DE2757453C3

DE2757453C3 -

Info

Publication number: DE2757453C3
Application number: DE2757453A
Authority: DE
Inventors: David Roberts Wotton- Under-Edge Gloucestershire Gb Mcmurtry
Original assignee: Renishaw PLC
Current assignee: Renishaw PLC
Priority date: 1976-12-24
Filing date: 1977-12-22
Publication date: 1989-10-12
Also published as: SE7714205L; DE2757453A1; JPS6130163Y2; US4397093A; JPS5866307U; SE437301B; CH617881A5; IT1088539B; US4360973A; JPH0421048Y2; DE2757453B2; JPS61125702U; FR2375580A1; US4288925A; FR2375580B1; US4473955A; JPS5382377A

Description

Die Erfindung betrifft einen Tastkopf für Meßmaschi nen nach dem Oberbegriff des Hauptanspruchs.

Mit derartigen Tastköpfen ausgestattete Meßmaschi nen werden typischerweise so betrieben, daß der den Tastkopf tragende Meßkopf der betreffenden Meßma schine solange relativ zu einem zu vermessenden Werkstück bewegt wird, bis der Taster des Tastkopfes das Werkstück berührt, wobei im Augenblick der Berührung zwischen dem Taster und dem Werkstück die Position des Meßkopfes relativ zu einer Bezugsposi tion aufgezeichnet wird. Damit die Meßmaschine in dieser Weise arbeiten kann, ist der Taster des Tastkopfes in geringem Maße relativ zu seiner am Meßkopf befestigten Halterung aus seiner Nullstellung auslenkbar, um ein geringfügiges Überfahren der Position, in welcher der Taster das Werkstück antastet, durch den Meßkopf der Meßmaschine zu ermöglichen.

Bei einem aus der DE-OS 23 47 633 bekannten Tastkopf dieser Art wird der Taster bzw. ein diesen tragender Tasterhalter durch eine Rückstellkraft in eine zweidimensionale Lagerung gedrängt, die in der Halterung des Tasters so ausgebildet ist, daß der Taster zweidimensional kippbar ist. Diese Lagerung weist drei mit gegenseitigem Winkelversatz um die Taster achse herum angeordnete Lagerstellen auf Auslenkun gen des bekannten Tasters aus seiner durch diese Lagerung bestimmten Nullstellung können durch parallel zur Hauptebene der Lagerung gerichtete Auslenkungskräfte oder durch in Stützrichtung der Lagerung auf den Taster einwirkende Auslenkungskräfte erfolgen, wobei bei zur Hauptebene der Lagerung parallelen Auslenkungskräften ein Kippen des Tasters bzw. des Tasterhalters auf der Lagerung durch einseitiges Abheben des Tasters bzw. des Tasterhalters von der Lagerung und bei in Stützrichtung der Lagerung angreifenden Auslenkungskräften ein voll ständiges Abheben des Tasters bzw. des Tasterhalters von der Lagerung eintritt.

Bei dem bekannten Tastkopf ist es jedoch nicht möglich, den Taster in bezüglich der Stützrichtung der Lagerung entgegengesetzter Richtung auszulenken. Diese Beschränkung der Auslenkungsfähigkeit des Tasters begrenzt den Anwendungsbereich des bekann ten Tastkopfes.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Tastkopf der eingangs genannten Art so zu verbessern, daß der Taster auch entgegen der Stützrichtung der genannten Lagerung auslenkbar ist.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung durch die im kennzeichnenden Teil des Hauptanspruchs angege bene Anordnung gelöst.

Die erfindungsgemäße Anordnung bringt den techni schen Fortschritt, daß der Taster je nach Angriffsrich tung der Auslenkkräfte nunmehr in jeder beliebigen Richtung auslenkbar ist, indem der Taster sich entweder samt dem Zwischenkörper teilweise oder vollständig von der ersten, in der Halterung gebildeten Lagerung in deren Stützrichtung abheben oder von der zweiten, am Zwischenkörper gebildeten Lagerung, also entgegen der Stützrichtung der ersten Lagerung, teilweise oder vollständig abheben kann. Dadurch ist eine allseitige seitliche Auslenkung des Tasters durch wahlweises Kippen des Tasters samt des Zwischenkörpers auf der ersten Lagerung oder durch Kippen des Tasters auf der zweiten, am Zwischenkörper gebildeten Lagerung oder gegebenenfalls durch Kombination solcher Kippbewe gungen, oder eine Tasterauslenkung in Achsrichtung in oder entgegen der Stützrichtung der ersten, in der Halterung gebildeten Lagerung durch wahlweises Abheben des Stützkörpers von der ersten Lagerung oder des Tasters von der zweiten Lagerung möglich, wobei natürlich diese Auslenkungen in allen denkbaren Kombinationen miteinander auftreten können.

Einige Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachstehend mit Bezug auf die Zeichnungen im einzelnen beschrieben. Es zeigt

Fig. 1 einen Längsschnitt durch einen Tastkopf nach der Erfindung,

Fig. 2 einen Querschnitt in der Ebene II-II in Fig. 1,

Fig. 3 einen abgewickelten Schnitt längs der Linie III-III in Fig. 2,

Fig. 4 eine Draufsicht auf eine andere Ausführungs form des Tastkopfes nach der Erfindung,

Fig. 5 einen Längsschnitt längs der Linie V-V in Fig. 4,

Fig. 6 einen Längsschnitt längs der Linie VI-VI in Fig. 4,

Fig. 7 einen Längsschnitt durch eine weitere abgewandelte Tastkopfausführungsform,

Fig. 8 eine weitere Abwandlung einer Einzelheit der in Fig. 7 gezeigten Ausführungsform, und

Fig. 9 eine Draufsicht der in Fig. 8 gezeigten Anordnung.

Der in der Fig. 1 bis 3 gezeigte Tastkopf weist ein eine Halterung bildendes Gehäuse (10) auf, an dessen Oberseite ein Zapfen 11 zum Einsetzen des Tastkopfes in den Meßkopf einer Meßmaschine angordnet ist. Ein Taster 13 ist an einem Tasterhalter 12 befestigt, der über einen Zwischenkörper 14 in einem eine Halterung bildenden Gehäuse 10 gelagert ist.

Die Lagerung des Zwischenkörpers 14 im Gehäuse 10 erfolgt mittels einer ersten Lagerung 31, die durch drei am Gehäuse 10 befestigte Zylinderkörper 18 gebildet ist. Der Tasterhalter 12 ist seinerseits in einer zweiten Lagerung 32 gelagert, die durch sechs am Zwischenkör per 14 befestige Kugeln 16 gebildet ist. Die Kugeln 16 dienen sowohl als Lagerung für den Tasterhalter 12 als auch zur Abstützung des Zwischenkörpers 14 auf der Lagerung 31. Zur Abstützung des Tasterhalters 12 in der Lagerung 32 trägt der Tasterhalter drei Zylinderkörper 15, die gemäß Fig. 2 jeweils in Zwischenkörperum fangsrichtung zwischen den Zylinderkörpern 18 der ersten Lagerung 31 angeordnet sind. Eine Feder 17 spannt den Tasterhalter 12 gegen die Lagerung 32, und eine Feder 19 drängt den Zwischenkörper 14 und demzufolge mittelbar den Tasterhalter 12 gegen die Lagerung 31. Der Taster 13 bzw. der Tasterhalter 12 befindet sich in seiner Nullstellung, wenn der Tasterhal ter 12 vollständig in der Lagerung 32 und der Zwischenkörper 14 vollständig auf der Lagerung 31 abgestützt ist.

Die Lagerung 31 ist durch Oberflächenbereiche 31 A (Fig. 3) der Zylinderkörper 18 gebildet. Diese Oberflä chenbereiche 31 A wirken mit Oberflächenbereichen 31 B der Kugeln 16 des Zwischenkörpers 14 zusammen.

Die Lagerung 32 ist durch Oberflächenbereiche 32 A der Kugeln 16 gebildet. Diese Oberflächenbereiche 32 A wirken mit Oberflächenbereichen 32 B der am Taster halter 12 angeordneten Zylinderkörper 15 zusammen.

Die Stützrichtung der Lagerung 31 weist nach oben und ist durch einen Pfeil Z 1 angedeutet, während die Stützrichtung der Lagerung 32 nach unten weist und durch einen Pfeil Z 2 angedeutet ist. Folglich kann der Tasterhalter 12 entgegen der Kraft der Feder 17 nach unten und entgegen der Kraft der Feder 19 nach oben bewegt werden, wonach die jeweils betreffende Feder den Tasterhalter 12 jeweils wieder in seine Nullstellung zurückholt.

Aus Fig. 3 geht deutlich hervor, daß die wirksamen Stützflächen der beiden Lagerungen 31 und 32 alle in einer gemeinsamen Ebene XY liegen und daß die beiden Lagerungen 31 und 32 im Sinne der Festlegung der Nullstellung des Tasterhalters 12 in einer Position einer senkrecht zur Ebene XY verlaufenden Achse Z zusammenwirken.

Die drei Zylinderkörper 18 liegen gemäß Fig. 2 auf bezüglich der Achse Z symmetrischen Radialachsen. Demzufolge sind die Oberflächenbereiche 31 A in drei Paaren drehsymmetrisch um die Achse Z herum angeordnet. In gleicher Weise sind die Oberflächenbe reiche 31 B und die Oberflächenbereich 32 A und 32 B jeweils paarweise achsensymmetrisch um die Achse Z herum angeordnet. Jeweils zwei einander zugewandte benachbarte Oberflächenbereiche 31 B bilden zusam men ein Paar konvergierender Flächen, und die drei bei der vorliegenden Anordnung vorhandenen konvergie renden Flächenpaare wirken sowohl einer Verschie bung des Tasterhalters 12 quer zur Achse Z als auch einer Drehung des Tasterhalters um die Achse Z entgegen. Die jeweils paarweise zueinander konvergie renden Oberflächenbereiche 32 A ergeben eine gleichar tige Beschränkung der Bewegbarkeit des Tasterhalters 12.

Wie schon erwähnt, dienen die sechs Kugeln 16 sowohl zur Abstützung des Zwischenkörpers 14 auf der Lagerung 31 als auch zur Herstellung der Lagerung 32. Man kann deshalb sagen, daß jede beliebige Gruppe von jeweils drei in Zwischenkörperumfangsrichtung aufein anderfolgenden Kugeln 16 zwei Kugeln, die zusammen ein Paar konvergierender, zwischen sich einen der Zylinderkörper 18 aufnehmender Oberflächenbereiche 31 B bilden, und zwei Kugeln aufweist, die zusammen ein Paar konvergierender, zwischen sich einen der Zy linderkörper 15 aufnehmender Oberflächenbereiche 32 A bilden.

Die beschriebene Konstruktion bewirkt, daß der Tasterhalter 12 und folglich der Taster 13 formschlüssig an jeglicher freier Bewegbarkeit und zwar sowohl Verschiebbarkeit als auch Drehbarkeit, gehindert wird, während der Tasterhalter bzw. der Taster trotzdem beim Angreifen einer die Vorspannkraft der Feder 17 oder 19 übersteigenden Auslenkungskraft in beliebiger Richtung auslenkbar ist. Insbesondere kann der Taster auch in beiden Richtungen entlang der Achse Z ausgelenkt werden, so daß beispielsweise ein Werkstück 29 (Fig. 1), das zwei einander in Richtung der Achse Z gegenüberliegende Flächen 29 A und 29 B besitzt, mittels des Tasters 13 abgetastet werden kann. Das Antasten der Fläche 29 A erfolgt durch Absenken des Meßkopfes der Meßmaschine, bis der Taster 13 die Fläche 29 A berührt und der Zwischenkörper 14 sich von der Lagerung 31 abhebt. In entsprechender Weise erfolgt das Antasten der Fläche 29 B durch Anheben des Meßkopfes, bis der Taster des Tastkopfes an die Fläche 29 B anstößt und der Tasterhalter 12 sich von der Lagerung 32 abhebt. Wie bereits erwähnt, holen die Federn 17 und 19 bei Wegnahme der Auslenkungskraft beim Zurückbewegen des Tastkopfes von der Berüh rungsstelle zwischen Taster und Werkstück den Taster wieder in seine Nullstellung zurück.

Jede Auslenkung des Tasters aus seiner Nullstellung wird mittels eines elektrischen Stromkreises 28 erfaßt. Zu diesem Zweck sind das Gehäuse 10, der Zwischen körper 14 und der Tasterhalter 12 aus elektrisch isolierendem Werkstoff hergestellt, während die Zy linderkörper 15 und 18 und die Kugeln 16 aus elektrisch leitfähigem Material, nämlich gehärtetem und poliertem Stahl hergestellt sind. Einer der Zylinderkörper 18 ist in zwei voneinander elektrisch isolierte Hälften (Fig. 3) unterteils, die jeweils mit einem von zwei Leitern 28 A und 28 B des Stromkreises verbunden sind. Bei dieser Anordnung bildet jedes Paar miteinander zusammen wirkender Oberflächenbereiche 31 A, 31 B bzw. 32 A , 32 B einen elektrischen Schalter, und alle so gebildeten Schalter sind im Stromkreis 28 in Reihe geschaltet. Bei einer Auslenkung des Tasters aus seiner Nullstellung wird mindestens einer dieser Schalter geöffnet und folglich der elektrische Zustand des Stromkreises 28 geändert. Diese elektrische Zustandsänderung wird in an sich bekannter Weise zur Anzeige der Berührung zwischen dem Taster und dem Werkstück herangezo gen.

Der in den 4 bis 6 dargestellte Tastkopf weist einen an einem Tasterhalter 112 befestigten Taster 113 auf. Der Tasterhalter 112 wird durch eine Feder 117 gegen einen Zwischenkörper 114 gespannt, an welchem der Tasterhalter sich an drei symmetrisch um eine Bezugsachse Z herum verteilt angeordneten Stellen A, B und C abstützt. Die Federkraft wirkt parallel zur Achse Z in Richtung eines Pfeiles Z 1. Der Zwischenkör per 114 wird seinerseits durch eine Feder 119 gegen drei im Gehäuse 110 gebildete, wiederum symmetrisch um die Achse Z herum angeordnete Stützstellen D, E und F gedrängt. Die Wirkungsrichtung der Kraft der Feder 119, die durch einen Pfeil Z 2 angedeutet ist, ist jedoch der Wirkungsrichtung Z 1 der Kraft der Feder 117 entgegengerichtet.

Die Zeichnungen zeigen den Tasterhalter in seiner Nullstellung. Jeder beliebigen geradlinigen oder kippen den Auslenkung des Tasterhalters aus dieser Nullstel lung wird durch die Stützstellen A bis F entgegenge wirkt. Diese Stützstellen wirken sowohl einer geradlini gen Bewegung des Tasterhalters in Richtung der Achse Z (Fig. 6) als auch einer Kippbewegung des Tasterhal ters um irgendeine Stützstelle bzw. irgendein Stützstel lenpaar entgegen. Durch eine der Vorspannkraft der Feder 112 oder 119 entgegengerichtete Auslenkungs kraft F ist der Taster bzw. der Tasterhalter aus seiner Nullstellung auslenkbar, und nach dem Aufhören dieser Auslenkungskraft stellt die Feder 112 oder 119 den Tasterhalter mit dem Taster wieder in seine Nullstellung zurück.

Einer Verschiebung des Tasterhalters quer zur Achse Z und einer Drehung des Tasterhalters um diese Achse Z wirken zwei ebene Blattfedern 120 und 121 entgegen, welche den Zwischenkörper 114 und den Tasterhalter 112 mit dem Gehäuse verbindungen. Der Mittelteil 120 A der Feder 120 ist ams Zwischenkörper 114 angeklebt und drei radial vom Mittelteil nach außen ragende und jeweils über einen Zwischenabschnitt 120 B mit dem Mittelteil verbundene Außenabschnitte 120 C dieser Feder sind am Gehäuse 110 befestigt. Die jeweils in Zwischenkörperumfangsrichtung verlaufenden Zwi schenabschnitte 120 B ermöglichen eine Zwischenkör perverschiebung in Richtung Achse Z oder eine Kippbewegung des Zwischenkörpers um eine der Stützstellen A bis F herum, stellen jedoch eine Rückstellung des Zwischenkörpers aus einer Queraus lenkung oder einer Drehauslenkung mit Bezug auf die Achse Z beim Aufhören der Auslenkungskraft sicher. Die Feder 121 ist identisch mit der Feder 120 ausgebildet und verbindet den Tasterhalter 112 mit dem Gehäuse 110.

Jede der Stützstellen A bis F ist durch den Berührungspunkt zwischen jeweils einen oberen Zy linderkörper 122 und einem unteren Zylinderkörper 123 bestimmt, wobei die Achsen 122 A und 123 A (Fig. 4) der miteinander jeweils zusammenwirkenden oberen und unteren Zylinderkörper zueinander senkrecht verlaufen. Der jeweils obere Zylinderkörper 122 ist am Zwischen körper 114 angeordnet und ragt von diesem weg und seine Achse 122 A verläuft radial zur Achse Z. Der jeweilige untere Zylinderkörper 123 ist am Tasterhalter 112 bzw. am Gehäuse 110 befestigt.

An den drei Stützstellen A, B und C bilden die drei Zylinderkörper 122 zusammen eine zweidimensionale Lagerung 132, die in einer zur Achse Z senkrechten Ebene liegt und einer Kippbewegung des darauf abgestützten Tasterhalters 112 entgegenwirkt. Die drei zusammen mit den Zylinderkörpern 122 die Stützstellen A, B und C bestimmenden Zylinderkörper 123 bilden jeweils eine konvexe Fläche, die mit einer ebenfalls konvexen Fläche jeweils eines Zylinderkörpers 122 zusammenwirkt. Diese konvexen Flächen der Zylinder körper 122 und 123 bewirken zusammen die Abstützung des Tasterhalters 112 am Zwischenkörper 114. An den Stützstellen D, E und F bilden die betreffenden Zylinderkörper 123 zusammen eine zweidimensionale Lagerung 131, die in der gleichen Ebene wie die Lagerung 132 liegt und einer Kippbewegung des darauf abgestützten Zwischenkörpers 114 entgegenwirkt. Die Stützrichtung der Lagerung 131 verläuft in Richtung des Pfeiles Z 1, während die Stützrichtung der Lagerung 132 entgegengesetzt in Richtung des Pfeiles Z 2 verläuft.

Zum Zwecke der Erfassung einer Tasterauslenkung bilden die miteinander zusammenwirkenden Zylinder körper 122 und 123 an jeder der Stützstellen A bis F elektrische Schalter. Dazu sind der Tasterhalter 112, der Zwischenkörper 114 und das Gehäuse 110 aus Kunststoff hergestellt, also elektrisch isolierend, wäh rend die Zylinderkörper 122 und 123 aus gehärtetem und pliertem Stahl bestehen. Jeder dieser Schalter ist durch einen oberen Zylinderkörper 122 und einen damit zusammenwirkenden unteren Zylinderkörper 123 gebil det. Jeder obere Zylinderkörper 122 bildet also zusammen mit den beiden ihm zugeordneten unteren Zylinderkörper 123 zwei verschiedene Schalter. Die an den Stützstellen A bis F durch die Zylinderkörper gebildeten Schalter sind miteinander in Reihe in einen Stromkreis 124 (Fig. 4) geschaltet, so daß sich der elektrische Zustand des Stromkreises jeweils dann ändert, wenn einer dieser Schalter geöffnet wird. Der Stromkreis 124 verläuft über einen Leiter 125 zu dem die Stützstelle E bildenden unteren Zylinderkörper 123, von diesem über den zugehörigen oberen Zylinderkör per 122 zu dem die Stützstelle B bildenden unteren Zylinderkörper 123, von diesem über einen Leiter 126 zu dem die Stützstelle C bildenden unteren Zylinderkörper 123 und in dieser Weise weiter über die Stützstelle F, die Stützstellen D und A und von dem die Stützstelle A bildenden unteren Zylinderkörper 123 über einen damit verbundenen Leiter zur Feder 120, an welche ein Rückleiter 127 angeschlossen ist.

Die Stützstellen A, B und C weisen möglichst genau die gleichen Winkelpositionen mit Bezug auf die Achse Z wie die jeweils zugeordnete der anderen Stützstellen D, E und F auf. Es sind also drei Stützstellenpaare A und D, B und E sowie C und F gebildet, wobei jedes Stützstellenpaar eine am Tasterhalter 112 gebildete Stützstelle und eine benachbarte, am Gehäuse 110 gebildete Stützstelle aufweist. Beim vorliegenden Ausführungsbeispiel liegt jeder der ersten Stützstellen A, B und C auf einem gemeinsamen Radius R 1 bzw. R 2 bzw. R 3 mit der jeweils zugehörigen der zweiten Stützstellen D, E und F. Jede dieser zweiten Stützstellen weist lediglich einen Radialabstand von der zugehörigen ersten Stützstelle auf, der die zur praktischen Anord nung der beiden Stützstellen jedes Stützstellenpaares am Tasterhalter und am Gehäuse erforderliche Größe hat.

Wenn am Taster eine den Tasterhalter 112 kippende Auslenkungskraft G angreift ist, das zum Kippen des Tasterhalters um eine durch eine einzige der Stützstel len A bis F verlaufende Kippachse erforderliche Moment größer als das zum Kippen des Tasterhalters um eine durch jeweils zwei der Stützstellen A bis C oder D bis F verlaufende Kippachse erforderliche Moment. Im letzteren Falle beträgt das Moment ein Minimum. Die winkelmäßige Anordnung der Stützstellen A bis F führt tatsächlich zu sechs miteinander in quasi-hexago naler Beziehung stehenden Kippachsen für jeweils minimales Kippmoment.

Wird der Taster in Richtung M 1 (Fig. 4) ausgelenkt, kippt der Taster um eine Achse AC, d. h. eine durch die Stützstellen A und C verlaufende Achse nach unten und der elektrische Kontakt wird an den Stützstellen D, F und B unterbrochen. Wird der Taster 113 in der entgegengesetzten Richtung M 2 ausgelenkt, kippt der Tasterhalter um eine Achse DF nach oben und der elektrische Kontakt wird an den Stützstellen A, C und E unterbrochen. Da die Achsen AC und DF im wesentlichen den gleichen Abstand von der Achse Z haben, sind die jeweils erforderlichen Kippmomente zur Auslenkung des Tasters in den Richtungen M 1 und M 2 im wesentlichen gleich. Gleiches gilt für Tasterauslen kungen in den Richtungen N 1 und N 2 bzw. P 1 und P 2. Daraus ergibt sich, daß, obwohl der Taster durch Gruppen von jeweils drei Stützstellen abgestützt ist, tatsächlich sechs miteinander in quasi-hexagonaler Beziehung stehende Achsen vorhanden sind, um welche der Taster kippen kann. Die zum Kippen des Tasters erforderlichen Momente sind deshalb für jeweils einander entgegengesetzte Richtungen einer Tasteraus lenkung quer zur Achse Z im wesentlichen gleich und die geringe, jedoch unvermeidliche Ausbiegung des Tasters unter der Einwirkung der Auslenkungskraft ist deshalb im wesentlichen frei von den auslenkungsrich tungsbedingten Abweichungen, die sich bei lediglich einer Gruppe von drei Lagerstellen ergeben.

Bezüglich der Tasterauslenkung in Richtung der Achse Z geht aus Fig. 6 hervor, daß der Taster sowohl in der Richtung Z 1 als auch in der Richtung Z 2 auslenkbar ist. Bei einer Auslenkung in der Richtung Z 1 wird der elektrische Kontakt an den Stützstellen D, E und F unterbrochen. Bei einer Auslenkung in der entgegengesetzten Richtung Z 2 wird der elektrische Kontakt an den Stützstellen A, B und C unterbrochen.

Gemäß einer nicht dargestellten Abwandlung können die Federn 120 und 121 im unbelasteten Zustand derart schüsselartig geformt sein, daß nach dem Zusammenbau des Tastkopfes die Feder 121 eine in der Richtung Z 1 wirkende, den Tasterhalter 112 gegen den Zwischenkör per 114 drängende Kraft und die Feder 120 eine in der Richtung Z 2 wirkende, den Zwischenkörper 114 gegen das Gehäuse drängende Kraft erzeugt. In diesem Fall kann auf die Federn 117 und 119 verzichtet werden oder sie können verhältnismäßig schwach ausgebildet sein, um die Federkraft der Federn 120 und 121 zu ergänzen oder diese einstellbar zu machen.

Bei dem mit Bezug auf die Fig. 4 bis 6 beschriebenen Ausführungsbeispiel sind zwei Gruppen von jeweils drei Stützstellen A bis C bzw. D bis F vorgesehen, wobei die Stützstellen der einen Gruppe im wesentlichen die gleichen Winkelpositionen mit Bezug auf die Tastkopf achse wie die Stützstellen der anderen Gruppe besitzen. Obwohl eine Anordnung von drei Stützstellen eine stabile Abstützung ohne überflüssige Stützstellen ergibt, ist es möglich, gewünschtenfalls jeweils mehr als drei Stützstellen vorzusehen. In diesem Fall ergeben sich unterschiedliche Situationen, je nachdem, ob die Anzahl der Stützstellen pro Stützstellengruppe gerade oder ungerade ist. Bei ungerader Stützstellenzahl, wie es bei dem in den Fig. 4 bis 6 gezeigten Tastkopf der Fall ist, müssen die Positionen der einzelnen Stützstellen der beiden Stützstellengruppen jeweils im wesentlichen winkelmäßig miteinander übereinstimmen, wenn im wesentlichen gleiche Kippmomente erzielt werden sollen. Wenn die Stützstellenzahl jedoch gerade ist, müssen die Stützstellen der einen Gruppe winkelmäßig im wesentlichen in der Mitte zwischen jeweils zwei Stützstellen der anderen Gruppe und im wesentlichen mit dem gleichen Radialabstand von der Tastkopfachse angeordnet sein, wenn der Vorteil im wesentlichen gleichartiger Kippmomente erreicht werden soll.

Gemäß einer weiteren Abwandlung kann der zwischen den Zylinderkörpern 122 und 123 der in den Fig. 4 bis 6 gezeigten Anordnung verlaufende elektri sche Stromkreis durch einen zwischen dem Tasterhalter 112 und dem Gehäuse 110 angeordneten Annäherungs fühler oder dergleichen oder durch zwei derartige, einerseits zwischen dem Tasterhalter 112 und dem Zwischenkörper 114 und andererseits zwischen dem Zwischenkörper 114 und dem Gehäuse 110 angeordnete derartige Fühler ersetzt sein.

Der in Fig. 7 gezeigte Tastkopf ist dem in den Fig. 4 bis 6 dargestellten Tastkopf grundsätzlich ähnlich ausgebildet, mit der Ausnahme, daß die Lagerungen 231 und 232 in zwei längs der Achse Z mit gegenseitigem Abstand auseinanderliegenden Ebenen liegen. Der Tasterhalter 112 ist an drei Stellen 2 A, 2 B und 2 C an einem Zwischenkörper 214 abgestützt, der seinerseits an drei Stellen 2 D, 2 E und 2 F am Gehäuse 210 abgestützt ist, wobei die drei Stützstellen 2 D, 2 E und 2 F über den drei Stützstellen 2 A, 2 B und 2 C liegen. An jeder der Stützstellen 2 A bis 2 F wirkt ein am Zwischenkörper 214 befestigter Zylinderkörper 222 mit einem am Tasterhalter 112 bzw. am Gehäuse 210 befestigten Zylinderkörper 223 zusammen.

Diese Anordnung ermöglicht es, die Stützstellen der beiden Stützstellengruppen jeweils mit dem gleichen Radialabstand von der Achse Z anzuordnen oder ihren relativen Radialabstand im Sinne einer größtmöglichen Gleichförmigkeit des Auslenkungsmomentes zu wählen. Außerdem bringt diese Anordnung den Vorteil eines kleineren Gesamtdurchmessers des Gehäuses 210. Der Tasterhalter 112 ist gegenüber der Anordnung nach den Fig. 4 bis 6 unverändert, jedoch besitzt der Zwischenkörper 214 eine größere axiale Höhe als der Zwischenkörper 114, und die ebenen Federn 220 und 221 sind entsprechend dem verringerten Durchmesser des Gehäuses 210 ausgebildet.

Bei einer in den Fig. 8 und 9 dargestellten Abwandlungen des Tastkopfes nach Fig. 7 ist jeder Zylinderkörper 223 durch 2 Kugeln 323 ersetzt, die jeweils zwei in Richtung der Achse Z konvergierende Oberflächenbereiche 223-1 und 223-2 bilden. In diesem Fall sind die Stützstellen, beispielsweise die Stützstellen 2 D, 2 E, und 2 F, jeweils durch die Mittel zwischen den beiden zusammengehörigen Oberflächenbereichen 223-1 und 223-2 gebildet. Die beiden an jeder Stützstelle zueinander konvergierenden Oberflächenbereiche 223-1 und 223-2 wirken einer Tasterhalterbewegung quer zur Achse Z bzw. einer Drehung des Tasterhalters um die Achse Z entgegen, weshalb die beiden Blattfedern 220 und 221 entfallen können.

Claims

1. Tastkopf für Meßmaschinen, gekennzeichnet durch folgende Merkmale:

a) der Taster (12/13, 112/113) wird durch eine Rückstellkraft in eine seine Nullstellung bestim mende, in einer Halterung (10, 110, 210) gebildete zweidimen sionale erste Lagerung (31, 131, 231) gedrängt; aus welcher heraus er relativ zu der Halterung (10, 110, 210) allseitig kippbar und in Achsrichtung verschiebbar ist.
b) zwischen dem Taster (12/13, 112/113) und der Halterung (10, 110, 210) ist ein Zwischenkörper (14, 114, 214) vorgesehen.
c) am Zwischenkörper (14, 114, 214) ist eine zweidimensionale zweite Lage rung (32, 132, 232) gebildet.
d) der Taster (12/13, 112/113) wird durch ein rückstellkrafterzeugendes Vor spannorgan (17, 117) gegen die zweite Lagerung (32, 132, 232) gedrängt.
e) der Taster (12/13, 112/113) ist aus der zweiten Lagerung (32, 132, 232) abhebbar und relativ zum Zwischenkörper (14, 114, 214) allseitig kippbar.
f) der Zwischenkörper (14, 114, 214) wird durch ein weiteres rückstellkrafterzeugendes Vorspannorgan (19, 119) gegen die erste Lagerung (31, 131, 231) gedrängt.
g) der Zwischenkörper (14, 114, 214) ist aus der ersten Lagerung (31, 131, 231) abhebbar und relativ zur Halterung (10, 110, 210) allseitig kippbar, und
h) die Rückstellkräfte der beiden Vorspannorgane (17, 117 bzw. 19, 119) sind einander entgegengesetzt gerichtet.

2. Tastkopf nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch folgende Anordnung;

i) Die erste Lagerung (31, 131, 231) ist durch eine an der Halterung (10, 110, 210) vorgesehene achsensymmetrische An ordnung von Stützkörpern (18, 123, 223) gebildet.
k) am Zwischenkörper (14, 114, 214) ist ebenfalls eine achsensymmetrische Anordnung von Stützkörpern (16, 122, 222) vorgesehen, die mit den die erste Lagerung (31, 131, 231) bildenden Stütz körpern (18, 123, 223) an der Halterung zusammenwirken.
l) die zweite Lagerung (32, 132, 232) ist durch eine am Zwischenkörper (14, 114, 214) vorgesehene achsensymme trische Anordnung von Stützkörpern (16, 122, 222) gebildet, und
m) am Taster (12, 112) ist ebenfalls eine achsensymmetrische Anordnung von Stützkörpern (15, 123, 223) vorgesehen, die mit den die zweite Lagerung (32, 132, 232) bildenden Stützkörpern (16, 122, 222) am Zwischenkörper (14, 114, 214) zusammenwirken.

3. Tastkopf nach Anspruch 2, dadurch gekenn zeichnet, daß die die in der Halterung (10) angeordnete erste Lagerung (31) bildenden Stütz körper (18) und die die am Zwischenkörper (14) angeordnete zweite Lagerung (32) bildenden Stütz körper (16) jeweils miteinander abwechselnd in Form einer ringartigen Stützkörperanordnung an geordnet sind.

4. Tastkopf nach Anspruch 3, dadurch gekenn zeichnet, daß die am Zwischenkörper (14) angeord neten, zwei achsensymmetrische Anordnungen bil denden Stützkörper (16) zusammen eine kranzartige Anordnung bilden, bei welcher von beliebigen drei aufeinanderfolgenden Stützkörpern jeweils zwei benachbarte Stützkörper (16) zusammen zwei konver gierende Flächen (31 B) bilden, die auf einem der in der Halterung (10) angeordneten Stützkörper (18) abgestützt sind, und jeweils die beiden anderen benachbarten Stützkörper (16) zusammen wiederum zwei konvergierende Flächen (32 A) bilden, an denen einer der am Taster (12) angeordneten Stützkörper (15) abgestützt ist.

5. Tastkopf nach Anspruch 2, dadurch gekenn zeichnet, daß die die in der Halterung (110, 210) gebildete erste Lagerung (131, 231) bildenden Stützkörper (123) und die die am Zwischenkörper (114, 214) gebildete zweite Lagerung (132, 232) bildenden Stützkörper (122, 222) jeweils in gemein samen Axialebenen (R 1, R 2, R 3) mit Bezug auf die Tastkopfachse (Z) liegen.

6. Tastkopf nach Anspruch 4, dadurch gekenn zeichnet, daß jeder der am Zwischenkörper (114) angeordneten Stützkörper (122) zwei mit gegenseiti gem Abstand auseinanderliegende Stützflächen (z. B. A, D) bildet, von denen eine mit einem Stützkörper (123) der in der Halterung (110) gebildeten ersten Lagerung (131) zusammenwirkt und von denen die andere mit einem am Taster (112) angeordneten Stützkörper (123) zusammenwirkt.

7. Tastkopf nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden zweidimen sionalen Lagerungen (31, 32, 131, 132) in einer gemeinsamen Ebene liegen.

8. Tastkopf nach Anspruch 2, dadurch gekenn zeichnet, daß die beiden zweidimensionalen Lage rungen (231, 232) in verschiedenen, mit Abstand auseinanderliegenden Ebenen liegen.