DE19612409A1 - Verschiebungserfassungsgerät - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verschiebungserfassungsgerät. Ins­ besondere betrifft die vorliegende Erfindung ein Verschiebungserfassungsgerät vom Back-Plunger bzw. Rückseiten-Eindrückstößel-Typ, das die Verschiebung einer Spindel elektrisch erfaßt und den erfaßten Wert digital anzeigt.

Verschiebungserfassungsgeräte vom Back-Plunger-Typ besitzen eine Spindel, die sich senkrecht zur Meßwertanzeigefläche bewegt, die bei vertikal gestell­ ter Spindel direkt von oben abgelesen werden kann. Fig. 1 zeigt diesen Konstruktionstyp. Ein Zifferblatt 3 ist an einem Gehäuse 1 durch einen Zifferblatt-Halterahmen 2 befestigt. Eine Welle 5 eines Zeigers 4 ist drehbar in der Mitte des Zifferblatts 3 befestigt. Eine Spindel 7, die einen Tastfinger 6 an ihrem unteren Ende aufweist, ist im Gehäuse 1 gegenüber­ liegend des Zifferblatts 3 befestigt, derart daß die Spindel 7 sich in einer Richtung senkrecht zum Zifferblatt 3 bewegen kann. Die axiale Verschie­ bung der Spindel 7 wird in eine rotierende Bewegung des Zeigers 4 umge­ wandelt, beispielsweise durch einen Vergrößerungsmechanismus, der eine Kurvenscheibe 8, eine Zahnscheibe 9 und ein Ritzel 10 aufweist.

Dieser Meßuhrtyp besitzt gegenüber herkömmlichen Meßuhren Vorteile, da die Meßwertanzeigefläche (Zifferblatt 3) senkrecht zur Spindel 7 ist. Auf diese Weise muß der Benutzer seine Körperhaltung nicht verändern, um Messungen unter Verwendung des Geräts vom Back-Plunger-Typ durch­ zuführen, dessen Spindel 7 sich senkrecht bezüglich der gemessenen Fläche erstreckt. Das heißt, der Benutzer kann das Zifferblatt 3 direkt von oben in einer angenehmen Körperhaltung ablesen.

Die gemessene Ebenheit von vielen Punkten kann direkt von oben abgelesen werden, indem eine Mehrzahl von Meßuhren vom Back-Plunger-Typ ver­ wendet wird, deren Spindeln 7 senkrecht zu einer plattenförmigen Aufspann­ vorrichtung sind, und indem die Aufspannvorrichtung mit der Mehrzahl von in dieser justierten Geräten auf jeden zu messenden Punkt gesetzt wird.

Andererseits sind viele herkömmliche Meßuhren, deren Spindel durch das Gehäuse gelagert ist, derart daß die Spindel sich parallel zur Meßwertanzei­ gefläche bewegen kann, vom digitalen Anzeigetyp, bei welchen die Ver­ schiebung der Spindel elektrisch erfaßt und den erfaßten Wert digital anzeigt wird. Die US-Patente Nr. 4,798,004 und 4,711,034, deren Erfindungs­ materie durch Bezugnahme einbezogen ist, offenbaren Beispiele von der­ artigen Meßuhren. Die Fig. 2 und 3 zeigen die Konstruktion dieser Meß­ uhrtypen. Das Gehäuse 11 umfaßt einen kurzen zylindrischen Gehäusekörper 12 und eine auf der Rückseite angebrachte Rückabdeckung 13. Die Vor­ derseite ist mit einer digitalen Anzeigeeinheit 14 sowie den Schaltern 15₁ bis 15₄ versehen. Die Spindel 16 geht durch die Außenumfangswandung hindurch und ist beweglich im Gehäusekörper 12 gelagert. Die Spindel 16 ist durch einen Stutzen 17 und ein Lager 18 gelagert, die beide an der Außenumfangswandung des Gehäusekörpers 12 vorgesehen sind. Ein Deckel 20 deckt das obere Ende der Spindel 16 ab.

Ein Meßfinger 19 ist an einem Ende der Spindel 16 vorgesehen. Wie in Fig. 3 gezeigt, ist ein Skalenhalter 21 um den mittleren Abschnitt der Spindel 16 herum mit Schrauben 22 befestigt. Ein Anti-Rotationsstift 23 und ein Federrückhaltestift 24 stehen aus beiden Seitenflächen des Skalenhal­ ters 21 hervor. Eine Hauptskala 25 ist auf der Seite der digitalen Anzeige­ einheit 14 vorgesehen. Das vordere Ende des Anti-Rotationsstiftes 23 ist beweglich in einem im Gehäusekörper 12 parallel zur Spindel 16 ausgebilde­ ten Führungsschlitz 26 untergebracht, um ein Drehen der Spindel 16 zu verhindern. Ein Ende der Feder 27 ist am Gehäusekörper 12 zurückgehal­ ten und ihr anderes Ende am Federrückhaltestift 24, um die Spindel 16 nach unten vorzuspannen (wie in Fig. 3 gezeigt).

Eine elektrische Einheit 28 ist gegenüberliegend der Hauptskala 25 vor­ gesehen. Die elektrische Einheit 28 umfaßt eine (nicht dargestellte) Index­ skala, die gegenüberliegend der Hauptskala 25 und von dieser durch einen sehr geringen Abstand getrennt angeordnet ist. Eine Erfassungsvorrichtung erfaßt die Verschiebung von beiden Skalen relativ zueinander und erzeugt ein elektrisches Signal, um den erfaßten Wert auf der digitalen Anzeigeein­ heit 14 digital anzuzeigen.

Jedoch besitzen herkömmliche Meßuhren vom Back-Plunger-Typ (ähnlich der von Fig. 1) den Nachteil der hohen Teilekosten und der umständlichen und zeitraubenden Montageoperationen, da sie die Kurvenscheibe 8, die Zahn­ scheibe 9 und das Ritzel 10 verwenden, um die Verschiebung der Spindel 7 auf den Zeiger 4 zu übertragen. Zusätzlich besitzen sie eine geringere Lebensdauer und sind ungenauer im Vergleich zu herkömmlichen Meßuhren, da sie die Zahnscheibe 9 verwenden.

Demgemäß bestand eine Nachfrage nach Meßuhren vom Back-Plunger-Typ mit Digitalanzeige. Verwendet man jedoch die Bauweise der herkömmlichen Meßuhren mit Digitalanzeige, um Back-Plunger-Meßuhren vom digitalen Anzeigetyp aufzubauen (nachfolgend als "Verschiebungserfassungsgerät vom Back-Plunger-Typ" bezeichnet), erhöht sich die Dicke des Gehäuses 1.

Insbesondere erhöht sich, da die Meßwertanzeigefläche (Zifferblatt 3) sich senkrecht zur Spindel 7 erstreckt, die Dicke des Gehäuses 1, um die Hauptskala 25 unterzubringen, die an der Spindel 7 angebracht ist.

Es ist ein Ziel der vorliegenden Erfindung, ein Verschiebungserfassungsgerät mit einem flacheren Gehäuse zu liefern.

Es ist ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung, ein Verschiebungs­ erfassungsgerät zu liefern, das die Bauweise einer herkömmlichen Digital­ anzeigemeßuhr verwendet, um das Back-Plunger-Verschiebungserfassungsgerät aufzubauen. Das Gerät kann vom Back-Plunger-Typ zum allgemeinen Digitalanzeigetyp geändert werden.

Es ist ein weiteres Ziel, ein billiges und hochgenaues Verschiebungserfas­ sungsgerät zu liefern, das Fehler bei Bearbeitung und Montage korrigieren kann, und auch hervorragende Verschleißbestandigkeit besitzt.

Es wird ein Verschiebungserfassungsgerät geliefert, bei dem eine Spindel derart an einem Gehäuse mit einer digitalen Anzeigeeinheit befestigt ist, daß sich die Spindel senkrecht zur Anzeigefläche der digitalen Anzeigeeinheit bewegen kann. Ein bewegliches Element ist am Gehäuse befestigt, um sich senkrecht zur Bewegungsrichtung der Spindel zu bewegen. Ein Umwand­ lungsmechanismus ist zwischen der Spindel und dem beweglichen Element angeordnet, um die Verschiebung der Spindel in eine Verschiebung des beweglichen Elements umzuwandeln. Eine Erfassungsvorrichtung erfaßt die Verschiebung des beweglichen Elements als elektrisches Signal und zeigt den erfaßten Wert auf der digitalen Anzeigeeinheit an.

Das Gehäuse kann einen Gehäusekörper mit einer digitalen Anzeigeeinheit, das bewegliche Element und die Erfassungsvorrichtung beinhalten. Ein Deckelelement kann demontierbar auf dem Gehäusekörper an der der digita­ len Anzeigeeinheit abgewandten Seite befestigt sein.

Die Spindel kann in einen Basisendabschnitt, der beweglich im Gehäuse angeordnet ist, und einen Vorderendabschnitt, der am Basisendabschnitt angebracht und von diesem getrennt werden kann, unterteilt sein. Ein Befestigungsabschnitt kann an einem Ende des beweglichen Elements vor­ gesehen sein, um dieses abnehmbar mit dem Vorderendabschnitt der Spindel zu verbinden.

Der Umwandlungsmechanismus kann erste und zweite Kontaktelemente aufweisen. Das erste Kontaktelement ist entweder mit der Spindel oder mit dem beweglichen Element entlang der Bewegungsrichtung des beweglichen Elements und unter einem Winkel von ungefähr 45 Grad relativ zum be­ weglichen Element fest verbunden. Das zweite Kontaktelement ist entweder mit der Spindel oder mit dem beweglichen Element fest verbunden, ist nicht am ersten Kontaktelement befestigt und ist in Kontakt mit dem ersten Kontaktelement. In diesem Fall kann der Winkel, den das erste Kontakt­ element mit dem beweglichen Element bildet, durch einen Winkeleinstell­ mechanismus eingestellt werden.

Sowohl das erste als auch das zweite Kontaktelement können zylindrische Stifte sein. Das erste Kontaktelement kann eine Ebene besitzen, die einen Winkel von ungefähr 45 Grad relativ zum beweglichen Element bildet. Das zweite Kontaktelement kann eine sphärische Oberfläche besitzen, die mit dem ersten Kontaktelement in einem einzigen Punkt in Kontakt ist. Außerdem kann das erste Kontaktelement ein zylindrischer Stift sein, während das zweite Kontaktelement ein Radialkugellager sein kann, das sich um eine Welle im Drehmittelpunkt dreht und sich senkrecht zur Spindel und dem beweglichen Element erstreckt.

Die Spindel kann durch ein Linearkugellager im Gehäuse beweglich gelagert sein.

Eine Fehlerkorrekturvorrichtung kann vorgesehen sein, um den durch die Erfassungsvorrichtung erfaßten Wert relativ zur Spindelverschiebung zu korrigieren.

Weitere Vorteile, Merkmale und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausfüh­ rungsbeispielen in Verbindung mit den Zeichnungen, die bevorzugte Aus­ führungsbeispiele offenbaren.

Die Erfindung wird bezugnehmend auf die folgenden Zeichnungen beschrie­ ben, in denen gleiche Bezugszeichen gleiche Elemente bezeichnen und welche zeigen:

Fig. 1 eine Querschnittansicht einer herkömmlichen Meßuhr vom Back- Plunger-Typ;

Fig. 2 eine perspektivische Ansicht einer herkömmlichen Meßuhr vom Digitalanzeigetyp;

Fig. 3 eine Explosionsansicht der Meßuhr vom Digitalanzeigetyp von Fig. 2;

Fig. 4 eine perspektivische Ansicht eines Verschiebungserfassungsgeräts vom Back-Plunger-Typ eines ersten Ausführungsbeispiels der vor­ liegenden Erfindung;

Fig. 5 eine Explosionsansicht des ersten Ausführungsbeispiels;

Fig. 6 eine Querschnittansicht des ersten Ausführungsbeispiels;

Fig. 7 eine Querschnittansicht eines Umwandlungsmechanismus des ersten Ausführungsbeispiels;

Fig. 8 ein Deckelelement des ersten Ausführungsbeispiels;

Fig. 9 eine Mehrzahl von Verschiebungserfassungsgeräten des ersten Aus­ führungsbeispiels;

Fig. 10 eine Querschnittansicht eines Verschiebungserfassungsgeräts vom Back-Plunger-Typ eines zweiten Ausführungsbeispiels der vorliegen­ den Erfindung;

Fig. 11 eine Querschnittansicht eines Verschiebungserfassungsgerät vom Back-Plunger-Typ des zweiten Ausführungsbeispiels, das zum all­ gemeinen Meßuhrtyp umgestellt ist;

Fig. 12 eine Modifikation des Umwandlungsmechanismus;

Fig. 13 eine Modifikation des Umwandlungsmechanismus, gesehen in Rich­ tung XIII von Fig. 12;

Fig. 14 eine weitere Modifikation des Umwandlungsmechanismus;

Fig. 15 eine Modifikation des Umwandlungsmechanismus, gesehen in Rich­ tung XV von Fig. 14; und

Fig. 16 eine Querschnittansicht einer Modifikation einer Spindel-Lagerkon­ struktion.

Eine Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung wird nun gegeben. In den folgenden Figuren tragen Bauteile, die im wesentlichen denen der Fig. 2 und 3 gleichen, gleiche Bezugszeichen.

Das Verschiebungserfassungsgerät vom Back-Plunger-Typ des ersten Aus­ führungsbeispiels ist im wesentlichen unter Verwendung der Meßuhren vom Digitalanzeigetyp der Fig. 2 und 3 aufgebaut. Wie in Fig. 4 gezeigt, wird ein Deckelelement 13A mit einer Spindel 16A anstelle der Rückabdeckung 13 von Fig. 2 verwendet. Die Spindel 16A ist in einer Richtung senkrecht zur Anzeigefläche der digitalen Anzeigeeinheit 14 beweglich. Das Gehäuse 11 umfaßt den Gehäusekörper 12 und das Deckelelement 13A.

Wie in den Fig. 5 und 6 gezeigt, ist ein kurzes bewegliches Element 31 im Gehäusekörper 12 anstelle der Spindel 16 in Fig. 2 vorgesehen. Lager 32 und 33 sind anstelle des Stutzens 17 und des Lagers 18 an der Außen­ umfangswandung des Gehäusekörpers 12 vorgesehen. Das kurze bewegliche Element 31 ist beweglich zwischen den beiden Lagern 32 und 33 angeord­ net. Die Außenenden der Lager 32 und 33 sind durch Kappen 34 bzw. 35 abgedeckt, wie aus Fig. 6 zu ersehen ist. Eine elektrische Einheit 28, welche die digitale Anzeigeeinheit 14 und die Erfassungsvorrichtung umfaßt, ist ebenfalls im Gehäusekörper 12 vorgesehen.

Der Skalenhalter 21, die Hilfsplatte 36 und das dazwischen angeordnete bewegliche Element 31 sind miteinander durch die Schrauben 22 verbunden. Ein Kontaktstift 38 (auch als erstes Kontaktelement bezeichnet) ist an der Hilfsplatte 36 durch einen Winkeleinstellmechanismus 37 entlang der Bewe­ gungsrichtung des beweglichen Elements 31 angebracht. Der Kontaktstift 3.8 ist bevorzugt unter einem Winkel von ungefähr 45 Grad relativ zur Axial­ richtung des beweglichen Elements 31 befestigt.

Fig. 7 ist eine vergrößerte Ansicht des Winkeleinstellmechanismus 37 des ersten Ausführungsbeispiels. Der Winkeleinstellmechanismus 37 umfaßt eine Stifthalteplatte 45, die einen feststehenden, mit der Hilfsplatte 36 durch Schrauben 41 fest verbundenen Abschnitt (Fig. 5) und einen Stifthalteab­ schnitt 43 mit dem Kontaktstift 38 aufweist. Ein elastisches Scharnier 44 ist zwischen dem feststehenden Abschnitt 42 und dem Stifthalteabschnitt 43 ausgebildet. Eine Feder 46 spannt den Stifthalteabschnitt 43 vor, und zwar weg von der Hilfsplatte 36, und verwendet dabei das elastische Scharnier 44 als Drehpunkt. Eine Einstellschraube 47 wirkt der Vorspannkraft der Feder 46 entgegen und drückt den Stifthalteabschnitt 43 in Richtung der Hilfsplatte 36, um den Winkel einzustellen, den der Kontaktstift 38 mit dem bewegli­ chen Element 31 bildet.

Die Spindel 16A ist durch einen Stutzen 17A beweglich am Deckelelement 13A befestigt. An dem dem Tastfinger 19 entgegengesetzten Ende der Spindel 16A (der Endabschnitt im Deckelelement 13A) kommt ein Kontakt­ stift 51 (auch als zweites Kontaktelement bezeichnet) in Kontakt mit dem Kontaktstift 38. Wie aus Fig. 8 zu ersehen, ist das vordere Ende des Kontaktstiftes 51 beweglich in einem Führungsschlitz 52 untergebracht, der in der unteren Wandung des Deckelelements 13A ausgebildet ist, um ein Verdrehen der Spindel 16A zu verhindern. Die Kontaktstifte 38, 51 bilden den Umwandlungsmechanismus 53, der die Verschiebung der Spindel 16A in eine Verschiebung des beweglichen Elements 31 umwandelt.

Eine Beschreibung der Funktionsweise des Verschiebungserfassungsgeräts vom ersten Ausführungsbeispiel wird nachfolgend gegeben.

Der Winkeleinstellmechanismus 37 wird durch Drehen der Einstellschraube 47 so eingestellt, daß die Verschiebung der Spindel 16A und des bewegli­ chen Elements 31 in einem 1 : 1-Verhältnis ist. Wenn dies geschieht, bewegt sich der Stifthalteabschnitt 43 schwenkend um das elastische Scharnier 44, um den Winkel des Kontaktstiftes 38 relativ zum beweglichen Element 31 so einzustellen, daß er ungefähr 45 Grad beträgt.

Messungen werden generell ausgeführt, indem unabhängig vom zu messenden Objekt dieses immer unter der Spindel 16A angeordnet wird. Beispielsweise kann die Ebenheit einer Anzahl von Punkten gemessen werden, indem mehrere Verschiebungserfassungsgeräte BDG vom Back-Plunger-Typ in eine plattenförmige Prüfaufspannvorrichtung 55 eingesetzt werden (Fig. 9) und die Prüfaufspannvorrichtung 55 auf die zu messende Oberfläche gesetzt wird. Wenn dies erfolgt ist, können die auf der digitalen Anzeigeeinheit 14 von allen Verschiebungserfassungsgeräten BDG angezeigten Werte direkt von oben abgelesen werden, und somit wird ein leichtes und schnelles Messen der Ebenheit von jedem der Punkte möglich gemacht.

Ein Verschiebungserfassungsgerät des ersten Ausführungsbeispiels umfaßt eine Spindel 16A, die derart am Gehäuse 11 befestigt ist, daß die Spindel 16A sich senkrecht zur Anzeigefläche der digitalen Anzeigeeinheit 14 bewegen kann. Das bewegliche Element 31 ist mit dem Gehäuse 11 verbunden, um sich senkrecht zur Spindel 16A zu bewegen. Ein Umwandlungsmechanismus 53 ist zwischen der Spindel 16A und dem beweglichen Element 31 angeord­ net, um die Verschiebung der Spindel 16A in eine Verschiebung des be­ weglichen Elements 31 umzuwandeln. Eine elektrische Einheit 28 mit einer Erfassungsvorrichtung ist zum Erfassen der Verschiebung des beweglichen Elements 53 und zum Erzeugen eines elektrischen Signals vorgesehen, um den erfaßten Wert auf der digitalen Anzeigeeinheit 14 digital anzuzeigen. Daher braucht die Erfassungsvorrichtung am Gehäuse 11 lediglich entlang der Axialrichtung des beweglichen Elements 31 befestigt werden. Das heißt die Hauptskala muß nicht entlang der Axialrichtung der Spindel 16A mon­ tiert werden. Demgemäß kann die Dicke des Gehäuses 11 verringert werden.

Zusätzlich umfaßt das Gehäuse 11 den Gehäusekörper 12 und das Deckel­ element 13A. Der Gehäusekörper 12 umfaßt die digitale Anzeigeeinheit 14, das bewegliche Element 31 und die Erfassungsvorrichtung. Das Deckel­ element 13A umfaßt die Spindel 16A, die abnehmbar auf dem Gehäusekör­ per 12 an der der digitalen Anzeigeeinheit 14 gegenüberliegenden Seite des Gehäusekörpers 12 demontierbar angebracht ist. Deshalb können die Ba­ siskomponenten der Meßuhr vom allgemeinen Digitalanzeigetyp verwendet werden. Mit anderen Worten kann ein kurzes bewegliches Element 31 anstelle der Spindel 16 an der Gehäusekörperseite der Meßuhr vom all­ gemeinen Digitalanzeigetyp montiert sein. Zusätzlich kann das Verschiebungs­ erfassungsgerät in einfacher Weise als Back-Plunger-Typ ausgebildet werden, indem die Hilfsplatte 36 und das Stifthalteelement 45 am beweglichen Element 31 befestigt werden und das Deckelelement 13A mit der Spindel 16A anstelle der Rückabdeckung 13 verwendet wird.

Weiter weist der Umwandlungsmechanismus 53 erste und zweite Kontaktstifte auf. Der erste Kontaktstift 38 ist am beweglichen Element 31 in einem Winkel von ungefähr 45 Grad bezüglich der Axialrichtung des beweglichen Elements 31 befestigt. Der zweite Kontaktstift 51 ist an der Spindel 16A befestigt und ist senkrecht zur Spindel 16A und dem beweglichen Element 31, so daß es die Verschiebung der Spindel 16A korrekt in eine Verschie­ bung des beweglichen Elements 31 umwandelt. Zusätzlich ist die Ver­ schiebung der Spindel 16A und die Verschiebung des beweglichen Elements 31 in einem 1 : 1-Verhältnis, da der Winkel, den der erste Kontaktstift 38 relativ zum beweglichen Element 31 bildet, unter Verwendung des Winkel­ einstellmechanismus 37 eingestellt werden kann. Dies korrigiert ungenaue Bearbeitungs- und Montage-Operationen.

Das Verwenden der zylinderförmig ausgebildeten Kontaktstifte 38, 51 führt zu verringerten Kosten. Dadurch, daß sich die Stifte 38, 51 senkrecht zueinander erstrecken und in einem Punkt in Kontakt sind, wird es leichter, ein genaues Bearbeiten und Zusammenbauen zu realisieren. Zusätzlich verhindert der Kontaktstift 51 ein Drehen der Spindel 16A. Deshalb werden weniger Bauteile benötigt.

Das Verschiebungserfassungsgerät vom Back-Plunger-Typ eines zweiten Ausführungsbeispiels ist in den Fig. 10 und 11 gezeigt. In diesem Aus­ führungsbeispiel ist die Spindel 16A in einen Spindelbasisendabschnitt 16A₁, der am Deckelelement 13A durch ein Lager 61 befestigt ist, und einen Spindelvorderendabschnitt 16A₂ unterteilt, der am Spindelbasisendabschnitt 16A₁ befestigt und von diesem trennbar ist. Der Kontaktstift 51 ist am oberen Ende des Spindelbasisendabschnitt 16A₁ befestigt. Ein Innengewinde­ abschnitt 62 ist am unteren Ende des Basisendabschnitts 16A₁ ausgebildet. Ein Außengewindeabschnitt 63, der in Schraubeingriff mit dem Innenge­ windeabschnitt 62 sein kann, ist am oberen Ende des Spindelvorderend­ abschnitts 16A₂ ausgebildet. Der Tastfinger 19 ist am unteren Ende des Vorderendabschnitts 16A₂ ausgebildet. Ein Innengewindeabschnitt 64, welcher in demontierbarem Schraubeingriff mit dem Außengewindeabschnitt 63 des Spindelvorderendabschnitts 16A₂ sein kann, ist an einem Ende des beweglichen Elements 31 ausgebildet (linke Seite von Fig. 10).

Dieses Ausführungsbeispiel weist die Spindel 16A auf, die in den Spindelba­ sisendabschnitt 16A₁ und den Spindelvorderendabschnitt 16A₂ unterteilt ist. Der Innengewindeabschnitt 64 ist an einem Ende des beweglichen Elements 31 ausgebildet. Der Außengewindeabschnitt 63 des Spindelvorderendab­ schnitts 16A₂ kann in Schraubeingriff mit dem Innengewindeabschnitt 64 angeordnet sein. Dies macht es möglich, das Gerät vom Back-Plunger-Typ auf den allgemeinen Digitalanzeigetyp umzustellen. Wie in Fig. 11 gezeigt kann das Gerät vom Back-Plunger-Typ zum allgemeinen Digitalanzeigetyp umgestellt werden, bei welchem die Bewegungsrichtung des Spindelvorder­ endabschnitts 16A₂ parallel zur Anzeigefläche der Digitalanzeigeeinheit 14 ist. Dies wird erreicht, indem der Spindelvorderendabschnitt 16A₂ demon­ tiert und der Außengewindeabschnitt 63 des Spindelvorderendabschnitts 16A₂ in den Innengewindeabschnitt 64 des beweglichen Elements 31 eingeschraubt wird.

Mit dieser Anordnung kann die Meßuhr korrigiert werden, indem der Umwandlungsmechanismus 53 derart eingestellt wird, daß die Verschiebung des Spindelvorderendabschnitts 16A₂, die unter Verwendung einer Hoch­ präzisionsmeßvorrichtung gemessen wird, mit dem angezeigten Wert überein­ stimmt, der von der Digitalanzeigeeinheit abgelesen wird, wenn der Spindel­ basisendabschnitt 16A₁ bewegt wird. Ein Eindringen von Staub in das Gehäuse 11 kann verhindert werden, da der Deckel 34 an derjenigen Seite angebracht wird, an dem das Lager 61 den Spindelbasisendabschnitt 16A₁ lagert, nachdem der Deckel 34 entfernt wurde, um den Spindelvorderend­ abschnitt 16A₂ in das bewegliche Element 31 einzuschrauben.

Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die oben beschriebenen bevorzugten Ausführungsbeispiele begrenzt. Das heißt verschiedene Modifikationen können durch Fachleute vorgenommen werden, ohne Idee und Umfang der vorliegenden Erfindung zu verlassen.

Beispielsweise muß der Umwandlungsmechanismus 53 nicht notwendigerwei­ se, wie oben beschrieben, die Kontaktstifte 38, 51 aufweisen. Der Mecha­ nismus 53 kann vielmehr wie in den Fig. 12 bis 15 gezeigt aufgebaut sein.

In den Fig. 12 und 13 ist eine Platte mit einer ebenen Oberfläche 71A, die einen Winkel von ungefähr 45 Grad bezüglich des beweglichen Elements 31 bildet, unter Verwendung des Winkeleinstellmechanismus 37 befestigt. Ein an der Spindel 16A befestigter sphärischer Abschnitt 72 mit einer sphäri­ schen Fläche ist mit der ebenen Fläche 71A der Platte 71 in einem einzigen Punkt in Kontakt. Ein separater Anti-Rotationsstift 73 greift in den Füh­ rungsschlitz 52 ein.

In den Fig. 14 und 15 ist der Kontaktstift 38 durch den Winkeleinstell­ mechanismus 37 unter einem Winkel von ungefähr 45 Grad befestigt, und ein Radialkugellager 74, das sich um eine Achse 74A dreht, ist an der Spindel 16A befestigt. Die Achse 74A befindet sich im Drehmittelpunkt und erstreckt sich senkrecht zur Spindel 16A und zum beweglichen Element 31. In diesem Fall greift die Achse 74A in den Führungsschlitz 52 ein und verhindert ein Drehen der Spindel 16A. Ein derartiger Umwandlungs­ mechanismus 53 besitzt eine höhere Verschleißbeständigkeit verglichen mit denen der ersten und zweiten Ausführungsbeispiele.

Der Kontaktstift 38 oder die Platte 71 können an der Spindel 16A entlang der Bewegungsrichtung des beweglichen Elements 31 in einem Winkel von ungefähr 45 Grad befestigt sein, während der Kontaktstift 51 oder der sphärische Abschnitt 72 und das Radialkugellager 74 an der Seite des beweglichen Elements 31 befestigt sein können. In den Fig. 12 bis 15 sind der Kontaktstift 38 oder die Platte 71 unter einem Winkel von ungefähr 45 Grad bezüglich des beweglichen Elements 31 befestigt. Der Kontaktstift 51 oder der sphärische Abschnitt 72 und das Radialkugellager 74 sind an der Spindel 16A befestigt.

In einem weiteren Ausführungsbeispiel, das sich von denen der Fig. 12 und 15 unterscheidet, sind Ritzel drehbar im Gehäuse 11 gelagert, um in Zahn­ stangen einzugreifen, die entlang der Axialrichtung der Spindel 16A bzw. dem beweglichen Element 31 ausgebildet sind. Die Spindel 16A bewegt und dreht die Ritzel, so daß das bewegliche Element 31 bewegt wird. In einem weiteren Ausführungsbeispiel ist der Mittelpunkt eines im wesentlichen L-förmigen Hebels drehbar im Gehäuse 11 gelagert, wobei ein Ende des Hebels mit der Spindel 16A und das andere Ende mit dem beweglichen Element 31 im Eingriff ist. Die Spindel 16A bewegt und dreht den Hebel, so daß das bewegliche Element 31 bewegt wird.

Die Konstruktion des Winkeleinstellmechanismus 37 ist nicht auf die vorher­ gehende Beschreibung des elastischen Scharniers 44 begrenzt. Beispielsweise können der feststehende Abschnitt 42 und der Stifthalteabschnitt 43 durch eine Blattfeder verbunden sein.

Eine Fehlerkorrekturvorrichtung, die den durch die Erfassungsvorrichtung erfaßten Wert im Verhältnis zur Verschiebung der Spindel 16A korrigiert, kann separat vorgesehen sein, da der Winkeleinstellmechanismus 37 keine sehr großen Winkeleinstellungen vornehmen kann. In diesem Fall wird eine Tabelle vorbereitet, welche die Verschiebung der Spindel 16A in Zuordnung mit den durch die Erfassungsvorrichtung der elektrischen Einheit 28 erfaßten Werten enthält. Die Verschiebung der Spindel 16A mit dem zugeordneten, durch die Erfassungsvorrichtung erfaßten Wert, wird aus der Tabelle gelesen und digital auf der Digitaleinheit angezeigt. Es ist auch möglich, daß die Fehlerkorrekturvorrichtung die korrekte Verschiebung berechnet, indem sie den Korrekturwert von dem durch die Korrekturvorrichtung erfaßten Wert verwendet.

Die Spindel 16A ist ebenfalls nicht auf die vorhergehende Beschreibung begrenzt. Beispielsweise kann sie die in Fig. 16 gezeigte Form annehmen. Die Spindel 16A kann durch den Stutzen 17A unter Verwendung der Line­ arkugellager 75 beweglich gelagert sein. Dies macht es möglich, Spiel zu verringern, das durch Verschleiß des Spindellagers 16A verursacht wird. Genauer gesagt wirkt bei jeder Bewegung der Spindel 16A eine zur Axial­ richtung der Spindel 16A senkrechte Kraftkomponente durch die Wirkung des Umwandlungsmechanismus 53 auf die Spindel 16A. Dies bewirkt, daß die Spindel 16A sich wiederholt in einer hin- und hergehenden Weise bewegt, was zu einem Verschleiß des Lagers und einem eventuellen Spiel führt. Jedoch kann, da die Spindel 16A durch den Stutzen 17A unter Verwendung des Linearkugellagers 75 gelagert ist, das Ausmaß des Ver­ schleißes des Lagers verringert werden. Eine staubdichte Umhüllung 76 kann zwischen dem Stutzen 17A und dem vorderen Ende der Spindel 16A angeordnet sein.

Ein beliebiges System, wie beispielsweise ein elektrostatisches Kapazitäts­ system, ein photoelektrisches System und ein magnetisches System, das in der Lage ist, die Verschiebung des beweglichen Elements 31 als ein elek­ trisches Signal zu erfassen, kann als Erfassungsvorrichtung verwendet wer­ den, um die Verschiebung des beweglichen Elements 31 zu erfassen und ein elektrisches Signal zu erzeugen, das an die digitale Anzeigeeinheit 14 geschickt wird.

Auch wenn die Erfindung bezugnehmend auf bevorzugte Ausführungsbeispiele beschrieben wurde, gehen viele Modifikationen und Variationen aus der Beschreibung der Erfindung klar hervor. Alle derartigen Modifikationen und Variationen verstehen sich innerhalb des Rahmens der vorliegenden Erfin­ dung wie in den beigefügten Patentansprüchen definiert.

Claims (14)

1. Verschiebungserfassungsgerät mit einer Digitalanzeigeeinheit auf einem Gehäuse, wobei das Gerät aufweist:
eine Spindel, die am Gehäuse befestigt ist, wobei die Spindel sich senkrecht zur Anzeigefläche der Digitalanzeigeeinheit bewegt;
ein bewegliches Element, das am Gehäuse befestigt ist, um sich senk­ recht zu einer Axialrichtung der Spindel zu bewegen;
einen Umwandlungsmechanismus, der zwischen der Spindel und dem be­ weglichen Element angeordnet ist, um eine axiale Verschiebung der Spindel in eine Verschiebung des beweglichen Elements umzuwandeln; und
eine Erfassungsvorrichtung, welche die Verschiebung des beweglichen Elements erfaßt und den erfaßten Wert digital auf der digitalen An­ zeigeeinheit anzeigt.

2. Verschiebungserfassungsgerät nach Anspruch 1, bei dem das Gehäuse einen Gehäusekörper mit der digitalen Anzeigeeinheit, dem beweglichen Element und der Erfassungsvorrichtung, sowie ein Deckelelement auf­ weist, das auf dem Gehäusekörper an einer der digitalen Anzeigeeinheit entgegengesetzten Seite angebracht ist, wobei die Spindel mit dem Deckelelement verbunden ist.

3. Verschiebungserfassungsgerät nach Anspruch 1, bei dem die Spindel in einen Basisendabschnitt, der am Gehäuse befestigt ist, und ein Vor­ derendabschnitt unterteilt ist, der an dem Basisendabschnitt befestigt und von diesem getrennt werden kann, wobei das bewegliche Element einen Befestigungsabschnitt aufweist, um den Vorderendabschnitts der Spindel aufzunehmen, wenn der Vorderendabschnitt von dem Basisendabschnitt demontiert ist.

4. Verschiebungserfassungsgerät nach Anspruch 1 , bei dem der Umwandlungsmechanismus erste und zweite Kontaktelemente aufweist, wobei das erste Kontaktelement an einem von den beiden Bauteilen, der Spindel oder dem beweglichen Element, unter einem Winkel von ungefähr 45 Grad bezüglich dem beweglichen Element befestigt ist, und das zweite Kontaktelement mit dem jeweils anderen der beiden Bauteile, der Spindel oder dem beweglichen Element befestigt ist, wobei das zweite Kontaktelement in Kontakt mit dem ersten Kontaktelement ist.

5. Verschiebungserfassungsgerät nach Anspruch 4, das weiter eine Winkel­ einstellvorrichtung zum Einstellen des Winkels von dem ersten Kontakt­ element relativ zum beweglichen Element aufweist.

6. Verschiebungserfassungsgerät nach Anspruch 4, bei dem das erste Kontaktelement eine ebene Fläche aufweist, die einen Winkel von ungefähr 45 Grad bezüglich dem beweglichen Element bildet, wobei das zweite Kontaktelement eine sphärische Oberfläche aufweist, die mit dem ersten Kontaktelement in einem Punkt in Kontakt ist.

7. Verschiebungserfassungsgerät nach Anspruch 1, das weiter eine Fehler­ korrekturvorrichtung aufweist, um den durch die Erfassungsvorrichtung erfaßten Wert relativ zur Spindelverschiebung zu korrigieren.

8. Verschiebungserfassungsgerät, das aufweist:
ein Gehäuse mit einer digitalen Anzeigeeinheit, die auf einer Oberfläche des Gehäuses ausgebildet ist;
eine Spindel, die sich vom Gehäuse erstreckt, um sich in einer axialen Richtung zu bewegen, welche im wesentlichen senkrecht zur Fläche mit der digitalen Anzeigeeinheit ist;
ein bewegliches Element, das sich im wesentlichen senkrecht zur Axial­ richtung der Spindel bewegt;
eine Umwandlungseinrichtung zum Umwandeln der axialen Bewegung der Spindel in eine Bewegung der beweglichen Einheit; und
eine Erfassungs- und Steuereinrichtung zum Erfassen der Bewegung des beweglichen Elements und zum Steuern der digitalen Anzeigeeinheit basierend auf der erfaßten Bewegung.

9. Verschiebungserfassungsgerät nach Anspruch 8, bei dem das Gehäuse einen Gehäusekörper mit der digitalen Anzeigeeinheit, dem beweglichen Element und der Erfassungs- und Steuereinrichtung, sowie ein Deckel­ element aufweist, das abnehmbar auf dem Gehäusekörper an einer der digitalen Anzeigeeinheit entgegengesetzten Seite demontierbar angebracht ist, wobei die Spindel mit dem Deckelelement verbunden ist.

10. Verschiebungserfassungsgerät nach Anspruch 8, bei dem die Spindel in einen Basisendabschnitt, der am Gehäuse befestigt ist, und einen Vor­ derenabschnitt unterteilt ist, welcher am Basisendabschnitt angebracht und von diesem getrennt werden kann, wobei das bewegliche Element einen Befestigungsabschnitt aufweist, um den Vorderendabschnitt der Spindel aufzunehmen, wenn der Vorderendabschnitt von dem Basisend­ abschnitt getrennt ist.

11. Verschiebungserfassungsgerät nach Anspruch 8, bei dem die Umwand­ lungseinrichtung ein erstes und ein zweites Kontaktelement aufweist, wobei das erste Kontaktelement an einem von den beiden Bauteilen, der Spindel oder dem beweglichen Element, und das zweite Kontaktelement an dem jeweils anderen der beiden Bauteile, der Spindel oder dem beweglichen Element, befestigt ist und in Kontakt mit dem ersten Kontaktelement ist.

12. Verschiebungserfassungsgerät nach Anspruch 11, das weiter eine Winkel­ einstellvorrichtung aufweist, um den Winkel des ersten Kontaktelements relativ zum beweglichen Element einzustellen.

13. Verschiebungserfassungsgerät nach Anspruch 11, bei dem das erste Kontaktelement eine ebene Fläche aufweist, die einen Winkel von ungefähr 45 Grad relativ zum beweglichen Element bildet, wobei das zweite Kontaktelement eine sphärische Oberfläche aufweist, die mit dem ersten Kontaktelement in einem Punkt in Kontakt ist.

14. Verschiebungserfassungsgerät nach Anspruch 8, das weiter eine Fehler­ korrekturvorrichtung aufweist, um den durch die Erfassungsvorrichtung erfaßten Wert relativ zur Spindelverschiebung zu korrigieren.