eine Vielzahl von Rollelementen aufweist, die mit dem länglichen Element zusammenwirken, und einem Positionsgeber zum Detektieren von Verschiebungen des länglichen Elementes relativ zur Lager- und Schutzeinrichtung.
  • Linearmeßgeräte oder Meßköpfe für Axialbewegungen, die entsprechende Eigenschaften besitzen, sind beispielsweise aus der internationalen Patentanmeldung WO-A-97/46849 bekannt. In dieser Veröffentlichung ist ein Kopf mit der typischen Struktur von sogenannten „Kassetten"-Köpfen beschrieben, die eine zylindrische Spindel umfassen, welche mit Hilfe einer Führungsvorrichtung, die aus zwei Axiallagern besteht, welche im Gehäuse in in Längsrichtung beabstandeten Positionen angeordnet sind und jeweils Durchgangslöcher aufweisen, in die die Spindel teilweise eingesetzt ist, im Gehäuse axial gleitet. Die Spindel trägt an einem Ende einen Fühler zum Kontaktieren des zu prüfenden Teiles und am anderen Ende einen ferromagnetischen Kern, der sich innerhalb von zugehörigen Wicklungen infolge von Axialverschiebungen der Spindel verschiebt. Jedes Axiallager besitzt geschlossene Bahnen, in denen Reihen von in geeigneter Weise geformten Elementen, wie Kugeln, abrollen können. Die Bahnen besitzen Längsabschnitte, die an Stellen ausgebildet sind, welche den an der Innenfläche des Lagers angeordneten Schlitzen entsprechen, entlang denen die Kugeln die Spindel kontaktieren und deren axiales Gleiten relativ zum Gehäuse ermöglichen. Um axiale Drehungen der Spindel relativ zum Gehäuse zu verhindern, ist in diesem Kassettenkopf ein Stift angeordnet, der radial an der Spindel fixiert ist und an seinem freien Ende ein nichtangetriebenes Rad trägt, das in einem einstückig mit dem Gehäuse ausgebildeten Axialschlitz untergebracht ist, der beispielsweise in einem zwischen den beiden Lagern angeordneten Abstandselement vorgesehen ist.
  • Bei diesen Linearmeßeinrichtungen kann das unvermeidbare Spiel, das zwischen dem Schlitz und dem nichtangetriebenen Rad vorhanden ist, die Genauigkeit und Wiederholbarkeit der Messungen negativ beeinflussen, insbesondere in den Fällen, in denen ein Fühler benötigt wird, der relativ zur Längs achse der Meßeinrichtung versetzt ist. In der Tat können in entsprechenden Fällen geringfügige Drehungen der Spindel um ihre Achse infolge des zwischen Schlitz und nichtangetriebenem Rad existierenden Spiels beträchtliche Drehungen des Fühlers verursachen und die Genauigkeit und Wiederholbarkeit der von der linearen Meßeinrichtung durchgeführten Messungen negativ beeinflussen.
  • Desweiteren macht eine Antidrehvorrichtung, wie sie in der WO-A-97/46849 beschrieben ist, die Durchführung von geeigneten mechanischen Präzisionsbearbeitungen an der Spindel zum Einsetzen des Stiftes mit dem nichtangetriebenen Rad und am Abstandselement zum Erhalten des Schlitzes erforderlich, wodurch zusätzlicher Aufwand und eine beträchtliche Montagezeit entstehen.
  • Andere bekannte Linearmeßeinrichtungen können andere Arten von Führungs- und Gleiteinrichtungen für die bewegliche Spindel aufweisen, beispielsweise Buchsen mit Käfigen mit Löchern zum Aufnehmen der Kugeln. Linearmeßeinrichtungen dieses Typs sind beispielsweise in der US-A-4347492 beschrieben. Auch bei jeder der beiden Ausführungsformen, die in dieser Veröffentlichung beschrieben sind, werden die Axialdrehungen der Spindel durch eine Vorrichtung begrenzt, die der vorstehend kurz beschriebenen Vorrichtung ähnlich ist und einen Stift aufweist, der radial mit der Spindel verbunden und teilweise mit begrenztem, jedoch unvermeidbaren Spiel in einem im Gehäuse ausgebildeten Axialschlitz angeordnet ist.
  • Die US-A-5779367 beschreibt Keillagereinheiten mit Wellen, die Führungsnuten und entsprechende Außenzylinder aufweisen, welche Rollelemente enthalten, die teilweise vorstehen und in den Führungsnuten angeordnet sind, um Bewegungen der Wellen zu führen. Die Keillager besitzen zusätzliche Nuten, die Linearbleche mit magnetischen Polen aufnehmen, und ein oder mehrere magnetische Sensoren sind an jedem Außenzylinder fixiert, d.h. in weiteren Nuten desselben untergebracht. Die US-A-5779367 beschreibt keinen Linearmeßkopf zum Messen bzw. Prüfen von Abmessungen, sondern komplexe und teure Lagereinheiten für kleine Schlitten, die eine Steuerung der Position der Schlitten ermöglichen.
  • Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, einen Linearmeßkopf zu schaffen, der hohe Standarts an Genauigkeit, Wiederholbarkeit und Zuverlässigkeit garantiert, relativ zu den bekannten Konstruktionen eine Kostensenkung und Reduzierung der für den Zusammenbau der diversen Teile benötigten Zeit bewirkt und eine besonders einfache Konstruktion besitzt.
  • Dieses und andere Ziele werden durch einen Linearmeßkopf nach Anspruch 1 erreicht.
  • Einer der Hauptvorteile, die mit dem hier dargestellten und beschriebenen Linearmeßkopf erreicht werden, besteht in dessen spezieller Kompaktheit, die auch aufgrund der Verringerung der Zahl der Teile erreicht wird.
  • Ein anderer wichtiger Vorteil, der durch die beträchtliche Eliminierung des Spiels bei der Begrenzung der Axialdrehung der Spindel erzielt wird, besteht in der Möglichkeit der Verwendung von einfachen und billigen Linearmeßköpfen gemäß der Erfindung bei Anwendungsfällen, bei denen der Fühler relativ zur Gleitachse der Spindel versetzt ist und die einen hohen Grad an Genauigkeit und Wiederholbarkeit erfordern.
  • Eine bevorzugte Ausführungsform eines Linearmeßkopfes gemäß der Erfindung wird nunmehr anhand der beigefügten Zeichnungen beschrieben, in denen Ausführungsbeispiele gezeigt sind, die keinerlei Beschränkung darstellen. Hiervon zeigen:
  • 1 eine Längsschnittansicht eines Meßkopfes gemäß einer Ausführungsform der Erfindung;
  • 2 eine vergrößerte Schnittansicht des in 1 gezeigten Meßkopfes entlang Linie II – II in 1; und
  • die 3, 4 und 5 Querschnittsansichten von Meßköpfen gemäß drei anderen Ausführungsformen der Erfindung.
  • Der in 1 gezeigte Meßkopf für Axialbewegungen umfaßt eine Lager- und Schutzeinrichtung mit einem rohrförmigen Gehäuse 1 aus Stahl und mit einer im wesentlichen zylindrischen Form, das eine geometrische Längsachse, eine im wesentlichen zylindrische Innenfläche 2, einen ringförmigen Vorsprung 2' als Begrenzung und einen mit einem Gewinde versehenen Endabschnitt 3 aufweist. Ein Schieber 4 ist im Gehäuse 1 untergebracht und besitzt eine Längsöffnung 7 sowie drei externe ringförmige Sitze 8, 9 und 10.
  • Ein längliches Element oder eine Spindel 11 mit zwei Längsnuten 12, die gegenüber angeordnet sind und einen V-förmigen Querschnitt besitzen, ist in das Gehäuse 1 eingesetzt und relativ zu diesem bewegbar. Ein Lagerelement 13 für einen Fühler 13' zum Kontaktieren eines zu überprüfenden Teiles 48 ist über einen Paßstift 14, der durch Reibung mit einer der beiden Längsnuten 12 verbunden ist, mit der Spindel 11 gekoppelt.
  • Ein induktiver Differentialpositionsgeber besitzt eine Primärwicklung 15, zwei Sekundärwicklungen 16 und 17 und einen Kern 18 aus ferromagnetischem Material. Die Wicklungen 15, 16 und 17 sind gemäß einer bekannten Technik eng um den Schieber 4 an den ringförmigen Sitzen 8, 9 und 10 gewickelt, während der Kern 18 an einem Schaft 19 fixiert (beispielsweise geklebt) ist, der mit Hilfe eines Lagers 20 mit der Spindel 11 verbunden ist, und zwar am gegenüberliegenden Ende zu dem das Fühlerelement 13' tragenden Ende. Die Verbindung zwischen dem Schaft 19, dem Lager 20 und der Spindel 11 kann beispielsweise die Verwendung von Klebern vorsehen.
  • Der Schieber 4 ist mit den zugehörigen Wicklungen 15, 16 und 17 innerhalb einer Auskleidung 5 angeordnet und mit dieser verbunden, d.h. die Wicklungen 15, 16 und 17 sind mit der Auskleidung 5 verklebt. Die Außenfläche der Auskleidung 5 weist einen Gewindeabschnitt auf, der auf den Gewindeendabschnitt 3 des Gehäuses 1 geschraubt ist.
  • Eine Führungseinrichtung zum Führen von Axialverschiebungen der Spindel 11 relativ zum Gehäuse 1 umfaßt ein Axiallager 22 mit rezirkulierenden Kugeln, das als solches bekannt und im Gehäuse 1 untergebracht ist. Das Axiallager besitzt Rollelemente, d.h. Kugeln 23, die mit Flächen in Kontakt stehen, welche von den Längsnuten 12 gebildet werden. Wie in den Figuren gezeigt, hat dieses Axiallager 22 ein hohles Lagerelement 24 mit einer im wesentlichen zylindrischen Form und ein Längsdurchgangsloch 25 zum teilweisen Einsetzen der Spindel 11. Das Durchgangsloch 25 bildet eine zylindrische Fläche 26 des Lagerelementes 24 mit Längsschlitzen 27. Das hohle Lagerelement 24 besitzt innere Umlaufbahnen 30, in denen Kugeln 23 sitzen. Jede Bahn 30 hat einen ersten Längsabschnitt 31, einen zweiten Längsabschnitt, die in den Zeichnungen nicht dargestellt sind und im wesentlichen wechselseitig parallel verlaufen, und Verbindungsabschnitte 33 zwischen diesen Längsabschnitten. Die Schlitze 27, die sich auf der zylindrischen Fläche 26 befinden, sind am ersten Längsabschnitt 31 einer jeden inneren Umlaufbahn 30 angeordnet und besitzen spezielle Abmessungen, um die Kugeln 23 innerhalb der zugehörigen inneren Umlaufbahn 30 zu halten und diese Kugeln 23 in die Lage zu versetzen, teilweise von der zylindrischen Fläche 26 vorzustehen und die Oberfläche der Spindel 11 zu kontaktieren, wenn sie sich im zugehörigen ersten Längsabschnitt 31 befinden.
  • Die vorstehend erwähnte Veröffentlichung WO-A-97/46849 enthält eine umfangreichere Beschreibung eines Kassettenkopfes, der identische Axiallager mit rezirkulierenden Kugeln aufweist.
  • Wie in den Figuren gezeigt, kontaktieren die Kugeln 23 die Oberfläche der Spindel 11 an Punkten der Wände der V-förmigen Nuten 12. Auf diese Weise ermöglicht die Verbindung zwischen der Spindel 11 und dem Axiallager 22 eine axiale Verschiebung der Spindel 11 relativ zum Gehäuse 1 und verhindert gleichzeitig eine Drehung derselben um ihre Achse.
  • In der Praxis besitzt die Einrichtung zum Führen der Spindel 11 ferner eine sogenannte „Antidreh"-Funktion für die Spindel 11.
  • Die Elemente für die Längspositionierung umfassen ein erstes Abstandselement 34 und ein zweites Abstandselement 35, die im Gehäuse 1 untergebracht und zwischen dem ringförmigen Begrenzungsvorsprung 2' des Gehäuses 1 und dem Lagerelement 24 des Lagers 22 und zwischen dem Lagerelement 24 des Lagers 22 und dem Schieber 4 angeordnet sind.
  • Eine Druckeinrichtung umfaßt eine Druckfeder 36, deren Enden in einem Sitz 28 des Lagers 20 für den Schaft 19 und in einem Sitz 29 des Schiebers 4 angeordnet sind, wobei die Druckfeder die Spindel 11, wenn kein Kontakt zwischen dem Fühler 13' und dem zu überprüfenden Teil 48 vorhanden ist, in einer durch den Anschlag zwischen den Flächen des Lagers 20 und denen des hohlen Lagerelementes 24 festgelegten Position halten kann.
  • Die Anschlagflächen 37 des Lagers 13 für den Fühler 13' und des Gehäuses 1 wirken zusammen und bilden die Hubgrenze für die Spindel 11, wenn der Fühler 13' beim Bewegen gegen die Vorspannung der Feder 36 das Teil 48 kontaktiert.
  • Eine flexible rohrförmige Dichtung 39 ist mit einem ihrer Enden mit einem Sitz 40 verbunden, der im rohrförmigen Gehäuse 1 ausgebildet ist, während ihr anderes Ende mit einem Sitz 41 verbunden ist, der im Lager 13 für den Fühler 13' ausgebildet ist.
  • Die elektrische Verbindung zwischen den Wicklungen 15, 16 und 17 des Differentialgebers bzw. Meßumformers und einer externen Stromzuführung sowie Anzeige- und Verarbeitungsvorrichtungen (in 1 schematisch dargestellt und mit dem Bezugszeichen 43 versehen) erfolgt mit Hilfe der Drähte eines Kabels 44.
  • Elemente für das Festklemmen in Längsrichtung umfassen eine Klemmringmutter 45, die über eine Verbindung mit dem Gewindeabschnitt der Auskleidung 5 die wechselseitige Position des Gehäuses 1 und der Auskleidung 5 fixiert und auf diese Weise die wechselseitige Anordnung zwischen dem Kern 18 und den Wicklungen 15, 16 und 17 des Meßumformers festlegt.
  • Die Montage der diversen Teile des beschriebenen und dargestellten Meßkopfes wird auf besonders einfache und schnelle Weise durchgeführt. Zuerst werden das erste Abstandselement 34, das Lager 22 und zweite Abstandselement 35 nacheinander in das Gehäuse 1 eingesetzt und hiermit verklebt. Dann erfolgt das Einsetzen der Spindel 11 einschließlich des vorher damit verbundenen Lagers 20 mit Schaft 19 und Kern 18. Der Fühler 13' wird mit Hilfe des Paßstiftes 14 mit der Spindel 11 verbunden, wonach die Dichtung 39 montiert wird. Dann erfolgt das Einsetzen der Feder 36, wonach die Auskleidung 5, mit der der Schieber 4 mit den Wicklungen 15, 16 und 17 verbunden ist, an das Gehäuse 1 geschraubt wird. Die wechselseitige Anordnung zwischen Gehäuse 1 und Auskleidung 5 wird danach mit Hilfe der Ringmutter 45 verschraubt.
  • Wenn sich der Meßkopf in den normalen Betriebsbedingungen befindet und kein Kontakt zwischen dem Fühler 13' und dem Teil 48 vorhanden ist, wie in 1 gezeigt, drückt die Feder 36 die Spindel 11 in eine durch die Zusammenwirkung zwischen den Anschlagflächen des Lagers 20 für den Schaft 19 und des hohlen Elementes 24 des Lagers 22 definierte Ruhelage. Wenn ein Kontakt zwischen dem Fühler 13' und einer Fläche des Teils 48 auftritt (auf welche manuelle oder automatische bekannte Weise auch immer, hier weder dargestellt noch beschrieben), verschiebt sich die Spindel 11 relativ zum Gehäuse 1 entgegen der Wirkung der Feder 36 unter Führung durch das Lager 22 entlang einer geradlinigen Bahn parallel zur Längsachse des Gehäuses 1.
  • Genauer gesagt, die Kugeln 23 kontaktieren durch die Schlitze 27 die von den Nuten 12 gebildeten Flächen der Spindel 11 und rollen auf einer Seite auf diesen und auf der anderen Seite auf Innenflächen der Bahnen 30 infolge des auf die Spindel 11 ausgeübten Drucks. Durch die Verschiebung der Spindel 11 verschiebt sich der Kern 18 in den Wicklungen 15, 16 und 17, so daß sich eine entsprechende Ausgangsspannungsveränderung an den Klemmen der Sekundärwicklungen 16 und 17 gemäß dem bekannten Funktionsprinzip eines induktiven Differentialmeßumformers ergibt. Mit Hilfe der elektrischen Verbindung, die die Drähte des Kabels 44 umfaßt, wird die Spannungsveränderung relativ zu einem Nullzustand (in bekannter Weise in einer vorhergehenden Nulleinstellungsphase des Kopfes definiert) in den externen Vorrichtungen 43 detektiert, und die die Größe der Verschiebung gegenüber der Ruheposition betreffenden Daten werden angezeigt.
  • Ein Axialbewegungsmeßkopf der hier beschriebenen und dargestellten Art bietet somit spezielle Eigenschaften in bezug auf Zuverlässigkeit, Einfachheit und wirtschaftliche Zweckmäßigkeit.
  • Ein Axiallager 22, das mit einer Spindel 11, die die beiden Längsnuten 12 aufweist, verbunden ist, ermöglicht die Verwirklichung einer Führungs- und Antidreheinrichtung, damit die Spindel 11 Verschiebungen relativ zum Gehäuse 1 durchführen kann, und verhindert zur gleichen Zeit ohne Hinzufügung von weiteren Elementen axiale Drehungen im wesentlichen ohne jedes Spiel der Spindel 11 relativ zum Gehäuse 1. Hierdurch werden beträchtliche Vorteile in bezug auf den Meßkopf erzielt.
  • Als erstes werden durch das Fehlen von Spiel extrem genaue Verschiebungen zwischen der Spindel 11 und dem Gehäuse 1 ermöglicht. Auf diese Weise stellt die Verwendung von Fühlern, die relativ zur Längsachse des Meßkopfes versetzt sind, kein Problem wie bei bekannten Meßköpfen dar, da das Risiko von Fehlern infolge Axialdrehungsverschiebungen, selbst mit nur einer minimalen Größe, zwischen der Spindel 11 und dem Gehäuse 1, wodurch beträchtliche Verschiebungen des Fühlers 13' bewirkt werden können, im wesentlichen eliminiert wird.
  • Darüber hinaus wird durch das Fehlen von Antidreheinrichtungen, die von der Führungseinrichtung getrennt sind, die Konstruktion vereinfacht, und es werden beträchtliche Einsparungen in bezug auf die Herstellkosten und die Montagezeit erzielt.
  • Es gibt Linearmeßköpfe, die unter den Umfang der vorliegenden Erfindung fallen und durch andere Ausführungsformen verwirklicht sind, die sich unter einigen Aspekten von den hier schematisch dargestellten und beschriebenen Ausführungsformen unterscheiden. Einige dieser möglichen Varianten werden hiernach kurz erläutert.
    • – Das Axiallager 22 kann andere Rollelemente als die Kugeln 23, beispielsweise zylindrische Rollen oder Rollen einer anderen Form, umfassen.
    • – Das Axiallager 22' (3) kann eine andere Zahl von Bahnen als 2, wie in den Figuren gezeigt, aufweisen. In diesem Fall verwirklichen einige der Bahnen mit Abschnitten, die auf die Nuten 12 der Spindel 11 weisen, und die zugehörigen Kugeln 23 die Führungs- und Antidrehfunktionen, die vorstehend beschrieben wurden, während andere Kugeln in den zugehörigen Bahnen kleinere Abmessungen besitzen und die zylindrische Fläche der Spindel 11 kontaktieren, um bekannte Führungsfunktionen zu realisieren.
    • – Die Spindel 11 kann eine einzige Längsnut 12 besitzen (4) Nur eine der Bahnen des Lagers 22" besitzt Kugeln 23 mit geeigneten Abmessungen zum Erzielen der Antidrehfunktion, während die Kugeln 23' der anderen Bahn (oder Bahnen) nur bekannte Führungsfunktionen aufweisen.
    • – Die Spindel 11 kann drei oder mehr Längsnuten 12 besitzen, und das Lager 22 kann Bahnen und Kugeln in einer geeigneten Zahl und in geeigneten Abmessungen aufweisen.
    • – Es können zwei oder mehr Axiallager 22 vorgesehen werden, wobei mindestens eines Kugeln 23 aufweist, die mit der Nut oder den Nuten 12 der Spindel 11 zusammenwirken.
    • – Das Axiallager 22 mit den rezirkulierenden Kugeln kann durch eine oder mehrere Kugelbuchsen 52 ersetzt werden, wie sie in der vorstehend erwähnten US-A-4347492 erläutert sind (5). In diesem Fall besitzen einige Kugeln 53 mit einer Antidrehfunktion zusätzlich zu einer Führungsfunktion größere Abmessungen als andere 53' und rollen auf einer Seite auf der Nut bzw. den Nuten 12 der Spindel 11 und auf der anderen Seite auf Nuten 12', die in der anderen Gehäusefläche vorgesehen sind, entsprechend den Nuten 12 der Spindel 11 diesen gegenüber.
    • – Die Druckeinrichtung kann auch auf andere Weise verwirklicht werden als durch die Verwendung der Feder 36, beispielsweise mit Hilfe von pneumatischen Vorrichtungen eines bekannten Typs, die mit der Lager- und Schutzeinrichtung verbunden sind und einen Druck auf die Spindel 11 ausüben können.
    • – Der Positionsgeber oder Meßumformer kann sich vom dargestellten Geber unterscheiden und einen Meßkopf eines be kannten Typs aufweisen, beispielsweise eine Wählmeßeinrichtung, der mit der Lager- und Schutzeinrichtung verbunden ist und einen beweglichen Teil in Kontakt mit der Spindel 11 aufweist. Desweiteren ist es dank der speziellen mechanischen Konstruktion gemäß der Erfindung möglich, sogar Meßumformer zu verwenden, die extrem wiederholbare Verschiebungen zwischen der Spindel 11 und dem Gehäuse 1 erforderlich machen, wie beispielsweise inkrementelle Meßumformer, um auf diese Weise Meßköpfe oder Absolutmeßeinrichtungen mit extrem hoher Genauigkeit zu verwirklichen.
    • – Ein Meßkopf gemäß der Erfindung kann bei bekannten Prüfvorrichtungen Verwendung finden, beispielsweise eines Gabel- oder Steckertyps, zum Überprüfen der Abmessungen des äußeren und inneren Durchmessers, in denen ein axial bewegliches längliches Element und eine Meßumformeinrichtung zum Detektieren von dessen Verschiebung vorgesehen sind.

Claims (7)

  1. Linearmesskopf mit – einer Lager- und Schutzeinrichtung mit einem Gehäuse (1), das eine geometrische Längsachse aufweist, – einem länglichen Element (11), das eine im wesentlichen zylindrische Form besitzt und relativ zur Lager- und Schutzeinrichtung (1) axial beweglich ist, – einer Axialdruckeinrichtung (36), die zwischen der Lager- und Schutzeinrichtung und dem länglichen Element (11) angeordnet ist, um einen im wesentlichen axialen Druck auf das längliche Element (11) auszuüben, – einer Führungseinrichtung zum Führen der axialen Verschiebungen des länglichen Elementes (11) relativ zum Gehäuse (1), die mindestens ein Axial- Lager (22) umfasst, das im Gehäuse (1) angeordnet ist und eine Vielzahl von Rollelementen (23) aufweist, die mit dem länglichen Element (11) zusammenwirken, und – einem Positionsgeber zum Detektieren von Verschiebungen des länglichen Elementes (11) relativ zur Lager- und Schutzeinrichtung, dadurch gekennzeichnet, dass das längliche Element (11) mindestens eine Längsnut (12) aufweist und dass mindestens ein Teil der Rollelemente (23) mit dem länglichen Element (11) an der mindestens einen Längsnut (12) zusammenwirken kann.
  2. Messkopf nach Anspruch 1, bei dem die mindestens eine Längsnut (12) einen V-förmigen Querschnitt besitzt.
  3. Messkopf nach Anspruch 2, der zwei Längsnuten (12) aufweist, die im länglichen Element (11) ausgebildet und in diametral gegenüberliegenden Positionen angeordnet sind.
  4. Messkopf nach Anspruch 3, bei dem die Rollelemente (23) kugelförmig ausgebildet sind und das mindestens eine Axiallager (22) ein hohles Lagerelement (24) mit im wesentlichen zylindrischer Form und einem sich in Längsrichtung erstreckenden Durchgangsloch (25) zur Unterbringung eines Abschnittes des länglichen Elementes (11) aufweist, wobei das Durchgangsloch (25) eine zylindrische Fläche (26) des Lagerelementes (24) mit Längsschlitzen (27) bildet, damit die Rollelemente (23) das längliche Element (11) kontaktieren können, wobei mindestens einer der Längsschlitze (27) auf die mindestens eine Längsnut (12) weist.
  5. Messkopf nach Anspruch 4, bei dem das hohle Lagerelement innere Umlaufbahnen (30) für die Rollelemente (23) bildet, welche Bahnen einen ersten (31) und einen zweiten Längsabschnitt, die im wesentlichen zueinander parallel sind, und zwei Verbindungsabschnitte (33) zwischen den Längsabschnitten umfassen, wobei die Schlitze (27) am ersten Längsabschnitt (31) einer jeden inneren Umlaufbahn (30) angeordnet sind.
  6. Messkopf nach einem der vorangehenden Ansprüche, der ein Fühlerelement (13') und ein zugehöriges Lager (13) aufweist, das mit einem Ende des länglichen Elementes (11) mit Hilfe eines Passstiftes (14) verbunden ist, der durch Reibung mit der mindestens einen Längsnut (12) verbunden ist.
  7. Messkopf nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei dem der Positionsgeber ein induktiver Differentialpositionsgeber ist, der Wicklungen (1517), die mit dem Gehäuse (1) verbunden sind, und einen mit dem länglichen Element (11) verbundenen Magnetkern (18) aufweist.
DE60017800T 1999-11-26 2000-11-16 Linearer tastkopf für axiale bewegung Expired - Fee Related DE60017800T2 (de)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
IT1999BO000645A IT1311404B1 (it) 1999-11-26 1999-11-26 Comparatore lineare a movimento assiale.
ITBO990645 1999-11-26
PCT/EP2000/011350 WO2001038819A1 (en) 1999-11-26 2000-11-16 Axial movement linear gauging head

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE60017800D1 DE60017800D1 (de) 2005-03-03
DE60017800T2 true DE60017800T2 (de) 2006-01-05

Family

ID=11344374

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE60017800T Expired - Fee Related DE60017800T2 (de) 1999-11-26 2000-11-16 Linearer tastkopf für axiale bewegung

Country Status (9)

Country Link
US (1) US6760980B1 (de)
EP (1) EP1244893B1 (de)
JP (1) JP2003528297A (de)
KR (1) KR20020060756A (de)
AT (1) ATE288071T1 (de)
AU (1) AU2506001A (de)
DE (1) DE60017800T2 (de)
IT (1) IT1311404B1 (de)
WO (1) WO2001038819A1 (de)

Families Citing this family (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
IT1299902B1 (it) * 1998-03-13 2000-04-04 Marposs Spa Testa, apparecchiatura e metodo per il controllo di dimensioni lineari di pezzi meccanici.
EP1397636B1 (de) * 2001-06-18 2009-08-12 Franz Haimer Maschinenbau KG Mehrkoordinaten-tastmessgerät
US8022691B2 (en) * 2002-10-02 2011-09-20 Microstrain, Inc. Microminiature gauging displacement sensor
GB0521076D0 (en) * 2005-10-17 2005-11-23 Anglo Baltic Holdings Ltd Measurement of micromovements
JP4695514B2 (ja) * 2006-01-17 2011-06-08 株式会社キーエンス 接触式変位計
WO2007096403A2 (en) 2006-02-22 2007-08-30 Marposs Societa' Per Azioni Axial movement linear gauge
ITBO20060336A1 (it) * 2006-05-08 2007-11-09 Marposs Spa Apparecchio di misura e controllo
EP2145739B1 (de) * 2008-07-16 2011-02-23 Siemens Aktiengesellschaft Industrieroboter mit einem Datenerfassungsmodul für drahtlose Kommunikation und Verfahren zum Betrieb eines solchen
FR2940430B1 (fr) 2008-12-22 2011-01-07 Sagem Defense Securite Actionneur avec capteur d'efforts
JP5384147B2 (ja) * 2009-03-11 2014-01-08 株式会社小松製作所 接触式ストロークセンサ
DE102015207108A1 (de) * 2015-04-20 2016-10-20 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Messeinrichtung für eine Werkzeugmaschine und entsprechende Werkzeugmaschine
CN108759646A (zh) * 2018-06-29 2018-11-06 广州华研精密机械股份有限公司 一种位移测量装置
KR102441131B1 (ko) * 2020-05-06 2022-09-08 (주)원에스티 보강부쉬부를 가지는 볼스플라인

Family Cites Families (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3047956A (en) * 1960-02-19 1962-08-07 George R German Inclination and flatness gauge
US3193937A (en) * 1961-01-19 1965-07-13 Sheffield Corp Gaging device
US3213360A (en) * 1962-06-25 1965-10-19 K F Products Inc Electronic gauging system
CH549438A (fr) * 1971-03-01 1974-05-31 Far Fab Assortiments Reunies Dispositif de transmission simultanee des mouvements d'un palpeur a au moins deux organes de lecture.
ZA807717B (en) * 1979-12-15 1981-12-30 System E Controls Ltd Variable inductance transducers
IT8303584A0 (it) * 1983-10-14 1983-10-14 Finike Italiana Marposs Testa a matita
US4772849A (en) * 1986-09-11 1988-09-20 Combustion Engineering, Inc. Rotating probe head for tube inspection
CH680876A5 (de) * 1989-09-01 1992-11-30 Tesa Sa
EP0517653B1 (de) * 1991-06-07 1997-03-05 Saphirwerk Industrieprodukte AG Tastmesskopf
US5207005A (en) * 1992-07-20 1993-05-04 United Technologies Corporation Floating head probe
US5414940A (en) * 1993-05-19 1995-05-16 Hughes Aircraft Company Contact position sensor using constant contact force control system
JP3222998B2 (ja) 1993-07-21 2001-10-29 日本トムソン株式会社 ボールスプライン
IT1285731B1 (it) * 1996-06-06 1998-06-18 Marposs Spa Comparatore lineare a movimento assiale
JPH1061665A (ja) 1996-08-15 1998-03-06 Nippon Thompson Co Ltd スプライン軸受
US6510614B1 (en) * 1999-09-29 2003-01-28 Nsk Ltd. Linear guide apparatus
US6516534B2 (en) * 2001-05-04 2003-02-11 Hiwin Technologies Corp. Measurable guide actuator

Also Published As

Publication number Publication date
US6760980B1 (en) 2004-07-13
EP1244893B1 (de) 2005-01-26
DE60017800D1 (de) 2005-03-03
WO2001038819A1 (en) 2001-05-31
ITBO990645A0 (it) 1999-11-26
JP2003528297A (ja) 2003-09-24
KR20020060756A (ko) 2002-07-18
IT1311404B1 (it) 2002-03-12
AU2506001A (en) 2001-06-04
ATE288071T1 (de) 2005-02-15
EP1244893A1 (de) 2002-10-02
ITBO990645A1 (it) 2001-05-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE69927621T2 (de) Messkopf zum Kontrollieren linearer Dimensionen mit einstellbarer Feder
DE60017800T2 (de) Linearer tastkopf für axiale bewegung
DE69617148T3 (de) Fühlerprobe
DE2732979C2 (de)
CH645460A5 (de) Messinstrument zur ueberpruefung der linearen abmessungen von mechanischen teilen.
EP1379832B1 (de) Längenmesstaster
DE2948170A1 (de) Messtaster
DE3426315C2 (de) Zahnmeßtaster
DE3828713C2 (de)
DE3623977C2 (de)
DE3623976C2 (de)
DE3330018C2 (de)
DE4326406C1 (de) Verzahnungsprüfgerät
DE60004441T2 (de) System zur Sitzreproduzierbarkeit in einem Tastkopf mit einer Doppelverschiebung der Kontaktpunkte
DE3942207C2 (de) Bohrungsmeßgerät
DE2654271C3 (de) Bohrungslehre
DE2239555C3 (de) Vorrichtung zur fuehrung von schlitten, traversen oder anderen verstellbaren maschinenteilen an fuehrungssaeulen
DE3828589C2 (de)
DE3420189C1 (de) Elektrischer Weggeber
DE3606907C2 (de)
CH662647A5 (de) Messdorn zum messen des innendurchmessers von bohrungen.
DE2352749B1 (de) Messvorrichtung zum getrennten Messen des Gewindeanteils und Kopfanteils des Anziehdrhmomentes einer Schraubenverbindung
DE2718382B2 (de) Stehachsenlagerung in geodätischen Instrumenten
DE439330C (de) Geber fuer elektrisch uebertragende Fernmessgeraete
DE10014630A1 (de) Mehrkoordinaten-Tastmessgerät

Legal Events

Date Code Title Description
8364 No opposition during term of opposition
8339 Ceased/non-payment of the annual fee