DE19600295A1 - Kapazitive Elektrodenschieblehre - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine kapazitive Elektrodenschieblehre, und insbesondere auf eine kapazitive Elektrodenschieblehre, die eine teilchen­ abdichtende und wasserabdichtende Funktion besitzt und unter schwieri­ gen Bedingungen verwendet werden kann.

Elektronische Schieblehren werden allgemein in der güterherstellenden Industrie verwendet. Kapazitive Positions-Meßwertaufnehmer werden fast allgemein bei elektronischen Schieblehren zum Messen der Dicke und anderer physikalischer Parameter verwendet. Diese kapazitiven Meßwert­ aufnehmer umfassen ein Paar von Substraten, die sich relativ zueinander entlang einer Meßachse bewegen. Die Substrate tragen Elektroden. Die Elektroden auf jedem der Substrate sind an herkömmliche Schaltungen zur Lieferung einer Anzeige der Relativposition zwischen zwei Substraten als Funktion der Kapazität zwischen verschiedenen Elektroden in jedem Satz angeschlossen. Die Schaltungen können solche des inkrementalen Typs sein, bei dem die Schaltung nur eine Anzeige der inkrementalen Bewegung von einem bekannten Punkt aus liefert; oder sie können Schaltungen des Typs zur Messung der Absolutposition sein, bei dem die Schaltung eine Anzeige der Relativposition zwischen zwei Substraten liefert, unabhängig davon, ob die anfängliche Relativposition bekannt ist. Positions-Meßwertaufnehmer des Typs zur Messung der inkrementalen und der absoluten Position sind in den US-Patenten Nr. 4 420 754 und 4 879 508 beschrieben.

Nachfolgend wird unter Bezugnahme auf die Fig. 1 bis 3 die Struktur seiner allgemeinen, kapazitiven Elektrodenschieblehre beschrieben, die mit einem kapazitiven Positions-Meßwertaufnehmer arbeitet. Wie Fig. 1 zeigt, weist eine Schieblehre 10 einen Hauptträger 12 und eine Läufereinheit 40 auf, welche in Längsrichtung des Hauptträgers 12 gleitet. Der Haupt­ träger 12 ist auf seiner Oberfläche in Längsrichtung mit einer Meßskala 16 versehen, sowie mit Meßschnäbeln 26, 28 am Ende des Trägers. Wie Fig. 2 zeigt, umfaßt die Meßskala 16 ein längliches Substrat 20, das in einer im Hauptträger 12 gebildeten Vertiefung 14 angebracht ist. Ein erster Satz von Elektroden 22 ist auf dem Substrat gebildet, das von einer isolierenden Schutzauflage 24 bedeckt ist.

Wie Fig. 2 zeigt, umfaßt die Läufereinheit 40 einen Läufer 49, der auf der Unterseite des Hauptträger 12 in Längsrichtung gleitet, und sie umfaßt eine Meßgrößen-Aufnehmereinheit 70, die auf dem Läufer von der Oberseite des Hauptträgers 12 her montiert ist. Der Läufer 49 kann entlang des Hauptträgers 12 gleiten, indem er durch einen Druckstab 43 getragen wird, welcher in seiner Position durch ein Paar von Stellschrau­ ben 44 justiert wird, wobei Meßschnäbel 46, 48 am Ende des Läufers 49 angebracht sind und sich zusammen mit den Meßschnäbeln 26, 28, welche sich am Hauptträger 12 befinden, gegen einen Gegenstand anle­ gen, und wobei eine Tiefenstange 50 auf der oberen Oberfläche des Läufers 49 vorgesehen ist.

Die Meßgrößen-Aufnehmereinheit 70 besteht aus einem Substrat 76, wie etwa einer Leiterplatte, einer Abdeckkappe 90, die die Oberfläche des Substrats 76 bedeckt und einer nachgiebigen Dichtung 96, die zwischen die Abdeckkappe 90 und das Substrat 76 eingefügt ist. Die Abdeckkappe 90 umfaßt Schalter 65, 67 sowie eine Digitalanzeige 63. Das Substrat 76 umfaßt einen zweiten Satz von Elektroden 80, die auf seiner Unterseite gebildet sind, und sie umfaßt eine Meßanzeigeschaltung 82, die auf seiner Oberseite gebildet ist. Die Meßanzeigeschaltung 82 ist an den zweiten Satz von Elektroden 80 angeschlossen, um ein Signal auszugeben. Das ausgesandte Signal kehrt vom ersten Satz von Elektroden 22 zum zweiten Satz von Elektroden 80 zurück und wird dann von der Meß­ anzeigeschaltung 82 empfangen, wodurch der erste Satz von Elektroden 22 und der zweite Satz von Elektroden 80 kapazitiv miteinander ver­ bunden sind. Wenn sich daher der erste und der zweite Satz von Elek­ troden 22 und 80 relativ zueinander bewegen, wird der Grad der gegen­ seitigen Bewegung digital auf der Anzeige 63 angezeigt, nachdem eine Änderung der elektrostatischen Kapazität zwischen dem ersten Satz von Elektroden 22 und dem zweiten Satz von Elektroden 80 erfaßt worden ist.

Bei der obigen Struktur der Schieblehre besteht ein Luftspalt 98 zwi­ schen dem isolierenden Belag 24, welcher den ersten Satz von Elek­ troden 22 bedeckt, und einem isolierenden Überzug 84, der den zweiten Satz von Elektroden 80 bedeckt. Dieser Luftspalt 98 besitzt den Nachteil, daß Fluids, wie etwa kühlende oder schneidende Fluids, sowie Teilchen, welche sich in den Fluids befinden, in den Luftspalt infiltrieren, wenn die oben beschriebene Schieblehre in Werkstätten oder in anderen relativ verschmutzten Umgebungen verwendet wird.

Solche Verunreinigungen besitzen eine Dielektrizitätskonstante, die erheb­ lich größer als die Dielektrizitätskonstante von Luft ist. Das Elektroden­ muster wird fälschlich dadurch beeinflußt, daß die Verunreinigungen normalerweise den Spalt 98 füllen, statt daß die ersten und zweiten Elektroden 22 und 80 gegenseitig und präzise im nicht verschmutzten Zustand bewegt werden. Unter diesen Umständen kann die Schieblehre 10 keine genauen Messungen liefern. Weiter haben im Falle, daß die Verunreinigungen Widerstandscharakter haben, die Sprungwellensignale, welche von einem Satz von Elektroden 22 oder 80 ausgesandt werden, eine rasch abnehmende Amplitude, wenn sie über den Luftspalt 98 vom anderen Satz empfangen werden. Die Abfallrate der Sprungwelle ist eine Funktion der Zeitkonstante der elektrostatischen Kapazität zwischen dem ersten und dem zweiten Satz von Elektroden 22 und 80 sowie dem Widerstand der Verunreinigungen im Luftspalt 98. Bei Verunreinigungen mit relativ geringem Widerstand, wie etwa leitenden Fluids oder metalli­ schen Partikeln, kann die Zeitkonstante sehr kurz sein, was die gekoppel­ te Sprungwelle veranlaßt, zu schnell abzunehmen, um von der Meßanzei­ geschaltung 82 gemessen zu werden.

Der Nachteil von Verunreinigungen im Luftspalt 98 zwischen den Elek­ trodensätzen 22, 80 ist seit langem erkannt worden. Es sind Versuche unternommen worden, die Verunreinigungen daran zu hindern, Eingang in den Luftspalt 98 zu finden, und zwar durch Verwenden von Gleitdich­ tungen zwischen dem Substrat 76 und der Meßskala 16. Es sind auch Versuche unternommen worden, den genannten Nachteil durch Verringern der Größe des Luftspaltes 98 zu beseitigen, wodurch theoretisch die Menge an Verunreinigungen verringert wird, die im Luftspalt 98 enthal­ ten sein kann. Es sind sogar Versuche unternommen worden, den Ver­ unreinigungsnachteil dadurch zu minimieren, daß es dem ersten Satz von Elektroden 22 ermöglicht wird, auf dem zweiten Satz von Elektroden 80 über eine dünne, dielektrische Beschichtung hinwegzugleiten, wodurch versucht wird, den Luftspalt 98 insgesamt zu beseitigen.

Diese Lösungen haben aber bei der üblichen Schieblehrenkonfiguration nicht die gewünschte Zuverlässigkeit geschaffen, weil nach wie vor Ver­ unreinigungen in den Luftspalt 98 eintreten. Die Größe und die Gleit­ eigenschaft der Öffnung in den Luftspalt 98 machen es einer Gleitdich­ tung unmöglich, Verunreinigungen für unbegrenzte Zeit aus dem Luftspalt herauszuhalten. Das heißt, daß es den Verunreinigungen möglich ist, in das Innere des Luftspaltes 98 einzudringen. Partikelförmige Verunreini­ gungen üben entweder im Luftspalt 98 Kräfte aus, durch welche die Zwischenraumfläche im Luftspalt 98 erweitert wird und es einer dickeren Verunreinigungsschicht ermöglicht wird, die Messungen zu beeinflussen, oder in einigen Fällen werden teilchenförmige Verunreinigungen im Luftspalt verkeilt, wodurch ein unannehmbarer Widerstand oder Abrieb zwischen dem zweiten Satz von Elektroden 80 und der Skala 16 ver­ ursacht wird.

Eine der Möglichkeiten zum Schützen unterschiedlicher Präzisionsmeßvor­ richtungen gegen flüssige und teilchenförmige Verunreinigungen besteht darin, empfindliche Komponenten der Vorrichtungen gegen die äußere Umgebung abzudichten. Allerdings wurde es bisher nicht für möglich erachtet, den Luftspalt zwischen den Elektroden von kapazitiven Posi­ tions-Meßwertaufnehmern, die in Schieblehren verwendet werden, wirksam abzudichten, weil der den einen Satz von Elektroden tragende Läufer zwangsläufig über die Oberfläche der Skala gleiten muß, die den anderen Satz von Elektroden enthält. Daher ist der Luftspalt zwischen den beiden Sätzen von Elektroden inhärent der äußeren Umgebung ausgesetzt, was ständige Gelegenheit bietet, daß flüssige oder teilchenförmige Verunreini­ gungen eintreten.

Es ist ein Ziel der vorliegenden Erfindung, eine kapazitive Elektroden­ schieblehre zu schaffen, die eine vollständige Zuverlässigkeit bietet, selbst in schwierigsten Umgebungen, und zwar durch Fernhalten von teilchenför­ migen und flüssigen Verunreinigungen.

Es ist ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung, eine kapazitive Elektrodenschieblehre zu schaffen, die im wesentlichen die übliche Form, Handhabung und Griffigkeit der Schieblehre trotz der Merkmale beibe­ hält, die erforderlich sind, um Verunreinigungen in der Umgebung fernzuhalten.

Ein noch weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung besteht in der Schaf­ fung einer kapazitiven Elektrodenschieblehre, die gegen Umweltverschmut­ zungen unempfindlich ist, die kostengünstig ist, und die die Meßgenau­ igkeit unter normalen Benutzungsbedingungen nicht gefährdet.

Eine kapazitive Elektrodenschieblehre zum Messen eines Innenmaßes und eines Außenmaßes eines Gegenstandes ist dadurch gekennzeichnet, daß sie aufweist: einen langgestreckten Hauptträger mit einem Satz von Meß­ schnäbeln an einem Ende des Hauptträgers; ein Hohlraum bildendes Bauteil auf dem Hauptträger zum Bilden eines Hohlraums entlang der Längsrichtung des Hauptträgers; einen ersten Satz von Elektroden, die im Hohlraum vorgesehen sind, um ein Muster entlang der Längsrichtung des Hauptträgers zu bilden; einen zweiten Satz von Elektroden, die vorgese­ hen sind, um sich entlang der Längsrichtung des ersten Satzes von Elektroden im Hohlraum zu bewegen; einen Läufer mit Meßschnäbeln, die an den Gegenstand zusammen mit den Meßschnäbeln anstoßen, welche am Hauptträger vorgesehen sind, und wobei dieselben vorgesehen sind, um sich entlang der Längsrichtung des Hauptträgers zu bewegen; ei­ ne Kupplungseinrichtung zum Kuppeln des Läufers mit dem zweiten Satz von Elektroden, um den zweiten Satz von Elektroden zu veranlassen, sich entlang der Längsrichtung des ersten Satzes von Elektroden als Reaktion auf die Bewegung des Läufers zu bewegen; eine Dichtungs­ einrichtung zum Abdichten der Innenseite des Hohlraumes gegen die Außenseite im Kupplungszustand des Läufers und des zweiten Satzes von Elektroden, durch die genannte Kupplungseinrichtung; und eine elek­ trische Schaltungsanordnung, die die Verschiebung des Läufers auf dem Hauptträger erfaßt, auf der Basis der elektrostatischen Kapazität zwischen den genannten Sätzen von Elektroden, wobei die Vorrichtung an eine der Elektroden angeschlossen ist.

Gemäß der obigen Struktur sind der erste Satz von Elektroden und der zweite Satz von Elektroden in dem Hohlraum vorgesehen, der durch das hohlraumbildende Bauteil geschaffen wird, wobei der zweite Satz von Elektroden durch die Kuppeleinrichtung an den Läufer angeschlossen ist; und wobei der Hohlraum gegen die Außenseite durch die Dichteinrich­ tung abgedichtet ist, wodurch Fluids und teilchenförmige Verunreinigun­ gen am Eintritt von der Außenseite her in den Hohlraum gehindert werden. Die kapazitive Elektrodenschieblehre bietet also sichere Zuver­ lässigkeit in hoch belastenden Umgebungen.

Bei der wie vorerwähnt aufgebauten kapazitiven Elektrodenschieblehre können die Kupplungseinrichtungen so strukturiert werden, daß sie eine Kuppelstange aufweisen, die parallel zur Längsrichtung des Hauptträgers vorgesehen ist, um beide Enden der Kuppelstange aus dem Hohlraum durch Hindurchtreten durch den im Hauptträger vorgesehenen Hohlraum vortreten zu lassen, wobei die Kuppelstange mit dem zweiten Satz von Elektroden in einem mittleren Abschnitt der Kuppelstange verbunden ist, welche im Hohlraum plaziert ist und an den Läufer an demjenigen Ende der Kuppelstange angeschlossen ist, das aus dem Hohlraum vorragt. Daher ist die Kupplungseinrichtung, die den zweiten Satz von Elektroden und den Läufer miteinander verbindet, so aufgebaut, daß sie die Kuppel­ stange parallel zur Längsrichtung enthält, wodurch die kapazitive Elek­ trodenschieblehre die herkömmliche Form, Handhabung und Griffigkeit der Schieblehre im wesentlichen beibehalten kann.

Wenn die Kuppelstange eine Tiefenstange ist, die aus dem Ende des Hauptträgers vorragt, und wenn der Läufer mit einem Paar von Anbin­ dungsstangen versehen ist, die einen vom vorragenden Ende des Tauch­ stabes entfernt liegenden Abschnitt festhalten, wird die Tiefenstange zum Messen der Tiefe eines Loches als Kuppelstange benutzt, was zu niedri­ gen Kosten und einer einfacheren Struktur führt.

Die Kupplungseinrichtung kann so aufgebaut werden, daß sie eine Kup­ pelstange umfaßt, um durch den Hohlraum im Hauptträger hindurch­ zutreten und parallel zur Längsrichtung des Hauptträgers zu verlaufen, wobei die Kuppelstange an den zweiten Satz von Elektroden an einem Ende der Kuppelstange angeschlossen ist, welches im Hohlraum plaziert ist; und daß die Stange an den Läufer am anderen Ende der Kuppel­ stange angeschlossen ist, das außerhalb des Hohlraumes plaziert ist. Die Tiefenmessung des Loches kann also durch Einschieben des anderen Endes der aus dem Hohlraum in das Loch des Gegenstandes vorragen­ den Kuppelstange gemessen werden, mit dem Ergebnis, daß die Kuppel­ stange als Tiefenstange zur Messung der Tiefe des Loches benutzt wird. Dadurch wird die praktische Verwendbarkeit weiter verbessert.

Wie insoweit beschrieben, ist es wünschenswert, daß die Kuppelstange und der zweite Satz von Elektroden Steifigkeit nur in der Bewegungs­ richtung des zweiten Satzes der Elektroden aufweisen, und daß sie durch ein nachgiebiges Elastomerbauteil in der anderen Richtung angeschlossen sind. Weiter ist es wünschenswert, daß die Kuppelstange und der Läufer Steifigkeit nur in der Bewegungsrichtung des zweiten Satzes der Elek­ troden aufweisen, und daß sie durch ein nachgiebiges Elastomerbauteil in der anderen Richtung angeschlossen sind. Daher kann eine Verzerrung der Kuppelstange, usw. durch Biegung oder ein nachgiebiges Bauelement absorbiert werden, so daß der zweite Satz von Elektroden entlang der Längsrichtung des ersten Satzes von Elektroden mit einem hohen Genau­ igkeitsgrad bewegt werden kann.

Das den Hohlraum schaffende Bauteil kann so gestaltet sein, daß es eine Abdeckung aufweist, die einen auf der Oberseite des Hauptträgers vor­ gesehenen Hohlraum besitzt, um eine Vertiefung auf der Oberseite der Abdeckung entlang der Längsrichtung des Hauptträgers zu schaffen, und daß es ein auf die Abdeckung gesetztes Gehäuse besitzt, um den Hohl­ raum der Abdeckung zu schließen. In diesem Falle wird, wenn die Abdeckung und das Gehäuse aus Glasfasern enthaltendem Kunststoff bestehen, die Beständigkeit gegen Öl, wie etwa Schneidflüssigkeit oder Schmieröl, verbessert.

Der Hohlraum der Abdeckung kann über die halbe Länge des Hohl­ raums eine innere Nut aufweisen, die tiefer als der Hohlraum ist, wobei die innere Nut mit einem Kupplungsblock versehen ist, der in der inneren Nut gleitet, derart, daß der zweite Satz von Elektroden entlang der Längsrichtung des ersten Satzes von Elektroden bewegt wird. Wenn die Kupplungsvorrichtung so gestaltet ist, daß sie eine Kuppelstange besitzt, die im vertieften, entlang der Längsrichtung des Hauptträgers gebildeten Abschnitt vorgesehen ist, um sich in der Längsrichtung des eingeschnittenen Abschnittes zu bewegen, in welchem die Kuppelstange mit dem Kupplungsblock am Ende der Kuppelstange verbunden ist, welche in die innere Nut des Hohlraumes eingefügt ist und die am anderen Ende der Kuppelstange an den Kupplungsblock angeschlossen ist, kann in diesem Falle die kapazitive Elektrodenschieblehre die herkömm­ liche Form, Betriebsweise und Griffigkeit der Schieblehre beibehalten, weil die Kuppelstange, die den zweiten Satz von Elektroden und den Läufer verbindet, parallel zur Längsrichtung des Hauptträgers zwischen dem Hauptträger und der Abdeckung vorgesehen ist. Weiter gleitet bei der Bewegung des Läufers der Kupplungsblock durch die Wirkung der Kuppelstange in der inneren Nut, so daß der zweite Satz von Elektroden veranlaßt wird, sich entlang der Längsrichtung des ersten Satzes von Elektroden zu bewegen, wodurch der zweite Satz von Elektroden ge­ schmeidig entlang der Längsrichtung des ersten Satzes von Elektroden bewegt werden kann.

Im vorliegenden Falle können die Kuppelstange und der Läufer mitein­ ander durch eine Blattfeder verbunden werden. Wenn die Blattfeder so ausgebildet ist, daß sie eine dünne Platte einer U-förmigen Ebene bildet und einen mittleren Abschnitt aufweist, der an das Ende des Läufers angeschlossen ist, sowie ein Paar von Seitenabschnitten, die am Läufer befestigt sind, um einen geschätzten rechten Winkel an beiden Seiten des mittleren Abschnittes in gegenseitiger paralleler Lage zu schaffen, kann die Kuppelstange mit dem Läufer bei einem leichten Spiel zwischen dem Hauptträger und der Abdeckung angekuppelt werden. Weiter kann eine Verzerrung der Kuppelstange, und dergleichen, durch die Blattfeder absorbiert werden, so daß der zweite Satz von Elektroden entlang der Längsrichtung des ersten Satzes von Elektroden mit einem hohen Frei­ heitsgrad bewegt werden kann.

Es ist ratsam, daß der Hohlraum ein Verbindungsloch schafft, welches die Außenseite mit einem Belüftungselement verbindet, das im Verbin­ dungsloch vorgesehen ist, um das Ausfließen von Fluid zu verhindern, aber das Eintreten der Luft erlaubt. Wenn daher der zweite Satz von Elektroden entlang der Längsrichtung des ersten Satzes von Elektroden als Reaktion auf die Bewegung des Läufers bewegt wird, wird die Kup­ pelstange natürlich von der Innenseite des Hohlraumes zur Außenseite des Hohlraumes bewegt, wodurch der Luftdruck im Hohlraum gesteigert oder verringert wird. Im vorliegenden Falle wird die im Hohlraum befindliche Luft durch das Verbindungsloch zur Außenseite geblasen, und von der Außenseite wird Luft ins Innere geblasen, mit dem Ergebnis, daß der Luftdruck im Hohlraum auf einem gleichmäßigen Druck gehalten werden kann. Die durch eine Änderung des Druckes im Hohlraum verursachte Abnahme der Meßgenauigkeit kann also verhindert werden. Weiter ist das Verbindungsloch mit einem Belüftungselement versehen, das das Ausfließen von Fluid verhindert, jedoch das Eintreten von Luft erlaubt, wodurch der Hohlraum mit Sicherheit gegen das Eintreten von Fluids, wie etwa Kühl- oder Schneidflüssigkeiten, geschützt wird, wobei die oben erwähnten Funktionen beibehalten bleiben. Gemäß der bisheri­ gen Beschreibung ist es erwünscht, daß die Dichteinrichtung ein Abdicht­ element umfaßt, das mit einem Durchgangsloch in der Höhlung versehen ist, durch welches die Kuppelstange hindurchtritt. Weil der Hohlraum mit Sicherheit gegen die Außenseite abgedichtet werden kann, wobei die Kuppelstange am Läufer befestigt ist, werden Fluids und teilchenförmige Verunreinigungen am Eintreten in den Hohlraum von außen her gehin­ dert. Die kapazitive Elektrodenschieblehre gewährt daher sichere Zuver­ lässigkeit in stark kontaminierenden Umgebungen.

Weitere Merkmale, Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegen­ den Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen in Verbindung mit der Zeichnung. Darin zeigen:

Fig. 1 eine isometrische Ansicht einer herkömmlichen kapazitiven Elektrodenschieblehre, die einen kapazitiven Positions-Meßwert­ aufnehmer verwendet;

Fig. 2 ist eine zerlegte isometrische Ansicht der in Fig. 1 dargestellten kapazitiven Elektrodenschieblehre;

Fig. 3 ist eine schematische Querschnittsansicht der herkömmlichen kapazitiven Elektrodenschieblehre, geschnitten entlang der Linie 3-3 der Fig. 1;

Fig. 4 ist eine isometrische Ansicht der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;

Fig. 5 ist eine zerlegte isometrische Ansicht der ersten Ausführungs­ form;

Fig. 6(A) und (B) stellen jeweils entsprechend eine isometrische Draufsicht (A) und eine isometrische Unteransicht (B) der Hohlraumabdeckung dar; die einen abgedeckten Hohlraum der kapazitiven Elektro­ denschieblehre der ersten Ausführungsform bildet;

Fig. 7 ist eine isometrische Unteransicht des Aufbaus der kapazitiven Elektrodenschieblehre gemäß der ersten Ausführungsform;

Fig. 8 ist eine Querschnittsansicht der montierten Anbindungsstangen sowie der Tiefenstange der kapazitiven Elektrodenschieblehre gemäß der ersten Ausführungsform;

Fig. 9 ist eine isometrische Ansicht der kapazitiven Elektrodenschieb­ lehre einer zweiten Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung;

Fig. 10 ist eine zerlegte isometrische Ansicht der kapazitiven Elektro­ denschieblehre der zweiten Ausführungsform;

Fig. 11 ist eine schematische Querschnittsansicht, geschnitten entlang der Linie 11-11 der Fig. 9;

Fig. 12 ist eine isometrische Ansicht der kapazitiven Elektrodenschieb­ lehre einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;

Fig. 13 ist eine zerlegte isometrische Ansicht der kapazitiven Elektro­ denschieblehre der dritten Ausführungsform;

Fig. 14 ist eine geschnittene Seitenansicht eines Hauptträgers in der kapazitiven Elektrodenschieblehre der dritten Ausführungsform;

Fig. 15 ist eine isometrische Ansicht des Aufbaus des Hauptträgers, eines Läufers und einer Blattfeder in der kapazitiven Elektro­ denschieblehre gemäß der dritten Ausführungsform; und

Fig. 16 ist eine schematische Querschnittsansicht, geschnitten entlang der Linie 16-16 der Fig. 12.

Nachfolgend werden bevorzugte Ausführungsformen gemäß der vorliegen­ den Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben.

Erste Ausführungsform

Eine erste Ausführungsform ist in den Fig. 4 bis 8 dargestellt. Wie Fig. 4 zeigt, umfassen die Hauptelemente einer kapazitiven Elektrodenschieb­ lehre 100 gemäß der vorliegenden Erfindung einen Hauptträger 102, eine elektronische Einheit 124, eine Hohlraumabdeckung 140 und eine Läufer­ einheit 188.

Der Hauptträger 102 ist einstückig mit einem Paar von Meßschnäbeln 220, 226 gebildet, die am Ende des Hauptträgers 102 ausgebildet sind; und die elektronische Einheit 124 ist auf der Dachfläche des Haupt­ trägers 102 befestigt. Die elektronische Einheit 124 ist eine herkömmliche elektronische Anzeigeeinheit, die beispielsweise ein umkapseltes LCD- Displayfenster 126, umkapselte Schalter 128 sowie ein Druckschaltungssub­ strat bzw. eine Displayelektronik (nicht dargestellt) umfaßt, wobei alle diese Komponenten in einem Gehäuse 134 eingeschlossen sind. Das Gehäuse 134 enthält eine Energieversorgung (nicht dargestellt), wie etwa eine Batterie oder Solarzellen, und sie ist auf dem Hauptträger 102 mit Hilfe beispielsweise einer üblichen Befestigungseinrichtung oder Bondie­ rung befestigt.

Die Hohlraumabdeckung 140 ist so plaziert, daß sie unter der Rückseite des Hauptträgers 102 abschließt (während Fig. 4 nur den Endabschnitt der Hohlraumabdeckung 140 zeigt), und sie weist im Inneren einen Hohlraum (nicht dargestellt) auf.

Die Läufereinheit 188 umfaßt einen Läufer 190, der so gestaltet ist, daß er entlang des Hauptträgers 102 gleitet. Der Läufer 190 ist mit einem Paar von Meßschnäbeln 222, 228 ausgebildet, die sich zusammen mit dem Paar von Meßschnäbeln 220, 226 an einem Gegenstand anlegen; und sie ist mit einem Paar von Anbindungsstangen 200, 202 versehen. Eine Befestigungszone 210 zum Festklemmen eines Justierabschnittes 212 einer Tiefenstange 156 zum Ausmessen eines Loches ist an den End­ abschnitten der Anbindungsstangen 200, 202 gebildet.

Der innere Aufbau der Schieblehre 100 der Fig. 4 ist am deutlichsten in Fig. 5 dargestellt. Der Hauptträger 102 ist an seiner Rückseite mit einer Eintiefung 104 versehen, die entlang der Längsrichtung des Hauptträgers 102 gebildet ist, und in der eine Meßskala vorgesehen ist. Die Meßskala 106 umfaßt ein Substrat 108. Das Substrat 108 ist mit einem als Muster ausgebildeten ersten Satz von Elektroden 110 entlang der Längsrichtung des Hauptträgers auf der Rückseite des Substrats 108 versehen, sowie mit einem Schaltungsanschluß 111 auf der Oberfläche des Substrats 108. Der Schaltungsanschluß 111 ist an einen Elastomerstecker 120 ange­ schlossen. Der Elastomerstecker 120 erstreckt sich durch eine Öffnung 122 im Hauptträger 102, um sich mit einem Schaltungssteckerschuh (nicht dargestellt) zu vereinigen, der von der äußeren elektronischen Baueinheit 124 aus nach unten vorsteht, wenn die Anordnung 124 auf der oberen Oberfläche des Hauptträgers 102 montiert ist.

Die Hohlraumabdeckung 140 weist einen darin eingeschnittenen Hohl­ raum 142 auf, in welchem der Hohlraum 142 mit der Vertiefung 104 abgedichtet wird, die auf der Unterseite des Hauptträgers 102 gebildet ist, während der abgedeckte Hohlraum 142 so ausgebildet ist, daß er entlang der Längsrichtung des Hauptträgers 102 abgedichtet wird. Die Abdeckung 140 ist am Hauptträger 102 vorzugsweise allein mit einem Kleber befestigt, derart, daß der Hohlraum 142 durch eine wasserdichte Abdichtung vollständig um seine Peripherie herum geschützt ist. Alterna­ tiv kann die Abdeckung 140 am Hauptträger 102 durch herkömmliche Miniaturbefestiger (nicht dargestellt) angeschlossen und mit einer Profil­ dichtung 153 oder einem Abdichtmittel (nicht dargestellt) abgedichtet werden.

Die Abdeckung 140 (vgl. die Fig. 6(A) und 6(B)) ist mit einer langge­ streckten inneren Nut 146 und einem Durchtrittsloch 148 versehen, wobei das auf der Unterseite der Abdeckung 140 befindliche Durchgangsloch mit dem Ende der inneren Nut 146 in Verbindung steht. Das Durch­ gangsloch 148 ist so ausgebildet, daß es die permanente Einfügung einer herkömmlichen, reibungsarmen Miniaturlippendichtung 150 gestattet. Die Miniaturlippendichtung 150 ist zylindrisch ausgebildet und besitzt einen Lochdurchmesser; der so bemessen ist, daß er mit dem Durchmesser einer Tiefenstange 156 zusammenpaßt, derart, daß eine reibungsarme, wasserdichte und partikeldichte Abdichtung zwischen der Dichtung 150 und der Tiefenstange 156 gebildet wird.

Die Tiefenstange 156 wird durch die Lippendichtung 150 eingeschoben, so daß sie in der inneren Nut 146 gleiten kann. Die Tiefenstange 156 im Hohlraum 142 ist mit einem Substratkupplungsblock 182 über einen Flexor 172 mit einem einzelnen Steifigkeits-Freiheitsgrad (in axialer Richtung) verbunden. Der Kupplungsblock 182 ist am Substrat 170 beispielsweise durch eine Stellschraube 173 oder einen Kleber befestigt. Das Substrat 170, bei dem es sich um eine Leiterplatte handeln kann, trägt einen zweiten Satz von Elektroden 176, die in einem Muster angeordnet sind, welches sich entlang der Längsrichtung des Substrats 170 auf dessen Oberfläche erstreckt. Der zweite Satz von Elektroden 176 auf dem Substrat 170 wirkt mit dem ersten Satz von Elektroden 110 auf einem Substrat in herkömmlicher Weise zusammen, um eine Anzeige der Position des Substrats 170 entlang der Längsrichtung des Substrats 108 zu liefern.

Das Substrat 170 kann von außerhalb des Hohlraumes 142 her durch Bewegen der Tiefenstange 156 axial durch die Lippendichtung 150 hin­ durch, betätigt werden. Einer der Elektrodensätze oder beide Sätze von Elektroden 110, 176 kann mit einer dünnen Schicht (nicht dargestellt) eines Materials überzogen werden, das eine elektrische Isolierung liefert, die die Reibung verringert und eine Gleitverschleißoberfläche schafft.

Der Flexor 142 ist eine im Ruhezustand geradlinige Struktur. Der Flexor 172 liefert zwei Funktionen: da er axial (in der Bewegungsrichtung des zweiten Satzes von Elektroden 176) steif ist, aber nachgiebig in anderen Richtungen, kann er erstens das Substrat 170 entlang der Längsrichtung der Meßskala 106 mit einem hohen Genauigkeitsgrad bewegen. Zweitens kann der Flexor 172 Fehlausrichtungen der Tiefenstange 156, des Hohl­ raumes 142 und des Substrats 170 ohne Induzieren hoher Spannungs­ beanspruchungen aufnehmen. Eine Vorspannfeder 184 ist am Substrat 170 befestigt; und wenn sie montiert ist und gegen eine Oberfläche im Hohlraum 142 andrückt, preßt sie das Substrat 170 nachgiebig an, wenn es entlang der Meßskala 106 gleitet.

Die Ränder des Substrats 170 befinden sich in gleitendem Kontakt mit der Oberfläche der Seite des Hohlraumes 142. Das Substrat 170 wird durch die untere Oberfläche der Meßskala 106 auf ihrer Oberseite, sowie durch eine Seite des Hohlraumes 142 auf seiner unteren Seite geführt. Das Substrat 170 ist somit in Richtung zweier Achsen gebunden, um sicherzustellen, daß beide Sätze von Elektroden 110, 176 in der richtigen Flucht bleiben, wenn sich das Substrat 170 entlang der Meßskala 106 bewegt. Der Flexor 172 kann in ein axiales Loch im Ende des Tiefen­ stabes 156 eingeschoben und darin befestigt werden, und dies kann in entsprechender Weise in einem Loch im Substrat des Kupplungsblockes 182 geschehen. Der Kupplungsblock 182 kann auch einen Abschnitt auf­ weisen, der als Gleitlager arbeitet, wenn er gegen die Oberflächen der inneren Nut 146 unter den Federkräften des Flexors 172, der Vorspann­ feder 184 und den Kräften steht, die durch irgendeine Fehlausfluchtung der Tiefenstange 156 hervorgerufen werden.

Die Läufereinheit 188 umfaßt einen Läufer 190. Der Läufer 190 ist so gestaltet, daß er entlang des Hauptträgers 102 gleitet, wobei seine Füh­ rungskante 192 den sich mit ihr vereinigenden Seitenrand des Haupt­ trägers 102 berührt, wie dies für eine genaue Operation der Schieblehre 100 erforderlich ist. Ein Druckstab 143 ist zwischen den Führungsrand 192 und den anderen Rand des Hauptträgers 102 eingefügt, wobei die Position des Druckstabes 243 durch ein Paar von Stellschrauben 241 justiert wird. Der Läufer 190 ist so ausgebildet, daß er gegen alle äuße­ ren Wände der Hohlraumabdeckung 140 ein Spiel schafft; und er ist weiter mit Anbindungsstangen 200, 202 entlang der Hohlraumabdeckung 140 versehen. Die Anbindungsstangen 200, 202 verlaufen parallel und in der Nähe der äußeren Wände des inneren Hohlraums 146, wobei sie vorzugsweise so dicht wie möglich zu den Außenwänden der inneren Nut hin positioniert sind, jedoch genügend Spiel belassen, so daß sie nicht mit den äußeren Wänden in Berührung kommen, auch nicht während der Betätigung der Schieblehre.

Es ist wünschenswert, das Paar der Anbindungsstangen 200, 202 so dicht wie möglich gegeneinander zu positionieren, so daß, wenn der Tiefenstab 156 in Betrieb ist, die Anbindungsstangen 200, 202 sich in das Loch mit dem kleinstmöglichen Durchmesser erstrecken, wodurch die Brauchbarkeit der Schieblehre 100 zum Messen enger Löcher gesteigert wird, die tiefer sind, als der Abstand vom Ende 214 des Tiefenstabes 146 zum Justier­ abschnitt 212.

Die neutrale Biegeachse des Tiefenstabes 156 ist vorzugsweise so positio­ niert, daß sie sich mit der neutralen Biegeachse des Gesamtquerschnittes der Anbindungsstangen 200, 202 deckt, wie in Fig. 8 dargestellt. Bei der vorliegenden Ausführungsform verläuft der zusammengesetzte bzw. gesam­ te Querschnitt der Anbindungsstangen 200, 202 symmetrisch in den beiden Hauptbiegeachsen; und der Querschnitt der Tiefenstange 156 ist kreisförmig, so daß die Mitte des Tiefenstabes 156 so positioniert wird, daß sie sich mit dem Schnittpunkt einer Ebene 152 in der Mitte zwi­ schen den Anbindungsstangen 200, 202 und einer Ebene 252 trifft, welche die Mitten der individuellen Anbindungsstangen 200, 202 vereinigt.

Die Konfiguration bewirkt eine sichere Genauigkeit der Schieblehre 100 dadurch, daß sie gegen ein Verbiegen der Anbindungsstangen 200, 202 sowie des Tiefenstabes 156 in jeder Richtung relativ unempfindlich ist. Wenn der Tiefenstab 156 nicht mit der neutralen Gesamtachse der Anbindungsstangen 200, 202 zusammenfällt, würde das Verbiegen der Anbindungsstangen 200, 202 und des Tiefenstabes 156 tatsächlich eine axiale Verschiebung des Tiefenstabes 156 verursachen, der nicht mit der Bewegung des Läufers 190 in Beziehung steht und daher einen Meß­ fehler verursachen würde. Für Fachleute ist es jedoch klar; daß bei einigen Konfigurationen, bei denen die neutralen Achsen des Tiefenstabes 156 und der Anbindungsstange(n) 200, 202 nicht zusammenfallen, Bie­ gungsfehlerwirkungen wie die oben beschriebenen leichter als ein Typ des "Abbe-Fehler" analysiert werden können.

Ein Endanschlag 230 ist starr am Hauptträger 102 in der Nähe eines Endes 216 befestigt, um den Läufer 190 daran zu hindern, während des Benutzens versehentlich am Ende des Hauptträgers 102 auszutreten. Der Endanschlag 230 tendiert außerdem dahin, eine genaue Fluchtung des Tiefenstabes 156 und der Anbindungsstangen 200, 202 zu bewirken, und er schützt sie gegen unbeabsichtigte Beschädigung, indem er die Hohl­ raumabdeckung 140 für den Hauptträger 102 begrenzt.

Gemäß der ersten Ausführungsform ist der zweite Satz von Elektroden 176 mit dem Läufer 190 über den Tiefenstab 156 verbunden, der durch den Hohlraum 142 läuft, welcher den ersten Satz von Elektroden 110 und den zweiten Satz von Elektroden 176 in seinem Inneren vorsieht, und weiter ist die Lippendichtung 150 im Durchgangsloch 148 des Hohl­ raumes 142 vorgesehen, durch welches der Tiefenstab hindurchtritt, d. h. daß das Innere des Hohlraumes 142 gegen die Außenseite abgedichtet ist, wodurch teilchenförmiges Material oder Fluide daran gehindert werden, von außen her ihren Weg in das Innere des Hohlraumes 142 zu finden. Daher wird die Zuverlässigkeit der Schieblehre beibehalten, selbst wenn sie in einer schwierigen Situation benutzt wird. Weiter kann im Falle, daß der Läufer 190 bewegt wird, die Lippendichtung 150 das Innere des Hohlraumes 142 abdichten, während er gleichzeitig fortfährt, den Tiefenstab 156 zu verschieben, wodurch teilchenförmige Stoffe oder Fluide daran gehindert werden, von außen her ihren Weg in das Innere des Hohlraumes 142 zu finden, selbst nicht während des Bewegungsvor­ ganges des Läufers 190.

Der zweite Satz von Elektroden 176 und der Läufer 190 sind mitein­ ander unter Benutzung des Tiefenstabes 156 zum Messen der Tiefe eines Loches verbunden. Und das Vorsehen des Paares der Anbindungsstangen 200, 202 zum Befestigen der Justierposition 212 im Abstand vom vor­ ragenden Ende des Tiefenstabes 156 zum Läufer 190 führt zu einer einfachen Struktur und zu niedrigen Kosten. Darüber hinaus behält diese Struktur die herkömmliche Form, Betriebsweise und Griffigkeit der im wesentlichen beibehaltenen Schieblehre bei.

Zweite Ausführungsform

Die Fig. 9 bis 11 zeigen eine zweite Ausführungsform. Eine Schieblehre 600 entsprechend der zweiten Ausführungsform umfaßt einen Hauptträger 602 herkömmlicher Konfiguration, auf dem eine langgestreckte Eintiefung 605 entlang ungefähr der Hälfte der Längsrichtung des Hauptträgers 602 sowie ein langgestreckter Schlitz 698 angebracht sind, wobei letzterer vollständig durch den Träger 602 über den größten Teil der verbleiben­ den Länge geführt ist. Ein Durchgangsloch 609 ist in einer Wand zwi­ schen den Enden der Eintiefung 605 und dem Schlitz 698 gebildet. Der Innendurchmesser des Durchgangsloches 609 reicht aus, um ein reichli­ ches Spiel für eine Kuppelstange 656 zu schaffen. Die Breite des Schlit­ zes 698 reicht aus, um ein reichliches Spiel für einen Verankerungsstift 696 zu schaffen. Die Länge und Position des Schlitzes 698 sind so gewählt, daß es Paaren von Meßschnäbeln 622, 620, 627, 626 erlaubt, sich gegenseitig zu begegnen, wenn sich die Schieblehre in der Null­ position befindet, und sie reicht aus, um den Ankerstift 696 in einem Bereich zu bewegen, der mit dem gewünschten Meßbereich für die Schieblehre 600 zusammentrifft.

Eine Meßskala 606, die durch ein isolierendes Substrat 609 gebildet ist, weist einen ersten Satz von Elektroden 610 auf, welche ein entlang der Unterseite des isolierenden Substrates 608 erstreckendes Muster bilden, sowie einen Schaltungsanschluß 611, der auf dem oberen Ende des Substrates 608 gebildet ist. Der Schaltungsanschluß 611 ist an einen Elastomerstecker 621 angeschlossen. Der Elastomerstecker 621 kann so angeordnet werden, daß er von dem Schaltungsanschluß 611 und den Schaltungssteckerschuhen (nicht dargestellt) angedrückt wird, welche von einer zweiseitigen Schaltungsplatte 630 vorstehen, die Teil einer elek­ tronischen Anordnung 624 ist, wodurch alle erforderlichen elektrischen Verbindungen hergestellt werden, wenn die Meßskala 606 gegen ein Gehäuse 634 gepreßt und an Ort und Stelle bondiert wird.

Das Substrat 670, bei dem es sich um eine Leiterplatte handeln kann, trägt einen zweiten Satz von Elektroden 676, die in einem Muster angeordnet sind, welches sich entlang der Längsrichtung des Substrates 670 auf dessen Oberfläche erstreckt. Der zweite Satz von Elektroden 676 auf dem Substrat 670 wirkt mit dem ersten Satz von Elektroden 610 auf dem Substrat 608 in herkömmlicher Weise zusammen, um eine Anzeige der Position des Substrates 670 entlang der Länge des Substrates 608 zu liefern. Das Substrat 670 kann von außerhalb des Hohlraumes 642 her durch Bewegen der Kuppelstange 656 betätigt werden.

Einer der Elektrodensätze oder beide Sätze von Elektroden 610, 676 können mit einer dünnen Materialschicht (nicht dargestellt) überzogen sein, um eine elektrische Isolation zu schaffen, die Reibung zu verringern und eine Gleitverschleißoberfläche zu bilden.

Die elektronische Anordnung 624 ist eine herkömmliche elektronische Anzeige- bzw. Displayanordnung, die ein umkapseltes LCD-Displayfenster 629, umkapselte Schalter 628 sowie ein Druckschaltungssubstrat mit herkömmlichen Schaltungen 630 für die Meßwertaufnehmer-Signalverarbei­ tung und die Anzeige umfaßt, wobei alle Komponenten in einem Gehäu­ se 634 montiert sind. Die Energieversorgung kann durch Batterien oder Solarzellen (nicht dargestellt) bereitgestellt werden, die innerhalb des Gehäuses 634 untergebracht sind.

Eine Hohlraumabdeckkappe 640 ist mit einer Vertiefung 642 über den größten Teil seiner Länge versehen, wie dargestellt. Die Breite und Länge der Vertiefung 642 sind so gewählt, daß die Breite das Substrat 670 aufnimmt und die Länge das Substrat 670 veranlaßt, sich in Längs­ richtung zu bewegen. Die Tiefe der Vertiefung 642 ist so gewählt, daß sie Platz für das Substrat 670 und eine Vorspannfeder 684 bietet, die am Substrat 670 befestigt ist, derart, daß die Meßskala 606 das Substrat 670 bedeckt.

Eine verlängerte innere Nut 646 ist annähernd über die Hälfte der Innenseite der Hohlraumabdeckung 642 so gebildet, daß sie tiefer als die Hohlraumabdeckung 642 ist, wobei Durchgangslöcher 648 und 649 an beiden Enden der inneren Nut 646 angebracht sind. Die Durchgangs­ löcher 648 und 649 sind so gestaltet, daß sie die permanente Einfügung von reibungsarmen Miniaturlippendichtungen 650 und 651 aufnehmen. Die Lippendichtungen 650 und 651 sind zylindrisch ausgebildet, und jede besitzt einen Lochdurchmesser; der so gewählt ist, daß er mit dem Durchmesser einer Kuppelstange 656 zusammenpaßt, derart, daß eine reibungsarme, wasserdichte und teilchendichte Dichtung zwischen den Dichtungen 650, 651 und der Kuppelstange 656 gebildet wird.

Die innere Nut 646 ist mit einem Kupplungsblock 682 versehen, der sich bewegen kann. Der Kupplungsblock 682 ist an einer Vorspannfeder 684 durch einen Kupplungsflexor 683 mit einem einzelnen Steifefreiheitsgrad befestigt, der in axialer Richtung steif sein kann. Der Kupplungsflexor 683 stellt bei der bevorzugten Ausführungsform zwei Funktionen bereit: da er in axialer Richtung steif ist (in der Bewegungsrichtung des zweiten Satzes der Elektroden 676), und da er in anderen Richtungen nachgiebig ist, kann er erstens das Substrat 670 (über eine starr befestigte Vor­ spannfeder 684) entlang der Längsrichtung der Meßskala 606 mit einem hohen Genauigkeitsgrad betätigen. Zweitens kann der Kupplungsflexor 683 Fehlausrichtungen der Kuppelstange 656, des Hohlraumes 642, der Nut 646 und des Substrates 670 ohne Einbringen einer hohen Spannungs­ belastung aufnehmen. Der Kupplungsflexor 683 kann durch herkömmliche Maßnahmen an der Vorspannfeder 684 und am Kupplungsblock 682 befestigt werden, wie etwa durch Widerstandsschweißen. Die Vorspann­ feder 684 ist starr klebend am Substrat 670 bondiert, und zwar an dem dem Kupplungsblockende entgegengesetzten Ende der Vorspannfeder. Wenn sie montiert ist und gegen die Oberfläche 647 im Hohlraum 642 angedrückt wird, wird das Substrat 670 nachgiebig gegen die untere Oberfläche des Substrates 608 vorgespannt.

Während der Montage ist der Kupplungsblock 682 (mit seinem daran befestigten Kupplungsflexor 683, der Vorspannfeder 684 und dem Substrat 670) in der in den Fig. 10 und 11 dargestellten Orientierung positioniert, so daß das Durchgangsloch 685 des Kupplungsblockes in der Nut 646 zentriert ist. Die Kuppelstange 656 wird dann durch die Lippendichtung 650, das Durchgangsloch 685 des Kupplungsblockes 682 und die Lippen­ dichtung 651 zur Außenseite hin eingeschoben, so daß sie in Längs­ richtung entlang der inneren Nut 646 gleiten kann. Ein Kupplungs­ abschnitt 617 der Kuppelstange 656 innerhalb der Nut 646 wird dann starr mit Hilfe eines geeigneten herkömmlichen Klebers am Durchgangs­ loch 685 des Kupplungsblockes 682 bondiert.

Nutenförmig ausgebildete Außenwände 644, die die innere Nut 646, mit Ausnahme der Durchgangslöcher 648 und 649, umgeben, sind so ausgebil­ det, daß sie in der Vertiefung 605 auf der Unterseite der Hohlraum­ abdeckung 640 untergebracht werden können. Die nutenförmig ausgebilde­ ten Außenwände 644 sind vorzugsweise so dünn wie praktikabel ausgebil­ det, wie es durch die Stärke und die Herstellungsverfahren der Hohl­ raumabdeckung 640 bestimmt ist, wobei sie aus herkömmlichem Gießharz hergestellt werden können. Die nutenförmig ausgebildeten Außenwände 644 enden in der Weise, daß sie mit den Enden einer verlängerten Eintiefung 605 zusammentreffen und sich nicht über einen Abschnitt 645 der Hohlraumabdeckung 640 hinaus erstrecken. Die Kuppelstange 656, der Flexor 672 und der Verankerungsstift 696 können sich also frei ohne Störung im Schlitz 698 unter der Unterseite des Abschnittes 645 der Hohlraumabdeckung 640 bewegen. Der Flexor 672 ist ein Flexor mit einer Steifigkeit des ersten Freiheitsgrades und in axialer Richtung steif. Der Flexor 672 kann in ein axiales Loch im Ende der Kuppelstange 656 eingefügt und bondiert werden, und gleichermaßen auch in einem Loch im Verankerungsstift 696. Der Flexor 672 kann durch Verschraubung anstelle des oben erwähnten Verfahrens befestigt werden.

Der Flexor 672 befindet sich in einer im Ruhezustand geradlinigen Konfiguration. Der Flexor 672 besitzt zwei Funktionen: da er axial steif ist (in der Bewegungsrichtung des zweiten Satzes der Elektroden 676), während er in den anderen Richtungen nachgiebig ist, kann er das Substrat 670 (durch die Vorspannfeder 684 befestigt) entlang der Längs­ richtung der Meßskala 606 mit einem hohen Genauigkeitsgrad bewegen. Zweitens kann der Flexor 672 Fehlausrichtungen der Kuppelstange 656, des Hohlraumes 642, der inneren Nut 646 und des Substrates 670 ohne Einbringen hohen Spannungsbelastung aufnehmen.

Die Läufereinheit 688 umfaßt einen Läufer 690, der so gestaltet ist, daß er entlang des Hauptträgers 602 gleitet, wobei seine Führungskante 692 die sich mit ihr vereinigende Seitenkante des Hauptträgers 602 berührt. Ein Druckstab 643 ist zwischen die Führungskante 692 und die andere Seitenkante des Hauptträgers 602 eingefügt, wobei der Druckstab 643 in dieser Position mit Stellschrauben 641 justiert wird. Die Läufereinheit 688 ist mit einem Verankerungsstiftloch 695 versehen, wobei das Loch einen Verankerungsstift 696 aufnimmt. Die Läufereinheit 688 kann also auf dem Hauptträger 602 positioniert werden, und der Verankerungsstift 696 kann im Verankerungsstiftloch 695 befestigt werden, wodurch die starre mechanische Kupplungsverbindung vervollständigt wird.

Die untere Seite des Gehäuses 634 ist gegen die Hohlraumabdeckung 640 abgedichtet, wodurch ein abgedichteter und abgedeckter Hohlraum 642 gebildet wird. Die Hohlraumabdeckung 640 ist am Gehäuse so befestigt, daß der Hohlraum 642 durch beispielsweise eine Profildichtung 653 oder ein Dichtungsmittel (nicht dargestellt) vollständig um ihre Peripherie herum isoliert bzw. geschützt ist. Die Hohlraumabdeckung 640 kann am Gehäuse 634 durch Einschieben herkömmlicher Miniaturbefesti­ ger (nicht dargestellt) durch Relieflöcher 607a und dann in einer Viel­ zahl von Sätzen ausgefluchteter Löcher 607c und 607b und in Gewinde­ löcher (nicht dargestellt) auf der Unterseite des Gehäuses 643 ange­ schlossen werden. Die Hohlraumabdeckung 640 kann durch einen Kleber am Hauptträger 602 bondiert werden.

Bei der beschriebenen Struktur bleibt der Abschnitt 658 der Kuppel­ stange 656 außerhalb der Lippendichtung 651, wenn die Meßschnäbel 620, 622 und die Meßschnäbel 626, 627 offen stehen. Wenn die Meß­ schnäbel 620, 622 oder die Meßschnäbel 626, 627 im Anschlag stehen, liegt das Ende 614 der Kuppelstange 656 bündig mit dem Ende 616 des Hauptträgers 602, was der Nulltiefe entspricht. Durch Anlegen des Endes des Hauptträgers 602 an einen Gegenstand, und durch Einschieben des Kuppelstabes 656 in ein Loch des Gegenstandes, kann die Lochtiefe durch die Schieblehre 600 gemessen werden. Bei der Schieblehre 600 gemäß der Ausführungsform besitzt also die Kuppelstange 656 einen Abschnitt 658, der in genau gleicher Weise arbeitet, wie ein herkömm­ licher Tiefenstab einer üblichen Schieblehre.

Gemäß der zweiten Ausführungsform kann der Flexor 672 zusätzlich zu der bei der ersten Ausführungsform beschriebenen Wirkung Fehlausrich­ tungen von beispielsweise der Kuppelstange 656 durch Verbinden des Endes der Kuppelstange 656 durch den Flexor 672 hindurch am Läufer 690 aufnehmen, wodurch der zweite Satz von Elektroden 676 entlang der Längsrichtung des ersten Satzes von Elektroden 610 mit einem hohen Genauigkeitsgrad bewegt werden kann. Darüber hinaus kann das Ver­ binden durch Befestigen des Verankerungsstiftes 696 im Verankerungs­ stiftloch 695 des Läufers 690 erleichtert werden, wodurch eine leichte Montage geschaffen wird.

Durch Einfügen des Endes 614 des Kuppelstabes 656, der zur Außenseite des Hohlraumes 642 hin vorragt, in das Loch, kann die Lochtiefe gemes­ sen werden, wodurch die Kuppelstange 656 auch als Tiefenstab zum Messen einer Lochtiefe benutzt werden kann. Daher kann die Brauch­ barkeit weiter gesteigert werden.

Dritte Ausführungsform

Eine dritte Ausführungsform ist in den Fig. 12 bis 16 dargestellt. Eine Schieblehre 700 gemäß der dritten Ausführungsform umfaßt einen Haupt­ träger 702 üblicher Gestalt. Der Hauptträger 702 ist einstückig mit Meßschnäbeln 720, 726 am Ende des Hauptträgers 702 ausgebildet und weist eine Vertiefung 704 entlang seiner gesamten Länge in Längsrich­ tung auf.

Eine Meßskala 706 ist auf einem isolierenden Substrat 708 angebracht, bei dem sich ein erster Satz von Elektroden 710 unter Bildung eines Musters entlang der Unterseite des isolierenden Substrates 708 erstreckt, wobei ein Schaltungsanschluß auf der Oberfläche des Substrates 708 gebildet ist. Der Schaltungsanschluß 711 ist an einen Elastomerstecker 712 angeschlossen. Der Elastomerstecker 712 kann so positioniert werden, daß er zwischen den Schaltungsanschluß 711 und die Schaltungsstecker­ schuhe (nicht dargestellt) gedrückt wird, die von einer zweiseitigen Schaltungsplatte 730 vorragen, welche Bestandteil einer elektronischen Anordnung 724 ist, wodurch alle erforderlichen elektrischen Verbindungen hergestellt werden, wenn die Meßskala 706 gegen ein Gehäuse 734 gedrückt und an Ort und Stelle bondiert wird.

Das Substrat 770, bei dem es sich um eine Leiterplatte handeln kann, trägt einen zweiten Satz von Elektroden 776, die in einem Muster angeordnet sind, welches sich entlang der Längsrichtung des Substrates 770 auf dessen oberer Oberfläche erstreckt. Der zweite Satz von Elek­ troden 776 auf dem Substrat 770 wirkt mit dem ersten Satz von Elek­ troden 710 auf dem Substrat 708 in herkömmlicher Weise zusammen, um eine Anzeige der Position des Substrates 770 entlang der Länge des Substrates 708 anzuzeigen.

Die elektronische Einheit 724 ist eine herkömmliche elektronische Dis­ playeinheit, die ein umkapseltes LCD-Displayfenster 729, umkapselte Schalter 728 und ein Druckschaltungssubstrat mit herkömmlichen elek­ tronischen Schaltungen 730 für die Meßwertaufnehmer-Signalverarbeitung und das Display umfaßt, wobei alle Komponenten in einem Gehäuse 734 vereinigt sind. Die Energieversorgung kann durch Batterien oder Solarzel­ len (nicht dargestellt) erfolgen, die im Gehäuse 734 untergebracht sind.

Wie in der Zeichnung dargestellt, ist eine langgestreckte Vertiefungs­ abdeckung 740, die auf der oberen Oberfläche des Hauptträgers 702 angeordnet ist, mit einer über den größten Teil seiner Länge verlaufen­ den Eintiefung 742 versehen. Die Breite und Länge der Vertiefung 742 sind so gewählt, daß die Breite das Substrat 770 aufnimmt, und daß die Länge 770 die Bewegung in Längsrichtung ermöglicht. Die Tiefe der Ein­ tiefung 742 ist so gewählt, daß sie das Substrat 770 und eine Vorspann­ feder 784 aufnimmt, die am Substrat 770 befestigt ist, derart, daß das Substrat 708 auf dem Substrat 770 liegt.

Eine langgestreckte innere Nut 746 ist über annähernd die Hälfte der Innenseite der Hohlraumabdeckung 742 so gebildet, daß sie tiefer als die Hohlraumabdeckung 742 ist, in der sich ein Durchgangsloch 748 an einem Enden (Innenseite) der inneren Nut 746 öffnet. Das Durchgangs­ loch 748 ist so gestaltet, daß es die permanente Einfügung einer rei­ bungsarmen Miniaturlippendichtung 750 ermöglicht. Die Lippendichtung 750 ist zylindrisch ausgebildet, und beide besitzen einen Lochdurchmesser; der so gewählt ist, daß er sich mit dem Durchmesser einer Kuppelstange 756 ergänzt, derart, daß eine reibungsarme, wasserdichte und teilchen­ dichte Abdichtung zwischen der Dichtung 659 und der Kuppelstange 756 gebildet wird.

Wie in Fig. 14 dargestellt, sind auf der Unterseite der Vertiefungsab­ deckung 740 mit einer Nut versehene Außenwände 744 entlang der halben Länge der Vertiefungsabdeckung 740 in Längsrichtung ausgebildet, welche die innere Nut 746, mit Ausnahme des Durchgangsloches 748, vollständig umschließen und in die Vertiefung 704 passen; und auf der anderen Seite der Vertiefungsabdeckung 740 ist ein Vorsprung 761 gebildet. Durch Aufnehmen der mit Nut versehenen äußeren Wände 744 der Vertiefungsabdeckung 740 in der Vertiefung 704 des Hauptträgers 702, sowie durch Anlegen des Vorsprunges 761 an die obere Oberfläche des Hauptträgers 702, welcher vom Vorsprung 761 aus an den Haupt­ träger 102 durch ein Paar von Anschlagschrauben 762 (vgl. Fig. 13) angeschraubt wird, wird ein Spielraum- bzw. Zwischenabstandsbereich 763 zwischen der Oberfläche des Hauptträgers 702 und der Vertiefungsab­ deckung 740 entlang des Bereiches einer Länge D gebildet. Dabei wird die durch den Zwischenabstandsbereich 763 geschaffene Länge D größer bemessen als der Bereich, den die Schieblehre wirksam mißt.

Übrigens bestehen die Vertiefungsabdeckung 740 und das Gehäuse 734 aus Kunstharz mit Glasfasern, die gegen Öl, wie etwa Schneidöl oder Schmieröl beständig ist.

Ein Kupplungsblock 782 ist beweglich in der inneren Nut 746 der Hohl­ raumabdeckung 740 gelagert. Der Kupplungsblock 782 ist an der Vor­ spannfeder 784 und dem Substrat 770 befestigt und mit dem Ende des Kuppelstabes 756 verbunden, der sich durch den Einschnitt 704 im Hauptträger 702 zwischen dem Hauptträger 702 und der Hohlraumab­ deckung 740 erstreckt. Im einzelnen ist die Kuppelstange 756 von der Unterseite der Vertiefungsabdeckung 740 her durch die Lippendichtung 750 in die innere Nut 746 eingefügt, und sie ist dann am Kupplungs­ block 782 befestigt. Das andere Ende der Kuppelstange 756 ist durch eine Blattfeder 772 am Läufer 795 befestigt.

Wie in den Fig. 14 und 15 dargestellt, wird es im Zwischenabstands­ bereich 763 zwischen der oberen Oberfläche des Hauptträgers 702 und der Unterseite der Vertiefungsabdeckung 740 der Blattfeder 772 erleich­ tert, am Läufer 790 über die Breitenoberfläche des Hauptträgers 702 befestigt zu werden, und es ist ihr möglich, sich im Zwischenabstands­ bereich 763 als Reaktion auf die Bewegung des Läufers 790 zu bewegen. Die Konfiguration der Blattfeder 772 ist ein U-förmiges Flachteil, besteht aus einem Mittelabschnitt 772A, der sich an das Ende der Kuppelstange 756 anschließt, und einem Paar von Seitenabschnitten 772B, die auf der Oberfläche des Läufers 790 befestigt sind, derart, daß sie sich unter einem annähernd rechten Winkel an beiden Enden des mittleren Ab­ schnittes 772A parallel zueinander erstrecken. Daher ist die Blattfeder 772 in der Bewegungsrichtung des zweiten Satzes von Elektroden 776 steif, während sie in der anderen Richtung des Flachteiles nachgiebig ist, so daß sie das Substrat 770 entlang der Längsrichtung der Meßskala 706 mit einem hohen Genauigkeitsgrad betätigen kann.

Eine Abkröpfung bzw. ein Aufnehmer 772C ist nach unten hin (in den Einschnitt 704) in der Mitte des Mittelabschnittes 772A abgebogen, um das Ende der Kuppelstange 756 aufzunehmen. Die Kuppelstange 756 ist also im Einschnitt 704 auf dem Hauptträger 702 untergebracht. Ein Radiusabschnitt 772D ist so ausgebildet, daß er zum Inneren des U- Formteils an einer Ecke zwischen dem Mittelabschnitt 772A und dem Paar von Seitenabschnitten 772B umbiegt. Selbst wenn sich der Läufer 790 in Fig. 15 nach links hin bewegt, wird daher die Bewegung des Läufers 790 zum Ende hin erleichtert, da die Ecke (der Radiusabschnitt 772D) der Blattfeder 772 nicht mit dem Vorsprung 761 der Vertiefungs­ abdeckung 740 in Berührung kommt.

Der Läufer 790 besitzt Meßschnäbel 722, 727, die sich durch die Meß­ schnäbel 720, 726 am Hauptträger 702 gegen einen Gegenstand anlegen, wobei der Läufer entlang des Hauptträgers 702 gleitet, während seine Gleitkante 792 anliegt. Der Druckstab 743 wird zwischen der Führungs­ kante 792 und der anderen Seite des Hauptträgers 702 eingefügt, und seine Position wird durch ein Paar von Stellschrauben 741 justiert. Der Läufer 788 kann also auf dem Hauptträger 702 positioniert werden, und die Blattfeder 772 kann am Läufer 790 befestigt werden, wodurch die starre mechanische Verbindung vervollständigt wird.

Beim Zusammenbauen der oben beschriebenen Schieblehre wird die Unterseite des Gehäuses 734 auf der oberen Oberfläche der Vertiefungs­ abdeckung 740 abgedichtet, wodurch der dichte und umschlossene Hohl­ raum 742 gebildet wird. Wie bei den obigen Ausführungsformen ver­ anschaulicht, wird der abgedeckte Hohlraum 742 durch beispielsweise eine Profildichtung oder ein Dichtungsmittel (nicht dargestellt) vollständig um seine Peripherie herum geschützt.

Wie in Fig. 16 dargestellt, ist der abgedeckte Hohlraum 742 mit einem Verbindungsloch 797 versehen, das mit der Außenseite in Verbindung steht, wobei das Innere des Verbindungsloches 797 mit einem Belüftungs­ element 798 versehen ist, um das Ausfließen von Fluid zu verhindern, jedoch den Lufteintritt zu erlauben.

Gemäß der dritten Ausführungsform ist im Zwischenabstandsbereich 763 die Kuppelstange 756 an den Kupplungsblock 782 angeschlossen, der den zweiten Satz von Elektroden 776 trägt, nachdem das Ende der Kuppel­ stange 756 an die Blattfeder 772 angeschlossen worden ist, die am Läufer 790 befestigt ist und die Oberfläche des Hauptträgers 702 über­ quert; und das andere Ende der Kuppelstange 756 wird durch den Einschnitt 704 des Hauptträgers 702 in die innere Nut 746 in der Hohl­ raumabdeckung 740 eingeschoben, d. h. daß der Läufer 790 und der zweite Satz von Elektroden 776 gegenseitig unter Benutzung des Spielrau­ mes 763 zwischen der oberen Oberfläche des Hauptträgers 702 und der Unterseite der Vertiefungsabdeckung 740 verbunden werden, wodurch die Schieblehre miniaturisiert werden kann. Weiter ist im Vergleich mit der zweiten Ausführungsform der Einschnitt 704 nur im Hauptträger 702 angebracht, wodurch die Steifigkeit des Hauptträgers 702 nicht vermindert wird, was eine Verhinderung der Abnahme der Genauigkeit zur Folge hat.

Im einzelnen sind im Falle der zweiten Ausführungsform der Läufer 690 und der zweite Satz von Elektroden 676 gegenseitig dadurch verbunden, daß der Verankerungsstift 696 am Ende der Kupplung 656 durch das Innere des Schlitzes 698, der auf dem Hauptträger 602 gebildet ist, im Verankerungsstiftloch 695 befestigt wird, das auf dem Läufer 690 vor­ gesehen ist, so daß der Schlitz 698 auf dem Hauptträger 602 so ange­ bracht werden sollte, daß er zwischen der oberen und der unteren Seite des Hauptträgers 602 über den Bewegungsbereich des Verankerungsstiftes 696 verläuft, mit dem Ergebnis, daß die Festigkeit des Hauptträgers 602 leicht verringert und eine Verdrehung leicht erzeugt werden kann, wenn der Schlitz gebildet wird. Dem gegenüber ist bei der dritten Ausführungs­ form der Hauptträger 702 nur mit dem Einschnitt 704 versehen, wodurch die Festigkeit des Hauptträgers 702 nicht vermindert wird und die Ab­ nahme der Genauigkeit unterbunden wird.

Eine Verdrehung der Kuppelstange 756, usw. kann durch die Blattfeder absorbiert werden, weil das Ende der Kuppelstange 756 durch die Blatt­ feder 772 am Läufer 709 befestigt ist; so daß der zweite Satz von Elektroden 776 entlang der Längsrichtung des ersten Satzes von Elek­ troden 710 mit einem hohen Genauigkeitsgrad bewegt werden kann.

Weiter ist die Blattfeder 772 ein dünnes Plattenelement mit U-förmigem Schnitt, das einen mittleren Abschnitt 772A aufweist, der mit dem Ende der Kuppelstange 756 verbunden ist, und das ein Paar von Seitenab­ schnitten 772B aufweist, die am Läufer 790 befestigt sind, um einen geschätzten rechten Winkel an beiden Seiten des mittleren Abschnittes 772A zu schaffen, so daß sie parallel zueinander verlaufen, wodurch die Blattfeder 772 starr am Läufer 790 mit einem geringen Zwischenab­ standsbereich 763 zwischen der Oberfläche des Hauptträgers 702 und der Unterseite der Vertiefungsabdeckung 740 verbunden werden kann; so daß weiter die Feder im Zwischenabstandsbereich 763 als Reaktion auf die Bewegung des Läufers 790 bewegt werden kann.

Das Bauteil, das die Vertiefung 742 bildet, welche den ersten und den zweiten Satz von Elektroden 710 und 776 aufweist, erleichtert die Ein­ beziehung der Abdeckung 740 mit der Vertiefung 742, die auf der Seite der Oberfläche des Hauptträgers 702 vorgesehen ist, so daß sich die vertiefte Form auf seiner oberen Oberfläche befindet; und das Gehäuse 734 ist mit der Abdeckung 740 bedeckt, um die Vertiefung 742 auf der Abdeckung 740 zu schließen, wobei die Abdeckung 740 und das Gehäuse 743 aus Kunstharz hergestellt sind, der Glasfasern enthält, so daß die Beständigkeit gegen Öl, wie etwa Schneidfluid oder Schmieröl, verbessert wird.

Ein Kupplungsblock 782, der den zweiten Satz von Elektroden 776 veranlaßt, sich entlang der Längsrichtung des ersten Satzes von Elek­ troden 710 zu verschieben, ist so vorgesehen, daß er in der inneren Nut 746 gleitet, die über fast die halbe Länge der Vertiefung 742 auf der Abdeckung 740 gebildet ist und tiefer als die Vertiefung 742 ist, wobei der Kupplungsblock 782 mit dem Ende der Kuppelstange 756 verbunden ist, so daß, wenn der Läufer 790 bewegt wird, der Kupplungsblock 782 durch die Kuppelstange 756 in der inneren Nut 746 verschoben wird, und ferner der zweite Satz von Elektroden 776 entlang der Längsrichtung des ersten Satzes von Elektroden 710 bewegt wird, was zu einer ge­ schmeidigen Bewegung des zweiten Satzes von Elektroden 776 entlang der Längsrichtung des ersten Satzes von Elektroden 710 führt.

Die abgedeckte Vertiefung 742 bildet das Verbindungsloch 797, das mit der Außenseite in Verbindung steht, wobei das Verbindungsloch 797 mit dem Belüftungselement 798 versehen ist, das das Austreten von Fluid verhindert, aber den Lufteintritt erlaubt, wodurch eine Abnahme der Genauigkeit verhindert wird. Das heißt, daß beim Bewegen des Substrats 770, das den zweiten Satz von Elektroden 776 aufweist, in der Ver­ tiefung 742 entlang der Längsrichtung der Meßskala 706, die den ersten Satz von Elektroden 710 trägt, durch die Bewegung des Läufers 790, der Kuppelstab 756 in die Vertiefung 742 eintritt, mit der Folge, daß der Luftdruck in der Vertiefung 742 gesteigert oder verringert wird. Natürlich wird die in der Vertiefung 742 enthaltene Luft durch das Verbindungs­ loch 797 nach außen hin geblasen, und weiter wird Luft von außen in das Innere geblasen, mit der Folge, daß der Luftdruck in der Vertiefung 742 auf einem gleichmäßigen Druck gehalten werden kann. Dadurch wird die Abnahme der Meßgenauigkeit, die durch eine Änderung des Druckes in der Vertiefung 742 verursacht wird, verhindert. Weiter ist das Ver­ bindungsloch 797 mit einem Belüftungselement 798 versehen, das das Ausfließen von Fluid verhindert, aber den Lufteintritt ermöglicht, wo­ durch die Vertiefung 742 mit Sicherheit gegen das Durchdringen von Fluids, wie etwa Kühl- oder Schneidfluids, geschützt werden kann, wäh­ rend dessen die oben erwähnten Funktionen aufrecht erhalten bleiben.

Die vorliegende Erfindung ist unter Bezugnahme auf die bevorzugten Ausführungsformen beschrieben worden. Es ist jedoch klar; daß die vorliegende Erfindung nicht auf die genannten Ausführungsformen be­ schränkt ist, und daß verschiedene Änderungen daran durchgeführt werden können, ohne vom Gedanken der vorliegenden Erfindung ab­ zuweichen.

Beispielsweise sind bei den oben erwähnten Ausführungsformen die elektronischen Einheiten 124, 624, 724 auf Seiten des Hauptträgers 102, 602, 702 angebracht; sie können aber auch auf Seiten des Läufers vor­ gesehen sein.

Verschiedene Schaltungen, die die Verschiebung zwischen beiden Elek­ trodensätzen auf der Basis der elektrostatischen Kapazität zwischen den Elektrodensätzen erfassen, können auch als elektrische Schaltungen verwendet werden, die eine Verschiebung des Läufers 190, 690, 790 erfassen.

Bei der Schieblehre (Fig. 4 bis 8) gemäß der ersten Ausführungsform ist es möglich, den Tiefenstab am Läufer so zu befestigen, daß er sich ent­ lang der Außenseite der Skala befindet; und das Substrat im Hohlraum ist mit der Anbindungsstange versehen, die das vorstehende Ende des Tiefenstabes verbindet. Infolge dessen wird der Tiefenstab anstelle der Anbindungsstange benutzt, und die Anbindungsstange wird anstelle des Tiefenstabes benutzt.

Die Schieblehre (Fig. 9 bis 11) gemäß der zweiten Ausführungsform kann so ausgebildet werden, daß die Kuppelstange eine Länge besitzt, bei der das Ende der Kuppelstange nicht aus der Vertiefung 642 zur Außenseite hin vorragt, und daß sie am Ende der Kuppelstange mit dem Durchgangsloch 685 des Kupplungsblockes der Kupplung 683 befestigt ist. In diesem Falle kann die Kuppelstange nicht als Tiefenstab zum Messen des Loches verwendet werden, so daß das Durchgangsloch 648 in der inneren Nut 646 nicht mehr erforderlich ist, was zu einem besseren Abdichtvermögen führt.

Weiter ragt bei der Schieblehre (Fig. 12 bis 14) gemäß der dritten Ausführungsform das Ende der Kuppelstange aus der Vertiefung 742 hervor; so daß die Kuppelstange als Tiefenstab zum Messen des Loches benutzt werden kann.

Die kapazitive Elektrodenschieblehre gemäß der vorliegenden Erfindung weist eine gesicherte Zuverlässigkeit der Schieblehre bei schwierigen Umweltbedingungen durch das Fernhalten von teilchenförmigen und flüssigen Verunreinigungen auf. Die kapazitive Elektrodenschieblehre kann im wesentlichen in ihrer üblichen Form, Betriebsweise und Griffigkeit beibehalten werden, trotz der Merkmale, die erforderlich sind, um Ver­ unreinigungen im Umgebungsbereich fernzuhalten. Weiter ist die kapaziti­ ve Elektrodenschieblehre gegen Verunreinigungen in der Umwelt un­ empfindlich, was wirtschaftlich von Vorteil ist und die Meßgenauigkeit unter normalen Benutzungsbedingungen nicht gefährdet.

Claims (19)

1. Kapazitive Elektrodenschieblehre zum Messen eines inneren Maßes und eines äußeren Maßes eines Gegenstandes, aufweisend:
einen langgestreckten Hauptträger mit einem Satz von Meßschnäbeln an einem Ende des Hauptträgers;
ein Hohlraum bildendes Bauteil auf dem Hauptträger zum Bilden eines Hohlraums entlang der Längsrichtung des Hauptträgers;
einen ersten Satz von Elektroden, die im Hohlraum vorgesehen sind, um ein Muster entlang der Längsrichtung des Hauptträgers zu bilden;
einen zweiten Satz von Elektroden, die vorgesehen sind, um sich entlang der Längsrichtung des ersten Satzes von Elektroden im Hohlraum zu bewegen;
einen Läufer mit Meßschnäbeln, die an den Gegenstand zusammen mit den Meßschnäbeln anstoßen, welche am Hauptträger vorgesehen sind, und wobei dieselben vorgesehen sind, um sich entlang der Längsrichtung des Hauptträgers zu bewegen;
eine Kupplungseinrichtung zum Kuppeln des Läufers mit dem zwei­ ten Satz von Elektroden, um den zweiten Satz von Elektroden zu veranlassen, sich entlang der Längsrichtung des ersten Satzes von Elektroden als Reaktion auf die Bewegung des Läufers zu bewegen;
eine Dichtungseinrichtung zum Abdichten der Innenseite des Hohl­ raumes gegen die Außenseite im Kupplungszustand des Läufers und des zweiten Satzes von Elektroden, durch die genannte Kupplungs­ einrichtung; und
eine elektrische Schaltungsanordnung, die die Verschiebung des Läufers auf dem Hauptträger erfaßt, auf der Basis der elektrostati­ schen Kapazität zwischen den genannten Sätzen von Elektroden, wobei die Vorrichtung an eine der Elektroden angeschlossen ist.

2. Kapazitive Elektrodenschieblehre nach Anspruch 1, bei der die Kupplungseinrichtung eine Kuppelstange umfaßt, die vorgesehen ist, um durch den Hohlraum im Hauptträger hindurchzutreten und parallel zur Längsrichtung des Hauptträgers zu verlaufen, wobei die Kuppelstange an den zweiten Satz von Elektroden an einem Ende der Kuppelstange angeschlossen ist, welche innerhalb des Hohlraumes plaziert ist, und daß die Stange an den Läufer am anderen Ende der Kuppelstange angeschlossen ist, das außerhalb des Hohlraumes plaziert ist.

3. Kapazitive Elektrodenschieblehre nach Anspruch 2, bei der die Dichtungseinrichtung im Hohlraum ein Dichtungselement umfaßt, das im Hohlraum mit einem Durchgangsloch versehen ist, durch welches die Kuppelstange hindurchtritt.

4. Kapazitive Elektrodenschieblehre nach Anspruch 3, bei der das Ende der Kuppelstange im Hohlraum und der zweite Satz von Elektroden Steifigkeit nur in der Bewegungsrichtung des zweiten Satzes von Elektroden aufweisen und durch ein nachgiebiges Elastomerbauteil zur anderen Richtung hin angeschlossen sind.

5. Kapazitive Elektrodenschieblehre nach Anspruch 2, bei der die Kuppelstange eine Tiefenstange ist, die aus dem Ende des Haupt­ trägers vorragt, und wobei der Läufer mit einem Paar von Anbin­ dungsstangen versehen ist, die einen vom vorragenden Ende der Tiefenstange entfernt gelegenen Abschnitt festhalten.

6. Kapazitive Elektrodenschieblehre nach Anspruch 1, bei der die Kupplungseinrichtung eine Kuppelstange umfaßt, die parallel zur Längsrichtung des Hauptträgers vorgesehen ist, um über beide Enden der Kuppelstange aus dem Hohlraum durch Hindurchtreten durch den im Hauptträger vorgesehenen Hohlraum vorzuragen, wobei die Kuppelstange mit dem zweiten Satz von Elektroden in einem mitt­ leren Abschnitt der Kuppelstange verbunden ist, welche im Hohl­ raum plaziert ist und an den Läufer an demjenigen Ende der Kup­ pelstange verbunden ist, das aus dem Hohlraum vorragt.

7. Kapazitive Elektrodenschieblehre nach Anspruch 6, bei der die Dichtungseinrichtung ein Dichtungselement, das in einem Durchgangs­ loch des Hohlraumes vorgesehen ist, umfaßt, durch welches die Kuppelstange hindurchtritt.

8. Kapazitive Elektrodenschieblehre nach Anspruch 7, bei der der Mittelabschnitt der Kuppelstange im Hohlraum sowie der zweite Satz von Elektroden Steifigkeit in der Bewegungsrichtung des zweiten Satzes von Elektroden aufweisen, und durch ein nachgiebiges Elasto­ merbauteil in der anderen Richtung angeschlossen sind.

9. Kapazitive Elektrodenschieblehre nach Anspruch 8, bei der das Ende der Kuppelstange, das in den Hohlraum hineinragt, sowie der Läufer Steifigkeit nur in der Bewegungsrichtung des zweiten Satzes von Elektroden aufweisen, und durch ein nachgiebiges Elastomerbauteil in der anderen Richtung angeschlossen sind.

10. Kapazitive Elektrodenschieblehre nach Anspruch 1, bei der das Hohlraum bildende Bauteil so gestaltet ist, daß es eine Abdeckung umfaßt, die einen auf der Oberseite des Hauptträgers vorgesehenen Hohlraum besitzt, um eine Eintiefung auf der Oberseite der Ab­ deckung entlang der Längsrichtung des Hauptträgers zu schaffen, und daß das Bauteil ein auf die Abdeckung gesetztes Gehäuse besitzt, um die Eintiefung der Abdeckung zu schließen.

11. Kapazitive Elektrodenschieblehre nach Anspruch 10, bei der der Hohlraum der Abdeckung über die halbe Länge des Hohlraumes eine innere Nut bildet, die tiefer als der Hohlraum ist, und daß die innere Nut mit einem Kupplungsblock versehen ist, der in der inneren Nut gleitet, derart, daß der zweite Satz von Elektroden entlang der Längsrichtung des ersten Satzes von Elektroden bewegt wird.

12. Kapazitive Elektrodenschieblehre nach Anspruch 11, bei der die Kupplungseinrichtung eine Kuppelstange besitzt, die in dem entlang der Längsrichtung des Hauptträgers gebildeten vertieften Abschnitt vorgesehen ist, um sich in der Längsrichtung des vertieften Abschnit­ tes zu bewegen, wobei die Kuppelstange mit dem Kupplungsblock an demjenigen Ende der Kuppelstange angeschlossen ist, das in die innere Nut des Hohlraumes eingefügt ist, und daß die Stange mit dem Läufer am anderen Ende der Kuppelstange verbunden ist.

13. Kapazitive Elektrodenschieblehre nach Anspruch 12, bei der das Ende der Kuppelstange und der Läufer miteinander durch eine Blattfeder verbunden sind.

14. Kapazitive Elektrodenschieblehre nach Anspruch 13, bei der der Hauptträger und die genannte Abdeckung einen Zwischenabstand bilden, um die Blattfeder zu veranlassen, sich in einen Bereich zu bewegen, der größer als die durch den Läufer zurückgelegte Länge des effektiven Meßbereichs zwischen dem Hauptträger und der Abdeckung ist.

15. Kapazitive Elektrodenschieblehre nach Anspruch 14, bei der die Blattfeder eine dünne Platte einer U-förmigen Ebene ist und einen mittleren Abschnitt, der an das Ende des Läufers angeschlossen ist, sowie ein Paar von Seitenabschnitten besitzt, die am Läufer befestigt sind, um einen geschätzten rechten Winkel an beiden Seiten des mittleren Abschnittes zu schaffen, so daß die seitlichen Abschnitte untereinander parallel verlaufen.

16. Kapazitive Elektrodenschieblehre nach Anspruch 15, bei der die Dichtungseinrichtung ein Dichtungselement umfaßt, das mit einem Durchgangsloch im Hohlraum versehen ist und von der Kuppelstange durchdrungen wird.

17. Kapazitive Elektrodenschieblehre nach Anspruch 10, bei der der Hohlraum ein Verbindungsloch schafft, das mit der Außenseite in Verbindung steht, wobei ein Belüftungselement im Verbindungsloch vorgesehen ist, um das Ausfließen von Fluid zu verhindern, jedoch das Eintreten der Luft zu erlauben.

18. Kapazitive Elektrodenschieblehre nach Anspruch 10, bei der die Abdeckung und das Gehäuse, welche das Hohlraum schaffende Bauteil bilden, aus Kunstharz bestehen, der Glasfasern enthält.

19. Kapazitive Elektrodenschieblehre nach Anspruch 10, bei der das Gehäuse mit einer elektrischen Schaltungsanordnung versehen ist.