DE3803031B4

DE3803031B4 - Vorrichtung zur Halterung und Positionierung eines Körpers, der zur Vermessung durch eine Meßvorrichtung vorgesehen ist

Info

Publication number: DE3803031B4
Application number: DE3803031A
Authority: DE
Inventors: Maurizio Ercole; Renato De Alessi; Enrico Garau
Original assignee: Brown and Sharpe DEA SpA
Current assignee: Hexagon Metrology SpA
Priority date: 1987-02-03
Filing date: 1988-02-02
Publication date: 2004-01-08
Anticipated expiration: 2008-02-03
Also published as: IT8767068A0; DE3803031A1; US4848005A; IT1206886B

Abstract

Vorrichtung (4) zur Halterung und Positionierung eines Körpers (274), der zur Vermessung durch eine Meßvorrichtung (1) mit einer Bezugsebene (2) und einem beweglichen Organ (8) vorgesehen ist, welche Vorrichtung (4) umfaßt:
– mehrere umrüstbare Elemente (10) mit wenigstens einem ersten, auf der Bezugsebene (2) positionierbaren Teil (14), ersten Arretiermitteln (91) zur Arretierung dieses ersten Teils (14) in einer vorbestimmten Position (X, Y) auf der Bezugsebene (2), wenigstens einem zweiten Teil (24), der relativ zu dem ersten Teil (14) in einer zu der Bezugsebene (2) orthogonalen Richtung (Z) bewegbar ist, und zweiten Arretiermitteln (65) zur Arretierung des zweiten Teils (24) relativ zu dem ersten Teil (14) ,
– und Mittel (13) zur Halterung und Blockierung des genannten Körpers (274), die an dem beweglichen zweiten Teil (24) der umrüstbaren Elemente (10) befestigbar sind,
gekennzeichnet durch
– eine Hand (11) mit einer Einrichtung (133) zur Verbindung mit dem beweglichen Organ (8) der Meßvorrichtung (1),
– welche Hand (11) ferner Lösungsmittel (158, 198) zum Lösen der ersten und zweiten Arretiermittel (91, 65) sowie Mittel (157, 214) zum Bewegen der umrüstbaren Elemente (10) gegenüber der Bezugsebene (2) und zum Bewegen des zweiten Teils (24) der umrüstbaren Elemente (10) relativ zu deren erstem Teil (14) umfaßt.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung der im Gattungsbegriff des Anspruchs 1 beschriebenen Art.

Eine solche Vorrichtung ist beispielsweise aus dem Dokument US 4 593 476 bekannt, das ein System zum Nachmessen von Rohren beschreibt. Die dort gezeigte Anordnung umfaßt eine auf einer flachen Oberfläche aufliegende Schablone und eine Anzahl von höhen- und winkelverstellbarer Halterungen zur Aufnahme eines Rohrs, deren Position auf der Oberfläche entsprechend der Vorgabe durch unterschiedliche Schablonen veränderbar ist. Ähnliche und vergleichbare Vorrichtungen sind aus der DE 35 90 167 T1 , der DE 81 06 833 U1 und der US 4 122 608 bekannt.

Bekannte Meßvorrichtungen besitzen eine Bezugsebene, auf der das zu messende Teil positioniert wird, sowie zumindest ein bewegliches Organ mit einem Meßkopf, an dem ein Tastorgan montiert wird, das geeignete Abschnitte der Außenfläche des Teils aufnehmen und daraus gewisse Abmessungsgrößen ermitteln kann.

Zur Positionierung des Teils auf der Bezugsebene werden im allgemeinen Halte- und Blockierungsvorrichtungen verwendet. Insbesondere dann, wenn das Teil keine große Steifigkeit besitzt und deshalb dazu neigt, sich aufgrund des Eigengewichts zu verformen, müssen diese Vorrichtungen mehrere Stützzonen aufweisen, deren Abmessungen besonders präzise sein und mit korrespondierenden Bereichen des zu messenden Teils zusammenwirken müssen, damit letzteres sich nicht wesentlich verformen kann.

Dies hat zur Folge, daß Vorrichtungen bekannter Art, insbesondere solche für Teile mit geringer Formfestigkeit, jeweils eigens für eine bestimmte Art von Teilen speziell gestaltet sein müssen, d. h. für eine bestimmte Art von Teilen definierte geometrische Eigenschaften aufweisen müssen.

Sie lassen sich für Teile mit abweichender Form nicht wiederverwenden. Da an die Präzision der Abmessungen sehr hohe Anforderungen gestellt werden, sind solche Vorrichtungen außerdem teuer. Hieraus ergeben sich jedesmal beträchtliche Ausrüstungskosten, wenn das zu messende Teil gewechselt wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der gattungsgemäßen Art zu schaffen, bei der die den einschlägigen Vorrichtungen bekannter Bauart anhaftenden Nachteile vermieden werden.

Diese Aufgabe wird durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.

Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
Im folgenden sei die Erfindung anhand eines in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert:

1 zeigt eine schematische Draufsicht einer verwandelbaren Halterungs- und Positionierungsvorrichtung, die bei einer Meßvorrichtung Verwendung findet,
2 zeigt einen entsprechend der Linie II–II von 3 ausgeführten Querschnitt einer ersten Komponente der Vorrichtung von 1,
3, 4, 5, 6 und 7 zeigen Schnitte in vergrößertem Maßstab, die entsprechend den Linien III–III, IV–IV, V–V, VI–VI bzw. VII–VII von 2 ausgeführt sind,
8 und 9 zeigen teilweise geschnittene Drauf- bzw. Frontalansichten einer zweiten Komponente der Vorrichtung von 1,
10 zeigt eine Rückansicht der Komponenten von 9 und 10,
11 zeigt eine Draufsicht einer dritten Komponente der Vorrichtung von 1,
12 zeigt einen vergrößerten Schnitt entsprechend der Linie XII–XII von 11,
13 zeigt eine vergrößerte und teilweise geschnittene Aufsicht einer Einzelheit der Komponenten von 11,
14 zeigt eine teilweise geschnittene Aufsicht einer weiteren Komponente der Vorrichtung gemäß der Erfindung,
15 zeigt eine vergrößerte Draufsicht einer Einzelheit der Komponenten von 14,
16 zeigt einen Schnitt entsprechend der Linie XVI–XVI von 14,
17 zeigt einen Teilschnitt entsprechend der Linie XVII–XVII von 16,
18 zeigt schematisch ein Anwendungsbeispiel der Vorrichtung gemäß der Erfindung.

1 zeigt eine insgesamt mit 1 bezeichnete Meßvorrichtung mit einer Bezugsebene 2, einem Meßautomaten 3 und einer Vorrichtung 4 zur Positionierung und Halterung eines (nicht dargestellten) Teils, dessen Dimensionierungsgrößen erfaßt werden sollen. Der Meßautomat 3, der auf einer mittels eines Balgens 6 in geeigneter Weise geschützten Führung 5 parallel zu einer Längsachse X der Ebene 2 ver schiebbar ist, besitzt einen Kopf 7, der längs einer vertikalen Achse bewegbar ist, auf der ein Arm 8 montiert ist, der längs einer senkrecht zur Achse X verlaufenden horizontalen Achse Y bewegbar ist. Ein Ende 9 des Arms 8 ist mit (nicht dargestellten) Greifmitteln ausgestattet, wie sie z. B. in der italienischen Patentanmeldung 67543-A/85 beschrieben sind. Diese können einen Greifschaft eines (an sich bekannten und deshalb nicht dargestellten) Meßgeräts erfassen, das mit einem Tastorgan ausgestattet ist, welches beim Einsatz der Vorrichtung mit der Oberfläche des zu vermessenden Teils in Kontakt gebracht wird.
Die Vorrichtung 4 umfaßt erfindungsgemäß mehrere Säulen 10 (1 und 2), die das zu messende Teil in der weiter unten beschriebenen Weise halten können, ferner eine Hand 11, die von dem Arm 8 des Meßautomaten 3 bewegt werden und mit den Säulen 10 zusammenwirken kann, um letztere auf der Bezugsebene 2 zu positionieren. Die Vorrichtung 4 umfaßt ferner ein auf einer Seite der Ebene 2 angeordnetes Gestell 12, das die Säulen 10 aufnehmen kann, wenn sie nicht auf der Ebene 2 verwendet werden, sowie eine Anzahl von modularen Vorrichtungen 13 (14) zur Befestigung des zu vermessenden Teils an den Säulen 10.
In 2 ist eine der Säulen 10 im Detail dargestellt. Diese Säule 10 besitzt eine rohrförmige äußere Hülle 14 mit einem im wesentlichen zylindrischen unteren Teil 15, einem kegelstumpfförmigen Mittelteil 16 mit nach oben kleiner werdendem Querschnitt sowie einen im wesentlichen zylindrischen oberen Teil 17, in dessen mittlerem Bereich ein ringförmiger Kragen 18 ausgebildet ist.
Der mittlere Teil 16 und der obere Teil 17 besitzen einen zylindrischen, axialen Hohlraum 19, der unten in einen Raum 20 mündet, der sich im Inneren des unteren Teils 15 befindet. Im Inneren des Hohlraums 19 ist eine zylindrische Stange 24 verschiebbar, die aus der Hülle 14 nach oben herausragt und ein kegelstumpfförmiges oberes Ende 25 aufweist, an welchem ein konischer Sitz 26 ausgebildet ist. In diesem ist mittels eines Klebstoffs eine Kugel 27 befestigt. In der Nähe des oberen Endes 25 besitzt die Stange 24 eine diametrale Bohrung 28 (7), in die von entgegengesetzten Seiten die Schafte 29 zweier zylindrischer Stifte 30 eingesetzt sind, die in der Bohrung 28 mit Hilfe entsprechender Gewindestifte 33 befestigt sind, welche in zu der Bohrung 28 senkrechten Bohrungen 34 eingeschraubt und jeweils gegen ringförmige Kehlen 35 der Schafte 29 gespannt sind.
Die Stange 24 besitzt außerdem zwei zueinander senkrechte und einander schneidende Bohrungen 36 (6) sowie eine weitere Bohrung 37 mit größerem Durchmesser, deren Achse horizontal und senkrecht zur Achse der Bohrung 28 verläuft. Diese Bohrung 37 (5) steht mit einem zylindrischen Hohlraum 38 im Inneren der Stange 24 in Verbindung. Dieser Hohlraum 38 weist zwei Ringdichtungen 39 auf, die auf entgegengesetzten Seiten der Mündung des Hohlraums 38 angeordnet sind. Nach unten mündet der Hohlraum 38 in einem mit einem Gewinde versehenen Sitz 40, in dem ein Anschlußstutzen 41 für ein flexibles Rohr 44 montiert ist, das spiralförmig im Inneren einer zylindrischen Führungshülle 45 angeordnet ist, die sich im Zentrum des Raums 20 befindet. Die Hülle 45 besitzt einen Innenquerschnitt, der im wesentlichen demjenigen des Hohlraums 19 entspricht. Außerdem besitzt die Hülle 45 einen oberen Flansch 46, durch den er mit Hilfe von Schrauben 47 befestigt werden kann.
Das Rohr 44 ist mit dem entgegengesetzten Ende (in nicht dargestellter Weise) mit einer oberen Kammer 48 eines pneumatischen Zylinders 49 verbunden, der sich in einem Rücksprung 50 des Raums 20 befindet. Der Zylinder 49 umfaßt einen Kolben 54 mit einem inneren Hohlraum 55, in dem eine Schraubenfeder 56 angeordnet ist, die gegen eine Bodenwandung 57 des Zylinders 59 komprimiert ist und den Kolben 54 nach oben vorspannt, derart, daß eine Stange 58 des Kolbens eine ihm zugewandte zylindrische Kammer 59 besetzt, die in dem mittleren Teil 16 der Hülle 14 ausgebildet und mit Öl gefüllt ist. Zum Ablassen des Öls kann die Kammer 65 über eine normalerweise von einem Gewindestift 63 verschlossene untere Bohrung 66 mit dem Außenraum verbunden werden.
Die Stange 24 wird in radialer Richtung und in axialer Richtung von einer Kugelumlaufbuchse 64 bzw. von einer elastischen Buchse 65 geführt, die unter Zwischenfügung eines Abstandsrings 66 in dem oberen Teil 17 der Hülle 14 angeordnet und in axialer Richtung von einem die Hülle 14 nach oben verschließenden Deckelteil 67 gegen eine innere Schulter 69 des Hohlraums 19 blockiert sind. Das Deckelteil 67 besitzt eine zentrale Bohrung 68 für den Durchgang der Stange 24.
Die Buchse 64 besitzt in bekannter Weise drei Reihen von Kugeln 70, die im Abstand von 120° angeordnet sind und in entsprechenden Längsnuten 74 der Stange 24 laufen können, derart, daß letztere mit geringer Reibung axial verschiebbar, gegen Drehung jedoch blockiert ist. Die Buchse 64 selbst ist ihrerseits mittels eines Keils 75 an der äußeren Hülle 14 gegen Drehung gesichert.
Die elastische Buchse 68 ist von bekannter Bauart und umfaßt ein im wesentlichen rohrförmiges inneres Metallelement 76, das mit mehreren axialen Einschnitten 77 (3) versehen ist. Das Element 76 ist von einer Membran 78 aus elastomerem Werkstoff überzogen, die mit Hilfe von Ringen 79 an den entgegengesetzten Rändern 80 des Elements 76 fixiert ist. Die Ringe 79 wirken als Dichtungen mit entsprechenden ringförmigen Innenabschnitten 83 des Hohlraums 19 zusammen.
Ein Abschnitt des Hohlraums 19, der einen etwas kleineren Durchmesser hat als die genannten ringförmigen Abschnitte 83 und zwischen diesen liegt, begrenzt eine ringförmige Kammer 84, die die Membran 78 umgibt und über eine Leitung 85 mit der Kammer 65 in Verbindung steht. Diese Leitung 85 umfaßt einen oberen Abzweig 86, der mit einer (nicht dargestellten) Öffnung zum Einfüllen des Öls verbunden ist.
Die Hülle 14 ist unten mittels im Peripheriebereich angeordneter Schrauben 87 an einem Fuß 88 zur pneumostatischen Halterung befestigt, wie er beispielsweise in der italienischen Gebrauchsmusteranmeldung 53736-B/86 beschrieben ist. Dieser Fuß 88 umfaßt eine Scheibe 89, an deren Unterseite 90 Permanentmagnete 91 speichenartig angebracht sind. Im Zentrumsbereich dieser Seite sind mehrere Düsen 92 angeordnet, die über eine radiale Bohrung 93 mit einem Schnellkupplungsstutzen 94 verbunden sind, der dem Inneren des Raums 20 zugewandt ist. Ein an der Peripherie des Fußes 88 befestigter ringförmiger Streifen 95 verhindert das Eindringen von Staubteilchen unter den Fuß 88 und damit ein Verstopfen der Düsen 92.
Der Kragen 18 besitzt acht im Winkelabstand angeordnete axiale Bohrungen 96, 97 und 98 (3), von denen zwei (96) Blindbohrungen und die anderen durchgehende Bohrungen sind. Die Bohrungen 96 liegen einander diametral gegenüber und stehen über radiale Bohrungen 99 mit einer in der Hülle 14 angebrachten axialen Leitung 100 in Verbindung, die nach unten in den Raum 20 mündet. In den Mündungsabschnitt dieser Leitung 100 ist ein Schnellkupplungsstutzen 103 eingeschraubt, der über ein teilweise dargestelltes flexibles Rohr 104 mit dem erwähnten Stutzen 93 des Fußes 88 verbunden ist.
Im Inneren der Bohrungen 96 befindet sich jeweils eine Buchse 106, die mittels eines transversalen Gewindestifts 105 in axialer Richtung und gegen Drehung festgelegt ist. Die Buchse 106 besitzt eine zentrale Bohrung 107 mit einem sich erweiternden Einlaßbereich 108, in dessen Nähe eine Ringdichtung 109 angeordnet ist.
Auch die Bohrungen 97 und 98, die gegenüber den Bohrungen 96 um 90° versetzt sind bzw. in einer Position zwischen jeweils zwei benachbarten Bohrungen 96 und 97 liegen, enthalten jeweils eine Buchse 110, die mit leicht exzentrischen axialen Bohrungen 113 mit sich erweiternden Einlaßbereichen 114 versehen sind. Die Buchsen 110 haben eine ringförmige Außennut 115, in die ein entsprechender transversaler Gewindestift 116 eingreift. Die Achsabstände der Bohrungen 113 und der Bohrung 107 lassen sich deshalb innerhalb gewisser Grenzen einstellen, indem man die Buchsen 110 in den Bohrungen 96 und 97 dreht. Anschließend können die Buchsen 110 mit Hilfe der jeweiligen Gewindestifte 116 blockiert werden.
Der axiale Hub der Stange 24 ist nach oben durch einen elastischen Ring 117 begrenzt, der an dem unteren Endbereich der Stange 24 angeordnet ist und mit der Schulter 69 zusammenwirkt. Nach unten ist der axiale Hub der Stange 24 durch einen Ring 118 begrenzt, der mittels eines Gewindestifts 119 an einer umlaufenden Nut an der Stange 24 befestigt ist. Diese Nut ist im oberen Endbereich der Längsnuten 74 angebracht. In einem oberen Sitz des Deckelteils 67 ist ein Ring 124 aus elastomerem Werkstoff aufgenommen, der die Schläge des Rings 118 absorbiert.
Wie aus 4 klar hervorgeht, besitzt die Hülle 14 im unteren Endbereich des oberen Teils 17 zwei einander diametral gegenüberliegende Bohrungen 126, in denen zylindrische Elemente 127 mit einem konischen Kopf 128 aufgenommen sind, sowie eine dritte Bohrung 129, die gegenüber den Bohrungen 126 um 90° versetzt ist und eine zylindrische Buchse 130 beherbergt.
Wie aus den 8, 9 und 10 hervorgeht, umfaßt die Hand 11 ein Greiforgan 133 bekannter Bauart, wie es z. B. in der italienischen Patentanmeldung 67543-A/85 beschrieben ist. Dieses Aggregat gleicht vorteilhafterweise den Werkzeughaltern der (nicht dargestellten) Meßorgane, die in der Meßvorrichtung 1 Anwendung finden. Das Greifaggregat 133 umfaßt eine Scheibe 134 mit einem durchgehenden zentralen Hohlraum 135 und einem ringförmigen Hohlraum 136. In dem zentralen Hohlraum 135 ist mittels eines elastischen Rings 137 ein Greifschaft 138 fixiert, der mit korrespondierenden (nicht dargestellten) Organen des Arms 8 des Meßautomaten 3 zusammenarbeiten kann. Der Hohlraum 136 beherbergt eine gedruckte Schaltung 139, die an der Scheibe 134 von einer Anzahl von Abstandselementen 114 gehaltert ist, die mit (nicht dargestellten) Schrauben an der Scheibe 134 befestigt sind. Der Hohlraum 136 ist mit einem Deckel 141 verschlossen, der mit Schrauben 143 an den genannten Abstandselemente 140 befestigt ist und mehrere Öffnungen 144 aufweist, die die elektrische Verbindung der gedruckten Schaltung 139 mit der Schaltung des Meßautomaten 3 ermöglichen.
Die Scheibe 134 besitzt außerdem in ihrem außerhalb des Hohlraums 136 liegenden peripheren Frontalbereich 145 drei halbzylindrische Sitze 146, die in radialer Richtung um 120° versetzt angeordnet sind. In diesen Sitzen 146 befinden sich zylindrische Rollen 147, die in bekannter Weise mit korrespondierenden Stirnflächen des Endbereichs 9 des Arms 8 zusammenarbeiten können. Auf der Seitenfläche 148 der Scheibe 134 sind zwei diametral einander gegenüberliegende tangentiale Nuten 149 angebracht, die mit korrespondierenden Greiforganen des Arms 8 oder mit einem Werkzeughaltermagazin 401 in Eingriff gebracht werden können.
Dieses Magazin 401 ist vorteilhafterweise außerhalb des Meßraums angeordnet und besitzt einen drehbaren Kopf 402, in dem sich die verschiedenen Werkzeuge befinden können, sowie einen beweglichen Arm 403, der diesen Kopf 402 in eine von dem Arm 8 des Meßautomaten 3 erreichbare Position bringen können.
Von einer dem Greifschaft 138 entgegengesetzten Seite 150 der Scheibe 134 erstrecken sich zwei gebogene Arme 151 und 152 nach außen. Diese Arme 151 und 152 sind zu einer mittleren Vertikalebene der Hand 2 symmetrisch. Die folgende Beschreibung, die auf nur einen dieser Arme Bezug nimmt, gilt deshalb unter Berücksichtigung der entsprechenden Symmetrierelationen für beide Arme.
Der Arm 151 (152) besitzt ein seitliches Hohlprofilstück 156, das mit der Außenfläche des oberen Teils 17 der Hülle 14 einer Säule 10 zusammenwirken kann. An dem Arm 151 sind zwei nach unten weisende Mitnehmerzapfen 157 montiert, die mit den entsprechenden Bohrungen 113 zweier benachbarter Buchsen 110 in Eingriff gebracht werden können, sowie eine Vorrichtung 158 zum Einspritzen von Druckluft. Eine Ausgangsleitung 159 dieser Vorrichtung 158 kann mit der Bohrung 107 einer den genannten Buchsen benachbarten Buchse 106 in Eingriff gebracht werden. Es ist offensichtlich, daß die Zapfen 159 und die Einspritzvorrichtung 158 längs der Arme 151 und 152 denselben Winkelabstand haben wie die betreffenden Buchsen 110 und 106 an dem Kragen 18.
Die Zapfen 157 (9) bestehen aus einem im wesentlichen zylindrischen Schaft 159 und einem kreisförmigen Kopf 161. Der Schaft 159 ist in einer Bohrung 162 des Arms 152 (151) aufgenommen, mit dem er über ein Kugelgelenk 163 verbunden ist, das eventuelle Fluchtungsfehler zwischen dem Zapfen 157 und der jeweiligen Buchse 110 kompensieren soll. Das Kugelgelenk 163 besteht aus einem hohlen Innenelement 164, das mit dem Schaft 159 fest verbunden ist, an dem es mittels eines elastischen Rings 165 befestigt ist, und einem hohlen Außenelement 166, das mit Hilfe eines zweiten elastischen Rings 167 im Inneren der Bohrung 160 fixiert ist. Die Montage des Kugelgelenks 163 erfolgt in der Weise, daß der Kopf sich in leichtem Abstand von dem Arm 152 (151) befindet, so daß eine Schwenkbewegung des Zapfens 157 gegenüber dem Arm 152 (151) möglich ist. Der Endbereich des Schafts 159 besitzt einen sich verjüngenden Querschnitt, um das Einführen in die Buchse 110 zu erleichtern.
Die Einspritzvorrichtung 158 umfaßt eine rechteckige Platte 168 mit einer zentralen durchgehenden Bohrung 169, in der die genannte Ausgangsleitung 159 mit zwei elastischen Ringen 170 und einem transversalen Blockiergewindestift 171 montiert ist. Die Leitung 159 besteht aus einem rohrförmigen Element mit zwei einander gegenüberliegenden und nicht miteinander verbundenen inneren Hohlräumen 174 und 175, die jeweils im Bodenbereich mehrere radiale Bohrungen 176 aufweisen, über die sie mit einer inneren Kammer 177 einer Buchse 178 in Verbindung gebracht werden können, die gegen die Wirkung einer um die Leitung 159 gewundenen und zwischen der Buchse 178 und der Platte 168 komprimierten Schraubenfeder unter Abdichtung längs der Leitung 159 verschiebbar ist. Die Leitung 159 besitzt eine äußere zentrale Schulter 180, die mit einem oberen, nach innen weisenden Vorsprung 181 der Buchse 178 zusammenwirken kann und einen Anschlag für diese bildet. Die genannte Abdichtung wird durch eine Ringdichtung 182 sichergestellt, die in der Nähe des unteren Endes der Buchse 178 angeordnet ist, sowie durch zwei Ringdichtungen 183, die mit gegenseitigem Abstand im Inneren des genannten oberen Vorsprungs 181 angeordnet sind.
Durch die Wirkung der Feder 179 wird die Buchse 178 in der Position gehalten, die in 9 für die Einspritzvorrich tung 158 des Arms 152 dargestellt ist. In dieser Position wirkt der Vorsprung 181 mit der Schulter 180 zusammen, und die Dichtungen 183 befinden sich stromaufwärts bzw. stromabwärts der Bohrungen 176, die den Hohlraum 174 mit der Kammer 177 verbinden.
Die Einspritzvorrichtung 158 ist mit Spiel in einer Bohrung 184 im Endbereich des Arms 151 (152) montiert und mit diesem über eine Schraubenfeder 185 verbunden, die in unverformtem Zustand im wesentlichen ein Paket bildet und mit ihren entgegengesetzten Enden in Sitzen 186 und 187 der Platte 168 bzw. der Bohrung 184 aufgenommen ist. Die Feder 185 soll der Vorrichtung 158 kleine Anpaßbewegungen (Translation und Rotation) gegenüber der Buchse 106 ermöglichen.
Die Leitung 159 ist mit ihrem oberen Ende über einen Stutzen 188 mit einem flexiblen Rohr 189 für die pneumatische Speisung der Einspritzvorrichtung 158 verbunden. Im Bereich ihres unteren Endes besitzt die Leitung 159 eine äußere Ringdichtung 190, die mit der Seitenfläche der Bohrung 107 der Buchse 106 zusammenarbeitet und die Abdichtung bewirkt.
Es ist eine rechteckige Platte 191 vorgesehen, die zwei seitliche Ansätze 193 aufweist, welche über Schrauben 194 und Bezugsdorne 195 mit inneren Stützzonen 196 bzw. 197 der Arme 151 bzw. 152 verbunden sind. Auf dieser Platte ist eine weitere Einspritzvorrichtung 198 montiert, deren Achse horizontal verläuft und der entgegengesetzten Seite des Greifschafts 138 zugewandt ist. Diese Vorrichtung 198, die dazu dient, Druckluft in die Bohrung 37 der Stange 24 der Säulen 10 einzubringen, gleicht der beschriebenen Vorrichtung 158. Deshalb wird auf eine erneute Beschreibung verzichtet. Diejenigen Einzelteile, die denjenigen der für die Vorrichtung 158 beschriebenen entsprechen, sind in 8 mit denselben Bezugszeichen versehen. Der einzige Unterschied besteht darin, daß die Ausgangsleitung 159 der Vor richtung 198 an einem Ende geschlossen ist und mehrere radiale Bohrungen 199 besitzt, die in einem äußeren Abschnitt 200 mit reduziertem Durchmesser münden. Zwei Ringdichtungen 203, die auf entgegengesetzten Seiten dieses Abschnitts 200 angeordnet sind, gewährleisten im Betrieb die Abdichtung gegen die Innenwandung der Bohrung 37.
Die Speiseleitungen 189 der Vorrichtungen 158 und 198 sind mit einem Kreuzstutzen 203 verbunden, der in einen mit einem Gewinde versehenen Abschnitt 204 einer durchgehenden Bohrung 205 der Scheibe 134 eingeschraubt ist. In dieser Bohrung ist ein kleines Rohr 206 abgedichtet und gleitbar montiert, das von einer Feder 207 gegen eine Arretierbuchse 208 gedrückt wird, derart, daß ein Endbereich 209 auf der Seite des Greifschafts 138 aus der Scheibe 134 nach außen ragt, um mit einer pneumatischen Speiseeinrichtung bekannter Art zusammenzuarbeiten, die von dem Arm 8 des Meßautomaten 3 getragen ist.
An dem Arm 152 ist unter Zwischenfügung eines Abstandsstücks 210 ein im wesentlichen L-förmiges Element 214 mit zwei Schrauben 213 montiert. Der mit 215 bezeichnete Endbereich dieses Elements 214 verläuft parallel zur Achse der Vorrichtung 198 und ist im wesentlichen gabelförmig ausgebildet. An dem Endbereich 215 ist eine Längsnut 216 mit einem Einlaßabschnitt 217 angebracht, dessen Breite nach außen zunimmt.
Wie aus 11, 12 und 13 hervorgeht, besitzt das Gestell 12 zwei endseitige Stützen 218, die von einem Ständer 219 mit quadratischem Querschnitt gebildet sind, der mit einer Stützplatte 220 verschweißt ist und Verstärkungsrippen 223 aufweist, die an die Ständer 219 und die jeweiligen Basisteile 220 angeschweißt sind.
Die Basisteile 220 sind mit Schrauben 224 an einem Außenabschnitt 225 der Bezugsebene 2 befestigt. An den Ständern 219 ist eine Traverse 226 angeschweißt, die aus einem Profilstück mit rechteckigem Querschnitt besteht, an dessen der Bezugsebene 2 zugewandter Seite 227 ein Stab 228 angeschweißt ist, der als Halter für mehrere Baugruppen 229 zur Verriegelung der Säulen 10 dient.
Jede der Baugruppen 229 umfaßt zwei im wesentlichen quaderförmige Blockteile 230, die mit einer Schraube 233 und einem Bezugsdorn 234 an dem Stab 228 montiert sind. An diesen Blockteilen 230 sind eine sie verbindende Zwischenplatte 235 sowie zwei seitliche Platten 236 stumpf angeschweißt. Die seitlichen Platten 236 ragen in Richtung auf den Meßraum. An der Zwischenplatte 235 ist mittels zweier Schrauben 237 eine kleine Platte 238 befestigt, die einen hohlzylindrischen Sitze 239 aufweist, der mit Spiel in einer zentralen Bohrung 240 der Zwischenplatte 235 aufgenommen ist. In diesem Sitz 235 ist eine Schraubenfeder 241 mit großer Härte befestigt, die in unverformtem Zustand ein Paket bildet. Sie ist mit dem entgegengesetzten Ende an einer hohlen Buchse 243 befestigt, die mit einem Gewinde versehen ist, in die ein Stift 244 eingeschraubt ist, der durch den zylindrischen Sitz 238 in Richtung auf den Meßraum ragt. Dieser Stift 244 hat einen verdickten Endbereich 245, der mit einer Abschrägung versehen ist und mit der Buchse 130 einer der Säulen 10 in Eingriff gebracht werden kann. Die Verdikkung 245 dient außerdem als axialer Anschlag für einen Ring 246, der auf dem Stift 244 gleitbar montiert und von einer Feder 247 vorgespannt ist.
An jeder der beiden seitlichen Platten 236 ist mit zwei Schrauben 248 jeweils eine kleine Platte 249 befestigt, in deren Zentralbereich der Körper 250 eines elastischen Anschlags 253 eingeschraubt ist. Dieser elastische Anschlag 253 ist mit einer Kugel 254 versehen, die dem Inneren der Baugruppe 229 zugewandt ist und von einer (nicht darge stellten) Feder vorgespannt wird. Diese Kugel 254 kann mit dem konischen Kopf 128 eines Zapfens 127 der Säule 10 zusammenwirken. In dem zentralen Bereich der Platte 249, in dem der Körper 250 eingeschraubt ist, ist ein zu dem Körper 250 transversaler Einschnitt 255 angebracht, der eine einstückig mit der Platte 249 ausgebildete elastische Lamelle 256 bestimmt. Diese Lamelle 256 ist durch einen in sie eingeschraubten Gewindestift 257, der gegen die Platte 249 drückt, auf Biegung belastet. Dadurch wird ein unbeabsichtigtes Herausschrauben des Körpers 250 verhindert.
Man erkennt, daß sowohl die Schrauben 237 der Platte 238 als auch die Schrauben 248 der Platten 249 in Langlöchern 258 der betreffenden Platten montiert sind. Dies ermöglicht eine gewisse Anpassung bei der Positionierung der Platten selbst.
Wie aus 11 und 12 klar erkennbar ist, umfaßt das Gestell 12 außerdem eine Welle 259, die mit ihren beiden Endbereichen in zwei Ständern 260 gelagert sind, die von dem Stab 228 nach oben ragen.
An dieser Welle sind die backenförmigen Endbereiche 264 mehrerer Arme 265 mit Schrauben 263 befestigt. Die Arme 265 sind paarweise im wesentlichen vertikal über jeweils einer Baugruppe 229 angeordnet. Sie tragen an der Unterseite ihrer entgegengesetzten Enden Kissen 266 aus irgendeinem weichen Material, z. B. Gummi, die sich auf die pneumatischen Einspeisebohrungen 107 der Säulen 10 legen können, um das Eindringen von festen Teilchen zu verhindern.
An der Welle 259 ist ein Ende einer Pleuelstange 267 befestigt, deren entgegengesetzter Endbereich mit der Stange 268 eines pneumatischen Zylinders 269 gelenkig verbunden ist, der durch eine Tragkonstruktion 270 herkömmlicher Art, die teilweise in 11 dargestellt ist, an der Traverse 226 verankert ist. 14 zeigt eine Vorrichtung zur Befestigung eines zu vermessenden Teils 274 an einer der Säulen 10. Diese Vorrichtung, die insgesamt mit 13 bezeichnet ist, besitzt eine Basis 275, mit der sie an der Stange 24 der Säule 10 verbindbar ist, ferner ein Halteelement 276, das sich auf das obere Ende der Stange 24 aufsetzen läßt, um eine Auflage für das genannte Teil 274 zu bilden, sowie ein Verriegelungselement 277, das an der Basis 275 befestigt ist und mittels dessen das Teil 274 auf dem Haltelement 276 festgeklemmt werden kann.
Wie aus 15 und 16 klar hervorgeht, umfaßt die Basis 275 einen Körper 278 mit zwei Armen 279, die zwischen sich einen Hohlraum 280 begrenzen, der die Stange 24 aufnehmen kann. Diese Arme 279 besitzen transversale Bohrungen 283, in denen zwei Zapfen 284 mit sphärischen Endbereichen gleitbar angeordnet sind, die eine Bohrung 36 der Stange 24 von entgegengesetzten Seiten erfassen können. Die Verschiebung der Zapfen 284 wird von zwei Hebeln 285 gesteuert, die in longitudinalen Einschnitten 286 der Arme 279 aufgenommen und zentral mittels zylindrischer Stifte 287 an den Armen 279 angelenkt sind. Jeder Hebel 285 besitzt in einem seiner Endbereiche ein Langloch 288, mit dem ein Dorn 289 gleitbar in Eingriff steht, der mit dem zu ihm transversal angeordneten Zapfen 284 fest verbunden ist. Die beiden Dorne 289 sind so montiert, daß sie in an den Armen 279 vorgesehenen Langlöchern 301 gleiten können, die parallel zur Achse der Zapfen 284 verlaufen. Die Hebel 285 sind mit Hilfe entsprechender Druckknöpfe 290 von im wesentlichen zylindrischer Form manuell betätigbar. Diese Druckknöpfe 290 besitzen jeweils einen Abschnitt 291 mit größerem Durchmesser, der im Inneren einer entsprechenden Bohrung 292 des Körpers 278 gleiten kann, sowie einen Abschnitt 293 mit kleinerem Durchmesser, der aus der Bohrung 292 des Körpers 278 nach außen ragt. Der Abschnitt 291 weist einen diametralen Einschnitt 294 auf (17), in welchem das dem Langloch 288 abgewandte Ende des Hebels 285 aufgenommen ist, sowie einen zylindrischen axialen Hohlraum 295, in dem sich ein Stift 296 befindet. Zwischen den den beiden Druckknöpfen 290 zugeordneten Stiften 296 ist eine Kompressionsfeder 297 angeordnet, die bewirkt, daß die beiden Stifte 296 die Hebel 285 mit den zugeordneten Druckknöpfen 290 in Kontakt halten. Zu diesem Zweck sind sowohl die Stifte 296 als auch die Bodenwandungen 298 der Einschnitte 294, mit denen die Hebel 285 zusammenwirken, in geeigneter Weise abgerundet, so daß in jeder Position der Hebel 285 ein regulärer Kontakt gegeben ist. Ein Federring 299 verhindert das Heraustreten der Druckknöpfe 290 aus den Bohrungen 292.
An dem Körper 278 ist in geeigneter Weise, z. B. durch Schrauben, ein weiterer Zapfen 300 befestigt, der in einer Position senkrecht zu den Zapfen 284 und in derselben Ebene wie diese ins Innere des Hohlraums 280 ragt.
Der Körper 278 besitzt schließlich eine obere Längsnut 303, in der mittels zweier transversaler Gewindestifte 304 ein vertikaler Bügel 305 des Verriegelungselements 277 befestigt ist. An diesem Bügel ist oben ein an sich bekannter Träger 306 für zwei Zapfen 307 und 308 angeordnet, in denen ein Verriegelungsarm 309 und ein Gelenkhebel 310 gelenkig gelagert sind. Ein manuell betätigbarer Spannhebel 311 ist mittels zweier weiterer Zapfen 312 und 313 an dem Arm 309 bzw. an dem entgegengesetzten Ende des Gelenkhebels 310 angelenkt, so daß eine Verriegelungsvorrichtung 314 in Form eines Gelenkvierecks gebildet wird.
Der Arm 309 umfaßt einen ersten Abschnitt 315 und einen zweiten Abschnitt 316, die z. B. durch Bolzen miteinander verbunden sind. An einem Ende 318 des Abschnitts 316 ist mit Hilfe zweier Schraubenmuttern 317, mit denen seine axiale Position einstellbar ist, ein Gewindestab 318 befestigt, der an seinem unteren Ende einen Kopf 319 aufweist, der in geeigneter Weise mit einem weichen Material überzogen ist und mit dem zu vermessenden Teil 274 zusammenwirkt.
Das Halteelement 276 besteht aus einem im wesentlichen rohrförmigen unteren Teil 320 mit viereckigem Außenquerschnitt und einem oberen, im wesentlichen ebenen Abschnitt 321, der die eigentliche Halterung für das Teil 274 bildet. Der Abschnitt 320 begrenzt einen inneren zylindrischen Hohlraum 322, in welchen beim bestimmungsgemäßen Gebrauch die Stange 24 einer Säule 10 eingreift. Dieser Abschnitt 320 besitzt unten zwei diametral einander gegenüberliegende Einschnitte 323, die die Stifte 30 der Stange 24 aufnehmen können und mit Federanschlägen versehen sind, die die Stifte 30 halten können. Diese Federanschläge sind nicht dargestellt, da sie den oben beschriebenen Anschlägen 253 entsprechen.
In dem Abschnitt 321 befindet sich eine dem Hohlraum 322 zugewandte Blindbohrung 324, in der der zylindrische Schaft 325 eines Stützelementes 326 aufgenommen ist, das einen Kopf 327 besitzt, der beim bestimmungsgemäßen Gebrauch mit der das Ende der Säule 10 bildenden Kugel 27 zusammenwirkt. Der obere Abschnitt 321 kann beliebige Form und Abmessungen haben, die von der Form und von den Abmessungen des zu vermessenden Teils 274 abhängen. Bei dem in 14 dargestellten Fall kann er einen einstückig angeformten seitlichen Ansatz 328 haben, auf dem ein kleiner Zylinder 329 mit vertikaler Achse befestigt, z. B, eingeschlagen ist. Dieser Zylinder 329 bildet einen seitlichen Anschlag für die vorbereitende Orientierung des Teils 274, wie dies weiter unten näher erläutert wird.
Im folgenden sei nun die Funktion der Vorrichtung 1 beschrieben. Dabei wird von einem Anfangszeitpunkt ausgegangen, in welchem sich alle Säulen 10 in dem Gestell 12 an den Rändern des Meßraums befinden. Es sei angenommen, daß das Gestell 12 sich in einer Position befindet, in der die Säulen 10 entnommen werden können. Seine spezifische Funktion wird weiter unten beschrieben. Jede Säule 10 wird auf der Ebene XY durch die Anziehungskraft der an dem Fuß 88 angebrachten Magnete 91 festgehalten. Die Stange 24 ist durch die elastische Buchse 65 axial blockiert, die aufgrund der Wirkung des in der ringförmigen Kammer 84 und in der Leitung 85 enthaltenen Öls, das von der Stange 58 des Kolbens 54 durch die Wirkung der Feder 56 unter Druck gehalten wird, in axialer Richtung blockiert.
Der Meßautomat 3 entnimmt aus dem Werkzeughaltermagazin 401 die Hand 11. Durch das Anbringen der Hand 11 an dem Arm 8, das in der in der oben erwähnten Patentanmeldung 67543-A/85 beschrieben Weise erfolgt, wird der Endbereich 209 des Röhrchens 206 mit der erwähnten pneumatischen Speisevorrichtung in Kontakt gebracht, mit der der Arm 8 ausgestattet ist. Dieser Kontakt erfolgt unter der Druckwirkung der Feder 207, die die Dichtigkeit gewährleistet. Auf diese Weise werden die Einspritzvorrichtungen 158 und 198 gespeist. Es findet jedoch keine Abgabe von Druckluft statt, da die Federn 179 die Buchsen 178 in der in 10 dargestellten Position halten.
Der Arm 8 bewegt sich dann in die Nähe des Gestells 12, so daß die Einspritzvorrichtung 158 des Arms 151 der Hand 11 sich in der Vertikalen einer der Bohrungen 96 des Kragens 18 einer Säule 10 befindet und die Zapfen 157 sich infolgedessen in der Vertikalen der jeweiligen Bohrungen 97 und 98 befinden.
Alle von dem Meßautomaten 3 ausgeführten Operationen werden von einer Verarbeitungs- und Steuereinheit 400 gesteuert, die in 1 schematisch angedeutet ist.
Die Hand 11 wird dann von dem Arm 8 auf die Säule 10 abge senkt, wobei die Leitung 159 und die Zapfen 157 in die entsprechenden Hohlräume 107 und 113 der Buchsen 106 und 110 eindringen. Das Eindringen der Leitung 159 wird durch die Art der Befestigung an der Hand 11 erleichtert. Die Feder 185 ermöglicht nämlich, daß die Leitung 159 automatisch eine begrenzte Positionsanpassung mit beliebigem Freiheitsgrad der Translation oder der Rotation ausführt. Zu demselben Zweck sind die Einlaßabschnitte der Zapfen 157 trichterförmig abgeschrägt und in Kugelgelenken 163 montiert, die Parallelitätsfehler zwischen den Achsen der Buchsen 110 kompensieren können.
Die Leitung 159 kommt nach und nach unter Abdichtung mit dem Hohlraum 107 der Buchse 106 in Eingriff, bis die Buchse 178 der Vorrichtung 158 frontal mit der Buchse 106 zusammenwirkt und sich gegen die Wirkung der Feder 179 zurückzieht, so daß die in 9 dargestellte Disposition erreicht wird. In dieser sind die Bohrungen 176 der Leitung 159 über die Kammer 177 der Buchse 178 miteinander in Verbindung, so daß die Druckluft durch die Bohrung 99, die Leitung 100, das Rohr 104 und die Leitung 93 zu den Düsen 92 des Fußes 88 strömt und zunächst eine pneumostatische Kraft erzeugt, die groß genug ist, um zunächst die Säule 10 gegen die Anziehungskraft der Magnete 91 von der Ebene 2 zu lösen und dann ein Luftkissen zu erzeugen, das die Verschiebung der Säule 10 auf der Ebene 2 mit minimaler Reibung ermöglicht.
Diese Verschiebung wird von dem Meßautomaten 3 durchgeführt, der die Säule 10 mit Hilfe der Zapfen 157 der Hand 11 bewegt und in geeigneter Weise auf der Ebene 2 positiniert, derart, daß die Achse der Säule 10 die Ebene 2 in einem vorbestimmten Koordinatenpunkt X, Y schneidet.
Wenn diese vorbestimmte Position X, Y erreicht ist, unterbricht ein (nicht dargestelltes) Elektroventil, das von der Steuerlogik des Automaten 3 aktiviert wird, die pneumati sche Speisung der Säule 10, die daraufhin wieder von den Magneten 91 blockiert wird.
Die Hand 11 wird angehoben, so daß die Stifte 157 und die Leitung 159 der Einspritzvorrichtung 158 gelöst werden, und frontal an den oberen Teil der Stange 24 angenähert (1 und 8), so daß die Leitung 159 der Einspritzvorrichtung 198 mit der Bohrung 37 der Stange 24 in Eingriff kommt und der gabelförmige Endbereich 215 des Elements 214 einen der an der Stange 24 montierten Zapfen 30 umgreift. Die Aktivierung der pneumatischen Speisung der Vorrichtung 198 erfolgt in derselben Weise wie dies für die Vorrichtung 158 beschrieben wurde. Und zwar wirkt die Buchse 178 frontal mit der Stange 24 zusammen und zieht sich gegen die Wirkung der Feder 179 zurück. Auf diese Weise wird die innere Kammer 177 der Buchse 178 mit den Bohrungen 176 der Leitung 159 in Verbindung gebracht. Daraufhin strömt Druckluft durch die Leitung 159 und gelangt durch die Bohrungen 199 in den Raum, der von dem Abschnitt 200 der Leitung 159 mit reduziertem Durchmesser und der Wandung der Bohrung 37 begrenzt ist. Die Abdichtung nach außen wird durch die Dichtungen 203 sichergestellt, die sich stromaufwärts und stromabwärts des Eingangs der zentralen Leitung 38 der Stange 24 anordnen, durch den die Luft zu dem Rohr 44 und damit zu dem pneumatischen Zylinder 49 gelangt. Der Kolben 54 des Zylinders 49 senkt sich ab und entspannt das Öl, das die elastische Buchse 65 zusammenpreßt. Daraufhin kann sich die Stange 24 axial frei bewegen und wird von der Hand 11 über das Element 214, das mit dem Zapfen 30 zusammenarbeitet, in eine vorbestimmte Position (Z) gebracht. Das erwähnte Elektroventil bewirkt wiederum die Unterbrechung der pneumatischen Speisung, so daß der Kolben 54 durch die Druckkraft der Feder 56 das Öl komprimiert und die elastische Buchse 65 spannt, die daraufhin die Stange 24 blockiert.
In vollkommen analoger Weise werden alle Säulen 10, die zur Halterung und Positionierung des zu vermessenden Teils erforderlich sind, auf der Ebene 2 positioniert und in ihrer Höhe eingestellt. Anschließend werden auf den Säulen 10 die Vorrichtungen 13 zur Blockierung des zu vermessenden Teils montiert.
Dabei wird das Halteelement 276 jeder der Vorrichtungen 13 von oben auf die betreffende Stange 24 aufgesetzt, so daß die Zapfen 30 mit den Einschnitten 323 in Eingriff kommen und in diesen, wie oben beschrieben, von den Federanschlägen gehalten werden. Sodann wird die Basis 275 der Vorrichtung 13, auf der zuvor das betreffende Verriegelungselement 277 montiert wurde, an die betreffende Stange 24 angelegt, wobei die Druckknöpfe 290 gedrückt werden. Die Zapfen 284 werden zurückgezogen, so daß die Stange 24 in den Hohlraum 280 eingebracht werden kann, wobei der Zapfen 300 mit einer der Bohrungen 36 der Stange 24 in Eingriff kommt. Sodann werden die Druckknöpfe 290 losgelassen, so daß die Feder 297 die Antriebshebel 285 in die in 16 dargestellte Position zurückführt, in der die Zapfen 284 mit der anderen Bohrung 36 der Stange 24 in Eingriff stehen.
Das zu vermessende Teil 274 wird auf den Halteelementen 286 positioniert und durch manuelle Betätigung der Hebel 311 blockiert.
Wie aus 18 deutlich erkennbar ist, verwendet man für die Halterung und Positionierung eines Teils 274, das vorzugsweise zweidimensional ist und deshalb einer erhöhten Biegeverformung durch sein Eigengewicht unterliegt (z. B. eines Blechteils oder eines Plastikformteils), üblicherweise mehrere Säulen 10a, 10b, 10c. Von diesen haben zwei (10a, 10b) auch die Funktion, eine vorläufige Orientierung des Teils zu gewährleisten. Zu diesem Zweck sind die betreffenden Halteelemente 276 mit einem Ansatz 328 bzw. mit zwei zueinander orthogonalen Ansätzen 328 ausgestattet, de ren Zylinder 329 drei nicht fluchtende Punkte für die seitliche Anlage des Teils 274 bilden und damit dessen Positionierung eindeutig festlegen. Die anderen Säulen (10c) haben hingegen einfache Halterungs- und Blockierfunktion und besitzen deshalb keine Elemente für die seitliche Anlage. Die Positionierungsgrößen jeder Säule 10 (in Richtung der Achsen X, Y und Z) werden dann in der Steuereinheit 400 gespeichert, die damit die Identifizierung jeder Konfiguration der Vorrichtung 4 konserviert.
Am Ende eines Meßzyklus, in welchem der Automat 3 die Hand 11 durch Austausch in dem Werkzeughaltemagazin 401 in geeigneter Weise durch ein Meßorgan ersetzt hat, verfährt man in der beschriebenen Weise in umgekehrter Reihenfolge, falls die Vorrichtung 4 verwandelt, d, h. neu konfiguriert werden muß.
Nach dem Abmontieren der Vorrichtungen 13 von den betreffenden Säulen 10 werden diese in das Gestell 12 zurückgeführt und jeweils in eine entsprechende Baugruppe 229 zurückgestellt, wie sie in 13 dargestellt ist.
Hierzu betätigt die Steuereinheit über geeignete (nicht dargestellte) Elektroventile den pneumatischen Zylinder 269, wodurch die Welle 259 gedreht und die Arme 285 angehoben werden. Die Säule 10 wird dann in die Baugruppe 229 so eingesetzt, daß die Verdickung 245 des Zapfens 244 mit der in der Bohrung 29 der Säule 10 angeordneten Buchse 130 in Eingriff kommt. Beim Anlegen der Säule 10 an den Zentrierstift 244 verrasten die Kugeln 254 der Federanschläge 253 mit den konischen Köpfen 128 der Elemente 127. Die Buchse 130 wird im Anschlag gegen den Ring 246 arretiert, wobei die Feder 247 leicht komprimiert wird. Die Kraft der Feder 247 hält die Säule 10 in der Stellung, in der die genannten konischen Köpfe 128 mit den Kugeln 254 in Berührung stehen. Die Feder 241 ermöglicht eine Positionsanpassung des Zapfens 244 innerhalb bestimmter Grenzen, so daß eventuelle Fluchtungs- oder Parallelitätsfehler zwischen dem Zapfen 244 und der Buchse 130 ausgeglichen werden.
Die Steuereinheit arretiert die Säule in der beschriebenen Position, indem sie die pneumatische Speisung unterbricht. Wenn alle Säulen 10 in dem Gestell 12 positioniert sind, bewirkt eine entgegengesetzte Betätigung des Zylinders 269 ein Absenken der Arme 265 und der entsprechenden Kissen 266 auf die Bohrungen 107 für die pneumatische Speisung.
Bei einer Prüfung der Merkmale der erfindungsgemäßen Vorrichtung 4 werden eine Reihe von Vorteilen erkennbar:
Vor allem handelt es sich bei der Vorrichtung 4 um eine "verwandelbare" Vorrichtung, d. h. eine Vorrichtung, die sich in zahllosen unterschiedlichen Konfigurationen zur Halterung und Positionierung von Teilen unterschiedlicher Form, Abmessungen und strukturellen Eigenschaften anordnen läßt, indem lediglich die Vorrichtungen 13 differenziert werden. Diese Vorrichtungen 13 sind modular, besitzen eine für alle gleiche gemeinsame Basis 275, auf der unterschiedliche Elemente montiert werden können, die im allgemeinen im Handel erhältlich sind.
Damit läßt sich die Verwendung von speziell angepaßten Vorrichtungen vermeiden. Dies hat den doppelten Vorteil, daß sich einerseits für den Anwender die Kosten für die Wiederausrüstung und andererseits für den Erbauer die Produktionskosten wegen der Ersparnis aufgrund der Modularität und der Standardisierung der Komponenten drastisch verringern.
Die Vorrichtung 4 eignet sich in besonderem Maße für die Halterung und Positionierung von Teilen, die sich aufgrund ihres Eigengewichts verformen können (z. B. von bestimmten Einzelteilen von Kraftfahrzeugkarosserien oder von Einzelteilen der Luftfahrtindustrie). Man verwendet in diesem Fall eine genügend große Zahl von Säulen 10, um das Teil in einem im wesentlichen unverformten Zustand zu halten.
Die Vorrichtung 4 eignet sich auch zur Verwendung mit formfesten Teilen, wobei die Anzahl der zu verwendenden Säulen 10 offensichtlich kleiner ist.
Die Vorrichtung 4 läßt sich selbstverständlich mit zahlreichen Änderungen oder Varianten ausstatten, ohne daß dadurch der Schutzbereich der Erfindung verlassen wird. So können beispielsweise die Säulen 10 durch mehrere Elemente beliebiger Art ersetzt werden, die sich innerhalb des Meßraums positionieren lassen. Die Vorrichtungen 13 können an den Säulen 10 oder den diese ersetzenden Elementen in einer beliebigen anderen geeigneten Weise befestigt sein und Verriegelungselemente beliebiger Art, z. B. magnetische oder Saugelemente, haben. Die Vorrichtung 4 läßt sich in Meßgeräten beliebiger Art anwenden, insbesondere in solchen, die mit zwei einander gegenüberliegenden Meßautomaten ausgestattet sind, die auf entgegengesetzten Seiten der Bezugsebene bewegbar sind.

Claims

Vorrichtung (4) zur Halterung und Positionierung eines Körpers (274), der zur Vermessung durch eine Meßvorrichtung (1) mit einer Bezugsebene (2) und einem beweglichen Organ (8) vorgesehen ist, welche Vorrichtung (4) umfaßt: – mehrere umrüstbare Elemente (10) mit wenigstens einem ersten, auf der Bezugsebene (2) positionierbaren Teil (14), ersten Arretiermitteln (91) zur Arretierung dieses ersten Teils (14) in einer vorbestimmten Position (X, Y) auf der Bezugsebene (2), wenigstens einem zweiten Teil (24), der relativ zu dem ersten Teil (14) in einer zu der Bezugsebene (2) orthogonalen Richtung (Z) bewegbar ist, und zweiten Arretiermitteln (65) zur Arretierung des zweiten Teils (24) relativ zu dem ersten Teil (14) , – und Mittel (13) zur Halterung und Blockierung des genannten Körpers (274), die an dem beweglichen zweiten Teil (24) der umrüstbaren Elemente (10) befestigbar sind, gekennzeichnet durch – eine Hand (11) mit einer Einrichtung (133) zur Verbindung mit dem beweglichen Organ (8) der Meßvorrichtung (1), – welche Hand (11) ferner Lösungsmittel (158, 198) zum Lösen der ersten und zweiten Arretiermittel (91, 65) sowie Mittel (157, 214) zum Bewegen der umrüstbaren Elemente (10) gegenüber der Bezugsebene (2) und zum Bewegen des zweiten Teils (24) der umrüstbaren Elemente (10) relativ zu deren erstem Teil (14) umfaßt.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Teil (14) der umrüstbaren Elemente (10) eine rohrförmige Hülle (14) ist und der zweite Teil (24) von einer Stange (24) gebildet ist, die in einem axialen Hohlraum (19) der rohrförmigen Hülle (14) axial bewegbar, jedoch nicht drehbar ist.
Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die rohrförmige Hülle (14) einen Fuß (88) besitzt, der mit einem pneumostatischen Auftrieb beaufschlagbar und auf der Bezugsebene (2) bewegbar ist.
Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die ersten Arretiermittel wenigstens einen Magneten (91) umfassen, der in dem mit pneumatischem Auftrieb beaufschlagbaren Fuß (88) angeordnet und der Bezugsebene (2) zugewandt ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die zweiten Arretiermittel eine hydraulisch betätigbare elastische Buchse (65) umfassen, die in dem axialen Hohlraum (19) der rohrförmigen Hülle (14) angeordnet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die umrüstbaren Elemente (10) einen pneumatischen Zylinder (49) besitzen, dessen Kolben (54) das in einem hydraulischen Kreis (84, 85) zur Betätigung der elastischen Buchse (65) enthaltene Öl im Ruhezustand unter Druck hält.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Lösungsmittel (158, 198) eine an der Hand (11) vorgesehene erste pneumatische Speiseeinrichtung (158) umfassen, und daß die rohrförmige Hülle (14) erste Anschlußmittel (106) zu ihrer Verbindung mit der ersten pneumatischen Speiseeinrichtung (158) sowie Mittel (99, 100, 104) zur Druckluftzuführung von diesen ersten Anschlußmitteln (106) zu dem mit pneumostatischem Auftrieb beaufschlagbaren Fuß (88) aufweist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Lösungsmittel (158, 198) eine an der Hand (11) vorgesehene zweite pneumatische Speiseeinrichtung (198) umfassen, und daß die Stange (24) zweite Anschlußmittel (37) zu ihrer Verbindung mit der zweiten pneumatischen Speiseeinrichtung (198) sowie Mittel (38, 44) zur Druckluftzufuhr von den zweiten Anschlußmitteln (37) zu dem pneumatischen Zylinder (49) aufweist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Stange (24) gegenüber der rohrförmigen Hülle (14) radial in einer Kugelumlaufbuchse (64) gelagert ist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Hand (11) wenigstens einen Greifarm (151, 152) umfaßt.
Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Bewegungsmittel der Hand (11) wenigstens zwei Mitnehmerzapfen (157) besitzt, die mit entsprechenden Sitzen (113) der rohrförmigen Hülle (14) zusammenwirken können.
Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Mitnehmerzapfen (157) über Kugelgelenke (163) an dem Greifarm (151, 152) montiert sind.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die erste pneumatische Speiseeinrichtung wenigstens eine erste Einspritzvorrichtung (158) umfaßt, die an dem Greifarm (151, 152) montiert ist und daß die Anschlußmittel für die Verbindung mit der rohrförmigen Hülle (14) wenigstens eine Buchse (106) mit einem inneren Hohlraum (107) umfassen, mit der eine Ausgangsleitung (159) der ersten Einspritzvorrichtung (158) in Eingriff bringbar ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß zwei der genannten Greifarme (151, 152) vorgesehen sind, die gebogen sind, auseinanderlaufen und zu einer vertikalen Mittelebene der Hand (11) symmetrisch sind.
Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die erste pneumatische Speiseeinrichtung eine zweite Einspritzvorrichtung (198) aufweist, die zwischen den Greifarmen (151, 152) angeordnet und der dem genannten Kupplungsaggregat entgegengesetzten Seite zugewandt ist, und daß die Anschlußmittel der Stange (24) wenigstens eine Bohrung (37) aufweisen, die mit einer Ausgangsleitung (159) der zweiten Einspritzvorrichtung (19,8) in Eingriff bringbar ist.
Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgangsleitungen der ersten und der zweiten Einspritzvorrichtung (158, 198) jeweils zwei innere Kammern (174, 175) besitzen, die über radiale Bohrungen (176) mit dem Außenraum, jedoch nicht direkt miteinander in Verbindung stehen, und daß die Einspritzvorrichtungen (158, 159) ferner eine Buchse (178) umfassen, die gegen die Wirkung einer Feder (179) verschiebbar ist und eine innere Kammer (177) besitzt, über welche die radialen Bohrungen (176) der Kam mern (174, 175) der Ausgangsleitung (158) miteinander in Verbindung gebracht werden können.
Vorrichtung nach Anspruch 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, daß die erste und die zweite Einspritzvorrichtung (158, 198) über elastische Festlegungsmittel (185) mit der Hand (11) verbindbar sind.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 1, 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Hand (11) ein gabelförmiges Element (24, 25) besitzt, das mit wenigstens einem Zapfen (30) der Stange (24) zusammenwirken kann, um letztere gegenüber der rohrförmigen Hülle (14) axial zu bewegen.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel (13) zum Blockieren des Körpers (274) folgende Teile umfassen: eine Befestigungsbasis (275) zu ihrer Befestigung an der Stange (24), ein mit der Stange (24) verbindbares Stützelement (276), das mit einem Teil des Körpers (274) zusammenwirken kann sowie ein mit der Befestigungsbasis (275) verbundenes Blokkierungselement (314) zum Blockieren des Körpers (274) auf dem Stützelement (276).
Vorrichtung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Befestigungsbasis (275) einen Sitz (280) aufweist, der mit wenigstens einem Abschnitt einer Seitenwandung der Stange (24) zusammenwirken kann, sowie Sperrmittel (284, 300), die die Stange (24) in dem Sitz (280) festhalten können.
Vorrichtung nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß die Sperrmittel wenigstens einen Zapfen (284, 300) umfassen, der mit einem an der Stange (24) ausgebildeten Sitz (36) in Eingriff bringbar ist.
Vorrichtung nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß die Sperrmittel zwei Zapfen (284, 300) umfassen, die zwischen einer Eingriffsposition, in der sie im Inneren des Sitzes auf diametral entgegengesetzten Seiten einander gegenüberstehen, und einer Freigabeposition verschiebbar sind, in der sie ins Innere der Befestigungsbasis (275) zurückgezogen sind, und daß die Sperrmittel ferner manuell auslenkbare elastische Mittel (290) umfassen, die die Zapfen (284) in der Eingriffsposition halten können.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 19 bis 22, dadurch gekennzeichnet, daß die Stützelemente (276) einen rohrförmigen Abschnitt (320) besitzen, der mit dem oberen Teil der Stange (24) in Eingriff bringbar ist, sowie einen ebenen oberen Abschnitt (321), der mit dem Körper (274) zusammenwirken kann.
Vorrichtung nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, daß der ebene obere Abschnitt (321) wenigstens einen seitlichen Ansatz (328) mit Mitteln (329) zur vorbereitenden Orientierung des Körpers (274) besitzt.
Vorrichtung nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zur vorbereitenden Orientierung wenigstens einen an dem Ansatz (328) befestigten Zylinderstift (329) umfassen, der mit einem Seitenprofil des Körpers (274) zusammenwirken kann.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 24 oder 25, dadurch gekennzeichnet, daß der rohrförmige Abschnitt (320) des Stützelements (276) wenigstens einen Sitz (323) zur Aufnahme des genannten Zapfens (30) der Stange (24) sowie elastische Mittel zum Halten dieses Zapfens (30) aufweist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 19 bis 26, dadurch gekennzeichnet, daß das Blockierelement (314) ein Gelenkviereck mit Hebelbetätigung ist.