DE2650252B2

DE2650252B2 - Tragbares, leichtgewichtiges Meßinstrument mit einem Hauptstab und einem darauf bewegbaren Schieber

Info

Publication number: DE2650252B2
Application number: DE2650252A
Authority: DE
Inventors: Goro Kawasaki Kanagawa Nishikata (Japan)
Original assignee: Mitutoyo Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Mitutoyo Manufacturing Co Ltd
Priority date: 1975-12-29
Filing date: 1976-11-02
Publication date: 1979-06-28
Also published as: DE2650252C3; JPS5525682Y2; DE2650252A1; JPS5291135U; US4077129A; GB1519089A; CH607793A5

Description

Die Erfindung betrifft ein tragbares leichtgewichtiges Meßinstrument mit einem Hauptstab und einem darauf bewegbaren Schieber, wobei letzterer einen ZähLr und eine Meßuhr trägt, die von zugehörigen Ritzeln durch eine Zahnstange des Hauptstabes antreibbar sind.

Derartige zur Messung von Längen dienende Meßgeräte, wie Schiebelehren, Höhenmeßgeräte usw. geben den Meßwert zur Vermeidung von Schwankungen bei der angezeigten Zahl, weiche aufgrund eines Eingriffsspiels des Getriebes des Zählerantriebes sonst entstehen könnten, nicht ausschließlich digital auf einem einzigen Zähler wieder, sondern benutzen für die Grobanzeige der Meßwerte ein Digital- Zählwerk und für die Feinanzeige eine Skalenscheibe mit Gradeinteilung, Der Antrieb für das Digital-Zählwerk und die Skalenscheibe erfolgt dabei unabhängig voneinander über zwei getrennte zur selben Zeit die Zahnstange am Hauptträger des Längenmeßgerätes kämmende Ritzel. Zur Verringerung der Eingriffsspiele und Erhöhung der Genauigkeit ist dabei das Digital-Zählwerk und gemäß der CH-PS 5 46 9Φ* ebenfalls die Skalenscheibe innerhalb des Rahmens des Schiebers über besondere Halter fest gelagert.

Desweiteren sind besondere Federmittel vorgesehen, die ein Spiel zwischen der Zahnstange und den Ritzeln bzw. unter den Zahnrädern des Antriebes der Zählervorrichtung selbst weitgehend ausschließen sollen.

Obwohl bei diesen Längenmeßgeräten eine hohe Meßgenauigkeit erzielbar ist, sind diese insofern nachteilig, als durch die feste Anordnung der Zählervorrichtung im Schieber bzw. in besondere festgelegte Halter eine evtl. Einjustierung der beiden Meßanzeigen auf Schwierigkeiten stoßen kann.

In der Beseitigung dieser Schwierigkeiten und somit der Schaffung eines Längenmeßgerätes der eingangs genannten Art mit einem Digital-Zählwerk für die Grobanzeige der Meßwerte und einer Skalenscheibe für die Feinanzeige der Meßwerte, wobei eine Justierung sowohl des Digital-Zählwerkes als auch der Skalenscheibe leicht möglich ist, liegt die Aufgabe der vorliegenden Erfindung.

Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß der Zähler und die Meßuhr des Meßinstrumentes unabhängig voneinander einstellbar sind, wobei der Zähler zur Null-Einstellung in Längsrichtung gegenüber dem Schieber bewegbar ist und die Null-Einstellung der Meßuhr durch Drehen ihrer Skala relativ zu ihrem Zeiger erfolgt

Da der Zähler und die Meßuhr zueinander und der Zähler zum Schieber bzw. zur Zahnstange des Hauptstabes gesondert einstellbar sind, und zwar durch Verschiebung in 1 .ängsrichtung der Zahnstange gegenüber dem Schieber bzw. durch einfaches Verdrehen des Ziffernblattes der Meßuhr, läßt sich das Mefl<instrument in einfacher Weise rasch und dennoch exakt justieren.

Der beispielsweise zur Null-Einstellung gegenüber dem Schieber verschobene Zähler läßt sich leicht in seiner neuen Lage dabei durch Schraubrnittel oder dergleichen festlegen.

Gemäß einem weiteren vorteilhaften Merkmal der Erfindung sind Zähler und Meßuhr auf der oberen

Fläche des Schiebers in Längerichtung der Zahnstange und mit Abstand zueinander angeordnet Die im geringen Abstand in einer Ebene nebeneinander liegenden Meßanzeigen sind dabei mit einem Blick leicht zu erfassen, wobei der zwischen ihnen befindliche Abstand eine Verschiebung des Zählers in Längsrichtung des Hauptstabes gegenüber der Meßuhr zuläßt

Der Antrieb des Zählers und der Meßuhr erfolgt dabei vorteilhafter Weise zur Ermöglichung eines unabhängigen Antriebes und einer einfachen gesonderten Einstellmöglichkeit der Meßanzeigen jeweils über gesonderte Ritzel, die gleichzeitig in Eingriff mit einer einzigen Zahnstange stehen.

Vorzugsweise besitzt der Zähler einen U-förmigen aus einer einzelnen Metallplatte gestanzten Rahmen mit einer Basis, welche den Schieber berührt und in der ein Paar Befestigungsschlitze, die sich in Längsrichtung der Zahnstange erstrecken, angelegt sind. Durch Einführung von Schrauben in die Befestigungsschlitze und in Schraubenlöcher auf der oberen Räche des Schiebers läßt sich somit der Rahmen des Zählers in einfacher Weise in der justierten Lage festlegen. Da ich die Befestigungsschlitze in Längsrichtung der Zahnstange erstrecken, kann man den Zählerrahmen in dieser Richtung bezüglich des Schiebers verstellen, indem man die in der oberen Fläche des Schiebers eingeschraubten Schrauben lockert

Zur Aufnahme des Zählermechanismus und Antriebes weist der U-förmige Rahmen in bevorzugter Ausführungsform zwei gegenüberliegende von der Basis nach oben abgebogene Abschnitte auf, zwischen denen parallel zueinanderliegend die Zählerwelle und eine Ritzelwelle in Längsrichtung der Zahnstange angelegt sind, sowie einen abgewinkelten, sich parallel zur Basis erstreckenden Ansatz am oberen Ende eines der zwei abgebogenen Abschnitte.

Dabei ist in dem Rahmen senkrecht zu der Zählerwelle bzw. der Ritzelwelle eine Schnecke gelagert, deren Welle zwischen der Zählerwelle und der Ritzelwelle hir .durchläuft und sich von dem am oberen Ende eines der Abschnitte angelegten abgewinkelten, parallel zur Basis ausgerichteten Ansatz durch die Basis des Rahmens in die Nut des Hauptstabes erstreckt und über ein Zählerritzel mit der Zahnstange kämmt Auf der Zählerwelle sind dabei Rollen zum Anzeigen der Digitalmeßwirte und ein Schneckenrad angelegt, das mit der senkrecht zu der Zählerwelle angeordneten Schnecke bzw. deren Welle kämmt und drehfest mit der ersten Anzeigerolle verbunden ist. Der Antrieb der zweiten Rolle des Zählers erfolgt dabei über ein drehbares auf der Ritzelwelle angelegtes Fortschaltritzel, welches über einen Fortschaltzahn der ersten Rolle angetrieben wird und mit Seitenzähnen der zweiten Rolle kämmt.

Die Ausbildung und Anordnung des Zählerantriebes in einem derartigen U-förmigen Rahmen bietet den Vorteil, daß unter Verwendung eines konstruktiv einfachen Zählerantriebes bei Verstellung des Rahmens relativ zum Schieber in Längsrichtung der Zahnstange das mit dieser kämmende Zählerritzel gedreht werden kann und somit die Rollen des Zählwerkes auf Null justierbar sind.

Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele im Zusammenhang mit der Zeichnung. Die Zeichnung zeigt in

F i g. 1 eine zum Teil aus; inandergezogene, perspektivische Ansicht einer ersten Ausführungsmöglichkeit nach der Erfindung in Form einer Schublehre mit Noniusanzeige;

F i g. 2 eine Ansicht der Schublehre nach F i g. 1; F i g. 3 einen Teillängsschnitt zur Verdeutlichung des s Verhältnisses zwischen dem Zähler, der Meßuhr, der Zahnstange, des Tiefenmeßstabes, der Zahnstangenabdeckung usw., wobei das Verhältnis zwischen dem Zähler, der Meßuhr und der Zahnstange das gleiche ist wie bei einem Schnitt entlang der Linie H-II in den Fig.6,7und8;

Fig.4 eine Seitenansicht eines Zählerdeckels, der abweichend von der Darstellung nach Fig. 1 bis 3 geformt ist;

F i g. 5 eine perspektivische Ansicht des Zählerdek-

kels nach F i g. 4;

Fig.6 in Vorderansicht eine andere Ausführungsmöglichkeit nach der Erfindung in Form eines Höhenmeßgerätes;

F i g. 7 in Vorderansicht eine weitere Ausführungs-

Möglichkeit nach der Erfindung in Form eines Mikrometers;

Fig.8 in Vorderansicht eine ebenfalls abweichende Ausführungsmöglichkeit nach der Erfindung in Form eines Tiefenmeßgerätes mit Noniusanzeige.

Im folgenden wird das erfindungsgemäße Meßinstrument in der Ausführungsform einer Schublehre beschrieben.

Nach den F i g. 1 bis 3 ist ein Schieber 2 vorgesehen, der die Form einer langen schmalen Platte besitzt Er

Ju paßt auf einen Hauptstab 1 und läßt sich in dessen Längsrichtung verschieben. In den Hauptstab 1 ist eine

längslaufende zentrale Nut IA eingeschnitten. Sie nimmt eine längslaufende Zahnstange 3 auf.

Der Schieber 2 trägt einen Digitalzähler A sowie eine

gesonderte Meßuhr θ mit Digitalanzeige.

Der Zähler A wird dadurch hergestellt, daß man eine einzelne Metallplatte von geeigneter Form stanzt sie an drei Stellen nach innen biegt und ihr die Form eines passenden U-förmigen Rahmens 4 verleiht Dieser Rahmen 4 besitzt in seiner Basis 4/4, weiche den Schieber 2 berührt, ein Paar von Befestigungsschlitzen 4C die sich in Längsrichtung der Zahnstange 3 erstrecken. Kleine Schrauben 5 gemäß F i g. 1 werden in die Befestigungsschlitze 4C eingeführt und in Schrau benlöcher 2/4 eingeschraubt, welche in der oberen Fläche des Schiebers 2 ausgebildet sind. Auf diese Weise verbindet man den Schieber 2 mit dem Rahmen 4. Da sich die Befestigungsschlitze AC in Längsrichtung der Zahnstange 3 erstrecken, kann man den Rahmen 4 in dieser Richtung bezüglich des Schiebers 2 verstellen, indem man nämlich d,e kleinen Schrauben lockert Dies ermöglicht eine unabhängige Nulleinstellung des Digitalzählers A. Zwischen den einander gegenüberliegenden Abschnitten 45 und 45' des Rahmens 4 liegen parallel zueinander eine Zählerwelle 6 und eizie Ritzelwelle 7. Sie erstrecken sich in Längsrichtung der Zahnstange 3. Zwischen der Basis 4A, die senkrecht zu den Abschnitten 45 und 45'verläuft, und einem Flansch 4D am oberen Ende ^J.es Abschnittes AB ist drehbar eine Schnecke 8 gelagert. Ihre Welle SA läuft zwischen der Zählerwelle 6 und der Ritzelwelle 7 hindurch und erstreckt sich durch die Basis 44 in die Nut 14. Am Ende der Welle 8/4 ist ein Zählerritzel 9 befestigt das mit der Zahnstange 3 kämmt.

Die Zählerwelle 6 lagert drehbar eine Rolle 10 zum Anzeigen der ersten Dekade und eine Rolle Il zum Anzeigen der nächsten Dekade. Ferner sitzt auf der Zählerwelle 6 ein Schneckenrad 12, das in die Schnecke

8 eingreift und drehfest mit der Rolle IO verbunden ist. Die Ritzelwelle 7 trägt drehbar ein Fortschaltritzel 13. Letzteres sitzt zwischen den Rollen 10 und 11 und kämmt mit Seitenzähnen HA der Rolle 11. Die Anordnung ist so getroffen, daß ein Fortschaltzahn 10/4 an der Seite der Rolle 10 bei jeder vollen Umdrehung dieser Rolle 10 in das Fortschaltritzel 13 eingreift, um letzteres einen Zahn weiterzudrehen und die Rolle 11 zu verstellen. Das Meßergebnis wird durch Ziffern angezeigt, die auf den Rollen 10 und 11 vorgesehen sind. Wenn also bei dieser Ausführungsform der Rahmen 4 relativ zum Schieber 2 in Längsrichtung der Zahnstange 3 verstellt wird, kann das Zählerritzel 9 gedreht werden, um die Rollen 10 und 11 auf Null zu justieren.

Auf den Rahmen 4 ist ein Zählerdeckel 14 mit offenem Boden passend aufgesetzt. Dabei besitzt der Zählerdeckel im Schnitt eine Trapezform.

Als nächstes folgt die Beschreibung der Meßuhr B, die

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arln I. ι rt Vi

auf dem Schieber 2 sitzt. Gemäß F i g. 3 wird ein Deckel 16 eines Rahmens 15 direkt auf dem Schieber 2 befestigt, und zwar benachbart zum Digitalzähler A. Eine Welle 17/4 eines zweiten Ritzels 17 ist drehbar zwischen dem Rahmen 15 und dem Deckel 16 gelagert. Das zweite Ritzel 17 kämmt mit der Zahnstange 3, wobei ferner ein Zwischenrad 18 auf der Welle i7A befestigt ist. Zwischen dem Rahmen 15 und dem Deckel 16 ist außerdem eine Welle 19,4 eines Antriebsrades 19 drehbar befestigt. Das Antriebsrad 19 kämmt mit dem Zwischenrad 18, wobei an der Welle \9A darüber hinaus ein Zeiger 20 befestigt ist. Eine Skala 21 sitzt drehbar auf der oberen Räche des Rahmens 15, und zwar derart, daß sie auf jeden beliebigen Winkel eingestellt werden kann. Bei dieser Anordnung wird das Drehmoment des zweiten Ritzels 17 auf das Zwischenrad 18 und folglich auf den Zeiger 20 übertragen, um auf der Skala 21 des Rahmens 15 das Meßergebnis anzuzeigen.

Eine Welle 22/4 eines dritten Ritzels 22 ist ebenfalls drehbar zwischen dem Rahmen 15 und dem Deckel 16 der Meßuhr befestigt. Das dritte Ritzel 22 kämmt mit der Zahnstange 3. Ein Stirnrad 23 sitzt drehbar auf der Welle 22/4 und kämmt mit dem Antriebsrad 19. Zwischen das Stirnrad 23 und das dritte Ritzel 22 ist eine Feder 24 geschaltet, die mit ihrem einen Ende am Stirnrad 23 und mit ihrem anderen Ende am dritten Ritzel 22 befestigt ist. Auf diese Weise vermeidet man einen Totgang zwischen dem Zwischenrad 18 und dem Antriebsrad 19 sowie zwischen den zweiten Ritzel 17 und der Zahnstange 3.

Das Übersetzungsverhältnis zwischen der Welle 19/4 und der Zwischenrolle 10 ist so eingestellt, daß bei jeder vollen Umdrehung der den Zeiger 20 antreibenden Welle 19/4 die Ziffern auf der Rolle 10 des Digitalzählers um einen Wert fortgeschaltet werden. Die Ziffernrolle 10 zeigt das erste Dezimalkomma der Messung an, während der Zeiger 20 im vergrößerten Maßstab auf der Skala 21 eine Anzeige des zweiten Dezimalkommas und der folgenden Stellen liefert

Zur Nulleinstellung der Meßuhr B wird die Skala 21 relativ zum Zeiger 20 so gedreht, daß die Ziffer Null auf der Skala 21 mit dem Zeiger 20 übereinstimmt

Die Anzeigeflächen des Digitalzählers A und der Meßuhr B liegen in einer gemeinsamen Ebene, so daß eine übersichtliche Anordnung entsteht und sämtliche Ablesefehler der Anzeige vermieden werden.

innerhalb des Raumes 25, der sich in Längsrichtung des Schiebers 2 zwischen der Seite \B der Nut \A und

der Zahnstangc 3 erstreckt, ist ein Tiefenmeßstab 26 verschieblich gelagert. F.in Ende des Tiefenmeßstabes ist am Deckel 16 der Meßuhr B befestigt. Eine dünne Zahnstangenabdeckung 27, die innerhalb der Nut \A zwischen deren Seiten Iß und Iß' liegt, ist am Tiefenmeßstab 26 befestigt, um die Zahnstange 3 abzudecken. Die Zahnstangenabdeckung 27 trägt eine längslaufende Hilfsskala 28, die aus den Skalenstrichen 28/4 und den Zeigern 28ß besteht. Außerdem trägt das Ende des Hauptstabes 1 eine Indexlinie 29. Auf diese Weise kann man von einer der Skalenlinien 284 und von der Indexlinic 29 das erste Dezimalkomma und die oberen Ziffern ablesen. Die Ziffern 28ß sind in aufsteigender Anordnung bezogen auf die Meßuhr B angeordnet.

Der Zählerdeckel 14 wird auf dem Rahmen 4 lediglich durch Reibungskräfte gehalten, die zwischen dessen Kanten und den Rahmenseiten der Basis AA entstehen

l_ 7su ι ι ι ιλ :.. j :. _:„ λ u_:_i-.:

im ^aIIIi₁IULi-Ai.! i-r Ui ui.jnt.iii.ii.ii Lilt uutt.imvMiigL3 Ablesefeld 32 vorgesehen.

Die bisherige Beschreibung betraf eine Anwendung der Erfindung auf eine Schublehre.

Die Erfindung läßt sich jedoch gleichermaßen im Zusammenhang mit anderen Meßinstrumenten verwenden. So zeigt beispielsweise Fig. 6 die Benutzung der Erfindung im Zusammenhang mit einem Höhenmesser, bei dem der Schieber 2, der einen Meßteil 2' trägt, vertikal ausgerichtet ist und verschieblich auf dem von einer Basis Γ aufragenden Hauptstab 1 sitzt. Die Messung eines Objektes erfolgt also zwischen derjenigen Ebene, auf der die Basis Γ ruh:, und dem Meßteil 2' des Schiebers 2. Auch kann mar\ in Übereinstimmung mit Fig. 7 ein Mikrometer mit den Merkmalen der Erfindung vorsehen. Das Mikrometer besitzt einen U-förmigen Rahmen 2ß, der von dem Schieber 2 getragen wird. Die Messung eines Objektes erfolgt zwischen einem Klotz 33 am Rahmen 2ß und dem Hauptstab l.der innerhalb des Schiebers 2 gleiten kann. Schließlich läßt sich die Erfindung auch anwenden auf eine Tiefenschublehre, wie es sich aus Fig.8 ergibt. Anders ausgedrückt umfaßt der Anwendungsbereich der Erfindung sämtliche Meßinstrumente, sofern diese die erfindungsgemäße Einstellmöglichkeit des Digitalzählwerkes und der Meßuhr benutzen. Bei jeder Ausführungsform entspricht der Aufbau der Meßuhr B und des Digital-Zählwerkes A der Ausführungsform nach Fig.3, so daß sich eine weitere Beschreibung erübrigt

Wie erwähnt bildet man bei dem erfindungsgemäßen Instrument zumindest den Digitalzähler, der das Meßergebnis mit Ziffernrollen anzeigt, und gegebtaenfalls die Meßuhr, die das Meßergebnis mit einem Zeiger auf einer Skala des Meßuhrrahmens anzeigt als gesonderte Einheiten aus, so daß deren Befestigung auf dem Schieber erleichtert wird und eine Nacheinstellung möglich ist Desweiteren besteht in bevorzugter Ausführungsform der Rahmen des Digitalzählers aus einer einzigen Platte, wobei der Digitalzähler unter Verwendung von Befestigungsschlitzen in der Platte verstellbar auf dem Schieber montiert ist Dies erleichtert insbesondere den Zusammenbau des Zählers, wobei man beim Befestigen des Zählers dessen Rahmen in Gleitrichtung des Schiebers bewegen und somit eine einfache und schnelle Nulleinstellung des Zählers erzielen kann. Dies ermöglicht eine genaue Messung des Objektes ohne auf falsche Befestigung des Zählers zurückgehende Ablesefehler.

Hierzu 5 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Tragbares leichtgewichtiges Meßinstrument mit einem Hauptstab und einem darauf bewegbaren Schieber, wobei letzterer einen Zähler und eine Meßuhr trägt, die von Ritzeln durch eine Zahnstange des Hauptstabes antreibbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß der Zähler (A) und die Meßuhr (B) unabhängig voneinander einstellbar sind, wobei der Zähler (A) zur Null-Einstellung in Längsrichtung gegenüber dem Schieber (2) bewegbar ist und die Null- Einstellung der Meßuhr (B) durch Drehen ihrer Skala (21) relativ zu ihrem Zeiger (20) erfolgt

2. Tragbares, leichtgewichtiges Meßinstrument '5 nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Zähler (A) und die Meßuhr (B) auf der Oberfläche des Schiebers (2) in Längsrichtung der Zahnstange (3) und mit Abstand zueinander angeordnet sind.

3. Tragbares, leichtgewichtiges Meßinstrument nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Antrieb des Zählers (A) und der Meßuhr (B) jeweils über ein gesondertes Ritzel erfolgt, die gleichzeitig in Eingriff mit einer einzigen Zahnstange (3) stehen.

4. Tragbares, leichtgewichtiges Meßinstrument nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Zähler (A) einen U-förmigen, vorzugsweise aus einer einzelnen Metallplatte gestanzten Rahmen (4) mit einer Basis Jo (4A) besitzt, weiche den Schieber (2) berührt und in der ein Paar Befestigungsschlitze (4CjI die sich in Längsrichtung der Rahmen \4) durch in die Befestigungsschlitze (4C) und in Schraubenlöcher (2/4,1 auf der Oberfläche des Schieb ,rs (2) eingeführ- ^ te Schrauben (5) festlegbar ist.

5. Tragbares, leichtgewichtiges Meßinstrument nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der U-förmige Rahmen (4) zwei gegenüberliegende von der Basis (4A) nach oben abgebogene Abschnitte (4B, 4B') aufweist, zwischen denen parallel zueinanderliegend die Zählerwelle (6) und eine Ritzelwelle (7) in Längsrichtung der Zahnstange (3) angelegt sind, daß in dem Rahmen (4) senkrecht zu der Zählerwelle (6) bzw. der Ritzelwelle (7) eine « Schnecke (8) gelagert ist, deren Welle (SA) zwischen der Zählerwelle (6) und der Ritzelwelle (7) hindurchläuft und sich von einem am oberen Ende eines der Abschnitte (4B, 4B') angelegten abgewinkelten, parallel zur Basis (4A) ausgerichteten Ansatz (4D) durch die Basis (4A) des Rahmens (4) in die Nut (\A) des Hauptstabes (1) erstreckt und über ein Zählerritzel (9) mit der Zahnstange kämmt, daß auf der Zählerwelle (6) Rollen (10, 11) zum Anzeigen von Dekaden des Meßwertes und ein Schneckenrad (12) angelegt sind, wobei letztes mit der senkrecht zu der Zählerwelle (6) angeordneten Schnecke (8) bzw. deren Welle (8/4) kämmt und drehfest mit der ersten Anzeigerolle (10) verbunden ist, und daß der Antrieb der zweiten Rolle (U) des Zählers über ein «> drehbares auf der Ritzelwelle (7) angelegtes Fortschaltritzel (13) erfolgt, welches über einen Fortschaltzahn (10,4,1 der ersten Rolle (10) angetrieben wird und mit Seitenzähnen (WA) der zweiten äußeren Rolle (11) kämmt.

6. Tragbares, leichtgewichtiges Meßinstrument nach einem oder mehreren der Ansprüche ί bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßuhr (B) in vergrößertem Maßstab die kleinste Stelle des Meßwertes anzeigt