DE3039875C2

DE3039875C2 - Höhenmeßeinrichtung mit digitaler Anzeige

Info

Publication number: DE3039875C2
Application number: DE19803039875
Authority: DE
Inventors: Shingo Nishina; Hideo Kawasaki Kanagawa Tawara
Original assignee: Mitutoyo Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Mitutoyo Manufacturing Co Ltd
Priority date: 1979-10-23
Filing date: 1980-10-22
Publication date: 1983-08-04
Also published as: GB2066471A; DE3039875A1; GB2066471B; JPS5665410U

Description

a) Das Gehäuse (86) zur Aufnahme von Stromver- |₅ sorgungsbatterien (36) an dem Meßwerk (16) gegenüber von dem Fühler (20) angebracht und unter Berücksichtigung des Gewichts der Stromversorgungsbatterien (36) derart dimensioniert, daß ein Gewichtsausgleich für den Fühfesi (20) mit der zugehörigen Halterung (18) herbeigeführt ist;

b) die eine Führungsstange (12) ist als Zahnstange mit Grobverzahnung aasgebildet;

c) in dem Meßwerk (16) ist ein Ritzel (44) vorgesehen, welches mit der Grobverzahnung im Eingriff steht, um das Meßwerk (16) in vertikaler Richtung zu verschieben;

d) die andere Führungsstange (14) ist als Zahnstange mit feiner Zahnung ausgebildet;

e) der photoelektrische Wandler weist ein Ritzel (52,54) auf, welches mit der Feinverzahnung im Eingriff steht, um den photoelektrischen Wandler in vertikaler Richtung zu verschieben;

f) zwischen der Feinv*rzahnung und dem Ritzel (52, 54) ist eine Feder (yJ) angeordnet, durch welche eine definierte Zahnflanken-Anlage sichergestellt wird.

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Die Erfindung betrifft eine Höhenmeßeinrichtung mit digitaler Anzeige der im Oberbegriff des Anspruchs niedergelegten Art. .ts

Herkömmliche Meßeinrichtungen dieser Art (Technische Rundschau vom 18. April 1978, Seite 43) haben den Nachteil einer abgesetzten Energieversorgung. Das hierzu benötigte Zuleitungskabel behindert außerdem die Handhabung der Meßeinrichtung und kann durch so den auf das Meßwerk ausgeübten Zug dessen Funktion und damit das Meßergebnis verfälschen.

Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Höhenmeßeinrichtung der im Oberbegriff des neuen Anspruchs näher genannten Art zu ss schaffen, mit welcher bei bequemer und leichter Handhabung Meßergebnisse mit besonders hoher Genauigkeit erreicht werden können.

Zur Lösung dieser Aufgabe dienen die im Kennzeichen des Hauptanspruchs niedergelegten Merkmale.

Gemäß der Erfindung ist der wesentliche Vorteil einer besonders einfachen Handhabung erreichbar, die durch keinerlei Kabelverbindungen gestört wird. Weiterhin erhalten somit der Bewegungsmechanismus für das Meßwerk und der Wandler durch die erfindungsgemäßen Merkmale hervorragende Präzisionseigenschaften, und der Gewichtsausgleich mit Hilfe der Batterien schafft zusätzlich verbesserte Voraussetzungen für Präzisionsmessungen.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand einer bevorzugten Ausführungsform unter Bezug auf die Zeichnung beschrieben, in dieser zeigt

Fig. 1 eine erfindungsgemäße Einrichtung von vorn,

Fig.2 ein teilweise im Schnitt und teilweise weggebrochen gezeichnete Darstellung des Innenraums des in der F i g. 1 veranschaulichten Meßwerks,

Fig.3f.einen Schnitt entlang der Linie,111-111 in der Fig.2und _r " ;

Fig.4 einen Schnitt entlang der Linie IV-IV in der Fig.2.

Gemäß der Darstellung in der Zeichnung veranschaulicht die F i g. 1 eine bevorzugte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Höhenmeßeinrichtiing mit einer digitalen Anzeige. Ein Meßwerk 16 ist entlang Führungsstangen 12 und 14, die in einer Grundplatte 10 angeordnet sind, verschiebbar geführt. Das Meßwerk 16 kann auf und ab bewegt werden. Ein Fühler 20, der mit einem Meßobjekt in Berührung gebracht werden kann, ist lösbar an einem Fühlerhalter 18 angebracht, der seinerseits am Meßwerk 16 befestigt ist

Auf der Vorderseite des Meßwerks 16 ist eine digitale Anzeigeeinrichtung angeordnet, welche Flüssigkristalle oder Leuchtdioden als Anzeigeelemente aufweist

Benachbart zu der digitalen Anzeigeeinrichtung sind verschiedene Betriebsschalter vorgesehen. Dazu gehören insbesondere ein Schalter zum Ein- und Ausschalten der Meßeinrichtung, ein Wählschalter 26, welcher dazu dient, zöllige oder metrische Einheiten einzuschalten, ein Vorwahlschalter 28, ein Rückstellschalter 30 und ein Speicherschalter 32.

Im Meßwerk 16 ist ein Wandler angeordnet welcher die lineare Bewegung des Meßwerks 16 in elektrische Signale umwandelt Die Umwandlung der mechanischen Bewegung des Meßwerks 16 in elektrische Signale erfolgt mit Hilfe eines photoelektrischen Wandlers. Die Fig.2 veranschaulicht den Innenraum des Meßwerks 16, und es ist aus der Darstellung ersichtlich, daß die Relativbewegung zwischen dem Meßwerk 16 und einer Führuhgsstange 14 in eine Drehbewegung einer Schutzscheibe 34 umgewandelt wird. Die Drehbewegung dieser Schlitzscheibe wird photoelektrisch abgetastet und in entsprechende elektrische Signale umgewandelt

Im Meßwerk 16 sind Batterien 36 angeordnet, welche die elektrische Energieversorgung des Wandlers einschließlich der Schlitzscheibe 34 und der Anzeigeeinrichtung 22 übernehmen. Gemäß der Darstellung in der Zeichnung sind die Batterien 36 gegenüber von- dem Fühler 20 angeordnet Am Meßwerk 16 ist ein Batteriefachdeckel 38 lösbar mit Hilfe einer Schraube 40 angebracht so daß die Batterien 36 leicht ausgewechselt werden können.

Der Aufbau des photoelektrischen Wandlers und das Batteriefach werden nachfolgend anhand der Fig.3 und 4 beschrieben.

Auf der Seite der Führungsstange 12 ist eine Zahnstange vorgesehen, mit welcher ein Ritzel 44 im Eingriff steht Die Welle des Ritzels 44 ist drehbar im Meßwerk 16 gelagert. Eine Drehung eines Rades 46, welches mit der Ritzelwelle 42 verbunden ist, kann das Meßwerk 16 aufwärts und abwärts bewegen, so daß entlang den Führungsstangen 12 und 14 die gewünschte Höhe eingestellt werden kann. In ähnlicher Weise sind bei der Führungsstange 14 Ritzel 52 und 54 mit entsprechenden Ritzelwellen 48 bzw. 50 vorgesehen, welche mit einer entsprechenden Zahnstange im

Eingriff stehen und jnit einem photoelektrischen Wandler verbunden sind. Die Ritzelwellen 48 und 50 sind in Lagerplatten 56 und 58 drehbar gelagert. Zwischen einem Schraubenlager 62, welches in eine Lagerbrücke 60 eingeschraubt ist, die an der Lagerplatte 58 befestigt ist, und einem Schublager 64, welches an der Lagerplatte 56 angebracht ist, ist eine Welle 66 drehbar gelagert, und Zahnräder 70 und 72 der oben genannten Ritzelwellen 48 und 50 stehen im Eingriff mit einem Ritzel 68 der drehbaren Welle 66. Das Schublager 64 übt eine Kraft oder eine Vorspannung axial zur drehbaren Welle 66 auf diese Welle 66 aus, und zwar durch eine Feder 74, um die ordnungsgemäße Wellenrichtungspositiün der Schlitzscheibe 34 zu regulieren, weiche an der drehbaren Welle 66 befestigt ist, so daß eine exakte Relativbewegung zwischen dem Schublager 64 und einer indexplatte 76 ausgeführt werden kann, die an der Lagerplatte 58 angebracht ist Wenn die Relativbewegung zwischen der Führungsstange 14 und dem Meßwerk 16 von der Umdrehung der Ritzel 52 und 54 auf die drehbare Welle 66 übertragen wird, wird das Zahnrad 70, welches mit εϊπ_;τ Ritzelwelle 48 ausgestattet ist, frei mit der Ritzelwelle 48 gekuppelt, um einen Rücklauf der Zahnräder zu verhindern, und die Umdrehung der Ritzelwelle 48 wird auf die drehbare Welle 66 mit Hilfe des Zahnrades 70 durch eine Feder 78 übertragen, welche zwischen der Ritzelwelle 48 und dem Zahnrad 70 angeordnet ist

FolgHch wird der Rücklauf oder der Rückstoß, welcher in der Bewegungsrichtung des Meßwerks 16 entsteht, durch die Kraft der Feder 78 aufgenommen, und die Bewegung des Meßwerks 16 in beliebiger Richtung wird ordnungsgemäß in die Drehbewegung der Schlitzscheibe 34- umgewandelt

Auf den beiden Seiten der Schlitzscheibe 34 und der dabei vorhandenen Indexplatte 76 sind ein Sender 80 und ein Empfänger 82 vorgesehen, wie es in der Fi g. 3 veranschaulicht ist um die Drehbewegung der Schlitzscheibe 34 zu elektrischen Signalen umzuwandeln, welcha der Anzeigeeinrichtung 22 mit Hilfe, einer gedruckten Leiterplatte 84 zugeführt werden.- Die AbtastsignajewCTden durch eine entsprechende Verarbeitungsschaltühg in Änzeigesignale umgewandelt Die Verarbeitungsschaltung kann eine integrierte Schaltung oder ein Mikroprozessor sein, welcher in der Grundplatte der Anzeigeeinrichtung 22 angeordnet ist Die Anzeigeeinrichtung 22 stellt die gemessene Höhe in digitaler Anzeige dar.

Die elektrische Energie für den photoelektrischen Wandler und für die Anzeigeeinrichtung 22 wird von Batterien 36 geliefert welche in einfein Batteriefach 86 angeordnet sind, welches im Meßwerk 16 vorgesehen ist Folglich ist es bei der erfindungsgemäßen Anordnung nicht erforderlich, ein Energieversorgungskabel zu verwenden. Dadurch werden die,Arbeitsweise und die Handhabung des Meßwerks 16 bei der Höhenmeßanordnung wesentlich verbessert

Da das Batteriefach 86 aus eüv?m Spritzgußgehäuse oder aus einer ähnlichen Anordnung bestehen kann und Batterieaufnahmeöffnungen aufweist können die Batterien 36 in dem Batteriefach 86 durch den Deckel 38 fest fixiert werden, wenn die Schraube 40 festgezogen wird, so daß zwar eine sichere elektrische Verbindung zuslandekommt jedoch die Batterien 36 auch leicht ausgetauscht werden können.

Gemäß der Erfindung sind die Batterien 36 im Meßwerk 16 gegenüber dem Fühler 20 angeordnet Folglich wird das Gewicht des Meßwerks 16 gut ausgeglichen, so daß Meßfehler eliminiert werden, die von einem mangelnden Gewichtsausgleich herrühren könnten.

Durch die erfindungsgemäße Anordnung erübrigt sich eine Zuleitung zu einer externen Energieversorgung, und es wird zugleich durch einen besonders vorteilhaften Gewichtsausgleich die Meßgenauigkeit verbessert

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentanspruch:

Höhenmeßeinrichtung mit digitaler Anzeige, mit einem entlang zwei vertikalen parallelen Führungsstangen verschiebbar geführten Meßwerk, an welchem ein Fühler lösbar angebracht ist und welches einen photoelektrischen Wandler aufweist, durch den der Verschiebeweg in elektrische Signale umzuwandeln ist, die an einer im Meßwerk vorhandenen Anzeigeeinrichtung angezeigt werden, und mit einem Gehäuse zur Aufnahme von Strömversorgungsbatterien, gekennzeichnet durch die Kombination der folgenden Merkmale: