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Die Erfindung betrifft ein Messstativ zur Aufnahme einer Messvorrichtung, insbesondere einer Messvorrichtung zur Messung der Dicke dünner Schichten, mit einem Gehäuse, in welchem ein Stößel auf und ab bewegbar geführt ist und an dessen zum Messobjekt weisenden Ende die Messvorrichtung angeordnet ist.
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Aus der
GB 1,108,792 A geht eine Messvorrichtung hervor, bei der eine Messsonde an einem Stativ heb- und senkbar angeordnet ist. Dazu ist die Messsonde über einen schwenkbaren Hebel mit einem Gegengewicht verbunden, welches über ein Gummiband mit einer drehbar gelagerten Riemenscheibe in Verbindung steht. Die Riemenscheibe ist mit einem Elektromotor antreibbar, wodurch eine Hebe- oder Senkbewegung des Gegengewichts und somit der Messsonde ansteuerbar ist. Diese Hebe- und Senkbewegung ist über den Hebel auf die Messsonde übertragbar, wobei die Aufsetzbewegung der Messsonde über den Bremseffekt des Motors regelbar ist.
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Die
US 3,750,295 A offenbart eine Messvorrichtung zur Vermessung prismatischer Körper, wobei die Messvorrichtung ein Stativ aufweist, an welchem eine verfahrbare Anordnung vorgesehen ist. Diese besteht aus einem horizontal angeordneten Führungselement, an welchem zwei unabhängig voneinander vertikal verfahrbare Schlitten vorgesehen sind, welche von zwei Präzisionsspindeln angetrieben werden. An den unteren Enden der Schlitten ist jeweils eine Messeinrichtung vorgesehen, durch welche ein prismatischer Körper, der auf einem verfahrbaren Tisch aufgesetzt ist, bzgl. seiner äußeren Abmessungen vermessen wird.
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Die
JP H09 - 304 001 A offenbart eine Messvorrichtung zur Messung der Dicke von Papierstapeln mit einem an einem Stativ angeordneten heb- und senkbaren Stab, der mit einer digitalen Messlehre verbunden ist. An einem oberen Ende des Stabes ist ein Wälzlager vorgesehen, welches auf einer Außenkante einer Kurvenscheibe abrollt. Dazu ist die Kurvenscheibe drehbar gelagert und manuell über einen Handgriff betätigbar. Die Form der Kurvenscheibe weist einen sich in Drehrichtung kontinuierlich vergrößernden Durchmesser auf, wobei an einem Punkt der Außenkante der Kurvenscheibe ein Absatz vorgesehen ist, bei welchem sich der Durchmesser der Scheibe sprunghaft vom größten Durchmesser auf den geringsten Durchmesser verkleinert. Dadurch fällt bei Erreichen des Absatzes das Wälzlager in Verbindung mit dem Stab aus einer definierten Höhe auf den Papierstapel, weshalb aufgrund eines gleichbleibenden Impulses durch die festgelegte Fallhöhe ein reproduzierbares Messergebnis erreicht wird.
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Die
US 2004/0133300 A1 offenbart eine Messvorrichtung, durch welche die Größe insbesondere eines weichen, elastischen Körpers messbar ist, wobei der Körper durch den Messvorgang nicht verformt wird, wenn die Messsonde mit dem Messkörper in Berührung gebracht wird. Dabei ist vorgesehen, dass ein Messtaster, an welchem die Messsonde angebracht ist, mit einer Arbeitsgeschwindigkeit auf den Messkörper zugeführt wird und die Zustellgeschwindigkeit elektronisch verringert wird, sobald die Messsonde an dem Messkörper angreift. Dabei wird die Hebe- und Senkbewegung des Messtasters über einen Schieber ausgeführt, welcher durch einen unmittelbar mit dem Schieber gekoppelten Motor angetrieben ist.
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Aus der
DE 37 81 342 T2 geht eine Vorrichtung zur Messung der Rauigkeit einer Oberfläche eines Messgegenstandes hervor, durch welche eine deutliche Verkürzung der Messzeit erzielt werden soll. Dazu ist in einem Gehäuse eine verfahrbare Messnadel vorgesehen, welche während des Messvorgangs aus dem Gehäuse herausfährt und einen schleifenförmigen Messweg durchläuft. Dabei führt die Messnadel eine langsame Verfahrbewegung während des Messvorgangs auf der Oberfläche des Messgegenstandes aus und eine schnelle Verfahrbewegung bei den übrigen Zustellbewegungen der Messnadel.
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Die vorstehend beschriebenen Messstative sind für die Schichtdickenmessung nicht bestimmt oder sind dazu nicht geeignet. Zur Durchführung einer Messung der Dicke dünner Schichten wurde bislang auf einem Messtisch des Messstativs ein Messobjekt positioniert. An einem zum Messobjekt weisenden Ende eines auf und ab bewegbaren Stößels ist eine Messvorrichtung vorgesehen. Die Auf- und Abbewegung des Stößels erfolgt manuell, wobei die Ansteuerung über eine Schwenkbewegung eines Hebels erfolgt.
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Die Schichtdickenmessung kann durch ein magnetinduktives Verfahren oder ein Wirbelstromverfahren durchgeführt werden. Der Einsatz des jeweiligen Verfahrens ist abhängig von dem Grundwerkstoff und den zu messenden Schichten. Das magnetinduktive Verfahren wird beispielsweise bei nicht magnetischen Schichten auf ferromagnetischen Grundwerkstoffen eingesetzt. Bei elektrisch nicht leitenden Schichten auf nicht Eisenmetallen wird das Wirbelstromverfahren durchgeführt.
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Bei der Durchführung der Schichtdickenmessung ist wesentlich, dass die Messsonde nach der durchgeführten Messung über eine bestimmte Hubstrecke gegenüber der Oberfläche des Messobjektes abgehoben wird, damit das niederfrequente bzw. hochfrequente magnetische Wechselfeld der Messsonde nicht durch das Messobjekt in einer Ausgangslage vor Beginn der Messung beeinflusst wird.
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Durch eine manuell gesteuerte Hubbewegung wird die Messsonde mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten und somit unterschiedlichen Kräften auf dem Messobjekt aufgesetzt. Dadurch können bei unsachgemäßer Handhabung verfälschte Messwerte erfasst werden.
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Deshalb liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Messstativ zu schaffen, welches ein sanftes Aufsetzen der Messvorrichtung, insbesondere zur Messung der Dicke dünner Schichten, auf der Messoberfläche zur Erzielung exakter Messwerte ermöglicht und eine hohe Wiederholgenauigkeit aufweist.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Vorrichtung gemäß den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den weiteren Ansprüchen angegeben.
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Das erfindungsgemäße Messstativ weist den Vorteil auf, dass durch zumindest eine Abwärtsbewegung des Stößels mit einer ersten Bewegungsphase im Eilgang und zumindest einer zweiten Bewegungsphase im Kriechgang ein kontrolliertes Absenken ermöglicht ist, wobei die Hubbewegung des Stößels durch eine Antriebseinheit angetrieben ist, welche eine Kurvenscheibe umfasst, die einen Schwenkhebel auf und ab bewegt, der an einem Ende gehäusefest angeordnet ist und am anderen Ende mit dem Stößel eine Schwenkverbindung bildet. Dazu ist an dem Stößel eine Laufrolle vorgesehen, die auf der Kurvenscheibe aufliegt und in Abhängigkeit des Drehwinkels der Kurvenscheibe eine Hubstellung einnimmt. Insbesondere bei der zumindest einen weiteren Bewegungsphase im Kriechgang bis zum Aufsetzen der Messvorrichtung auf dem Messobjekt ist von Vorteil, dass mit einer langsamen Geschwindigkeit ein Aufsetzen erfolgt, wodurch ein sanftes Aufsetzen der Messvorrichtung, insbesondere einer Messsonde, auf der Oberfläche des Messobjektes ermöglicht ist. Durch ein solches sanftes Aufsetzen wird verhindert, dass Beschädigungen der Messoberfläche erfolgen, die die Messwerte verfälschen würden. Durch diese kontrollierte erste und zumindest eine weitere Bewegungsphase wird des Weiteren ermöglicht, dass gleichbleibende Bedingungen beim Aufsetzen der Messvorrichtung auf der Messoberfläche geschaffen sind, wodurch eine hohe Wiederholgenauigkeit des Messstativs bei der Messwerterfassung erzielt wird. Dies wird durch die eingesetzte Kurvenscheibe erreicht, welche Bestandteil der Antriebseinheit ist. Durch diese kann zumindest die erste und eine weitere Bewegungsphase angesteuert werden. Gleichzeitig kann durch solche Kurvenscheiben eine mechanisch einfache, jedoch sehr exakte Steuerung erfolgen. Eine solche Ansteuerung ermöglicht auch nach einer sehr langen Lebensdauer bzw. einer Vielzahl von Zyklen eine exakte Ansteuerung der Hubbewegung. Durch die vorgesehene Laufrolle ist zudem eine sehr leichtgängige Ansteuerung gegeben, bei der die Laufrolle, welche insbesondere als Rollenlager ausgebildet ist, geringe Reibwerte aufweist. Gleichzeitig weist diese Anordnung den Vorteil auf, dass eine Beschädigung der Oberfläche des Messobjektes bei gegebenenfalls nicht ordnungsgemäß eingestelltem Hubweg oder einer Grundhöhe des Gehäuses zum Messobjekt gegeben ist. Sofern bei der Absenkbewegung bzw. Abwärtsbewegung des Stößels ein vorzeitiges Aufliegen der Messvorrichtung auf der Oberfläche des Messobjektes gegeben wäre, würde die Kurvenscheibe weiter in ihre Endlage laufen, ohne dass eine zwangsweise Abwärtsbewegung aufgrund der nur aufliegenden und dann gegenüber der Kurvenscheibe abgehobenen Laufrolle gegeben ist.
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Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass im Kriechgang eine konstante Zustellgeschwindigkeit vorgesehen ist. Dadurch sind gleiche Voraussetzungen, insbesondere bei der Messung von Serienbauteilen, selbst bei geringfügigen Änderungen in der Messebene gegeben. Durch die konstante Zustellgeschwindigkeit im Kriechgang können gleiche Verhältnisse beim Aufsetzen der Messsonde auf die Oberfläche des Messobjektes bei sich wiederholenden Messungen gegeben sein.
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Die auf der Kurvenscheibe abrollende Laufrolle ist nach einer bevorzugten Ausführungsform am Schwenkhebel derart positioniert, dass diese Laufrolle beim Auf- und Abbewegen des Schwenkhebels entlang einer Kreisbahn verläuft, die die Drehachse der Kurvenscheibe schneidet oder zumindest sehr nahe zu dieser verläuft. Dadurch können die auf die Kurvenscheibe wirkenden Hebelverhältnisse erheblich minimiert werden. Durch die parallel oder quasi parallel zueinander liegenden Drehachsen treten nahezu keine Hebelkräfte auf die Kurvenscheibe auf.
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Die Kurvenscheibe ist nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung an einer Drehachse vorgesehen, welche ein Antriebsrad aufnimmt, das der elektrische Antriebsmotor direkt oder indirekt antreibt. Dadurch können konstruktiv einfache Verhältnisse geschaffen werden. Durch eine Ansteuerung des Antriebsmotors wird unmittelbar eine Bewegung der Kurvenscheibe ermöglicht.
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An der Drehachse, welche die Kurvenscheibe aufnimmt, ist vorteilhafterweise ein Schaltelement mit zumindest einer Schaltfahne vorgesehen, welche zumindest eine obere und untere Endlage der Hubbewegung des Stößels steuert. Die Schaltfahne des Schaltelements überfährt zumindest in der oberen und unteren Endlage einen Detektor, insbesondere eine Lichtschranke, wodurch der Antriebsmotor stillgesetzt wird. Somit können diese Endlagen exakt bestimmt werden.
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Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass entlang einer Kreisbahn der Schaltfahne zwischen dem die oberen und unteren Endlage umfassenden Detektor ein weiterer Detektor, insbesondere Lichtschranke, vorgesehen ist. Dadurch kann beispielsweise eine erste und eine zweite Strecke der Hubbewegung erkannt und durch einen entsprechenden Antrieb des Antriebsmotors mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten angesteuert werden. Die Kurvenscheibe ist bevorzugt auf einen solchen Wechsel der Geschwindigkeiten abgestimmt, so dass bei Ansteuerung einer Hubstrecke mit einer langsamen Geschwindigkeit gleichzeitig eine konstante Hubgeschwindigkeit eingehalten ist.
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Alternativ kann die Aufteilung der Hubbewegung über die Lichtschranke auch zur Einstellung eines verkürzten Hubweges zumindest in der ersten Bewegungsphase ermöglicht sein. Hierfür sind bevorzugt an dem Schaltelement weitere Schaltsegmente vorgesehen, die wiederum einer separaten Lichtschranke zugeordnet sind. Durch die Vielzahl der Schaltsegmente kann eine individuelle Einstellung des Hubwegs erfolgen.
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Zur exakten und hochpräzisen Führung des Stößels ist vorgesehen, dass in einem oberen und unteren stirnseitigen Wandabschnitt des Gehäuses jeweils eine Führung, insbesondere ein Gleitlager, vorgesehen ist. Es kann eine nahezu verkippungsfreie Aufnahme des Stößels durch die Anordnung von zwei mit Abstand zueinander vorgesehenen Führungen, insbesondere Gleitlagerbuchsen, ermöglicht sein.
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Bevorzugt ist vorgesehen, dass die Führung des Stößels aus einer Lagerbronze hergestellt ist und die Oberfläche des Stößels eine polierte oder geläppte Oberfläche aufweist. Dadurch können nahezu spielfreie Führungen geschaffen werden, welche exakt und leichtgängig arbeiten.
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Zur weiteren Präzisierung der Hubbewegung und zur Erzielung einer hohen Wiederholgenauigkeit ist vorgesehen, dass die Schwenkverbindung zwischen dem Stößel und dem Schwenkhebel durch einen Gewindebolzen gebildet ist, der in einer Langlochbohrung des Schwenkhebels geführt ist. Durch die Langlochbohrung kann selbst bei einem großen Hub eine leichtgängige Aufnahme des Schwenkhebels am Stößel ermöglicht sein.
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Auf dem Gewindebolzen ist bevorzugt eine Lagerbuchse vorgesehen, welche in der Langlochbohrung des Schwenkhebels geführt ist. Dadurch wird in dieser weiteren Lagerstelle eine Reduzierung der Reibkraft erzielt.
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Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist zur Erhöhung der Präzision des Messstativs vorgesehen, dass der Schwenkhebel und der Stößel eine am Gehäuse angreifende Verdrehsicherung aufweisen. Dadurch können weitere Kippmomente eliminiert werden, die während einer Hubbewegung auf den Stößel einwirken können.
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Bevorzugt ist vorgesehen, dass die Verdrehsicherung eine in dem Gehäuse angeordnete Längsnut umfasst, in der eine an der Schwenkverbindung oder am Stößel angreifende Laufrolle geführt ist. Diese Laufrolle verhindert ein Verdrehen des Stößels aufgrund des beispielsweise einseitig an dem Stößel angreifenden Schwenkhebels. Die Laufrolle ist mit nur sehr geringem Spiel innerhalb der Führungsnut geführt, so dass bei einem Wechsel in der Anlage der Laufrolle an Führungsflächen der Führungsnut eine nahezu spielfreie bzw. verdrehfreie Anordnung erzielt wird.
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Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass der Stößel an einem dem Messobjekt gegenüber liegenden Ende eine Druckentlastungsvorrichtung aufweist. Diese Druckentlastungsvorrichtung ermöglicht ein nahezu kraftfreies auf und ab Bewegen des Stößels, an dem die Messvorrichtung lösbar befestigt ist. Dadurch kann ein sanftes Aufsetzen der Messvorrichtung beziehungsweise Messsonde auf der Oberfläche unterstützt werden.
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Bevorzugt ist eine Zug- oder Druckfeder vorgesehen, die vorgespannt angeordnet ist. Diese Vorspannkraft kann in Abhängigkeit des Gewichtes der Messvorrichtung eingestellt werden, damit beim Einsatz unterschiedliche Messvorrichtungen immer gleichbleibende Bedingungen geschaffen sind.
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Das erfindungsgemäße Messstativ kann nach einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung manuell für eine Absenkbewegung und eine Aufwärtsbewegung des Stößels auslösbar sein. Ein solcher Modus ermöglicht eine Testmessung oder Überprüfung der Einstellung der Hubbewegung auf die durchzuführende Messung oder die Durchführung einer manuellen Einzelmessung, bei der die Aufsetzzeit der Messvorrichtung auf der Messoberfläche des Messgegenstandes vom Bediener bestimmt ist.
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Nach einer alternativen Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass ein Modus einstellbar ist, bei dem die Durchführung eines vollständigen Hubzyklus erfolgt, wobei vorzugsweise die Verweilzeit im Aufsetzpunkt durch eine zeitlich veränderbare Einstellung vorbestimmt ist. Dadurch kann ohne Eingriff des Bedienpersonals ein vollständiger Zyklus durchlaufen werden, bei dem eine Messvorrichtung nach der Durchführung einer Messung in eine Ausgangsposition zurückgesetzt wird.
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Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass für eine mehrfache Messwerterfassung an einer Oberfläche eines Objektes oder zur Prüfung von mehreren Messobjekten, die taktweise der Messsonde zugeführt werden, eine Dauerprüfung ermöglicht ist. Bei einer solchen Hubsequenz können sowohl die Verweilzeit auf der Messoberfläche als auch die Verweilzeit bis zum Start eines neuen Messzyklusses eingestellt werden. Darüber hinaus sind die Verfahrgeschwindigkeiten im Eil- und Kriechgang als auch der Hubweg im Eilgang einstellbar.
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Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Hubbewegung und/oder die Hubzyklen von einer externen Steuervorrichtung über eine am Gehäuse vorgesehene Schnittstelle ansteuerbar ist. Dadurch können anwendungsspezifische Modifikationen in einfacher Weise ermöglicht werden.
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Die Erfindung sowie weitere vorteilhafte Ausführungsformen und Weiterbildungen derselben werden im Folgenden anhand der in den Zeichnungen dargestellten Beispiele näher beschrieben und erläutert. Die der Beschreibung und den Zeichnungen zu entnehmenden Merkmale können einzeln für sich oder zu mehreren in beliebiger Kombination erfindungsgemäß angewandt werden. Es zeigen:
- 1 eine perspektivische Darstellung eines erfindungsgemäßen Messstativs,
- 2 eine schematische Seitenansicht auf eine Rückwand des Gehäuses des Messstativs gemäß 1,
- 3 eine schematische Seitenansicht von vorne auf das Gehäuse nach Abnahme eines Gehäusedeckels,
- 4 eine schematische Seitenansicht auf das Gehäuse von vorne nach Abnahme der in 3 dargestellten Leiterplatte,
- 5 eine schematische Schnittdarstellung entlang der Linie V-V in 2 und
- 6 eine schematische Schnittdarstellung einer alternativen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung mit einer Druckentlastungsvorrichtung.
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In 1 ist ein erfindungsgemäßes Messstativ 11 dargestellt. Dieses Messstativ 11 umfasst einen Messtisch 12, auf welchem einzelne Messgegenstände bzw. Messobjekte 14 positioniert und aufgelegt werden. Beispielsweise ist ein Magnetschiebetisch zur Aufnahme des Messobjekts dargestellt. Am Fuß des Messstativs 12 oder am Messtisch 12 ist eine senkrecht stehende Säule 16 vorgesehen, an welcher höhenverstellbar über ein Gewinde 17 ein Gehäuse 18 aufgenommen ist. Durch eine Verstellschraube 19 und einen Spannmechanismus 21 ist das Gehäuse 18 in der Höhe exakt einstellbar.
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Das Gehäuse 18 nimmt einen Stößel 23 auf und ab bewegbar auf. Am unteren Ende des Stößels 23 ist eine Aufnahme 24 vorgesehen, welche zur lösbaren Fixierung einer Messvorrichtung 26 vorgesehen ist. Für die Messung der Dicke dünner Schichten umfasst die Messvorrichtung 26 eine Messsonde 25. Diese Messsonde 25 wird mit einer Aufsetzkalotte auf die Oberfläche des Messgegenstandes 14 aufgesetzt. Am gegenüberliegenden Ende der Messsonde 25 ist eine elektrische Leitung 20 vorgesehen, welche nach oben abgeführt wird und beispielsweise in einem Klemmhalter 27 fixiert ist, um Störeinflüsse während der Messung zu vermeiden.
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In 2 ist eine schematische Seitenansicht von hinten auf das Gehäuse 18 ohne Rückwand dargestellt. Der Stößel 23 wird durch eine Antriebseinheit 29 mit einem elektrischen Antriebsmotor 28 auf und ab bewegt. Hierfür weist die Antriebseinheit 29 einen Schwenkhebel 31 auf, der beispielsweise an einem Ende des Gehäuses 18 fest vorgesehen ist. Die Lagerung des Schwenkhebels 31 findet bevorzugt über ein Rollen- oder Kugellager 32 statt. Am gegenüberliegenden Ende ist der Schwenkhebel 31 am Stößel 23 befestigt und bildet eine Schwenkverbindung 35. Im mittleren Bereich des Schwenkhebels 31 ist eine weitere Laufrolle 37 vorgesehen, welche auf einer Kurvenscheibe 38 aufliegt. Die Kurvenscheibe 38 selbst ist wiederum auf einer Drehachse 39 schwenkbar gelagert. Diese Drehachse 39 nimmt ein Antriebsrad 41 auf, welches mit einem Schneckenzahnrad 42 zusammenwirkt, wobei das Schneckenzahnrad 42 unmittelbar mit dem elektrischen Antrieb 28 in Verbindung steht.
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Die Kurvenscheibe 38 ist derart ausgebildet, dass die Hubbewegung des Stößels 23 in eine erste Bewegungsphase untergliedert ist, welche einem Eilgang entspricht, sowie in eine zweite Bewegungsphase, die einen Kriechgang umfasst. Die erste Bewegungsphase wird durch einen Kurvenverlauf 44 bestimmt, wobei am freien Ende des Kurvenverlaufes 44 eine Steigung vorgesehen ist, welche ein Beschleunigen und Abbremsen der Hubbewegung von und in die Endlage ermöglicht. Am Punkt 46 geht der Kurvenverlauf 44 der Kurvenscheibe 38 von der schnellen oder dynamischen Bewegungsphase in die langsame Bewegungsphase über, wobei die langsame Bewegungsphase den Kurvenverlauf 47 umfasst. Dieser Kurvenverlauf 47 ist derart auf die Position der Laufrolle 37 und im Abstand zur Drehachse 39 abgestimmt, damit der Stößel 23 mit einer konstanten Absenkbewegung auf die Oberfläche des Messobjektes 14 zubewegt wird.
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Der Stößel 23 ist zur vertikalen Hubbewegung in dem Gehäuse 18 durch zwei Führungen 49, insbesondere Gleitlagerbuchsen, geführt, von denen jeweils eine Führung 49 am jeweiligen stirnseitigen Ende des Gehäuses 18 angeordnet ist. Durch die Anordnung der Führungen 49 mit relativ großem Abstand zueinander wird das Verkippmoment des Stößels 23 reduziert. Gleichzeitig wird durch die ausgewählten Passungsmaße zwischen dem Bohrungsdurchmesser der Führung 49 und dem Außendurchmesser der bevorzugt geläppten oder polierten Oberfläche des Stößels 23 eine nahezu spielfreie Führung erzielt.
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In 2 ist das Spannelement 21 näher dargestellt, welches ein Klemmstück aufweist, das die Säule 16 durchdringt und über einen Spannhebel das Gehäuse 18 zur Säule 23 verspannt.
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An einer Schmalseite des Gehäuses 18 sind Schnittstellen 50 für externe Geräte, wie Computer, die zur Ansteuerung der Antriebseinheit 29 und zur Energieversorgung vorgesehen sind.
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In 3 ist eine schematische Vorderansicht eines Gehäuses 18 mit einem abgenommenen Deckel oder Frontplatte dargestellt. An einer Leiterplatte 51 sind mehrere als Lichtschranken 52 ausgebildete Detektoren vorgesehen, wobei zumindest ein Teil der Detektoren 52 auf einer Kreisbahn liegen. An der Drehachse 39 ist ein Schaltelement 53 mit einer Schaltfahne 54 der Kurvenscheibe 38 gegenüberliegend angeordnet. Diese Schaltfahne 54 durchläuft die Detektoren 52, wobei der an der unteren Stirnfläche des Gehäuses 18 angeordnete Detektor 52 einer unteren Endlage des Stößels 23 entspricht und die oberste Lichtschranke 52 einer oberen Endlage des Hubstößels 23 entspricht. Der dazwischenliegende Detektor 52 unterteilt die Hubbewegung beispielsweise in eine Bewegungsphase mit Eilgang und mit Kriechgang.
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Innerhalb der Bewegungsphase Eilgang kann die Hubhöhe eingestellt werden. Dies erfolgt beispielsweise über die Schaltsegmente 56, welche der Schaltfahne 54 am Schaltelement 53 gegenüberliegend vorgesehen sind und ebenso mit einem Detektor 57 zusammenwirken. Durch ein solches Schaltsegment werden die Einnahmen der eingestellten Endlagen überwacht. Alternativ hierzu können auch ausschließlich elektrische Überwachungsmittel vorgesehen sein, so dass beispielsweise über Inkrementalgeber oder Wegsensoren eine Abfrage ermöglicht ist.
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An der Leiterplatte 51 sind des Weiteren Anzeigeelemente 55 vorgesehen. Diese Anzeigeelemente 55 sind bevorzugt als LEDs ausgebildet und zeigen einen eingestellten Betriebsmodus zur Durchführung der Hubbewegungen. Über Taster 60 können die einzelnen Betriebsmodi eingestellt werden. Ein Taster 60 kann beispielsweise auch zum Auslösen einer Abwärtsbewegung oder Aufwärtsbewegung vorgesehen sein. Darüber hinaus ist der jeweilige Betriebsmodus auch über die Schnittstelle 50 durch ein externes Gerät programmierbar und einstellbar.
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In 4 ist eine weitere schematische Seitenansicht auf das Gehäuse 18 mit abgenommener Leiterplatte 51 dargestellt. Bei dieser Darstellung befindet sich der Stößel 23 in einer unteren Endlage, wohingegen in 2 der Stößel 23 nahezu in einer oberen Endlage dargestellt ist. Der Schwenkhebel 31 ist dementsprechend in einer unteren Position angeordnet. Dies wird auch durch die Ausrichtung der Kurvenscheibe 38 dargestellt, welche im Wesentlichen horizontal ausgerichtet ist.
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In 5 ist eine schematische Schnittdarstellung entlang der Linie V-V in 2 dargestellt. Die Schwenkverbindung 35 zwischen dem Schwenkhebel 31 und dem Stößel 23 ist durch einen Gewindestift 34 ausgebildet, der den Stößel 23 durchdringt. Der Gewindestift 34 nimmt eine Lagerbuchse 36, insbesondere Gleitlagerbuchse, auf, durch welche der Gewindestift 34 in der Langlochbohrung 33 des Schwenkhebels 31 geführt ist. Dadurch wird eine erhebliche Verringerung der Reibung erzielt. Der Gewindestift 34 durchdringt die Langlochbohrung 33 und nimmt außerhalb der Langlochbohrung 33 eine Führungsrolle 58 auf, welche zur Ausgestaltung einer Verdrehsicherung 59 vorgesehen ist. Hierfür ist die Führungsrolle 58 in einer Nut 61 geführt, wodurch eine Verkippung aufgrund des exzentrischen Angriffs des Schwenkhebels 31 am Stößel 23 über den Gewindestift 34 nicht gegeben ist.
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In 6 ist eine alternative Ausführungsform der Erfindung dargestellt. Die Säule 23 steht mit einer Druckentlastungsvorrichtung 62 in Verbindung. Diese umfasst gemäß dem Ausführungsbeispiel eine Druckfeder 63, die an einer Verlängerung 64 angreift, die an dem Stößel 23 anbringbar ist. Die Verlängerung 64 und Druckfeder 63 sind von einer Schutzabdeckung 66 umgeben. Die Druckfeder 63 ist in einer Endlage unter Vorspannung aufgenommen. Diese Vorspannkraft steht in Abhängigkeit der Gewichtskraft der Messsonde 25, die von der Aufnahme 24 aufgenommen wird. Durch diese Druckentlastungsvorrichtung 62 wird erzielt, dass auch schwere Messsonden 25 auf und ab bewegt werden können, ohne dass ein elektrischer Antrieb vergrößert werden muss. Alternativ kann vorgesehen sein, dass anstelle einer Druckfeder eine Zugfeder vorgesehen ist. Diese Druckentlastungsvorrichtung 62 kann auch in Abhängigkeit der gewählten Hebelverhältnisse der Antriebseinheit 29 vorgesehen sein. Bei der in 2 dargestellten Ausführungsform ist das Hebelverhältnis 2:1. Sofern die Kurvenscheibe 38 unmittelbar an dem Stößel angreift, würde dies auf ein Verhältnis 1 : 1 reduziert werden. In einem solchen Fall kann die Druckentlastungsvorrichtung 62 unterstützen, insbesondere bei der Aufbewegung des Stößels 23, wirken. Dadurch wird ein geringerer Verschleiß und eine Leichtgängigkeit der Antriebseinheit 29 erzielt. Gleichzeitig kann auch während der Abwärtsbewegung eine Verringerung der Lagerkräfte erzielt werden.
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Sämtliche Merkmale sind für sich erfindungswesentlich und können in beliebiger Weise miteinander kombinierbar sein.