DE2948712A1 - Linear measuring device with sliding carriage - has adjustable slider carrying sensors and moving along scale adjacent guide rail for carriage - Google Patents
Linear measuring device with sliding carriage - has adjustable slider carrying sensors and moving along scale adjacent guide rail for carriageInfo
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Abstract
Description
Schlitten für Längenmeßgeräte Slide for length measuring devices
Die Erfindung bezieht sich auf einen Schlitten für Längenmeßgertlte der im Oberbegriff des Anspruchs 1 definierten Art.The invention relates to a slide for length measuring devices of the type defined in the preamble of claim 1.
Grundsätzlich ist es geläufig, daß eine konstante Meßkraft bei Längenmeßgeräten mit mechanischer Antastung die Genauigkeit und Reproduzierbarkeit wesentlich ver bessert. Dies gilt vor allem für solche Langenmeßgerate, bei denen das Abbe' sche Komparatorprinzip nicht eingehalten werden kann, was z.B. bei Höhenmeß- und Anreißgeräten, Meßschiebern bei Schieblehren etc. der Fall ist.Basically, it is common that a constant measuring force in length measuring devices mechanical probing significantly reduces the accuracy and reproducibility improves. This is especially true for those length measuring devices in which the Abbe 'sche Comparator principle cannot be adhered to, which is e.g. Vernier calipers, etc. is the case.
Zur Erzlelung einer konstanten Meßkraft wird bei bekannten Höhenmeßgeräten der gesamte Schlitten in leichtgängigen Kugelfuhrungen gelagert und das Schlittengewicht durch Gegengewichte ausgeglichen. Durch ein gefedertes Antriebssystem kann über Friktionsrollen gegen die Fuhrungsschiene eine nach oben oder nach unten wirkende, weitgehend konstante Meßkraft erzeugt werden. In order to obtain a constant measuring force, known height gauges the entire slide is stored in smooth-running ball guides and the slide weight balanced by counterweights. A spring-loaded drive system allows over Friction rollers against the guide rail an upwards or downwards acting, largely constant measuring force can be generated.
Bei einer anderen, bekannten Ausführungsform wird die Meßkraft über die Seilrollen des Gewichtsausgleichs eingeleitet. In another, known embodiment, the measuring force is about the pulleys of the counterbalance initiated.
Auswechselbare Tastelemente mit unterschiedlichem Gewicht überlagern jedoch bei allen erläuterten Geräten die Meßkraft. Zum Ausgleich ist daher eine umständliche, aufwendige und teuere Änderung der Gegengewichte erforderlich. Overlay interchangeable probe elements with different weights however, in all of the devices explained, the measuring force. To compensate, therefore, is a cumbersome, complex and expensive changes to the counterweights required.
Höhenmeßgeräte der beschriebenen Ausführungsform genügen bei sorgfältiger Bedienung grundsätzlich auch hohen Genauigkeitsanforderungen. Sie haben jedoch den entscheidenden Nachteil, daß sie extrem teuer sind und daß sie aufgrund ihrer empfindlichen Schlittenlagerung und Führung als zugleich Höhenanreißer ungeeignet sind. Höhenanreißer, die Uber eine ihrem Verwendungszweck entsprechend steife Lagerung des Schlittens verfügen und bei denen das Eigengewicht des Schlittens durch die Reibung in den F5ihrungen gehalten wird, können bei direkter Antastung nur für untergeordnete Zwecke eingesetzt werden, da ein feinfühliges und gleichmäßiges Antasten der Meßflächen nicht möglich ist. Mit zusätzlichen Hilfsmitteln, wie Meß-und Tastuhren oder schaltenden Meßtastern, können die Nachteile zum Teil gemindert werden, ohne jedoch die Genauigkeit und den Bedienungskomfort von reinen Höhenmeßgeräten zu erreichen. Beispielsholber ist das Messen des Durchmessers einer Bohrung mit den erläuterten Hilfsmitteln gar nicht möglich.Height gauges of the embodiment described are sufficient with careful Operation in principle also with high accuracy requirements. However, you have that decisive disadvantage that they are extremely expensive and that they are sensitive because of their Slide storage and guidance are unsuitable as height markers at the same time. Height marker, the over a stiff mounting of the slide according to its intended use and in which the dead weight of the slide due to the friction in the Guides can only be used for subordinate purposes in the case of direct probing can be used, because a sensitive and even probing of the measuring surfaces not possible. With additional aids, such as measuring and touch clocks or switching devices Measuring probes, the disadvantages can be reduced to some extent, but without the accuracy and to achieve the ease of use of pure height gauges. Example holber measuring the diameter of a hole with the aids explained is even possible not possible.
Bei Meßschiebern, die im Zusammenhang mit Schieblehren Verwendung finden, ist ein leichtgängig gelagerter Schlitten, wie er bei den zuvor erläuterten Höhenmeßgeräten Verwendung findet, unbrauchbar. Die Gebrauchslage der Meßschieber ist beliebig, weshalb das Eigengewicht der relativ schweren Schlitten sich je nach Gebrauchslage einer gegen die Führung schiene abstützenden Meßkraft überlagern würde, mit sich ergebenden Ungenauigkeiten, Schwankungen im Meßergebnis und mangelnder Reproduzierbarkeit.With calipers that are used in connection with calipers find, is a smoothly mounted slide, as explained above Altimeter is used, useless. The position of use of the caliper is arbitrary, which is why the dead weight of the relatively heavy sledge varies depending on Position of use would be superimposed on a measuring force supporting against the guide rail, with resulting inaccuracies, fluctuations in the measurement result and a lack of Reproducibility.
Voraussetzung fUr ein genaues Messen mit Ltlngenmeßgeräten, die insbesondere mit einem inkrementalen Meßsystem ausgerüstet sind, ist, daß zwischen dem Tastelement, welches den Prüfling antastet, und dem Abtastkopf des Meßsystems, sofern der Abtastkopf am Schlitten sitzt, beim Verfahren und Antasten keine Wegdifferenzen entstehen. Um solche Wegdifferenzen wirkungsvoll vermeiden zu können ist es neben einer geraden, parallelen geräteseitigen Längsführung und einem darauf spielfrei gelagerten Schlitten weiterhin notwendig, daß die zum Verschieben erforderliche und beim Antasten entstehende, auf das Tastelement und den Abtastkopf des Meßsystemes wirkende Kraft möglichst konstant bleibt.Precondition for an exact measurement with length measuring devices, in particular are equipped with an incremental measuring system, is that between the probe element, which probes the test object, and the scanning head of the measuring system, if the scanning head sits on the slide, there are no path differences when moving or probing. Effective around such path differences is to be avoided it next to a straight, parallel device-side longitudinal guide and one on top Play-free mounted slide still necessary that the necessary for moving and resulting from probing on the probe element and the scanning head of the measuring system acting force remains as constant as possible.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Schlitten der im Oberbegriff des Anspruchs 1 definierten Gattung zu schaffen, der eine vielfältige Verwendbarkeit für alle möglichen Formen von Längenmeßgeräten gewährleistet, der gleichermaßen den Einsatz von Tastelementen und die Benutzung im Zusammenhang mit Meß- und Antastgeräten ermöglicht, wie den Einsatz von Anreißwerkzeugen und damit die Verwendung auch für Anreißgeräte möglich macht. Erreicht werden soll ferner, daß die zum Verschieben des Schlittens erforderliche Kraft beliebig sein kann, ohne dabei jeweils Einfluß auf die auf das Tastsystem wirkende Meßkraft auszuüben. Überdies soll der Schlitten, einsetzbar gleichermaßen einerseits für Höhenmeßgeräte und -antastgeräte und andererseits für Anreißgeröte, mit wesentlich geringerem Herstellungs- und Kostenaufwand als die Schlitten bisher bekannter Geräte hoher Genauigkeit hergestellt werden können. Bei allem steht im Vordergrund, zu erreichen, daß die zum Verschieben des Schlittens erforderliche und beim Antasten entstehende, auf das aus Tastelement und Abtastkopf des Meßsystems bestehende Tastsystem einwirkende Kraft möglichst konstant bleibt.The invention is based on the object of providing a carriage as described in the preamble of claim 1 to create a defined genre that has a wide range of uses for all possible forms of length measuring devices, the same the use of probe elements and their use in connection with measuring and probing devices enables the use of scribing tools and thus the use for Makes marking devices possible. It should also be achieved that the move the required force of the slide can be arbitrary, without any influence on the measuring force acting on the probe system. Moreover, the sleigh should can be used equally on the one hand for height measuring devices and probing devices and on the other hand for scriber, with significantly lower manufacturing and cost expenditure than the slides of previously known devices can be manufactured with high accuracy. In everything, the focus is on achieving that for moving the slide required and arising when probing, on the probe element and scanning head The force acting on the measuring system remains as constant as possible.
Diese Aufgabe ist bei einem Schlitten der im Oberbegriff des Anspruchs 1 definierten Gattung erfindungsgemäß durch die Merkmale im Kennzeichnungsteil des Anspruchs 1 gelöst.In the case of a slide, this task is the one in the preamble of the claim 1 defined genus according to the invention by the features in the identification part of the Claim 1 solved.
Durch die erfindungsgemäße Unterteilung des Schlittens in einen demgegenüber je nach Antastrichtung mit konstanter Meßkraft federelastisch abgestützten Tastschieber einerseits und Schlittengehäuse andererseits werden folgende Vorteile erreicht. Über das Schlittengehäuse, das die notwendigen Gleitflächen trägt, kanr. der Schlitten in relativ einfacher und kostengünstiger Weise gegenüber oer geräteseitigen LöngsfUhrung, insbesondere Führungsschiene, verschieblich gelagert werden, und zwar nach herkömmlichern Muster mit steifer Schlittenlagerung, bei der das Eigengewicht des Schlittens durch die Reibung in den Führungen gehalten wird. Dadurch ist die Schlittenführung so kräftig gehalten, daß sie auch - bei Verwendung als Höhenreißer - die dann beim Anreißen entstehenden Querkräfte aufnehmen kann.By virtue of the subdivision of the slide according to the invention into one on the other hand Depending on the probing direction with a constant measuring force, spring-elastic supported feeler slide on the one hand and slide housing on the other hand, the following advantages are achieved. About the slide housing that has the necessary Carries sliding surfaces, canr. the carriage in a relatively simple and inexpensive manner compared to oer Device-side longitudinal guide, in particular guide rail, mounted displaceably are, in accordance with the conventional pattern with a rigid carriage bearing, in which the weight of the slide is held by the friction in the guides. As a result, the slide guide is kept so strong that it also - when in use as a height gauge - which can then absorb the transverse forces that arise when marking out.
Zugleich kann dieses Schlittengehäuse alle übrigen, relativ voluminösen und schweren Teile des Meßsystemes, insbesondere des inkrementalen oder absolut kodierten Meßsystemes, aufnehmen, also z.B. die elektronischen Bauteile, die Stromversorgung etc. Der Teil hingegen, der vom Meßsystem den einen, beweglichen Teil, insbesondere den Abtastkopf, zu tragen hat, und der beim Einsatzzweck als Meß- und Anreißgerät auch das Tastelement aufzunehmen hat oder selbst die Tastfläche bildet, kann in Gestalt des Tastschiebers als außerordentlich kleiner Bauteil geringer Masse gehalten werden, der je nach Antastrichtung jeweils mit konstanter Meßkraft gegenüber dem Schlittengehäuse abgestützt ist und von diesem mitgeschleppt wird. Obwohl die Schlitten lagerung nach wie vor unempfindlich und preisgünstig ist, ist damit ein Schlitten geschaffen, der eine außerordentlich große Meßgenouigkeit und Reproduzierbarkeit ermöglicht, trotz großer Reibung in den Führungen zwischen dem Schlittengehäuse und der geräteseitigen Längsführung.At the same time, this slide housing can all other, relatively voluminous and heavy parts of the measuring system, especially the incremental or absolute encoded measuring system, e.g. the electronic components, the power supply etc. The part, on the other hand, which is the one moving part of the measuring system, in particular the scanning head has to carry, and when it is used as a measuring and marking device also has to include the touch element or even forms the touch surface, can in Shape of the tactile slide held as an extremely small component of low mass are, depending on the probing direction with a constant measuring force compared to the Slide housing is supported and is dragged along by this. Though the sleigh storage is still insensitive and inexpensive, it is therefore a sled created, which is extremely accurate and reproducible allows, despite great friction in the guides between the slide housing and the device-side longitudinal guide.
Sieht mon von grundsätzlich nicht vermeidbaren z. 5. elastischen Verformungen des Tastelementes selbst beim Antasten ab,so ist nun beim erfindungsgemößen Schlitten sichergestellt, daß bei dessen Verfahrbewegung und Antasten keine Wegdifferenzen zwischen dem Tastelement einerseits und dem z.B. am Tastschieber gehaltenen Abtastkopf des Meßsystems andererseits entstehen.Sees mon from basically unavoidable z. 5. elastic deformations of the probe element itself when probing, it is now with the slide according to the invention ensures that there are no path differences during its traversing movement and probing between the probe element on the one hand and the scanning head held on the probe slide, for example of the measuring system on the other hand arise.
Die erfindungsgemäße Ausbildung macht es möglich, alle schweren Schlittenteile im Schlittengehäuse unterzubringen und den demgegenUber jeweils mit konstanter Meßkraft abgestützten Tastschieber so leicht wie möglich im Verhältnis zur Meßkraft zu gestalten. Fährt beim bestimmungsgemäßen Gebrauch der Schlitten mit dem Tastelement gegen das Werkstück als Prüfling an, so bleibt der Tastschieber mit Tastelement einerseits und daran sitzendem Abtastkopf des inkrementalen Meßsystems in dieser Position und damit der angezeigte Meßwert stehen, auch wenn das Schlittengehäuse bei weiterhin am Schlitten angreifender Kraft in gleicher Richtung weiterbewegt wird. Da sich der Tastschieber durch die bauliche Trennung dann weiterhin mit der vorgegebenen Meßkraft gegen das Schlittengehäuse abstützt, ändert sich bei einer weiteren Verschiebebewegung des Schlittengehäuses die am Tastschieber wirkende Kraft praktisch gar nicht, zumindest aber nur um den Wert, um den sich die mit flacher Kennlinie verlaufende Vorspannkraft ändert.The inventive design makes it possible to use all heavy sled parts to be accommodated in the slide housing and, on the other hand, each with a constant measuring force to make the supported feeler slide as light as possible in relation to the measuring force. When used as intended, the slide with the pushbutton element moves against the Workpiece as the test object, the feeler slide with the feeler element remains on the one hand and sitting on it Scanning head of the incremental measuring system in this position and thus the displayed measured value, even if the slide housing continued to move in the same direction if the force continues to act on the slide will. Since the tactile slide then continues to be connected to the predetermined measuring force is supported against the slide housing, changes at a further displacement movement of the slide housing the force acting on the feeler slide practically not at all, but at least only about the value of the flat The characteristic curve of the preload force changes.
Diese Änderung kann bei entsprechender Wahl der Charakteristik so gering sein, daß sie ohne jeglichen Einfluß auf die Funktion bleibt.This change can be made with the appropriate selection of the characteristic be small that it remains without any influence on the function.
Eine vorteilhafte Ausführungsform ergibt sich aus Anspruch 2. Der Tastschieber findet so je Antastrichtung mit seinem zugeordneten Anschlag Abstützung an der zugeordneten Anschlagfläche des Schlittengehäuses, wodurch die Vorspannung mit konstanter Kraft in Richtung der jeweiligen Antastrichtung möglich wird.An advantageous embodiment results from claim 2. The In this way, tactile slide finds support with its assigned stop for each probing direction on the associated stop surface of the slide housing, whereby the preload becomes possible with constant force in the direction of the respective probing direction.
Eine weitere, vorteilhafte Ausführungsform ergibt sich aus Anspruch 3. Jedes Federelement nimmt bei am Prüfling angeschlagenem Tastelement und in dieser Position verbl eibendem Tastschieber die weitere Verschiebebewegung des Schlittengehäuses relativ zum stehenden Tastschieber federelastisch auf, bei nach wie vor im wesentlichen konstanter Meßkraft.Another advantageous embodiment results from the claim 3. Each spring element takes when the probe is struck on the test object and in this Position of the remaining pushbutton, the further sliding movement of the slide housing resiliently on relative to the stationary feeler slide, while still essentially constant measuring force.
Von Vorteil ist ferner eine Ausführungsform nach den Ansprüchen 4 - 6.An embodiment according to claims 4 is also advantageous - 6.
Diese Gestoltung der Umsteuervorrichtung mit Aufbringung der richtungsbezogenen, jeweils konstanten Vorspannung ist besonders einfach und billig Dabei versteht sich jedoch, daß vielfältige andere Ausführungsformen, die nach gleichem Prinzip arbeiten,im Rahmen der Erfindung möglich sind.This design of the reversing device with application of the direction-related, constant preload is particularly simple and cheap, of course However, that various other embodiments that work on the same principle in Within the scope of the invention are possible.
Vorteilhaft ist ferner eine Gestaltung nach Anspruch 7. Weitere vorteilhafte Ausführungsformen ergeben sich aus den Ansprüchen 8 - 11.A design according to claim 7 is also advantageous. Further advantageous Embodiments emerge from claims 8-11.
Hinsichtlich der zwischen dem Tastschieber und dem Schlittengehäuse angeordneten Schlepphalterung sehen die Anspruche 12 - 14 vorieilhafte Ausführungsformen vor. Auch hier versteht es sich, daß im Rchmen der Erfindung auch andere, etwa gleichwertige Schlepphalterungen liegen, sofern sie eine leichtgängige und spielfreie Relativbewegung zwischen dem Tastschieber und dem Schlittengehäuse möglich machen.With regard to the between the feeler slide and the slide housing arranged towing bracket see claims 12-14 advantageous embodiments before. Here, too, it goes without saying that other, approximately equivalent, are included in the scope of the invention Towing brackets are provided, provided they have a smooth and play-free relative movement make possible between the feeler slide and the slide housing.
Vorteilhaft ist ferner die nach Anspruch 15 vorgesehene Verdrehsicherung des Tastschiebers relativ zum Schlittengehäuse und die weitere Maßnahme nach Anspruch 16. Dadurch ist sichergestellt, daß der Tastschieber bei einwirkenden Querkräften sich nicht in dieser Richtung relativ zum Schlittengehäuse versetzen kann.The anti-rotation device provided according to claim 15 is also advantageous of the feeler slide relative to the slide housing and the further measure according to claim 16. This ensures that the feeler slide when transverse forces act cannot move in this direction relative to the slide housing.
Eine weitere, besonders vorteilhafte Maßnahme ergibt sich aus Anspruch 17.Another particularly advantageous measure results from the claim 17th
Dadurch kann die jeweilige Relativbewegung zwischen dem Schlittengehäuse und dem Tastschieber zugleich zur Erzeugung von Schaltfunktionen ohne großen Zusatzaufwand genutzt werden. Als Scholtfunktionen kommen z.B.This allows the respective relative movement between the slide housing and the tactile slide at the same time for generating switching functions without great additional effort be used. Scholt functions include e.g.
die Übernahme und Verrechnung des Meßwertes in eine Datenverarbeitung, das Abschalten eines motorischen Schlittenantriebes, das Erzeugen eines akkustischen Wamsignales oder eines optischen Lichtsignales etc. in Betracht.the transfer and calculation of the measured value in data processing, switching off a motorized slide drive, generating an acoustic one Warning signal or an optical light signal etc. into consideration.
Besonders günstig ist, daß für diese Schaltfunktion keine besondere Genauigkeit erforderlich ist, weil das Schlittengehäuse mit seinen Anschlagflöchen nach erfolgtem Auftreffen des Tastelementes auf der Meßflöche des Werkstückes noch einen mehr oder weniger großen Weg weiter verschoben wird, so daß mit einfachen Mitteln und hoher Genauigkeit die gleiche Funktion verwirklicht wird, die man sonst nur mit sehr teueren, schaltenden Meßtastern erreichen kann.It is particularly favorable that there is no special one for this switching function Accuracy is required because the slide housing with its stop surfaces after the probe element has hit the measuring surface of the workpiece is shifted a more or less great way further, so that with simple Means and high accuracy the same function is achieved that one would otherwise can only be achieved with very expensive, switching probes.
Vorteilhaft ist ferner die Maßnahme nach Anspruch 18. Dies kann die Meßgenauigkeit erhöhen, weil dadurch ein Hebel arm zwischen der Meßkraftrichtung und den miteinander wirkenden Anschlägen und Anschlagflächen entfällt. Dies kann überdies positiven Einfluß auf die leichtgängige Lagerung des Tastschiebers gegenüber dem Schlittengehäuse haben.The measure according to claim 18 is also advantageous Increase measurement accuracy, because this creates a lever arm between the direction of the measuring force and the stops and stop surfaces that interact with one another are omitted. This can In addition, positive influence on the smooth storage of the tactile slide opposite the slide housing.
Von Vorteil kann ferne eine tvestoltung von Anspruch 19 sein. Dadurch ist erreicht, daß die konstante Meßkraft koaxial zur Lagerrichtung des Tastschiebers und ohne Hebelarm zu dieser Lagerachse wirkt. Dies kann die Genauigkeit und auch die Leichtgängigkeit der Lagerung des Tastschiebers im Schlittengehäuse ebenfalls erhöhen. A termination of claim 19 can also be advantageous. Through this it is achieved that the constant measuring force is coaxial with the bearing direction of the feeler slide and acts without a lever arm on this bearing axis. This can increase the accuracy as well the ease of mounting of the tactile slide in the slide housing as well raise.
Zur Genauigkeitserhöhung beim Antasten und Messen tragen ferner die Maßnahmen nach Anspruch 20 und Anspruch 21 bei. Da hier die Antastkraft koaxial zur Lagerrichtung des Tastschiebers, also ohne Hebelarm zur Lagerachse, wirkt, ist die Gefahr evtl. Wegdifferenzen zwischen Tastelement und Abtastkopf des Meßsystems weiter reduziert.To increase the accuracy when probing and measuring, the Measures according to claim 20 and claim 21 at. Since the contact force is coaxial here to the bearing direction of the feeler slide, i.e. without a lever arm to the bearing axis, acts is the risk of possible path differences between the probe element and the scanning head of the measuring system further reduced.
Die in Anspruch 22 enthaltenen Merkmale führen zu einer einfachen, billigen und steifen Lagerung und Führung des Schlittens längs der geräteseitigen Ltingsführung. Die Lagerung ist zugleich relativ verschleißarm.The features contained in claim 22 lead to a simple, cheap and rigid storage and guidance of the slide along the device side Leadership. The storage is also relatively low-wear.
Vorteilhaft ist ferner eine nach Anspruch 23 vorgesehene Ausbildung des Schlittens als entlang einer vertikalen Führungsschiene höhenverschiebbarer Höhenmeßschlitten. Insbesondere in diesem Zusammenhang können die Maßnahmen nach den Ansprüchen 24 und 25 von Vorteil sein. Auf diese Weise ist es durch geringfügige Verstellung des im Schlittengehäuse gehaltenen Federelementes möglich, beim Wechsel des Tastelementes evtl. Gewichtsänderungen durch Verstellung Rechnung zu tragen und dadurch jeweils das Eigengewicht des Tastschiebers zuzüglich des jeweils benutzten Tastelementes und des am Tastschieber sitzenden Meßkopfes des Meßsystems voll auszugleichen.An embodiment provided according to claim 23 is also advantageous of the carriage than can be moved in height along a vertical guide rail Height measuring slide. In this context, in particular, the measures can be taken according to claims 24 and 25 be advantageous. That way it's minor Adjustment of the spring element held in the slide housing is possible when changing of the probe element to take into account any weight changes caused by adjustment and thereby the dead weight of the tactile slide plus the one used Fully compensate the probe element and the measuring head of the measuring system sitting on the probe slide.
Man kann statt dessen auch auf dieses besondere Gewichtsausgleichselement unterhalb des Tastschiebers verzichten, wenn man die vorteilhafte Ausführungsform gemäß Anspruch 26 wählt. Dann wird dem Eigengewicht des Tastschiebers mit daran sitzenden, dessen Gewicht mit beeinflussenden Teilen durch unterschiedliche Stärke der Federelemente, deren Vorspannung od. dgl . t'echnung getragen.You can also use this special weight compensation element instead waive below the tactile slide if you use the advantageous embodiment according to claim 26 selects. Then the dead weight of the tactile slide is included in it seated, whose weight with influencing parts by different strength the spring elements, their preload or the like t'echnung borne.
Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform ergibt sich aus Anspruch 27. Dadurch ist der Schlitten gleichermaßen ohne Beeinträchtigung der Genauigkeit als Antast- und Meßgerät auch zur Verwendung im Zusammenhang mit einem Höhenreißer geeignet. Da die beim Anreißen entstehenden Querkräfte nicht etwa auf den Tastschieber wirken, sondern vielmehr unmittelbar vom Schlittengehäuse aufgenommen werden, belasten also diese Kräfte die Führung des Tastsystems nicht, sondern werden statt dessen von der robusten, einfachen Führung des Schlittens auf der geräteseitigen Längsführung unmittelbar aufgenommen. Mithin macht der der Erfindung zugrundeliegende Schlitten mit konstanter Meßkraft einen Einsatz bei Geräten mit inkrementalem Meßsystem möglich, und zwar gleichgut bei Gestaltung des Gerätes als Höhenreißer, wie auch als Höhenmeßgerät hoher Genauigkeit. Darüberhinaus versteht es sich, daß der erfindungsgemäße Schlitten nicht nur für Höhenmeß- oder Anreißgeräte, sondern auch andere Längenmeßgeräte mit insbesondere inkrementalen Meßsystemen, Verwendung finden kann. Beispielsweise auch für Schieblehren, für die der Schlitten dann als Schieblehren-Meßschieber ausgebildet ist. In diesem Fall trägt der Tastschieber den beweglichen Meßschnabel der Schieblehre, so daß der Tastschieber also eine eigene Tastfläche, statt besonderer Tastelemente, trägt. Es versteht sich gleichwohl, daß auch hier am Tastschieber alternotiv oder zusätzlich dazu besondere Tastelemente auswechselbar gehalten werden können.Another advantageous embodiment results from the claim 27. As a result, the slide is equally unimpaired in terms of accuracy as a probing and measuring device also for use in connection with a height gauge suitable. Since the transverse forces that arise when scribing are not applied to the feeler slide act, but rather are taken up directly by the slide housing, load So these forces do not control the touch probe, but instead become from the robust, simple guidance of the slide on the device-side longitudinal guide recorded immediately. The slide on which the invention is based therefore makes with constant measuring force it can be used in devices with an incremental measuring system, and equally well when designing the device as a height gauge, as well as a height measuring device high accuracy. In addition, it goes without saying that the slide according to the invention not only for height measuring or scribing devices, but also other length measuring devices especially incremental measuring systems, can be used. For example, too for callipers, for which the slide is then designed as a calliper-caliper is. In this case, the feeler slide carries the movable measuring jaw of the slide gauge, so that the tactile slide has its own tactile surface instead of special tactile elements, wearing. It goes without saying, however, that here too, alternatively or on the tactile slide in addition to this, special feeler elements can be held interchangeably.
Jeweils wesentliches Merkmal des erfindungsgemäßen Schlittens ist es, daß die zum Verschieben des gesamten Schlittens erforderliche Kraft beliebig sein kann, ohne dabei Einfluß auf die auf den Tastschieber und das Tastsystem einwirkende Meßkraft zu nehmen. Da im übrigen eine Berührung des Tastschiebers beim Anfahren des Tastelementes oder der eigenen Tastfläche an die Meßfläche des Prüflinges durch die Bedienungsperson nicht erforderlich ist, im Gegensatz zu bekannten Höhen- und Längenmeßgeröten, bei denen Schlitten, Tastelement, Abtastkopf und Verschiebemechanismus eine Einheit bilden, wird auch von dieser Seite ein möglicher Meßfehler vermieden. Da der Tastschieber unter der wirkenden Meßkraft kraftschlüssig gegen die Menfläche des Prüflinges gedrückt wird, ist es überdies möglich, auch den Scheitelpunkt einer Bohrung oder die Schieflage einer Werkstückfläche, bezogen auf die Tischfläche, auf der ein mit dem Schlitten ausgerüstetes Höhenmeßgeröt steht, durch Verschieben des Gerätes auf der Tischfläche direkt und ohne weitere Hilfsmittel zu ermitteln. Man kann also ohne weiteres die Durchmesser und die Mitten von Bohrungen bestimmen, bei bekanntem Durchmesser eines kugelförmigen Tastkopfes am Ende des Tastelementes.Each is an essential feature of the slide according to the invention it that the force required to move the entire carriage is arbitrary can be, without affecting the acting on the slide and the probe system To take measuring force. There is also a touch of the tactile slide when starting up of the probe element or its own touch surface to the measuring surface of the test object the operator is not required, in contrast to known height and Length measuring devices in which the slide, probe element, scanning head and displacement mechanism one Form a unit, a possible measurement error is also avoided from this side. There the feeler slide under the acting measuring force frictionally against the menu surface of the test specimen is pressed, it is also possible to use the apex of a Drilling or the inclination of a workpiece surface in relation to the table surface, on which there is a height measuring device equipped with the slide, by moving it of the device on the table surface directly and without further aids. So you can easily determine the diameter and the centers of holes, with a known diameter of a spherical probe head at the end of the probe element.
Weitere Einzelheiten und Vorteile des Schlittens nach der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung.Further details and advantages of the slide according to the invention result from the following description.
Der vollständige Wortlaut der Ansprüche ist vorstehend allein zur Vermeidung unnötiger Wiederholungen nicht wiedergegeben, sondern statt dessen lediglich durch Nennung der Anspruchsnummer darauf Bezug genommen, wodurch jedoch alle diese Anspruchsmerkmale als an dieser Stelle ausdrücklich und erfindungswesentlich offenbart zu gelten haben.The full wording of the claims is foregoing only Avoidance of unnecessary repetitions are not reproduced, but only instead by naming the claim number referring to it, whereby however all these Claim features as expressly disclosed at this point and essential to the invention have to apply.
Die Erfindung ist nachfolgend anhand von in den Zeichnungen gezeigten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen: Fig. 1 eine schematische, zum Teil geschnittene Seitenansicht eines Höhenmeß- und Anreißgerätes, Fig. 2 einen Schnitt entlang der Linie ll-ll in Fig. 1, Fig. 3 eine schematische, zum Teil geschnittene Draufsicht einer Schieblehre.The invention is shown below with reference to in the drawings Embodiments explained in more detail. They show: FIG. 1 a schematic, for Partly sectioned side view of a height measuring and marking device, Fig. 2 a Section along the line II-II in Fig. 1, Fig. 3 is a schematic, partially cut Top view of a caliper.
Beim ersten Ausführungsbeispiel in Fig. 1 ist anhand eines Höhenmeß- und Anreil;gerätes 10 nachfolgend die besondere Gestaltung des Schlittens 11 erläutert, wie er grundsätzlich für alle möglichen, denkbaren löngenmeßgeräte zum Einsatz kommen kann.In the first embodiment in Fig. 1 is based on a height measuring and Anreil; device 10 below the special design of the Slide 11 explains how it works in principle for all possible, conceivable length measuring devices can be used.
Der Schlitten 11 weist ein Schlittengehäuse 12 auf, das mittels schlittenseitiger Führungen in Form von Gleitstücken 13 entlang einer Lngsführung 14 verschiebbar geführt ist. Die Gleitstücke 13 bestehen insbesondere aus Kunststoff und sind mit einem die Gleitfläche bildenden Gleitbelag, z.B.The slide 11 has a slide housing 12, which by means of slide-side Guides in the form of sliders 13 can be displaced along a longitudinal guide 14 is led. The sliders 13 consist in particular of plastic and are with a sliding coating forming the sliding surface, e.g.
aus gefülltem Pofytetrafluoräthylen (PTFE),versehen. Die geräteseitige Längsführung 14 befindet sich auf einer Führungsschiene 15, die lotrecht hochstehend an einem Fuß 16 gehalten ist. Der Fuß 16 weist eine möglichst exakt rechtwinklig zur Ldngsführung 14 verlaufende Grundfläche 17 auf, mit der er auf einer Arbeitsplatte 18 steht.made of filled polytetrafluoroethylene (PTFE). The device-side Longitudinal guide 14 is located on a guide rail 15 that stands up vertically is held on a foot 16. The foot 16 has a right angle as exactly as possible to the longitudinal guide 14 extending base surface 17, with which he is on a worktop 18 stands.
Das Gerät 10 ist mit einem insbesondere inkrementalen oder auch absolut kodierten Meßsystem 19 ausgerüstet, das hinsichtlich seiner Einzelbestandteile an sich bekonnt ist. Das Meßsystem 19 weist - abgesehen von relativ großvolumigen und schweren Elektronikbausteinen und -einheiten, sowie der Stromversorgung - einen schematisch angedeuteten Abtastkopf 20 einer seits und eine Maßverkärperung in Form eines Glosmaßstabes 21 andererseits auf. Der Abtastkopf 20 ist nur schematisch angedeutet. Er kann z.B. zwar DE-OS 25 05 587, DE-OS 23 49 944 oder in anderer herkömmlicher Weise gestaltet sein. Gleiches gilt auch für den Glesmaßstab 21. Beim gezeigten Ausführungsbeispiel ist der Glasmaßstab 21 fest an der Führungsschiene 15 angebracht, während der Abtastkopf 20 zusammen mit dem Schlitten 11 beweglich ist. Die Verhältnisse können auch vertauscht sein. Eine Relativverschiebung zwischen dem Schlitten 11 und der Führungsschiene 15 führt mithin zu einer entsprechenden Relativverschlebung zwischen dem Abtost kopf 20 und dem Glasmaßstab 21.The device 10 is particularly incremental or also absolute encoded measuring system 19 equipped with regard to its individual components is known. The measuring system 19 has - apart from relatively large-volume and heavy electronic components and units, as well as the power supply - one schematically indicated scanning head 20 on the one hand and a Maßverkärperung in the form a gloss scale 21 on the other hand. The scanning head 20 is only indicated schematically. He can for example DE-OS 25 05 587, DE-OS 23 49 944 or in other conventional Be designed wisely. The same also applies to the Gles scale 21. When shown In the exemplary embodiment, the glass scale 21 is firmly attached to the guide rail 15, while the scanning head 20 is movable together with the carriage 11. The ratios can also be interchanged. A relative displacement between the carriage 11 and the guide rail 15 consequently leads to a corresponding relative displacement between the defrosting head 20 and the glass scale 21.
Der Schlitten 11 ist auf der Führungsschiene 15 entweder von Hand oder mittels eines nicht gezeigten motorischen Antriebes verschiebbar, um in der Funktion des Gerätes als Hohenr1eß9erdt mittels eines schematisch angedeuteten Tastelementes 23 ein Vcrkstück 24 anzutasten. Das Tastelement 23 trägt endseitig einen kugelförmigen Tastkopf 25 und ist auswechselbar am Schlitten 11 angeordnet. Bei einem anderen, nicht gezeigten Ausführungsbeispiel hat das Tastelement 23 andere Gestalt oder fehlt gänzlich, wobei dann die Tastflächen Bestandteil des Schlittens 11 selbst sind.The carriage 11 is on the guide rail 15 either by hand or displaceable by means of a motor drive, not shown, in order to move in the Function of the device as Hohenr1eß9erdt by means of a schematically indicated pushbutton element 23 to touch a Vcrkstück 24. The probe element 23 has a spherical end Probe 25 and is arranged on the carriage 11 so as to be exchangeable. With another, embodiment not shown, the pushbutton element 23 has a different shape or is missing entirely, in which case the touch surfaces are part of the carriage 11 itself.
Am Schlittengehäuse 12, und zwar beim gezeigten Ausfi1hrungsbeispiel innerhalb desselben, ist ein Tastschieber 26 in Bezug auf den Schlitten 11 zumindest in Grenzen und dabei im wesentlichen parallel zur Längsführung 14 beweglich gehalten. Der Tastschieber 26 ist also separater, in den Schlitten 11 integrierter Teil. Er ist in Bezug auf das Schlittengehäuse 12 in der jeweiligen Antastrichtung gemäß Fig.1, d.h. nach unten und nach oben, mit zumindest im wesentlichen konstanter Meßkraft vorgespannt und wird vom Schlitten 11 bei dessen Verschiebebewegung nach unten wie nach oben hin jeweils mitgeschleppt. Fig. 1 zeigt eine Vorspannung des Tastschiebers 26 in Bezug auf den Schlitten 11 bei nach unten gerichteter Antastrichtung sowie Schlepprichtung und Verschiebebewegung des Schlittens 11.On the slide housing 12, specifically in the exemplary embodiment shown within the same, there is a feeler slide 26 with respect to the carriage 11 at least held movably within limits and thereby essentially parallel to the longitudinal guide 14. The feeler slide 26 is therefore a separate part that is integrated into the slide 11. He is in relation to the carriage housing 12 in the respective probe direction according to Fig.1, i.e. downwards and upwards, with at least substantially constant measuring force biased and is from the carriage 11 during its sliding movement downward as each dragged upwards. Fig. 1 shows a bias of the pushbutton slide 26 in relation to the carriage 11 with the probing direction pointing downwards as well Towing direction and sliding movement of the slide 11.
Besonders wichtig ist, daß der Tastschieber 26 als Leichtbauteil geringer Masse ausgebildet ist und lediglich das Tastelement 23 sowie den Abtastkopf 20 des inkrementalen Meßsystems 19 trägt. Alle übrigen, wesentlich schwereren und massiveren Teile des Schlittens 11 sitzen am oder im Schlittengehäuse 12. Dazu zählt insbesondere auch die Gleitlagerung des Schlittens 11 auf der Führungsschiene 15, die in der jeweils eingestellten Schiebestellung des Schlittens 11 eine Selbsthemmung garantiert, also eine recht große Haftreibung, und zwar Ruhereibung, mit sich bringt.It is particularly important that the feeler slide 26 is less than a lightweight component Mass is formed and only the probe element 23 and the scanning head 20 of the incremental measuring system 19 carries. All the rest, much heavier and more massive Parts of the slide 11 are seated on or in the slide housing 12. This includes in particular also the sliding bearing of the carriage 11 on the guide rail 15, which is in the each set sliding position of the slide 11 guarantees self-locking, thus a very large static friction, namely friction at rest, with it.
Der Tastschieber 26 befindet sich im Inneren des Schlittengehäuses 12.The feeler slide 26 is located inside the slide housing 12th
Er ist selbst zumindest teilweise innen hohl und weist eine zentrale Ausnehmung 27 auf. Der Hub oder der Verschiebeweg zwischen Tastschieber 26 und Schlittengehöuse 12 betrugt z.B etwa 3 5 mm, über die sich der Tastschieber 26 relativ zum Schlittengehäuse 12 frei bewegen kann.It is itself at least partially hollow on the inside and has a central one Recess 27. The stroke or the displacement path between the feeler slide 26 and The slide housing 12 was, for example, about 35 mm, over which the feeler slide 26 extends relatively to slide housing 12 can move freely.
Zwischen dem Tastschieber 26 und dem Schlittengehäuse 12 sitzt eine diese Relativbewegung zulassende Parallelfuhrung 28, die beim gezeigten Ausführungsbeispiel als Linear-Kugelführung ausgebildet ist. Mittels letzterer ist der Tastschieber 26 spielfrei und leichtgängig eingelagert.Between the feeler slide 26 and the slide housing 12 sits a this relative movement permitting parallel guide 28, which in the illustrated embodiment is designed as a linear ball guide. By means of the latter is the feeler slide 26 free of play and easy to move.
Die Linear-Kugelführung weist eine am Tastschieber 26 gehaltene, parallel zur Führungsschiene 15 ausgerichtete Führungswelle 29 auf, die beidendig innerhalb des Schlittengehäuses 12 in dortigen Kugeln 30 parallelverschieblich zur Führungsschiene 15, und dabei zumindest im wesentlichen spielfrei und leichtgängig gelagert ist. Die Führungswelle 29 sitzt fest im Tastschieber 26. In Bezug auf das Schlittengehäuse 12 ist der Tastschieber 26 im übrigen gegen Verdrehung um die Achse der Führungswelle 29 gesichert. Dazu dient ein an der Führungswelle 29 fester Querstift 31, der in eine U-förmige Schiene 32 eingreift, die am Schlittengehäuse 12 gehalten und in Fig. 1 nur gestrichelt angedeutet ist.The linear ball guide has a parallel one held on the feeler slide 26 to guide rail 15 aligned guide shaft 29, both ends within of the slide housing 12 in the balls 30 there, displaceable parallel to the guide rail 15, and is mounted at least substantially free of play and smoothly. The guide shaft 29 is firmly seated in the feeler slide 26. With respect to the slide housing 12 is the feeler slide 26 against rotation about the axis of the guide shaft 29 secured. A transverse pin 31 fixed to the guide shaft 29, which is shown in FIG engages a U-shaped rail 32 which is held on the carriage housing 12 and in Fig. 1 is only indicated by dashed lines.
Für beide Translutionsrichtungen gemäß Pfeil 22, d.h. in Fig. 1 nach unten und nach oben, weist der Tastschieber 26 jeweils einen Anschlag 33 bzw.For both directions of translation according to arrow 22, i.e. in Fig. 1 according to down and up, the feeler slide 26 each has a stop 33 or
34 auf, dem jeweils schlittenseitig eine untere Anschlagfläche 35 bzw.34, each of which has a lower stop surface 35 on the slide side respectively.
obere Anschlagfläche 36 auf gleicher Fluchtlinie zugeordnet ist, gegen die der Tastschieber 26 unter der Vorspannung je nach Antastrichtung mit jeweils konstanter Meßkraft angepreßt wird. Die Anpressung geschieht mittels eines unteren Federelementes 37 bei Antastrichtung in Fig. 1 nach unten hin und mittels eines oberen Federelementes 38 bei dazu gegensinniger Antastrichtung. Das untere Federelement 37 stützt sich mit seinem unteren Ende am Tastschieber 26 ab. Auf das obere Ende des unteren Federelementes 37 wirkt eine vom Schlittengehäuse 12 her aufgebrachte, z. B.upper stop surface 36 is assigned on the same alignment line, against that of the feeler slide 26 under the bias depending on the probing direction with each constant measuring force is pressed. The pressing takes place by means of a lower one Spring element 37 in the probing direction in Fig. 1 downwards and by means of a upper spring element 38 in opposite directions. The lower spring element 37 is supported with its lower end on the tactile slide 26. On the top end of the lower spring element 37 acts an applied from the slide housing 12, z. B.
einstellbare Meßkraft Bei in Fig. 1 nach oben gerichteter Antastrichtung wirkt diese schlittengehäuseseitige Kraft auf das in Fig. 1 untere Ende des oberen Federelementes 38, das mit seinem oberen Ende am Tastschieber 26 abgestützt ist Jedes Federelement 37, 38 ist je nach Antastrichtung derart vorspannbnr, daß sich Uber den liub von ;x. B. 3 - 5 mm zwischen dem Tastschieber 26 und dem Schlittengehäuse 12 eine zumindest im wesentlichen konstante Federkraft und damit Meßkraft oder Antastkraft ergibt, mit der über das Tastelement 23 das Werkstück 24 angetastet wird.adjustable measuring force with the probing direction pointing upwards in FIG. 1 This force on the slide housing acts on the lower end of the upper one in FIG. 1 Spring element 38, which with its upper end on the feeler slide 26th is supported Each spring element 37, 38 is preloaded in such a way, depending on the probing direction that about the liub of; x. B. 3 - 5 mm between the feeler slide 26 and the Slide housing 12 has an at least substantially constant spring force and thus Measuring force or contact force results with which the workpiece via the probe element 23 24 is touched.
Die beiden Federelemente 37 und 38 sind beim gezeigten Ausführungsbeispiel als zylindrische Schroubenfedern ausgebildet, die jeweils in einer sacklochartigen Bohrung 39 bzw. 40 des Tastschiebers lagern und zur inneren Ausnehmung 27 hin gerichtet sind, in die sie hinein vorstehen.The two spring elements 37 and 38 are in the embodiment shown designed as cylindrical screw springs, each in a blind hole-like Store bore 39 or 40 of the tactile slide and directed towards the inner recess 27 into which they protrude.
Die Achsen beider Bohrungen 39 und 40 fluchten miteinander und verl aufen zumindest im wesentlichen parallel zur Achse der Führungswelle 29 und zur Führungsschiene 15.The axes of the two bores 39 and 40 are aligned with each other and Verl aufen at least substantially parallel to the axis of the guide shaft 29 and to Guide rail 15.
Am Schlittengehäuse 12 sitzt eine dort abgestützte Umsteuervorrichtung mit Nocken in Gestalt einer Exzenterscheibe 41, mittels der wahlweise je nach Antastrichtung entweder, wie gezeigt, das untere Federelement 37 oder das obere Federelement 38 vorspannbar ist. Die Exzenterscheibe 41 sitzt im Zentrum der Ausnehmung 27 und dabei mit Exzentrizität auf einer Exzenterwelle 42, die z.B. beidendig im Schlittengehäuse 12 gelagert ist und vom Äußeren des Schlittengehduses 12 her mittels eines darauf drehfest gehaltenen Steliknopfes 43 am einen Ende und/oder 44 am anderen Ende jeweils umstellbar ist. Bei der in Fig. 1 gezeigten Steuerstellung beaufschlagt die Exzenterscheibe 41 das untere Federelement 37, welches mit konstanter Federkraft zusammengedrückt und vorgespannt ist, wodurch der Tastschieber 26 mit dieser konstanten Federkraft in Fig. 1 nach unten hin und dabei mit seinem unteren Anschlag 33 gegen die untere Anschlagfläche 35 des Schlittengehäuses 12 gedrückt ist.A reversing device supported there sits on the slide housing 12 with cams in the form of an eccentric disk 41, by means of which optionally depending on the probing direction either the lower spring element 37 or the upper spring element 38, as shown can be prestressed. The eccentric disk 41 sits in the center of the recess 27 and thereby with eccentricity on an eccentric shaft 42, which e.g. at both ends in the slide housing 12 is mounted and from the outside of the carriage housing 12 by means of a on it rotatably held Steliknopfes 43 at one end and / or 44 at the other end, respectively is convertible. In the control position shown in FIG. 1, the eccentric disc acts 41 the lower spring element 37, which is compressed with a constant spring force and is biased, whereby the feeler slide 26 with this constant spring force in Fig. 1 downwards and thereby with its lower stop 33 against the lower Stop surface 35 of the carriage housing 12 is pressed.
Wie man sieht, befinden sich die beiden Federelemente 37, 38 auf beiden Seiten der Exzenterscheibe 41. Sie haben dabei etwa gleichgroßen Abstand von der Exzenterwelle 42. Während das untere Federelement 37 von der Exzenterscheibe 41 beaufschlagt ist, ist bei der Darstellung gemäß Fig. 1 das obere Federelement 38 nicht vorgespannt und außer Eingriff mit der Exzenterscheibe 41.As you can see, the two spring elements 37, 38 are on both Sides of the eccentric 41. You have about the same distance from the Eccentric shaft 42. While the lower spring element 37 from the eccentric disk 41 is acted upon is in the illustration according to FIG. 1 the top Spring element 38 not pretensioned and out of engagement with eccentric disk 41.
Obwohl als Parallelführung 28 für die Schlepphalterung zwischen dem Tastschieber 26 und dem Schlittengehäuse 12 eine Linear-Kugelführung dargestellt ist und als Federelemente 37 und 38 zylindrische Schraubenfedern gezeigt sind, versteht es sich jedoch, daß bei anderen, nicht gezeigten Ausführungsbeispielen die Parallelführung z.B. als Federparallelogramm, Luftlageranordnung od.dgl. ausgebildet sein kann, und daß die Federelemente 37, 38 als pneumatische oder hydraulische Federn, als gummipufferähnliche Federkissen aus Gummi oder Kunststoff oder als dergleichen federelastisch vorspannbare Druckelemente ausgebildet sein können.Although as a parallel guide 28 for the towing bracket between the Push-button slide 26 and the slide housing 12 are shown a linear ball guide and cylindrical coil springs are shown as spring elements 37 and 38 However, in other, not shown exemplary embodiments, the parallel guidance e.g. as a spring parallelogram, air bearing arrangement or the like. can be trained and that the spring elements 37, 38 as pneumatic or hydraulic springs, as rubber buffer-like spring cushions made of rubber or plastic or resilient as the like can be formed prestressable pressure elements.
Die Anschläge 33, 34 des Tastschiebers 26 und/oder die Anschlagflächen 35, 36 am Schlittengehäuse 12 können als der besseren Übersicht wegen nicht besonders hervorgehobene Schaltkontakte ausgebildet sein oder aber besondere Schaltkontakte tragen, die z.B. jeweils gemeinsam ein Schaltelement mit vorzugsweise Öffner-Funktion bilden. Letzteres kann beim Antasten und dann, wenn sich z.B. der untere Anschlag 33 geringfügig von der unteren Anschlagfläche 35 abhebt und damit das Schaltelement den Kontakt öffnet, einen Schaltimpuls erzeugen, der zu beliebigen Steuerzwecken nutzbar ist, z.B. zum Stillsetzen eines nicht gezeigten, motorischen Antriebes des Schlittens 11, zum Ubernehmen des gemessenen Meßwertes in eine Datenverarbeitung, zur Abgabe eines akkustischen und/oder optischen Signales usw.The stops 33, 34 of the tactile slide 26 and / or the stop surfaces 35, 36 on the slide housing 12 can not be special because of the better overview Emphasized switch contacts may be formed or special switch contacts each carry, for example, a switching element with preferably an NC function form. The latter can occur when touching and when, for example, the lower stop 33 lifts slightly from the lower stop surface 35 and thus the switching element the contact opens, generating a switching pulse that can be used for any control purposes can be used, e.g. to shut down a motorized drive, not shown, of the Carriage 11, for taking over the measured value in data processing, for the delivery of an acoustic and / or optical signal etc.
Bei einem nicht gezeigten Ausführungsbeispiel sind die Anschläge 33, 34 des Tastschiebers 26 und die Anschlagflächen 35, 36 des Schlittengehäuses 12 in einer Flucht zu dem Verlauf der Federelemente 37, 38 angeordnet und ausgerichtet, so daß also die konstante Meßkraft, erzeugt durch das vorgespannte Federelement 37 oder 38, nicht mit einem Hebelarm im Bereich der Anschläge und Anschlagflächen 33 - 36 wirkt, also keine Momente erzeugt werden.In an embodiment not shown, the stops 33, 34 of the feeler slide 26 and the stop surfaces 35, 36 of the slide housing 12 arranged and aligned in alignment with the course of the spring elements 37, 38, so that the constant measuring force generated by the pretensioned spring element 37 or 38, not with a lever arm in the area of the stops and stop surfaces 33 - 36 acts, so no moments are generated.
Bei einem anderen, nicht gezeigten, vorteilhaften Ausführungsbeispiel sind die Federelemente 37, 38 in einer Flucht zu dem Verlauf der Schlepphalterung zwischen Tastschieber 26 und Schlittengehäuse 12, insbesondere in einer Flucht zur Führungswelle 29 der Linear-Kugelführunglongeordnet und ausgerichtet. Dies hat den Vorteil noch größerer Genauigkeit und geringen Verschleißes, da die konstante Meßkraft dann ohne Hebelarm direkt in Pcrallelverschieberichtung, also in Achsrichtung der Führungswelle 29, wirkt, und nicht, wie beim ersten Ausführungsbeispiel,mit einem Hebelarm, der sich aus dem Abstand der Federelemente 37, 38 von der Achse der Führungswelle 29 ergibt.In another, not shown, advantageous embodiment the spring elements 37, 38 are in alignment with the course of the towing bracket between feeler slide 26 and slide housing 12, in particular in alignment with Guide shaft 29 of the linear ball guide is arranged and aligned. This has the The advantage of even greater accuracy and low wear, as the constant measuring force then without a lever arm directly in the parallel displacement direction, i.e. in the axial direction of the Guide shaft 29 acts, and not, as in the first embodiment, with a Lever arm resulting from the distance between the spring elements 37, 38 from the axis of the guide shaft 29 results.
Bei einem anderen, in Fig. 1 nur gestrichelt angedeuteten Ausführungsbeispiel sind die Tastelemente und/oder die am Tastschieber 26 vorgesehenen Tastflächen in einer Flucht zum Verlauf der Schlepphalterung, also z.B. der Achse der FUhrungswelle 29, angeordnet und ausgerichtet. Dies ist z.B. bei einem in Verlängerung der Führungswelle 29 ausgerichteten, am Tastschieber 26 auswechselbar gehaltenen Antastelement 45 unten und 46 oben der Fall, das in Fig. 1 gestrichelt angedeutet ist. Die Andeutung in Fig. 1 soll lediglich der Erläuterung dienen, wobei es offenkundig ist, daß gerade bei der dortigen Ausbildung des Schlittens 11 als entlang der vertikalen Führungsschiene 15 höhenverschiebbarer Höhenmeßschlitten die Anbringung von Antastelementen 45, 46 in Verlängerung der Führungswelle 29 nur für ganz spezielle Antostaufgaben vorteilhaft ist. Bei dieser Gestaltung ergeben sich keinerlei Abstände zwischen der Vertikalführung in Gestalt der Führungswelle 29 des Tastschiebers 26 einerseits und dessen Antastfläche andererseits, so daß also dann eine extreme Meßgenauigkeit erreichbar ist, auch bei später auftretendem Verschleiß im Bereich der Lagerung des Tastschiebers 26.In another exemplary embodiment, only indicated by dashed lines in FIG. 1 the pushbutton elements and / or the pushbutton surfaces provided on the pushbutton slide 26 are in an alignment to the course of the towing bracket, e.g. the axis of the guide shaft 29, arranged and aligned. This is e.g. in the case of an extension of the guide shaft 29 aligned, interchangeable contact element 45 held on the feeler slide 26 the case below and 46 above, which is indicated by dashed lines in FIG. 1. The hint in Fig. 1 is only intended to serve as an explanation, it being obvious that just in the formation of the carriage 11 there as along the vertical guide rail 15 height-adjustable height measuring slides for attaching probing elements 45, 46 as an extension of the guide shaft 29 is only advantageous for very special antostatic tasks is. With this design, there are no gaps between the vertical guides in the form of the guide shaft 29 of the feeler slide 26 on the one hand and its contact surface on the other hand, so that an extreme measurement accuracy can then also be achieved in the event of wear occurring later in the area of the mounting of the feeler slide 26.
Insbesondere bei der Ausbildung des Schlittens 11 als Höhenmeßschlitten und im Zusammenhang mit einem Höhenmeß- und Anreißgerät 10 ist ein verstellbares, vertikales Gewichtsausgleichelement 47 unterhalb des Tastschiebers 26 von Vorteil, das dott zwischen dem Tastschieber 26 und dem Schlittengehäuse 12 sitzt und das Eigengewicht des Tastschiebers 26 mit dem je nach Meßaufgabe angebrachten Tastelement 23 ausgleicht. Das Gewichtsousglsichselement 47 besteht beim gezeigten Ausführungsbeispiel aus einer im Schlittengehäuse 12 mittels einer Schraube 48 einstellbar gehaltenen zylindrischen Schraubenfeder, die mit ihrem unteren Ende von der Schraube 48 abgestützt wird und mit ihrem in Fig. 1 oberen Ende von unten her den Tastschieber 26 abfängt. Statt einer zylindrischen Schraubenfeder kann auch eine pneumatische oder hydraulische Feder, ein gummipufferähnliches Federkissen aus Gummi, Kunststoff od.dgl. oder ein anderes federelastisches Druck- und Stützelement vorgesehen sein.In particular when the slide 11 is designed as a height measuring slide and in connection with a height measuring and marking device 10 is an adjustable, vertical weight compensation element 47 below the feeler slide 26th It is advantageous that the dott sits between the feeler slide 26 and the slide housing 12 and the dead weight of the feeler slide 26 with the attached depending on the measuring task Push button element 23 compensates. The weight-bearing element 47 consists in the one shown Embodiment of an adjustable in the slide housing 12 by means of a screw 48 held cylindrical coil spring, the lower end of the screw 48 is supported and with its upper end in Fig. 1 from below the feeler slide 26 intercepts. Instead of a cylindrical coil spring, a pneumatic one can also be used or hydraulic spring, a rubber buffer-like spring cushion made of rubber, plastic or the like. or another resilient pressure and support element can be provided.
Bei einem anderen, nicht gezeigten Ausführungsbeispiel kann das zuvor erläuterte, untere Gewi chtsausgleichseiement 47 auch gänzlich entfollen, sofern z.B. das untere Federelement 37 oder aber die Charakteristik des Umsteuerantriebes in Form der Exzenterscheibe 41 so gewählt sind, daß das untere Federelement 37 unter Ausgleich des Eigengewichtes des Tastschiebers 26 einschließlich desjenigen des jeweils angebrachten Tastelementes 23 stärker vorgespannt wird als bei Umkehr der Antastrichtung das andere, oberhalb befindliche Federelement 38. Auch auf diese Weise kann also das Eigengewicht des Tastschiebers 26 mit Tastelement 23 ausgeglichen werden.In another exemplary embodiment, not shown, this can be done beforehand explained, lower weight compensation element 47 also completely omitted, provided that e.g. the lower spring element 37 or the characteristics of the reversing drive are chosen in the form of the eccentric 41 that the lower spring element 37 below Compensation of the dead weight of the tactile slide 26 including that of the each attached probe element 23 is biased more than when reversing the Probing direction the other spring element 38 located above. Also on this Thus, the dead weight of the tactile slide 26 can be compensated with the tactile element 23 will.
Nicht besonders gezeigt ist, daß das Höhenmeß- und Anreißgerät 10 zur Benutzung als reines Anreißgerät am Schlittengehäuse 12, und zwar außen, eine Aufnahme aufweist, an der oder in der dann das Anreißwerkzeug auswechselbar befestigbar ist. Beim Anreißen sitzt mithin das Anreißwerkzeug nicht etwa, wie das Tastelement 23, am Tastschieber 26, sondern vielmehr direkt am Schlittengehäuse 12.It is not particularly shown that the height measuring and marking device 10 for use as a pure scribing device on the slide housing 12, namely outside, a Has receptacle on or in which the scribing tool can then be exchangeably fastened is. When scribing, the scribing tool is therefore not seated like the feeler element 23, on the feeler slide 26, but rather directly on the slide housing 12.
Zwischen dem Tastelement 23 und dem Tastschieber 26 kann im übrigen, was nicht besonders dargestellt ist, eine hochkant gerichtete Blattfeder sitzen, die hochkant etwa rechtwinklig zur Oberfläche der Arbeitsplatte 18 und dabei in Längsrichtuny des Tastelementes 23 ausgerichtet ist. Eine solche Blattfeder verformt sich bei in vertikaler Richtung gemäß Pfeil 22 verlaufender Antastrichtung nicht, biegt sich jedoch relativ leicht dann unter Schützen des Meßsystemes 19 und des Tastschiebers 26 durch, wenn z.B.Between the feeler element 23 and the feeler slide 26 can, moreover, what is not particularly shown is an edgewise leaf spring sit, the edgewise approximately at right angles to the surface of the worktop 18 and thereby in Longitudinal direction of the probe element 23 is aligned. Such a leaf spring is deformed if the probing direction runs in the vertical direction according to arrow 22, however, then bends relatively easily while protecting the measuring system 19 and the Tactile slide 26 when e.g.
von vorn her in Richtung auf das Tastelement 23 oder vor allem z.B. rechtwinklig zur Zeichenebene Kräfte einwirken, zoB. beim Umfallen des Gerätes, die sonst eine Zerstörung oder zumindest eine Beschädigung der empfindlichen Teile hervorrufen können.from the front in the direction of the pushbutton element 23 or, above all, e.g. Forces act at right angles to the plane of the drawing, e.g. if the device falls over, which would otherwise destroy or at least damage the sensitive parts can evoke.
Es versteht sich, daß das untere Gewichtsausgleichselement 47 nicht zwingend und nur bei Ansprüchen an höchste Genauigkeit des Gerätes 10 notwendig ist; denn durch die erfindungsgemäße Gestaltung ist der Tastschieber 26 mit Tastelement 23, Führungswelle 29 mit Bolzen 31 und dem Abtastkopf 20 äußerst leicht im Verhältnis zur Meßkraft.It goes without saying that the lower counterbalance element 47 does not mandatory and only necessary if the highest accuracy of the device 10 is required is; because due to the design according to the invention, the feeler slide 26 is provided with a feeler element 23, guide shaft 29 with bolt 31 and the scanning head 20 extremely light in relation to the measuring force.
Hinsichtlich der Federelemente 37, 38 und auch des Gewichtsausgleichselementes 47, ist es vorhanden, ist wesentlich, daß diese Elemente so weit vorgespannt werden können, daß sich ihre Kraft über den Hub des Tastschiebers 26 von z.B. 3 - 5 mm nicht wesentlich ändert.With regard to the spring elements 37, 38 and also the weight compensation element 47, if it is present, it is essential that these elements are sufficiently prestressed can that their force increases over the stroke of the feeler slide 26 of e.g. 3 - 5 mm does not change significantly.
Wird mittels der Stellknöpfe 43, 44 die Exzenterscheibe 41 in die in Fig. 1 gezeigte und nach unten wirkende Drehstellung gebracht, so wird über das untere Federelement 37 der Tastschieber 26 relativ zum Schlittengehäuse 12 in Fig. 1 nach unten bewegt, und zwar mit dem unteren Anschlag 33 gegen die zugeordnete untere Anschlagfläche 35 am Schlittengehäuse 12. Die Anpressung geschieht mit der voreingestellten, definierten und im wesentlichen konstanten Meßkraft. Fährt nun der gesamte Schlitten 11 in Pfeilrichtung 22 in Fig. 1 abwärts, bis der Tastkopf 25 von oben her gegen das Werkstück 24 anstößt, so bleibt in dieser Position der Tastschieber 26 und damit auch der angezeigte Meßwert stehen, auch wenn sich der Schlitten 1 1 weiter in Pfeilrichtung 22 nach unten hin bewegen sollte. Da sich der Tastschieber 26 weiterhin gegen das untere Federelement 37 abstützt, ändert sich bei einer weiteren Abwärtsbewegung des Schlittengehäuses 12 innerhalb des Hubes von z.B. 3 - 5 mm die am Tastschieber 26 wirkende Kraft allenfalls um den Wert, um den sich die mit flacher Kennlinie verlaufende Federkraft des vorgespannten, unteren Federelementes 37 ändert. Diese Änderung ist jedoch so gering, daß sie ohne Einfluß auf die Funktion bleibt.If by means of the adjusting buttons 43, 44, the eccentric disk 41 is in the In Fig. 1 shown and brought downward rotating position, it is about the lower spring element 37 of the feeler slide 26 relative to the slide housing 12 in Fig. 1 moved downwards, with the lower stop 33 against the associated lower stop surface 35 on the slide housing 12. The pressing takes place with the preset, defined and essentially constant measuring force. Now drives the entire carriage 11 in the direction of arrow 22 in Fig. 1 down until the probe 25 abuts against the workpiece 24 from above, the remains in this position Touch slide 26 and thus also the displayed measured value are, even if the Slide 1 1 should move further downwards in the direction of arrow 22. That I the feeler slide 26 continues to be supported against the lower spring element 37, changes join a further downward movement of the carriage housing 12 within the stroke of e.g. 3 - 5 mm, the force acting on the feeler slide 26 may be at most the value by which the spring force of the preloaded, lower spring element 37 changes. However, this change is so small that it can be done without Influence on the function remains.
Bei gegensinnig dazu in Pfeilrichtung 22 in Fig. 1 nach oben hin erfolgender Meßrichtung ist die Funktion die gleiche. Dazu wird die Exzenterscheibe 41 mittels der Stellknöpfe 43, 44 um 180° geschwenkt, wodurch nun das in Fig. 1 obere Federelement 38 beaufschlagt wird. Uber dieses obere Federelement 38 wird nun der Tastschieber 26 mit seinem oberen Anschlag 34 gegen die obere Anschlagfläche 36 des Schlittengehäuses 12 gedrückt, und zwar mit gleicher, definierter und konstanter Meßkraft.In the opposite direction to this in the direction of arrow 22 in FIG. 1 upwards The function is the same in the measuring direction. For this purpose, the eccentric disk 41 is by means of of the adjusting knobs 43, 44 pivoted by 180 °, whereby now the upper spring element in FIG. 1 38 is applied. The feeler slide is now over this upper spring element 38 26 with its upper stop 34 against the upper stop surface 36 of the slide housing 12 pressed, with the same, defined and constant measuring force.
Wenn die Anschläge 33, 34 undv/oder Anschlagflächen 35, 36 als Schaltkontakte ausgebildet sind oder Schaltkontakte tragen, so können beim Antasten des Werkstückes 24 jeweils Schaltfunktionen ausgelöst werden. Für diese Schaltfunktionen ist keine besondere Genauigkeit erforderlich, da der Schlitten 11 mit seinen gehäuseseitigen Anschlagflächen 35 oder 36 nach erfolgtem Antasten des Werkstückes 24 immer noch ein zumindest kleines Stück weiter verschoben wird. Es kann mithin mit einfachen Mitteln bei hoher Genauigkeit die Funktion sehr teuerer, schaltender Meßtaster verwirklicht werden. Die von einem solchen Schaltelement, das z.B. Öffnerfunktion hat, erzeugten Schaltimpulse kann man vielfach verwenden, z.B.If the stops 33, 34 and / or stop surfaces 35, 36 as switching contacts are formed or carry switching contacts, so can when touching the workpiece 24 switching functions can be triggered. There is none for these switching functions particular accuracy is required, since the carriage 11 with its housing-side Stop surfaces 35 or 36 still after the workpiece 24 has been touched is shifted at least a little further. It can therefore be done with simple Medium with high accuracy, the function of very expensive, switching probes is realized will. Those generated by such a switching element, which e.g. has a normally closed function Switching pulses can be used in many ways, e.g.
zur Ubernahme und Verrechnung des Meßwertes in eine Datenverarbeitung, zur Steuerung eines motorischen Antriebes des Schlittens 11 etc.for transferring and calculating the measured value in data processing, to control a motor drive of the slide 11 etc.
Da der Tastschieber 26 unter Meßkraft kraftschlüssig mit dem Tastelement 23 gegen das Werkstück 24 gedrückt wird, ist es möglich, bei Bohrungen z.B. den Scheitelpunkt der Bohrung oder die Schieflage einer Werkstückfläche gegenüber der Oberfläche der Arbeitsplatte 18 durch Verschieben des Gerätes 10 auf der Arbeitsplatte 18 direkt und ohne weitere Hilfsmittel zu ermitteln. Bei bekanntem Durchmesser des Tastkopfes 25 können also ohne weiteres die Durchmesser c,nd Mitten von Bohrungen bestimmt werden.Since the feeler slide 26 is force-locked with the feeler element 23 is pressed against the workpiece 24, it is possible to use e.g. Apex of the hole or the inclination of a workpiece surface with respect to the Surface of the worktop 18 by moving the device 10 on the worktop 18 can be determined directly and without further aids. If the diameter of the Probe 25 can so without further ado the diameters c, nd centers be determined by holes.
Ein wichtiges Merkmal des erfindungsgemäßen Schlittens ist mithin, wie erläutert, daß die zum Verschieben des Schlittens 11 in Pfeilrichtung 22 nach unten und nach oben erforderliche Kraft beliebig sein kann, ohne Einfluß auf die auf den Tostschieber 26 wirkende Meßkraft zu haben.An important feature of the slide according to the invention is therefore as explained that the to move the carriage 11 in the direction of arrow 22 according to down and up force required can be arbitrary without affecting the to have on the Tost slide 26 acting measuring force.
Da ferner eine Berührung des Tastschiebers 26 beim Anfahren der Meßfläche am Werkstück 24 durch die Bedienungsperson nicht erforderlich ist, im Gegensatz zu bekannten Höhen- und Längenmeßgeräten, wird auch insoweit ein möglicher Meßfehler vermieden.There is also a touch of the feeler slide 26 when approaching the measuring surface on the workpiece 24 by the operator is not required, in contrast to known height and length measuring devices, is a possible measurement error avoided.
Wird das Tastelement 23 entfernt und statt dessen in der nicht gezeigten Aufnahme des Schlittengehäuses 12 eine Reißnodel befestigt, so kann das Gerät 10 ohne Einschränkung zugleich als Höhenanreißer verwendet werden.If the pushbutton element 23 is removed and instead in the one not shown A drawing pin is attached to the carriage housing 12, so the device 10 can also be used as a height marker without restriction.
Die beim Anreißen entstehenden Querkräfte werden dann von der dafür ausgelegten Schlittenführung 13, 14 aufgenommen und belasten die Führung des Tastschiebers 26 nicht. Das Gerät 10 eignet sich also nicht nur als Höhenmeß- und Antastgerät hoher Genauigkeit bei relativ geringen Fertigungs- und Anschaffungskosten, sondern überdies gleichermaßen gut auch als Höhenanreißgerät.The transverse forces that arise when tearing are then used by the designed slide guide 13, 14 added and load the guide of the tactile slide 26 not. The device 10 is therefore not only suitable as a height measuring and probing device high accuracy with relatively low manufacturing and acquisition costs, but In addition, it is equally good as a height marker.
Bei dem in Fig. 3 gezeigten zweiten Ausführungsbeispiel sind für die Teile, die dem ersten Ausführungsbeispiel entsprechen, um 100 größere Bezugszeichen verwendet, so daß dadurch zur Vermeidung von Wiederholungen auf die Beschreibung des ersten Ausführungsbeispieles Bezug genommen ist.In the second embodiment shown in Fig. 3 are for Parts that correspond to the first exemplary embodiment have reference numerals greater by 100 used, so that this to avoid repetition on the description of the first embodiment is referred to.
Beim zweiten Ausführungsbeispiel ist der Schlitten 111 als Meßschieber einer Schieblehre 151 ausgebildet. Sämtliche Einzelheiten des Schlittens 111 sind so gestaltet, wie beim ersten Ausführungsbeispiel. Statt des Fußes 16 sitzt am einen Ende der Führungsschiene 115 der feste Schnabel 152. Der andere Schnabel 153 ist einstückiger Bestandteil des Tastschiebers 126. Das beim ersten Ausführungsbeispiel in Fig. 1 dargestellte, untere Gewichtsausgleichselement 47 entfällt beim zweiten Ausführungsbeispiel.In the second embodiment, the slide 111 is a caliper a slide caliper 151 is formed. All the details of the carriage 111 are designed as in the first embodiment. Instead of the foot 16 sits on one End of the guide rail 115 is the fixed beak 152. The other beak 153 is integral part of the tactile slide 126. That in the first embodiment 1, the lower weight compensation element 47 is omitted in the second Embodiment.
Dadurch könnte sich das Eigengewicht des Tastschiebers 126 der Meßkraft überlagern. Eine nennenswerte Beeinflussung des Meßergebnisses wird jedoch vermieden, weil das Eigengewicht des Tastschiebers 126 klein im Verhältnis zur Meßkraft gehalten werden kann.As a result, the dead weight of the feeler slide 126 of the measuring force overlay. However, any significant influence on the measurement result is avoided. because the weight of the feeler slide 126 is kept small in relation to the measuring force can be.
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Claims (28)
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19792948712 DE2948712A1 (en) | 1979-12-04 | 1979-12-04 | Linear measuring device with sliding carriage - has adjustable slider carrying sensors and moving along scale adjacent guide rail for carriage |
Applications Claiming Priority (1)
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| DE19792948712 DE2948712A1 (en) | 1979-12-04 | 1979-12-04 | Linear measuring device with sliding carriage - has adjustable slider carrying sensors and moving along scale adjacent guide rail for carriage |
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| DE2948712A1 true DE2948712A1 (en) | 1981-06-11 |
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Family Applications (1)
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| DE19792948712 Withdrawn DE2948712A1 (en) | 1979-12-04 | 1979-12-04 | Linear measuring device with sliding carriage - has adjustable slider carrying sensors and moving along scale adjacent guide rail for carriage |
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| DE (1) | DE2948712A1 (en) |
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|---|---|---|---|
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