CH664215A5 - Caliper with dial gauge. - Google Patents
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Description
BESCHREIBUNG Die Erfindung betrifft eine Schieblehre mit einer Messuhr, deren Zahnradgetriebe zur Feinanzeige der Relativbewegung der Schieber der Schieblehre mit einer an einem der Schieber vorgesehenen Zahnstange in Eingriff steht und wenigstens ein elastisches Element aufweist, das ein Zahnrad des Getriebes in spielfreiem Eingriff mit dem Gegenzahnrad oder der Zahnstange hält. DESCRIPTION The invention relates to a slide gauge with a dial gauge, the gear mechanism for fine indication of the relative movement of the slide of the slide gauge is in engagement with a rack provided on one of the slide and has at least one elastic element that a gear of the gear in play-free engagement with the counter gear or the rack holds.
Bei einer Schieblehre mit Messuhr ist es wesentlich, dass die an der Übertragung der Bewegung des Schiebers auf den Zeiger der Messuhr beteiligten Getriebeelemente wie Zahnstangen, Ritzel und dergleichen spielfrei miteinander in Ein-s griff stehen, da das Zahnradspiel die Genauigkeit der Messung beeinträchtigt. Dies gilt besonders für Messuhren, die eine hohe Ablesegenauigkeit von beispielsweise 1/1000 Zoll ermöglichen sollen. Da das Getriebe solcher Messuhren ein grosses Übersetzungsverhältnis aufweist, führt selbst ein io geringes Zahnradspiel auf der Eingangsseite des Getriebes zu einem beträchtlichen Messfehler. In the case of a slide gauge with a dial gauge, it is essential that the gear elements such as toothed racks, pinions and the like, which are involved in transmitting the movement of the slide to the pointer of the dial gauge, engage with one another without play, since the gear wheel play affects the accuracy of the measurement. This is especially true for dial gauges, which should enable a high reading accuracy of, for example, 1/1000 inch. Since the transmission of such dial indicators has a large transmission ratio, even a small gear play on the input side of the transmission leads to a considerable measurement error.
Zur Beseitigung des Zahnradspiels ist es bekannt, die Zahnräder mit Hilfe elastischer Elemente derart gegeneinander bzw. gegen die Zahnstange zu verspannen, dass die 15 Zähne ineinandergreifen. To eliminate the gear wheel play, it is known to brace the gear wheels against one another or against the toothed rack with the aid of elastic elements in such a way that the 15 teeth mesh with one another.
Beispielsweise beschreibt die DE-OS 2 625 976 eine Schieblehre, bei der ein mit der Zahnstange kämmendes Zahnstangenritzel durch eine an einem axialen Zapfen des Ritzels angreifende Andruckfeder in radialer Richtung gegen die 20 Zahnstange gespannt wird, so dass die Zähne des Ritzels fest in die zum Boden hin verjüngten Lücken zwischen den Zähnen der Zahnstange eingedrückt werden. Die Andruckfeder ist derart in dem das Getriebe aufnehmenden Gehäuseteil verankert, dass sie unter Spannung an dem Zapfen des 25 Ritzels anliegt. For example, DE-OS 2 625 976 describes a slide gauge in which a rack-and-pinion meshing with the rack is clamped in a radial direction against the rack by a pressure spring engaging an axial pin of the pinion, so that the teeth of the pinion are firmly seated in the Bottom tapered gaps between the teeth of the rack. The pressure spring is anchored in the housing part receiving the transmission in such a way that it rests under tension on the pin of the pinion.
Aus der DE-OS 2 403 578 ist eine andere Vorrichtung zum Beseitigen des Spiels bei den Zahnrädern einer Messuhr bekannt. Diese Vorrichtung umfasst zwei koaxiale, mit dem gleichen Gegenzahnrad kämmende Zahnräder, die relativ 30 zueinander drehbar sind und durch eine zwischen den Zahnrädern wirkende Feder in entgegengesetztem Drehsinn vorgespannt werden, so dass die in die gleiche Zahnlücke des Gegenzahnrades eingreifenden Zähne gegeneinander verdreht sind und elastisch gegen die einander gegenüberlie-35 genden Flanken der Zähne des Gegenzahnrades angedrückt werden. Another device for eliminating the play in the gears of a dial gauge is known from DE-OS 2 403 578. This device comprises two coaxial gears meshing with the same counter gear, which can be rotated relative to one another and are biased in the opposite direction by a spring acting between the gears, so that the teeth engaging in the same tooth gap of the counter gear are rotated against one another and elastically against one another the opposing flanks of the teeth of the counter gear are pressed.
Diese herkömmlichen Mechanismen weisen eine verhältnismässig grosse Anzahl voneinander getrennter und vielfach aus unterschiedlichen Materialien bestehender Bau-40 teile wie Zahnräder und Federn auf. Es entstehen daher hohe Kosten für die Herstellung der einzelnen Bauteile, und die Montage und genaue Justierung der zumeist sehr kleinen Bauteile ist umständlich und zeitraubend. Darüberhinaus kann es vorkommen, dass die Federn nicht korrekt verankert 45 werden oder sich aus ihrer Verankerung lösen und die Mechanismen zur Spielbeseitigung wirkungslos bleiben. These conventional mechanisms have a comparatively large number of components, which are separate from one another and often consist of different materials, such as gearwheels and springs. There are therefore high costs for the manufacture of the individual components, and the assembly and precise adjustment of the mostly very small components is cumbersome and time-consuming. In addition, the springs may not be correctly anchored 45 or detach from their anchoring and the mechanisms for eliminating play may be ineffective.
Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Schieblehre mit Messuhr zu schaffen, die einfach herzustellen ist und dennoch eine zuverlässige Beseitigung des so Zahnradspiels gestattet. In contrast, the invention has for its object to provide a caliper with dial gauge that is easy to manufacture and still allows reliable elimination of the gear play.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass die elastischen Elemente einstückig mit einem anderen Bauteil der Messuhr, nämlich einem Zahnrad des Getriebes oder einem das Getriebe aufnehmenden Gehäuseteils ausgebildet 55 sind. This object is achieved according to the invention in that the elastic elements are formed in one piece with another component of the dial gauge, namely a gearwheel of the transmission or a housing part receiving the transmission 55.
Durch die einstückige Verbindung des elastischen Elements mit einem anderen Bauteil verringert sich die Gesamtzahl der Bauteile, und die Montage wird erheblich vereinfacht. Ferner ist gewährleistet, dass das elastische Element 60 jederzeit korrekt positioniert ist. The one-piece connection of the elastic element with another component reduces the total number of components and assembly is considerably simplified. It is also ensured that the elastic element 60 is correctly positioned at all times.
Bevorzugt bestehen sämtliche Bauteile der Schiebelehre und der Messuhr aus Kunststoff, und die Messuhr umfasst ein mit der Zahnstange kämmendes Zahnstangenritzel, das einstückig mit einem koaxialen Übertragungszahnrad ausge-65 bildet ist. Die Einheit aus Zahnstangenritzel und Übertragungszahnrad ist am von dem Zahnstangenritzel abgewandten Ende in einer festen Gehäusewand und im Bereich des Zahnstangenritzels in dem elastischen Element gelagert. All components of the slide gauge and the dial gauge are preferably made of plastic, and the dial gauge comprises a rack and pinion meshing with the rack, which is formed in one piece with a coaxial transmission gear. The unit comprising the rack and pinion and the transmission gear is mounted in a fixed housing wall at the end facing away from the rack and pinion and in the area of the rack and pinion in the elastic element.
Bei dem elastischen Element handelt es sich um einen Materialstreifen der gegenüberliegenden Gehäusewand, der durch einen in der Gehäusewand verlaufenden Schlitz von den übrigen Teilen der Gehäusewand getrennt und lediglich an der Basis einstückig mit der Gehäusewand verbunden ist. Dieser Materialstreifen bildet einen elastisch in der Ebene der Gehäusewand schwenkbaren Hebel, der das Zahnstangenritzel gegen die Zahnstange vorspannt. The elastic element is a material strip of the opposite housing wall, which is separated from the other parts of the housing wall by a slot running in the housing wall and is only integrally connected to the housing wall at the base. This material strip forms a lever which can be pivoted elastically in the plane of the housing wall and which prestresses the rack pinion against the rack.
Das Übertragungszahnrad steht bevorzugt mit einem Zahnradpaar in Eingriff, dessen Zahnräder zur Spielbeseitigung mit Hilfe weiterer elastischer Elemente gegeneinander verdreht sind. Bei diesem Zahnradpaar sind die elastischen Elemente jeweils durch radial in einer Aussparung eines der beiden Zahnräder angeordnete Hebel gebildet, die an ihrem radial inneren Ende einstückig mit dem betreffenden Zahnrad verbunden sind und über einen parallel zur Zahnradachse vorspringenden Zapfen in eine Öffnung des anderen Zahnrades eingreifen und die beiden Zahnräder in einer Winkelstellung halten, in der ihre Zähne gegeneinander versetzt sind. The transmission gearwheel is preferably in engagement with a pair of gearwheels, the gearwheels of which are rotated against one another with the aid of further elastic elements in order to eliminate play. In this pair of gears, the elastic elements are each formed by levers arranged radially in a recess of one of the two gears, which are integrally connected at their radially inner end to the gear in question and engage in an opening of the other gear via a pin projecting parallel to the gear axis and hold the two gears in an angular position in which their teeth are offset from each other.
Der Zeiger der Messuhr kann auf der Achse eines der Zahnräder dieses Zahnradpaares befestigt sein. Wahlweise können jedoch mehrere derartige Zahnradpaare vorgesehen sein, die zusammen mit entsprechenden weiteren Übertragungszahnrädern ein mehrstufiges Übersetzungsgetriebe bilden. The pointer of the dial gauge can be attached to the axis of one of the gears of this pair of gears. Optionally, however, several such gear pairs can be provided, which together with corresponding further transmission gears form a multi-stage transmission gear.
Im folgenden werden bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnungen näher erläutert. Preferred exemplary embodiments of the invention are explained in more detail below with reference to the drawings.
Fig. 1 ist eine Ansicht eines Zahnradpaares der Messuhr einer erfindungsgemässen Schieblehre in Axialrichtung gesehen; Fig. 1 is a view of a pair of gears of the dial gauge of a slide gauge according to the invention seen in the axial direction;
Fig. 2 ist ein Schnitt längs der Linie II-II in Figur 1 ; Fig. 2 is a section along the line II-II in Figure 1;
Fig. 3 zeigen eine Front-, Seiten- und Rückansicht einer Einheit aus Zahnstangenritzel und Übertragungszahnrad gemäss der Erfindung; und Fig. 3 show a front, side and rear view of a rack and pinion transmission gear according to the invention; and
Fig. 6 ist eine Ansicht einer Gehäusewand der Messuhr. 6 is a view of a housing wall of the dial gauge.
Eine erfindungsgemässe Schieblehre umfasst zwei nicht gezeigte Schieber, die längsverschiebbar miteinander in Eingriff stehen. An einem der Schieber ist eine längs verlaufende Zahnstange ausgebildet, während der andere Schieber eine Messuhr zur genauen Anzeige der Relativbewegung der beiden Schieber trägt. Die beiden Schieber bestehen aus einem durch Kohlefasern, Graphitfasern oder Glasfasern verstärktem Kunststoff. A slide gauge according to the invention comprises two slides, not shown, which are in longitudinally displaceable engagement with one another. A longitudinal rack is formed on one of the slides, while the other slide carries a dial gauge for accurate indication of the relative movement of the two slides. The two sliders are made of a plastic reinforced by carbon fibers, graphite fibers or glass fibers.
Die Messuhr besteht ebenfalls ganz aus Kunststoff und umfasst ein drehfest auf dem Schieber montiertes ringförmiges Gehäuseteil, das zusammen mit zwei drehfest mit dem ringförmigen Gehäuseteil verrastbaren Gehäusewänden ein Getriebegehäuse bildet. Eine Einheit aus Stellring, Zifferblatt und Deckglas der Messuhr ist auf das Getriebegehäuse aufgeklemmt und in Bezug auf dieses drehbar. Ein Zwischenraum zwischen dem Deckglas und dem Zifferblatt nimmt den Zeiger der Messuhr auf, der auf eine die Gehäusewand und das Zifferblatt durchdringende Achse 10 eines in den Figuren 1 und 2 gezeigten Zeigerritzels 12 aufgepresst ist. Ein innerhalb des Getriebegehäuses angeordnetes Zahnradpaar umfasst ein kraftübertragendes Zahnrad 14 und ein Spielbe-seitigungs-Zahnrad 16. Die Achse 10 ist einstückig mit dem Zahnrad 14 verbunden und durchdringt eine Mittelöffnung 18 des Spielbeseitigungs-Zahnrades 16. The dial gauge is also made entirely of plastic and comprises an annular housing part which is mounted on the slide in a rotationally fixed manner and which, together with two housing walls which can be locked in rotation with the annular housing part, forms a gear housing. A unit consisting of the collar, dial and cover glass of the dial gauge is clamped onto the gear housing and rotatable in relation to it. An intermediate space between the cover glass and the dial accommodates the pointer of the dial gauge, which is pressed onto an axis 10 of a pointer pinion 12 shown in FIGS. 1 and 2 penetrating the housing wall and the dial. A pair of gearwheels arranged within the transmission housing comprises a force-transmitting gearwheel 14 and a play elimination gearwheel 16. The axis 10 is connected in one piece to the gearwheel 14 and penetrates a central opening 18 of the game elimination gearwheel 16.
Das Zahnrad 16 weist zwei einander gegenüberliegende, radial verlaufende Aussparungen 20 auf. Jede der Aussparungen 20 nimmt einen Hebel 22 auf, der an seinem radial inneren Ende einstückig mit dem Zahnrad 16 verbunden ist. Am freien Ende weist jeder der Hebel 22 einen parallel zu der Achse 10 vorspringenden Zapfen 24 auf, der in einen The gearwheel 16 has two radially extending cutouts 20 lying opposite one another. Each of the recesses 20 receives a lever 22 which is integrally connected to the gear 16 at its radially inner end. At the free end, each of the levers 22 has a pin 24 which projects parallel to the axis 10 and which fits into one
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radialen Schlitz 26 des kraftübertragenden Zahnrads 14 eingreift. Hierdurch werden die Zahnräder 14,16 in einer Winkelstellung gehalten, in der ihre Zähne 28,30 auf Lücke gegeneinander versetzt sind. radial slot 26 of the force-transmitting gear 14 engages. As a result, the gears 14, 16 are held in an angular position in which their teeth 28, 30 are offset from one another by a gap.
In montierter Stellung kämmt das Zeigerritzel 12 mit einem in Figuren 3 und 4 gezeigten Übertragungszahnrad 32. Hierzu ist es erforderlich, dass die Zahnräder 14,16 derart gegeneinander verdreht werden, dass jeweils ein Zahn 28 des Zahnrades 14 und ein Zahn 30 des Zahnrades 16 in die gleiche Zahnlücke des Übertragungszahnrades 32 eingreifen. Durch diese Drehbewegung werden die wie das Zahnrad 16 aus Kunststoff bestehenden Hebel 22 elastisch durchgebogen, und die Zähne 28,30 werden elastisch gegen die Flanken der Zähne des Übertragungszahnrades gespannt, so dass ein spielfreier Eingriff zwischen dem Übertragungszahnrad 32 und dem Zeigerritzel 12 gewährleistet ist. Je nach Drehsinn des Übertragungszahnrades wird die Kraft unmittelbar über die Zähne 28 oder mittelbar über das Zahnrad 16 und die Hebel 22 auf das Zahnrad 14 und weiter über die Achse 10 auf den Zeiger der Messuhr übertragen. In the assembled position, the pointer pinion 12 meshes with a transmission gear 32 shown in FIGS. 3 and 4. To do this, it is necessary that the gears 14, 16 are rotated relative to one another such that one tooth 28 of the gear 14 and one tooth 30 of the gear 16 in engage the same tooth gap of the transmission gear 32. This rotary movement elastically deflects the levers 22, which are made of plastic like the gear 16, and the teeth 28, 30 are stretched elastically against the flanks of the teeth of the transmission gear, so that a play-free engagement between the transmission gear 32 and the pointer pinion 12 is ensured. Depending on the direction of rotation of the transmission gear, the force is transmitted directly via the teeth 28 or indirectly via the gear 16 and the levers 22 to the gear 14 and further via the axis 10 to the pointer of the dial gauge.
Figuren 3 bis 5 zeigen eine einstückige Zahnradeinheit 34, die neben dem Übertragungszahnrad 32 einen Lagerzapfen 36, eine Scheibe 38, einen zylindrischen Abschnitt 40 und ein Zahnstangenritzel 42 in koaxialer Anordnung umfasst. FIGS. 3 to 5 show a one-piece gearwheel unit 34 which, in addition to the transmission gearwheel 32, comprises a bearing journal 36, a disk 38, a cylindrical section 40 and a toothed rack pinion 42 in a coaxial arrangement.
Figur 6 zeigt die Innenfläche der von dem Zifferblatt der Messuhr abgewandten Wand 44 des Getriebegehäuses. FIG. 6 shows the inner surface of the wall 44 of the gear housing facing away from the dial of the dial gauge.
Die Gehäusewand 44 weist eine Zentralbohrung 46 auf, in der ein Ende der Achse 10 gelagert ist. Im Bereich einer konzentrisch zu der Zentralbohrung 46 angeordneten Ausspar-rung 48 ist die Wandstärke der Gehäusewand verringert. Die Aussparung 48 nimmt die Zahnräder 14,16 des Zeigerritzels auf. The housing wall 44 has a central bore 46 in which one end of the axis 10 is mounted. The wall thickness of the housing wall is reduced in the area of a recess 48 arranged concentrically to the central bore 46. The recess 48 receives the gears 14, 16 of the pointer pinion.
In dem verstärkten äusseren Bereich der Gehäusewand 44 sind Raststifte 50 und -Öffnungen 52 zur Verbindung mit der nicht gezeigten gegenüberliegenden Gehäusewand vorgesehen. Eine Einkerbung 54 am Rand der Gehäusewand 44 dient zur drehfesten Verbindung mit dem ringförmigen Gehäuseteil. In the reinforced outer region of the housing wall 44, locking pins 50 and openings 52 are provided for connection to the opposite housing wall, not shown. A notch 54 on the edge of the housing wall 44 serves for the rotationally fixed connection to the ring-shaped housing part.
Durch einen Schlitz 56 wird in der Gehäusewand 44 ein Hebel 58 gebildet, der über einen schmalen Steg 60 einstückig mit der Gehäusewand verbunden ist. An seinem freien Ende weist der Hebel 58 eine Öffnung 62 auf, in der der zylindrische Abschnitt 40 der Zahnradeinheit 34 drehbar gelagert ist. Der Lagerzapfen 36 der Zahnradeinheit 34 ist in der nicht gezeigten gegenüberliegenden Gehäusewand gelagert. Die Scheibe 38 liegt flach auf dem Umfangsrand der Öffnung 60 auf und hält die Zahnradeinheit 34 in einer Position, in der das Übertragungszahnrad 32 mit dem Zeigerritzel 12 in Eingriff steht und das Zahnstangenritzel 42 nach aussen von der Umfangswand 44 vorspringt. A lever 58 is formed by a slot 56 in the housing wall 44 and is integrally connected to the housing wall via a narrow web 60. At its free end, the lever 58 has an opening 62 in which the cylindrical section 40 of the gear unit 34 is rotatably mounted. The bearing pin 36 of the gear unit 34 is mounted in the opposite housing wall, not shown. The disk 38 lies flat on the peripheral edge of the opening 60 and holds the gear unit 34 in a position in which the transmission gear 32 engages with the pointer pinion 12 and the rack pinion 42 projects outward from the peripheral wall 44.
Das Messuhr-Gehäuse ist derart in Bezug auf die Schieber angeordnet, dass der Hebel 58 unter elastischer Durchbiegung des Steges 60 in der Zeichenebene der Figur 6 verschwenkt ist, wenn das Zahnstangenritzel 42 mit der Zahnstange in Eingriff steht. Das Zahnstangenritzel wird auf diese Weise elastisch gegen die Zahnstange vorgespannt, so dass seine Zähne spielfrei in die Zwischenräume zwischen den Zähnen der Zahnstange gedrückt werden. The dial gauge housing is arranged in relation to the slides in such a way that the lever 58 is pivoted in the drawing plane of FIG. 6 with the elastic deflection of the web 60 when the rack pinion 42 is in engagement with the rack. In this way, the rack and pinion is resiliently biased against the rack so that its teeth are pressed into the spaces between the teeth of the rack without play.
Auf diese Weise ist durch die einstückig mit dem Zahnrad 16 bzw. der Gehäusewand 44 verbundenen und elastisch schwenkbaren Hebel 22 und 58 in dem gesamten Getriebezug ein spielfreier Zahneingriff gewährleistet. In this way, a play-free tooth engagement is ensured in the entire gear train by the elastically pivotable levers 22 and 58, which are connected in one piece to the gear 16 or the housing wall 44.
Bei dem oben beschriebenen Ausführungsbeispiel werden die Zahnräder 14,16 in der Weise durch das Übertragungszahnrad 32 angetrieben, dass eine Übersetzung ins Langsame stattfindet. In einer anderen, nicht in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsform ist statt des Übertragungszahnrades 32 ein dem Zahnrad 14 entsprechendes Zahnrad ein- In the embodiment described above, the gears 14, 16 are driven by the transmission gear 32 in such a way that a translation into slow speed takes place. In another embodiment, not shown in the drawings, instead of the transmission gear 32, a gear corresponding to the gear 14 is inserted.
3 3rd
5 5
10 10th
15 15
20 20th
25 25th
30 30th
35 35
40 40
45 45
50 50
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60 60
«5 «5
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stückig mit dem Zeigerritzel 42 ausgebildet. Dieses Zahnrad und ein weiteres, mit dem Zahnrad 16 baugleiches Zahnrad kämmen spielfrei mit einem verhältnismässig kleinen integrally formed with the pointer pinion 42. This gearwheel and another gearwheel, which are identical to the gearwheel 16, mesh without play with a relatively small one
Zeigerritzel, so dass beim Antrieb des Zeigers eine Übersetzung ins Schnelle erfolgt und eine höhere Ablesegenauigkeit erzielt wird. Pointer pinion, so that when the pointer is driven, a translation takes place quickly and a higher reading accuracy is achieved.
B B
3 Blatt Zeichnungen 3 sheets of drawings
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Legal Events
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