DE3015667C2

DE3015667C2 - Abdichtung an einer Meßuhr

Info

Publication number: DE3015667C2
Application number: DE3015667A
Authority: DE
Inventors: Yoshinobu Tochigi Inaba
Original assignee: Mitutoyo Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Mitutoyo Manufacturing Co Ltd
Priority date: 1979-04-28
Filing date: 1980-04-23
Publication date: 1982-12-23
Also published as: DE3015667A1; US4306652A; JPS6023684Y2; JPS55157702U; GB2049072A; GB2049072B

Description

Die Erfindung betrifft eine Abdichtung an einer Meßuhr zwischen einem zylindrischen äußeren Bauteil und einem zylindrischen inneren Bauteil, die koaxial drehbar zueinander angeordnet sind, und die mit einem in einer rechteckigen Ringnut eingelassenen Dichtungs ring versehen ist.

Bei bekannten Abdichtungen an einer Meßuhr ist ein zylindrisches äußeres rahmenartiges Bauteil drehbar auf der Außenfläche eines zylindrischen inneren rahmenförmigen Bauteils montiert. Eine Skalenscheibe wird an ihrem Umfang derart gehalten, daß sie eine Drehbewegung zusammen mit den zylindrischen äußeren Bauteil durchführen kann, so daß der Zeiger der Anzeigevorrichtung dadurch auf Null gestellt werden kann, daß eine Drehbewegung des zylindrischen äußeren Bauteils und der Skalenscheibe durchgeführt wird.

Zur Abdichtung des äußeren Bauteiles gegenüber dem inneren Bauteil gegen das Eindringen von öl oder anderen flüssigen oder gasförmigen Verunreinigungen ist es üblich, auf dem inneren Bauteil eine rechteckige Umfangsnut vorzusehen. In der ringförmigen Nut ist ein Dichtungsring vorgesehen, der an der flachen innenfläche des äußeren Bauteils anliegt. Eine derartige Abdichtung ist z. B. dem Mitutoyo Technical Report, Band 20 vom 23. Januar 1976 zu entnehmen.

Bei einer derartigen Abdichtung wird zunächst eine zuverlässige Dichtwirkung zwischen dem inneren und dem äußeren Bauteil erreicht, wodurch das unerwünschte Eindringen von Flüssigkeiten oder Dämpfen verhindert wird, die das Meßgerät beeinträchtigen könnten. Wenn jedoch der Dichtungsring durch häufiges Drehen zum Zwecke der Nulleinstellung des äußeren Bauteils abgenutzt ist, ist ein gleichmäßiges Andrücken des Dichtungsringes gegen die gesamte Umfangsfläche des äußeren Bauteils nicht mehr gewährleistet. Demzufolge kann ein Zwischenraum zwischen dem Dichtungsring und dem äußeren Bauteil auftreten, der das Eindringen von Verunreinigungen in das Meßgerät ermöglicht.

Es ist demnach Aufgabe der Erfindung, eine Abdichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, die auf lange Sicht funktionstüchtig bleibt und die baulichen Aufwendungen für die Gesamtfunktion einer Meßuhr herabsetzt.

Die Erfindung wird darin gesehen, daß die rechteckige Nut auf der Innenseite des zylindrischen äußeren Bauteils eingelassen und ihre Tiefe im wesentlichen gleich oder größer ist als der Querschnittsdurchmesser des Dichtungsringes, daß dieser rechteckigen Ringnut eine V-förmige Ringnut in der Außenseite des inneren Bauteils gegenüberliegt, und daß Vorspannmittel das innere und das äußere Bauteil in axialer Richtung gegeneinander mit einer Kraft vorspannen, die eine Anlage des Dichtungsringes an der einen Schrägfläche der V-förmigen Ringnut und an der diametral gegenüberliegenden Seitenfläche der rechteckigen Ringnut bewirkt.

Bei der erfindungsgemäßen Abdichtung wird eine dauerhafte Dichtwirkung und ein in axialer Richtung zu besorgender Zusammenhalt beider Bauteile mit denselben Mitteln erreicht. Es bedarf demnach keines zusätzlichen Aufwandes für die axiale Sicherung.

Um die Montage weiter zu vereinfachen, ist gemäß einer bevorzugten Ausführungsform eine in Umfangsrichtung verlaufende geneigte Führungsfläche an dem einen Ende des inneren Bauteils vorgesehen, wodurch das Aufschieben des äußeren Bauteils über das innere Bauteil erleichtert wird. Die Führungsfläche dient auch dazu, den Dichtungsring aus seinem normalen ungedehnten Zustand radial bis auf den maximalen Durchmesser des inneren Bauteils auszudehnen, während bei der anfänglichen Montage das äußere Bauteil in axialer Richtung auf das innere Bauteil aufgeschoben wird.

Eine besonders gute Funktion ergibt sich, wenn der Außendurchmesser des Dichtungsringes in ungespanntem Zustand kleiner ist als der Durchmesser der rechteckigen Ringnut, wobei er um so viel kleiner gewählt werden sollte, daß sein Innendurchmesser ebenfalls in ungespanntem Zustand kleiner ist als der Durchmesser der V-förmigen Ringnut. In diesem Fall liegt der noch frische und noch nicht verschlissene Dichtungsring tief in der V-förmigen Ringnut, und es steht ein relativ großer Reserveweg entlang der einen Seite dieser Ringnut für Verschleiß und Nachlassen der Vorspannung des Dichtungsringes zur Verfügung, wobei die zwischen den beiden Bauteilen wirkenden Vorspannmittel für eine entsprechende Nachstellung sorgen.

Die Erfindung wird durch die nachfolgende Beschreibung eines Ausführungsbeispiels im Zusammenhang mit den Zeichnungen erläutert Es zeigt

F i g. 1 eine Seitenansicht einer mit einer Skalenanzeigevorrichtung versehenen Meßuhr, bei der die Erfindung angewendet ist; und

F i g. 2 eine teilweise Schnittansicht der in F i g. 1 gezeigten Meßuhr.

Eine Meßuhr mit Skalenanzeigevorrichtung wird in F i g. 1 gezeigt Die Meßuhr weist ein rahmenai iiges zylindrisches inneres Bauteil 1 auf, welches ein vergrößes.ides Getriebesysiem (nicht gezeigt) enthält Stiele 2 und 2' sind an dem inneren Bauteil 1 befestigt Eine Spindel 3 ist gleitend in die Stiele 2 und 2' eingepaßt und durchquert das innere Bauteil 1 und befindet sich mit dem schon erwähnten vergrößernden Getriebesystem im Eingriff. Ein Kontaktpunkt 4 für ein Werkstück ist einstückig an der Spitze der Spindel 3 vorgesehen, um mit einem Werkstück, welches mit der Meßuhr gemessen werden soll, in Kontakt gebracht zu werden.

Ein äußeres rahmenartiges Bauteil 6 ist drehbar an dem inneren Bauteil 1 montiert, wobei das äußere Bauteil 6 eine Abdeckung 7 trägt, die üblicherweise aus transparentem Glas oder aus einem transparenten Kunstharz besteht Eine kreisförmige Skalenscheibe 8, die in Fig. 2 gezeigt wird, ist an der Innenseite 6a des äußeren Bauteils 6 so montiert, daß sie sich zusammen mit diesem dreht Ein Zeiger (nicht gezeigt) steht mit dem vergrößernden Getriebesystem im Eingriff und ist bezüglich der Skalenscheibe 8 bewegbar, und zwar im Ansprechen auf eine Verschiebung der Spindel 3 bezüglich des zylindrischen inneren Bauteils 1. Auf der der Abdeckung 7 zugewandten Oberfläche der Skalenscheibe 8 ist eine Skala vorgesehen, auf welcher der Zeiger eine Anzeige bewirkt. Anzeigemeßuhren werden üblicherweise in der Weise benutzt, daß zunächst ein Werkstück mit dem Kontaktpunkt 4 berührt wird und daß dann das äußere Bauteil 6 bezüglich des inneren Bauteils 1 so bewegt wird, daß der Zeiger auf einen ausgewählten Punkt auf der Skala der kreisförmigen Skalenscheibe 8, wie etwa auf Null, zeigt. Das Werkstück wird dann zu einer zweiten Position bewegt, und die Anzeige der Verschiebung auf der Meßskala wird beobachtet.

An dem einen Ende 16 des inneren Bauteils 1 sind eine geneigte Führungsfläche 9 und eine ringförmige Nut 10 mit geneigten Seitenwänden 10a und iOb vorgesehen. Die Führungsfläche 9 und die Ringnut 10 können aneinander angrenzen, wie in F i g. 2 gezeigt wird, oder sie können auch durch einen schmalen zylindrischen Abschnitt voneinander getrennt sein. Die Führungsfläche 9 und die ringförmige Nut 10 umgeben das innere Bauteil 1 in Umfangsrichtung. Die Führungsfläche 9 erstreckt sich von dem Rand 11 an dem Ende \b des inneren Bauteils 1 bis zu einem Außendurchmesser la, wobei ihre Breite größer ist als eine normale Abschrägungsbreite. Die ringförmige Nut 10 wird, wie gezeigt, von zwei geneigten ebenen Fläche". 10a und 10£> begrenzt; das Profil der ringförmigen Nut 10 kann jedoch auch irgendeine andere Form aufweisen, solange die Seitenwände geneigt sind. Insbesondere kann das Profil U- oder V-förmig sein; weiterhin brauchen bei der in der Figur gezeigten Form die Neigungen der Seitenwände 10a und lOftnicht unbedingt gleich sein.

Eine ringförmige Nut 12 ist auf der Innenseite 6b des äußeren Bauteils 6 in Umfangsrichtung angeordnet. Die Nut 12 hat parallele Seitenwände, so daß sie einen rechteckig geformten Kanal bildet Die Position der ringförmigen Nut 12 ist derart, daß sie der ringförmigen Nut 10 zugewandt ist wenn das äußere Bauteil 6 auf das innere Bauteil 1 aufgeschoben ist Ein ringförmiger Raum 13 wird auf diese Weise von den beiden ringförmigen Nuten 10 und 12 gebildet

Ein Dichtungsring 14 ist in dem ringförmigen Raum 13 angeordnet Der Dichtungsring 14 ist in seinen Abmessungen so gewählt daß er mindestens einen Teil des Raums einnimmt der von jeder der ringförmigen Nuten 10 und 12 gebildet wird. Der Dichtungsring 14 besteht vorzugsweise aus Gummi wie Neoprengummi, Nitrilgummi oder Silikongummi. Der Dichtungsring 14 ist in seinen Abmessungen so gewählt, daß er vor dem Montieren des Bauteils 6 auf dem Bauteil 1 in der ringförmigen Nut 12 gehalten wird, ohne aus dieser herauszugleiten. Nach dem Zusammenbau der beiden Bauteile drückt der Dichtungsring 14 aufgrund seiner eigenen Elastizität leicht gegen die geneigten Flächen 10a und 10i der ringförmigen Nut 10 und läßt einen ringförmigen Spalt A zwischen sich selbst und dem Grund 12a der ringförmigen Nut ί2.

Zwischen dem Rand 11 des inneren Bauteils 1 und der Skalenscheibe 8 ist ein Vorspannmittel 15 eingesetzt. Das Vorspannmittel 15 dient dazu, das äußere Bauteil 6 von dem inneren Bauteil 1 weg in Axialrichtung vorzuspannen. Somit wird der Dichtungsring 14 dicht gegen die geneigte Fläche 10a der ringförmigen Nut 10 und gegen die Seitenfläche 12b der ringförmigen Nut 12 gedrückt

Beim Zusammenbau einer Anzeigemeßuhr wird zunächst der Dichtungsring 14 in die ringförmige Nut 12 des äußeren Bauteils 6 gebracht. Das Ende la des inneren Bauteils 1 wird dann in das äußere Bauteil 6 eingeschoben, wobei der Dichtungsring 14 in Kontakt mit der Führungsfläche 9 kommt. Ein weiteres Hineinstoßen des inneren Bauteils 1 in das äußere Bauteil 6 führt dazu, daß der Dichtungsring 14 im Durchmesser aufgeweitet wird und entlang der Führungsfläche 9 gleitet, wobei ein Teil des Dichtungsrings, während dieser aufgeweitet wird, in dem Raum A aufgenommen wird. Ein weiteres Hineinstoßen des inneren Bauteils 1 in das äußere Bauteil 6 bewirkt einen Kontakt zwischen der Innenfläche 6a des Bauteils 6 und der Skalenscheibe 8, die wiederum auf die Vorspannmittel 15 einwirkt, welche zwischen dem Rand 11 des inneren Bauteils 1 und der Skalenscheibe 8 angeordnet sind. Gleichzeitig zieht sich der Dichtungsring 14 aufgrund seiner elastischen Eigenschaften zusammen und gelangt in die Nut 10.

Wenn das äußere Bauteil 6 und das innere Bauteil 1 in dieser Weise einmal zusammengebaut sind, werden sie in dieser Stellung durch die Gegenwart des Dichtungsrings 14 gehalten, der gegen die Seiten dei ringförmigen Nuten 10 und 12 wirkt. Der Dichtungsring 14 drückt leicht gegen die geneigte Fläche 10a der ringförmigen Nut 10 und gegen die Seitenfläche 126 der ringförmigen Nut 12, und zwar aufgrund der Wirkung der Vorspannmittel 15. Somit befindet sich das äußere Bauteil 6 in Reibungseingriff mit dem inneren Bauteil 1, und zwar in abgedichtetem Zustand, wobei jedoch eine relative Drehung zwischen den Bauteilen 1 und 6 ermöglicht wird. Auch wenn der Dichtungsring aufgrund von Alterung oder ähnlichem bereits etwas abgenutzt ist, stellen die Vorspannmittel 15 sicher, daß ein ständiger Kontakt des Dichtungsrings 14 gegen die gesamte geneigte Fläche 10a und die gesamte Seitenfläche i2b vorhanden ist, wodurch das Innere der

Meßuhr gegen Verschmutzung abgedichtet ist.

Bei der gezeigten Ausfiihrungsform werden die Vorspannmittel 15 nur schematisch zwischen dem Rand 11 des inneren Bauteils 1 und der Skalenscheibe 8 angedeutet. Die Vorspannmittel 15 können aus einer ^r; Spiralfeder, einer Blattfeder, einer federnden Wellenscheibe, einer tellerförmigen Belleville-Feder oder einem elastischen Material wie Gummi bestehen, solange die axiale Verschiebung des inneren Bauteils 1 bezüglich des äußeren Bauteils 6 ermöglicht wird und i<> diese Bauteile in Richtung voneinander weg vorgespannt werden.

Bei der Erfindung verhindert, wie erläutert wurde, der Dichtungsring, der in die an der Außenseite des inneren Bauteils gebildete ringförmige Nut 10 und in die auf der Innenseite des äußeren Bauteils 6 ausgebildete ringförmige Nut 12 eingesetzt ist, die Trennung des inneren Bauteils 1 von dem äußeren Bauteil 6. Darüber hinaus kann die zwischen dem inneren Bauteil 1 und dem äußeren Bauteil 6 durch den Dichtungsring 14 bewirkte Abdichtung zuverlässig das Eindringen von Wasser, öl oder anderen Verunreinigungen in das innere Bauteil 1 verhindern. Die Nulleinstellung kann leicht dadurch bewirkt werden, daß das äußere Bauteil 6 gegen die Kraft der Vorspannmittel 15 verschoben wird, wodurch der Reibungskontakt des Ringes 14 mit den Seitenflächen 12b und 10a verringert oder aufgehoben wird, und daß dann das Bauteil 6 relativ zu dem Bauteil 1 gedreht wird.

Da ferner der Querschnitt der ringförmigen Nut auf dem inneren Bauteil so ausgebildet ist, daß geneigte Seitenwände 10a und iOb vorhanden sind, und das äußere Bauteil und das innere Bauteil axial relativ zueinander vorgespannt sind, ergibt sich eine erhöhte Reibungskraft zwischen dem äußeren Bauteil und dem inneren Bauteil, wodurch die Möglichkeit einer unbeabsichtigten Veränderung der Nulleinstellung während des Gebrauchs der Meßlehre unwahrscheinlich gemacht wird. Diese Vergrößerung des Reibungskontaktes wird erreicht durch die Gegenwart der geneigten Fläche 10a der ringförmigen Nut 10 des inneren Bauteils 1 und der Seitenfläche i2b der ringförmigen Nut 12 des äußeren Bauteils 6. Somit wird auch dann, wenn der Dichtungsring 14 so abgenutzt ist, daß bei einer dem Stand der Technik entsprechenden Vorrichtung die Dichtheit beeinträchtigt sein würde, die Abdichtung zwischen dem inneren Bauteil und dem äußeren Bauteil bei der Erfindung immer noch aufrechterhalten.

Da die Ringnut 12 auf dem äußeren Bauteil einen rechteckigen Querschnitt hat, während die Ringnut auf dem inneren Bauteil geneigte Seitenwände hat, ergibt sich ein Spalt zwischen dem Dichtungsring und dem Boden der Nut 12, so daß der während der anfänglicher. Montage aufgeweitete Durchmesser des Dichtungsrings leicht aufgenommen werden kann. Der Durchmesser des Dichtungsrings kann radial aufgeweitet und in Umfangsrichtung vergrößert werden, ohne dadurch eine permanente Verformung des Dichtungsringes hervorzurufen, solange die Abmessungen so gewählt werden, daß sie innerhalb der elastischen Grenzwerte des für den Dichtungsring 14 gewählten Materials bleiben. Somit besteht bei geeigneter Wahl der Abmessungen und des Materials keine Möglichkeit dafür, daß der Dichtungsring reißt, wenn das innere Bauteil und das äußere Bauteil aufeinander aufgeschoben werden.

Die Erfindung ist nicht nur bei einer Meßuhr anwendbar, sondern bei jedem Instrument, bei dem ein äußeres rahmenartiges Bauteil koaxial drehbar und in abdichtender Weise an der Außenseite eines inneren rahmenförmigen Bauteils zu montieren ist

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Abdichtung an einer Meßuhr zwischen einem zylindrischen äußeren Bauteil und einem zylindrischen inneren Bauteil, die koaxial drehbar zueinander angeordnet sind, mit einem in einer rechteckigen Ringnut eingelassenen Dichtungsring, dadurch gekennzeichnet, daß die rechteckige Nut (12) auf der Innenseite des zylindrischen äußeren Bauteiles (6) eingelassen und ihre Tiefe im wesentlichen gleich oder größer ist als der Querschnittsdurchmesser des Dichtungsringes (14), daß dieser rechteckigen Ringnut (12) eiwe V-förmige Ringnut (10) in der Außenseite des inneren Bauteils (.1) gegenüberliegt und daß Vorspannmittel (15) das innere und äußere Bauteil in axialer Richtung gegeneinander mit einer Kraft vorspannen, die eine Anlage des Dichtungsringe«; (14) an der einen Schrägfiache (\0a)der V-förmige Ringnut (10) und an der diametral gegenüberliegenden Seitenfläche (\2b)der rechteckigen Ringnut (12) bewirkt.

2. Abdichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine in Umfangsrichtung verlaufende geneigte Führungsfläche (9) an einem Ende des inneren Bauteils (1) vorgesehen ist, um das Aufschieben des äußeren Bauteils (6) auf das innere Bauteil (1) zu erleichtern.

3. Abdichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungsfläche (9) und die V-förmige Ringnut (10) aneinander angrenzen.

4. Abdichtung nach einem der Ansprüche 1 —3, dadurch gekennzeichnet, daß der Außendurchmesser des Dichtungsringes (14) in ungespanntem Zustand kleiner ist als der Durchmesser der rechteckigen Ringnut (12).

5. Abdichtung nach einem der Ansprüche 1 —4, dadurch gekennzeichnet, daß der Innendurchmesser des Dichtungsringes (14) in ungespanntem Zustand kleiner ist als der Durchmesser der V-förmigen Ringnut (10).

6. Abdichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Dichtungsring (14) aus Gummi, Neoprengummi, Nitrilgummi oder Silikongummi besteht.

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