WO2018234270A1 - Messarmaufnahmeeinrichtung eines messsystems - Google Patents

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WO2018234270A1
WO2018234270A1 PCT/EP2018/066183 EP2018066183W WO2018234270A1 WO 2018234270 A1 WO2018234270 A1 WO 2018234270A1 EP 2018066183 W EP2018066183 W EP 2018066183W WO 2018234270 A1 WO2018234270 A1 WO 2018234270A1
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holding
contact part
meßarmaufnahmeeinrichtung
measuring
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PCT/EP2018/066183
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Matthias Rudkowski
Andreas Lange
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Carl Mahr Holding Gmbh
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    • G01B5/28—Measuring arrangements characterised by the use of mechanical techniques for measuring roughness or irregularity of surfaces

Definitions

  • the invention relates to a measuring arm receiving device of a measuring system for arranging a measuring arm on the measuring system.
  • the measuring system can be, for example, the measuring system of a stylus instrument.
  • the measuring system can be used, for example, measured values in determining a roughness of a Oberflä ⁇ che, a geometry or shape of an object to erfas ⁇ sen.
  • the measuring system has a measuring arm which is pivotally mounted and carries a measuring element at its free end remote from the measuring system.
  • the sensing element may be a non-contact measuring measuring element or a ⁇ be touching or tactile measuring measuring element in ⁇ play, a stylus, a sensing skid or tactile ⁇ ball.
  • the tactile measurement of the measuring arm is brought into contact with the surface of the object and directs the measuring ⁇ arm corresponding to the quantity to be measured from when the measurement ⁇ arm or the measuring system is moved relative to the object.
  • the deflection during the pivoting of the slide is detected by the measuring system and it can be a measured value for the product to be ⁇ tuning measurement variable can be determined.
  • the measuring system must provide a suitable measuring arm receiving device.
  • the probe tip contact stylus which is used to Rau ⁇ standardized measurement can be exchanged for a Freitastsystem to the waviness and shape shape egg to measure an object.
  • a micro button of the Freitastsystems has at its free end on a skid, which is attached by means of a screw connection. For frictional engagement, the skid can be removed.
  • DE 196 17 023 Cl describes a surface measurement apparatus, in which a permanent magnetic Kupplungseinrich ⁇ tung is present, with a probe element to the device can be placed.
  • De ⁇ fin(7) bearing points are present on a rocker of the device, wherein each storage location is in each case a permanent magnet or permanent magnet pairs supplied ⁇ arranged. Due to the eccentric action of the magnetic holding ⁇ forces relative to the bearing points and moments for producing the coupling can be generated.
  • the sensing arm may include an RFID chip whose data may be read out to identify the sensing arm.
  • About a holding magnet of the probe arm can be arranged without tools on a support of the stylus device or solved.
  • the measuring arm receiving device has a holding device for releasably mechanically arranging a measuring arm.
  • the Meßarmamong is also adapted to produce an electrical connection to the measuring arm, in particular to be able to read data stored on a data carrier of the measuring arm Da ⁇ th.
  • the measuring arm receiving device has, in addition to and separate from a position device and / or bearing points for the static mounting, an electrical contact device with an electrical contact part.
  • the contact part can be moved between a rest position ⁇ ment and a working position, for example, moved and / or pivoted.
  • the contact part is set up to assume the rest position if no measuring arm is arranged on the holding device.
  • the contact part is also adapted to abut against a holding arm arranged on the measuring arm, when it is detachably arranged in the holding device. In this case, the contact part is urged by the measuring arm in the Ar ⁇ beits ein. In the rest position, the contact part with a
  • the contact part thus fulfills two functions: in the rest position, it is connected to the reference potential. As a result, it can be clearly recognized by means of an electrical evaluation that no measuring arm is arranged on the holding device. In the working position, the contact part is electrically connected to a measuring arm contact of the measuring arm, so that at least one technical information of the measuring arm can be read out by an existing data carrier on the measuring arm via an evaluation. About the measuring contact electrical connection to the off thus can read ⁇ information or data made to a disposed in the support assembly measuring arm and be clearly recognized at the same time when no measuring arm is accommodated in the holding device.
  • the contact part is electrically connected in the working position with an electrical line.
  • the connection with this electrical line may preferably also exist in the rest position.
  • the conductive wire may be connected to an off ⁇ value means, for example, so that the evaluation device can determine through the electrical lead, if the contact member is in the rest position or the working position.
  • the evaluation device may further be adapted in the operative position of the contact portion on the electrical connection to the MessarmAuth we ⁇ iquess read information from a disk of the measuring arm.
  • the biasing means generates a force urging the contact member to the rest position.
  • the contact part is preferably on a stop surface.
  • the biasing means may comprise an electrically conductive spring contact.
  • the Anscherflä ⁇ che is at least partially electrically conductive.
  • the impact surface may be formed for example by a conductive surface on a circuit board.
  • the stop surface is be ⁇ vorzugt electrically connected to the reference potential. Be ⁇ finds the contact part in the rest position, thus the electrical connection to the reference potential is thus simultaneously produced by the mechanical contact of the contact part with the contact surface.
  • the contact member is moved in a preferred from, for example ⁇ guide between the rest position and the working position ⁇ arranged in a normal direction at a distance from each other.
  • the normal direction is preferably oriented substantially perpendicular to the surface of a measurement of a ⁇ armtitles arranged on the holding device the measuring arm and / or substantially perpendicular to the surface of the Messarmaid Nurdes from the contact member in its rest position.
  • the normal direction can assume a right angle relative to the surface of the measuring arm contact and / or the surface of the measuring arm receiving device or deviate from the right angle by an amount of up to 10 ° or up to 20 °.
  • the normal direction may, for example, be aligned parallel to a longitudinal axis of the contact part located in the rest position.
  • the contact part is mounted by means of a contact part storage device such that it is movable not only in one degree of freedom in the normal direction, but at least in a further degree of freedom.
  • the contact part storage device may be adapted to that the contact part relative to the Norma ⁇ lencardi tilted and / or slanted or perpendicular to the normal direction is slidably mounted. As a result of that the contact part is not guided exactly in the normal direction, a concern of the contact part can be avoided exactly at the same point of the surface of a MeßarmWallets arranged on the Hal ⁇ te listening measuring arm.
  • the contact part storage device on a solid-state bearing for supporting the contact part may play comprise a leaf spring in ⁇ carrying the contact member.
  • the leaf spring may comprise a coil spring portion in a preferred embodiment.
  • the leaf spring ⁇ is preferably designed such that they le ⁇ diglich generates versus the amount of biasing force negligible force component in Rich ⁇ tung the biasing force and against the biasing force.
  • the holding device has a bearing device, which may have a plurality of bearing projections and / or bearing recesses.
  • the bearing projections or bearing recesses each form a bearing point.
  • Each bearing point is associated with a counter bearing of an abutment device of a arranged on the Meßarmaid listening measuring arm, which may be formed by a bearing projection or a bearing recess.
  • the bearing device with bearing projections or bearing recesses is configured to cooperate with the abutment device in order to produce a statically uniquely determined relative position and relative position. direction between the Meßarmamembroidered and the measuring arm pretend. This allows an exact measurement.
  • the bearing means in common ⁇ sam with the abutment means defining a measuring plane within which the sensing element can be moved upon pivotal movement of the measuring arm.
  • one or more existing bearing projections and / or bearing recesses of the bearing device are electrically conductive and are each electrically connected to a reference potential and preferably the same clutchspo ⁇ potential, with which the contact part is electrically connected in the rest position.
  • the reference potential is preferably a ground potential.
  • the reference potential may be provided a measuring arm available through the at least one electrically conductive bearing projection and / or the at least one electrically conductive bearings ⁇ well of Messarmaid sheep.
  • the measuring arm has at its counter-bearing device at least one associated electrically conductive bearing projection or at least one associated electrically leit ⁇ capable bearing recess.
  • the Meßarming Marie has in this additional or separate aspect of the invention, a holding device and the measuring arm on a counter-holding device, which are adapted to cooperate in the preparation of the connection between the Meßarma gifted and the measuring arm.
  • the holding device has for this purpose a first holding magnet.
  • the magnetic axis can for example represent a longitudinal axis or with ⁇ center axis through the center of gravity and / or the geometric center of the holding magnet.
  • a second holding magnet is present, which cooperates in the production of the mechanical connection with the first holding magnet.
  • the magnetic poles of the second holding magnet are arranged one behind the other along a second magnetic axis. If the releasable connection between the measuring arm and the Meßarmaid worn or the holding device and the counter holding device made, the first magnetic axis is not congruent with the second magnetic axis, ie, the first magnetic axis and the second magnetic axis are not coaxially aligned.
  • the first magnetic axis and the second magnetic axis are offset from each other and point preferably no intersection.
  • the first and second magnetic axes may be aligned parallel to each other or inclined relative to each other. In coaxial with each other extending magnetic axes, the magnetic force from ⁇ finally along or parallel to the magnetic axes.
  • the magnetic force generated has a Kraftkomponen ⁇ te, which runs obliquely or at right angles to the first magnetic axis and / or the second magnetic axis.
  • a magnetic force can be generated with a vector having two or three force components in different spatial directions, wherein the spatial directions are related to a Cartesian coordinate system, which is stationary relative to the Meßarmaid sheep. It is thus possible to use a pair of a holding magnet and a counter-magnet to generate a magnetic force which sufficiently fixes the measuring arm to the measuring arm receiving device in all spatial directions of the Cartesian coordinate system which is stationary relative to the measuring arm receiving device.
  • the holding device has a third holding magnet whose magnetic poles are arranged one behind the other along a third magnetic axis.
  • the first magnetic axis and the third magnetic axis are inclined at an angle to each other, preferably at right angles.
  • the Jacobhalteein ⁇ direction has a fourth holding magnet, the magnetic poles are arranged behinderei ⁇ nander along a fourth magnetic axis.
  • the fourth holding magnet cooperates with the third holding magnet to produce the releasable connection between the holding device and the counter-holding device.
  • When produced connection between the counter-holding device and the holding device are the third magnetic axis and the fourth magnetic axis not aligned coaxially with each other, that is not congruent.
  • a magnetic force is thereby generated which has two or three force components with respect to the Cartesian coordinate system, which is stationary relative to the Meßarmabilityein- device.
  • first Mag ⁇ netachse and the third magnetic axis are aligned at right angles to each other and / or if the second magnetic axis and the fourth magnetic axis are aligned at right angles to each other.
  • sufficiently large magnetic forces can be generated in all spatial directions without the need for a white-teres magnet pair whose magnetic axes are aligned in this additional third spatial direction.
  • the holding device has a fifth holding magnet whose magnetic poles are arranged behinderei ⁇ nander along a fifth magnetic axis.
  • the fifth magnetic axis is aligned parallel to the first magnetic axis.
  • the counter-holding device may have a sixth holding magnet whose magnetic poles are arranged behind one another along a sixth magnetic axis.
  • the sixth Mag ⁇ netachse is preferably aligned parallel to the second magnetic axis.
  • the first holding magnet and the fifth Hal ⁇ temagnet may be disposed on a common side or in a common area of the Messarmability gifted or the holding device.
  • the first holding magnet and the fifth holding magnet are preferably in a measuring Rich ⁇ processing in which the slide moves during the measurement along the object to be measured, disposed one behind the other, For example, along the measurement plane in which the Messele ⁇ ment can be moved by the pivotal movement of the measuring arm.
  • FIG. 1 shows a schematic perspective view of a measuring device with a measuring system, wherein a arranged on the measuring system measuring arm is in an approximately horizontal position
  • Figure 2 the measuring device with the measurement system from ⁇ Fi gur 1, wherein the measuring arm is in an approximately vertical position
  • FIG. 3 is a schematic perspective Dar ⁇ position of an embodiment of a measuring system with a Meßarmamongolating invention and a nem detachably attachable measuring arm,
  • FIG. 4 is a schematic, block diagram similar partially sectioned view of an embodiment of a measuring system with a strongly schematically illustrated Meßarming Anlagen,
  • FIG. 5 shows a circuit diagram which schematically illustrates the electrical connection between an electrical connection device and electrical connections to a rotatably mounted relative to the connection device assembly of the measuring system
  • FIG. 6 is a perspective view of the measuring arm receiving device from FIG. 3,
  • FIG. 7 is a perspective view of an embodiment of a portion of a measuring arm which is adapted to be connected to the Meßarma stressed of Figure 6,
  • FIG. 9 is a perspective view of an embodiment of a contact part storage device for supporting a contact part of the Meßarma gifted,
  • FIGS 10 and 11 are each a schematic
  • a measuring device 10 is illustrated, which can be used, for example, for measuring the Oberflä ⁇ chenrauheit on a surface 11 of a workpiece or object 12. With such Messge advises ⁇ 10 also geometries or shape deviations of the object 12 to be measured.
  • the measuring device 10 has a feed axis 14 and a measuring system 15 with a measuring arm 16.
  • the measuring arm has a free end bears on which he a measuring element 17, ⁇ example, a feeler element for touching the tactile or measuring the object 12th Enturgige ⁇ put on the measuring member 17 the end 16 is added to the slide at a Messarmability ⁇ device 18 of the measuring system 15 and held.
  • the Meßarming worn is rotatable or pivotable about a rotation axis D.
  • the measuring system 15 can be moved with a measuring arm 16 arranged thereon during the measurement in a measuring direction, for example in a horizontal measuring direction Mx or a vertical measuring ⁇ direction Mz.
  • a measuring direction Mx for example in a horizontal measuring direction Mx or a vertical measuring ⁇ direction Mz.
  • the measuring system 15 is adapted to the Swivel position of the Meßarmaid worn 18 to detect the axis of rotation D. The pivotal position is transmitted from the measuring arm 16 to the measuring arm receiving device 18 during the tactile measurement.
  • the position of the measuring element 17 in the measuring direction Mx, Mz can be determined via the position of the feed axis 14.
  • the measured value pairs describing the pivoting position and the respectively associated position of the measuring element 17 in the measuring direction can be used to determine the roughness of the surface 11 or the shape or geometry of the object 12.
  • a corresponding mechanical and electrical interface is provided between the measuring arm 16 and the Meßarmreas ⁇ bar.
  • This connection is such as tools to produce and tools lös ⁇ bar.
  • the Meßarming worn 18 has a receiving body 19 which is pivotally mounted about a rotary member 19a about the rotational axis D and projects approximately radially away from the rotation axis D.
  • the receiving body 19 may be integral with the rotary member 19 a executed or connected to this movement ⁇ coupled.
  • the receiving body 19 has in the embodiment a first reference surface 20 or first reference side and a preferably oriented at right angles to the ers ⁇ th reference surface 20 of second reference surface 21 or the second reference side.
  • the second reference surface 21 is arranged in a radial plane with respect to the axis of rotation D.
  • the second reference surface 21 extends in a plane which is spanned by an x-direction and a z-direction of the coordinate system K.
  • the first strainsflä ⁇ surface 20 extends at least to a rear surfaces ⁇ portion 20a in a plane which is spanned by the x-direction and y-direction of coordinate system K.
  • Another, front surface portion 20b is inclined relative to the rear surface portion 20a of the first reference surface 20, extending parallel to the y-direction.
  • the measuring arm receiving device 18 has a holding device 25, which cooperates with a counter-holding device 26 of the measuring arm 16 to produce the releasable connection.
  • the holding device 25 includes a bearing device 27, which cooperates with an abutment device 28 of the measuring arm 16 in order to predetermine a defined relative position and relative orientation between the measuring arm 16 and the measuring arm receiving device 18 when the connection is made.
  • the bearing device 27 defined, for example in accordance with a first bearing point 30, a second bearing 31 and third bearing point 32, wherein each bearing point is either un ⁇ indirectly disposed adjacent to or in the first reference surface 20 or the second reference surface 21st
  • the first La ⁇ gerst elle 30 is formed by a conically tapering bearing ⁇ well 33rd
  • the storage recess 33 is tapered, starting from the first reference surface 20 and at ⁇ game according to the rear surface portion 20a away into the interior of the receiving body 19 inside. It provides a zy ⁇ linderstumpfmantelförmige bearing surface for a corresponding ⁇ de counter bearing of the abutment device 28 ready.
  • the bearing surface can be arranged on a conical insert part inserted into the receiving body.
  • the second bearing 31 is formed, for example, by a groove-shaped bearing recess 34.
  • the groove- shaped bearing recess 34 is produced in the embodiment in that two bearing pins 35 are arranged directly be ⁇ adjacent to each other and limit the groove-like bearing recess 34 between the two bearing pins 35.
  • the two bearing pins 35 are arranged in a corresponding recess 36 of the receiving body 19, which is open to the first reference surface 20.
  • the nut ⁇ shaped bearing recess 34 also to the first clutchsflä ⁇ surface 20 is open.
  • the bearing pins 35 and the recess 36 in the front region of the receiving body 19 and adjacent to the front legislativenab ⁇ section 20b of the first reference surface 20 at.
  • the Lagerervertie ⁇ tion extends, for example, in an xz plane at right angles to the y-direction.
  • the third bearing 32 is formed on the second Be ⁇ yaks formulation 21 and formed in the embodiment by a preferably flat bearing surface which is present on a bearing insert 37.
  • the bearing surface is aligned in the xz plane.
  • the Lagerflä ⁇ che of the bearing insert 37 may lie in the same plane as the second reference surface 21 and be slightly pushed ver ⁇ .
  • the counter-bearing device 28 is illustrated in particular in FIG. It has a first abutment ⁇ point 40, a second abutment point 41 and a third abutment point 42.
  • the first counter bearing 41 is adapted to elaborate the first bearing point 30, together ⁇ .
  • the first abutment point 41 has a bearing on this projection adapted to the conical bearing recess 33, which forms a contact at ⁇ at least three points and, for example, a linear contact along a closed circular path when the holding device 25 is connected to the counter-holding device 26.
  • the bearing projection 43 may, for example, have a spherical or at least partially spherical outer surface.
  • the second abutment 41 is also formed by a bearing projection 43 which is identical or similar, as the bearing projection 43 of the first abutment point 40.
  • the bearing projection 43 of the second abutment point 41 is adapted to engage in the groove-shaped bearing recess 34 and with the two flanks of the groove-shaped bearing recess 34, which are formed by the example according to the bearing pins 35, each producing a point-like contact.
  • the third abutment point 42 has in Ausure ⁇ tion example, a ball 44 or a spherical cap, which also represents a bearing projection and is adapted to abutment with the bearing surface of the bearing insert 37. Between the bearing projection of the third abutment point 42 and the bearing surface of the third bearing 32 is formed at connection made between the bearing device 27 and the abutment device 28, a punctiform contact. Instead of a ball 44 or a spherical cap, another convexly curved bearing protrusion may be present at the third counter bearing 42.
  • This degree of freedom is defined by the contact between the third bearing 32 and the fourth bearing 42. Characterized the bearing means 27 and the counter-support device 28 reaches a static uniquely determined relative position (location and orientation) between the Messarma worn 18 and the measuring arm 16 by means of ⁇ .
  • the measuring arm 16 has an attachment section 48 at its end opposite the measuring element 17.
  • the Anbringungsab ⁇ cut has on at least three sides open Anbrin ⁇ supply recess 49, in which the holding body engages 19 when connected between the Messarmaid owned 18 and the measuring arm sixteenth
  • the mounting recess
  • first wall 49 is bounded on one side by a first wall 50 and on another side by a second wall 51.
  • first wall 50 the first abutment point 40 and the second abutment point 41 are arranged.
  • the second wall 51 is essentially rectangular. angled to the first wall 50.
  • the third abutment point 42 is arranged on the second wall 51.
  • the holding device 25 and / or the counter-holding device 26 furthermore have means for generating a holding force between the measuring-arm receiving device 18 and the measuring arm 16.
  • the holding force is generated so that the bearing device 27 and receive the abutment means 28 during the measurement, the defined relative position ⁇ upright.
  • the holding force is generated by at least one magnetic force he ⁇ .
  • both the Messarmability ⁇ device 18 and the measuring arm 16 each have at least one holding magnet.
  • a plurality of holding magnets are respectively provided on the measuring arm receiving device 18 and the measuring arm 16.
  • three pairs of magnets are formed by
  • the first holding magnet 53 having a first magnetic axis AI is disposed immediately adjacent to the first reference surface 20 of the receiving body 19.
  • the first magnetic axis AI corresponds in the embodiment of the longitudinal center axis of the first holding magnet 53.
  • the first holding magnet 53 in the embodiment has a cylindrical and preferably a cylindrical shape with a circular cross-section.
  • a north pole N and a south pole S of the first holding magnet 53 are arranged one behind the other along the first magnetic axis AI.
  • the first magnetic axis AI extends in the exemplary embodiment in z-direction of the coordinate system K.
  • the first holding magnet 53 is disposed between the first Lagerstel ⁇ le 30 and the second bearing 31 and thereby closer to the first bearing 30 and adjacent, for example, to the first Bearing 30 or the conical bearing insert.
  • the fifth holding magnet 57 is identical or similar to the first holding magnet 53 executed in the embodiment.
  • the fifth holding magnet 57 is arranged closer to the two ⁇ th bearing point 31 than at the first bearing 30th
  • On the receiving body 19 is also the third holding magnet 55 which is disposed immediately adjacent to the second reference surface 21 in the receiving body 19.
  • the third magnetic axis A3 of the third holding magnet 55 he ⁇ extends obliquely and, for example according perpendicular to the first axis Al and the fifth magnet magnetic axis A5 and the embodiment in y-direction of the Koordinatensys ⁇ tems K.
  • a holding magnet 54, 56, 58 assigned to the attachment portion 48 of the measuring arm 16.
  • the second magnetic axis A2 of the second holding magnet 54 and the sixth magnetic axis A6 of the sixth holding magnet 58 extend in the embodiment parallel to each other.
  • the fourth holding magnet 56 is disposed in the second wall 51 of the attachment portion 48.
  • the fourth Mag ⁇ netachse A4 extends, for example in accordance with right angles to the direction of extension of the slide 16 and thus at right angles to the measuring direction Mx, Mz.
  • the second magnetic axis A2 and the fourth magnetic axis A4 extend, for example as also perpendicular to the extension direction of the slide 16.
  • the fourth magnetic axis A4 of the fourth holding Magne ⁇ th 56 is aligned at right angles to the second magnetic axis A2 and the sixth magnetic axis A6.
  • the fourth magnetic axis A4 extends in the y direction of the coordinate system K and, according to the example, parallel to the axis of rotation D.
  • the second magnetic axis A2 and the sixth magnetic axis A6 are aligned in the z-direction of the coordinate system K when the connection is established.
  • All holding magnets have such as egg ⁇ ne cylindrical shape and preferably a nikförmi ⁇ gen cross section.
  • the magnetic axes correspond to the respective longitudinal central axes.
  • the magnetic north poles N are illustrated in FIGS. 12 and 13 with karochonding.
  • the magnetic south poles S are shown in Figures 12 and 13 by the unfilled white areas.
  • the first holding magnet 53 and the fifth holding magnet 57 are arranged in the z direction with the magnetic poles arranged in the receiving body 19 in the reverse direction.
  • the example is a
  • End face of the north pole N of the first holding magnet 53 be ⁇ arranged adjacent to the first reference surface 20, while ei ⁇ ne end face of the south pole S of the fifth holding magnet be ⁇ adjacent to the first reference surface 20 is arranged.
  • the second holding magnet 54 assigned to the first holding magnet 53 at the attachment section 48 is arranged in the first wall 50 in such a way that the south pole S of the receiving recess 49 is connected to the second holding magnet 54. is ordered, while the sixth holding magnet 58, the north pole N of the receiving recess 49 faces.
  • all holding magnets 53, 54, 57, 58 may be arranged in each case in the reverse orientation of the magnetic poles.
  • the arrangement of the magnetic poles for the third holding magnet 55 and the fourth holding magnet 56 is not explicitly illustrated in Figures 12 and 13.
  • the north magnetic pole of the third holding magnet 55 can be immediately adjacent to the second reference surface 21 may be disposed, in which case the magnetic south pole of the fourth ⁇ holding magnet 56 of the mounting recess facing 49th Also a respective reverse arrangement of the magnetic poles is possible.
  • Figures 6, 7 and 13 is also schematically illustrated ⁇ table that when manufactured compound, a parallel offset between the first magnetic axis AI of the first holding magnet 53 and the second magnetic axis A2 of the second holding magnet 54 remains.
  • This offset not only a magnetic attraction is generated parallel to the magnetic axes AI, A2, but also a magnetic force component Fx perpendicular to the magnetic axes AI, A2 and according to the x-direction of the Koordinatensys ⁇ tems K.
  • Magnetic force components in the x-direction are produced by a corresponding offset between the magnetic axes AI, A2 and A3, A4 of the associated holding magnets 53, 54 or 55, 56 when the connection between the holding device 25 and the counter-holding device 26 is established.
  • This can reduce the number of magnet pairs. In principle it may be sufficient vorzu a single magnet pair see ⁇ that a magnetic force having force components in all three directions x, y, z of the generated Cartesian coordinate system K. In the embodiment described here, such a magnetic force is achieved by the pair of magnets from the third holding magnet 55 and the fourth holding magnet 56.
  • the two holding magnets 55, 56 are attracted in the y direction and by the offset of the magnetic axes additional magnetic force components in the x and z directions are generated.
  • the additional existing pairs of magnets are vorgese ⁇ hen to obtain a sufficiently large magnetic force in all spatial directions ⁇ .
  • a fine adjustment of the magnetic force or the magnetic force components can be defined by the amount of the distance of the magnetic axes of a pair of magnets and / or the distance of the holding magnets of a common magnet pair parallel to the magnetic axes in the compound produced.
  • the fifth magnetic axis A5 and the axis A6 are six of magnet when connected coaxially aligned, ie they are congruent. It is therefore not necessarily necessary to arrange the two holding magnets of each magnet pair offset.
  • an offset of the fifth magnetic axis A5 and the sixth magnetic axis A6 could also be provided with the connection made, for example in the y-direction and / or in the x-direction.
  • the Messarming dressed 18 also has an electrical contact means 65 to make an electrical connection to the measuring arm 16 and in particular to the attachment portion 48 of the slide 16 to Kings ⁇ NEN.
  • This is particularly advantageous in the case of measuring arms 16 which have a data carrier 66 on which at least one information about the measuring arm 18 is stored.
  • the indication may be playing as used in ⁇ for identification of the measurement arm or measurement ⁇ armtyps. It is also possible to store technical data, for example the length of the measuring arm 18 (ie the distance between the axis of rotation D and the measuring element 17), the weight of the measuring arm, or the like.
  • the evaluation device 67 can then use the information to control the measuring system 15 as a function of the measuring arm 16 currently arranged on the measuring arm receiving device 18.
  • the evaluation device 67 may be part of a control device of the measuring system 15.
  • a MessarmMap 68 Adjacent to the mounting recess 59, wherein ⁇ game according to the second wall 51, a MessarmType 68 is present.
  • the MeßarmCount 68 is according to the example electrically connected to the data carrier 66.
  • the data carrier 66 is a chip, wherein the MeßarmFeature 68 is arranged in the form of a contact surface directly on the chip.
  • the contact device 65 of the measuring arm receiving device 18 has a contact part 69.
  • the contact part 69 may consist of a single integra ⁇ len electrically conductive part.
  • the contact part 69 is composed of several and example ⁇ according to two separate electrically conductive parts, namely a contact pin 70 and an electrically conductive and mechanically connected to the contact pin 70 contact sleeve 71 which surrounds the contact pin 70 coaxially to its longitudinal axis L (FIGS -11) and can be screwed onto the contact pin, for example.
  • the contact part 69 for example according to the contact ⁇ pin 70, protrudes partially through an opening 72 out of the receiving body 19, so that its free end 70a is disposed outside of the receiving body 19 and in ⁇ game according to the second reference surface 21 protrudes (Figu ⁇ ren 6, 10 and 11). With the free end 70a of the Needlesstif ⁇ tes 70 the contact part can reach 69 to the engagement with the measuring arm ⁇ contact 68 to near, ⁇ provide an electrical connection between the contact part 69 and the MessarmAuth 68th
  • the contact member 69 is movable between an inoperative position I ⁇ lung ( Figure 11) and a working position II ( Figure 10) is movable.
  • the adjoining the free end 70a end ⁇ section of the contact pin 70, the second reference surface 21 projects out of the receiving body 19 is longer in the rest position I than in the working position II.
  • the pretensioning force in the normal direction R he convincing biasing means 73 is formed in the embodiment by a spring contact 74.
  • the spring contact 74 has a spring contact sleeve 75, in which a spring contact pin 76 is slidably disposed in the normal direction R.
  • the spring contact pin 76 protrudes with an adjoining an outer En ⁇ en 77 portion of the spring contact sleeve 75 miles.
  • a Krafterzeu ⁇ restriction member is arranged, which generates the biasing force and the spring contact pin 76, for example in accordance with the biasing forces out ⁇ force from the spring contact sleeve 75 miles.
  • Force generating element is a Fe ⁇ derelement 78 in the embodiment.
  • the outer end 77 is configured, for example according to kugelseg- ment-shaped or hemispherical and defines a rotary or tumbling point for the contact member 69 and, for example in accordance with the contact pin 70, which is defined by the center ⁇ point of the ball segment.
  • the contact part 69 and, for example, the contact pin 70 is supported on the Federkon ⁇ clock pin 76 from.
  • the contact pin 70 has a koni ⁇ cal recess 79.
  • the spherical surface of the outer end of the spring contact pin 76 is therefore on an annular ⁇ shaped line about the longitudinal axis L of the contact pin 70 in the conical recess 79 on the contact pin 70 at.
  • the contact pin 70 and thus the contact member 69 are movable in all three rotational degrees of freedom about the defined by the spring contact pin 76 rotation or tumbling point, which is illustrated schematically in Figure 10 by the double arrow, the example of a tumbling T illustrate ⁇ light.
  • the longitudinal axis L inclines relative to the normal direction R to a common point of intersection between the longitudinal axis L and the normal direction ⁇ R representing the rotation or wobble point.
  • the contact part In the rest position I, the contact part is open urges ⁇ by the biasing force against a stop surface 83 69th
  • a stop surface 83 69th According to the example is the contact sleeve 71 against the impact area at ⁇ 63rd
  • the abutment surface 63 is formed as Ringflä ⁇ surface on a ring member 84, which is aligned with the fürbre ⁇ monitoring 72 or the opening 72 surrounds annularly on an inner mouth.
  • the ring member 84 does not necessarily have to be designed annular. Suffice it a through opening which is aligned with the aperture 72, so that the contact part 69 and, for example according to the Kon ⁇ clock pin 70 can protrude 72 through the through hole and the fürbre ⁇ monitoring.
  • the stop surface 83 on the ring member 84 is formed at ⁇ play according as the electrically conductive surface.
  • the ring member 84 as a board with a be formed electrically conductive surface on which the contact sleeve 71 rests in the rest position I.
  • the An ⁇ impact surface 83 is electrically connected to a reference potential.
  • the reference potential is, for example according to a Mas ⁇ sepotential GND.
  • the contact part 69 is electrically connected in the rest ⁇ position I to the ground potential GND.
  • a radially acting electrical spring contact could also be present, which rests in the rest position I on the contact part 69.
  • the electrical connection to the reference potential (ground potential GND) via the stop surface 83 is the preferred but not the only way to realize this electrical connection.
  • a contact part storage device 85 is provided, via which the contact part 69 is mounted.
  • the contact ⁇ teillager noise 85 is adapted to the contact ⁇ part 69 to allow the wobbling movement T and / or a movement transverse to the normal direction R.
  • the contact part storage device 85 allows tilting of the longitudinal axis L with respect to the normal direction R, as explained above.
  • the contact part storage device 85 has in the embodiment described here, a solid-state bearing 86.
  • the solid-state bearing 86 is preferably formed by a leaf spring 87, the structure is illustrated in particular in Figure 9.
  • the leaf spring 87 has a fastening transmission section 88, with which it is firmly connected to a support plate 89, for example according to a circuit board, for example ⁇ according by means of a screw connection.
  • the leaf spring 87 extends in the rest position I approximately in a plane which is aligned at right angles to the normal direction R and / or to the longitudinal axis L. In the normal direction R is compared to the biasing force of the biasing means 73 no or only a negligible ⁇ small force generated by the leaf spring 87.
  • the fixing portion 88 has a connecting portion 90, from which two arms 91 approximately at right angles to each other extend away in different directions and at ⁇ play invention.
  • On a the connecting portion 90 opposite the end of each of the arms 91 is fixed by a fastening screw 92 to ei ⁇ nem base 93rd
  • the base 93 are firmly connected to the carrier ⁇ plate 89.
  • the height of the base 93 starting from the support plate 89 is the same size.
  • the leaf spring 87 also has a coil spring portion 94, wherein the leaf spring spirally extends from an outer coil of decreasing radius and increasing curvature toward an inner coil 95.
  • the contact part 69 and, for example, Zvi ⁇ rule of the contact sleeve 71 and an end flange 70b of the contact pin 70 held clamped.
  • the contact sleeve can be screwed onto the pin 70 71, so that the inner winding 95 can be clamped by the screw connection axially between the contact ⁇ sleeve 71 and the end flange 70b.
  • the spiral spring section 94 is connected via at least one and, according to the example, a plurality of spring webs 96 to the fastening portion 88 and example according to the connection ⁇ area 90 connected.
  • the spring bars 96 are arranged in pairs in the embodiment, wherein the two spring bars 96 of a pair are separated by a slot and extend parallel to each other.
  • a middle pair of two spring bars 96 extends in approximately a straight line from the connecting portion 90 to the spiral spring portion 94.
  • On both sides of this central pair is a white ⁇ teres pair of two spring bars 96 is in each case arranged, each having an arcuately curved shape.
  • each spring bar 96 is connected to one of the turns in the coil spring portion 94, wherein a plurality of the spring bars 96 may also be connected to the same winding.
  • the leaf spring 87 is preferably in one piece, integrally formed without seam and joint. It can be separated out of a plate-shaped or foil-shaped output part by a separation process.
  • the contact part 69 is electrically connected to the evaluation device 67 in the embodiment both in the rest position I, as well as in the working position II. This is achieved, for example, by the fact that the Fe ⁇ derutton 74 is electrically connected via an electrical line 100 to the evaluation device 67.
  • the spring contact 76 is electrically conductive and is located on the contact ⁇ part 69, so that thereby an electrical connection between the contact part 69 and the line 100 and thus the evaluation device 67 consists.
  • the contact part 69 abuts on the contact arm contact 68 via the contact pin 70, so that there is an electrical connection between the evaluation device 67 and the measuring arm contact 68 and consequently the data carrier 66 (for example a chip).
  • the evaluation device 67 read in the working position II stored on the disk 66 information.
  • the contact part storage device 85 causes no exact guidance of the contact part 69 in normal direction ⁇ tion R, but rather a movement in at least one rotational or linear degree of freedom in addition to the movement in the normal direction R allows, the free end 70a of the contact pin 70th not always exactly at the same location on the Meßarmutton 68 created. Rather, when arranging the measuring arm 16 at the Meßarming- Device 18 causes a transverse or tumbling movement T of the contact part 69 and the free end 70 a can thereby ent ⁇ long the surface of the MeßarmWallets 68 slide until it ⁇ ne position occupies. This avoids that smaller dirt particles prevent reliable electrical contact between the contact part 69 and the Meßarmutton 68. Such contaminants are removed by the sliding movement between the free end 70a of the contact pin 70 and the Meßarmutton 68.
  • the evaluation device 67 can detect whether a measuring arm 16 is arranged on the measuring arm receiving device 18. If no measuring arm 16 is present, the contact part 69 is in the rest position I and is electrically connected to the reference potential and, for example, to the ground potential GND. In the deflected working position II, the connection to the ground potential GND is interrupted and the contact part abuts the measuring arm contact 68.
  • the Ausenseeinrich ⁇ tung 67 may indicate that a slide is arranged on the Messarma worn 18 16 and perform a readout of the information on the disk 66th
  • the reading of the information can for example be started automatically when the electric potential on the line 100 changes, making it (in this case ground potential GND) is no longer the dustspo ⁇ potential corresponds.
  • the data carrier 66 may be necessary to provide the data carrier 66 with a reference potential and, for example, the ground potential GND, so that it is electrically connected to the ground potential GND with a corresponding connection is.
  • This is for example achieved according to one or more bearings 31, 32, 33 of the bearing means 27 are connected to the ground potential GND, which is schematically ⁇ schematically illustrated in FIG. 8
  • the bearing pins 35 and / or the insert 37 and / or the conical bearing recess 33 forming conical insert are at least partially made of electrically conductive material.
  • the associated bearing projections 43 and the ball 44 of the abutment device 28 are also made of electrically conductive material.
  • an electrical connection between the respective bearing point 30, 31, 32 on the measuring arm receiving device 18 and the counter bearing point 40, 41, 42 on the measuring arm 16 is then also produced.
  • At least ei ⁇ ne counter bearing and preferably all abutment ⁇ Ask 40, 41, 42 may be electrically connected to a corresponding port on the disk 66.
  • the measuring system 15 is shown schematically in FIG.
  • the receiving body 19 is about the rotation axis D.
  • the rotary member 19a is in the embodiment via ei ⁇ ne ball guide unit 101 rotatably mounted about the rotation axis D ge ⁇ stores.
  • the ball guide unit 101 has an axle pin 102 which extends along the axis of rotation D.
  • Koaxi- al to the axle 102 is a ball guide sleeve 103 arranged ⁇ , having a plurality of ball mounts, in each of which a ball 104 is disposed.
  • the Kugelinate ⁇ tion sleeve 103 may therefore also be referred to as a ball cage.
  • To the ball guide unit 101 also includes ei ⁇ ne support sleeve 105 which is arranged coaxially around the ball guide sleeve 103.
  • the balls 104 allow Wälzla ⁇ delay of the support sleeve 105 on the axle pin 102nd
  • a rotor 106 of an electric motor 107 is attached on the support sleeve 105.
  • the stator 108 of the electric motor 107 is rotatably connected to the axle pin 102.
  • a housing 109 is also non-rotatably mounted on the axle pin 102.
  • the housing 109 and the Elektromo ⁇ gate 107 are arranged on different axial sides of the rotary member 19 a.
  • An electrical connection device 110 with a plurality of electrical connections 111 is arranged on the housing 109.
  • the electrical terminals 111 are therefore rotationally fixed relative to the axle pin 102. They are used for electrical contacting of the measuring system 15 in the measuring device 10.
  • the electrical connections 111 of the connection device 110 are electrically connected to winding terminals 113 for the rotor windings 114 of the rotor 106 and Messarmabilityan - Closures 115 electrically connected, which in turn are electrically connected to the contact part 69 or one or more of the bearing means 30, 31, 32 ( Figure 5).
  • the connecting device 112 is set up to allow a relative rotation of the parts rotatably mounted about the axle pin 102 and in particular of the rotor 106 and of the rotary part 19a or of the receiving body 19 with respect to the electrical connection device 110.
  • sliding or rolling elekt ⁇ cal contacts may be provided, for example via Bürs ⁇ tenuttone, as it is known from electric motors, Drehübertra ⁇ like or the like.
  • the connecting device 112 can also each have a spiral line connected to the electrical connection 111, which runs in egg ⁇ ner plane radially to the axis of rotation D and with its outer end ⁇ electrically with a terminal 111 and with its inner end with either a Winding terminal 113 or with a Meßarmabilityan gleich with the presseszei ⁇ chen 115 is electrically connected to Meßarmabilityan gleich.
  • the spiral lines are illustrated in FIG. 5 only in a highly schematized form.
  • the measuring system 15 also has a measuring device 120.
  • the measuring device 120 serves to detect the angular position of the Meßarmreancing worn 18 and the receiving body 19 about the axis of rotation D.
  • a scale portion 121 rotatably connected to the Meßarmreancing the rotary member 19a.
  • a detection unit can be connected to the housing 109 or another relative to the pivot pin 102 rotationally fixed component be located 122 vorzugswei ⁇ se cooperates without contact with the scale member 121, for example, optically or inductively.
  • the rotational movement can be detected by the detection unit 122 and the current rotation angle position can be detected.
  • the invention relates to a measuring arm receiving device 18 of a measuring system 15 for releasably arranging a measuring arm 16.
  • the measuring arm receiving device 18 can for this purpose have a holding device 25 which cooperates with a counter holding device 26 of the measuring arm 16.
  • both the holding device 25 and the counter-holding device 26 each have at least one holding magnet. Due to the fact that the magnetic axes of the two holding magnets are offset with respect to one another when the connection is made, a magnetic holding force is generated with a force component which extends transversely to the magnetic axes. Thus, a magnetic force with a vector in two or three spatial directions can be generated by a single pair of two holding magnets.
  • the Meßarmability worn 18 has an electrical contact portion 66 which is movable between a rest position I and a working position II. In the rest position I is the contact part with a
  • the electrical contact part with a measuring ⁇ arm contact 68 of the measuring arm 16 is electrically connected. over the contact part 69 can thus be clearly recognized as to whether a measuring arm 16 is arranged on the measuring arm receiving device 18 and, in addition, a data carrier of the measuring arm 16 electrically connected to the measuring arm contact can be read out.

Landscapes

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Messarmaufnahmeeinrichtung (18) eines Messsystems (15) zum lösbaren Anordnen eines Messarms (16). Die Messarmaufnahmeeinrichtung (18) kann hierfür eine Halteeinrichtung (25) aufweisen, die mit einer Gegenhalteeinrichtung (26) des Messarms (16) zusammenwirkt. Bei einer Ausführung weist sowohl die Halteeinrichtung (25), als auch die Gegenhalteeinrichtung (26) jeweils wenigstens einen Haltemagneten auf. Dadurch, dass die Magnetachsen der beiden Haltemagneten bei hergestellter Verbindung versetzt zueinander verlaufen, wird eine magnetische Haltekraft mit einer Kraftkomponente erzeugt, die quer zu den Magnetachsen ausgerichtet ist. Somit lässt sich durch ein einziges Paar von zwei Haltemagneten eine Magnetkraft mit einem Vektor in zwei oder drei Raumrichtungen erzeugen. Bei einer weiteren erfindungsgemäßen Ausgestaltung hat die Messarmaufnahmeeinrichtung (18) ein elektrisches Kontaktteil (66), das zwischen einer Ruhestellung (I) und einer Arbeitsstellung (II) bewegbar ist. In der Ruhestellung (I) ist das Kontaktteil mit einem elektrischen Bezugspotenzial verbunden und in der Arbeitsstellung (II) ist das elektrische Kontaktteil mit einem Messarmkontakt (68) des Messarms (16) elektrisch verbunden. Über das Kontaktteil (69) kann somit eindeutig erkannt werden, ob ein Messarm (16) an der Messarmaufnahmeeinrichtung (18) angeordnet ist und außerdem kann ein mit dem Messarmkontakt elektrisch verbundener Datenträger des Messarms (16) ausgelesen werden.

Description

Messarmaufnahmeeinrichtung eines MessSystems
[0001] Die Erfindung betrifft eine Messarmaufnahmeein- richtung eines Messsystems zum Anordnen eines Messarms an dem Messsystem. Bei dem Messsystem kann es sich beispielsweise um das Messsystem eines Tastschnittgerätes handeln. Das Messsystem kann beispielsweise dazu verwendet werden, Messwerte bei der Ermittlung einer Rauheit einer Oberflä¬ che, einer Geometrie oder eine Form eines Objekts zu erfas¬ sen. Das Messsystem hat einen Messarm, der schwenkbar gelagert ist und an seinem im Messsystem abgewandten freien Ende ein Messelement trägt. Bei dem Messelement kann es sich um ein berührungslos messendes Messelement oder um ein be¬ rührend bzw. taktil messendes Messelement handeln, bei¬ spielsweise eine Tastspitze, eine Tastkufe oder eine Tast¬ kugel. Bei der taktilen Messung wird der Messarm in Kontakt mit der Oberfläche des Objekts gebracht und lenkt den Mess¬ arm entsprechend der zu messenden Größe aus, wenn der Mess¬ arm bzw. das Messsystem relativ zum Objekt bewegt wird. Die Auslenkung beim Schwenken des Messarms wird durch das Messsystem erfasst und daraus kann ein Messwert für die zu be¬ stimmende Messgröße ermittelt werden.
[0002] Für unterschiedliche Messaufgaben kann es notwendig sein, das Messelement oder den Messarm auszutauschen. Hierfür muss das Messsystem eine geeignete Messarmaufnahme- einrichtung bereitstellen. Bei dem aus DE 44 37 033 AI bekannten Tastschnittgerät kann die Tastspitze, die zur Rau¬ heitsmessung verwendet wird, gegen ein Freitastsystem ausgetauscht werden, um die Welligkeit und die Formgestalt ei- nes Objekts zu messen. Ein Mikrotaster des Freitastsystems weist an seinem freien Ende eine Gleitkufe auf, die mittels einer Schraubverbindung angebracht ist. Zur Freitastung kann die Gleitkufe entfernt werden.
[0003] DE 196 17 023 Cl beschreibt ein Oberflächenmess- gerät, bei dem eine permanentmagnetische Kupplungseinrich¬ tung vorhanden ist, mit der ein Tastelement an dem Gerät angeordnet werden kann. An einer Wippe des Geräts sind de¬ finierte Lagerstellen vorhanden, wobei jeder Lagerstelle jeweils ein Permanentmagnet oder Permanentmagnetpaare zuge¬ ordnet ist. Durch das außermittige Wirken der Magnethalte¬ kräfte relativ zu den Lagerstellen können auch Momente zum Herstellen der Kopplung erzeugt werden.
[0004] DE 10 2004 048 095 AI beschreibt ein Tastschnitt¬ gerät mit einem Tastermagazin. Der Tastarm kann einen RFID- Chip aufweisen, dessen Daten ausgelesen werden können, um den Tastarm zu identifizieren. Über einen Haltemagneten kann der Tastarm werkzeuglos an einem Träger des Tastschnittgerätes angeordnet bzw. gelöst werden.
[0005] Eine Identifizierung eines Messelements, bei¬ spielsweise eines Messtasters, durch einen zweidimensiona¬ len Code (QR-Code) ist aus DE 20 2015 004 013 Ul bekannt.
[0006] Die Identifikation eines austauschbaren Tastkopfes mittels eines auslesbaren Chips ist ferner in DE 10 2004 048 095 AI beschrieben. Dort werden die Lagerstellen zwischen dem austauschbaren Tastkopf und einer Tastkopfaufnahme dazu verwendet, eine elektrisch leitende Verbindung mit dem Chip herzustellen und dadurch ein Auslesen zu ermöglichen. Die Lagerstellen dienen somit zur definierten statischen Lagerung und außerdem zur Herstellung einer elektrischen Verbindung.
[0007] Ausgehend davon ist es eine Aufgabe der vorlie¬ genden Erfindung, die Austauschbarkeit eines Messarms eines Messsystems zu verbessern.
[0008] Diese Aufgabe wird durch eine Messarmaufnahmeein- richtung nach Patentanspruch 1 sowie eine Anordnung aus einer Messarmaufnahmeeinrichtung und einem Messarm gemäß Anspruch 17 gelöst.
[0009] Bei einer erfindungsgemäßen Ausgestaltung einer Messarmaufnahmeeinrichtung eines Messsystems weist die Messarmaufnahmeeinrichtung eine Halteeinrichtung zum lösbaren mechanischen Anordnen eines Messarms auf. Die Messarmaufnahmeeinrichtung ist außerdem dazu eingerichtet, eine elektrische Verbindung zum Messarm herzustellen, insbesondere um auf einem Datenträger des Messarms gespeicherte Da¬ ten auslesen zu können. Die Messarmaufnahmeeinrichtung weist dazu zusätzlich und getrennt von einer Lageeinrichtung und/oder Lagerstellen für die statische Lagerung eine elektrische Kontakteinrichtung mit einem elektrischen Kontaktteil auf. Das Kontaktteil kann zwischen einer Ruhestel¬ lung und einer Arbeitsstellung bewegt werden, beispielsweise verschoben und/oder geschwenkt werden. Das Kontaktteil ist dazu eingerichtet, die Ruhestellung einzunehmen, wenn an der Halteeinrichtung kein Messarm angeordnet ist. Das Kontaktteil ist außerdem dazu eingerichtet, an einem an der Halteeinrichtung angeordneten Messarm anzuliegen, wenn dieser lösbar in der Halteeinrichtung angeordnet ist. In diesem Fall wird das Kontaktteil durch den Messarm in die Ar¬ beitsstellung gedrängt. [0010] In der Ruhestellung ist das Kontaktteil mit einem
Bezugspotenzial der Kontakteinrichtung verbunden. In der Arbeitsstellung wird eine elektrische Verbindung mit einem Messarmkontakt des Messarms hergestellt. Dadurch wird ein Auslesen von Daten auf einem Datenträger des Messarms über das elektrische Kontaktteil der Messarmaufnahmeeinrichtung ermöglicht .
[0011] Das Kontaktteil erfüllt somit zwei Funktionen: In der Ruhestellung ist es mit dem Bezugspotenzial verbunden. Dadurch kann mittels einer elektrischen Auswertung eindeutig erkannt werden, dass kein Messarm an der Halteeinrichtung angeordnet ist. In der Arbeitsstellung ist das Kontaktteil elektrisch mit einem Messarmkontakt des Messarms verbunden, so dass über eine Auswertung wenigstens eine technische Information des Messarms von einem am Messarm vorhandenen Datenträger ausgelesen werden kann. Über den Messkontakt kann somit eine elektrische Verbindung zum Aus¬ lesen von Informationen bzw. Daten zu einem in der Halteanordnung angeordneten Messarm hergestellt und gleichzeitig eindeutig erkannt werden, wenn kein Messarm in der Halteeinrichtung aufgenommen ist.
[0012] Es genügt eine einzige rein elektrische Kontakt¬ oder Verbindungsstelle zwischen der Messarmaufnahmeeinrichtung und dem Messarm. Durch die bewegliche Lagerung des Kontaktteils wird vermieden, dass das Kontaktteil die defi¬ nierte Lagerung des Messarms an der Messarmaufnahmeeinrichtung behindert.
[0013] In der Ruhestellung ist das Kontaktteil mit dem
Bezugspotenzial verbunden und in der Arbeitsstellung vom Bezugspotenzial elektrisch getrennt. Dadurch lässt sich eindeutig feststellen, ob ein Messarm an der Halteeinrichtung angeordnet ist oder nicht. Liegt das Kontaktteil am Messarmkontakt an, kann eine elektrisch leitende Verbindung zum Messarmkontakt für das Auslesen einer Identifikati¬ onsinformation, von technischen Daten bzw. sonstigen Informationen des Messarms genutzt werden. Das Messsystem kann dadurch automatisch erkennen, welcher Messarmtyp an der Halteeinrichtung angeordnet ist.
[0014] Es ist vorteilhaft, wenn das Kontaktteil in der Arbeitsstellung elektrisch mit einer elektrischen Leitung verbunden ist. Die Verbindung mit dieser elektrischen Leitung kann vorzugsweise auch in der Ruhestellung bestehen. Die elektrische Leitung kann beispielsweise mit einer Aus¬ werteeinrichtung verbunden sein, so dass die Auswerteeinrichtung über die elektrische Leitung feststellen kann, ob sich das Kontaktteil in der Ruhestellung oder der Arbeitsstellung befindet. Die Auswerteeinrichtung kann ferner dazu eingerichtet sein, in der Arbeitsstellung des Kontaktteils über die elektrische Verbindung mit dem Messarmkontakt we¬ nigstens eine Information von einem Datenträger des Messarms auszulesen.
[0015] Es ist vorteilhaft, wenn ein Vorspannmittel vor¬ handen ist. Das Vorspannmittel erzeugt eine Kraft , die das Kontaktteil in die Ruhestellung drängt. In der Ruhestellung liegt das Kontaktteil vorzugsweise an einer Anschlagfläche an. Zur Erzeugung der Vorspannkraft kann das Vorspannmittel einen elektrisch leitfähigen Federkontakt aufweisen.
[0016] Es ist außerdem bevorzugt, wenn die Anschlagflä¬ che zumindest teilweise elektrisch leitfähig ist. Die An- schlagfläche kann beispielsweise durch eine leitende Fläche auf einer Platine gebildet sein. Die Anschlagfläche ist be¬ vorzugt elektrisch mit dem Bezugspotenzial verbunden. Be¬ findet sich das Kontaktteil in der Ruhestellung, wird somit durch den mechanischen Kontakt des Kontaktteils mit der Anlagefläche gleichzeitig die elektrische Verbindung mit dem Bezugspotenzial hergestellt.
[0017] Das Kontaktteil wird bei einem bevorzugten Aus¬ führungsbeispiel zwischen der Ruhestellung und der Arbeits¬ stellung bewegt, die in einer Normalenrichtung mit Abstand zueinander angeordnet sind. Die Normalenrichtung ist vorzugsweise im Wesentlichen senkrecht zur Fläche eines Mess¬ armkontakts eines an der Halteeinrichtung angeordneten Messarms ausgerichtet und/oder im Wesentlichen senkrecht zur Fläche der Messarmaufnahmeeinrichtung, aus der das Kontaktteil in seiner Ruhestellung herausragt. Die Normalenrichtung kann dabei gegenüber der Fläche des Messarmkontakts und/oder der Fläche der Messarmaufnahmeeinrichtung einen rechten Winkel einnehmen oder um einen Betrag von bis zu 10° oder bis zu 20° vom rechten Winkel abweichen. Die Normalenrichtung kann beispielsweise parallel zu einer Längsachse des sich in der Ruhestellung befindenden Kontaktteils ausgerichtet sein.
[0018] Vorzugsweise ist das Kontaktteil mittels einer Kontaktteillagereinrichtung derart gelagert, dass es nicht nur in einem Freiheitsgrad in Normalenrichtung, sondern wenigstens in einem weiteren Freiheitsgrad bewegbar ist. Bei¬ spielsweise kann die Kontaktteillagereinrichtung dazu eingerichtet sein, dass das Kontaktteil gegenüber der Norma¬ lenrichtung neigbar und/oder schräg oder rechtwinklig zur Normalenrichtung verschiebbar gelagert ist. Dadurch, dass das Kontaktteil nicht exakt in Normalenrichtung geführt wird, kann ein Anliegen des Kontaktteils exakt am selben Punkt der Fläche eines Messarmkontakts eines an der Hal¬ teeinrichtung angeordneten Messarms vermieden werden. Vielmehr wird beim Einlegen und beim Entnehmen des Messarms zusätzlich eine Bewegungskomponente des Kontaktteils entlang der Fläche des Messarmkontakts ermöglicht. Es hat sich ge¬ zeigt, dass dadurch eventuell anhaftende Schmutzpartikel entfernt und die Zuverlässigkeit der elektrischen Kontak- tierung verbessert werden kann.
[0019] Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel weist die Kontaktteillagereinrichtung ein Festkörperlager zur Lagerung des Kontaktteils auf. Das Festkörperlager kann bei¬ spielsweise eine Blattfeder aufweisen, die das Kontaktteil trägt. Die Blattfeder kann bei einer bevorzugten Ausführungsform einen Spiralfederabschnitt aufweisen. Die Blatt¬ feder ist vorzugsweise derart ausgeführt, dass sie in Rich¬ tung der Vorspannkraft und entgegen der Vorspannkraft le¬ diglich eine gegenüber dem Betrag der Vorspannkraft vernachlässigbare Kraftkomponente erzeugt.
[0020] Die Halteeinrichtung weist eine Lagereinrichtung auf, die mehrere Lagervorsprünge und/oder Lagervertiefungen aufweisen kann. Die Lagervorsprünge bzw. Lagervertiefungen bilden jeweils eine Lagerstelle. Jeder Lagerstelle ist eine Gegenlagerstelle einer Gegenlagereinrichtung eines an der Messarmaufnahmeeinrichtung angeordneten Messarms zugeordnet, die durch einen Lagervorsprung bzw. eine Lagervertiefung gebildet sein kann. Die Lagereinrichtung mit Lagervorsprüngen bzw. Lagervertiefungen ist dazu eingerichtet, mit der Gegenlagereinrichtung zusammenzuarbeiten, um eine statisch eindeutig bestimmte Relativposition und Relativaus- richtung zwischen der Messarmaufnahmeeinrichtung und dem Messarm vorzugeben. Dadurch ist eine exakte Messung ermöglicht. Insbesondere definiert die Lagereinrichtung gemein¬ sam mit der Gegenlagereinrichtung eine Messebene, innerhalb der das Messelement bei einer Schwenkbewegung des Messarms bewegt werden kann.
[0021] Es ist außerdem bevorzugt, wenn eine oder mehrere vorhandene Lagervorsprünge und/oder Lagervertiefungen der Lagereinrichtung elektrisch leitfähig sind und jeweils mit einem Bezugspotenzial und vorzugsweise demselben Bezugspo¬ tenzial, mit dem das Kontaktteil in der Ruhestellung elektrisch verbunden ist, elektrisch verbunden sind. Das Bezugspotenzial ist vorzugsweise ein Massepotenzial. Über den wenigstens einen elektrisch leitfähigen Lagervorsprung und/oder die wenigstens eine elektrisch leitfähige Lager¬ vertiefung der Messarmaufnahmeeinrichtung kann das Bezugspotenzial einem Messarm zur Verfügung gestellt werden.
Hierfür hat der Messarm an seiner Gegenlagereinrichtung wenigstens einen zugeordneten elektrisch leitfähigen Lagervorsprung bzw. wenigstens eine zugeordnete elektrisch leit¬ fähige Lagervertiefung.
[0022] Die vorstehend erläuterten Merkmale und vorteil¬ hafte Ausführungen der Messarmaufnahmeeinrichtung und des Messarms können einzeln oder in Kombination mit einer nachfolgend beschriebenen Halteeinrichtung der Messarmaufnahmeeinrichtung bzw. Gegenhalteeinrichtung des Messarms verwendet werden. Die nachfolgend beschriebene Ausgestaltung der Halteeinrichtung und/oder Gegenhalteeinrichtung stellt zusätzlich oder alternativ zu der vorstehend beschriebenen Ausgestaltung der Messarmaufnahmeeinrichtung bzw. des Messarms eine Möglichkeit zur Verfügung, mit geringem Aufwand eine ausreichend große Haltekraft zwischen der Messarmauf- nahmeeinrichtung und dem Messarm zu erzeugen. Der geringe Aufwand ist insbesondere auch durch die funktionale Tren¬ nung von statischer Lagerung und Informationsübertragung erreicht. Das Herstellen und Lösen der Verbindung zwischen dem Messarm und der Messarmaufnahmeeinrichtung erfolgt werkzeuglos .
[0023] Die Messarmaufnahmeeinrichtung weist bei diesem zusätzlichen oder separaten Aspekt der Erfindung eine Halteeinrichtung und der Messarm eine Gegenhalteeinrichtung auf, die dazu eingerichtet sind, bei der Herstellung der Verbindung zwischen der Messarmaufnahmeeinrichtung und dem Messarm zusammenzuarbeiten. Die Halteeinrichtung hat hierfür einen ersten Haltemagneten. Die magnetischen Pole
(Nordpol und Südpol) des ersten Haltemagneten sind entlang einer ersten Magnetachse hintereinander angeordnet. Die Magnetachse kann beispielsweise eine Längsachse oder Mit¬ telachse durch den Schwerpunkt und/oder den geometrischen Mittelpunkt des Haltemagneten darstellen.
[0024] An der Gegenhalteeinrichtung ist ein zweiter Haltemagnet vorhanden, der bei der Herstellung der mechanischen Verbindung mit dem ersten Haltemagneten zusammenarbeitet. Die magnetischen Pole des zweiten Haltemagneten sind entlang einer zweiten Magnetachse hintereinander angeordnet. Ist die lösbare Verbindung zwischen dem Messarm und der Messarmaufnahmeeinrichtung bzw. der Halteeinrichtung und der Gegenhalteeinrichtung hergestellt, ist die erste Magnetachse nicht deckungsgleich mit der zweiten Magnetachse, d.h. die erste Magnetachse und die zweite Magnetachse sind nicht koaxial ausgerichtet. Die erste Magnetachse und die zweite Magnetachse sind versetzt zueinander und weisen vorzugsweise keinen Schnittpunkt auf. Die erste und die zweite Magnetachse können parallel zueinander oder geneigt zueinander ausgerichtet sein. Bei koaxial zueinander verlaufenden Magnetachsen ist verläuft die Magnetkraft aus¬ schließlich entlang bzw. parallel zu den Magnetachsen.
Durch das nicht koaxiale Ausrichten bzw. Anordnen der Magnetachsen hat die erzeugte Magnetkraft eine Kraftkomponen¬ te, die schräg oder rechtwinklig zu der ersten Magnetachse und/oder der zweiten Magnetachse verläuft. Auf diese Weise kann eine Magnetkraft mit einem Vektor erzeugt werden, der zwei oder drei Kraftkomponenten in unterschiedliche Raumrichtungen hat, wobei die Raumrichtungen bezogen sind auf ein kartesisches Koordinatensystem, das gegenüber der Messarmaufnahmeeinrichtung ortsfest ist. Es ist dadurch möglich, mit einem Paar aus einem Haltemagneten und einem Ge- genhaltemagneten eine Magnetkraft zu erzeugen, die den Messarm an der Messarmaufnahmeeinrichtung in alle Raumrichtungen des gegenüber der Messarmaufnahmeeinrichtung ortsfesten kartesischen Koordinatensystems ausreichend fixiert.
[0025] Bei einer bevorzugten Ausführungsform hat die Halteeinrichtung einen dritten Haltemagneten, dessen magnetische Pole entlang einer dritten Magnetachse hintereinander angeordnet sind. Die erste Magnetachse und die dritte Magnetachse sind unter einem Winkel geneigt zueinander, vorzugsweise rechtwinklig, ausgerichtet. Die Gegenhalteein¬ richtung weist einen vierten Haltemagneten auf, dessen magnetische Pole entlang einer vierten Magnetachse hinterei¬ nander angeordnet sind. Der vierte Haltemagnet arbeitet zur Herstellung der lösbaren Verbindung zwischen der Halteeinrichtung und der Gegenhalteeinrichtung mit dem dritten Haltemagneten zusammen. Bei hergestellter Verbindung zwischen der Gegenhalteeinrichtung und der Halteeinrichtung sind die dritte Magnetachse und die vierte Magnetachse nicht koaxial zueinander ausgerichtet, d.h. nicht deckungsgleich. Wie im Zusammenhang mit der ersten und der zweiten Magnetachse beschrieben, wird dadurch eine Magnetkraft erzeugt, die zwei oder drei Kraftkomponenten bezogen auf das kartesische Koordinatensystem hat, das relativ zur Messarmaufnahmeein- richtung ortsfest ist.
[0026] Es ist außerdem bevorzugt, wenn die erste Mag¬ netachse und die dritte Magnetachse rechtwinklig zueinander ausgerichtet sind und/oder wenn die zweite Magnetachse und die vierte Magnetachse rechtwinklig zueinander ausgerichtet sind. Bei dieser Ausführung können in alle Raumrichtungen ausreichend große Magnetkräfte erzeugt werden ohne ein wei¬ teres Magnetpaar zu benötigen, dessen Magnetachsen in dieser zusätzlichen dritten Raumrichtung ausgerichtet sind.
[0027] Es ist weiterhin von Vorteil, wenn die Halteeinrichtung einen fünften Haltemagneten aufweist, dessen magnetische Pole entlang einer fünften Magnetachse hinterei¬ nander angeordnet sind. Die fünfte Magnetachse ist parallel zu der ersten Magnetachse ausgerichtet. Entsprechend kann die Gegenhalteeinrichtung einen sechsten Haltemagneten aufweisen, dessen magnetische Pole entlang einer sechsten Magnetachse hintereinander angeordnet sind. Die sechste Mag¬ netachse ist bevorzugt parallel zu der zweiten Magnetachse ausgerichtet. Der erste Haltemagnet und der fünfte Hal¬ temagnet können an einer gemeinsamen Seite bzw. in einer gemeinsamen Fläche der Messarmaufnahmeeinrichtung bzw. der Halteeinrichtung angeordnet sein. Bevorzugt sind der erste Haltemagnet und der fünfte Haltemagnet in einer Messrich¬ tung, in der sich der Messarm während der Messung entlang des zu messenden Objekts bewegt, hintereinander angeordnet, beispielsweise entlang der Messebene, in der das Messele¬ ment durch die Schwenkbewegung des Messarms bewegt werden kann .
[0028] Es kann vorgesehen sein, dass sich der fünfte Haltemagnet und der zweite Haltemagnet abstoßen, so dass beim Einsetzen des Messarms eine anziehende Magnetkraft zwischen dem fünften und zweiten Haltemagneten vermieden wird und beispielsweise erst dann eine anziehende Magnet¬ kraft erzeugt wird, wenn der zweite Haltemagnet und der fünfte Haltemagnet aneinander vorbei bewegt wurden. Dadurch lässt sich das korrekte Herstellen der lösbaren Verbindung zwischen dem Messarm und der Messarmaufnahmeeinrichtung vereinfachen .
[0029] Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Patentansprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen. Nachfolgend werden bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung anhand der beigefügten Zeichnungen im Einzelnen erläutert. Es zeigen:
[0030] Figur 1 eine schematische perspektivische Ansicht eines Messgeräts mit einem Messsystem, wobei sich ein an dem Messsystem angeordneter Messarm in einer etwa horizontalen Lage befindet,
[0031] Figur 2 das Messgerät mit dem Messsystem aus Fi¬ gur 1, wobei sich der Messarm in einer etwa vertikalen Lage befindet,
[0032] Figur 3 eine schematische perspektivische Dar¬ stellung eines Ausführungsbeispiels eines Messsystems mit einer erfindungsgemäßen Messarmaufnahmeeinrichtung und ei- nem daran lösbar anbringbaren Messarm,
[0033] Figur 4 eine schematische, blockschaltbildähnliche teilgeschnittene Darstellung eines Ausführungsbeispiels eines Messsystems mit einer stark schematisch dargestellten Messarmaufnahmeeinrichtung,
[0034] Figur 5 einen Schaltplan, der schematisch die elektrische Verbindung zwischen einer elektrischen Anschlusseinrichtung und elektrischen Anschlüssen an einer relativ zur Anschlusseinrichtung drehbar gelagerten Baugruppe des Messsystems veranschaulicht,
[0035] Figur 6 eine perspektivische Darstellung der Messarmaufnahmeeinrichtung aus Figur 3,
[0036] Figur 7 eine perspektivische Darstellung eines Ausführungsbeispiels eines Abschnitts eines Messarms, der dazu eingerichtet ist, mit der Messarmaufnahmeeinrichtung aus Figur 6 verbunden zu werden,
[0037] Figur 8 eine schematische Darstellung der
elektrischen Verbindung einer Lagereinrichtung der Messarmaufnahmeeinrichtung mit einem Bezugspotenzial,
[0038] Figur 9 eine perspektivische Darstellung eines Ausführungsbeispiels einer Kontaktteillagereinrichtung zur Lagerung eines Kontaktteils der Messarmaufnahmeeinrichtung,
[0039] Figuren 10 und 11 jeweils eine schematische
Schnittdarstellung des Kontaktteils aus Figur 9 in unterschiedlichen Stellungen, und [0040] Figuren 12 und 13 jeweils eine stark schemati¬ sierte Prinzipdarstellung von Haltemagneten der Messarmauf- nahmeeinrichtung und Haltemagneten des Messarms in unterschiedlichen Relativlagen des Messarms und der Messarmauf- nahmeeinrichtung und
[0041] In den Figuren 1 und 2 ist ein Messgerät 10 veranschaulicht, das beispielsweise zur Messung der Oberflä¬ chenrauheit an einer Oberfläche 11 eines Werkstücks oder Objekts 12 verwendet werden kann. Mit einem solchen Messge¬ rät 10 lassen sich auch Geometrien oder Formabweichungen des Objekts 12 messen.
[0042] Das Messgerät 10 weist eine Vorschubachse 14 und ein Messsystem 15 mit einem Messarm 16 auf. Der Messarm hat ein freies Ende, an dem er ein Messelement 17, beispiels¬ weise ein Tastelement zum taktilen bzw. berührenden Messen des Objekts 12 trägt. An dem dem Messelement 17 entgegenge¬ setzten Ende ist der Messarm 16 an einer Messarmaufnahme¬ einrichtung 18 des Messsystems 15 aufgenommen bzw. gehalten. Die Messarmaufnahmeeinrichtung ist um eine Drehachse D drehbar bzw. schwenkbar gelagert.
[0043] Mittels der Vorschubachse 14 kann das Messsystem 15 mit einem daran angeordneten Messarm 16 während der Messung in eine Messrichtung bewegt werden, beispielsweise in eine horizontale Messrichtung Mx oder eine vertikale Mess¬ richtung Mz . Wenn das Messelement 17 in Kontakt mit der Oberfläche 11 des Objekts 12 steht und in der Messrichtung entlang der Oberfläche 11 des Objekts 12 bewegt wird, wird der Messarm 16 über das Messelement 17 abhängig von der Form, der Geometrie oder der Rauheit der Oberfläche 11 aus¬ gelenkt. Das Messsystem 15 ist dazu eingerichtet, die Schwenkstellung der Messarmaufnahmeeinrichtung 18 um die Drehachse D zu erfassen. Die Schwenkstellung wird beim tak- tilen Messen von dem Messarm 16 auf die Messarmaufnahmeeinrichtung 18 übertragen. Außerdem kann die Position des Messelements 17 in Messrichtung Mx, Mz über die Position der Vorschubachse 14 ermittelt werden. Die die Schwenkstellung und die jeweils zugehörige Position des Messelements 17 in Messrichtung beschreibenden Messwertpaare können zur Bestimmung der Rauheit der Oberfläche 11 oder der Form oder Geometrie des Objekts 12 verwendet werden.
[0044] Zwischen dem Messarm 16 und der Messarmaufnahmeeinrichtung 18 ist eine korrespondierende mechanische und elektrische Schnittstelle geschaffen, um den Messarm 16 vorzugsweise mechanisch mit der Messarmaufnahmeeinrichtung 18 zu verbinden oder davon zu trennen. Diese Verbindung ist beispielsgemäß werkzeuglos herstellbar und werkzeuglos lös¬ bar .
[0045] Die Messarmaufnahmeeinrichtung 18 weist einen Aufnahmekörper 19 auf, der über ein Drehteil 19a schwenkbar um die Drehachse D gelagert ist und in etwa radial von der Drehachse D weg ragt. Der Aufnahmekörper 19 kann integral mit dem Drehteil 19a ausgeführt oder mit diesem bewegungs¬ gekoppelt verbunden sein. Der Aufnahmekörper 19 hat beim Ausführungsbeispiel eine erste Bezugsfläche 20 oder erste Bezugsseite und eine vorzugsweise rechtwinklig zu der ers¬ ten Bezugsfläche 20 ausgerichtete zweite Bezugsfläche 21 oder zweite Bezugsseite. Bei dem hier veranschaulichten Ausführungsbeispiel ist die zweite Bezugsfläche 21 in einer Radialebene bezüglich der Drehachse D angeordnet. In Bezug auf ein kartesisches Koordinatensystem K, das ortsfest zu der Messarmaufnahmeeinrichtung 18 bzw. dem Aufnahmekörper 19 ist, erstreckt sich die zweite Bezugsfläche 21 in eine Ebene, die durch eine x-Richtung und eine z-Richtung des Koordinatensystems K aufgespannt wird. Die erste Bezugsflä¬ che 20 erstreckt sich zumindest mit einem hinteren Flächen¬ abschnitt 20a in einer Ebene, die durch die x-Richtung und y-Richtung des Koordinatensystems K aufgespannt wird. Ein weiterer, vorderer Flächenabschnitt 20b ist gegenüber dem hinteren Flächenabschnitt 20a der ersten Bezugsfläche 20 geneigt, verläuft dabei parallel zur y-Richtung.
[0046] Zur mechanischen Verbindung weist die Messarmauf- nahmeeinrichtung 18 eine Halteeinrichtung 25 auf, die zur Herstellung der lösbaren Verbindung mit einer Gegenhal- teeinrichtung 26 des Messarms 16 zusammenarbeitet. Zu der Halteeinrichtung 25 gehört eine Lagereinrichtung 27, die mit einer Gegenlagereinrichtung 28 des Messarms 16 zusammenarbeitet, um bei hergestellter Verbindung eine definierte Relativposition und Relativausrichtung zwischen dem Messarm 16 und der Messarmaufnahmeeinrichtung 18 vorzugeben. Die Lagereinrichtung 27 definiert beispielsgemäß eine erste Lagerstelle 30, eine zweite Lagerstelle 31 und eine dritte Lagerstelle 32, wobei jede Lagerstelle entweder un¬ mittelbar angrenzend an oder in der ersten Bezugsfläche 20 oder zweiten Bezugsfläche 21 angeordnet ist. Die erste La¬ gerstelle 30 ist durch eine sich konisch verjüngende Lager¬ vertiefung 33 gebildet. Die Lagervertiefung 33 verjüngt sich ausgehend von der ersten Bezugsfläche 20 und bei¬ spielsgemäß dem hinteren Flächenabschnitt 20a weg in das Innere des Aufnahmekörpers 19 hinein. Sie stellt eine zy¬ linderstumpfmantelförmige Lagerfläche für eine entsprechen¬ de Gegenlagerstelle der Gegenlagereinrichtung 28 bereit. Die Lagerfläche kann an einem in den Aufnahmekörper eingesetzten konischen Einsatzteil angeordnet sein. [0047] Die zweite Lagerstelle 31 ist beispielsgemäß durch eine nutförmige Lagervertiefung 34 gebildet. Die nut¬ förmige Lagervertiefung 34 ist beim Ausführungsbeispiel dadurch erzeugt, dass zwei Lagerstifte 35 unmittelbar be¬ nachbart zueinander angeordnet sind und zwischen den beiden Lagerstiften 35 die nutähnliche Lagervertiefung 34 begrenzen. Die beiden Lagerstifte 35 sind in einer entsprechenden Aussparung 36 des Aufnahmekörpers 19 angeordnet, die zur ersten Bezugsfläche 20 hin offen ist. Dadurch ist die nut¬ förmige Lagervertiefung 34 ebenfalls zur ersten Bezugsflä¬ che 20 hin offen. Beispielsgemäß befinden sich die Lagerstifte 35 und die Aussparung 36 im vorderen Bereich des Aufnahmekörpers 19 und grenzen an den vorderen Flächenab¬ schnitt 20b der ersten Bezugsfläche 20 an. Die Lagervertie¬ fung erstreckt sich beispielsgemäß in einer x-z-Ebene rechtwinkelig zur y-Richtung.
[0048] Die dritte Lagerstelle 32 ist an der zweiten Be¬ zugsfläche 21 ausgebildet und beim Ausführungsbeispiel durch eine vorzugsweise ebene Lagerfläche gebildet, die an einem Lagereinsatz 37 vorhanden ist. Die Lagerfläche ist beispielsgemäß in der x-z-Ebene ausgerichtet. Die Lagerflä¬ che des Lagereinsatzes 37 kann in derselben Ebene liegen, wie die zweite Bezugsfläche 21 bzw. geringfügig dazu ver¬ schoben sein.
[0049] Die Gegenlagereinrichtung 28 ist insbesondere in Figur 7 veranschaulicht. Sie weist eine erste Gegenlager¬ stelle 40, eine zweite Gegenlagerstelle 41 und eine dritte Gegenlagerstelle 42 auf. Die erste Gegenlagerstelle 41 ist dazu eingerichtet, mit der ersten Lagerstelle 30 zusammen¬ zuarbeiten. Die erste Gegenlagerstelle 41 weist einen La- gervorsprung 43 auf, der derart angepasst an die konische Lagervertiefung 33 ausgeführt ist, das ein Kontakt an zu¬ mindest drei Punkten und beispielsgemäß ein linienhafter Kontakt entlang einer geschlossenen Kreisbahn entsteht, wenn die Halteeinrichtung 25 mit der Gegenhalteeinrichtung 26 verbunden ist. Der Lagervorsprung 43 kann beispielsweise eine sphärische oder zumindest abschnittsweise sphärische Außenfläche aufweisen.
[0050] Beispielsgemäß ist die zweite Gegenlagerstelle 41 ebenfalls durch einen Lagervorsprung 43 gebildet, der identisch oder ähnlich aufgebaut ist, wie der Lagervorsprung 43 der ersten Gegenlagerstelle 40. Der Lagervorsprung 43 der zweiten Gegenlagerstelle 41 ist dazu eingerichtet, in die nutförmige Lagervertiefung 34 einzugreifen und mit den beiden Flanken der nutförmigen Lagervertiefung 34, die beispielsgemäß durch die Lagerstifte 35 gebildet sind, jeweils einen punktförmigen Kontakt herzustellen.
[0051] Die dritte Gegenlagerstelle 42 weist beim Ausfüh¬ rungsbeispiel eine Kugel 44 oder eine Kugelkalotte auf, die ebenfalls einen Lagervorsprung darstellt und zur Anlage mit der Lagerfläche des Lagereinsatzes 37 eingerichtet ist. Zwischen dem Lagervorsprung der dritten Gegenlagerstelle 42 und der Lagerfläche der dritten Lagerstelle 32 entsteht bei hergestellter Verbindung zwischen der Lagereinrichtung 27 und der Gegenlagereinrichtung 28 ein punktförmiger Kontakt. Anstelle einer Kugel 44 oder einer Kugelkalotte kann auch ein anderer konvex gekrümmter Lagervorsprung an der dritten Gegenlagerstelle 42 vorhanden sein.
[0052] Wenn die Lagereinrichtung 27 und die Gegenlagereinrichtung 28 miteinander in Verbindung stehen, greift der Lagervorsprung 43 der ersten Gegenlagerstelle 40 in die ko¬ nische Lagervertiefung 33 der ersten Lagerstelle 30 ein und definiert die Position zwischen Messarm 16 und der Messarmaufnahmeeinrichtung 18 in den drei Raumrichtungen x, y und z des Koordinatensystems K. Der Lagervorsprung 43 der zwei¬ ten Gegenlagerstelle 41 greift bei hergestellter Verbindung in die nutförmige Lagervertiefung 34 ein und gibt durch den Kontakt zwischen der zweiten Lagerstelle 31 und der zweiten Gegenlagerstelle 41 die Schwenkposition um die z-Richtung und die y-Richtung des Koordinatensystems K vor. Damit ver¬ bleibt nur noch ein einziger Freiheitsgrad, nämlich die Schwenkposition um die x-Richtung. Dieser Freiheitsgrad wird durch den Kontakt zwischen der dritten Lagerstelle 32 und der vierten Lagerstelle 42 definiert. Dadurch ist mit¬ tels der Lagereinrichtung 27 und der Gegenlagereinrichtung 28 eine statisch eindeutig bestimmte Relativlage (Position und Ausrichtung) zwischen der Messarmaufnahmeeinrichtung 18 und dem Messarm 16 erreicht.
[0053] Wie es in Figur 7 zu erkennen ist, weist der Messarm 16 an seinem dem Messelement 17 entgegengesetzten Ende einen Anbringungsabschnitt 48 auf. Der Anbringungsab¬ schnitt hat eine an zumindest drei Seiten offene Anbrin¬ gungsaussparung 49, in die der Aufnahmekörper 19 bei hergestellter Verbindung zwischen der Messarmaufnahmeeinrichtung 18 und dem Messarm 16 eingreift. Die Anbringungsaussparung
49 ist an einer Seite durch eine erste Wand 50 und an einer weiteren Seite durch eine zweite Wand 51 begrenzt. In der ersten Wand 50 sind die erste Gegenlagerstelle 40 und die zweite Gegenlagerstelle 41 angeordnet. Angepasst an die beiden Flächenabschnitte 20a und 20b, kann die erste Wand
50 zwei geneigt zueinander verlaufende Wandabschnitte auf¬ weisen. Die zweite Wand 51 verläuft im Wesentlichen recht- winklig zur ersten Wand 50. An der zweiten Wand 51 ist die dritte Gegenlagerstelle 42 angeordnet.
[0054] Es ist zu beachten, dass bei hergestellter Verbindung zwischen der Halteeinrichtung 25 und der Gegenhal- teeinrichtung 26 keine weiteren mechanischen Teile vorhanden sind, die der definierten Anlage zwischen der Lagereinrichtung 27 und der Gegenlagereinrichtung 28 entgegenstehen .
[0055] Die Halteeinrichtung 25 und/oder die Gegenhal- teeinrichtung 26 weisen außerdem Mittel auf, um eine Haltekraft zwischen der Messarmaufnahmeeinrichtung 18 und dem Messarm 16 zu erzeugen. Die Haltekraft wird derart erzeugt, dass die Lagereinrichtung 27 und die Gegenlagereinrichtung 28 während der Messung die definierte Relativlage aufrecht¬ erhalten. Bei dem hier beschriebenen Ausführungsbeispiel wird die Haltekraft durch wenigstens eine Magnetkraft er¬ zeugt .
[0056] Beispielsgemäß weist sowohl die Messarmaufnahme¬ einrichtung 18 als auch der Messarm 16 jeweils wenigstens einen Haltemagneten auf. Bei der bevorzugten Ausführungsform sind jeweils mehrere Haltemagnete an der Messarmauf- nahmeeinrichtung 18 und dem Messarm 16 vorhanden. Beim Ausführungsbeispiel sind drei Magnetpaare gebildet durch
- einen ersten Haltemagneten 53 und einen zweiten Haltemagneten 54;
- einen dritten Haltemagneten 55 und einen vierten Haltemagneten 56; - einen fünften Haltemagneten 57 und einen sechsten Haltemagneten 58.
[0057] Wie es in Figur 6, 12 und 13 veranschaulicht ist, ist der erste Haltemagnet 53 mit einer ersten Magnetachse AI unmittelbar angrenzend an die erste Bezugsfläche 20 des Aufnahmekörpers 19 angeordnet. Die erste Magnetachse AI entspricht beim Ausführungsbeispiel der Längsmittelachse des ersten Haltemagneten 53. Der erste Haltemagnet 53 hat beim Ausführungsbeispiel eine zylindrische und vorzugsweise eine zylindrische Gestalt mit kreisförmigem Querschnitt. Ein Nordpol N und ein Südpol S des ersten Haltemagneten 53 sind entlang der ersten Magnetachse AI hintereinander angeordnet. Die erste Magnetachse AI erstreckt sich beim Aus¬ führungsbeispiel in z-Richtung des Koordinatensystems K. Der erste Haltemagnet 53 ist zwischen der ersten Lagerstel¬ le 30 und der zweiten Lagerstelle 31 und dabei näher an der ersten Lagerstelle 30 angeordnet und grenzt beispielsgemäß an die erste Lagerstelle 30 bzw. den konischen Lagereinsatz an .
[0058] Ebenfalls zwischen der ersten Lagerstelle 30 und der zweiten Lagerstelle 31 ist angrenzend an die erste Be¬ zugsfläche 20 und beispielsgemäß angrenzend an den hinteren Flächenabschnitt 20a der fünfte Haltemagnet 57 angeordnet. Dessen fünfte Magnetachse A5 erstreckt sich beispielsgemäß parallel zur ersten Magnetachse AI. Der fünfte Haltemagnet 57 ist beim Ausführungsbeispiel identisch oder ähnlich zum ersten Haltemagneten 53 ausgeführt.
[0059] Der fünfte Haltemagnet 57 ist näher an der zwei¬ ten Lagerstelle 31 angeordnet als an der ersten Lagerstelle 30. [0060] Am Aufnahmekörper 19 befindet sich außerdem der dritte Haltemagnet 55, der unmittelbar angrenzend an die zweite Bezugsfläche 21 im Aufnahmekörper 19 angeordnet ist. Die dritte Magnetachse A3 des dritten Haltemagneten 55 er¬ streckt sich schräg und beispielsgemäß rechtwinklig zu der ersten Magnetachse AI und der fünften Magnetachse A5 und beim Ausführungsbeispiel in y-Richtung des Koordinatensys¬ tems K.
[0061] Jedem Haltemagneten 53, 55, 57, der am Aufnahmekörper 19 angeordnet ist, ist ein Haltemagnet 54, 56, 58 am Anbringungsabschnitt 48 des Messarms 16 zugeordnet. Bei¬ spielsgemäß sind der zweite Haltemagnet 54 und der sechste Haltemagnet 58 in der ersten Wand 50 benachbart zur Anbrin¬ gungsaussparung 49 angeordnet. Die zweite Magnetachse A2 des zweiten Haltemagneten 54 und die sechste Magnetachse A6 des sechsten Haltemagneten 58 erstrecken sich beim Ausführungsbeispiel parallel zueinander.
[0062] Der vierte Haltemagnet 56 ist in der zweiten Wand 51 des Anbringungsabschnitts 48 angeordnet. Die vierte Mag¬ netachse A4 erstreckt sich beispielsgemäß rechtwinklig zur Erstreckungsrichtung des Messarms 16 und mithin rechtwinklig zur Messrichtung Mx, Mz . Die zweite Magnetachse A2 und die vierte Magnetachse A4 erstrecken sich beispielsgemäß ebenfalls rechtwinklig zur Erstreckungsrichtung des Messarms 16. Die vierte Magnetachse A4 des vierten Haltemagne¬ ten 56 ist rechtwinklig zu der zweiten Magnetachse A2 und der sechsten Magnetachse A6 ausgerichtet. Bei hergestellter Verbindung zwischen dem Messarm 16 und der Messarmaufnahme- einrichtung 18 erstreckt sich die vierte Magnetachse A4 in y-Richtung des Koordinatensystems K und beispielsgemäß pa- rallel zur Drehachse D. Die zweite Magnetachse A2 und die sechste Magnetachse A6 sind bei hergestellter Verbindung in z-Richtung des Koordinatensystems K ausgerichtet.
[0063] Bei sämtlichen Magneten sind der jeweilige magne¬ tische Nordpol N und der jeweilige magnetische Südpol S entlang der betreffenden Magnetachse benachbart zueinander angeordnet. Sämtliche Haltemagnete haben beispielsgemäß ei¬ ne zylindrische Gestalt und vorzugsweise einen kreisförmi¬ gen Querschnitt. Die Magnetachsen entsprechen den jeweiligen Längsmittelachsen. Die magnetischen Nordpole N sind in den Figuren 12 und 13 mit Karoschraffur veranschaulicht. Die magnetischen Südpole S sind in Figuren 12 und 13 durch die nicht ausgefüllten weißen Flächen dargestellt.
[0064] Zur Erzeugung der Haltekraft arbeitet jeweils ein
Nordpol N eines Haltemagneten mit einem Südpol S eines je¬ weils anderen Haltemagneten eines gemeinsamen Magnetpaares zusammen. Durch die Anziehungskraft wird der Messarm 16 an der Messarmaufnahmeeinrichtung 18 bzw. dem Aufnahmekörper 19 gehalten.
[0065] Wie es in Figur 12 veranschaulicht ist, sind der erste Haltemagnet 53 und der fünfte Haltemagnet 57 in z- Richtung mit umgekehrter Anordnung der magnetischen Pole im Aufnahmekörper 19 angeordnet. Beispielsgemäß ist eine
Stirnfläche des Nordpols N des ersten Haltemagneten 53 be¬ nachbart zur ersten Bezugsfläche 20 angeordnet, während ei¬ ne Stirnfläche des Südpols S des fünften Haltemagneten be¬ nachbart zur ersten Bezugsfläche 20 angeordnet ist. Der dem ersten Haltemagneten 53 zugeordnete zweite Haltemagnet 54 am Anbringungsabschnitt 48 ist derart in der ersten Wand 50 angeordnet, dass der Südpol S der Aufnahmeaussparung 49 zu- geordnet ist, während beim sechsten Haltemagneten 58 der Nordpol N der Aufnahmeaussparung 49 zugewandt ist. In Ab¬ wandlung zu diesem Ausführungsbeispiel könnten sämtliche Haltemagnete 53, 54, 57, 58 jeweils in umgekehrter Ausrichtung der magnetischen Pole angeordnet sein.
[0066] Durch das sozusagen gegensinnige Anordnen des ersten Haltemagneten 53 und des fünften Haltemagneten 57 wird erreicht, dass beim Verbinden des Anbringungsab¬ schnitts 48 mit dem Aufnahmekörper 19 keine Anziehungskraft zwischen dem zweiten Haltemagneten 54 und dem fünften Haltemagneten 57 erzeugt wird, sondern im Gegenteil eine mag¬ netische Abstoßung zwischen den beiden gleichartigen magnetischen Polen, beispielsgemäß den Südpolen S, erzeugt wird. Die Abstoßung ist in Figur 12 durch die Doppelpfeile sche¬ matisiert dargestellt. Dadurch wird vermieden, dass bereits zwischen dem zweiten Haltemagneten 54 und dem fünften Haltemagneten 57 eine Anzugskraft auftritt und der Messarm 16 versehentlich in einer fehlerhaften Relativposition an der Messarmaufnahmeeinrichtung 18 angeordnet wird. Erst wenn der zweite Haltemagnet 54 in die Nähe des ersten Haltemag¬ neten 53 gelangt - wobei gleichzeitig auch der vierte Hal¬ temagnet 56 in die Nähe des dritten Haltemagneten 55 und der sechste Haltemagnet 58 in die Nähe des fünften Hal¬ temagneten 57 gelangt - wird die Haltekraft bzw. Magnet¬ kraft erzeugt, um die mechanische Verbindung herzustellen. Die exakte Ausrichtung wird dabei durch die Lagereinrichtung 27 und die Gegenlagereinrichtung 28 definiert, wie es vorstehend erläutert wurde. Bei hergestellter Verbindung sind die jeweils zugeordneten Haltemagneten eines Magnet¬ paares nicht unmittelbar in Anlage, sondern mit geringfügi¬ gem Abstand zueinander angeordnet, um die exakte Ausrich¬ tung durch die Lagereinrichtung 27 und die Gegenlagerein- richtung 28 nicht zu stören.
[0067] Die Anordnung der magnetischen Pole ist für den dritten Haltemagneten 55 und den vierten Haltemagneten 56 nicht explizit in den Figuren 12 und 13 veranschaulicht. Beispielsweise kann der magnetische Nordpol des dritten Haltemagneten 55 unmittelbar benachbart zur zweiten Bezugsfläche 21 angeordnet sein, wobei dann der magnetische Süd¬ pol des vierten Haltemagneten 56 der Anbringungsaussparung 49 zugewandt ist. Auch eine jeweils umgekehrte Anordnung der magnetischen Pole ist möglich.
[0068] In den Figuren 6, 7 und 13 ist außerdem schema¬ tisch veranschaulicht, dass bei hergestellter Verbindung ein Parallelversatz zwischen der ersten Magnetachse AI des ersten Haltemagneten 53 und der zweiten Magnetachse A2 des zweiten Haltemagneten 54 verbleibt. Durch diesen Versatz wird nicht nur eine magnetische Anziehungskraft parallel zu den Magnetachsen AI, A2 erzeugt, sondern zusätzlich eine Magnetkraftkomponente Fx rechtwinklig zu den Magnetachsen AI, A2 und beispielsgemäß in x-Richtung des Koordinatensys¬ tems K.
[0069] Außerdem besteht beispielsgemäß auch ein Paral¬ lelversatz zwischen der dritten Magnetachse A3 und der vierten Magnetachse A4. Die dritte Magnetachse A3 und die vierte Magnetachse A4 sind parallel zueinander und recht¬ winkelig zu der y-Richtung des Koordinatensystems K ver¬ setzt. Dadurch wird zwischen dem dritten Haltemagneten 55 und dem vierten Haltemagneten 56 nicht nur eine Anziehungskraft in y-Richtung, sondern zusätzlich auch eine Magnet- kraftkomponente Fx in x-Richtung und/oder eine Magnetkraft¬ komponente Fz in z-Richtung erzeugt, wobei diese beiden zu- sätzlichen Komponenten zusammen eine Magnetkraftkomponente Fxz ergeben (vergleiche insbesondere Figur 13) .
[0070] Bei dem hier beschriebenen Ausführungsbeispiel ist sind keine Haltemagneten vorhanden, deren Magnetachsen im Wesentlichen oder genau in x-Richtung verlaufen. Magnet- kraftkomponenten in x-Richtung werden dadurch erzeugt, dass bei hergestellter Verbindung zwischen der Halteeinrichtung 25 und der Gegenhalteeinrichtung 26 ein entsprechender Versatz zwischen den Magnetachsen AI, A2 und A3, A4 der einander zugeordneten Haltemagnete 53, 54 bzw. 55, 56 besteht. Dadurch kann die Anzahl der Magnetpaare reduziert werden. Prinzipiell kann es genügen, ein einziges Magnetpaar vorzu¬ sehen, das eine Magnetkraft mit Kraftkomponenten in alle drei Richtungen x, y, z des kartesischen Koordinatensystems K erzeugt. Bei dem hier geschilderten Ausführungsbeispiel wird eine solche Magnetkraft durch das Magnetpaar aus dem dritten Haltemagneten 55 und dem vierten Haltemagneten 56 erreicht. Die beiden Haltemagnete 55, 56 ziehen sich in y- Richtung an und durch den Versatz der Magnetachsen werden zusätzliche Magnetkraftkomponenten in x- und z-Richtung erzeugt. Die zusätzlich vorhandenen Magnetpaare sind vorgese¬ hen, um eine ausreichend große Magnetkraft in allen Raum¬ richtungen zu erhalten. Eine Feineinstellung der Magnetkraft bzw. der Magnetkraftkomponenten kann durch den Betrag des Abstandes der Magnetachsen eines Magnetpaares und/oder den Abstand der Haltemagnete eines gemeinsamen Magnetpaares parallel zu den Magnetachsen bei hergestellter Verbindung definiert werden.
[0071] Wie es insbesondere in Figur 13 ebenfalls veran¬ schaulicht ist, sind die fünfte Magnetachse A5 und die sechse Magnetachse A6 bei hergestellter Verbindung koaxial zueinander ausgerichtet, d. h. sie sind deckungsgleich. Es ist daher nicht notwendigerweise erforderlich, die beiden Haltemagneten jedes Magnetpaares versetzt anzuordnen. In Abwandlung zum veranschaulichten Ausführungsbeispiel könnte auch ein Versatz der fünften Magnetachse A5 und der sechsten Magnetachse A6 bei hergestellter Verbindung vorgesehen sein, beispielsweise in y-Richtung und/oder in x-Richtung.
[0072] Die Messarmaufnahmeeinrichtung 18 verfügt außerdem über eine elektrische Kontakteinrichtung 65, um eine elektrische Verbindung zum Messarm 16 und insbesondere zum Anbringungsabschnitt 48 des Messarms 16 herstellen zu kön¬ nen. Dies ist insbesondere bei Messarmen 16 vorteilhaft, die einen Datenträger 66 aufweisen, auf dem wenigstens eine Angabe zum Messarm 18 gespeichert ist. Die Angabe kann bei¬ spielsweise zur Identifikation des Messarms bzw. Mess¬ armtyps verwendet werden. Es können auch technische Daten abgespeichert sein, bspw. die Länge des Messarms 18 (d.h. der Abstand zwischen der Drehachse D und dem Messelement 17), das Gewicht des Messarms, oder ähnliches. Es ist je¬ doch ausreichend, eine Angabe zur Kennzeichnung des Mess¬ armtyps 18 auf dem Datenträger 66 zu speichern, und diese Information einer Auswerteeinrichtung 67 des Messsystems 15 zu übermitteln. Die Auswerteeinrichtung 67 kann dann die Informationen verwenden, um das Messsystem 15 abhängig von dem aktuell an der Messarmaufnahmeeinrichtung 18 angeordneten Messarm 16 zu steuern. Die Auswerteeinrichtung 67 kann Bestandteil einer Steuereinrichtung des Messsystems 15 sein .
[0073] Angrenzend an die Anbringungsaussparung 59, bei¬ spielsgemäß in der zweiten Wand 51, ist ein Messarmkontakt 68 vorhanden. Der Messarmkontakt 68 ist beispielsgemäß elektrisch mit dem Datenträger 66 verbunden. Bei dem hier beschriebenen Ausführungsbeispiel ist der Datenträger 66 ein Chip, wobei der Messarmkontakt 68 in Form einer Kontaktfläche unmittelbar am Chip angeordnet ist.
[0074] Um eine elektrische Verbindung mit dem Messarmkontakt 68 herstellen zu können, weist die Kontakteinrichtung 65 der Messarmaufnahmeeinrichtung 18 ein Kontaktteil 69 auf. Das Kontaktteil 69 kann aus einem einzigen integra¬ len elektrisch leitfähigen Teil bestehen. Beim Ausführungsbeispiel ist das Kontaktteil 69 aus mehreren und beispiels¬ gemäß zwei separaten elektrisch leitfähigen Teilen aufgebaut, nämlich einem Kontaktstift 70 und einer elektrisch leitend und mechanisch mit dem Kontaktstift 70 verbundenen Kontakthülse 71, die den Kontaktstift 70 koaxial zu seiner Längsachse L umschließt (Figuren 9-11) und z.B. auf den Kontaktstift geschraubt sein kann.
[0075] Das Kontaktteil 69, beispielsgemäß der Kontakt¬ stift 70, ragt teilweise durch eine Durchbrechung 72 aus dem Aufnahmekörper 19 heraus, so dass sein freies Ende 70a außerhalb des Aufnahmekörpers 19 angeordnet ist und bei¬ spielsgemäß über die zweite Bezugsfläche 21 vorsteht (Figu¬ ren 6, 10 und 11) . Mit dem freien Ende 70a des Kontaktstif¬ tes 70 kann das Kontaktteil 69 zur Anlage mit dem Messarm¬ kontakt 68 gelangen, um eine elektrische Verbindung zwischen dem Kontaktteil 69 und dem Messarmkontakt 68 herzu¬ stellen .
[0076] Das Kontaktteil 69 ist zwischen einer Ruhestel¬ lung I (Figur 11) und einer Arbeitsstellung II (Figur 10) bewegbar. Der sich an das freie Ende 70a anschließende End¬ abschnitt des Kontaktstifts 70, der über die zweite Bezugs- fläche 21 hinaus aus dem Aufnahmekörper 19 vorsteht, ist in der Ruhestellung I länger als in der Arbeitsstellung II.
[0077] An der dem freien Ende 70a entgegengesetzten Seite ist das Kontaktteil 69 durch ein Vorspannmittel mit ei¬ ner Vorspannkraft beaufschlagt, die in einer Normalenrich¬ tung R wirkt. In der Ruhestellung I, wenn auf das Kontaktteil 69 keine Kraft quer zu seiner Längsrichtung L einge¬ leitet wird, ist die Normalenrichtung R parallel zur Längs¬ achse L orientiert. Die Normalenrichtung R ist vorzugsweise rechtwinklig zur Fläche des Messarmkontakts 68 ausgerich¬ tet, wenn der Messarm 16 an der Messarmaufnahmeeinrichtung 18 angeordnet ist (Figur 10) .
[0078] Das die Vorspannkraft in Normalenrichtung R er¬ zeugende Vorspannmittel 73 ist beim Ausführungsbeispiel durch einen Federkontakt 74 gebildet. Der Federkontakt 74 hat eine Federkontakthülse 75, in der ein Federkontaktstift 76 in Normalenrichtung R verschiebbar angeordnet ist. Der Federkontaktstift 76 ragt mit einem sich an ein äußeres En¬ de 77 anschließenden Abschnitt aus der Federkontakthülse 75 heraus. In der Federkontakthülse 75 ist ein Krafterzeu¬ gungselement angeordnet, das die Vorspannkraft erzeugt und den Federkontaktstift 76 beispielsgemäß mit der Vorspann¬ kraft aus der Federkontakthülse 75 herausdrängt. Das
Krafterzeugungselement ist beim Ausführungsbeispiel ein Fe¬ derelement 78.
[0079] Das äußere Ende 77 ist beispielsgemäß kugelseg- mentförmig bzw. halbkugelförmig ausgeführt und definiert einen Dreh- oder Taumelpunkt für das Kontaktteil 69 und beispielsgemäß den Kontaktstift 70, der durch den Mittel¬ punkt des Kugelsegments definiert ist. An dem dem freien Ende 70a entgegengesetzten Ende stützt sich das Kontaktteil 69 und beispielsgemäß der Kontaktstift 70 an dem Federkon¬ taktstift 76 ab. Der Kontaktstift 70 hat hierfür eine koni¬ sche Ausnehmung 79. Die sphärische Fläche des äußeren Endes des Federkontaktstifts 76 liegt daher an einer kreisring¬ förmigen Linie um die Längsachse L des Kontaktstifts 70 in der konischen Ausnehmung 79 am Kontaktstift 70 an. Der Kontaktstift 70 und mithin das Kontaktteil 69 sind in allen drei rotativen Freiheitsgraden um den vom Federkontaktstift 76 definierten Dreh- bzw. Taumelpunkt bewegbar, was in Figur 10 schematisch durch den Doppelpfeil veranschaulicht ist, der eine Taumelbewegung T beispielhaft veranschau¬ licht. Bei dieser Taumelbewegung T neigt sich die Längsachse L gegenüber der Normalenrichtung R um einen gemeinsamen Schnittpunkt zwischen der Längsachse L und der Normalen¬ richtung R, der den Dreh- oder Taumelpunkt darstellt.
[0080] In der Ruhestellung I ist das Kontaktteil 69 durch die Vorspannkraft gegen eine Anschlagfläche 83 ge¬ drängt. Beispielsgemäß liegt die Kontakthülse 71 an der An¬ schlagfläche 63 an. Die Anschlagfläche 63 ist als Ringflä¬ che an einem Ringteil 84 ausgebildet, das mit der Durchbre¬ chung 72 fluchtet oder die Durchbrechung 72 an einer inneren Mündung ringförmig umschließt. Das Ringteil 84 muss nicht zwingend kreisringförmig ausgeführt sein. Es genügt eine Durchgangsöffnung, die mit der Durchbrechung 72 fluchtet, so dass das Kontaktteil 69 und beispielsgemäß der Kon¬ taktstift 70 durch die Durchgangsöffnung und die Durchbre¬ chung 72 hindurchragen kann.
[0081] Die Anschlagfläche 83 am Ringteil 84 ist bei¬ spielsgemäß als elektrisch leitfähige Fläche ausgebildet. Beispielsweise kann das Ringteil 84 als Platine mit einer elektrisch leitfähigen Fläche ausgebildet sein, an der die Kontakthülse 71 in der Ruhestellung I anliegt. Die An¬ schlagfläche 83 ist elektrisch mit einem Bezugspotential verbunden. Das Bezugspotential ist beispielsgemäß ein Mas¬ sepotential GND. Somit ist das Kontaktteil 69 in der Ruhe¬ stellung I mit dem Massepotential GND elektrisch verbunden.
[0082] Um das Kontaktteil 69 in der Ruhestellung I mit dem Bezugspotential und beispielsgemäß dem Massepotential GND elektrisch zu verbinden, könnte auch ein radial einwirkender elektrischer Federkontakt vorhanden sein, der in der Ruhestellung I am Kontaktteil 69 anliegt. Die elektrische Verbindung mit dem Bezugspotential (Massepotential GND) über die Anschlagfläche 83 ist die bevorzugte, aber nicht die einzige Möglichkeit, diese elektrische Verbindung zu realisieren.
[0083] Um das Kontaktteil 69 zu lagern, so dass der Fe¬ derkontaktstift 76 in Eingriff mit der konischen Ausnehmung 79 bleibt, ist eine Kontaktteillagereinrichtung 85 vorhanden, über die das Kontaktteil 69 gelagert ist. Die Kontakt¬ teillagereinrichtung 85 ist dazu eingerichtet, dem Kontakt¬ teil 69 die Taumelbewegung T und/oder eine Bewegung quer zur Normalenrichtung R zu ermöglichen. Beispielsgemäß erlaubt die Kontaktteillagereinrichtung 85 ein Neigen der Längsachse L gegenüber der Normalenrichtung R, wie vorstehend erläutert.
[0084] Die Kontaktteillagereinrichtung 85 hat bei dem hier beschriebenen Ausführungsbeispiel ein Festkörperlager 86. Das Festkörperlager 86 ist vorzugsweise durch eine Blattfeder 87 gebildet, deren Aufbau insbesondere in Figur 9 veranschaulicht ist. Die Blattfeder 87 hat einen Befesti- gungsabschnitt 88, mit dem sie fest mit einer Trägerplatte 89, beispielsgemäß einer Platine, verbunden ist, beispiels¬ gemäß mittels einer Schraubverbindung. Die Blattfeder 87 erstreckt sich in der Ruhestellung I in etwa in einer Ebene, die rechtwinklig zur Normalenrichtung R und/oder zur Längsachse L ausgerichtet ist. In Normalenrichtung R wird durch die Blattfeder 87 verglichen mit der Vorspannkraft des Vorspannmittels 73 keine bzw. lediglich eine vernach¬ lässigbar kleine Kraft erzeugt. Der Befestigungsabschnitt 88 weist einen Verbindungsbereich 90 auf, ausgehend von dem sich zwei Arme 91 in unterschiedliche Richtungen und bei¬ spielsgemäß etwa rechtwinklig zueinander weg erstrecken. An einem dem Verbindungsbereich 90 entgegengesetzten Ende ist jeder der Arme 91 über eine Befestigungsschraube 92 auf ei¬ nem Sockel 93 befestigt. Die Sockel 93 sind mit der Träger¬ platte 89 fest verbunden. Die Höhe der Sockel 93 ausgehend von der Trägerplatte 89 ist gleich groß.
[0085] Die Blattfeder 87 weist außerdem einen Spiralfederabschnitt 94 auf, wobei sich die Blattfeder spiralförmig von einer äußeren Windung mit abnehmendem Radius und zunehmender Krümmung zu einer inneren Windung 95 hin erstreckt. An der inneren Windung 95 ist der Spiralfederabschnitt 94 mit dem Kontaktteil 69 verbunden und beispielsweise zwi¬ schen der Kontakthülse 71 und einem Endflansch 70b des Kontaktstiftes 70 geklemmt gehalten. Beispielsweise kann die Kontakthülse 71 auf den Kontaktstift 70 aufgeschraubt sein, so dass die innere Windung 95 axial zwischen der Kontakt¬ hülse 71 und dem Endflansch 70b durch die Schraubverbindung eingeklemmt werden kann.
[0086] Der Spiralfederabschnitt 94 ist über wenigstens einen und beispielsgemäß mehrere Federstege 96 mit dem Be- festigungsabschnitt 88 und beispielsgemäß dem Verbindungs¬ bereich 90 verbunden. Die Federstege 96 sind beim Ausführungsbeispiel jeweils paarweise angeordnet, wobei die zwei Federstege 96 eines Paares durch einen Schlitz getrennt sind und sich parallel zueinander erstrecken. Ein mittleres Paar zweier Federstege 96 erstreckt sich in etwa geradlinig vom Verbindungsbereich 90 zum Spiralfederabschnitt 94. Auf beiden Seiten dieses mittleren Paares ist jeweils ein wei¬ teres Paar von zwei Federstegen 96 angeordnet, die jeweils einen bogenförmig gekrümmten Verlauf haben. Im mittleren Bereich zwischen dem Verbindungsabschnitt 90 und dem Spi¬ ralfederabschnitt 94 haben die beiden bogenförmigen Paare der Federstege 96 den größten Abstand voneinander und nä¬ hern sich ausgehend von diesem mittleren Bereich sowohl zum Verbindungsbereich 90 hin als auch zum Spiralfederabschnitt 94 hin aneinander an. Jeder Federsteg 96 ist mit einer der Windungen im Spiralfederabschnitt 94 verbunden, wobei mehrere der Federstege 96 auch mit derselben Windung verbunden sein können.
[0087] Die Blattfeder 87 ist vorzugsweise einstückig, integral ohne Naht- und Fügestelle ausgebildet. Sie kann durch ein Trennverfahren aus einem plattenförmigen oder fo- lienförmigen Ausgangsteil herausgetrennt werden.
[0088] Das Kontaktteil 69 ist beim Ausführungsbeispiel sowohl in der Ruhestellung I, als auch in der Arbeitsstellung II elektrisch mit der Auswerteeinrichtung 67 verbunden. Dies ist beispielsgemäß dadurch erreicht, dass der Fe¬ derkontakt 74 über eine elektrische Leitung 100 mit der Auswerteeinrichtung 67 elektrisch verbunden ist. Der Federkontakt 76 ist elektrisch leitfähig und liegt am Kontakt¬ teil 69 an, so dass dadurch eine elektrische Verbindung zwischen dem Kontaktteil 69 und der Leitung 100 und mithin der Auswerteeinrichtung 67 besteht.
[0089] Das Kontaktteil 69 wird bei hergestellter Verbin¬ dung zwischen der Halteeinrichtung 25 und der Gegenhal- teeinrichtung 26 aus seiner Ruhestellung I heraus in die Arbeitsstellung II bewegt. Das Bewegen in die Arbeitsstellung II erfolgt dadurch, dass der Messarmkontakt 78 am freien Ende 70a des Kontaktstiftes 70 anliegt und diesen gegen die Vorspannkraft des Vorspannmittels 73 und bei¬ spielsgemäß des Federkontakts 74 in die Arbeitsstellung II bewegt. In der Arbeitsstellung II wird die elektrische Verbindung zwischen dem Kontaktteil 69 und dem Bezugspotenzial, beispielsgemäß dem Massepotenzial GND, unterbrochen. Die Trennung dieser elektrischen Verbindung erfolgt beispielsgemäß dadurch, dass das Kontaktteil 69 von der An¬ schlagfläche 83 weg bewegt ist, wenn es sich in der Ar¬ beitsstellung II befindet (Figur 10) . Das Kontaktteil 69 liegt über den Kontaktstift 70 am Messarmkontakt 68 an, so dass eine elektrische Verbindung zwischen der Auswerteeinrichtung 67 und dem Messarmkontakt 68 und mithin dem Datenträger 66 (beispielsweise Chip) besteht. Somit kann die Auswerteeinrichtung 67 in der Arbeitsstellung II eine auf dem Datenträger 66 gespeicherte Information auslesen.
[0090] Dadurch, dass die Kontaktteillagereinrichtung 85 keine exakte Führung des Kontaktteils 69 in Normalenrich¬ tung R bewirkt, sondern vielmehr eine Bewegung in wenigstens einem rotatorischen bzw. linearen Freiheitsgrad zusätzlich zur Bewegung in Normalenrichtung R zulässt, wird das freie Ende 70a des Kontaktstifts 70 nicht immer exakt an dieselbe Stelle am Messarmkontakt 68 angelegt. Vielmehr wird beim Anordnen des Messarms 16 an der Messarmaufnahme- einrichtung 18 eine Quer- oder Taumelbewegung T des Kontaktteils 69 bewirkt und das freie Ende 70a kann dabei ent¬ lang der Fläche des Messarmkontakts 68 gleiten, bis es sei¬ ne endgültige Stellung einnimmt. Dadurch wird vermieden, dass kleinere Schmutzpartikel eine zuverlässige elektrische Kontaktierung zwischen dem Kontaktteil 69 und dem Messarmkontakt 68 verhindern. Solche Schmutzpartikel werden durch die gleitende Bewegung zwischen dem freien Ende 70a des Kontaktstifts 70 und dem Messarmkontakt 68 entfernt.
[0091] Die Auswerteeinrichtung 67 kann durch Auswerten des elektrischen Potenzials am Kontaktteil 69 bzw. der elektrischen Leitung 100 erkennen, ob ein Messarm 16 an der Messarmaufnahmeeinrichtung 18 angeordnet ist. Wenn kein Messarm 16 vorhanden ist, befindet sich das Kontaktteil 69 in der Ruhestellung I und ist mit dem Bezugspotenzial und beispielsgemäß dem Massepotenzial GND elektrisch verbunden. In der ausgelenkten Arbeitsstellung II ist die Verbindung zu dem Massepotenzial GND unterbrochen und das Kontaktteil liegt am Messarmkontakt 68 an. Wenn an der Leitung 100 kein Massepotenzial GND erkannt wird, kann die Auswerteeinrich¬ tung 67 darauf schließen, dass ein Messarm 16 an der Messarmaufnahmeeinrichtung 18 angeordnet ist und ein Auslesen der Information auf dem Datenträger 66 durchführen. Das Auslesen der Information kann beispielsweise automatisch gestartet werden, wenn sich das elektrische Potenzial an der Leitung 100 ändert, so dass es nicht mehr dem Bezugspo¬ tenzial (hier: Massepotenzial GND) entspricht.
[0092] Es kann erforderlich sein, dem Datenträger 66 ein Bezugspotenzial und beispielsgemäß das Massepotenzial GND bereitzustellen, so dass er mit einem entsprechenden An- schluss mit dem Massepotenzial GND elektrisch verbunden ist. Dies wird beispielsgemäß dadurch erreicht, dass eine oder mehrere Lagerstellen 31, 32, 33 der Lagereinrichtung 27 mit dem Massepotenzial GND verbunden werden, was schema¬ tisch in Figur 8 veranschaulicht ist. Vorzugsweise sind zu¬ mindest zwei oder alle drei Lagerstellen 31, 32, 33
elektrisch mit dem Massepotenzial GND verbunden. Hierfür sind die Lagerstifte 35 und/oder der Einsatz 37 und/oder ein die konische Lagervertiefung 33 bildender konischer Einsatz zumindest teilweise aus elektrisch leitfähigem Material hergestellt. Entsprechend bestehen die zugeordneten Lagervorsprünge 43 bzw. die Kugel 44 der Gegenlagereinrichtung 28 ebenfalls aus elektrisch leitfähigem Material. Bei hergestellter Verbindung wird dann auch eine elektrische Verbindung zwischen der betreffenden Lagerstelle 30, 31, 32 an der Messarmaufnahmeeinrichtung 18 und der Gegenlagerstelle 40, 41, 42 an dem Messarm 16 erzeugt. Wenigstens ei¬ ne Gegenlagerstelle und vorzugsweise sämtliche Gegenlager¬ stellen 40, 41, 42 können elektrisch mit einem entsprechenden Anschluss am Datenträger 66 verbunden sein. Dadurch, dass die elektrische Verbindung für das Bereitstellen des Bezugspotenzials über wenigstens zwei Lagerstellen und zu¬ geordnete Gegenlagerstellen erfolgt, ist eine Redundanz erreicht, so dass ein Fehler beim Bereitstellen des Bezugspotenzials mit hoher Wahrscheinlichkeit ausgeschlossen werden kann .
[0093] Das Messsystem 15 ist schematisch in Figur 4 gezeigt. Der Aufnahmekörper 19 ist um die Drehachse D
schwenkbar gelagert, beispielsgemäß mittels des Drehteils 19a. Das Drehteil 19a ist beim Ausführungsbeispiel über ei¬ ne Kugelführungseinheit 101 drehbar um die Drehachse D ge¬ lagert. Die Kugelführungseinheit 101 weist einen Achsstift 102 auf, der sich entlang der Drehachse D erstreckt. Koaxi- al um den Achsstift 102 ist eine Kugelführungshülse 103 an¬ geordnet, die eine Mehrzahl von Kugelaufnahmen aufweist, in der jeweils eine Kugel 104 angeordnet ist. Die Kugelfüh¬ rungshülse 103 kann daher auch als Kugelkäfig bezeichnet werden. Zu der Kugelführungseinheit 101 gehört außerdem ei¬ ne Trägerhülse 105, die koaxial um die Kugelführungshülse 103 angeordnet ist. Die Kugeln 104 ermöglichen eine Wälzla¬ gerung der Trägerhülse 105 auf dem Achsstift 102.
[0094] Auf der Trägerhülse 105 sitzt drehfest das Dreh¬ teil 19a. Außerdem ist drehfest mit der Trägerhülse 105 ein Rotor 106 eines Elektromotors 107 befestigt. Der Stator 108 des Elektromotors 107 ist drehfest mit dem Achsstift 102 verbunden .
[0095] An dem Achsstift 102 ist außerdem drehfest ein Gehäuse 109 angeordnet. Das Gehäuse 109 und der Elektromo¬ tor 107 sind auf unterschiedlichen axialen Seiten des Drehteils 19a angeordnet.
[0096] An dem Gehäuse 109 ist eine elektrische An¬ schlusseinrichtung 110 mit mehreren elektrischen Anschlüssen 111 angeordnet. Die elektrischen Anschlüssen 111 sind daher drehfest relativ zum Achsstift 102. Sie dienen zur elektrischen Kontaktierung des Messsystems 15 im Messgerät 10. Über eine elektrische Verbindungseinrichtung 112 sind die elektrischen Anschlüsse 111 der Anschlusseinrichtung 110 elektrisch mit Wicklungsanschlüssen 113 für die Rotorwicklungen 114 des Rotors 106 sowie Messarmaufnahmean- schlüssen 115 elektrisch verbunden, die wiederum elektrisch mit dem Kontaktteil 69 oder einer oder mehrerer der Lagereinrichtungen 30, 31, 32 verbunden sind (Figur 5) . [0097] Die Verbindungseinrichtung 112 ist dazu eingerichtet, eine Relativdrehung der drehend um den Achsstift 102 gelagerten Teile und insbesondere des Rotors 106 und des Drehteils 19a bzw. des Aufnahmekörpers 19 gegenüber der elektrischen Anschlusseinrichtung 110 zu ermöglichen. Hierfür können beispielsweise gleitende oder abwälzende elekt¬ rische Kontakte vorgesehen sein, beispielsweise über Bürs¬ tenkontakte, wie es von elektrischen Motoren, Drehübertra¬ gern oder dergleichen bekannt ist. Die Verbindungseinrichtung 112 kann auch jeweils eine mit dem elektrischen An- schluss 111 verbundene Spiralleitung aufweisen, die in ei¬ ner Ebene radial zur Drehachse D verläuft und mit ihrem äu¬ ßeren Ende elektrisch mit einem Anschluss 111 und mit ihrem inneren Ende mit entweder mit einem Wicklungsanschluss 113 oder mit einem Messarmaufnahmeanschluss mit dem Bezugszei¬ chen 115 nach Messarmaufnahmeanschluss elektrisch verbunden ist. Die Spiralleitungen sind in Figur 5 lediglich stark schematisiert veranschaulicht.
[0098] Das Messsystem 15 weist außerdem eine Messeinrichtung 120 auf. Die Messeinrichtung 120 dient dazu, die Drehwinkelstellung der Messarmaufnahmeeinrichtung 18 bzw. des Aufnahmekörpers 19 um die Drehachse D zu erfassen. Bei¬ spielsweise kann hierfür ein Skalenteil 121 drehfest mit der Messarmaufnahmeeinrichtung 18 und beispielsgemäß dem Drehteil 19a verbunden sein. An dem Gehäuse 109 oder einem anderen gegenüber dem Achsstift 102 drehfesten Bauteil kann eine Erfassungseinheit 122 angeordnet sein, die vorzugswei¬ se berührungslos mit dem Skalenteil 121 zusammenarbeitet, beispielsweise optisch oder induktiv. Bei einer Drehung des Skalenteils 121 um die Drehachse D kann die Drehbewegung durch die Erfassungseinheit 122 erfasst und die aktuelle Drehwinkelstellung erkannt werden. [0099] Zur Messung der Rauheit, der Geometrie oder der
Form des Objekts 12 wird das Messsystem 15 mit Hilfe der Vorschubachse 14 in die betreffende Messrichtung Mx, Mz be¬ wegt. Bei dieser Bewegung wird die aktuelle Drehwinkelstel¬ lung des Messarms 16 sowie die Position des Messsystems 15 und mithin des Messelements 17 in Messrichtung Mx bzw. Mz ermittelt. Aus den Messwerten für die Schwenkwinkelstellung und der jeweils zugeordneten Position in Messrichtung kann dann die Rauheit, die Form oder die Geometrie des Objekts 12 ermittelt werden.
[0100] Die Erfindung betrifft eine Messarmaufnahmeein- richtung 18 eines Messsystems 15 zum lösbaren Anordnen eines Messarms 16. Die Messarmaufnahmeeinrichtung 18 kann hierfür eine Halteeinrichtung 25 aufweisen, die mit einer Gegenhalteeinrichtung 26 des Messarms 16 zusammenwirkt. Bei einer Ausführung weist sowohl die Halteeinrichtung 25, als auch die Gegenhalteeinrichtung 26 jeweils wenigstens einen Haltemagneten auf. Dadurch, dass die Magnetachsen der beiden Haltemagneten bei hergestellter Verbindung versetzt zueinander verlaufen, wird eine magnetische Haltekraft mit einer Kraftkomponente erzeugt, die quer zu den Magnetachsen verläuft. Somit lässt sich durch ein einziges Paar von zwei Haltemagneten eine Magnetkraft mit einem Vektor in zwei o- der drei Raumrichtungen erzeugen. Bei einer weiteren erfindungsgemäßen Ausgestaltung hat die Messarmaufnahmeeinrichtung 18 ein elektrisches Kontaktteil 66, das zwischen einer Ruhestellung I und einer Arbeitsstellung II bewegbar ist. In der Ruhestellung I ist das Kontaktteil mit einem
elektrischen Bezugspotenzial verbunden und in der Arbeits¬ stellung II ist das elektrische Kontaktteil mit einem Mess¬ armkontakt 68 des Messarms 16 elektrisch verbunden. Über das Kontaktteil 69 kann somit eindeutig erkannt werden, ob ein Messarm 16 an der Messarmaufnahmeeinrichtung 18 angeordnet ist und außerdem kann ein mit dem Messarmkontakt elektrisch verbundener Datenträger des Messarms 16 ausgelesen werden.
Bezugs zeichenliste :
10 Messgerät
11 Oberfläche
12 Objekt
14 Vorschubachse
15 Messsystem
16 Messarm
17 Messelement
18 Messarmaufnahmeeinrichtung
19 Aufnahmekörper
19a Drehteil
20 erste Bezugsfläche
20a hinterer Flächenabschnitt der ersten Bezugsfläche
20b vorderer Flächenabschnitt der ersten Bezugsfläche
21 zweite Bezugsfläche
25 Halteeinrichtung
26 Gegenhalteeinrichtung
27 Lagereinrichtung
28 Gegenlagereinrichtung
30 erste Lagerstelle
31 zweite Lagerstelle
32 dritte Lagerstelle
33 konische Lagervertiefung
34 nutförmige Lagervertiefung
35 Lagerstift
36 Aussparung
37 Lagereinsatz erste Gegenlagerstelle zweite Gegenlagerstelle dritte Gegenlagerstelle Lagervorsprung
Kugel Anbringungsabschnitt
Anbringungsaussparung erste Wand
zweite Wand erster Haltemagnet
zweiter Haltemagnet
dritter Haltemagnet
vierter Haltemagnet
fünfter Haltemagnet
sechster Haltemagnet Kontakteinrichtung
Datenträger
Auswerteeinrichtung
Messarmkontakt
Kontaktteil
Kontaktstift
a freies Ende des Kontaktstiftb Endflansch
Kontakthülse
Durchbrechung
Vorspannmittel
Federkontakt
Federkontakthülse
Federkontaktstift 77 äußeres Ende des Federkontaktstifts
78 Federelement
79 konische Ausnehmung
83 Anschlagfläche
84 Ringteil
85 Kontaktteillagereinrichtung
86 Festkörperlager
87 Blattfeder
88 Befestigungsabschnitt
89 Trägerplatte
90 Verbindungsbereich
91 Arm
92 Befestigungsschraube
93 Sockel
94 Spiralfederabschnitt
95 innere Windung
96 Federsteg
100 elektrische Leitung
101 Kugelführungseinheit
102 Achsstift
103 Kugelführungshülse
104 Kugel
105 Trägerhülse
106 Rotor
107 Elektromotor
108 Stator
109 Gehäuse
110 elektrische Anschlusseinrichtung
111 elektrischer Anschluss
112 Verbindungseinrichtung 113 Wicklungsanschluss
114 Rotorwicklung
115 Messarmaufnahmeanschluss
120 Messeinrichtung
121 Skalenteil
122 Erfassungseinheit
I Ruhestellung
II Arbeitsstellung
AI erste Magnetachse
A2 zweite Magnetachse
A3 dritte Magnetachse
A4 vierte Magnetachse
A5 fünfte Magnetachse
A6 sechste Magnetachse
D Drehachse
Fx Magnetkraftkomponente in der x-Richtung
Fxz Magnetkraftkomponente in der x-z-Ebene
Fz Magnetkraftkomponente in der z-Richtung
GND Massepotenzial
K Koordinatensystem
L Längsachse des Kontaktstifts
Mx horizontale Messrichtung
Mz vertikale Messrichtung
N Nordpol
R Normalenrichtung
S Südpol
T Taumelbewegung
x x-Richtung y y-Richtung z z-Richtung

Claims

Patentansprüche :
1. Messarmaufnahmeeinrichtung (18) eines Messsystems (15) zum Anordnen eines Messarms (16), mit einer Halteeinrichtung (25) zur lösbaren mechanischen Anordnen eines Messarms (16), mit einer elektrischen Kontakteinrichtung (65), die ein elektrisches Kontaktteil (66) aufweist, das zwischen einer Ruhestellung (I) und einer Arbeitsstellung (II) bewegbar ist, wobei das Kontaktteil (69) dazu einge¬ richtet ist, die Ruhestellung (I) einzunehmen, wenn an der Halteeinrichtung (25) kein Messarm (16) angeordnet ist, und wobei das Kontaktteil (69) dazu eingerichtet ist, an einem an der Halteeinrichtung (25) angeordneten Messarm (16) anzuliegen und dadurch die Arbeitsstellung (II) einzunehmen, wobei das Kontaktteil (69) in der Ruhestellung (I) elektrisch mit einem Bezugspotenzial (GND) der Kontakteinrichtung (65) verbunden ist und in der Arbeitsstellung (II) von dem elektrischen Bezugspotenzial
(GND) getrennt ist, und wobei das Kontaktteil (69) au¬ ßerdem dazu eingerichtet ist, in der Arbeitsstellung
(II) eine elektrische Verbindung mit einem Messarmkontakt (68) des Messarms (16) herzustellen.
2. Messarmaufnahmeeinrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass das Kontaktteil (69) in der Arbeitsstellung (II) elektrisch mit einer elektrischen Leitung (100) verbunden ist.
3. Messarmaufnahmeeinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Kontaktteil (69) in der Ruhestellung (I) elektrisch mit der elektrischen Leitung (100) verbunden ist.
4. Messarmaufnahmeeinrichtung nach Anspruch 2 oder 3,
dadurch gekennzeichnet, dass die elektrische Leitung (100) elektrisch mit einer Auswerteeinrichtung (67) verbunden ist.
5. Messarmaufnahmeeinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass ein Vorspannmittel (73) eine Vorspannkraft erzeugt, die das Kontaktteil (69) in der Ruhestellung (I) gegen eine Anschlagfläche (83) drückt .
6. Messarmaufnahmeeinrichtung nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet, dass das Vorspannmittel (73) einen elektrisch leitfähigen Federkontakt (74) aufweist.
7. Messarmaufnahmeeinrichtung nach Anspruch 5 oder 6,
dadurch gekennzeichnet, dass die Anschlagfläche (83) zumindest teilweise elektrisch leitfähig ist und elektrisch mit dem Bezugspotenzial (GND) verbunden ist.
8. Messarmaufnahmeeinrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 7 ,
dadurch gekennzeichnet, dass das Vorspannmittel (73) in der Arbeitsstellung (II) des Kontaktteils (69) eine ge¬ genüber Haltekräften der Halteeinrichtung (25) zum lösbaren mechanischen Anordnen des Messarms (16) vernach- lässigbare Kraft zwischen dem Kontaktteil (69) auf dem Messarm (16) erzeugt.
9. Messarmaufnahmeeinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass das Kontaktteil (69) in einer Normalenrichtung (R) zwischen der Ruhestellung
(I) und der Arbeitsstellung (II) bewegbar gelagert ist, wobei die Normalenrichtung (R) senkrecht zur Fläche ei¬ nes Messarmkontakts (68) eines an der Halteeinrichtung
(25) angeordneten Messarms (16) ausgerichtet ist.
10. Messarmaufnahmeeinrichtung nach Anspruch 9,
dadurch gekennzeichnet, dass das Kontaktteil (69) mit¬ tels einer Kontaktteillagereinrichtung (85) zusätzlich zu der Bewegung in Normalenrichtung (R) in wenigstens einem weiteren Freiheitsgrad rotatorisch und/oder verschiebbar gelagert ist.
11. Messarmaufnahmeeinrichtung nach Anspruch 10,
dadurch gekennzeichnet, dass das Kontaktteil (69) mit¬ tels der Kontaktteillagereinrichtung (85) gegenüber einer Normalenrichtung (R) neigbar und/oder quer zur Normalenrichtung (R) verschiebbar gelagert ist.
12. Messarmaufnahmeeinrichtung nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontaktteillagereinrichtung (85) ein Festkörperlager (86) aufweist.
13. Messarmaufnahmeeinrichtung nach Anspruch 12,
dadurch gekennzeichnet, dass das Festkörperlager (86) eine Blattfeder (87) mit einem Spiralfederabschnitt (94) aufweist, wobei die Blattfeder das Kontaktteil (69) trägt.
14. Messarmaufnahmeeinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass die Halteeinrichtung (25) eine Lagereinrichtung (27) mit wenigstens einem Lagervorsprung und/oder wenigstens einer Lagervertiefung (33, 34) aufweist, die dazu eingerichtet ist, mit einer Gegenlagereinrichtung (28) eines an der Messarmaufnahmeeinrichtung (18) angeordneten Messarms (16) zusammenzuwirken, um eine statisch eindeutig bestimmte Relativposition und Relativausrichtung vorzugeben.
15. Messarmaufnahmeeinrichtung nach Anspruch 14,
dadurch gekennzeichnet, dass ein oder mehrere der vor¬ handenen Lagervorsprünge und/oder Lagervertiefungen (33, 34) der Lagereinrichtung (27) elektrisch leitfähig sind und jeweils mit einem Bezugspotenzial (GND) elektrisch verbunden sind.
16. Anordnung aufweisend die Messarmaufnahmeeinrichtung
(18) nach einem der vorhergehenden Ansprüche und einen Messarm (16) mit einer Gegenhalteeinrichtung (26), die dazu eingerichtet ist, mit der Halteeinrichtung (25) der Messarmaufnahmeeinrichtung (18) zum Anordnen des Messarms (16) an der Messarmaufnahmeeinrichtung (18) zusammenzuarbeiten, und wobei der Messarm (16) einen Messarmkontakt (68) aufweist.
17. Anordnung nach Anspruch 16,
dadurch gekennzeichnet, dass der Messarmkontakt (68) elektrisch mit einem Datenträger (66) des Messarms (16) verbunden ist, auf dem wenigstens eine Angabe zum Mess¬ arm (16) gespeichert ist.
18. Anordnung aufweisend eine Messarmaufnahmeeinrichtung (18) eines Messsystems (15) und einen Messarm (16), wobei die Messarmaufnahmeeinrichtung (18) eine Halteeinrichtung (25) und der Messarm (16) eine Gegenhal- teeinrichtung (26) aufweist, die zum Zusammenwirken eingerichtet sind, um den Messarm (16) lösbar an der Messarmaufnahmeeinrichtung (18) anzuordnen, wobei die Halteeinrichtung (25) einen ersten Haltemagneten (53) aufweist, dessen magnetische Pole (N, S) entlang einer ersten Magnetachse (AI) hintereinander angeordnet sind, wobei die Gegenhalteeinrichtung (26) einen dem ersten Haltemagneten (53) zugeordneten zweiten Haltemagneten (54) aufweist, dessen magnetische Pole (N, S) entlang einer zweiten Magnetachse (A2) hintereinander angeordnet sind, und wobei die erste Magnetachse (AI) und die zweite Magnetachse (A2) nicht koaxial zueinander ausgerichtet sind, wenn die Gegenhalteeinrichtung (26) mit der Halteeinrichtung (25) verbunden ist.
19. Anordnung nach Anspruch 18,
dadurch gekennzeichnet, dass die Halteeinrichtung (25) einen dritten Haltemagneten (55) aufweist, dessen magnetische Pole (N, S) entlang einer dritten Magnetachse (A3) hintereinander angeordnet sind, wobei die erste Magnetachse (AI) und die dritte Magnetachse (A3) zuei¬ nander geneigt verlaufen, dass die Gegenhalteeinrich- tung (26) einen dem dritten Haltemagneten (55) zugeordneten vierten Haltemagneten (56) aufweist, dessen magnetische Pole (N, S) entlang einer vierten Magnetachse (A4) hintereinander angeordnet sind, und dass die drit¬ te Magnetachse (A3) und die vierte Magnetachse (A4) nicht koaxial zueinander ausgerichtet sind, wenn die Gegenhalteeinrichtung (26) mit der Halteeinrichtung
(25) verbunden ist.
20. Anordnung nach Anspruch 18 oder 19,
dadurch gekennzeichnet, dass die erste Magnetachse (AI) und die dritte Magnetachse (A3) rechtwinkelig zueinan¬ der ausgerichtet sind und/oder dass die zweite Mag¬ netachse (A2) und die vierte Magnetachse (A4) rechtwin¬ kelig zueinander ausgerichtet sind.
21. Anordnung nach einem der Ansprüche 18 bis 20,
dadurch gekennzeichnet, dass die Halteeinrichtung (25) einen fünften Haltemagneten (57) aufweist, dessen magnetische Pole (N, S) entlang einer fünften Magnetachse (A5) hintereinander angeordnet sind, die parallel zu der ersten Magnetachse (AI) ausgerichtet ist.
22. Anordnung nach Anspruch 21,
dadurch gekennzeichnet, dass die Gegenhalteeinrichtung
(26) einen sechsten Haltemagneten (58) aufweist, dessen magnetische Pole (N, S) entlang einer sechsten Magnetachse (A6) hintereinander angeordnet sind, die pa¬ rallel zu der zweiten Magnetachse (A2) ausgerichtet ist . Anordnung nach Anspruch 22,
dadurch gekennzeichnet, dass sich der fünfte Haltemag- net (57) und der zweite Haltemagnet (54) abstoßen.
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