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Allseitig und in seiner Längsrichtung beweglich gelagerter Fühlfinger
für Kopierfräsmaschinen Bei den bekannten, allseitig und in ihrer Längsrichtung
beweglichen Fühlfingern ist die Fühlerspindel in einer Kugelpfanne gelagert. Diese.
Lagerung besitzt den Nachteil, daß die Reibung verhältnismäßig groß ist und der
Fühler beim Abtasten von Gipsmodellen mit scharfen Kanten diese beschädigt. Je größer
die Lagerreibung des. Fühlfingers ist, um so höher muß der vom Fühlfinger ausgeübte
Tastdruck ansteigen, bis durch ihn unter Überwindung der Reibung eine Verschwenkung
des Fühlfingers erfolgt. Maßgebend für die Wirkung des. Tastdruckes auf das abgetastete
Modell ist der spezifische Flächendruck. Es ist selbstverständlich, daß bei Verwendung
eines großen Fühlerkopfes mit 3o bis 5o mm Durchmesser und bei einem Gips- oder
Holzmodell, das keine scharfen Ecken und Kanten aufweist, der Tastdruck, des Fühlers
verhältnismäßig groß sein darf, ohne daß eine Beschädigung der Modelloberfläche
eintritt. Will man aber ein Gipsmodell, das sehr scharfe Konturen besitzt, abtasten
und sieht hierfür einen sehr spitzen Fühler, ähnlich der Spitze eines Bleistiftes,
vor, so steigt der spezifische Flächendruck so stark an, daß der Fühler in dem Gipsmodell
tiefe Rillen eingräbt. De Reibung der Kugelpfanne, die auf die große Auflagefläche
zurückzuführen ist, kann mir durch ein verhältnismäßig großes Lagerspiel verringert
werden. Durch ,ein solches Lagerspiel wird aber die Tastgenauigkeit stark herabgesetzt.
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Durch die bekannte Verwendung eines Kugellagers zwischen der Fühlerspindel
und der Kugelpfanne können die Schwierigkeiten nicht behoben werden. Die verschiedenen
Teile eines Kugellagers, wie Käfig, Läuferring, Innenteil und Kugeln, besitzen so
viel
Spiel untereinander, daß die höchstzulässige Toleranz der Abtastgenauigkeit
bei weitem überschritten wird. Dieses Spiel im Kugellager ist bereits bei der normalen
Verwendung bei einem lediglich um seine Längsachse drehbar zu lagernden Teil vorhanden;
bei der Anwendung auf ein Schwenklager läßt sich außerdem nicht vermeiden, daß die
Größe des Spiels sich in den verschiedenen Schwenklagen .ändert. Wollte man durch
Herabsetzung des Spiels im Kugellager die Genauigkeit erhöhen, so wächst die Reibung
so stark an, daß die Ansprechempfindlichkeit des Fühlers zu klein wird.
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Es ist ferner eine Fühlerkonstruktion mit kardanischer Lagerung der
Fühlerspindel bekannt, bei der der äußere Lagerring der kardanischen Aufhängung
starr mit dem Fühlerspindelhalter verbunden ist und die für die Abtastung von Modelloberflächen
erforderliche Tiefentastung in der Achsrichtung der Fühlerspindel durch eine komplizierte
Vorrichtung ermöglicht wird, die aus einem besonderen, in einer Längsbohrung des
Fühlfingers gelagerten Fühlstift und von diesem betätigten Hebelgestänge besteht.
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Die Erfindung bezweckt, die durch die Verwendung einer kardanischen
Lagerung der Fühlerspindel erzielte leichte Verschwenkbarkeit der Fühlerspindel
mit einer :einfachen und feinfühligen Tiefentastung zu verbinden. Dies wird :erfindungsgemäß
dadurch erreicht, daß der äußere Lagerring einer an sich bekannten, die allseitige
Bewegung des Fühlfingers zulassenden kardanischen Lagerung der Fühlerspindel im
Fühlerspindelhalter .axial verschiebbar ist und daß je eine besondere, der Axialverschiebung
und der seitlichen Verschwenkung der Fühlerspindel entgegenwirkende Feder vorgesehen
ist, wovon sich die erstere gegen den Fühlerspindelhalter und den äußeren Lagerring
der kardanischen Aufhängung abstützt und die letztere an den Anker der vom Fühlfinger
gesteuerten elektrischen Meßlehre angreift. Bei der Erfindung werden jegliche Zwischenhebel
und Gelenke vermieden. Hierdurch und durch die Verwendung je einer besonderen,
der Axialverschiebung und der seitlichen Verschwenkung der Fühlerspindel entgegenwirkenden
Feder wird eine große Feinfühligkeit der Abtastung sowie eine genaue Rückführung
der Fühlerspindel in die Nullage nach :einer Auslenkung des Fühlfingers erreicht.
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In der Zeichnung ist .ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt.
Es zeigen Fig. i einen Längsschnitt durch die Fühlfingeranordnung, Fig. 2 eine Draufsicht,
Fig. 3 einen Schnitt längs der Linie e1-13 in Fig. i. Die Fühlerspindel i, die an
ihrem Vorderende einen Innenkonus z zur Aufnahme des eigentlichen Fühlfingers :enthält,
ist in dem Fühlerspindelhalter 3 gelagert, der an der Querwand q. verschraubt ist,
die zusammen mit der Längswand 5 die Tragvorrichtung für den gesamten Fühler bildet.
Am rückwärtigen Ende greift die Fühlerspindel mit einem Gleitstift 6 in eine Kugelpfanne
7 ein, die auf dem Anker S einer elektrischen Meßlehre 9 befestigt ist. In eine
Ausdrehung Io am hinteren Ende der Fühlerspindel greift eine Schelle i i ein, mit
der das eine Ende der Feder i z für den Gewichtsausgleich verbunden ist. Das andere
Ende der Feder ist mit einer Mutter 13 verbunden, die durch Drehen einer in den
Lagerböcken 15 und 16 gelagerten Spindel i q. verschoben werden kann, um die Feder
12 mehr oder weniger zu spannen. Mit dem Vorderende des Fühlerspindelhalters 3 ist
der Teil 17 verschraubt, der mit einem Innenkonus versehen ist, welcher zur Aufnahme
von vier Klemmbacken i S dient. Wie bei einem Klemmbackenfutter zur Festspannung
eines Bohrers bei Bohrmaschinen kann durch Eindrehen der Klemmkappe i g die Fühlerspindel
im Fühlerspindelhalter festgeklemmt werden, beispielsweise um die Teile der Fühlerspindel
beim Transport gegen Beschädigung zu sichern. Beim Zurückdrehen der Klemmkappe i
g werden die Klemmbacken 18 in bekannter Weise durch Federn nach außen gedrückt
und damit die Fühlerspindel freigegeben.
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Zur Lagerung der Fühlerspindel im Fühlerspindelhalter 3 ist .eine
kardanische Aufhängung vorgesehen, deren äußerer Lagerring 22 in einer Ausdrehung
24 des Fühlfingerhalters axial gegen eine Feder 25 verschiebbar ist. In zwei diametral
gegenüberliegenden Spitzen 23 im äußeren Lagerring 22 ist ein innerer Lagerring
2 i aufgehängt, der seinerseits mit zwei diametral gegenüberstehenden Spitzen 2o
versehen ist, die gegenüber den Spitzen 23 im äußeren Lagerring um 9o' versetzt
sind. Die Spitzen 2o greifen in :entsprechende Vertiefungen der Fühlerspindel i
:ein. Die Feder 25 dient dazu, die Führerspindel nach einer Axialverschi:ebung wieder
nach vorn in die dargestellte Lage zu bringen, während zur Zurückführung der Fühlerspindel
nach :einer seitlichen Verschwenkung die sich an der Längswand 5 der Tragvorrichtung
abstützende und an den Anker S der elektrischen Meßlehre 9 angreifende Blattfeder
dient.