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Die Erfindung betrifft ein Tiefenmeßgerät mit einem Halter, dessen
Unterseite als Auflagefläche am Werkstück ausgebildet ist und den eine mit einer
Tastfläche versehene Hülse durchdringt, an deren oberem Ende ein Meßuhrträger befestigt
ist und in der ein Stößel verschiebbar gelagert ist, dessen eines Ende auf der dem
Meßuhrträger abgewandten Seite aus der Hülse herausragt und dessen anderes Ende
am Taststift der Meßuhr anliegt.
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Üblicherweise ist bei Tiefenmeßgeräten für alle Messungen die Auflagefläche
des Halters die Bezugsfläche, d. h., die Meßuhr zeigt den Abstand derjenigen Fläche,
an der der Stößel oder ein an ihm vorgesehener Tastfinger anliegt, von der Auflagefläche
des Halters oder die Abweichung vom Sollwert dieses Maßes an. Soll jedoch nicht
der Abstand derjenigen Fläche, an der der Stößel anliegt, von der Auflagefläche
des Halters gemessen werden, sondern beispielsweise die Breite einer Innennut in
einer Bohrung, so muß dieser Wert aus der Differenz von zwei Meßwerten errechnet
werden, was nicht nur den Zeitaufwand für die Messung vergrößert, sondern auch die
Meßgenauigkeit verringert, selbst wenn das Tiefenmeßgerät eine Einrichtung besitzt,
mittels deren die Federkraft, welche auf den Stößel einwirkt, in einfacher Weise
umgestellt werden kann, um wahlweise die Tastfläche des Stößels von der Auflage
des Halters wegzudrücken oder gegen sie zu ziehen.
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Außer einem Nutenmikrometer, das zwei Meßscheiben am freien Ende
einer Hülse bzw. am freien Ende eines in der Hülse geführten Stiftes aufweist, welcher
sich beim Drehen der Mikrometerschraube in axialer Richtung relativ zur Hülse verschiebt,
ist auch ein Tiefenmeßgerät der eingangs genannten Art bekannt, das am unteren Ende
der Hülse eine über diese überstehende Meßscheibe sowie am unteren Ende des Stößels
einen Tastfinger besitzt, der in einer zur Meßscheibe parallelen Ebene liegt und
an seinem einen Ende mit dem Rand der Meßscheibe abschließt, mit seinem anderen
Ende jedoch auf der gegenüberliegenden Seite der Meßscheibe über diese übersteht.
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Durch Einführen des Tastfingers und der Meßscheibe in eine Innennut
einer Bohrung kann die Nutbreite mit Hilfe der Meßuhr direkt gemessen werden. Eine
solche Messung kann jedoch, abgesehen davon, daß für ihre Durchführung eine gewisse
Geschicklichkeit erforderlich ist, nicht mit einem vorgegebenen Anlagedruck für
die Meßscheibe durchgeführt werden, was die Genauigkeit der Messung beeinflußt.
Dies rührt daher, daß während der Messung die Meßscheibe entweder dadurch in Anlage
an der einen Flanke der Nut gehalten werden muß, daß die die Messung ausführende
Person einen gewissen Zug auf die Hülse ausübt, oder dadurch, daß der Halter, der
als verschiebbarer und mittels einer Klemmschraube feststellbarer Schieber ausgebildet
ist, in Anlage an die Werkstückaußenseite gebracht und in dieser Stellung auf der
Hülse festgeklemmt wird, nachdem die Meßscheibe in Anlage an die Flanke der Nut
gebracht worden ist. In beiden Fällen hängt die Andrückkraft der Meßscheibe von
der vom Benutzer des Gerätes aufgewendeten Kraft ab. Ein weiterer Nachteil dieses
bekannten Meßgerätes besteht darin, daß trotz einer Meßskala auf der Hülse und des
mit dieser zusammenwirkenden, am Schieber vorgesehenen Nonius nur der Abstand einer
Nutflanke od. dgl., die der Auflagefläche des Schiebers zugekehrt ist, von dieser
Auflagefläche
unter Verwendung der Meßuhr mit einem von der Bedienungsperson nicht
beeinflußbaren Meßdruck gemessen werden kann. Dies ist dadurch bedingt, daß der
Tastfinger nur gegen eine solche Fläche unter der Wirkung der an ihm angreifenden
Feder angelegt werden kann. Der Abstand einer Nutflanke oder Fläche, die der Anlagefläche
des Schiebers abgekehrt ist, kann nicht unter Verwendung der Meßuhr bestimmt werden.
Es wäre allenfalls möglich, eine Messung mit Hilfe der Meßskala auf der Hülse und
des Nonius am Schieber durchzuführen, wobei abgesehen von der verhältnismäßig geringen
Genauigkeit der Meßdruck unbestimmt wäre.
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Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Tiefenmeßgerät
zu schaffen, bei dem durch eine einzige Messung gleichzeitig sowohl der Abstand
zwischen einer Anlagefläche im Werkstück und einer im Werkstück liegenden Bezugsfläche,
als auch der Abstand dieser Bezugsfläche zu einer Außenfläche des Werkstückes mittels
Meßuhren und mit einem von der Handhabung des Gerätes durch den Benutzer unabhängigen
Meßdruck gemessen werden kann.
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Ausgehend von einem Tiefenmeßgerät der eingangs genannten Art ist
diese Aufgabe erflndungsgemäß dadurch gelöst, daß der Halter einen bügelartigen,
den Meßuhrträger mit der ersten Meßuhr übergreifenden Arm besitzt, dessen freies
Ende eine zweite Meßuhr trägt, deren Taststift gleichachsig zum Stößel angeordnet
ist und an dem Gehäuse der ersten Meßuhr auf deren dem Tastfinger abgewandten Seite
anliegt, und daß sich eine in axialer Richtung der Hülse wirkende, vorgespannte
Feder einerseits an der Hülse und andererseits am Halter abstützt.
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Mit der ersten Meßuhr wird hierbei der Abstand einer im Werkstück
liegenden Fläche oder Kante von einer ebenfalls im Werkstück liegenden Bezugsfläche
oder Bezugskante, also beispielsweise die Breite einer Innennut, gemessen, während
gleichzeitig mit der zweiten Meßuhr der Abstand der im Werkstück liegenden Bezugsfläche,
an der die Tastfläche der Hülse anliegt, von der Auflagefläche des Halters angezeigt
wird, da die zweite Meßuhr auf die Verschiebung der Hülse bezüglich des Halters
anspricht. Eine Differenzbildung aus zwei Meßwerten ist hierbei nicht notwendig,
was hinsichtlich der Meßgenauigkeit ebenso vorteilhaft ist wie der definierte Meßdruck,
mit dem sowohl der Taststift als auch die Tastfläche der Hülse, letztere wegen der
sich an der Hülse und am Halter abstützenden Feder, angelegt werden.
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Die Tastfläche der Hülse kann nicht nur als ein an dem dem freien
Stößelende benachbarten Ende der Hülse angeordneter Tastfinger ausgebildet sein.
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Bei einer vorteilhaften Ausführungsform ist der Tastfinger an wählbarer
Stelle der Hülse anklemmbar ausgebildet. Er kann dann auf den für eine bestimmte
Meßaufgabe günstigsten Abstand vom Stößelende eingestellt werden, womit das Gerät
sehr vielseitig verwendbar ist.
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Wenn zwei oder mehr Nuten vorhanden sind, deren Breite und Abstand
von einer Bezugsfläche gemessen werden sollen, kann die Hülse in dem in das Werkstück
einführbaren Bereich in unterschiedlicher axialer und radialer Stellung mindestens
zwei Tastfinger aufweisen. Für diese Tastfinger und die ihnen zugeordneten Tastfinger
am Stößel mit Ausnahme des untersten ist hierbei an der Hülse mindestens eine sich
in axialer Richtung erstreckende Aussparung vorgesehen, damit die Tastfinger des
Stößels in
axialer Richtung bewegt werden können. Um die verschiedenen
Nuten und deren Abstand von der Bezugsfläche auszumessen, braucht bei dieser Ausführungsform
nur der Halter quer zur Längsachse der Hülse verschoben zu werden, und zwar so weit,
bis das eine Tastfingerpaar in die andere Nut hineingeschoben ist. Bei einer bevorzugten
Ausführungsform sind die Tastfinger der Hülse gleichmäßig auf dem Umfang verteilt
angeordnet. Dadurch ist eindeutig festgelegt, in welche Richtung der Halter für
die einzelnen Meßvorgänge verschoben werden muß.
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Um die Bedienungsperson darauf aufmerksam zu machen, daß die Tastfinger
genügend weit in die auszumessende Nut eingeführt sind, kann jedem Tastfinger der
Hülse zumindest ein die Eindringtiefe desselben begrenzender Anschlag, beispielsweise
ein Stift, zugeordnet sein. Zweckmäßigerweise wird zu beiden Seiten jedes Tastfingers
je ein Anschlag angeordnet. Die Lage des Tastfingers bezüglich der Nut ist dann
eindeutig definiert.
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Um die Tastfläche der Hülse nach dem Aufsetzen des Halters auf das
Werkstück bequem in Anlage an die gewünschte Fläche, beispielsweise eine Nutfianke,
bringen zu können, kann an der Hülse ein Betätigungsglied angeordnet sein, mittels
dessen die Hülse relativ zum Halter verschoben werden kann. Auch zum Abheben der
Tastfläche nach der Messung ist ein solches Betätigungsglied vorteilhaft. Bei den
Ausführungsformen zum Messen von Nutbreiten ist es zweckmäßig, auch am Stößel ein
Betätigungsglied vorzusehen, das durch einen Schlitz der Hülse radial nach außen
geführt ist. Die beiden, am Stößel bzw.
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an der Hülse vorgesehenen Tastfinger können dann zum Einführen in
die auszumessende Nut einander im notwendigen Maße genähert werden. Dies kann wie
auch die Bedienung eines einzelnen Betätigungsgliedes unmittelbar mit der Hand geschehen.
Bei einer vorteilhaften Ausführungsform ist hierzu jedoch ein Bowdenzug vorgesehen,
dessen Hülse am einen der beiden aufeinander ausgerichteten Betätigungsglieder befestigt
ist und dessen Draht sich am anderen Betätigungsglied abstützt. Als Bowdenzug kann
beispielsweise ein Handauslöser verwendet werden, wie er zum Auslösen des Verschlusses
von Photoapparaten verwendet wird.
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Die Erfindung ist in der Zeichnung an Hand eines Ausführungsbeispiels
im einzelnen erläutert. Es zeigt F i g. 1 eine teilweise im Schnitt dargestellte
Seitenansicht des erfindungsgemäßen Geräts, Fig. 2 eine teilweise im Schnitt dargestellte,
unvollständige Seitenansicht einer abgewandelten Ausführungsform, F i g. 3 einen
unvollständig dargestellten Längsschnitt einer weiteren abgewandelten Ausführungsform,
F i g. 4 einen Schnitt nach der Linie IV-IV der Fig. 3, F i g. 5 einen Schnitt entsprechend
F i g. 4 einer weiteren abgewandelten Ausführungsform mit drei Tastfingerpaaren.
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In einem als Ganzes mit 101 bezeichneten Halter, dessen Unterseite
gleichzeitig als Auflagefläche am Werkstück ausgebildet ist, ist in einer zu dieser
Auflagefläche senkrecht stehenden Bohrung axial verschiebbar eine Hülse 106 geführt,
in der wiederum axial verschiebbar ein Stößel 109 gelagert ist. Am oberen Ende der
Hülse 106 ist ein Meßuhrenträger 107 für eine erste Meßuhr 108 befestigt. Eine vor-
gespannte
Feder 113 umgibt die Hülse 106 und stützt sich einerseits am Halter 101 und andererseits
an einem auf der Hülse 106 zwischen dem Halter 101 und dem Meßuhrenträger 107 fest
sitzenden Ring 120 ab.
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Das obere Ende des Stößels 109 liegt am Taststift 108' der ersten
Meßuhr 108 an. Das untere Ende des Stößels 109, das nur geringfügig aus dem unteren
Ende der Hülse 106 herausragt, trägt einen Tastfinger 122. Ein auf diesen Tastfinger
122 ausgerichteter Tastfinger 111 ist am unteren Ende der Tasthülse 106 vorgesehen.
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Der Halter 101 besitzt einen bügelartigen, die erste Meßuhr 108 übergreifenden
Arm 101', dessen freies Ende eine zweite Meßuhr 121 trägt, deren Taststift 121'
gleichachsig zum Stößel 109 angeordnet ist und an dem Gehäuse der ersten Meßuhr
108 auf deren dem Taststift 108' abgewandten Seite anliegt.
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Oberhalb des Ringes 120 ist an der Hülse 106 ein Betätigungsglied
123 festgeklemmt, das sich in radialer Richtung zum Arm 101' hin erstreckt. Ein
zweites Betätigungsglied 124 ist in das obere Ende des Stößels 109 eingeschraubt
und erstreckt sich ebenfalls in radialer Richtung zum Arm 101' hin. Die Hülse 106
ist deshalb im Bereich des Betätigungsgliedes 124 mit einem Schlitz 125 versehen.
In das freie Ende des Betätigungsgliedes 124 ist die Hülse eines Handauslösers 126
so eingeschraubt, daß der Auslösestift 127 sich auf dem anderen Betätigungsglied
123 abzustützen vermag. Wird der Handauslöser 126 betätigt, indem man den Knopf
127 gegen den Ringknopf 128 drückt, so werden die beiden Betätigungsglieder 123
und 124 voneinander entfernt. Ein am Arm 101' befestigter Rahmen 129, in den die
beiden Betätigungsglieder mit ihrem freien Ende eingreifen, begrenzt den Verschiebebereich.
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Wenn an einem Werkstück 116 die Breite einer Nut 115 und der Abstand
dieser Nut von der die Bezugsfläche bildenden Oberseite 118 des Werkstückes 116
gemessen werden soll, kann dies in einem Meßvorgang erfolgen. Der Halter 101 wird
auf die Oberfläche 118 aufgelegt. Nach Betätigung des Handauslösers 126 wird der
Halter 101 seitlich bis zu einem Anschlagstift am Halter 101 verschoben. Die beiden
während der Betätigung des Handauslösers 126 aneinander anliegenden Tastfinger 111
und 112 sind dann in die Nut 115 eingefahren. In dieser Stellung bewirkt die Feder
113 die Anlage des Test fingers 111 an der einen Nutflanke und die Rückstellkraft
der beiden Meßuhren 108 und 121 die Anlage des Meßfingers 122 an der anderen Nutflanke.
Die erste Meßuhr 108 zeigt die Breite der Nut 115 oder deren Abweichung vom Sollmaß,
und die zweite Meßuhr 121 eigt den Abstand der oberen Nutflanke von der Oberseite
118 oder dessen Abweichung vom Sollmaß an.
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Die in Fig. 2 dargestellte abgewandelte Ausführungsform unterscheidet
sich von derjenigen gemäß Fig. 1 im wesentlichen nur dadurch, daß der Tastfinger
der Hülse 6 nicht an deren unterem Ende vorgesehen ist, sondern zwischen dem unteren
Ende und der Auflagefläche 4 des Halters 101 in wählbarer Lage auf der Hülse festgeklemmt
ist. Wenn das Meßgerät beispielsweise zur Messung des Abstandes einer Nut 15 eines
Werkstückes 16 von einer Bezugsfläche 17 des Werkstückes verwendet werden soll,
so wird der Tastfinger 11 an geeigneter Stelle auf der Hülse 6 festgeklemmt. Die
Auflagefläche des Halters 101
wird dann auf die Oberseite 18 des
Werkstückes 16 aufgelegt. Sodann wird der Halter 101 bis zum Anschlag eines aus
der Auflagefläche herausragenden Stiftes 19 an der Innenseite des Werkstückes 16
verschoben. Bei dieser Verschiebebewegung wird der Tastfinger 11 in die Nut 15 eingeführt.
Der am unteren Ende des Stößels 9 vorgesehene Tastbolzen 10 wird durch die Rückstellkraft
der Meßuhr in Anlage an der Bezugsfläche 17 gehalten. Auf der ersten Meßuhr 108
kann dann der Abstand der Nutflanke von der Bezugsfläche 17 oder dessen Abweichung
von einem Sollwert auf der anderen Meßuhr 121 der Abstand der Nutflanke von der
Oberseite 18 des Werkstückes oder dessen Abweichung von einem Sollwert abgelesen
werden.
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Eine weitere abgewandelte Ausführungsform des Meßgerätes zeigen die
Fig. 3 und 4. Die Abwandlung betrifft lediglich die Ausbildung des unteren Endes
der Hülse und des Stößels. Der übrige Teil des Meßgerätes ist deshalb nicht nochmals
dargestellt und erläutert.
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Um die Breite von zwei Nuten 215 und 215' sowie deren unterschiedlichen
Abstand von der Oberfläche 218 des Werkstückes 216 messen zu können, ist bei diesem
Ausführungsbeispiel außer dem am unteren Ende des Stößels 209 vorgesehenen, radial
abstehenden Tastfinger222 noch ein zweiter, um 1800 und in axialer Richtung versetzt
angeordneter Tastfinger 222' vorhanden. Der axiale Abstand der beiden Tastfinger
222 und 222' entspricht etwa dem Abstand der beiden Nuten 215 und 215' voneinander.
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Damit sich der Tastfinger 222' in axialer Richtung bewegen kann,
ist die Hülse 206 auf derjenigen Hälfte, auf der sich der Tastfinger 222' befindet,
kürzer als auf der anderen Hälfte, und zwar um so viel, daß der an diesem kürzeren
Ende vorgesehene und auf den Tastfinger 222' ausgerichtete zweite Tastfinger 211'
der Hülse von dem am längeren Ende angeordneten Tastfinger 211 denselben axialen
Abstand aufweist wie die beiden Tastfinger des Stößels 209. Die Tastfläche wird
bei allen vier Tastfingern durch je eine kleine Kuppe gebildet. Ein Gleitlager 230
in Höhe des kürzeren Endes der Hülse 206 gewährleistet eine konzentrische Lage des
Stößelendes bezüglich der Hülse 206.
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Um zu verhindern, daß die beiden Tastfingerpaare zu tief in die auszumessende
Nut eingeführt werden, sind an der Unterseite des Halters 101 zwei Paare von Anschlagstiften
219 vorgesehen. Jedes Stiftpaar ist, wie F i g. 4 zeigt, symmetrisch zur Längsachse
des zugeordneten Tastfingers der Hülse angeordnet. In F i g. 4 sind mit gestrichelten
Linie die beiden Positionen dargestellt, in denen die Tastfinger 211 und 222 bzw.
211' und 222' in die auszumessende Nut 215 bzw. 215' eingreifen. In diesen beiden
Meßpositionen liegen die zugeordneten Anschlagstifte 219 an der Bohrungswandung
des Werkstückes 216 an.
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F i g. 5 zeigt eine weitere abgewandelte Ausführungsform mit drei
je um 1200 und axial gegeneinander versetzt angeordneten Tastfingerpaaren, von denen
die Tastfinger 311, 311' und 311" der Hülse 306 zu sehen sind. Mit einem solchen
Meßgerät können Werkstücke mit drei Nuten geprüft werden.
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Damit die Tastfinger des Stößels 309 zusammen mit diesem axial bewegt
werden können, muß die Hülse 306 unterhalb der beiden im Abstand vom Ende vorgesehenen
Tastfinger 311' und 311" schlitzförmige
Aussparungen oder ein ähnlich demjenigen
der Hülse 206 gestaltetes unteres Ende haben.
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Bei den drei aufeinanderfolgenden Meßvorgängen wird jedesmal zunächst
mit Hilfe eines Handauslösers oder einer anderen Betätigungsvorrichtung der Stößel
in axialer Richtung relativ zur Hülse so weit verschoben, bis die Meßfinger aneinander
anliegen.
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Sodann wird das ganze Gerät quer zur Längsrichtung des Stößels verschoben,
bis eines der Tastfingerpaare in die auszumessende Nut eingreift. Nach dem Meßvorgang
werden wieder die Tastfinger in Anlage aneinander gebracht und das Meßgerät so seitlich
bewegt, daß das nächste Tastfingerpaar in die zugeordnete Nut eingreift.