DE102015206556A1

DE102015206556A1 - Messschieber-kraftindikator mit fühlbarer oder hörbarer rückmeldung

Info

Publication number: DE102015206556A1
Application number: DE102015206556.1A
Authority: DE
Inventors: Casey Emtman; William Randall Garrity; MIchael Edward Goldsworthy
Original assignee: Mitutoyo Corp
Current assignee: Mitutoyo Corp
Priority date: 2014-05-01
Filing date: 2015-04-13
Publication date: 2015-11-05
Also published as: JP6469512B2; CN105043182B; US9212883B2; CN105043182A; JP2015212692A; US20150316365A1

Abstract

Eine Kraftindikator-Anordnung stellt eine fühlbare oder hörbare Rückmeldung bezüglich einer Messkraft bereit, die durch ein Kraftstellglied auf eine Messschieberbacke ausgeübt wird. Die Kraftindikator-Anordnung, die zwischen dem Kraftstellglied und der Messschieberbacke gekoppelt ist, beinhaltet ein unterteiltes Teil, ein Eingriffsteil und ein nachgiebiges Element. Das unterteilte Teil beinhaltet eine oder mehrere Teilungen, und das Eingriffsteil ist angeordnet, um in die eine oder die mehreren Teilungen einzugreifen, um eine fühlbare und/oder hörbare Rückmeldung (z. B. Einrastungen) zu erzeugen, um ein Ausmaß einer ausgeübten Messkraft anzugeben, die sich aus der Verformung des nachgiebigen Elements ergibt. Verschiedene Konfigurationen von Teilungen können bereitgestellt werden, um unterschiedliche Stufen der Messkraft anzugeben. Ein Satz von austauschbaren Kraftindikator-Anordnungen mit unterschiedlicher Kraftempfindlichkeit kann zur Verwendung in verschiedenen Anwendungen bereitgestellt werden. Eine nachrüstbare Kraftindikator-Anordnung kann auch eine Befestigungskonfiguration verwenden, die mit vorhandenen Montagemerkmalen an vorhandenen Messschieberbacken kompatibel ist.

Description

HINTERGRUND
Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft Präzisionsmessinstrumente und Messschieber mit einer bewegbaren Backe zum Messen der Abmessungen eines Objekts.
Beschreibung der verwandten Technik
Messschieber verwenden Backenpaare, um Messungen zu bestimmen. Eine erste Backe ist im Allgemeinen an einem Ende einer Messskala befestigt, während eine zweite Backe an einer Schieberbaugruppe angebracht ist, die sich entlang der Messskala bewegt. Eine Außenabmessung eines Objekts kann dadurch gemessen werden, dass das Objekt zwischen und an den Innenflächen der ersten und zweiten Backen angeordnet wird. Eine Innenabmessung eines Objekts kann dadurch gemessen werden, dass die Außenflächen der ersten und zweiten Backen an die Innenflächen des Objekts angeordnet werden (z. B. die Wände eines Lochs). Die Schieberbaugruppe kann mit dem Daumen eines Benutzers bewegt werden, und zur besseren Kontrolle kann eine Stellschraube bereitgestellt werden. Ein beispielhafter Messschieber, der eine Stellschraube verwendet, wird in dem US-Patent Nr. 7.533.474 beschrieben, das hiermit zur Bezugnahme vollständig übernommen wird.
Zum Messen des Abstands zwischen den Backen des Messschiebers können elektronische Positionscodierer verwendet werden, die beispielsweise auf einer induktiven Positionsbestimmungstechnik mit geringem Stromverbrauch basieren. Ein derartiger Codierer kann einen Lesekopf und eine Skala umfassen. Der Lesekopf kann einen Lesekopfsensor und eine Lesekopfelektronik umfassen. Der Lesekopf gibt Signale aus, die in Abhängigkeit von der Position des Lesekopfsensors mit Bezug auf die Skala entlang einer Messachse variieren. Die Skala kann an einem länglichen Skalenteil angebracht sein, das eine feststehende erste Messbacke umfasst. Der Lesekopf ist an einer Schieberbaugruppe angebracht, welche die zweite Messbacke umfasst, die entlang des Skalenteils bewegbar ist. Messungen des Abstands zwischen den beiden Messbacken können basierend auf den Signalen von dem Lesekopf bestimmt werden.
Beispielhafte elektronische Messschieber werden in den gemeinsam übertragenen US-Patenten Nr. RE37490, 5.574.381 und 5.973.494 , die hiermit jeweils zur Bezugnahme vollständig übernommen werden, offenbart. Ein elektronischer Messschieber aus dem Stand der Technik, der in der Lage ist, eine Kraft zu messen, wird in der US-Patentschrift Nr. 2003/0047009 offenbart. Wie in der Patentschrift '009 beschrieben, besteht ein Nachteil der Verwendung der früheren Messschieber in der Variation der Kraft, die durch die Messbacken ausgeübt wird, und in den Messunterschieden, die sich daraus ergeben können. Insbesondere wenn ein weiches Objekt gemessen wird, kann es sein, dass die Messung nicht wiederholbar ist, weil man entweder eine größere Kraft oder eine kleinere Kraft auf die Backen des Messschiebers ausüben kann, so dass das weiche Objekt „mehr oder weniger” zusammengedrückt wird. Die Patentschrift '009 offenbart einen Messschieber, der in der Lage ist, sowohl die Größe als auch die auf ein Objekt ausgeübte Kraft zu messen, die analysiert werden können, um besser wiederholbare Messungen bereitzustellen. Die Merkmale zum Erkennen und Angeben einer Kraft des Messschiebers aus der Druckschrift '009 können jedoch von vielen Messschieberbenutzern als „zu viel” und/oder als zu kostspielig und/oder kompliziert angesehen werden. Es besteht Bedarf an einer Verbesserung der Messkraftsteuerung und/oder der Wiederholbarkeit bei einem Messschieber auf kostengünstige, ergonomisch praktische, wiederholbare und intuitiv verständliche Art und Weise.
KURZDARSTELLUNG
Die vorliegende Zusammenfassung wird bereitgestellt, um eine Auswahl von Konzepten in vereinfachter Form einzubringen, die nachstehend in der ausführlichen Beschreibung näher beschrieben werden. Die vorliegende Zusammenfassung ist nicht dazu gedacht, Hauptmerkmale des beanspruchten Gegenstands zu identifizieren, und ist auch nicht dazu gedacht, als Hilfsmittel zum Bestimmen des Umfangs des beanspruchten Gegenstands verwendet zu werden.
Eine Kraftindikator-Anordnung stellt eine Benutzerrückmeldung bezüglich einer Messkraft bereit, die über ein Kraftstellglied auf eine Messschieberbacke ausgeübt wird, die sich an einem Messschieber-Skalenteil entlang in einer Messachsenrichtung bei einem Messschieber bewegt. Die Kraftindikator-Anordnung umfasst ein unterteiltes Teil, ein Eingriffsteil und ein nachgiebiges Element. Das unterteilte Teil ist mit einem von der Messschieberbacke und dem Kraftstellglied gekoppelt und umfasst mindestens einen ersten unterteilten Teilbereich, der eine entsprechende erste Teilung aufweist. Das Eingriffsteil ist mit dem anderen von der Messschieberbacke und dem Kraftstellglied gekoppelt und ist angeordnet, um in die erste Teilung einzugreifen, wenn das Eingriffsteil und das unterteilte Teil an einer ersten relativen Verlagerung positioniert sind. Das nachgiebige Element (z. B. ein biegsames Federelement, ein Torsionsfederelement, ein Schraubenfederelement, ein Element aus Elastomermaterial usw.) ist positioniert, um Kräfte zwischen dem Kraftstellglied und der Messschieberbacke zu koppeln.
Die Kraftindikator-Anordnung ist derart konfiguriert, dass, wenn sie mit der Messschieberbacke und dem Kraftstellglied gekoppelt ist, sich das Kraftstellglied mit der Messschieberbacke an dem Messschieber-Skalenteil entlang bewegt. Wenn zusätzlich eine Kraft auf das Kraftstellglied ausgeübt wird, um eine Kraft in der Messachsenrichtung bereitzustellen, verformt sich das nachgiebige Element derart, dass das Kraftstellglied eine relative Zwangsverlagerung mit Bezug auf eines von dem unterteilten Teil und dem Eingriffsteil, das mit der Messschieberbacke gekoppelt ist, erfährt. Dies erzeugt eine Messkraft, die von der relativen Zwangsverlagerung abhängig ist. Wenn ferner die relative Zwangsverlagerung die erste relative Verlagerung umfasst, führt mindestens eines von dem Einrücken oder Ausrücken des Eingriffsteils mit der ersten Teilung zu mindestens einer von einer fühlbaren oder hörbaren Rückmeldung (z. B. einer „Einrastung”), um eine erste jeweilige Messkraft anzugeben.
Durch das Bereitstellen einer fühlbaren und/oder hörbaren Rückmeldung muss der Benutzer nicht die Kraftangabe beobachten und dabei versuchen, eine Messung des Messschiebers zu beobachten. Bei früheren Messschiebern mit Kraftangabe wurden die Kraftangaben typischerweise visuell bereitgestellt (z. B. auf einer Skala oder einer LCD-Anzeige), wodurch der Benutzer die schwierige Aufgabe auszuführen hatte, die Kraftangabe, den Messschieber-Messwert und/oder die Messschieberbacken gleichzeitig visuell zu überwachen. Durch das Bereitstellen einer fühlbaren und/oder hörbaren Rückmeldung mit Bezug auf die Messkraft ist ein Benutzer in der Lage, den Messwert und/oder die Messschieberbacken zu beobachten und dabei weiterhin eine Anleitung über das Ausmaß der ausgeübten Messkraft zu empfangen. Die fühlbare und/oder hörbare Rückmeldung ermöglicht es den Benutzern, konstantere und/oder besser wiederholbare Messergebnisse zu erreichen, insbesondere für nachgiebige Werkstücke (z. B. indem verhindert wird, dass eine zu geringe oder zu große Messkraft ausgeübt wird, was zu fehlerhaften und/oder nicht wiederholbaren Messungen führen kann).
Bei diversen Umsetzungen kann das nachgiebige Element zum bidirektionalen elastischen Koppeln des Kraftstellglieds mit der Messschieberbacke konfiguriert sein. Bei einer Umsetzung erzeugt eine Kraft, die auf das Kraftstellglied in einer ersten Richtung in der Messachsenrichtung ausgeübt wird, eine Verformung einer ersten Polarität des nachgiebigen Elements, die eine Messkraft einer ersten Polarität erzeugt, die auf die Messschieberbacke ausgeübt wird. Zusätzlich erzeugt eine Kraft, die auf das Kraftstellglied in einer zweiten Richtung in der Messachsenrichtung ausgeübt wird, eine Verformung einer zweiten Polarität des nachgiebigen Elements, die eine Messkraft einer zweiten Polarität erzeugt, die auf die Messschieberbacke ausgeübt wird. Bei einer Umsetzung ist der erste unterteilte Teilbereich, der die entsprechende erste Teilung aufweist, als unterteilter Abschnitt einer ersten Polarität ausgelegt, die erste relative Verlagerung ist als relative Verlagerung einer ersten Polarität ausgelegt, und die erste jeweilige Messkraft ist als eine Kraft ausgelegt, die auf das Kraftstellglied in der ersten Richtung ausgeübt wird. Das unterteilte Teil umfasst auch einen unterteilten Teilbereich einer zweiten Polarität, der eine entsprechende Teilung einer zweiten Polarität aufweist. Das Eingriffsteil ist auch angeordnet, um in die zweite Teilung einzugreifen, wenn das Eingriffsteil und das unterteilte Teil an einer relativen Verlagerung einer zweiten Polarität positioniert sind. Wenn ferner die relative Zwangsverlagerung die relative Verlagerung einer zweiten Polarität umfasst, führt mindestens eines von dem Einrücken oder Ausrücken des Eingriffsteils mit der Teilung einer zweiten Polarität zu mindestens einer von einer fühlbaren oder hörbaren Rückmeldung, die erzeugt wird, um eine jeweilige Messkraft einer zweiten Polarität anzugeben, die in der zweiten Richtung auf das Kraftstellglied ausgeübt wird.
Bei diversen Umsetzungen umfasst das unterteilte Teil mindestens einen zweiten unterteilten Teilbereich, der eine entsprechende zweite Teilung in der ersten Richtung aufweist. Das Eingriffsteil ist ferner angeordnet, um in die zweite Teilung einzugreifen, wenn das Eingriffsteil und das unterteilte Teil an einer zweiten relativen Verlagerung positioniert sind, die größer als die erste relative Verlagerung in der ersten Richtung ist. Wenn zusätzlich die relative Zwangsverlagerung die zweite relative Verlagerung umfasst, führt mindestens eines von dem Einrücken oder Ausrücken des Eingriffsteils mit der zweiten Teilung zu mindestens einer von einer fühlbaren oder hörbaren Rückmeldung, die erzeugt wird, um eine entsprechende zweite jeweilige Messkraft in der ersten Richtung anzugeben.
Bei diversen Umsetzungen umfasst das unterteilte Teil einen oder mehrere zusätzliche unterteilte Teilbereiche zusätzlich zu dem zweiten unterteilten Teilbereich, wobei jeder von dem einen oder den mehreren zusätzlichen unterteilten Teilbereichen eine entsprechende zusätzliche Teilung aufweist. Das Eingriffsteil ist ferner angeordnet, um jeweils in eine von den zusätzlichen Teilungen einzugreifen, wenn das Eingriffsteil und das unterteilte Teil jeweils an einer zusätzlichen jeweiligen relativen Verlagerung positioniert sind, die größer als die zweite relative Verlagerung ist. Wenn zusätzlich die relative Zwangsverlagerung eine der zusätzlichen jeweiligen relativen Verlagerungen umfasst, führt mindestens eines von dem Einrücken oder Ausrücken des Eingriffsteils mit der jeweiligen zusätzlichen Teilung zu mindestens einer von einer fühlbaren oder hörbaren Rückmeldung, die erzeugt wird, um eine entsprechende zusätzliche jeweilige Messkraft anzugeben.
Bei diversen Umsetzungen umfasst die erste Teilung eine erste Einkerbung oder alternativ einen ersten vorstehenden Abschnitt in dem unterteilten Teil, und das Eingriffsteil umfasst einen Abschnitt, der konfiguriert ist, um sich in die erste Einkerbung zu erstrecken oder in den ersten vorstehenden Abschnitt einzugreifen, wenn das Eingriffsteil und das unterteilte Teil ungefähr an der ersten relativen Verlagerung positioniert sind. Bei einer Umsetzung, bei der das unterteilte Teil zusätzliche Teilungen umfasst, können diese zusätzliche Einkerbungen oder vorstehende Abschnitte in dem unterteilten Teil umfassen.
Bei diversen Umsetzungen wird eine Anschlaganordnung bereitgestellt, die konfiguriert ist, um eine maximale relative Verlagerungsgrenze zwischen dem Kraftstellglied und dem einen von dem unterteilten Teil und dem Eingriffsteil, das mit der Messschieberbacke gekoppelt ist, bereitzustellen, so dass eine Verformung des nachgiebigen Elements begrenzt ist, um im Wesentlichen eine plastische Verformung des nachgiebigen Elements auszuschließen. Die Anschlaganordnung ist ferner konfiguriert, um eine zusätzliche Kraft zwischen dem Kraftstellglied und der Messschieberbacke bereitzustellen, sobald die maximale Verlagerungsgrenze erreicht ist.
Bei diversen Umsetzungen ist die Kraftindikator-Anordnung konfiguriert, um an der Messschieberbacke von vorhandenen Messschiebern unter Verwendung einer Befestigungskonfiguration, die mit vorhandenen Montagemerkmalen kompatibel ist, an der Messschieberbacke montiert zu werden. Falls die vorhandenen Messschieber kein Kraftstellglied umfassen, umfasst die Kraftindikator-Anordnung das Kraftstellglied, und das Kraftstellglied wird an den vorhandenen Messschiebern als Teil der Kraftindikator-Anordnung nachgerüstet.
Bei diversen Umsetzungen ist die Kraftindikator-Anordnung in einem Satz von austauschbaren Kraftindikator-Anordnungen enthalten, wobei jede jeweilige Kraftindikator-Anordnung in dem Satz ein jeweiliges nachgiebiges Element bereitstellt, das eine andere jeweilige Federkonstante aufweist. Zusätzlich oder alternativ stellt mindestens eine jeweilige Kraftindikator-Anordnung in dem Satz einen anderen ersten unterteilten Teilbereich bereit, der eine andere jeweilige Größe aufweist, die einer anderen ersten relativen Verlagerung im Vergleich mit anderen Teilen des Satzes aufweist, um eine erste jeweilige Messkraft anzugeben, die im Vergleich zu derjenigen, die von anderen Teilen des Satzes angegeben wird, anders ist.
Bei diversen Umsetzungen ist das nachgiebige Element ausgebildet, um starr genug zu sein, um eine angemessene Widerstandskraft (z. B. 0,1 bis 10 N) bereitzustellen und dabei nachgiebig genug zu sein, um ein angemessenes Ausmaß an Ablenkung zu ergeben (z. B. 0,5 bis 5 mm). Bei einer Umsetzung wird ein nachgiebiges Element verwendet, das eine Nennfederkonstante von 0,25 N/mm bis 6 N/mm aufweist, um gewisse ergonomische Eigenschaften bereitzustellen. Die Nennfederkonstante wird auch ausgewählt, damit sie ausreicht, um die Kraftindikator-Anordnung in eine Nullposition zurückzubringen, nachdem ein Messprozess beendet ist.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Es zeigen:
1 ein Diagramm mit einer auseinandergezogenen isometrischen Ansicht eines Messschiebers nach Art eines Handgeräts, der eine Skala und einen Schieber mit einer ersten Ausführungsform einer Kraftindikator-Anordnung umfasst.
2 ein Diagramm mit einer isometrischen Ansicht der Kraftindikator-Anordnung aus 1.
3 ein Diagramm in Draufsicht der Kraftindikator-Anordnung aus 1.
4A bis 4C Diagramme mit Draufsichten eines Satzes von nachgiebigen Elementen mit verschiedenen Steifigkeitswerten oder Federkonstanten.
5A bis 5C Diagramme mit Draufsichten eines Satzes von unterteilten Teilbereichen mit verschiedenen Anzahlen und Beabstandungen der Teilungen.
6A und 6B Diagramme einer zweiten Ausführungsform einer Kraftindikator-Anordnung.
7 ein Diagramm einer dritten Ausführungsform einer Kraftindikator-Anordnung.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
1 ist ein Diagramm mit einer auseinandergezogenen isometrischen Ansicht eines Messschiebers 100 nach Art eines Handgeräts mit einer Kraftindikator-Anordnung 205. Bei diesem Beispiel umfasst der Messschieber 100 einen Schieberwegsensor 158 (z. B. eine induktive Sensorbaugruppe) und ein Skalensubstrat 125, das eine Skalenspur 126 (von denen jeweils ein freigeschnittenes Segment abgebildet ist), die in einer Rille 127 positioniert ist, entlang eines länglichen Skalenteils 102 umfasst. Bei anderen Ausführungsformen können andere Arten von Schieberwegsensoren 158 (z. B. kapazitiv usw.) verwendet werden. Eine Schieberbaugruppe 170 umfasst eine elektronische Baugruppe 160, die an einem Schieber 130 angebracht ist. Der Schieberwegsensor 158 ist in der elektronischen Baugruppe 160 enthalten. Der mechanische Aufbau und der Betrieb des Messschiebers 100 können ähnlich sein wie die bestimmter früherer elektronischer Messschieber, wie etwa die aus dem gemeinsam übertragenen US-Patent Nr. 5.901.458 , das hiermit zur Bezugnahme vollständig übernommen wird. Das Skalenteil 102 ist ein steifer oder halbsteifer Stab, der Rillen und/oder andere Merkmale umfassen kann, die in einen im Allgemeinen rechtwinkligen Querschnitt integriert sind. Das Skalensubstrat 125 kann starr in die Rille 127 geklebt werden, und die Skalenspur 126 kann Skalenelemente umfassen, die mit entsprechenden Elementen (nicht gezeigt) des Schieberwegsensors 158 zusammenwirken, ähnlich wie es bei bekannten elektronischen Messschiebern der Fall ist und wie es in den zuvor übernommenen Patenten RE37490 und 5.901.458 und in dem gemeinsam übertragenen US-Patent Nr. 6.400.138 , das hiermit zur Bezugnahme vollständig übernommen wird, beschrieben wird.
Ein Paar Backen 108 und 110 ist in der Nähe eines ersten Endes des Skalenteils 102 gebildet. Ein entsprechendes Backenpaar 116 und 118 ist auf dem Schieber 130 gebildet. Die Außenabmessungen eines Werkstücks werden gemessen, indem das Werkstück zwischen einem Paar Eingriffsflächen 114 der Backen 108 und 116 gesetzt wird. Ähnlich werden die Innenabmessungen eines Werkstücks gemessen, indem ein Paar Eingriffsflächen 122 der Backen 110 und 118 an gegenüberliegende Innenflächen des Werkstücks gelegt wird. In einer Position, die manchmal als Nullposition bezeichnet wird, liegen die Eingriffsflächen 114 aneinander an, die Eingriffsflächen 122 sind ausgerichtet, und sowohl die Innen- als auch die Außenabmessungen, die von dem Messschieber 100 gemessen werden, können mit Null angegeben werden.
Die gemessene Abmessung kann auf einer digitalen Anzeige 144 angezeigt werden, die in einer Abdeckung 140 der elektronischen Baugruppe 160 des Messschiebers 100 eingebaut ist. Die elektronische Baugruppe 160 kann auch einen Tastenschalter 141 (z. B. einen Schalter „Ausgangsposition”) und eine Signalverarbeitungs- und Anzeigeleiterplatte 150 umfassen. Die Signalverarbeitungs- und Anzeigeleiterplatte 150 kann eine Schaltung 159 zum Verarbeiten und Steuern von Lesekopfsignalen umfassen. Wie in 1 gezeigt, kann die untere Oberfläche der Signalverarbeitungs- und Anzeigeleiterplatte 150 eingebaut sein, um an den oberen Oberflächen des Schiebers 130 auf beiden Seiten des Skalenteils 102 anzuliegen.
Die Kraftindikator-Anordnung 205 umfasst ein unterteiltes Teil 210, das einen unterteilten Abschnitt 210A umfasst und bei dieser Ausführungsform ferner einen Kopplungsabschnitt 210B, ein Eingriffsteil 220, das ein Eingriffsmerkmal 262 umfasst, das in den unterteilten Abschnitt 210A eingreift, und ein biegsames oder nachgiebiges Element 230 umfasst. Das unterteilte Teil 210 ist mit dem Schieber 130 (z. B. mit Schrauben) und dadurch mit den entsprechenden Backen 116 und 118 gekoppelt. Das Eingriffsteil 220 ist mit der Stellgliedbaugruppe 190 gekoppelt. Das nachgiebige Element 230 ist zwischen dem unterteilten Teil 210 und dem Eingriffsteil 220 gekoppelt und koppelt dadurch die Kräfte zwischen dem Kraftstellglied und der bzw. den Messschieberbacke(n) auf dem Schieber 130. Wie es nachstehend mit Bezug auf 2 bis 5 ausführlicher beschrieben wird, umfasst das unterteilte Teil 210 (z. B. sein unterteilter Abschnitt 210A) eine Vielzahl von unterteilten Teilbereichen 260 mit Teilungen, die von dem Eingriffsmerkmal 262 des Eingriffsteils 220 in Eingriff gebracht werden sollen. Bei einer alternativen Umsetzung kann das Teil 210 ausgebildet sein, um das Eingriffsmerkmal 262 (das dann als Eingriffsteil 210 bezeichnet sein kann) zu umfassen, und das Element 220 kann ausgebildet sein, um die unterteilten Teilbereiche 260 zu umfassen (die dann als unterteiltes Teil 220 bezeichnet sein können).
Bei diversen Umsetzungen kann das nachgiebige Element 230 aus parallelen Federelementen bestehen, wie es nachstehend mit Bezug auf 2 ausführlicher beschrieben wird. Die parallelen Federelemente können relativ starr sein und entsprechend dazu dienen, die Kraftstellglied-Baugruppe 190 von einer Verlagerung mit Bezug auf die Messschieberbacke in Richtungen quer zur Messachsenrichtung abzuhalten. Somit kann das nachgiebige Element 230 sowohl als Führungsmechanismus für die Kraftstellglied-Baugruppe 190 als auch zum Bereitstellen einer Widerstandskraft dienen, wie es nachstehend ausführlicher beschrieben wird.
Im Betrieb kann ein Benutzer die Stellschraube 191 der Kraftstellglied-Baugruppe 190 betätigen, um eine Kraft auf das Kraftstellglied auszuüben, um den Schieber 130 in Richtung auf das erste Ende des Skalenteils 102 in der Messachsenrichtung zu bewegen. Das nachgiebige Element 230 gibt nach oder verformt sich derart, dass sich ein Kraftstellglied-Körper 192 der Kraftstellglied-Baugruppe 190 und des gekoppelten Eingriffsteils 220 in der Messachsenrichtung mit Bezug auf das unterteilte Teil 210 und den Schieber 130 und die entsprechenden Messschieberbacken 116 und 118 verlagert. In dem nachgiebigen Element 230 wird eine Messkraft erzeugt, die von dieser relativen Zwangsverlagerung abhängig ist, und sie wird durch das nachgiebige Element 230 auf das unterteilte Teil 210 und den Schieber 130 und die entsprechenden Messschieberbacken 116 und 118 in der Messachsenrichtung ausgeübt. Wie es nachstehend ausführlicher beschrieben wird, wenn die relative Zwangsverlagerung eine gewisse erste relative Verlagerung umfasst, führt mindestens eines von dem Einrücken oder Ausrücken des Eingriffsmerkmals 262 des Eingriffsteils 220 mit einer ersten Teilung 261 des unterteilten Teils 219 dazu, dass mindestens eine von einer fühlbaren oder hörbaren Rückmeldung erzeugt wird, um eine entsprechende erste jeweilige Messkraft anzugeben.
Die Verwendung der Kraftindikator-Anordnung 205 mit dem nachgiebigen Element 210 ermöglicht es, dass es zu einer allmählichen Steigerung oder Verringerung der Kraft über einen Positionsbereich kommt. Es ist wichtig, dass dies zu größerer Kontrolle und einem angenehmeren „Gefühl” für einen Benutzer führt, wenn er versucht, Kontrolle auszuüben, um ein gewünschtes Ausmaß an Kraft während eines Messprozesses bereitzustellen. Wie es nachstehend ausführlicher beschrieben wird, wenn das nachgiebige Element 230 nachgibt, ist die Kraftindikator-Anordnung 205 konfiguriert, um eine oder mehrere fühlbare und/oder hörbare Angaben (z. B. Einrastungen) zu erzeugen, wenn sich das Eingriffsmerkmal 262 über den Bereich von unterteilten Teilbereichen 260 bewegt. Durch das Bereitstellen einer fühlbaren und/oder hörbaren Rückmeldung muss der Benutzer die Kraftangabe nicht beobachten und dabei auch versuchen, eine Messung des Messschiebers zu beobachten.
Bei einigen Ausführungsformen können die zuvor angesprochenen Merkmale mit einem optionalen elektronischen Kraftelement-Wegsensor (auch als Kraftsensor bezeichnet) kombiniert werden, wie bei der bestimmten Ausführungsform abgebildet, die in 1 gezeigt wird. Der Kraftsensor umfasst eine Anordnung von Wegsignalelementen 255 und ein Signalmodulationselement 250, das mit der Kraftstellglied-Baugruppe 190 (z. B. über zwischengeschaltete Kopplungselemente) gekoppelt ist. Ein ähnlicher Kraftsensor wird in der gleichzeitig anhängigen und gemeinsam übertragenen US-Patentanmeldung mit der Seriennummer 14/194.320 (nachstehend Anmeldung '320) unter dem Titel „Displacement Sensor For Force Indicating Caliper”, eingereicht am 28. Februar 2014, die hiermit zur Bezugnahme vollständig übernommen wird, ausführlicher beschrieben. Bei einer Umsetzung wird die Anordnung der Wegsignalelemente 255 in einer oder mehreren Metallschichten der Leiterplatte 150 angefertigt und erzeugt elektrische Signale, welche die Position des Signalmodulationselements 250 angeben. Die Schaltung 159 zum Verarbeiten und Steuern von Lesekopfsignalen umfasst eine Kraftaufnahmeschaltung, welche die Kraftaufnahmesignale von den Wegsignalelementen 255 zum Bestimmen der Kraftmessungen empfängt. Wenn ein Benutzer die Stellschraube 191 betätigt, um den Schieber 130 in Richtung auf das erste Ende des Skalenteils 102 zu bewegen, werden die Kraftstellglied-Baugruppe 190 und das angebrachte Signalmodulationselement 250 nach vorne geschoben, um sich geführt mit Bezug auf die Anordnung von Wegsignalelementen 255 zu bewegen. Das Signalmodulationselement 250 ist mit einer relativ kleinen Lücke in der Nähe der Wegsignalelemente 255 derart angeordnet, dass sie seine relative Position aufnehmen. Die Position des Signalmodulationselements 250 entspricht dem Ausmaß des Nachgebens des nachgiebigen Elements 230 der Kraftindikator-Anordnung 205, und gibt somit die entsprechende Messkraft an.
Bei diversen Umsetzungen kann die Leiterplatte 150 an dem Schieber 130 in einem oder mehreren Montagebereichen der Leiterplatte 150 anliegen. Wie beispielsweise in 1 gezeigt, kann die Leiterplatte 150 Montagebereiche 157A und 157B aufweisen, die an entsprechenden Montagebereichen 137A und 137B auf dem Schieber 130 anliegen. Ein Leitsignal-Sensorelement (nicht gezeigt) des Schieberwegsensors 158 kann sich mit dem Skalenteil 102 in einer Skalenspur 126 überschneiden, die sich in einer ersten seitlichen Richtung D1 von dem Montagebereich 157A entfernt befindet. Ferner kann mindestens ein Leitsignal-Sensorelement der Anordnung des Wegsignalelements 255 in einem Bereich angeordnet sein, der sich in der entgegengesetzten seitlichen Richtung D2 von dem Montagebereich 157A entfernt befindet. Bei dieser Konfiguration kann der Metallschieber 130 zusätzlich zu seinen üblichen Schieberfunktionen auch dazu dienen, gleichzeitige Signale für den Schieberwegsensor 158 und den Kraftsensor 255 voneinander abzuschirmen. Diverse Überlegungen zu Kraftaufnahmevorgängen bei einem Messschieber werden in der gleichzeitig anhängigen und gemeinsam übertragenen US-Patentanmeldung mit der Seriennummer 13/706.225 (nachstehend Anmeldung '225) unter dem Titel „System and Method for Setting Measurement Force Thresholds in a Force Sensing Caliper”, eingereicht am 5. Dezember 2012, die hiermit zur Bezugnahme vollständig übernommen wird, ausführlicher beschrieben.
2 ist ein Diagramm mit einer isometrischen Ansicht, und 3 ist ein Diagramm mit einer Draufsicht der Kraftindikator-Anordnung 205 und einer Kraftstellglied-Baugruppe 190 aus 1. Wie in 2 und 3 gezeigt, umfasst diese Ausführungsform des nachgiebigen Elements 230 ein erstes Federelement 232 und ein zweites Federelement 234, die zwischen dem unterteilten Teil 210 und dem Eingriffsteil 220 gekoppelt sind. Die Federelemente 232 und 234 können als Parallelogramm-Aufhängung dienen.
Wie in 2 und 3 gezeigt, kann ein erster Kopplungsabschnitt 236 an einem Ende der Federelemente 232 und 234 und an dem Montageabschnitt 210A des unterteilten Teils 210 unter Verwendung eines Befestigungselements 217 (z. B. kann das Befestigungselement 217 in den Kopplungsabschnitt 236 eingeschraubt werden) starr befestigt oder gekoppelt sein. Der Montageabschnitt 210 umfasst einen Anbringungsabschnitt 219 zum Anbringen an dem Schieber 130. Im Allgemeinen weisen die Schieber und dazugehörigen Backen von vorhandenen Messschiebern vorgegebene Abmessungen und Merkmale auf, an denen externe Elemente montiert werden können, und bei diversen Umsetzungen ist der Montageabschnitt 210 konfiguriert, um unter Verwendung einer Befestigungskonfiguration montiert zu werden, die mit den vorhandenen Montagemerkmalen an vorhandenen Messschiebern kompatibel ist. Es kann sein, dass bestimmte vorhandene Messschieber keine Kraftstellglied-Baugruppe 190 umfassen, wobei in diesem Fall die Kraftstellglied-Baugruppe 190 bei den vorhandenen Messschiebern unter Verwendung der Kraftindikator-Anordnung 205 nachgerüstet werden kann.
Das zweite Ende der Federelemente 232 und 234 kann an einem Eingriffsabschnitt 220A und/oder einem Kopplungsabschnitt 220B des Eingriffsteils 220 unter Verwendung eines Befestigungselements (nicht gezeigt) und/oder eines Klebeverfahrens oder dergleichen befestigt werden. Das Eingriffsteil 220 (z. B. der Kopplungsabschnitt 220B) kann mit einem Stellgliedkörper-Kopplungsabschnitt 224 gekoppelt sein, der mit dem Stellgliedkörper 192 gekoppelt ist. Das Signalmodulationselement 250 ist derart angebracht, dass es sich mit dem Eingriffsteil 220 und dem Stellgliedkörper-Kopplungsabschnitt 224 bewegt.
Bei diversen hier beschriebenen Umsetzungen ist die Kraftindikator-Anordnung 205 konfiguriert, um eine fühlbare und/oder hörbare Rückkopplung bezüglich einer Messkraft bereitzustellen, die von einem Benutzer ausgeübt wird. Bei einer spezifischen beispielhaften Umsetzung umfasst das unterteilte Teil 210 eine Vielzahl von unterteilten Teilbereichen 260 mit Teilungen 261 zum Eingriff mit den Eingriffsmerkmalen 262 des Eingriffsteils 220. Das Eingriffsteil 220, welches das Eingriffsmerkmal 262 umfasst, ist derart gekoppelt, dass es sich mit der Kraftstellglied-Baugruppe 190 und dem zweiten Ende des nachgiebigen Elements 230 bewegt. Wenn das nachgiebige Element 230 im Betrieb nachgibt, um es der Stellgliedbaugruppe 190 zu ermöglichen, sich mit Bezug auf das unterteilte Teil 210 zu bewegen, bewegt sich das Eingriffsmerkmal 262 mit Bezug auf den Bereich von unterteilten Teilbereichen 260, um eine Angabe der Messkraft bereitzustellen. Die Kraftindikator-Anordnung 205 ist konfiguriert, um eine oder mehrere fühlbare und/oder hörbare Angaben (z. B. Einrastungen) zu erzeugen, wenn das Eingriffsmerkmal 262 über den Bereich von unterteilten Teilbereichen 260 bewegt wird. Beispielsweise kann das Eingriffsmerkmal 262 ein vorstehendes Merkmal, wie etwa eine Rippe, umfassen, und die Teilungen 261 können eine Reihe von angehobenen Abschnitten oder Spitzen umfassen, über die das Eingriffsmerkmal 262 geht, so dass eine „Einrastung” erzeugt wird, wenn das Eingriffsmerkmal 262 über jede der Teilungen einschnappt. Bei diversen Umsetzungen können verschiedene Bereiche von unterteilten Teilbereichen 260 und/oder Teilungen 261 bereitgestellt werden, wie es nachstehend mit Bezug auf 5A bis 5C ausführlicher beschrieben wird. Bei einer Umsetzung kann ein redundanter sichtbarer Kraftindikator gegebenenfalls einen Bereich von Markierungen 193 auf dem Kraftstellglied-Körper 192 umfassen.
Bei einer beispielhaften Konfiguration kann der Betrieb des Messschiebers 100 und der Kraftindikator-Anordnung 205 wie folgt beschrieben werden. Der Messschieber kann in einer Nullstellung beginnen, wie in 2 abgebildet. In der Nullstellung befindet sich der Messschieber im Allgemeinen in der Mitte eines bidirektionalen Messbereichs, wo das nachgiebige Element 230 (z. B. eine Parallelogramm-Aufhängung) nicht nachgibt. In der Nullstellung kann sich das Signalmodulationselement 250 ungefähr in der Mitte des Bereichs der Anordnung der Wegsignalelemente 255 befinden, und das Eingriffsmerkmal 262 kann sich ungefähr in der Mitte des Bereichs der unterteilten Teilbereiche 260 befinden.
Wenn ein Benutzer die Stellschraube 191 betätigt, um den Schieber 130 in Richtung auf das erste Ende des Skalenteils des Messschiebers zu bewegen, gibt das nachgiebige Element 230 nach vorne nach, und es kann eine Grenzposition L-extmeas erreicht werden. Die Grenzposition L-extmeas kann einer gewünschten externen Messkraftgrenze entsprechen (z. B. zum Messen der externen Abmessungen eines Werkstücks). Wie es nachstehend mit Bezug auf 5A bis 5C ausführlicher beschrieben wird, kann zwischen der Nullstellung und der Grenzposition L-extmeas eine fühlbare und/oder hörbare Rückmeldung durch das Eingriffsmerkmal 262 bereitgestellt werden, dass sich über die Teilungen 261 bewegt (z. B. wird eine „Einrastung” erzeugt, wenn jede Teilung 261, die ein entsprechendes Ausmaß der Messkraft angibt, eingerückt und/oder ausgerückt wird).
Bei diversen Umsetzungen kann eine Anschlaganordnung bereitgestellt werden, die etwas über die Grenzposition L-extmeas hinausgeht. Beispielsweise kann eine Oberfläche 226A, die an dem Eingriffsteil 220 befestigt ist, eine Oberfläche 216A, die an dem unterteilten Teil 210 befestigt ist, berühren und eine weitere relative Bewegung oder ein Nachgeben des nachgiebigen Elements 230 nach vorne verhindern. Dies kann der Tatsache entsprechen, dass das Signalmodulationselement 250 ein erstes Ende des Messbereichs der Wegsignalelemente 255 erreicht, und/oder dass das Eingriffsmerkmal 262 ein erstes Ende des Bereichs von unterteilten Teilbereichen 260 erreicht.
Wenn ähnlich die Stellschraube 191 von einem Benutzer in die entgegengesetzte Richtung bewegt wird (d. h. um die Richtung des Schiebers 130 zum gegenüberliegenden Ende des Skalenteils des Messschiebers 100 umzukehren), gibt das nachgiebige Element 230 nach hinten nach. In dieser Richtung kann eine Grenzposition I-intmeas erreicht werden, die einer internen Messkraftgrenze entsprechen kann (z. B. zum Messen der internen Abmessungen eines Werkstücks). Zwischen der Nullstellung und der Grenzposition I-intmeas, kann eine fühlbare und/oder hörbare Rückmeldung dadurch bereitgestellt werden, dass sich das Eingriffsteil 262 über die Teilungen 261 bewegt. Eine entsprechende Anschlaganordnung kann eine Oberfläche 226B umfassen, die an dem Eingriffsteil 220 befestigt ist, die eine Oberfläche 216B, die an dem unterteilten Teil 210 befestigt ist, berührt, um ein weiteres Nachgeben des nachgiebigen Elements 230 nach hinten zu verhindern. Dies entspricht der Tatsache, dass das Signalmodulationselement 250 ein zweites Ende des Messbereichs der Wegsignalelemente 255 erreicht, und/oder dass das Eingriffsmerkmal 262 ein zweites Ende des Bereichs von unterteilten Teilbereichen 260 erreicht.
Die zuvor angesprochenen Anschlaganordnungen sind konfiguriert, um eine maximale relative Verlagerungsgrenze für die Kraftstellglied-Baugruppe 190 bereitzustellen. Wenn sich der Messschieber 100 in der Nullstellung befindet, sind die Oberflächen 216A und 226A um einen Abstand D1 getrennt, wohingegen die Oberflächen 216B und 226B um einen Abstand D2 getrennt sind. Diese Abstände D1 und D2 entsprechen somit den Unterschieden von der Nullstellung jeweils zu den Grenzpositionen L-extmeas und I-intmeas. Sobald diese Grenzpositionen L-extmeas und I-intmeas erreicht sind, überträgt der Kontakt durch die entsprechenden Oberflächen 216A, 226A und 216B, 226B eine eventuelle zusätzliche Kraft, die von dem Benutzer auf die Kraftstellglied-Baugruppe 190 ausgeübt wird, direkt auf den Schieber 130, statt das nachgiebige Element 230 weiter zu verformen. Bei diversen Umsetzungen begrenzt dies die Verformung des nachgiebigen Elements 230, um im Wesentlichen eine plastische Verformung des nachgiebigen Elements 230 auszuschließen.
Bei diversen Umsetzungen können verschiedene Merkmale und Materialien für das nachgiebige Element 230 verwendet werden. Im Allgemeinen ist es wünschenswert, dass das nachgiebige Element 230 starr genug ist, um eine angemessene Widerstandskraft bereitzustellen (z. B. 0,1 bis 10 N), und dabei nachgiebig genug ist, um eine angemessene Ablenkung (z. B. 0,5 bis 5 mm) zu ergeben. Für diverse Ausführungsformen wurde experimentell bestimmt, dass es wünschenswert sein kann, ein nachgiebiges Element 230 zu verwenden, das eine Nennfederkonstante von 0,25 N/mm bis 6 N/mm aufweist, um bestimmte ergonomische Eigenschaften bereitzustellen. Es versteht sich, dass obwohl eine kontrollierte Kraft ausgeübt wird, wenn ein Messschieber verwendet wird, im Allgemeinen einige Finger einer Hand die Messschieberskala ergreifen (wodurch der größte Teil der Hand mit Bezug auf den Messschieber fixiert wird), ein Finger auch um den Schieber liegen kann, und sich ein Daumen mit Bezug auf die Hand bewegen kann, um das Kraftstellglied mit Bezug auf den Schieber anzupassen. Somit wird das praktische Ausmaß des Daumenwegs mit Bezug auf den Rest der Hand begrenzt. Im Allgemeinen stellt die Grenze von 0,25 N/mm sicher, dass ein nützliches Ausmaß an Kraftvariation innerhalb eines praktischen und angenehmen Ausmaßes an Daumenweg mit Bezug auf den Rest der Hand bereitgestellt werden kann, während die obere Grenze von 6 N/mm sicherstellt, dass die Kraftvariation bei einer geringen Bewegung des Daumens nicht so groß ist, dass der Benutzer sie als für eine einfache und konstante Kontrolle zu empfindlich empfindet. Mit anderen Worten wurde experimentell bestimmt, dass dieser Federkonstantenbereich dem Benutzer ein wünschenswertes Messgefühl bereitstellt. Die unterteilten Teilbereiche 260 können entsprechend dimensioniert sein. Durch die Verwendung von Hebeln oder Zahnrädern oder anderen bekannten Maschinenelementen kann die Beziehung zwischen Fingerverlagerung und Kraft derart geändert werden, dass andere Federkonstanten (z. B. im Bereich von 0,05 bis 20 N/mm) bei anderen Ausführungsformen verwendet werden können.
Bei einem spezifischen Beispiel können Stahlunterlegscheiben für die ersten und zweiten Federelemente 232 und 234 verwendet werden, um eine gewünschte Federkonstante zu erreichen. Bei anderen Umsetzungen können andere Materialtypen (z. B. ein federelastisches Polymermaterial) verwendet werden, um das nachgiebige Element bereitzustellen, das als eine Kombination von Einzelteilen oder Elementen (z. B. ein ausgestanztes Metallbiegeteil, das in ein Polymerteil eingeformt wird) oder als einzelnes Element (z. B. als einzelnes Formteil) gebildet sein kann, um die Kosten der Einzelteile und die Montagekosten zu reduzieren. Bei einer Umsetzung kann ein zusammengesetztes Biegeteil als nachgiebiges Element 230 verwendet werden, wodurch sich der verfügbare Nachgiebigkeitsbereich vergrößert.
Es versteht sich, dass die Ausführungsformen des Eingriffsteils, des unterteilten Teils, des nachgiebigen Elements und der Kraftstellglied-Baugruppe 190, die zuvor angesprochen wurden, rein beispielhaft und nicht einschränkend sind. Diverse Elemente, die als Abschnitte von einstückigen oder integrierten Strukturen gezeigt werden, können stattdessen zusammengebaute Elemente umfassen. Umgekehrt können zusammengebaute Elemente stattdessen in einstückigen oder integrierten Strukturen bereitgestellt werden. Diverse alternative Ausgestaltungen und Formen können verwendet werden, um die hier offenbarten Grundlagen umzusetzen.
4A bis 4C sind Diagramme eines Satzes von nachgiebigen Elementen 230A bis 230C mit parallelen Federelementen unterschiedlicher Dicke, die in einem Satz von entsprechenden Kraftangabe-Anordnungen enthalten sein können. Wie in 4A gezeigt, umfasst das nachgiebige Element 230A erste und zweite Federelemente 232A und 234A, die dünner sind als die ersten und zweiten Federelemente 232B und 234B des nachgiebigen Elements 230B aus 4B. Ähnlich sind die ersten und zweiten Federelemente 232B und 234B dünner als die ersten und zweiten Federelemente 232C und 234C des nachgiebigen Elements 230C. Die unterschiedliche Dicke der ersten und zweiten Federelemente jedes der nachgiebigen Elemente 230A, 230B und 230C entspricht verschiedenen Federkonstanten.
Wie zuvor beschrieben können bei diversen Umsetzungen jeweilige Kraftangabe-Anordnungen mit entsprechenden nachgiebigen Elementen 230A bis 230C zum Anbringen an vorhandenen Messschiebern unter Verwendung einer Befestigungskonfiguration, die mit den vorhandenen Montagemerkmalen kompatibel ist, an der Messschieberbacke und dem Schieber konfiguriert sein. Durch das Bereitstellen eines Satzes von jeweiligen Kraftangabe-Anordnungen mit den nachgiebigen Elementen 230A bis 230C kann ein Benutzer eine Kraftangabe-Anordnung mit einer Federkonstante auswählen, die für eine spezifische Anwendung geeignet ist. Bei einer alternativen Umsetzung kann man, statt die Dicke der ersten und zweiten Federelemente 232 und 234 zu ändern, andere Dimensionen (z. B. die Höhe) des nachgiebigen Elements 230 ändern.
5A bis 5C sind Diagramme eines Satzes von unterteilten Teilbereichen 210AA bis 210AC mit unterschiedlichen Anzahlen von unterteilten Teilbereichen 260 und Beabstandungen von Teilungen 261, die in einem Satz von entsprechenden Kraftangabe-Anordnungen enthalten sein können. Wie in 5A gezeigt, umfasst der unterteilte Abschnitt 210AA unterteilte Teilbereiche 260, die einen unterteilten Teilbereich ES1A einer ersten Polarität auf einer ersten Seite einer Nullstellung und einen unterteilten Teilbereich IS1A einer zweiten Polarität auf einer zweiten Seite der Nullstellung umfassen. Der unterteilte Teilbereich ES1A einer ersten Polarität weist eine entsprechende Teilung EM1A einer ersten Polarität auf, und der unterteilte Teilbereich IS1A einer zweiten Polarität weist eine entsprechende Teilung IM1A einer zweiten Polarität auf. Bei diversen Umsetzungen kann der unterteilte Teilbereich ES1A einer ersten Polarität einer Messung von externen Abmessungen entsprechen, wohingegen der unterteilte Teilbereich IS1A einer zweiten Polarität einer Messung von internen Abmessungen entsprechen kann, wie zuvor mit Bezug auf 2 beschrieben.
Während sich bei einem spezifischen Beispiel ein Eingriffsmerkmal 262 zwischen Positionen bewegt, in denen es in bzw. aus einer der Teilungen 261 eingerückt (z. B. in der Position 262'') und ausgerückt (z. B. in der Position 262') ist (z. B. der Markierung EM1A oder IM1A), kann eine fühlbare und/oder hörbare Rückmeldung (z. B. eine „Einrastung”) durch das Freigeben gespeicherter Energie erzeugt werden, die mit der sich ändernden Überlagerung und/oder Verformung der Eingriffsmerkmale 262 und/oder den Teilungen 261 verbunden ist. Eine Einrastung oder eine andere Rückmeldung, die von einem Benutzer wahrgenommen wird, kann eine entsprechende Abstufung einer Messkraft angeben, was eine Benutzeraktion bedingen kann. Wenn beispielsweise eine Einrastung angibt, dass derzeit ein angemessenes Ausmaß an Messkraft ausgeübt wird, kann ein Benutzer damit aufhören, die Messkraft zu erhöhen, sobald er die Einrastung spürt oder hört. Wenn eine Einrastung angibt, dass zu viel Messkraft ausgeübt wird, kann der Benutzer die Messkraft verringern, und so weiter.
Bei diversen Umsetzungen können die Größe und die Positionen der unterteilten Teilbereiche und/oder der Teilungen ausgewählt und positioniert werden, um ein spezifisches Ausmaß an Messkraft anzugeben. Bei einer Umsetzung können die Positionen der unterteilten Teilbereiche und/oder der Teilungen durch einen Benutzer anpassbar sein, um das Ausmaß an Messkraft, das angegeben wird, anzupassen. Beispielsweise kann bzw. können eine oder beide der Teilungen EM1A oder IM1A von einem oder mehreren anpassbaren Elementen getragen werden, die ein Benutzer umpositionieren kann, damit die fühlbare und/oder hörbare Rückmeldung bei einem anderen Ausmaß an Messkraft erfolgen kann. Wie es nachstehend mit Bezug auf 5B und 5C ausführlicher beschrieben wird, können bei bestimmten Umsetzungen mehrere Teilungen auch in einem Bereich von unterteilten Teilbereichen bereitgestellt werden, so dass eine unterschiedliche Anzahl von Einrastungen verschiedenen Messkraftstufen entsprechen kann (z. B. mehreren Stufen von zu geringer Messkraft, geeigneter Messkraft und/oder zu starker Messkraft, die ausgeübt wird).
Wie in 5B gezeigt, umfasst der unterteilte Abschnitt 210AB unterteilte Teilbereiche ES1B und ES2B einer ersten Polarität auf einer ersten Seite einer Nullstellung und unterteilte Teilbereiche IS1A und IS2B einer zweiten Polarität auf einer zweiten Seite der Nullstellung. Die unterteilten Teilbereiche ES1B und ES2B einer ersten Polarität weisen jeweils entsprechende Teilungen EM1B und EM2B einer ersten Polarität auf. Die unterteilten Teilbereiche IS1B und IS2B einer zweiten Polarität weisen jeweils entsprechende Teilungen IM1B und IM2B einer zweiten Polarität auf. Bei dieser Konfiguration kann eine erste Einrastung ausgelegt sein, um eine erste Messkraft anzugeben, und eine zweite Einrastung kann ausgelegt sein, um eine zweite Messkraft anzugeben. Beispielsweise kann bei einer spezifischen Umsetzung eine erste Einrastung in einer ersten Richtung (entweder für die erste oder die zweite Polarität) ausgelegt sein, um anzugeben, dass ein angemessenes Ausmaß an Messkraft ausgeübt wird, während eine zweite Einrastung in der ersten Richtung ausgelegt sein kann, um anzugeben, dass zu viel Messkraft ausgeübt wird.
Wie in 5C gezeigt, umfasst der unterteilte Abschnitt 210AC unterteilte Teilbereiche ES1C, ES2C und ES3C einer ersten Polarität auf einer ersten Seite einer Nullstellung und unterteilte Teilbereiche IS1C, IS2C und IS3C einer zweiten Polarität auf einer zweiten Seite der Nullstellung. Die unterteilten Teilbereiche ES1C, ES2C und ES3C einer ersten Polarität weisen jeweils entsprechende Teilungen EM1C, EM2C und EM3C einer ersten Polarität auf. Die unterteilten Teilbereiche IS1C, IS2C und IS3C einer zweiten Polarität weisen jeweils entsprechende Teilungen IM1C, IM2C und IM3C einer zweiten Polarität auf. Bei dieser Konfiguration kann eine erste Einrastung ausgelegt sein, um eine erste Messkraft anzugeben, eine zweite Einrastung kann ausgelegt sein, um eine zweite Messkraft anzugeben, und eine dritte Einrastung kann ausgelegt sein, um eine dritte Messkraft anzugeben. Beispielsweise bei einer spezifischen Umsetzung kann eine erste Einrastung in einer ersten Richtung ausgelegt sein, um anzugeben, dass zu wenig Messkraft ausgeübt wird, wohingegen eine zweite Einrastung in der ersten Richtung ausgelegt sein kann, um anzugeben, dass eine angemessene Messkraft ausgeübt wird, und eine dritte Einrastung in der ersten Richtung ausgelegt sein kann, um anzugeben, dass zu viel Messkraft ausgeübt wird. Ein anderes Beispiel einer Kraftindikator-Anordnung, bei der drei Einrastungen in den beiden Richtungen der ersten und zweiten Polarität erzeugt werden können, wird nachstehend mit Bezug auf 6A und 6B ausführlicher beschrieben.
Wie zuvor beschrieben, kann ein Satz von Kraftangabe-Anordnungen mit entsprechenden unterteilten Abschnitten 210AA bis 210AC zum Anbringen an vorhandenen Messschiebern unter Verwendung einer Befestigungskonfiguration, die mit vorhandenen Montagemerkmalen kompatibel ist, an einem Messschieber konfiguriert sein. Ein Benutzer kann eine Kraftindikator-Anordnung mit unterteilten Teilbereichen und entsprechenden Teilungen auswählen, die für eine spezifische Anwendung geeignet sind. Obwohl die unterteilten Abschnitte 210AA bis 210AC verschiedene Anzahlen von Teilungen abbilden, kann bei anderen Umsetzungen ein Satz von unterteilten Abschnitten zusätzlich oder alternativ unterteilte Teilbereiche mit der gleichen Anzahl von Teilungen mit verschiedenen Beabstandungen umfassen. Im Allgemeinen versteht es sich, dass ein Satz von Kraftangabe-Anordnungen mit einer beliebigen Anzahl von unterteilten Teilbereichen und/oder einer Federkonstante des nachgiebigen Elements (z. B. der nachgiebigen Elemente 230A bis 230C) und/oder beliebigen Kombinationen derselben bereitgestellt werden kann.
6A und 6B sind Diagramme einer zweiten Ausführungsform einer Kraftindikator-Anordnung 605, die ein unterteiltes Teil 610, ein Eingriffsteil 620 und ein nachgiebiges Element 630 umfasst. Diverse Bestandteile des unterteilten Teils 610, des Eingriffsteils 620 und des nachgiebigen Elements 630 können ähnlich sein wie ähnlich nummerierte Bestandteile des unterteilten Teils 210, des Eingriffsteils 220 und des nachgiebigen Elements 230 aus 1 bis 3, und es versteht sich, dass sie ähnlich funktionieren, soweit nachstehend nicht anderweitig beschrieben.
Wie in 6A und 6B gezeigt, umfasst das unterteilte Teil 610 einen unterteilten Abschnitt 610A, ähnlich wie der zuvor beschriebene unterteilte Abschnitt 210A, und einen Kopplungsabschnitt 610B, der einen Anbringungsabschnitt 619 umfasst, um an einem Schieber 130 eines Messschiebers 100 angebracht zu werden (1). Somit ist das unterteilte Teil 610 konfiguriert, um unter Verwendung einer Befestigungskonfiguration, die mit Montagemerkmalen an vorhandenen Messschiebern kompatibel ist, montiert zu werden. Zusätzlich kann die Kraftstellglied-Baugruppe 190 an bestimmten vorhandenen Messschiebern unter Verwendung der Kraftindikator-Anordnung 605 nachgerüstet werden.
Das Eingriffsteil 620 umfasst einen Eingriffsabschnitt 620A und ist an dem Kraftstellglied-Körper 192' der Kraftstellglied-Baugruppe 190 an einem Kopplungsabschnitt 620B befestigt und bewegt sich damit. Der Kraftstellglied-Körper 192' wird in einer Rille 613 in dem Kopplungsabschnitt 610B des unterteilten Teils 610 aufgenommen und geführt und von einer Schraube oder einem Stift 612 darin festgehalten, die bzw. der sich durch einen Schlitz 611 in dem Kopplungsabschnitt 610B erstreckt. Die Schraube oder der Stift 612 kann sich in der Messachsenrichtung in dem Schlitz 611 frei bewegen, so dass sich die Kraftstellglied-Baugruppe 190 und das Eingriffsteil 620 mit Bezug auf das unterteilte Teil 610 ungefähr wie gezeigt bewegen können.
Bei diversen Umsetzungen kann das nachgiebige Element 630 aus einer Schraubenfeder bestehen, die mit den Elementen 190 und 610 in der Rille 613 durch die Stifte 22 und 21 ungefähr wie gezeigt gekoppelt ist. Alternative Ausführungsformen zum Verbinden eines federartigen nachgiebigen Elements werden in der zuvor übernommenen Anmeldung '225 beschrieben. Wenn ein Benutzer bei dieser Konfiguration die Stellschraube 191 betätigt, um den Schieber 130 in Richtung auf das erste Ende des Skalenteils 102 zu bewegen, wird das nachgiebige Element 630 zusammengedrückt (z. B. zum Messen der Außenabmessungen eines Werkstücks). Wenn ein Benutzer die Stellschraube 191 in die entgegengesetzte Richtung bewegt (d. h. um die Richtung des Schiebers 130 zu dem gegenüberliegenden Ende des Skalenteils 102 umzukehren), wird das nachgiebige Element 630 auseinandergezogen (z. B. zum Messen der Innenabmessungen eines Werkstücks). Auf diese Art und Weise wird eine bidirektionale Messkonfiguration über das nachgiebige Element 630 erreicht. Es versteht sich, dass die Schraube oder der Stift 612 in dem Schlitz 611 konfiguriert sein kann, um eine bidirektionale Anschlaganordnung bereitzustellen, welche die relative Verlagerung der Kraftstellglied-Baugruppe 190 und das Zusammendrücken und Auseinanderziehen des nachgiebigen Elements 630 begrenzt.
Das unterteilte Teil 610 umfasst eine Vielzahl von unterteilten Teilbereichen 660 mit Teilungen 661 zum Eingriff mit einem Eingriffsabschnitt 662 des Eingriffsteils 620. Bei einer alternativen Umsetzung kann das Teil 610 ausgebildet sein, um den Eingriffsabschnitt 662 (der dann als Eingriffsteil 610 bezeichnet werden kann) zu umfassen, und das Teil 620 kann ausgebildet sein, um die unterteilten Teilbereiche 660 zu umfassen (der dann als unterteiltes Teil 620 bezeichnet werden kann). Wie zuvor beschrieben, kann ein Benutzer die Stellschraube 191 bewegen, um eine Messkraft auszuüben, indem er das nachgiebige Element 630 verformt und das Eingriffsteil 620 entsprechend mit Bezug auf das unterteilte Teil 610 bewegt. Bei dem Beispiel aus 6A führt diese Bewegung dazu, dass der Eingriffsabschnitt 662 entlang dem Bereich von unterteilten Teilbereichen 660 bewegt wird, was eine oder mehrere fühlbare und/oder hörbare Angaben (z. B. Einrastungen) erzeugt, um das Ausmaß der ausgeübten Messkraft anzugeben.
Wie in 6A abgebildet, kann der Eingriffsabschnitt 662 einen auseinandergezogenen Abschnitt umfassen, der vorgespannt ist, um sich nach unten zu erstrecken und in eingekerbte Abschnitte der unterteilten Teilbereiche 660 „einzurasten”, wenn der Eingriffsabschnitt 662 an den unterteilten Teilbereichen 660 entlang bewegt wird. Bei einer Umsetzung können die Teilungen 661 als eingekerbte Abschnitte ausgelegt sein, wohingegen bei einer anderen Ausführungsform die Teilungen als die erhobenen Abschnitte zwischen jedem der eingekerbten Abschnitte ausgelegt sein können. Auf jeden Fall können bei diversen Umsetzungen verschiedene Bereiche von unterteilten Teilbereichen 660 und/oder Teilungen 661 bereitgestellt werden, ähnlich wie es zuvor mit Bezug auf 5A bis 5C beschrieben wurde. Ähnlich wie bei dem Beispiel aus 5C sind bei dem Beispiel aus 6A die unterteilten Teilbereiche derart konfiguriert, dass drei Einrastungen in jeder Richtung der ersten und zweiten Polarität erzeugt werden können.
Ähnlich wie die Umsetzungen für die zuvor beschriebene Kraftindikator-Anordnung 205 können die unterteilten Teilbereiche 660, die Teilungen 661, der Eingriffsabschnitt 662 und das nachgiebige Element 630 der Kraftindikator-Anordnung 605 gemäß diversen Parametern für bestimmte Umsetzungen konfiguriert und/oder ausgewählt werden. Beispielsweise kann es bei diversen Umsetzungen wünschenswert sein, ein ausgewähltes Ausmaß an Messkraft jeder Einrastung (z. B. 0,1 bis 10 N) entsprechen zu lassen, eine ausgewählte Anzahl von Einrastungen in jeder Richtung innerhalb des Bewegungsbereichs verfügbar zu machen, und den Bewegungsbereich im Hinblick auf die Größe des Messschiebers (z. B. mit einem Bewegungsbereich zwischen 0,5 bis 5 mm in jeder Richtung) angemessen zu machen. Das nachgiebige Element 630 kann ausgewählt werden, um eine Nennfederkonstante aufzuweisen, die sicherstellt, dass die Kraftindikator-Anordnung 605 nach jeder Verwendung in eine Nullstellung zurückkehrt. Die Formen und Größen der unterteilten Teilbereiche 660, der Teilungen 661 und des Eingriffsabschnitts 662 können alle ausgewählt werden, um für einen Benutzer ein gewünschtes „Gefühl” und für jede Einrastung einen angemessenen Sitz bereitzustellen, und die Materialien für die Bestandteile können für Haltbarkeit und mühelose Bedienung gewählt werden. Die unterteilten Teilbereiche 660 und die Teilungen 661 können mit unterschiedlichen Anzahlen und/oder Beabstandungen konfiguriert sein, so dass die Kraftänderung zwischen den Einrastungen auf einem vorgegebenen Niveau liegt. Die Kraft jeder Einrastung kann derart ausgelegt sein, dass jede Einrastung für einen Benutzer bemerkbar ist, jedoch nicht so groß, dass eine übermäßige Kraft notwendig ist, um bis zur nächsten Teilung 661 zu gehen. Bei diversen Umsetzungen können die Einrastungen ausgelegt sein, um eine „Mikrovibration” bereitzustellen, die dazu beiträgt, ein gemessenes Werkstück zwischen die Backen des Messschiebers zu setzen.
7 ist ein Diagramm einer dritten Ausführungsform einer Kraftindikator-Anordnung 705, die mit einem drehbaren Kraftstellglied 790 gekoppelt ist, und kann als Teil einer (nachrüstbaren) Art von Stellschrauben-Baugruppe umgesetzt werden. Eine ähnliche Stellschrauben-Baugruppe wird in der gleichzeitig anhängigen und gemeinsam übertragenen US-Patentanmeldung mit der Seriennummer 14/194,461 (nachstehend Anmeldung '461) unter dem Titel „Wheel Assembly For Moving Caliper Jaw With Repeatable Force”, eingereicht am 28. Februar 2014, die hiermit zur Bezugnahme vollständig übernommen wird, ausführlicher beschrieben. Eine Konfiguration, ähnlich wie in 7 gezeigt, kann mit den vorhandenen Montagemerkmalen an den Schiebern und dazugehörigen Messschieberbacken von vorhandenen Messschiebern kompatibel sein. Es kann sein, dass bestimmte vorhandene Messschieber keine Kraftstellglied-Baugruppe umfassen, wobei in diesem Fall die Kraftstellglied-Baugruppe 790 bei den vorhandenen Messschiebern unter Verwendung der Kraftindikator-Anordnung 705 nachgerüstet werden kann.
Die Kraftindikator-Anordnung 705 umfasst ein unterteiltes Teil 710, ein Eingriffsteil 720 und ein nachgiebiges Element 730. Es versteht sich, dass diverse Bestandteile des unterteilten Teils 710, des Eingriffsteils 720 und des nachgiebigen Elements 730 ähnliche Funktionen bereitstellen können wie ähnlich nummerierte Bestandteile des unterteilten Teils 210, des Eingriffsteils 220 und des nachgiebigen Elements 230 aus 1 bis 3, und es versteht sich, dass sie ähnlich funktionieren, soweit nachstehend nicht anderweitig beschrieben.
Wie in 7 gezeigt, umfasst das drehbare Kraftstellglied 790 drehbare Stellgliedabschnitte 791 und 797, eine Montageschraube 795 und eine optionale Nabe/einen Abstandshalter 793. Bei diversen Umsetzungen können die drehbaren Stellgliedabschnitte 791 und 797 (z. B. an der Nabe/dem Abstandshalter 793) durch die Montageschraube 795 starr zusammen gekoppelt sein, um ein drehbares Kraftstellglied 790 zu bilden (z. B. einen äußeren Stellschraubenabschnitt), das von einem Benutzer betätigt wird, um eine Messkraft auszuüben, wie es nachstehend ausführlicher beschrieben wird. Bei einer Ausführungsform wird die Montageschraube 795 in Gewinden in dem Stellgliedabschnitt 797 befestigt und weist eine gewindefreie Länge auf, die konfiguriert ist, um einen axialen Spielraum zwischen den daran zusammengebauten Bestandteilen bereitzustellen, so dass das unterteilte Teil 710 mit Bezug auf die Stellgliedabschnitte 791 und 797 frei schwenken kann, nachdem die Montageschraube 795 festgezogen wurde. Bei einer Umsetzung kann der drehbare Stellgliedabschnitt 791 entfallen, und das nachgiebige Kopplungselement 730 kann umpositioniert (und gegebenenfalls neu konfiguriert) werden, um den drehbaren Stellgliedabschnitt 797 mit dem unterteilten Teil 710 zu koppeln. Die Schraube/Achse 795 und/oder die Nabe/der Abstandshalter 793 kann bzw. können gegebenenfalls neu konfiguriert werden, um die sich ergebende Baugruppe betriebsfähig zusammen zu halten, wie zuvor angesprochen.
Das unterteilte Teil 710 umfasst zwei scheibenartige Abschnitte, die durch eine Nabe verbunden sind. Einer der scheibenartigen Abschnitte stellt einen unterteilten Abschnitt 710A bereit, der eine Drehung ähnlich wie bei dem zuvor beschriebenen linearen unterteilten Teilbereich 210A bereitstellt (siehe 2). Die Nabe stellt einen Kopplungsabschnitt 710B bereit, der in dem Schlitz 711B in einem Kopplungselement 711 aufgenommen wird, das einen Anbringungsabschnitt 719 umfasst, um an einem Schieber 130 eines Messschiebers 100 angebracht zu werden (1). Wenn er wie zuvor angesprochen zusammengebaut und an dem Schieber 130 befestigt wird, wird ein Rand des Messschieber-Skalenteils (bzw. Schafts) 102 dadurch positioniert, um reibschlüssig in die Seiten einer keilförmigen Schafteingriffslücke 712 des unterteilten Teils 710 einzugreifen. Der Naben-/Kopplungsabschnitt 710B wird in dem Schlitz 711B von dem Messschieberschaft festgehalten, und während das unterteilte Teil 710 am Rand des Messschieberschafts 102 entlang gerollt wird, drückt der Naben-/Kopplungsabschnitt 710B auf das Kopplungselement 711 (über den Schlitz 711B) und übt dadurch eine Kraft auf den Schieber 130 in der Messachsenrichtung aus. Der unterteilte Abschnitt 710A umfasst eine Vielzahl von unterteilten Teilbereichen 760 mit Teilungen 761 zum Eingriff mit einem Eingriffsmerkmals 762 des Eingriffsteils 720.
Das nachgiebige Kopplungselement 730 ist konfiguriert, um das drehbare Betätigungsteil 790 elastisch mit dem unterteilten Teil 710 zu koppeln. Das nachgiebige Element 730 ist abgebildet, wie es eine Torsionsfeder mit einem ersten Endabschnitt umfasst, der in einem Halteloch des drehbaren Stellgliedabschnitts 791 aufgenommen wird, während ein zweiter Endabschnitt in einem Halteloch des unterteilten Teils 710 aufgenommen wird, um den drehbaren Stellgliedabschnitt 791 mit dem unterteilten Teil 710 elastisch zu koppeln. Obwohl das nachgiebige Element 730 in 7 abgebildet ist, wie es aus einer Torsionsfeder besteht, versteht es sich, dass andere Bestandteile bei anderen Umsetzungen verwendet werden können (z. B. eine elastomere Torsionsfeder, eine Schraubenfeder, die in einem Bogen um eine Drehachse der Radbaugruppe herum angeordnet ist, ein Biegepunkt usw.).
Das Eingriffsteil 720 ist mit dem drehbaren Stellgliedabschnitt 791 der Kraftstellglied-Baugruppe 190 gekoppelt (z. B. geklebt) und bewegt sich damit. Im Betrieb kann ein Benutzer den Stellschrauben-/drehbaren Stellgliedabschnitt 791 bewegen oder drehen, um das unterteilte Teil 710 an dem Rand des Messschieberschafts entlang zu rollen, bis der gekoppelte Schieber und die Messschieberbacke ein Werkstück in Eingriff bringen und dann eine Messkraft ausüben, indem sie das nachgiebige Element 730 verformen, indem sie den Stellschrauben-/drehbaren Stellgliedabschnitt 791 mit Bezug auf das unterteilte Teil 710 weiter drehen, während die Drehung/der Hub des unterteilten Teils 710 von dem gekoppelten Schieber und der Backe gehalten wird und an dem Werkstück anhält. Bei dem Beispiel aus 7 führt diese relative Drehung dazu, dass der Eingriffsabschnitt 762 an dem Bereich von unterteilten Teilbereichen 760 entlang bewegt wird, was eine oder mehrere fühlbare und/oder hörbare Angaben (z. B. Einrastungen) erzeugt, um das Ausmaß der ausgeübten Messkraft anzugeben. Bei einer alternativen Umsetzung, die ähnlich funktioniert, kann sich ein geeigneter Eingriffsabschnitt 762 an dem Teil 710 befindlich oder damit gekoppelt ausgebildet sein (das dann als Eingriffsteil 710 bezeichnet werden kann), und die unterteilten Teilbereiche 760 und die Markierungen 761 können sich auf der inneren Oberfläche des Teils 720 befinden (das dann als unterteiltes Teil 720 bezeichnet werden kann).
Auf jeden Fall können bei diversen Umsetzungen verschiedene Bereiche von unterteilten Teilbereichen 760 und/oder Teilungen 761 bereitgestellt werden, ähnlich wie diejenigen, die zuvor mit Bezug auf 5A bis 5C beschrieben wurden. Ähnlich wie die Umsetzungen für die zuvor beschriebenen Kraftindikator-Anordnungen können die unterteilten Teilbereiche 760, die Teilungen 761, der Eingriffsabschnitt 762 und das nachgiebige Element 730 der Kraftindikator-Anordnung 705 gemäß diversen Parametern für bestimmte Umsetzungen konfiguriert und/oder ausgewählt werden. Beispielsweise kann es bei diversen Umsetzungen wünschenswert sein, ein ausgewähltes Ausmaß an Messkraft jeder Einrastung (z. B. 0,1 bis 10 N) entsprechen zu lassen, eine ausgewählte Anzahl von Einrastungen in jeder Richtung innerhalb des Bewegungsbereichs verfügbar zu machen, und den Bewegungsbereich im Hinblick auf die Größe des Messschiebers (z. B. mit einem Bewegungsbereich zwischen 0,5 bis 5 mm in jeder Richtung mit dem Radius des Teils 710) angemessen zu machen. Das nachgiebige Element 730 kann ausgewählt werden, um eine Federkonstante aufzuweisen, die sicherstellt, dass die Kraftindikator-Anordnung 705 nach jeder Verwendung in eine Nullposition zurückkehrt. Ein Satz von nachgiebigen Elementen und/oder Kraftindikator-Anordnungen und/oder drehbaren Stellgliedern kann bereitgestellt werden, wobei jeder Teil des Satzes eine andere Federkonstante für das nachgiebige Element bereitstellt. Die Formen und Größen der unterteilten Teilbereiche 760, der Teilungen 761 und des Eingriffsabschnitts 762 können ausgewählt werden, um für einen Benutzer ein gewünschtes „Gefühl” und für jede Einrastung einen angemessenen Sitz bereitzustellen, und die Materialien für die Bestandteile können für Haltbarkeit und mühelose Bedienung gewählt werden. Die unterteilten Teilbereiche 760 und die Teilungen 761 können mit unterschiedlichen Anzahlen und/oder Beabstandungen konfiguriert sein, so dass die Kraftänderung zwischen den Einrastungen auf einer vorgegebenen Stufe liegt. Die Kraft jeder Einrastung kann derart ausgelegt sein, dass jede Einrastung für einen Benutzer bemerkbar ist, jedoch nicht so groß, dass eine übermäßige Kraft notwendig ist, um bis zur nächsten Teilung 761 zu gehen.
Die zuvor beschriebenen diversen Bestandteile können anderweitig positioniert sein und andere Formen als zuvor dargelegt annehmen, wie es der Fachmann auf dem Gebiet der vorliegenden Offenbarung verstehen wird.
Die zuvor beschriebenen diversen Ausführungsformen können kombiniert werden, um weitere Ausführungsformen bereitzustellen. Alle US-Patente und US-Patentanmeldungen, auf die in der vorliegenden Beschreibung Bezug genommen wird, werden hiermit zur Bezugnahme vollständig übernommen. Gewisse Aspekte der Ausführungsformen können gegebenenfalls geändert werden, um Konzepte der diversen Patente und Anmeldungen zu verwenden, um noch andere Ausführungsformen bereitzustellen.
Diese und andere Änderungen können an den Ausführungsformen angesichts der obigen ausführlichen Beschreibung vorgenommen werden. Im Allgemeinen sind in den nachstehenden Ansprüchen die verwendeten Begriffe nicht dazu gedacht, die Ansprüche auf die spezifischen Ausführungsformen einzuschränken, die in der Beschreibung und den Ansprüchen offenbart werden, sondern sind dazu gedacht, alle möglichen Ausführungsformen zusammen mit dem vollen Umfang der Äquivalente zu umfassen, zu denen diese Ansprüche berechtigt sind.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

US 7533474 [0002]
US 5574381 [0004]
US 5973494 [0004]
US 2003/0047009 [0004]
US 5901458 [0025]
US 6400138 [0025]

Claims

Kraftindikator-Anordnung zum Bereitstellen einer Benutzerrückmeldung bezüglich einer Messkraft, die über ein Kraftstellglied auf eine Messschieberbacke ausgeübt wird, die sich an einem Messschieber-Skalenteil entlang in einer Messachsenrichtung bei einem Messschieber bewegt, wobei die Kraftindikator-Anordnung Folgendes umfasst: ein unterteiltes Teil zum Koppeln mit einem von der Messschieberbacke und dem Kraftstellglied, wobei das unterteilte Teil mindestens einen ersten unterteilten Teilbereich umfasst, der eine entsprechende erste Teilung aufweist; ein Eingriffsteil zum Koppeln mit dem anderen von der Messschieberbacke und dem Kraftstellglied, wobei das Eingriffsteil ein Eingriffsmerkmal umfasst, das angeordnet ist, um in die erste Teilung einzugreifen, wenn das Eingriffsteil und das unterteilte Teil an einer ersten relativen Verlagerung positioniert sind; und ein nachgiebiges Element, das zu positionieren ist, um Kräfte zwischen dem Kraftstellglied und der Messschieberbacke zu koppeln, um eine Kraft an der Messschieberbacke in der Messachsenrichtung bereitzustellen, wobei die Kraftindikator-Anordnung derart konfiguriert ist, dass, wenn sie mit der Messschieberbacke und dem Kraftstellglied gekoppelt ist: sich das Kraftstellglied an dem Messschieber-Skalenteil entlang bewegt; wenn eine Kraft auf das Kraftstellglied ausgeübt wird, um eine Kraft an der Messschieberbacke in der Messachsenrichtung bereitzustellen, sich das nachgiebige Element derart verformt, dass das Kraftstellglied eine relative Zwangsverlagerung mit Bezug auf eines von dem unterteilten Teil und dem Eingriffsteil, das mit der Messschieberbacke gekoppelt ist, erfährt und eine Messkraft erzeugt, die von dieser relativen Zwangsverlagerung abhängig ist, und auf die Messschieberbacke in der Messachsenrichtung ausgeübt wird; und wenn die relative Zwangsverlagerung die erste relative Verlagerung umfasst, mindestens eines von dem Einrücken oder Ausrücken des Eingriffsteils mit der ersten Teilung dazu führt, dass mindestens eine von einer fühlbaren oder hörbaren Rückmeldung erzeugt wird, um eine entsprechende erste jeweilige Messkraft anzugeben.
Kraftindikator-Anordnung nach Anspruch 1, wobei das nachgiebige Element mindestens eines von einem biegsamen Federelement, einem Torsionsfederelement, einem Schraubenfederelement oder einem Element aus einem Elastomermaterial umfasst.
Kraftindikator-Anordnung nach Anspruch 1, wobei: das nachgiebige Element für eine bidirektionale elastische Kopplung des Kraftstellglieds mit der Messschieberbacke konfiguriert ist, so dass eine Kraft, die auf das Kraftstellglied in einer ersten Richtung ausgeübt wird, eine Verformung einer ersten Polarität des nachgiebigen Elements erzeugt, die eine Messkraft einer ersten Polarität erzeugt, die auf die Messschieberbacke ausgeübt wird, und eine Kraft, die auf das Kraftstellglied in einer zweiten Richtung ausgeübt wird, eine Verformung einer zweiten Polarität des nachgiebigen Elements erzeugt, die eine Messkraft einer zweiten Polarität erzeugt, die auf die Messschieberbacke ausgeübt wird; der erste unterteilte Teilbereich, der die entsprechende erste Teilung aufweist, ein unterteilter Teilbereich einer ersten Polarität ist, die erste relative Verlagerung eine relative Verlagerung einer ersten Polarität ist, und die erste jeweilige Messkraft eine Kraft ist, die auf das Kraftstellglied in der ersten Richtung ausgeübt wird; das unterteilte Teil einen unterteilten Teilbereich einer zweiten Polarität umfasst, der eine entsprechende Teilung einer zweiten Polarität aufweist, das Eingriffsteil ferner angeordnet ist, um in die zweite Teilung einzugreifen, wenn das Eingriffsteil und das unterteilte Teil an einer relativen Verlagerung einer zweiten Polarität positioniert sind; und wenn die relative Zwangsverlagerung die relative Verlagerung einer zweiten Polarität umfasst, mindestens eines von dem Einrücken oder Ausrücken des Eingriffsteils mit der zweiten Teilung dazu führt, dass mindestens eine von einer fühlbaren oder hörbaren Rückmeldung erzeugt wird, um eine jeweilige Messkraft einer zweiten Polarität anzugeben, die auf das Kraftstellglied in der zweiten Richtung ausgeübt wird.
Kraftindikator-Anordnung nach Anspruch 1, wobei: das unterteilte Teil mindestens einen zweiten unterteilten Teilbereich umfasst, der eine entsprechende zweite Teilung aufweist, das Eingriffsteil ferner angeordnet ist, um in die zweite Teilung einzugreifen, wenn das Eingriffsteil und das unterteilte Teil an einer zweiten relativen Verlagerung positioniert sind, die größer als die erste relative Verlagerung ist; und wenn die relative Zwangsverlagerung die zweite relative Verlagerung umfasst, mindestens eines von dem Einrücken oder Ausrücken des Eingriffsteils mit der zweiten Teilung dazu führt, dass mindestens eine von einer fühlbaren oder hörbaren Rückmeldung erzeugt wird, um eine entsprechende zweite jeweilige Messkraft anzugeben.
Kraftindikator-Anordnung nach Anspruch 4, wobei: das unterteilte Teil mindestens einen zusätzlichen unterteilten Teilbereich umfasst, der eine entsprechende zusätzliche Teilung aufweist, das Eingriffsteil ferner angeordnet ist, um in die zusätzliche Teilung einzugreifen, wenn das Eingriffsteil und das unterteilte Teil an einer zusätzlichen relativen Verlagerung positioniert sind, die größer als die zweite relative Verlagerung ist; und wenn die relative Zwangsverlagerung die zusätzliche relative Verlagerung einschließt, mindestens eines von dem Einrücken oder Ausrücken des Eingriffsteils mit der zusätzlichen Teilung dazu führt, dass mindestens eine von einer fühlbaren oder hörbaren Rückmeldung erzeugt wird, um eine entsprechende zusätzliche jeweilige Messkraft anzugeben.
Kraftindikator-Anordnung nach Anspruch 1, wobei die Kraftindikator-Anordnung derart konfiguriert ist, dass eine jeweilige relative Verlagerung von mindestens 0,5 mm und höchstens 5,0 mm einer jeweiligen Messkraft von mindestens 0,1 Newton und höchstens 10 Newton entspricht.
Kraftindikator-Anordnung nach Anspruch 1, wobei die erste Teilung einen ersten angehobenen Abschnitt des unterteilten Teils umfasst, und das Eingriffsteil ein vorstehendes Merkmal umfasst, das konfiguriert ist, um sich mit dem ersten angehobenen Abschnitt zu überlagern oder davon abgelenkt zu werden, wenn das Eingriffsteil und das unterteilte Teil in der Nähe der ersten relativen Verlagerung positioniert sind.
Kraftindikator-Anordnung nach Anspruch 1, wobei die Kraftindikator-Anordnung konfiguriert ist, um an der Messschieberbacke von vorhandenen Messschiebern unter Verwendung einer Befestigungskonfiguration, die mit vorhandenen Montagemerkmalen an der Messschieberbacke kompatibel ist, montiert zu werden.
Kraftindikator-Anordnung nach Anspruch 8, wobei die vorhandenen Messschieber kein Kraftstellglied umfassen, die Kraftindikator-Anordnung das Kraftstellglied umfasst, und das Kraftstellglied an den vorhandenen Messschiebern als Teil der Kraftindikator-Anordnung nachgerüstet wird.
Kraftindikator-Anordnung nach Anspruch 8, wobei die Kraftindikator-Anordnung in einem Satz von austauschbaren Kraftindikator-Anordnungen enthalten ist, wobei jede jeweilige Kraftindikator-Anordnung in dem Satz ein jeweiliges nachgiebiges Element bereitstellt, das eine andere jeweilige Federkonstante aufweist.