DE3001634A1

DE3001634A1 - Innenmesslehre

Info

Publication number: DE3001634A1
Application number: DE19803001634
Authority: DE
Inventors: Ichiro Mizuno; Masao Nakahara
Original assignee: Mitutoyo Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Mitutoyo Manufacturing Co Ltd
Priority date: 1979-01-25
Filing date: 1980-01-17
Publication date: 1980-07-31
Also published as: JPS622483Y2; JPS55108905U; US4288924A

Description

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Kabushiki Kaisha Mitutoyo Seisakusho 53-7» 5-chome, Shiba, Minato-ku, Tokyo, Japan

Innenmeßlehre

Die Erfindung bezieht sich auf eine Innenmeßlehre, welche dazu dient, die Innenabmessung eines Loches oder einer öffnung zu messen.

Es sind derartige Innenmeßlehren bekannt, bei denen eine eine Skala aufweisende Anzeigevorrichtung an dem einen Ende eines rohrförmigen Hauptkörpers befestigt ist und eine Spindel in dem Hauptkörper so angeordnet ist, daß sie gegen den Kontaktstößel der Anzeigevorrichtung wirkt· Das andere Ende des rohrförmigen Hauptkörpers ist mit einem Meßkontakt versehen, der sich zusammen mit der Spindel, jedoch in einer zu dieser senkrechten Richtung bewegt. Derartige Meßlehren werden beschrieben in der DE-PS 437 754, der GB-PS 1 319 und der DE-OS 1 623 311· Beschreibungen weiterer derartiger Meßlehren können in der Sammlung des Standes der Technik des Patentamts der USA in der dortigen Klasse 33» Unterklasse gefunden werden.

Bei den bekannten Meßlehren ist die Spindel mit einem Hebel versehen, durch dessen manuelle Betätigung eine axiale Verschiebung der Spindel hervorgerufen wird. Der Hebel hat die Funktion, die Einführung des Meßkontakts in das Loch oder die öffnung eines Gegenstandes zwecks Messung der Innenabmessungen

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zu gestatten. Gemäß der üblichen Praxis ist ein einziger derartiger Hebel an dem rohrförmigen Hauptkorper angelenkt, wobei auf einer Arbeitsfläche des Hebels ein Schlitz vorgesehen ist· Ein Stift der Spindel greift in den Schlitz in solcher Weise ein, daß eine Drehung des Hebels direkt dazu führt, daß die Spindel axial verschoben wird.

Diese bekannten Innenmeßlehren haben den Nachteil, daß die Lage des rohrförmigen Hauptkörpers durch die während des Meßvorgangs erforderlichen Arbeitsschritte praktisch unvermeidbarer Weise gestört wird, wodurch der rohrförmige Hauptkorper sich zu der einen oder zu der anderen Seite neigt und somit zu ungenauen Meßergebnissen führt. Wenn nämlich die Meßkontakte anfänglich in Richtung zu dem rohrförmigen Hauptkorper durch Ergreifen des Betätigungshebels zurückgezogen werden und die Lehre dann in"das zu messende Loch eines Gegenstandes eingeführt wird, hat das dann folgende unsymmetrische Loslassen des Hebels, durch welches die Meßkontakte sich nach außen gegen die Innenwand des Loches vorbewegen, die unerwünschte Verschiebung zur Folge«

Da der Hebel und die Spindel bei den bekannten Geräten direkt aneinander angelenkt sind, muß der Hebel selbst sehr lang ausgeführt werden, wenn die Spindelverschiebung größer sein soll als die Hebelumdrehung, was den praktischen Nutzen eines solchen Geräts beeinträchtigt. Weiterhin begrenzt die Schlitz-Stift-Verbindung zwischen dem Hebel und der Spindel die Möglichkeit, den Reibungswiderstand herabzusetzen. Die bekannten Geräte erfordern daher eine hohe Betätigungskraft, was zusammen mit dem Vorhandensein nur eines einzigen Hebels unvermeidbarer Weise zu einer Störung der I»_age der Meßlehre beim Loslassen des Hebels führt.

Die Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Innenmeßlehre der genannten Art so auszubilden daß die Messung in stabiler

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Lage der Innenmeßlehre durchgeführt werden kann, ohne daß die Position der Meßlehre durch die Hebelbetätigung gestört wird. In weiterer Ausbildung soll eine Verschiebung der Spindel mit einer sehr geringen Betatigungskraft möglich sein, um auchdadurch eine optimale Kontrolle der Lage der Meßlehre zu ermöglichen, wenn der Hebel losgelassen wird·

Die erfindungsgemäße Innenmeßlehre weist einen rohrförmigen Hauptkorper auf, in welchem eine Spindel in Axialrichtung angeordnet ist, die in Axialrichtung gleitend verschiebbar ist· Mehrere Meßkontakte sind bezüglich der Spindel so angeordnet, daß sie sich zusammen mit dieser, jedoch in einer senkrecht zu der Spindel verlaufenden Richtung bewegen. Ein Paar von Hebeln sind an dem rohrförmigen Hauptkorper angelenkt und Glieder verbinden die freien Endteile der Hebel mit der Spindel in solcher Weise, daß ein manuelles Zusammendrücken der Hebelpaare eine axiale Verschiebung der Spindel und ein Zurückziehen der Meßkontakte in einer geschmeidigen, axial ausbalancierten Weise bewirkt.

Die Schwenkpunkte an dem rohrförmigen Hauptkörper sind erfindungsgemäß bezüglich der Achse der Spindel symmetrisch angeordnet· Zweckmäßigerweise ist eine Justierschraube vorgesehen, zum Einstellen des Bewegungsspielraums der Hebel· Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung besteht darin, daß eine Hauptfeder vorgesehen ist, die die Spindel in solcher Weise vorspannt, daß dadurch die Meßkontakte bei fehlender Krafteinwirkung auf die Hebel nach außen vorstehen.

Ein wesentlicher Vorteil der erfindungsgemäßen Innenmeßlehre besteht darin, daß die beiden Hebel, welche zur Verschiebung der Spindel dienen, eine zuverlässige Messung sicherstellen, ohne daß eine Störung der bereits in die Meßposition gebrachten Lehre erfolgt. Ein weiterer Vorteil ergibt sich aus

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dem aus Hebeln und Gliedern bestehenden Betätigungsmechanismus, der eine Verschiebung der Spindel durch Eim-jirkung einer sehr geringen Kraft auf die Hebel ermöglicht,, wodurch die Genauigkeit der Handhabung der Meßlehre während eines Meßvor= gangs verbessert wird·

Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels im Zusammenhang mit den beiliegenden Zeichnungen Es zeigen%

Fig. Ϊ- eine teilweise geschnittene Ansicht einer erfindungsgemäßen Innenmeßlehre|

Fig. 2 eine Ansicht von unten auf die in Figo Λ gezeigte Meßlehre; und

Fig. 3 einen Querschnitt entlang der Linie IH=III von Fig. 1, wobei jedoch nur das Schwenklager 14- gezeigt wird.

Die in Fig. 1 gezeigte Innenmeßlehre weist einen rohrförmigen Hauptkörper 1 auf» Eine Spindel 2 wird innerhalb des rohr= förmigen Hauptkörpers Λ durch Führmgsflachen 1a und 1a° so gehalten, daß sie axial bezüglich des Hauptkörpers 1 verschiebbar ist. Ein Haltering in Form eines Ε-Ringes 2a ist ungefähr in der Mitte der Spindel 2 an dieser befestigt_o Ein rohrfÖrmiger Tragteil 3 ist an dem Hauptkorpe? 1 befestigt und steht in Kontakt mit einer Feder ^₉ die in ©inem Spalt 1b zwischen der Spindel 2-und dem Hauptkorper 1 angeordnet ist_o Die Feder 4- erteilt der Spindel 2 eine Vorspannung in Abwärts= richtung aufgrund der auf den E-Riag 2a ausgeübten Kraft _o

Eine eine Skala aufweisende Meßvorriehtung 6 ist a& dem Tragteil 3 mittels einer Fassung 5 ^aeL ©inem sehraubbaren B©~

festigungsglied 22 oder anderen geeigneten Mitteln befestigt. Der Kontaktstößel 6a der Meßvorrichtung 6 steht in Punktkontakt mit dem oberen Ende der Spindel 2. Auf diese Weise bietet die Skala der Meßvorrichtung 6 eine Analoganzeige der Position der Spindel 2. Es versteht sich, daß es auch möglich wäre, einen Differentialtransformator zu verwenden, der die Verschiebung der Spindel 2 abtastet und diese Verschiebung in ein elektrisches Signal zwecks digitaler Anzeige umwandelt. In diesem Fall würde die Eingangswelle des Differentialtransformators in Kontakt mit dem Oberteil der Spindel 2 stehen, und zwar ähnlich wie der Kontaktstößel 6a der Meßvorrichtung 6.

Ein Kopf 7 mit drei Zylindern 7a ist an dem Unterteil des Hauptkörpers 1 befestigt· Jeder Zylinder 7a ist in einer Richtung normal zu der Spindel 2 angeordnet und enthält einen Meßblock 8, an dessen freiem Ende ein Meßkontakt 8a vorgesehen ist, der vorgeschoben oder in den Zylinder 7a zurückgezogen werden kann. Ein bewegbarer Block 9 ist in einem mit einem großen Durchmesser versehenen Zylinder 7b des Kopfes 7 so angeordnet, daß er in Axialrichtung der Spindel 2 verschoben werden kann. Eine kleine Kontaktkugel 10 an dem unteren Ende der Spindel 2 wirkt gegen die obere Fläche der Blockes 9· Der untere Teil des bewegbaren Blockes 9 ist konisch verjüngt unter Bildung einer Schrägfläche 9a» während das Ende 8b des Meßblocks 8 in ähnlicher Weise verjüngt ist, so daß die beiden Flächen 8buid 9a kontinuierlich in Kontakt miteinander stehen. Die Axialbewegung des Blockes 9a wird somit in eine senkrecht zur Axialrichtung der Spindel 2 erfolgende Bewegung der Meßblöcke 8 umgesetzt·

Während bei dem vorliegenden Beispiel die Bewegung der Meßblöcke 8 auf die Spindel 2 mittels eines bewegbaren Blockes 9 mit konischer Fläche 9a übertragen wird, könnte die gleiche Wirkungsweise durch einen Nocken oder durch eine schnurartige Verbindung zwischen der Spindel 2 und den Meßblöcken 8 er-

reicht werden.

Jeder der Meßblöcke 8 ist mit einer Keilnut 12 versehen, und ein Keil 11 ist an der Innenfläche jedes Zylinders 7a angeordnet und greift in die Keilnut 12 ein, so daß eine Drehung des Blockes 8 bezüglich des Zylinders 7a verhindert wird· Eine Feder 13 ist zwischen dem Zylinder 7a und dem Meßblock 8 angeordnet, um den Meßblock radial nach innen gegen den bewegbaren Block 9 zu drücken«,

Wie in Fig. 2 gezeigt wird, stellt der Dreipunktkontakt der Meßlehre an der Innenwand 21a des Loches 21 eine genaue Messung der Lochgröße sicher. Es versteht sich, daß der in Fig. 1 und 2 gezeigte Kopf 7 durch einen anderen Kopf ersetzt werden könnte mit einer geringeren oder einer größeren Anzahl von Zylindern 7a zur Verwendung bei anderen Meßvorgängen in ähnlicher Weise, wie bereits beschrieben wurde, und daß die grundsätzliche Wirkungsweise der Meßlehre dabei im wesentlichen unverändert bliebe.

Ein Schwenklager 14 ist auf der Außenseite des Hauptkörpers 1 angeordnet, um die beiden Hebel 15 schwenkbar zu lagern. Die beiden Hebel 15 sind mittels Stiften 16 so angelenkt, daß sie an dem Schwenklager 14 in symmetrischer Anordnung zentrisch zu dem Hauptkörper 1 angreifen«,

Fig. 3 zeigt im Schnitt Einzelheiten des Schwenklagers 14, wobei die Schwenkstifte 16 zu sehen sind» Das Schwenklager 14 kann im Preßsitz oder auf andere Weise an dem Hauptkörper 1 befestigt werden.

Der freie Endteil jedes Hebels 15 ist an dem einen Ende je eines Gliedes 17 durch einen Stift 18 angelenkte Das andere Ende jedes Gliedes 17 erstreckt sich in den Hauptkörper 1 durch Schlitze, welche sich in den Seiten desselben

befinden. Die innersten Enden der Glieder 17 überlappen einander und sind an der Spindel 2 mit einem einzigen Stift 19 angelenkt, kine Einstellschraube 20 ist an jedem Hebel 15 auf der den Gliedern 17 entgegengesetzten Seite des Schwenklagers vorgesehen, um den freien Bewegungsspielraum des Hebels 15 einstellen zu können.

Die Innenmeßlehre wird in der Weise betätigt, daß die beiden Hebel 15 mit einer Hand ergriffen werden und gegen den Hauptkörper 1 gedrückt werden. Die beiden Hebel 15 drehen sich dadurch um die Stifte 16 aus den in kräftigen Linien gezeigten Außenpositionen zu den in Phantomlinien gezeigten Innenpositionen. Dies führt dazu, daß die Glieder 17 nach innen und nach oben verschoben werden und dadurch die Spindel 2 axial nach oben gegen die Kraft der Feder 4· verschoben wird. Die von den Federn 13 in den drei Radialzylindern 7a ausgeübte Kraft bewirkt, daß die Blöcke 8 sich radial nach innentewegen und dadurch den Block 9 nach oben verschieben, so daß dieser der Aufwärtsbewegung der Spindel 2 folgt.

Die Innenmeßlehre wird dann in ein Loch oder eine öffnung 21 eingeführt, und die auf die Hebel 15 manuell ausgeübte Kraft wird allmählich verringert. Die Kraft der Feder 4 führt dazu, daß die Spindel 2 und der Block 9 nach unten verschoben werden. Demzufolge werden die Meßblöcke 8 gegen die Kraft der Federn 13 nach außen gestoßen, bis die Meßkontakte 8a an der Innenwand 21a des Loches 21 anliegen. In diesem Zustand wird die Skalenanzeige der Meßvorrichtung 6 von dem Benutzer abgelesen.

Um die Meßlehre bequem aufbewahren zu können, wird die Einstellschraube 20 so weit wie möglich vorgeschraubt, während die Hebel 15 nach innen gedrückt werden. Auf diese Weise

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können die Hebel in ihrer innersten Position gehalten werden, und die Meßblöcke 8 werden gleichzeitig in ihre innersten Positionen zurückgezogen, um eine bequeme Aufbewahrung der Meßlehre zu ermöglichen.

Die Konstruktion der Innenmeßlehre mit zwei einander gegenüberliegenden Hebeln zum Verschieben der Spindel gewährleistet stabile Bedingungen bei der Messung und sichert gegen Störbewegungen der Meßlehre aus ihrer anfänglichen Einführstellung·

Der aus Hebeln und Gliedern bestehende Mechanismus hat den zusätzlichen Vorteil, daß eine Verschiebung der Spindel durch Anwendung einer sehr geringen Kraft erfolgen kann, wodurch dem Benutzer ermöglicht wird, die Position der Meßlehre innerhalb der zu messenden öffnung in einfacher Weise zu kontrollieren.

Claims

Patentanwälte 16. Januar 1980 Wenzel & Kalkoff 3 0 Q 1 6 3 4 Postfach 2448 D-5810 Witten/Rtihr Patentansprüche

1.) Innenmeßlehre mit einem rohrförmigen Hauptkörper und einer ^- in dem rohrförmigen Hauptkörper in dessen Axialrichtung gleitend bewegbaren Spindel, gekennzeichnet durch

eine Mehrzahl von Meßkontakten (8a)„ die bezüglich des rohrförmigen Hauptkörpers (1) so angeordnet sind, daß sie sich zusammen mit der Spindel (2) in einer Richtung senkrecht zu der Spindel (2) bewegen,

ein Paar von Hebeln (15) ι cLi® an dem rohrförmigen Körper (1) angelenkt sind, und

Glieder (17), welche die Hebel (15) mit der Spindel (2) so verbinden, daß aufgrund einer Kompression oder Expansion der Hebel (15) eine Axialbewegung der Spindel (2) erfolgt.

2. Innenmeßlehre nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Hebel (15) bezüglich der Achse der Spindel (2) symmetrisch angeordnet sind«

3. Innenmeßlehre nach Anspruch 1 oder 2₉ gekenn= zeichnet durch eine schraubbare Vorrichtung (20) zum Einstellen der Länge der Bewegungsbahn₉ durch welche sich Jeder Hebel (15) frei bewegen kann.

4. Innenmeßlehre nach einem der Ansprüche 1 bis 3_S ge= kennzeichnet durch Federmittel (4) zum Drücken

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RAD ORIGINAL

der Spindel (2) in eine solche Richtung, daß dadurch die Meßkontakte (8a) zur Expansion veranlaßt werden.

5. Innenmeßlehre nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch

eine Anzeigevorrichtung (6), die an dem einen Ende des
rohrförmigen Hauptkörpers (1) angebracht ist und einen
Kontaktstößel (6) aufweist, welcher ein Ende der Spindel (2) berührt,

einen Kopf (7)» der an dem anderen Ende des rohrförmigen Hauptkörpers (1) angebracht ist und mehrere Zylinder (7a) enthält, die in Umfangsrichtung einen jeweils gleichen Abstand voneinander aufweisen, und

eine Mehrzahl von Kontaktkolben (8), von denen jeder in
einem der Zylinder (7a) angeordnet ist, um der Bewegung
der Spindel (2) in einer senkrecht zu dieser verlaufenden Richtung zu folgen,

wobei eine durch manuelles Zusammendrücken der Hebel (15) verursachte axiale Verschiebung der Spindel (2) eine entsprechende radiale Verschiebung der Kontaktkolben (8) verursacht.

6· Innenmeßlehre nach Anspruch 5» dadurch gekennzeichnet , daß der Kopf (7) drei um 120° voneinander beabstandete Zylinder (7a) aufweist.

7· Innenmeßlehre nach Anspruch 5 oder 6, gekennzeichnet durch einen bewegbaren Block (9), der
innerhalb des Kopfes (7) angeordnet ist und dessen eines Ende in Kontakt mit der Spindel (2) steht und dessen anderes Ende eine sich konisch verjüngende Fläche (9a) aufweist, die in kontinuierlichem Kontakt mit den inneren Enden jedes der Kontaktkolben (8) steht.

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BAD ORIGINAL

8. Innenmeßlehre nach einem der Ansprüche 5 bis 7? dadurch gekennzeichnet , daß der Kopf (7) durch einen anderen Kopf ersetzbar ist₉ der sich lediglich hinsichtlich der Anzahl von Zylindern (7a) und Kontaktkolben (8) unterscheidet.

9. Innenmeßlehre nach einem der Ansprüche 5 bis 8₉ ge = kennzeichnet durch eine Mehrzahl von Federn (13), welche die Kontaktkolben (8) nach innen vorspannen»,

10. Innenmeßlehre nach Anspruch % gekennzeichnet durch eine Hauptfeder (4)₉ welche die Spindel (2) in Richtung zu dem genannten anderen Ende des rohrförmigen Hauptkörpers (1) drückt, wobei die Kraft der Hauptfeder (4 diejenige Kraft übertrifft, welche von den die Kontaktkolben (8) radial nach innen vorspannenden Federn (1J) ausgeübt wird.