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DE3530776C2 - - Google Patents

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Publication number
DE3530776C2
DE3530776C2 DE3530776A DE3530776A DE3530776C2 DE 3530776 C2 DE3530776 C2 DE 3530776C2 DE 3530776 A DE3530776 A DE 3530776A DE 3530776 A DE3530776 A DE 3530776A DE 3530776 C2 DE3530776 C2 DE 3530776C2
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
scale unit
measuring device
mounting
driver
blocks
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
DE3530776A
Other languages
English (en)
Other versions
DE3530776A1 (de
Inventor
Kazuo Nagaoka
Tomoichi Isobe
Toshihiko Kanasugi
Nobuyuki Suzuki
Sadao Wakabayashi
Kenji Uchida
Hideharu Tsukamoto
Mitsuru Ohno
Tadahiko Tokio/Tokyo Jp Shimano
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sony Magnescale Inc
Original Assignee
Sony Magnescale Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from JP13213784U external-priority patent/JPS6146407U/ja
Priority claimed from JP18385684A external-priority patent/JPS6162809A/ja
Priority claimed from JP18385784A external-priority patent/JPS6162810A/ja
Application filed by Sony Magnescale Inc filed Critical Sony Magnescale Inc
Publication of DE3530776A1 publication Critical patent/DE3530776A1/de
Application granted granted Critical
Publication of DE3530776C2 publication Critical patent/DE3530776C2/de
Granted legal-status Critical Current

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Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01BMEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B7/00Measuring arrangements characterised by the use of electric or magnetic techniques
    • G01B7/02Measuring arrangements characterised by the use of electric or magnetic techniques for measuring length, width or thickness
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01BMEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B5/00Measuring arrangements characterised by the use of mechanical techniques
    • G01B5/02Measuring arrangements characterised by the use of mechanical techniques for measuring length, width or thickness

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Length Measuring Devices With Unspecified Measuring Means (AREA)
  • Length-Measuring Instruments Using Mechanical Means (AREA)
  • A Measuring Device Byusing Mechanical Method (AREA)

Description

Die Erfindung betrifft eine Meßeinrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 oder 16 und Verfahren zur Montage einer solchen Meßeinrichtung.
Magnetische oder optische Meßeinrichtungen mit einer langgestreckten Skaleneinheit dienen zur Messung der Relativposition von zwei geradlinig relativ zueinander bewegbaren Bauteilen und werden beispielsweise für die numerische Steuerung von Werkzeugmaschinen eingesetzt. Bei einigen herkömmlichen Meßeinrichtungen dieser Art wird die Skaleneinheit direkt an die Werkzeugmaschine angeschraubt (US-PS 38 16 002) oder mit Hilfe eines Sockels fest auf der Werkzeugmaschine montiert. Dies führt jedoch zu Problemen bei der Wartung und beim Austausch der Skaleneinheit. Beispielsweise muß die Ausrichtung der Skaleneinheit jedes Mal neu eingestellt werden, nachdem die Skaleneinheit von der Werkzeugmaschine gelöst wurde. Darüber hinaus sind schwierige Einstellarbeiten bei der Erstinstallation an der Werkzeugmaschine erforderlich. Dabei werden ein unvermeidlicher Verzug oder leichte Krümmungen des Skalenkanals, die sich bei der Herstellung ergeben, mit Hilfe von Abstandshaltern ausgeglichen.
Aus der DE-OS 31 13 962 ist eine Meßeinrichtung der eingangs genannten Gattung bekannt, bei der die Skaleneinheit sich mit an ihren Enden vorgesehenen Endblöcken verstellbar an Montageblöcken abstützt, die an einem ersten der relativ zueinander beweglichen Bauteile befestigt sind. Die Skaleneinheit ist dabei jedoch relativ zu den Montageblöcken lediglich um ihre Längsachse drehbar und in axialer Richtung verschiebbar. Die Lagerflächen der beiden Montageblöcke müssen deshalb exakt koaxial zueinander ausgerichtet sein, so daß umständliche Ausgleichsarbeiten mit Unterlegkeilen und dergleichen erforderlich sind, wenn die Montageflächen des ersten Bauteils im Bereich der Montageblöcke nicht exakt in einer Ebene liegen. Darüber hinaus muß bei dieser Meßeinrichtung zunächst wenigstens einer der Montageblöcke gelöst werden, wenn die Skaleneinheit ausgetauscht oder zu Wartungszwecken demontiert werden soll.
In der CH-PS 6 06 989 wird eine Längenmeßeinrichtung beschrieben, bei der sich die Skaleneinheit über halbkugelförmige Kalotten an dem ersten Bauteil abstützt, so daß Oberflächenunebenheiten des Bauteils ausgeglichen werden können. Die Kalotten gestatten darüber hinaus eine Schwenkbewegung der Skaleneinheit relativ zu dem Bauteil, doch ist die Skaleneinheit mit Schrauben befestigt, so daß sie nur in der Ebene rechtwinklig zu den Schraubenachsen, annähernd parallel zur Oberfläche des Bauteils, verschwenkt werden kann. Bei der Anbringung der Bohrungen für die Befestigung der Skaleneinheit ist eine hohe Maßgenauigkeit erforderlich, so daß die Erstmontage sehr aufwendig ist.
Weitere Probleme ergeben sich bei herkömmlichen Meßeinrichtungen im Zusammenhang mit der Montage der Meßkopf-Anordnung, die an dem zweiten Bauteil befestigt und in Längsrichtung in der Skaleneinheit beweglich ist. Ein herkömmliches Verfahren zur Anbringung der Meßkopf-Anordnung besteht darin, daß die senkrechte Höhe eines Meßkopf-Trägers in bezug auf eine Halterung an dem zweiten Bauteil mit Hilfe eines Abstandshalters eingestellt wird. Der Einstellbereich der Meßkopf-Anordnung in bezug auf die Halterung ist jedoch sehr begrenzt. Es ist daher eine Anpassung der Höhe der Meßkopf-Halterung seitens des Benutzers erforderlich.
Aus dem DE-GM 78 30 142 und der DE-PS 27 12 096 sind Meßeinrichtungen bekannt, bei denen die Meßkopf-Anordnung um eine oder zwei parallel zur Bewegungsrichtung verlaufende Achsen schwenkbar ist. Hierdurch wird zwar eine gewisse Montageerleichterung erreicht, und es kann auch eine Nichtparallelität zwischen der Bewegungsrichtung des zweiten Bauteils und der Längsrichtung der Skaleneinheit ausgeglichen werden, doch führt die bewegliche Lagerung des Meßkopfes zu einem unvermeidlichen Gesenkspiel, das in Verbindung mit den während der Gleitbewegung auftretenden Reibungskräften die Meßgenauigkeit beeinträchtigt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine einfache Montage der Meßeinrichtung zu ermöglichen, wobei auch ein Ausgleich von Unebenheiten der die Meßeinrichtung tragenden Oberflächen der Maschinenteile möglich sein soll.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch Meßeinrichtungen mit den in den Ansprüchen 1, 16 und 17 angegebenen Merkmalen und durch Montageverfahren gemäß Ansprüchen 28, 30 und 31.
Vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.
Im folgenden wird ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnungen näher erläutert.
Fig. 1 ist eine perspektivische Ansicht einer Meßeinrichtung gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung;
Fig. 2 ist eine Ansicht ähnlich Fig. 1, bei der eine Abdeckplatte für einen Skalenkanal entfernt ist, so daß der Eingriff zwischen einem Meßkopfträger und dem Teilungsträger erkennbar ist;
Fig. 3 ist ein Schnitt längs der Linie III-III in Fig. 2;
Fig. 4 ist eine perspektivische Ansicht des Skalenkanals und zugehöriger Teile;
Fig. 5 ist ein Längsschnitt durch den Skalenkanal;
Fig. 6 ist eine Seitenansicht des Skalenkanals in Richtung des Pfeiles VI in Fig. 5;
Fig. 7 ist ein Grundriß des Skalenkanals;
Fig. 8 ist ein Diagramm zur Veranschaulichung der Anbringung des Teilungsträgers in den Skalenkanal;
Fig. 9 ist eine perspektivische Ansicht, die veranschaulicht, wie der Skalenkanal mit Hilfe eines Positionierwerkzeugs in bezug auf eine Einrichtung positioniert wird;
Fig. 10 ist eine vergrößerte Explosionsdarstellung einer Kopfanordnung der Meßeinrichtung;
Fig. 11 zeigt einen Hauptteil der Kopfanordnung in der Draufsicht;
Fig. 12 ist eine Ansicht des in Fig. 11 gezeigten Teils in Richtung des Pfeiles XII in Fig. 11;
Fig. 13 ist eine Ansicht des in Fig. 11 gezeigten Teils in Richtung des Pfeiles XIII in Fig. 11;
Fig. 14 ist ein Diagramm, das veranschaulicht, wie die Position des Kopfes in bezug auf ein feststehendes Untergestell eingestellt werden kann;
Fig. 15 ist eine Ansicht in Richtung des Pfeiles XV in Fig. 14;
Fig. 16 ist eine Explosionsdarstellung einer abgewandelten Ausführungsform einer Anordnung zur Befestigung des Skalenkanals an der Montagefläche einer Werkzeugmaschine od. dgl. mit Hilfe eines Montageblocks;
Fig. 17 ist eine Explosionsdarstellung einer weiteren Abwandlung der Befestigungsanordnung für den Skalenkanal;
Fig. 18 ist eine Explosionsdarstellung einer dritten Abwandlung der Befestigungsanordnung für den Skalenkanal;
Fig. 19 ist ein Schnitt längs der Linie XIX-XXI in Fig. 18;
Fig. 20 ist eine Explosionsdarstellung einer alternativen Ausführungsform zu der dritten Abwandlung der Befestigungsanordnung gemäß Fig. 18;
Fig. 21 ist eine Explosionsdarstellung einer weiteren Alternative zu der Ausführungsform gemäß Fig. 18;
Fig. 22 (A) und 22 (B) sind ein Teilschnitt bzw. ein Grundriß einer vierten Abwandlung der Befestigungsanordnung für den Skalenkanal;
Fig. 23 ist ein Teilschnitt einer Alternative zu der vierten Abwandlung gemäß Fig. 22;
Fig. 24 ist ein Längsschnitt einer fünften Abwandlung der Befestigungsanordnung für den Skalenkanal;
Fig. 25 ist ein Querschnitt einer sechsten Abwandlung der Befestigungsanordnung;
Fig. 26 ist eine Explosionsdarstellung einer ersten Abwandlung der Kopfanordnung;
Fig. 27 ist eine Explosionsdarstellung einer Alternative zu der ersten Abwandlung der Kopfanordnung;
Fig. 28 ist eine Explosionsdarstellung einer weiteren Alternative zu der ersten Abwandlung der Kopfanordnung;
Fig. 29 ist eine Explosionsdarstellung einer zweiten Abwandlung der Kopfanordnung;
Fig. 30 ist eine Explosionsdarstellung einer dritten Abwandlung der Kopfanordnung; und
Fig. 31 ist eine Ansicht einer vierten Abwandlung der Kopfanordnung.
Wie in Fig. 1 bis 3 gezeigt ist, umfaßt eine Meßeinrichtung allgemein eine Skaleneinheit 20 und eine Meßkopf-Anordnung 100, die einem magnetischen Teilungsträger 120 der Skaleneinheit zugeordnet ist. Die Skaleneinheit 20 weist zwei Montageblöcke 24 und 26 auf, die an einem geradlinigen Bauteil 10, etwa einem beweglichen Bett einer Werkzeugmaschine od. dgl. zu befestigen sind. Die Montageblöcke 24 und 26 dienen zur festen Sicherung des Skalenkanals in seiner Position an dem Bauteil 10, nachdem die Skaleneinheit mit Hilfe eines Positionierwerkzeugs korrekt an dem Bauteil 10 positioniert wurde, wie später beschrieben werden soll.
Die Skaleneinheit 20 ist mit Hilfe der Montageblöcke 24 und 26 lösbar in einer vorgegebenen Position an dem Bauteil 10 montiert und stützt die Meßkopf-Anordnung 100 ab. Die Meßkopf- Anordnung 100 weist ein Gleitgestell 104 auf, so daß sie paßgenau auf die Skaleneinheit 20 aufgesetzt werden kann. Ein Mitnehmer 106 der Meßkopf-Anordnung 100 ist mit Hilfe von zwei Gelenkarmen 107 mit dem Gleitgestell 104 verbunden. Der Mitnehmer 106 ist vertikal in bezug auf das Gleitgestell 104 beweglich, damit eine Einstellung in bezug auf ein in der Nähe des Bauteils 10 an einem nicht gezeigten, feststehenden Untergestell angeordnetes Gestell (zweiter Bauteil) 12 ermöglicht wird.
Der magnetische Teilungsträger 120 erstreckt sich an einem Meßkopf 108 durch das Gleitgestell. Techniken zur Überwachung der Position und der Verschiebung des Bauteils 10 sind als solche bekannt und brauchen nicht näher erläutert zu werden.
In Fig. 4 bis 9 ist der Aufbau der Skaleneinheit 20 im einzelnen gezeigt und der Montagevorgang veranschaulicht. Wie in Fig. 3 und 4 gezeigt ist, umfaßt die Skaleneinheit 20 ein kanalförmiges Bauteil (Skalenkanal) mit oberen und unteren flachen Schenkeln 28 und 30, die in Abstand parallel zueinander angeordnet sind. Zwei Endblöcke 32 und 34 sind an entgegengesetzten Enden des Skalenkanals zwischen den oberen und unteren Schenkeln 28 und 30 vorgesehen. Jeder der Endblöcke 32 und 34 weist einen Abschnitt 36 mit im wesentlichen quadratischem Querschnitt auf, der sandwichartig zwischen den entsprechenden Enden der oberen und unteren Schenkel 28 und 30 eingefügt ist. Die oberen und unteren Schenkel 28 und 30 sind mit Hilfe von Schrauben an den Endblöcken 32 und 34 befestigt. Ein vorspringender Abschnitt 40 mit einem kugelförmigen Kopf 42 geht jeweils axial von der Außenfläche des Abschnitts 36 des Endblocks 28 bzw. 30 aus. Die kugelförmigen Köpfe 42 der Endblöcke 28 und 30 sind derart ausgelegt, daß sie mit den Montageblöcken 24 und 26 in Eingriff treten, die ihrerseits fest an der Einheit 10 befestigt sind.
Der Montageblock 24 weist einen Sockelabschnitt 44 auf, der mit Hilfe von Schrauben 46 an der Oberfläche des Bauteils 10 zu befestigen ist. Ein auf der Oberseite des Sockelabschnitts 44 angeordneter oberer Abschnitt 48 ist mit einer abgestuften Nut versehen, die insgesamt mit 50 bezeichnet ist. Die Nut 50 weist einen in der Nähe des Endblocks 32 angeordneten oberen abgestuften Bereich 52 auf. Der Hauptteil der Nut 50 nimmt den kugelförmigen Kopf 42 des Endblocks 32 auf und ist mit einem gerundeten Ende 58 versehen. Eine Abdeckplatte 60 zur Abdeckung der Nut 50 ist mit Hilfe von Schrauben 62 lösbar an dem oberen Ende des oberen Abschnitts 48 des Montageblocks 24 befestigt. Die Öffnung des abgestuften Bereichs 52 der Nut 50 ist etwas größer als der Schaft 56 des vorspringenden Abschnitts 40, so daß der Montageblock 24 in bezug auf den Skalenkanal allseitig schwenkbar ist. Eine axiale Bewegung des Skalenkanals in bezug auf den Montageblock 24 wird dagegen dadurch begrenzt, daß die axiale Bewegung des kugelförmigen Kopfes 42 mit Hilfe des oberen Abschnitts 48 des Montageblocks begrenzt wird.
Der Montageblock 26 weist ebenfalls einen Sockelabschnitt 64 und einen oberen Abschnitt 66 auf, und der obere Abschnitt 66 ist ebenfalls mit einer axialen, stufenförmigen Nut 68 versehen. Die Nut 68 nimmt den kugelförmigen Kopf 42 des vorspringenden Abschnitts auf. Durch eine Abdeckplatte 70 wird das offene obere Ende der Nut 68 verschlossen. Bei dieser Anordnung sind die Skaleneinheit 20 und der Montageblock 26 frei, kardangelenkartig gegeneinander beweglich. Da der Montageblock 26 die axiale Verschiebung der Skaleneinheit nicht begrenzt, können bei dem Eingriff zwischen dem kugelförmigen Kopf 42 des vorspringenden Abschnitts 40 und dem Montageblock 26 Abmessungsfehler in der Länge der Skaleneinheit ausgeglichen werden.
Wie am besten in Fig. 7 zu erkennen ist, weisen die Montageblöcke 24 und 26 jeweils eine konvexe Seitenwand 24a bzw. 26a auf, die durch eine senkrechte Gegenwand 14 der Einheit 10 tangential berührt wird. Dies gestattet eine waagerechte gelenkige Auslenkung der Montageblöcke 24 und 26 um die Enden der Skaleneinheit.
Ein Positionierwerkzeug 72 dient zum Positionieren des Skalenkanals auf dem Bauteil 10, wie unter Bezugnahme auf Fig. 9 erläutert werden soll. Das Positionierwerkzeug 72 weist an beiden axialen Enden kugelförmige Vorsprünge 74 auf, die im wesentlichen die gleiche Form wie die vorspringenden Abschnitte 40 der Skaleneinheit 20 haben. Die Länge des Positionierwerkzeugs 72 stimmt mit der Länge der Skaleneinheit überein. Das Positionierwerkzeug 72 weist ferner äußere Kontur-Vorsprünge 76 auf, die als Bezugsflächen zur Festlegung der Position der Skaleneinheit in bezug auf die benachbarten Oberflächen des Bauteils 10 dienen.
Bei der Montage der Skaleneinheit auf dem Bauteil 10 werden zunächst die Montageblöcke 24 und 26 mit Hilfe des Positionierwerkzeugs 72 positioniert. Die Montageblöcke 24 und 26 werden an den kugelförmigen Vorsprüngen 74 des Positionierwerkzeugs festgelegt und durch die Abdeckplatten 60 und 70 an diesen gesichert. Sodann werden die Montageblöcke 24 und 26 positioniert, indem die Kontur-Vorsprünge 76 mit den benachbarten Oberflächen des Bauteils 10, beispielsweise der Werkzeugmaschine, der Meßeinrichtung u. dgl. in Berührung gebracht werden. Wahlweise kann das Positionierwerkzeug 72 mit Hilfe eines elektrischen Mikrometers od. dgl. in bezug auf das Bauteil 10 positioniert werden. Die gekrümmten Seitenwände 24a und 26a sollten ebenfalls mit vertikalen Wänden des Bauteils 10 in Berührung stehen. Sodann werden durch die Öffnungen 46a in den Sockelabschnitten 44 und 64 der Montageblöcke 24 und 26 Schraubenlöcher in das Bauteil 10 gebohrt.
Anschließend werden die Montageblöcke 24 und 26 mit Hilfe der durch die Öffnungen 46a gesteckten Befestigungsschrauben 46 auf dem Bauteil 10 befestigt. Sodann werden die Abdeckplatten 60 und 70 gelöst, und das Positionierwerkzeug 72 wird aus den Montageblöcken 24 und 26 entnommen. Die Skaleneinheit 20 wird an dem Bauteil 10 montiert, indem die kugelförmigen Köpfe 42 der vorspringenden Abschnitte 40 in die Montageblöcke 24 und 26 eingesetzt werden. Solange das Positionierwerkzeug 72 die gleichen Abmessungen wie die Skaleneinheit aufweist, ist es bei dieser Anordnung nicht erforderlich, die Skaleneinheit jedesmal nach dem Entfernen und der erneuten Montage derselben erneut zu positionieren. Dies erleichtert und vereinfacht die Wartung und den Austausch der Skaleneinheit.
Selbst wenn die Grundfläche des Bauteils 10, an dem die Montageblöcke 24 und 26 befestigt sind, nicht parallel zu den Bezugsflächen des Positionierwerkzeugs ist, kann diese geringfügige Winkelabweichung bei dem oben beschriebenen Positioniervorgang korrigiert werden durch den Kugel-Nut- Eingriff zwischen den kugelförmigen Enden 42 und den Nuten 50 und 68 der Montageblöcke 24 und 26. Wenn einer der Montageblöcke 24 und 26 innerhalb der waagerechten Ebene mit schräg zu der Achse des Positionierwerkzeugs verlaufender Achse an dem Bauteil 10 befestigt werden muß, so gewährleisten die gekrümmten Seitenwände 24a oder 26a der Montageblöcke dennoch die Berührung mit der gegenüberliegenden senkrechten Wand des Bauteils 10.
Bei dem oben beschriebenen bevorzugten Aufbau und mit Hilfe des oben beschriebenen Vorgangs kann somit die Skaleneinheit bequem an dem betreffenden Abschnitt des Bauteils 10 montiert bzw. von diesem Abschnitt gelöst werden.
In Fig. 10 bis 15 ist die Meßkopf-Anordnung der Meßeinrichtung dargestellt. Der Gleitrahmen 104 der Meßkopf- Anordnung 100 ist in den Innenraum des Skalenkanals eingepaßt. Der Gleitrahmen 104 stützt an seinem inneren Ende den Meßkopf 108 ab und bildet eine parallel zur Längsachse des Skalenkanals durch den Meßkopf 108 verlaufende durchgehende Öffnung 109. Ein Positionierblock 110 springt von der oberen Oberfläche des Gleitrahmens vor. Der Positionierblock 110 ist insgesamt L-förmig geformt und umfaßt einen senkrechten Abschnitt 110a, der sich von der oberen Oberfläche des Gleitrahmens 104 aus nach oben erstreckt, und einen waagerechten Abschnitt 110b, der waagerecht vom oberen Ende des senkrechten Abschnitts ausgeht. Der waagerechte Abschnitt 110b ist mit einer Nut 110c versehen, die mit einem Führungsfortsatz 20a der Skaleneinheit in Eingriff tritt (Fig. 1).
Der Teilungsträger 120 erstreckt sich durch die Öffnung 109 des Gleitrahmens 104 und durch den Meßkopf 108.
Der Gleitrahmen 104 weist in seinen Längsflächen in der Nähe seines äußeren Randes zwei Gewindebohrungen 114 auf. Ein Ende der Gelenkarme 107 ist jeweils unter Zwischenfügung einer Unterlegscheibe 118 mit Hilfe einer in die Gewindebohrung 114 eingeschraubten Befestigungsschraube 116 an der Längsfläche des Gleitrahmens 104 befestigt. Die anderen Enden der Gelenkarme 107 sind jeweils mit Hilfe von Befestigungsschrauben 121 und Unterlegscheiben 122 an dem Schieber 106 befestigt. Die Befestigungsschrauben 121 sind in Gewindebohrungen eingeschraubt, die in der Nähe des dem äußeren Rand des Gleitrahmens zugewandten Randes des Mitnehmers 106 ausgebildet sind. Der Mitnehmer 106 weist einen waagerecht verlaufenden Hauptabschnitt 106a auf, der mit zwei senkrecht zur Längsachse des Skalenkanals verlaufenden Langlöchern 106b versehen ist.
Gemäß Fig. 11 weist der Mitnehmer 106 eine parallel zur Längsachse des Skalenkanals verlaufende durchgehende Öffnung 124 auf. Die Öffnung 124 besitzt einen kreisförmigen Querschnitt mit einem Durchmesser, der größer ist als der der Befestigungsschrauben 121. In die Öffnung 124 ist eine Gelenkstange 126 eingeschoben, deren Außendurchmesser etwas kleiner ist als der Innendurchmesser der Öffnung 124. Die Gelenkstange 126 ist nicht spielfrei in die Öffnung 124 eingepaßt, sondern bildet mit dieser einen ringförmigen Spalt. An beiden Enden ist die Gelenkstange 126 mit Gewindebohrungen 128 versehen. Die Befestigungsschrauben 121 zur Verbindung der freien Enden der Gelenkarme 107 mit dem Schieber 106 sind in die Gewindebohrungen 128 eingeschraubt.
Die Gelenkstange 126 weist ferner in der Mitte eine rechtwinklig zu ihrer Längsachse verlaufende Querbohrung 130 auf. Eine Fixierschraube 132, die sich durch die Seitenwand des Mitnehmers 106 in die Öffnung 124 erstreckt, steht mit der Querbohrung 130 in Eingriff und begrenzt die Bewegung der Gelenkstange 126 in bezug auf die Öffnung 124. Die gerundeten seitlichen Ränder des Mitnehmers 106 gestatten eine Bewegung des Mitnehmers in bezug auf die Gelenkstange (Fig. 15).
Bei dieser Anordnung ist der Mitnehmer 106 in bezug auf das feststehende Gestell 12 beweglich. Wenn beispielsweise die Befestigungsschrauben 116 und 121 gelöst werden, damit der Mitnehmer in bezug auf den Gleitrahmen 104 beweglich ist, so kann der Mitnehmer 106 gemäß Fig. 14 frei aufwärts und abwärts bewegt werden, bis er flach auf der Oberfläche des feststehenden Gestells 12 aufliegt. Darüber hinaus kann eine Feineinstellung in bezug auf die obere Oberfläche des feststehenden Gestells 12 ausgeführt werden, indem die Fixierschraube 132 gelöst wird, so daß der Mitnehmer in bezug auf die Gelenkstange 126 bewegt werden kann. Dies gestattet es, den Mitnehmer auf die Montagehalterung zu und von dieser weg zu bewegen. Diese waagerechte Verstellung wird ermöglicht durch die Langlöcher 106b des Mitnehmers, durch die sich Schrauben zur Befestigung des Mitnehmers auf der Montagehalterung erstrecken.
Bei der bevorzugten Ausführung der Erfindung kann daher auch die Meßkopf-Anordnung bequem und ohne die Verwendung von Abstandshaltern maßgenau befestigt werden.
Fig. 16 bis 24 zeigen Beispiele von Abwandlungen der Anordnung zur Montage des Skalenkanals an dem feststehenden Bauteil der Werkzeugmaschine od. dgl. Zur Vermeidung von Wiederholungen sollen bei den abgewandelten Ausführungsformen diejenigen Einzelheiten, die in ihrem Aufbau und ihrer Funktion den Einzelheiten des oben beschriebenen Ausführungsbeispiels entsprechen, nicht nochmals beschrieben werden.
Fig. 16 zeigt eine erste Variante, bei der der kugelförmige Kopf 42 oben mit einem ebenen Abschnitt 42a versehen ist. Die Position des ebenen Abschnitts 42a ist nicht auf den oberen Scheitel des Kopfes 42 beschränkt, vielmehr kann sich der ebene Abschnitt in jeder geeigneten Position befinden. Der ebene Abschnitt 42a wirkt mit einer entsprechenden ebenen Gegenfläche des zugehörigen Montageblocks 24 oder 26 zusammen, so daß die Drehbewegung des kugelförmigen Kopfes 42 mit der Skaleneinheit 20 in bezug auf den Montageblock 24 oder 26 begrenzt wird.
Dieser ebene Abschnitt 42a dient zur Begrenzung der freien Drehung des kugelförmigen Kopfes 42 in bezug auf den Montageblock und somit zur Vereinfachung der Montage der Skaleneinheit 20 an dem Montageblock 24 oder 26 nach der Befestigung des Montageblockes an der Werkzeugmaschine od. dgl.
Die Variante gemäß Fig. 16 kann abgewandelt werden, indem am äußeren Umfang des kugelförmigen Kopfes andere Unstetigkeitsstellen zur Begrenzung der Drehung des Kopfes 42 in bezug auf den Montageblock 24 oder 26 vorgesehen werden. Beispielsweise kann als Drehsicherung anstelle des ebenen Abschnitts 42a ein Vorsprung oder eine Ausnehmung vorgesehen sein.
Fig. 17 zeigt eine zweite Variante, bei der die Montageblöcke 24 und 26 ebenfalls abgewandelt sind, damit sie eine Einstellung des Abstands der Skaleneinheit 20 in bezug auf die entsprechende Montagefläche an der Werkzeugmaschine od. dgl. gestatten. Obgleich diese zweite Variante nur anhand des Montageblocks 26 veranschaulicht ist, kann eine entsprechende Modifikation auch an dem Montageblock 24 vorgenommen werden.
Zur Abstandseinstellung der Skaleneinheit 20 ist der Montageblock 26a mit einer Nut 68a versehen, die sich entlang der Längsachse der Skaleneinheit 20 erstreckt und schräg nach außen ansteigt. Der Basisabschnitt 64a des Montageblocks 26a ist mit zwei langgestreckten Öffnungen 65a versehen, deren größere Achse entlang der Längsachse des Skalenkanals verläuft. Der Montageblock 26a wird unter Einstellung des Abstands zu dem anderen Montageblock 24 auf der Montagefläche der Werkzeugmaschine positioniert. Durch Einstellen des Abstands zwischen den Montageblöcken 24 und 26a kann die Höhe der Skaleneinheit 20 in bezug auf die Montagefläche der Werkzeugmaschine verstellt werden. Nach dem Einstellen des Abstands zu dem anderen Montageblock 26 wird der Sockelabschnitt 64a des Montageblocks 26a mit Hilfe der durch die langgestreckten Öffnungen 65a verlaufenden Schrauben auf der Montagefläche befestigt.
Fig. 18 zeigt eine dritte Variante, bei der die Abdeckplatten 60 und 70 fortgelassen sind. Bei dieser Variante werden zum Fixieren der kugelförmigen Köpfe 42b Befestigungsschrauben 60a und 70a verwendet. Die kugelförmigen Köpfe 42b sind mit quer zur Längsachse der Skaleneinheit 20 verlaufenden durchgehenden Bohrungen 60b und 70b zur Aufnahme der Befestigungsschrauben 60a und 70a versehen. Die Bohrungen 60b und 70b sind derart angeordnet, daß sie mit Gewindebohrungen 24b und 26b ausgerichtet sind, in die die Befestigungsschrauben 60a und 70a eingeschraubt werden. Gemäß Fig. 19 ist zur Befestigung des kugelförmigen Kopfes 42b auf den Montageblock 24b mit Hilfe der Befestigungsschraube 60a eine napfförmige Unterlegscheibe 61 vorgesehen. Die Unterlegscheibe 61 ist der runden Oberfläche des Kopfes 42b angepaßt. Die durchgehenden Bohrungen 60b und 70b der Köpfe 42b weisen einen etwas größeren Durchmesser als die Befestigungsschrauben 60a und 70a auf, so daß eine Einstellung der Position der Skaleneinheit nicht nur in einer zu der Montagefläche an der Werkzeugmaschine im wesentlichen parallelen Ebene, sondern auch in einer quer zu der Montagefläche verlaufenden Ebene möglich ist.
Fig. 20 und 21 zeigen weitere Ausführungsformen der oben beschriebenen dritten Variante. Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 20 ist der Kopf 42c halbkugelförmig ausgebildet. Ähnlich wie bei der zuvor beschriebenen Ausführungsform ist der halbkugelförmige Kopf 42c mit einer durchgehenden Bohrung 60b zur Aufnahme der Befestigungsschraube 60a versehen. Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 21 ist der Kopf 42d im wesentlichen zylindrisch ausgebildet und mit einer durchgehenden Bohrung 60b versehen. Der zylindrische Kopf 42d ist mit einem ebenen Abschnitt 43 versehen, in dem ein Ende der durchgehenden Bohrung 60b mündet. Wie in Fig. 20 und 21 gezeigt ist, sind die Montageblöcke 24c und 24d mit Nuten versehen, die der jeweiligen Form des Kopfes 42c bzw. 42d angepaßt sind.
Fig. 22 (A) und 22 (B) zeigen eine vierte Variante, bei der der Kopf 42e als Fortsatz der Skaleneinheit 20 mit im wesentlichen gleicher Form und Größe ausgebildet ist. Der Kopf 42e ist mit einer nach unten geöffneten Ausnehmung 43e versehen, die ein abgerundetes oberes Ende aufweist. Der Montageblock 24e umfaßt einen unteren Sockelabschnitt und einen nach oben ragenden, im wesentlichen kugelförmigen Vorsprung 25e. Die Gestalt des Vorsprungs 25e entspricht im wesentlichen der Form der Ausnehmung 43e. Der Kopf 42e ist mit einer senkrechten durchgehenden Öffnung 42f versehen. Der Vorsprung 25e weist eine Gewindebohrung 25f auf, deren Achse im wesentlichen mit der durchgehenden Öffnung 42f ausgerichtet ist. Der Vorsprung 25e weist weiterhin mehrere radial von der Gewindebohrung 25f ausgehende Schlitze 25g auf. Eine im wesentlichen keilförmige Schraube 60e erstreckt sich durch die durchgehende Öffnung 42f und ist in die Gewindebohrung eingeschraubt.
Wenn die Skaleneinheit 20 an der Montagefläche der Werkzeugmaschine befestigt wird, so wird die keilförmige Schraube 60e angezogen, so daß der Durchmesser des aufragenden Vorsprungs 25e vergrößert wird und der Umfang dieses Vorsprungs fest gegen die innere Umfangsfläche der Ausnehmung 43e gespannt wird.
Während bei dem oben beschriebenen vierten Ausführungsbeispiel die Ausnehmung 43e des Kopfes 42e im wesentlichen quer zur Längsachse des Skalenkanals verläuft, kann die Ausnehmung 43e auch im wesentlichen längs der Längsachse des Skalenkanals ausgebildet sein, wie in Fig. 23 gezeigt ist. Der kugelförmige Vorsprung 25e mit der Gewindebohrung 25f und die radialen Schlitze 25g sind in diesem Fall in entsprechender Weise im wesentlichen entlang der Längsachse des Skalenkanals angeordnet.
In diesem Fall ist die Befestigungsschraube 60e′ derart keilförmig ausgebildet, daß ihr Durchmesser in Richtung auf den Kopf 42e zunimmt. Zur Befestigung des kugelförmigen Vorsprungs 25e durch Vergrößerung seines Durchmessers wird die Schraube 60e′ linksherum gedreht (bei einer Schraube mit Rechtsgewinde).
Fig. 24 zeigt eine fünfte Variante der Anordnung zur Montage der Skaleneinheit. Bei dieser Variante ist der Kopf 42h mit einer im wesentlichen U-förmigen Ausnehmung 43h versehen, die zu dem Montageblock 24h hin geöffnet ist. Der Montageblock 24h weist eine quer zur Längsachse des Skalenkanals verlaufende zylindrische Stange 25h auf, die in die U-förmige Ausnehmung 43 eingreift.
Der Kopf 42i am entgegengesetzten Ende der Skaleneinheit ist mit einer im wesentlichen konischen oder halbkugelförmigen Ausnehmung 43i versehen. Der dem Kopf 42i entsprechende Montageblock 26i weist einen der Ausnehmung 43i angepaßten konischen oder halbkugelförmigen Vorsprung 27i auf. Der Montageblock 26i ist mit einer durchgehenden Öffnung 27j versehen, die sich im wesentlichen längs der Längsachse des Skalenkanals erstreckt und mit ihrem äußeren Ende in eine in dem Montageblock 26i ausgebildete Ausnehmung 27k mündet. Der Kopf 42i ist mit einer Gewindebohrung 43j versehen, deren Achse im wesentlichen mit der Achse der durchgehenden Öffnung 27j des Montageblocks 26i ausgerichtet ist. Eine Befestigungsschraube 70i erstreckt sich durch die Öffnung 27j und ist in die Gewindebohrung 43j des Kopfes 42i eingeschraubt.
Wenn die Skaleneinheit 20 an der Montagefläche der Werkzeugmaschine befestigt wird, so wird zunächst der Kopf 42h mit dem Montageblock 24h in Eingriff gebracht, so daß die zylindrische Stange 25h in die U-förmige Ausnehmung 43h eintritt. Anschließend wird der andere Kopf 42i in den Montageblock 26i eingesetzt, wobei der Vorsprung 27i in die Ausnehmung 43i eingreift. Sodann wird die Befestigungsschraube 70i angezogen, so daß der Kopf 42i fest an dem Montageblock 26i gehalten wird. Zu diesem Zeitpunkt stehen die U-förmige Ausnehmung 43h und die zylindrische Stange 25h lose miteinander in Eingriff, so daß eine axiale Bewegung des Skalenkanals möglich ist. Nachdem der Kopf 42i fest an dem Montageblock 26i fixiert ist, wird eine Befestigungsschraube 60h, die sich durch eine den Kopf 42i durchsetzende Gewindebohrung erstreckt, angezogen, so daß das Ende der Befestigungsschraube 60h zur Befestigung des Kopfes 42h an dem Montageblock 24h fest gegen den Umfang der zylindrischen Stange 25h gespannt wird.
Fig. 25 zeigt eine fünfte Variante. Bei dieser Variante ist in den Montageblock 24, der im wesentlichen mit dem Montageblock des eingangs beschriebenen Ausführungsbeispiels übereinstimmt, ein elastisches Element 24m eingesetzt. Vorzugsweise weist das elastische Element 24m eine Blattfeder aus Metall auf, die nach der Fixierung des Kopfes 42 an dem Montageblock 24 starr wird. Das elastische Element ist vorteilhaft zur vorübergehenden Befestigung des Kopfes 42 an dem Montageblock 24 während der Montage der Skaleneinheit 20 an der Montagefläche der Werkzeugmaschine.
Wahlweise kann das elastische Element 24m auch als Einrichtung zur Befestigung des Kopfes 42 auf dem Montageblock 24 dienen. In diesem Fall weist das elastische Element eine ausreichende elastische Kraft auf, so daß der Kopf 42 fest in dem Montageblock gehalten wird.
Fig. 26 zeigt eine erste Variante der Meßkopf-Anordnung der Meßeinrichtung. Bei dieser Variante sind die Gelenkarme 107 zur Verbindung des Gleitrahmens 104 mit dem Mitnehmer 106 mit Langlöchern 107a zur Aufnahme der Befestigungsschrauben 116 und 121 versehen. Der Mitnehmer 106 weist Langlöcher 106c auf, die sich im wesentlichen parallel zur Längsachse des Skalenkanals und somit rechtwinklig zu den Langlöchern 106b des zuerst beschriebenen Ausführungsbeispiels erstrecken.
Bei dieser Variante kann der Abstand zwischen dem Gleitrahmen 104 und dem Mitnehmer 106 mit Hilfe der Langlöcher 107a in den Gelenkarmen 107 eingestellt werden. Die parallel zur Längsachse des Skalenkanals verlaufenden Langlöcher 106c des Mitnehmers 106 erleichtern die Einstellung der Längsposition der Meßkopf-Anordnung 100 in bezug auf das bewegliche Teil, an dem der Mitnehmer 106 befestigt ist. Zur Befestigung des Mitnehmers an dem beweglichen Teil können beispielsweise Gewindebohrungen in dem beweglichen Teil vorgesehen sein. Wenn der Gleitrahmen 104 und der mit diesem über die Gelenkarme 107 verbundene Mitnehmer 106 sich in einer Position befinden, die annähernd der vorgesehenen Stelle an dem beweglichen Teil entspricht, an dem der Mitnehmer befestigt wird, so sind häufig die Achsen der Gewindebohrungen in dem beweglichen Teil und die Öffnungen des Mitnehmers 106 leicht gegeneinander versetzt. Ohne die Langlöcher 106c wäre es daher schwierig, die Gewindebohrungen in dem beweglichen Teil und die entsprechenden Öffnungen des Mitnehmers 106 miteinander auszurichten.
Wahlweise können die Langlöcher 107a der oben beschriebenen ersten Variante der Meßkopf-Anordnung durch durchgehende Öffnungen 114a und 106d ersetzt werden, die jeweils in dem Gleitrahmen 104 bzw. dem Mitnehmer 106 ausgebildet sind und in im wesentlichen halbkugelförmige Ausnehmungen 114b und 106f münden, wie in Fig. 27 gezeigt ist. Gelenkachsen 116a und 121a mit Gewindeabschnitten 116b und 121b erstrecken sich durch die Öffnungen 114a und 106d. Der Durchmesser der Gelenkachsen 116a und 121a ist etwas kleiner als der der Öffnungen 114a und 106d, so daß die Gelenkachsen lose in den Öffnungen aufgenommen werden. Die Gelenkarme 107 sind mit erweiterten Öffnungen 107b und 107c versehen, deren Durchmesser ebenfalls größer ist als der der Gelenkachsen 116a und 121a. Annähernd halbkugelförmige Unterlegscheiben 116c und 121c weisen Oberflächen auf, die jeweils der Form der Öffnungen 107b, 107c und der Form der halbkugelförmigen Ausnehmungen 114b und 106f angepaßt sind. Die Unterlegscheiben 116c und 121c dienen zur starren Befestigung der Gelenkarme 107 an dem Gleitrahmen 104 und dem Mitnehmer 106, wenn Muttern 116d und 121d auf die Gewindeabschnitte 116b und 121b der Gelenkwellen 116a und 121a aufgeschraubt und fest angezogen werden.
Die halbkugelförmigen Unterlegscheiben 116c und 121c und die Gelenkwellen 116a und 121a haben etwas kleinere Durchmesser als die durchgehenden Öffnungen 114a und 106d, so daß die Achsen der Gelenkwellen gegenüber den Achsen der durchgehenden Öffnungen leicht versetzt und schräg angeordnet sein können. Auf diese Weise wird eine Anpassung des Mitnehmers 106 an das bewegliche Teil ermöglicht.
In einer modifizierten Ausführungsform sind die Enden der durchgehenden Öffnungen 114a und 106d mit Abschnitten (z. B. 114c) mit vergrößertem Durchmesser versehen, in die Federn 116d und 121d eingesetzt sind, wie in Fig. 28 gezeigt ist. Die Federn 116d und 121d absorbieren Spannungen und Erschütterungen, die auf die Gelenkachsen 116a und 121a ausgeübt werden.
Fig. 29 zeigt eine zweite Variante der Meßkopf-Anordnung 100. Bei dieser Variante besteht der Gleitrahmen 104 aus zwei getrennten Teilen, nämlich einem Hauptteil 104a, das den Meßkopf 108 trägt, und einem Zusatzteil 104b. Das Zusatzteil 104b weist eine obere Oberfläche auf, die an der unteren Oberfläche des Hauptteils 104a anliegt. In der oberen Oberfläche des Zusatzteils 104b befinden sich zwei Gewindebohrungen 104c. Das Hauptteil 104a ist an den Gewindebohrungen 104c des Zusatzteils 104b entsprechenden Positionen mit zwei Langlöchern 104d versehen. Die längere Achse der Langlöcher 104d erstreckt sich im wesentlichen entlang der Längsachse des Skalenkanals. Das Hauptteil 104a und das Zusatzteil 104b des Gleitrahmens sind somit innerhalb eines durch die Abmessungen der Langlöcher begrenzten Bereichs in Längsrichtung gegeneinander verschiebbar.
Das Zusatzteil 104b weist Gewindebohrungen 114 für die Befestigungsschrauben 116 zur Befestigung der Gelenkarme 107 auf. Das Zusatzteil 104b ist somit durch die Gelenkarme 107 mit dem Mitnehmer 106 verbunden.
Wenn bei dieser Anordnung eine Wartung des Meßkopfes 108 erforderlich ist, kann der Mitnehmer 106 an dem beweglichen Teil belassen werden, da die Positionseinstellung zwischen dem Hauptteil 104a und dem Mitnehmer 106 durch Einstellung der Position des Hauptteils gegenüber dem Zusatzteil 104b erfolgen kann. Während der Einstellung der Position des Hauptteils 104a in bezug auf das Zusatzteil 104b ermöglichen die Langlöcher 104d einen gewissen Versatz zwischen dem Hauptteil und dem Zusatzteil.
Fig. 30 zeigt eine dritte Variante der Meßkopf-Anordnung. Bei dieser Variante ist der den Meßkopf 108 tragende Gleitrahmen 105 mit einem Fortsatz 105a versehen, der mit Fortsätzen 106g des Mitnehmers 106 in Eingriff tritt. Der Fortsatz 105a ist mit einer Öffnung 105b versehen, deren Achse mit Achsen von Öffnungen 106h der Fortsätze 106g ausgerichtet ist. Eine Scharnierachse 107g verläuft durch die Öffnungen 105b und 106h, so daß ein Scharnier gebildet wird. Mit Hilfe dieses Scharniers sind der Gleitrahmen 105 und der Mitnehmer 106 gelenkig gegeneinander beweglich.
Der Durchmesser der Scharnierachse 107g ist kleiner als der Innendurchmesser der Öffnungen 105b und 106h, so daß die Scharnierachse 107g schräg zu den Mittelachsen der Öffnungen 105b und 106h verlaufen kann. Dies ermöglicht es, den Mitnehmer 106 auf einer Ebene zu befestigen, die leicht schräg zu der Montagefläche an der Werkzeugmaschine verläuft, an der die Skaleneinheit 20 montiert ist. Muttern 107h sind unter Zwischenfügung von halbkugelförmigen Unterlegscheiben 107i auf die beiden Enden der Scharnierachsen 107g aufgeschraubt, so daß die Relativpositionen des Gleitrahmens 105 und des Mitnehmers 106 nach der Befestigung des Mitnehmers 106 an der entsprechenden Oberfläche des beweglichen Teils festgelegt werden.
Fig. 31 zeigt eine vierte Variante der Meßkopf-Anordnung. Bei dieser Variante ist der Gleitrahmen 105 mit einem Fortsatz 105a versehen, der mit einem Zusatzteil 105c in Eingriff tritt, das seinerseits ähnlich wie bei dem zweiten Ausführungsbeispiel mit Hilfe von Befestigungsschrauben 106g mit dem Mitnehmer 106 verbunden ist. Der Fortsatz 105a weist Ausnehmungen 105d auf. Ein Befestigungsstift 107j mit einem konischen Kopf 107k erstreckt sich in einer den Ausnehmungen 105d gegenüberliegenden Position durch die Öffnung 106h des Mitnehmers 106. Der Befestigungsstift 107j wird normalerweise durch eine Feder 107m in Richtung auf die Ausnehmung 105c vorgespannt, so daß eine scharnierförmige Verbindung zwischen dem Gleitrahmen 105 und dem Mitnehmer 106 gebildet wird. Dem Befestigungsstift 107j ist ein handbetätigter Entriegelungshebel 107n zugeordnet, mit dem der Eingriff zwischen dem konischen Kopf 107k und der Ausnehmung gelöst werden kann.
Durch die oben beschriebenen Varianten und Abwandlungen des bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung werden die gleichen oder vergleichbare Vorteile wie bei dem zuerst beschriebenen bevorzugten Ausführungsbeispiel erreicht.

Claims (33)

1. Meßeinrichtung zur Messung geradliniger Relativbewegungen zwischen zwei Bauteilen (10, 12), mit
  • - einer an einem ersten (10) der beiden Bauteile montierbaren Skaleneinheit (20), die einen Teilungsträger (120), ein den Teilungsträger aufnehmendes rinnenförmiges Gehäuse (28, 30) und Endblöcke (32, 34; 42e; 42h, 42i) an beiden Enden aufweist,
  • - einer an dem anderen Bauteil (12) montierbaren Meßkopf-Anordnung (100) mit einem längs der Skaleneinheit (20) verschiebbaren, einen Meßkopf (108) tragenden Meßkopfträger (104; 105),
  • - zwei an dem ersten Bauteil (10) zu befestigenden Montageblöcken (24, 26; 26a; 24e; 24h, 26i), an denen die Endblöcke der Skaleneinheit beweglich abgestützt sind, und
  • - Befestigungsmitteln (60, 70; 60a, 70a; 60e; 60e′; 60h, 70i) zum Fixieren der Endblöcke in bezug auf den jeweils zugehörigen Montageblock,
dadurch gekennzeichnet, daß die Endblöcke (32, 34; 42e; 42h, 42i) mit den zugenhörigen Montageblöcken (24, 26; 26a; 24e; 24h, 26i) über abgerundete Oberflächen derart in Eingriff stehen, daß die Endblöcke bei gelösten Befestigungsmitteln zumindest innerhalb eines bestimmten Bereichs in jeder Richtung in bezug auf den Montageblock schwenkbar und durch die Befestigungsmittel in jeder Lage fixierbar sind und daß die Skaleneinheit (20) bei gelösten Befestigungsmitteln von den an dem ersten Bauteil befestigten Montageblöcken abnehmbar ist.
2. Meßeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß einer der Montageblöcke (24; 24e; 26i) und der zugehörige Endblock (32; 42e; 42i) so gestaltet sind, daß die Position der Skaleneinheit (20) relativ zu diesem Montageblock in Axialrichtung festgelegt wird.
3. Meßeinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Endblöcke (32, 34) mit abgerundeten Köpfen (42) versehen sind, die jeweils lösbar und gelenkig mit dem betreffenden Montageblock (24 bzw. 26) in Eingriff stehen.
4. Meßeinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Montageblock (24 bzw. 26) eine Nut (50 bzw. 68) zur gelenkigen Aufnahme des abgerundeten Kopfes (42) aufweist, wobei die Nut (50, 58) an einem Ende offen ist, so daß der Kopf (42) entfernt werden kann, und daß als Befestigungsmittel eine Abdeckung (60 bzw. 70) zum Verschließen des offenen Endes der Nut und zum Festlegen des Kopfes in der Nut vorgesehen ist.
5. Meßeinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Montageblock (24 bzw. 26) eine konvexe Seitenwand aufweist, mit der ein senkrechter Abschnitt (14) des ersten Bauteils (10) tangential in Berührung steht.
6. Meßeinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die abgerundeten Köpfe (42) wenigstens einen flachen Abschnitt (42a) aufweisen, der zur Beschränkung der Drehbewegung des Kopfes (42) in bezug auf den Montageblock (24) an einer flachen Oberfläche des Montageblockes anliegt.
7. Meßeinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Montageblock (26a) eine Einrichtung (64a, 65a, 68a) zur Höheneinstellung der Skaleneinheit (20) in bezug auf die Montagefläche des ersten Bauteils (10) aufweist, an dem der Montageblock befestigt ist.
8. Meßeinrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Montageblock (26a) eine Nut (68a) zur gelenkigen Aufnahme eines axial vom Endblock der Skaleneinheit (20) vorspringenden abgerundeten Kopfes (42) aufweist und daß die Nut (68a) zur Höheneinstellung der Skaleneinheit (20) in bezug auf die Montagefläche schräg zur Montagefläche verläuft.
9. Meßeinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Befestigungsmittel eine durch den abgerundeten Kopf (42b) verlaufende und in eine Gewindebohrung (24b) des Montageblockes (24, 26) einschraubbare Befestigungsschraube (60a, 70a) umfassen.
10. Meßeinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß einer der Montageblöcke (24e) einen Vorsprung (25e) in der Form eines abgerundeten Knaufes aufweist, der in eine Ausnehmung (43e) des zugehörigen Endblockes (42e) der Skaleneinheit (20) eingreift.
11. Meßeinrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchmesser des knaufförmigen Vorsprungs (25e) veränderbar ist und daß der Vorsprung bei verringertem Durchmesser lose in die Ausnehmung (43e) eingreift und eine freie gelenkige Bewegung der Skaleneinheit (20) um den Vorsprung gestattet und durch Verzögerung seines Durchmessers zur Arretierung der Skaleneinheit in der Ausnehmung festspannbar ist.
12. Meßeinrichtung nach Anspruch 11, gekennzeichnet durch ein keilförmiges Bauteil (60e), das zur Veränderung des Durchmessers des knaufförmigen Vorsprungs (25e) in bezug auf diesen Vorsprung beweglich ist.
13. Meßeinrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß das keilförmige Bauteil eine keilförmige Schraube (60e) ist, die in eine Gewindebohrung (25f) des knaufförmigen Vorsprungs (25e) einschraubbar ist.
14. Meßeinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß einer der Montageblöcke (24h) mit einem Verbindungsstift (25h) versehen ist, der derart in eine Ausnehmung (43h) des zugehörigen Endblockes (42h) eingreift, daß eine axiale Verschiebung der Skaleneinheit (20) relativ zu diesem Montageblock sowie eine Schwenkbewegung um den Verbindungsstift möglich ist, und daß der andere Montageblock (26i) einen Vorsprung (27i) aufweist, der in eine stirnseitige Ausnehmung (43i) des zugehörigen Endblockes (42i) eingreift.
15. Meßeinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Montageblock (24) ein elastisches Element (24m) zur Beschränkung der Bewegung des abgerundeten Kopfes (42) in bezug auf den Montageblock angeordnet ist.
16. Meßeinrichtung, insbesondere nach einem der vorstehenden Ansprüche, zur Messung geradliniger Relativbewegungen zwischen zwei Bauteilen (10, 12), mit:
  • - einer an einem ersten (10) der beiden Bauteile montierbaren Skaleneinheit (20), die einen Teilungsträger (120), ein den Teilungsträger aufnehmendes rinnenförmiges Gehäuse (28, 30) und Endblöcke (32, 34; 42e; 42h, 42i) an beiden Enden aufweist, und
  • - einer Meßkopf-Anordnung (100) mit einem längs der Skaleneinheit (20) verschiebbaren, einen Meßkopf (108) tragenden Meßkopfträger (104; 105) und einem an dem zweiten Bauteil (12) montierbaren Mitnehmer (106),
dadurch gekennzeichnet, daß der Meßkopfträger (104; 105) mit dem Mitnehmer (106) über Verbindungsglieder (107; 105c) verbunden ist, die sowohl in bezug auf den Meßkopfträger als auch in bezug auf den Mitnehmer um im wesentlichen parallel zu der Skaleneinheit (20) verlaufende Achsen schwenkbar und durch Befestigungsglieder (116, 121) in ihrer jeweiligen Winkellage in bezug auf den Meßkopfträger und den Mitnehmer fixierbar sind.
17. Meßeinrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 16 oder nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß der Meßkopfträger (104; 105) mit dem Mitnehmer (106) über wenigstens ein feststellbares Gelenk (124, 126, 132; 114a, 116a, 116c; 106d, 121a, 121c; 105b, 106h, 107g, 107i) verbunden ist, dessen Haupt-Gelenkachse parallel zu der Skaleneinheit (20) verläuft und das zusätzlich eine begrenzte Winkelverstellung des Mitnehmers (106) in bezug auf den Meßkopfträger (104) um eine zur Haupt-Gelenkachse senkrechte Achse gestattet.
18. Meßeinrichtung nach Anspruch 16 und 17, dadurch gekennzeichnet, daß der Mitnehmer (106) in einer Position, die der Position einer Gewindebohrung zur Befestigung des Mitnehmers an dem zweiten Bauteil (12) entspricht, ein im wesentlichen in Längsrichtung der Skaleneinheit verlaufendes Langloch aufweist, das einen Versatz des Mitnehmers (106) in bezug auf die Gewindebohrung gestattet.
19. Meßeinrichtung nach Anspruch 16 oder 17, dadurch gekennzeichnet, daß jedes der Verbindungsglieder (107) Langlöcher (107a; 107c) aufweist, die von den Befestigungsgliedern (116, 121; 116a, 121a) durchlaufen werden und derart orientiert sind, daß der Mitnehmer (106) relativ zu dem Meßkopfträger (104) in einer Richtung quer zur Längsachse der Skaleneinheit (20) verstellbar ist.
20. Meßeinrichtung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Befestigungsglieder Schrauben (116, 121) sind, die in Gewindebohrungen des Meßkopfträgers (104) und des Mitnehmers (106) einschraubbar sind.
21. Meßeinrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß jedes der Verbindungsglieder (107) mit durchgehenden Öffnungen (107b) versehen ist, die von Befestigungsschrauben zur Befestigung des Verbindungsglieds an dem Mitnehmer (106) oder dem Meßkopfträger (104) mit Spiel durchlaufen werden und daß auf den Befestigungsschrauben halbkugelförmige Unterlegscheiben (116c, 121c) angeordnet sind, die mit den Öffnungen (107b) der Verbindungsglieder in Eingriff stehen.
22. Meßeinrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß jedes der Verbindungsglieder (107) mit durchgehenden Öffnungen (107b, 107c) versehen ist, die einen größeren Durchmesser als durch den Meßkopfträger (104) oder den Mitnehmer (106) verlaufende Gewindebolzen (116a, 121a) aufweisen, und daß halbkugelförmige Unterlegscheiben (116c, 121c) durch auf die Gewindebolzen aufgeschraubte Muttern mit den durchgehenden Öffnungen (107b, 107c) der Verbindungsglieder in Eingriff gehalten werden.
23. Meßeinrichtung nach Anspruch 16 oder 17, gekennzeichnet durch ein elastisches Element (116d, 121d) zur Beschränkung der Relativbewegung zwischen dem Meßkopfträger (104) und dem Mitnehmer (106).
24. Meßeinrichtung nach Anspruch 16 oder 17, dadurch gekennzeichnet, daß das Verbindungsglied (107) gelenkig mit dem Mitnehmer (106) und mit einem Zwischenstück (104b) verbunden ist, das seinerseits an dem Meßkopfträger (104) befestigbar und in bezug auf diesen im wesentlichen in Längsrichtung der Skaleneinheit (20) verstellbar ist.
25. Meßeinrichtung nach Anspruch 16 oder 17, dadurch gekennzeichnet, daß das zwischen dem Mitnehmer (106) und dem Meßkopfträger (105) angeordnete Verbindungsglied ein Scharnier (105c) ist.
26. Meßeinrichtung nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, daß das Scharnier eine Scharnierachse (107j) und eine Ausnehmung (105d) zur Aufnahme eines Endes der Scharnierachse aufweist.
27. Meßeinrichtung nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, daß die Scharnierachse (107j) elastisch in Richtung auf die Ausnehmung (105d) vorgespannt und von Hand entgegen der elastischen Kraft aus der Ausnehmung ausrastbar ist.
28. Verfahren zum Montieren der Skaleneinheit einer Meßeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 15, gekennzeichnet durch die folgenden Verfahrensschritte:
die beiden Montageblöcke werden mit den entgegengesetzten Enden eines Positionierwerkzeugs in Eingriff gebracht, das im wesentlichen die gleiche Länge wie die Skaleneinheit aufweist und mit einer Anlagefläche versehen ist, die mit einer entsprechenden Gegenfläche an dem Bauteil (10) zusammenwirkt, an dem die Skaleneinheit zu befestigen ist,
die Montageblöcke werden mit Hilfe des Positionierwerkzeugs in vorgegebene Positionen an dem Bauteil angebracht und an diesem befestigt,
das Positionierwerkzeug wird aus den Montageblöcken entnommen und
die Skaleneinheit wird anstelle des Positionierwerkzeugs eingesetzt, indem ihre beiden Endblöcke mit den Montageblöcken in Eingriff gebracht werden.
29. Verfahren nach Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet, daß die Montageblöcke beim Einstellen der vorgesehenen Positionen um die Enden des Positionierwerkzeugs geschwenkt werden.
30. Verfahren zur Montage einer Meßeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 27, dadurch gekennzeichnet, daß man die Skaleneinheit in der in Anspruch 28 angegebenen Weise an dem ersten Bauteil montiert und anschließend
an dem mit dem Meßkopf zu verbindenden zweiten Bauteil eine Grundplatte fest montiert, auf der der Meßkopf verstellbar und in einer beliebigen Position des Einstellbereichs arretierbar ist, und
den Meßkopf in der zur Längsachse der Skaleneinheit im wesentlichen senkrechten Ebene verstellt, bis er gleitend in ein Stützglied der Skaleneinheit eingreift und in in dieser Position arretiert.
31. Verfahren zum Montieren der Skaleneinheit einer Meßeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 15, gekennzeichnet durch die folgenden Montageschritte:
einer der beiden Montageblöcke wird an dem ersten Bauteil montiert,
die entgegengesetzten Enden eines in Größe und Form mit der Skaleneinheit übereinstimmenden Positionierwerkzeugs werden mit den beiden Montageblöcken in Eingriff gebracht, so daß die Montageblöcke in einem festen linearen Abstand zueinander gehalten werden,
der zweite Montageblock wird in der diesem Abstand entsprechenden Position an dem ersten Bauteil montiert,
das Positionierwerkzeug wird aus den Montageblöcken gelöst und
die Skaleneinheit wird anstelle des Positionierwerkzeugs in die Montageblöcke eingesetzt, indem ihre Endblöcke mit den Montageblöcken in Eingriff gebracht werden.
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