DE7719358U1

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Publication number: DE7719358U1
Application number: DE7719358U
Authority: DE
Original assignee: Dr Johannes Eidenhain 8225 Traunreut GmbH
Current assignee: Dr Johannes Eidenhain 8225 Traunreut GmbH
Priority date: 1977-06-21
Publication date: 1979-02-01

Description

Gekapselte Längenmeßeinrichtung für große Meßlängen

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 Maßverkörperung zu vermeiden, die durch unterschiedliche Ausdehnungskoeffizienten von Hohl— profil und Maßverkörperung bei Veränderung der Temperatur entstehen. Aus Kostengründen wird im allgemeinen das Hohl— profil 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 Hohlprofiles aus Aluminium. Bei bekannten Meßeinrichtungen wird daher die Maßverkörperung über eine elastische Zwischenschicht mit dem Hohlprofil verbunden. 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 Maßver— körperung und Hohlprofil nicht in jeder beliebigen

Länge hergestellt werden. Eine Anordnung von mehreren kompletten Teilstücken hintereinander scheiterte bisher daran, daß an den Stoßstellen unzulässige Fehler entstehen.

i' Es war Aufgabe der Erfindung, eine Langenraeßeinrichtung

zu schaffen, die auch für große Meßlängen geeignet ist. '% Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß

% sowohl das Hohlprofil als auch die Maßverkörperung aus

U. Teilstücken bestehen, daß einerseits die einzelnen Teilet
y stücke der Maßverkörperung auf einzelnen Teilstücken

% eines Zwischenträgers annähernd gleichen Ausdehnungs—

jt koeffizientens fixiert sind, während andererseits die

I Teilstücke des Zwischenträgers mit den Teilstücken des

I Hohlprofiles längsverschieblich, vorzugsweise über eine

I gummielastische Zwischenschicht verbunden sind, und daß

I Mittel vorgesehen sind, um mehrere hintereinander ange—

I ordnete Teilstücke kraftschlüssig und justierbar anein—

I ander zu drücken.

r. Die besonderen Vorteile der Erfindung liegen darin, daß

nur wenige Teillängen hergestellt werden, aus denen sich alle Meßlängen in kleinen Stufen kombinieren lassen. Alle Teillängen lassen sich am Stoß justieren, so daß der Anwender beliebige Teillängen aneinander setzen kann.

Anhpnd der Zeichnungen soll an einem Ausführungsbeispiel die Erfindung noch näher erläutert werden. Es zeigen

Figur 1 einen Querschnitt durch eine Längen— meßeinrichtung,

Figur 2 eine Längsansicht einer Längenmeß— einrichtung, teilweise geschnitten,

Figur 3 eine Maßstabstoßstelle mit Justiereinrichtung im Ausschnitt,

Figur 4 eine weitere Justiereinrichtung im Ausschnitt,

Figur 5 eine zusätzliche Justiereinrichtung im Ausschnitt,

Figur 6 eine Teilansicht eines Hohlprofiles im Querschnitt,

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Figur 7 eine Innenansicht mit schematisch dargestellter Abtasteinheit,

Figur 8 Systembild der Lage der Fotosensoren.

Die Figur 1 zeigt eine schematisch dargestellte lichtelektrische Langenmeßeinrichtung. An einem Bett 1 einer Werkzeugmaschine ist ein Hohlprofil 2 mit Schrauben 3 befestigt. Innerhalb des Hohlprofiles 2 befindet sich eine Mafiverkörperung 4, die aus einem Glasmaßstab besteht. Diese Maßverkörperung 4 ist auf einem Zwischenträger 5 fixiert. Der Zwischenträger 5 ist unter Zwischenschaltung einer gummielastischen Schicht 6 an einer Innenfläche 2 a des Hohlprofiles 2 schwimmend befestigt. Eine Abtasteinheit mit Lampe 8, Kondensor 9, Strichplatte 10 und Fotoelementen 11 tastet die Teilung 4' der Maßverkörperung 4 ab. Das Hohlprofil 2 wird von Dichtlippen 12 abgedichtet. Lediglich ein schwertförmiger Mitnehmer 13 greift durch diese Dichtlippen 12 hindurch und verbindet die Abtast— einheit 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 und den Mitnehmer 13 die Abtast— einheit 7 in Meßrichtung an der Maßverkörperung 4 entlang bewegt.

Die Längsansicht einer Längenmeßeinrichtung wird in Figur 2 in teilweise geschnittener und verkürzter Darstellung gezeigt. Das Bett 1 und der Schlitten 16 der Werkzeugmaschine sind hier nicht gezeigt. Auf die Abtastein— heit 7 wurde ebenfalls verzichtet, da hier nur die zum Verständnis der Erfindung notwendigen Elemente dargestellt sind. Mehrere Teilstücke 2' und 2" des Hohlprofiles 2 sind aneinander gereiht und an den Stoßsteilen mit elastischen Dichtungen 17 versehen. Die

Dichtungen 17 müssen elastisch genug sein, um die unterschiedliche V/ärmeausdehnung der Werkzeugmaschine, des Aluprofiles 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 Ambosse 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 aneinander gedruckt, daß sie in einem weiten Temperaturbereich ohne Spiel aneinander stoßen.

In der Figur 3 ist eine Justierstelle herausgestellt. An den Teilstücken des Zwischenträgers 5 ist die Maß— Verkörperung 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 Abstand der Endstriche der Teilung 4* derart eingestellt werden, daß der Abstand ein ganzzahliges Vielfaches η der Teilungsperiode t beträgt.

Eine weitere Justiereinrichtung ist in Figur 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 zusammen wirkt. Durch den sich verjüngenden Keilabschnitt des Einstellstiftes 25 läßt sich der Abstand der Endstriche einer

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Teilung 27' wieder so einstellen, daß sich, die Beziehung η χ t ergibt, wobei η 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 selbstverständlich auch bei solchen Meßeinrichtungen einsetzbar, die im Auflichtverfahren arbeiten.

Eine zusätzliche Justiereinrichtung ist in Figur 5 dargestellt. Dort ist die Maßverkörperung wieder ein Glas— maßstab 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 Teil— Stückes des Zwischenträgers 5 wirken zusammen. Auch hier ist durch Verstellen des Exzenters 30 wieder die bekannte Beziehung η χ t herstellbar.

Es versteht sich, daß durch die drei aufgeführten Aus— führungsbeispiele nicht alle Möglichkeiten zur Einstellung der Maßverkörperung erschöpft sind. Ähnliche Lösungen fallen daher auch nicht aus dem Rahmen der Erfindung.

Die Teilarsicht eines Hohlprofiles 2 ist in der Figur 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 Befestigungsfläche 31 erreicht. Das Hohlprofil 2 wird mit den hier nicht gezeigten Schrauben 3 fest auf dieser ebenen Befestigungs— fläche 31 angeschraubt. In der dazu senkrechten Richtung dient eine Anschlagleiste 32 zum Ausrichten des Hohl— profiles 2. Die Anschlagleiste 32 ist mit Schrauben 33

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an einem Teil der Werkzeugmaschine 1 befestigt. Alternativ

p zur Anschlagleiste 32 können im Hohlprofil 2 Bohrungen

angebracht sein, so daß durch Paßstifte 35 ~~ die in die

fi Bohrungen 34 eingesetzt werden — die Teillängen der Meß—

\i einrichtung fluchtend ausgerichtet werden.

:■- Die schematische Innenansicht in Figur 7 zeigt das Hohl—

B profil von Innen. Die Abtasteinheit 7 weist Führungs—

rollen 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 56 steht immer mit einer Führungsfläche 2 a und 2 b in Kontakt. In dem Ausführungsbeispiel wird die Abtasteinheit auch an der Maßverkörperung 4 geführt. Über eine Kupplung 37 steht die Abtasteinheit 7 mit dem in dieser Figur nicht dargestellten Mitnehmer 3 in Verbindung. Die Kupplung 37 vird von zwei Zylindern 37' und 37" verkörpert-

Das Systembild von der Lage der Fotoelemente in Figur 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 minimale Schwankungen erfahren.

Es versteht sich, daß die Vorteile der Erfindung auch bei nicht lichtelektrischen Längenmeßeinrichttrngen, z.B. optischen Längenmeßeinrichtungen voll zum Tragen kommen.

Claims

DE. JOHANNES HEIDENHASii ßMB3..^::..^: i · 15. Juni 1977

jeMispruche

1.) Aus Teillängen aufgebaute gekapselte Längenmeßein— richtung für große Meßlängen, mit einem schützenden Hohlprofil und einer Maßverkörperung mit jeweils unterschiedlichen Ausdehnungskoeffizienten, einer Äbtasteinheit und anderen, bei einer derartigen Meßeinrichtung üblichen Bauelementen, dadurch gekennzeichnet, daß sowohl das Hohlprofil (2) als auch die Maßverkörperung (4·) aus Teilstücken bestehen, daß einerseits die einzelnen Teilstücke dar Maßverkörpe— rung (4) auf einzelnen Teilstücken eines Zwischenträgers (5) annähernd gleichen Ausdefonungskoeffi— zientens fixiert sind, während andererseits die l'eilstücke des Zwischenträgers (5) mit den Teilstücken des Hohlprofiles (2) längsverschieblich, vorzugsweise über eine gummielastische Zwischenschicht (6) verbunden sind, und daß Mittel (18, 19, 20, 21 und 22) vorgesehen sind, um mehrere hintereinander angeordnete Teilstücke kraftschlüssig und justierbar aneinander zu drücken.

2.) Längenmeßeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Andruckmittel durch mindestens eine Feder (19) gebildet wird, die an einem Ende der gesamten Meßeinrichtung angeordnet ist.

5.) Längenmeßeinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß an beiden Enden der gesamten Meßeinrichtung Federn (19) angeordnet sind.

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4.) Längenmeßeinrichtung nach Anspruch. 1, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Teilstück eines Zwischenträgers (5) an seinen Enden justierbare Körper (21, 22) enthält.

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) vorgesehen sind, um die Teilstücke des Hohlprofils (2) in Meßrichtung genau zur Fluchtung zu bringen.

7.) Längenmeße inr ich trung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Fluchtung in einer Richtung durch eine durchgehende, ebene Befestigungs— fläche (31), in der anderen Richtung durch eine Anschlagleiste (32) erzielt wird.

8.) Längenmeßeinrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Fluchtung in einer Richtung durch eine durchgehende, ebene Befestigungs— fläche (31)* in der anderen Richtung durch Zusammenwirken von Stiften (35) und Bohrungen (34) in den Stirnseiten der Teilstücke erzielt wird.

9.) Längenmeßeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Sto3stellen der Teilstücke des Hohlprofils (2) durch Dichtungen (17) abgeschlossen werden, die die unterschiedliche Ausdehnung der Teilstücke des Hohlpj'ofiles (2), der Maschine (1) und der Zwischenträger (5) nicht behindern.

10.) Langenmeßeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Abtasteinheit (7) durch Führungsrollen (36) geführt wird, die nach Art von Tandemlagern jeweils paarweise hintereinander angeordnet sind.