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Fühlhebelmeßgerät Die Erfindung bezieht sich auf ein Fühlhebelmeßgerät,
das aus einem Fühlhebel und einer mechanischen Übertragung besteht, die die Fühlhebelbewegung
entweder direkt auf eine Meßuhr oder auf geeignete elektrische Schaltkreiselemente
überträgt, welche Teile als Einheit von einer Haltespindel getragen werden, die
in eine Spindelbohrung einer Maschine einsetzbar ist.
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Es ist bereits eine Fühlhebelanordnung bekanntgeworden, in der ein
Fühlhebel einen Fühler trägt, der nach Überwindung einer gewissen Reibung in eine
gewünschte Lage zum Fühlhebel eingestellt werden kann. Der Fühlhebel ist dabei in
einem die Spindel umgebenden Bauteil gelagert und um eine horizontale Achse in vorgegebenen
Grenzen verschwenkbar, wobei die Schwenkbewegung des Fühlhebels in eine zur Spindel
parallele Verschiebung eines in der Spindel angeordneten Bolzens umgewandelt wird.
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Die erfindungsgemäße Anordnung ist dadurch gekennzeichnet, daß der
Fühlhebel drehbar in einer Bohrung der Haltespindel gelagert ist und einen sich
radial crstreckenden Abschnitt aufweist, der mit einem radialen Flansch eines die
Spindel umgebenden, hülsenartigen Teils in Wirkungsverbindung steht, welcher die
mechanische Übertragung zwischen dem Fühlhebel und der Meßuhr bzw. einem veränderlichen
clektrischen Kreiselement darstellt.
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Durch die erfindungsgemäße Ausbildung wird der bauliche Aufwand auf
ein Mindestmaß beschränkt.
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Gleichzeitig ergibt sich ein kompaktes Gerät mit sehr geringen Längsabmessungen,
besonders wenn entsprechend einer bevorzugten Ausführung die Meßuhr von dem genannten
hülsenartigen Teil getragen wird.
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In der Zeichnung sind zwei bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung
dargestellt. Es zeigt F i g. 1 eine Schnittdarstellung des erfindungsgemäßen Anzeigeinstruments
in Zusammenarbeit mit einem Halter und einem Werkstück darauf, F i g. 2 im größeren
Maßstab ein Schnitt nach der Linie 2-2 der Fig. 1, Fig. 3 eine der Fig. 1 gleiche
Darstellung einer anderen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Anzeigeinstruments.
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Das erfindungsgemäße Anzeigeinstrument 10 gemäß F i g. 1 weist eine
Welle oder eine Spindel 11 und einen Fühler 12 auf. Die Welle 11 ist in einem Futter
C oder in einer anderen Halteeinrichtung gelagert. Die Welle 11 kann vertikal, horizontal
oder anders je nach den besonderen Lagen der zu messenden Einrichtung angeordnet
sein.
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Das Anzeigeinstrument 10 besteht aus dem Gehäuse
13 mit den hülsenförmigen
Lagern 14 in einer Bohrung 15 des Gehäuses. Die Welle 11 ist drehbar in den Lagern
14 gelagert. Das eine Ende der Welle 11 ist zur Lagerung eines Hebels 17 bei 16
gegabelt. Der Hebel 17 hat einen halbkreisförmigen Aufhänger 18 zur schwenkbaren
Lagerung des Hebels 17 innerhalb der Gabelung 16 mit Hilfe eines Stifts 20, welcher
sich quer durch die Welle 11 und den Aufhänger 18 erstreckt. Der Hebel 17 ist dreieckig.
Seine Oberflächen-oder Kantenteile 21 liegen an einer Oberfläche 22 eines sich radial
nach außen erstreckenden Flansches 23 des Gehäuses 13 an. Die Achse des Stifts 20
liegt normalerweise in der Ebene der Oberfläche 22. Der Grund hierfür wird nachher
erläutert.
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Der Fühler 12 weist das Fühlerstück 24 auf. Es ist bogenförmig und
hat ein etwas knollenförmiges Ende 25. Das Fühlerstück 24 ist auf dem Hebel 17 in
der Achsenrichtung der Welle 11 mit Reibung mit Hilfe einer Schraube 26 und einer
Mutter 27 zusammen mit einem Reibungsring 28 unterhalb des Kopfes der Schraube 26
gelagert. Die Konstruktion ist hierbei derart, daß eine Schwenkbewegung des Fühlerstücks
24 zum Hebel 17 möglich ist, wenn dies geschehen soll. Die Schwenkbewegung für das
Fühlerstück 24 ist jedoch so, daß normalerweise es in einer bestimmten Lage zum
Hebel 17 festgehalten wird.
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Ein Flansch 30 ist an dem einen Ende des Gehäuses 13 angeordnet,
welches vom Fühler 12 abliegt.
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Eine Kompressionsfeder 32 ist zwischen einer radialen Oberfläche 31
des Flansches 30 und dem Ende des Gehäuses 13 oder dem axialen Ende des einen Lagers
14 angeordnet. In diesem Zusammenhang sei erwähnt, daß die Kompressionsfeder 32
nicht unbedingt notwendig ist, wenn das Anzeigeinstrument in vertikaler Lage benutzt
wird, wie dies in der Zeichnung gezeigt ist, in welchem Falle das Gewicht des Anzeigeinstruments
die Aufgabe der Feder 32 übernimmt.
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Gemäß F i g. 1 hat das Gehäuse 13 eine in Längsrichtung schmäler
gemachte, ebene Fläche 33 zur Lagerung des eine Skalen scheibe aufweisenden Anzeigeinstruments
34. Das Anzeigeinstrument 34 hat eine Antriebsstange 35, deren Ende 36 an der radialen
Oberfläche 31 des Flansches 30 anliegt und damit zusammenarbeitet.
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Ist das erfindungsgemäße Instrument im Futter gelagert und berührt
das Fühlerstück 24 das Werkstück W, wird durch die Drehung der Spindel oder der
Welle 11 gleichfalls das Fühlerstück 24 rund um das Werkstück W gedreht. Bei einer
Abweichung von der Achse der Welle 11 verschiebt sich das Ende 25 des Fühlerstücks
24 seitlich, wodurch eine Verschiebung des Gehäuses 13 axial zur Welle 11 über die
Oberflächenstücke 21 des Hebels 17 in Eingriff mit der Oberfläche 22 des Flansches
23 erfolgt. Die Anordnung der Achse des Stifts 20 normalerweise in der Ebene der
Oberfläche 22 vermindert das Drehmoment für das Ende der Welle 11 und sichert eine
genauere Benutzung des erfindungsgemäßen Instruments, welches genauere Resultate
liefert. Bei einer in Richtung nach oben erfolgenden axialen Verschiebung des Gehäuses
13 zur Welle 11 wird die Feder 32 zusammengedrückt. Die Antriebsstange 35 des Anzeigeinstruments
34 wird zu ihrem Futterrohr verschoben. Diese Verschiebung wird durch die Skalenscheibe
des Zeigerinstruments 34 angezeigt.
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Ein Gehäuse 37, welches das Anzeigeinstrument umgibt, verhindert
das Eindringen von Staub, Schmutz, Feuchtigkeit od. dgl. in dasselbe. Das eine Ende
des Gehäuses 37 steht im Eingriff mit einem Flansch 38 an dem Ende des Gehäuses
13, welches vom Flansch 23 abliegt. Der Flansch 38 besteht aus einem Stück mit dem
Gehäuse 13. Der Flansch 38 hat eine Öffnung 40, durch welche sich die Antriebsstange
35 des eine Skalenscheibe aufweisenden Zeigerinstruments 34 erstreckt. Das andere
Ende des Gehäuses 37 ist bei 41 konusförmig. Eine große Öffnung 42 befindet sich
am Ende des Konus für den Eintritt des Fühlerstücks 24 in den Raum des Konus, in
welchem sich der Hebel 37 befindet. Es ist notwendig, das Gehäuse und das Anzeigeinstrument
gegen eine Verschiebung festzuhalten, wenn sich die Welle 11 dreht. Hierfür dient
eine Stange 43, welche durch eine Mutter 44 mit dem Gehäuse 37 verbunden sein kann
und sich seitlich hiervon erstreckt. Damit durch die Stange 43 eine Drehung des
Gehäuses zusammen mit dem Anzeigeinstrument begrenzt wird, kann sie in Eingriff
mit irgendeinem feststehenden Stück S kommen, welches von anliegenden Teilen einer
Maschine herabhängen kann, für welche das erfindungsgemäße Anzeigeinstrument benutzt
wird. Außerdem kann mit Hilfe der Stange 43 das Meßinstrument leicht mit der Hand
gefaßt werden.
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Während das erfindungsgemäße Anzeigeinstrument dazu dient, exzentrische
Lagen anzuzeigen, erzeugen die Verschiebungen des Fühlerstücks 24 nicht irgendeine
Ablenkung, welche allgemein angezeigt werden kann. Man erhält eine genaue Anzeige
der Größe der Verschiebung für irgendeine besondere Vorrichtung, welche dem beabsichtigten
Zweck dient.
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Die abgeänderte Ausführungsform der Fig. 3 hat eine Welle 50, welche
drehbar in dem einen Teil 51 des Anzeigeinstruments gelagert ist. Die Welle hat
einen Flansch 52, welcher an dem einen Ende 53 des hülsenförmigen Teils 51 anliegt.
Die Welle 50 erstreckt sich über das andere Ende 54 der Hülse 51 er-
heblich hinaus.
Hier ist ein Lager 55 vorgesehen, welches einen anderen Teil des Anzeiaeinstrumcnts
bildet.
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Das Lager 55 ist auf der Welle 50 mittels einer Hülse 56 gelagert.
Das Lager 55 hat zwei Flansche 57 und 58 an seinen axialen Enden. Eine Feder 60
ist auf der Welle 50 zwischen der Außenoberfläche 61 des Flansches 57 und der unteren
Oberfläche 54 der Hülse 51 angeordnet. Die Welle 50 hat einen Hebel 62. Er ist mit
dem einen Wellenende durch einen Stift 63 verbunden. Der Hebel 62 hat eine seitliche
Kante 64 für die Zusammenarbeit mit der unteren Oberfläche 65 des Flansches 58.
Der Hebel 62 hat ein Fühlerstück 66, welches mit Reibung auf ihm mit Hilfe einer
Schraube und Mutter 67 gelagert ist. Das Fühlerstück 66 hat ein knollenförmiges
Ende 68 für den Eingriff mit einem Werkstück W'.
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Die Welle 50 ist in einem Futter C' od. dgl. gelagert.
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Eine seitlich sich erstreckende Stange 70 ist an der Hülse 51 befestigt
und arbeitet mit einem feststehenden AnschlagS' zusammen.
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Die Hülse 51 dient zur Lagerung eines Rheostaten 71 od. dgl. Er weist
ein angetriebenes Stück 72 auf. Es steht in Reibungseingriff mit der Oberfläche
61 des Flansches 57 des Lagers 55. Vom Rheostaten 71 führen Leitungen 73 zu einer
Stromquelle 74 und zu einem hierzu abliegenden Anzeigeinstrument 75.
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Irgendeine Exzentrizität oder Unsymmetrie, welche durch das Fühlerstück
66 festgestellt wird, kann in einer entfernten Stelle auf einer Skalenscheibe des
Zeigerinstruments 75 sichtbar wiedergegeben werden.
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Die Leitungen 73 können auch mit einem Anzeigeinstrument verbunden
werden, welches die Anzeigen aufzeichnet. Die Leitungen 73 können auch mit irgendeinem
Mechanismus verbunden werden, um irgendeinen Vorgang mit Hilfe einer Servo-Einrichtung
in Abhängigkeit der Anzeige zu steuern.
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Die Arbeitsweise des Anzeigeinstruments der F i g. 3 ist ungefähr
gleich der im Zusammenhang mit der Fig. 1 beschriebenen. Irgendeine seitliche Verschiebung
des Fühlerstücks 66 erzeugt eine Verschiebung zwischen der Welle 50 und dem Lager
55, welches ein Teil des Anzeigeinstruments ist. Durch diese Relativverschiebung
erhält man eine Verschiebung des Rheostaten 71. Dadurch wird die Verschiebung des
Fühlerstücks 66 angezeigt. Bei dieser Ausführungsform der Erfindung ist das Anzeigeinstrument
in axialer Richtung stationär. Verschiebbar sind nur die Hebel 62 und das Lager
65. Es ist kein besonderer Druck erforderlich, um das Anzeigeinstrument hochzuheben,
um die Anzeige zu erhalten. Bei einem derartigen Druck besteht die Gefahr, daß die
Drehwelle seitlich ganz wenig abgelenkt wird. Somit können kleine Ablesefehler entstehen.
In Fällen, in welcher. eine große Genauigkeit notwendig ist, ist das Instrument
der F i g. 3 vorteilhaft. Das Instrument der F i g. 3 ist etwas verschieden von
der sehr einfachen Anordnung des Instruments der F i g. 1. Das Instrument der F
i g. 3 ist etwas im Aufbau komplizierter.
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Seine Herstellungskosten sind höher.