DE3045355C2 - - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft ein Meßgerät zur Messung einer Länge,
Höhe, Breite oder eines Durchmessers und dergleichen an einem
Werkstück, mit einem Rahmen, einem diesem gegenüber verschieb
lichen Gleitteil, an deren jeweils mindestens einer Seite das
Werkstück während der Messung direkt oder indirekt anliegt,
und mit einem auf dem Rahmen in derselben Richtung wie das
Gleitteil verschieblich gelagerten Schieber, der mit Hilfe
einer lösbaren Arretierung gegenüber dem Rahmen an einer vor
wählbaren Stelle festgelegt ist, wobei zwischen Gleitteil
und dem Schieber eine Feder angeordnet ist.
Ein derartiges Meßgerät ist zum Beispiel aus der US-PS 31 13 384
bekannt. Es dient dazu, bei Serienmessungen eines vorgegebenen
Maßes innerhalb des zu erwartenden Toleranzfeldes eine gleich
mäßige Andrückkraft der Meßbacken bzw. der Meßstelle herbei
zuführen, die unabhängig von einer von Hand aufgebrachten
Anlagekraft ist. Dazu wird der Schieber an vorgegebener Stelle
arretiert und der Abstand zwischen dem Schieber und dem Gleit
teil mit Hilfe einer Rändelschraube so eingestellt, daß sich
die Meßbacken federnd aufweiten müssen, wenn das zur Messung
vorgesehene Maß erreicht werden soll.
Für die federnde Abstützung des Schiebers gegenüber dem Gleit
teil ist eine Kuppelstange mit einem daran befestigten Teller
vorgesehen, wobei sowohl die Kuppelstange als auch der Teller
in entsprechenden Bohrungen gleiten. Gegebenenfalls kann sogar
der Teller, der dem Schieber zugeordnet ist, mit dem Gleit
teil fest verbunden werden, so daß zwischen beiden verschieb
baren Teilen des Meßgerätes eine starre Verbindung vorhanden
ist. Diese Klemmöglichkeit erhöht die Zahl der bei einer
federnden Meßbewegung relativ zueinander bewegten Teile
weiter. Im Ergebnis führt die zahlreiche Verschachtelung
relativ zueinander bewegter Teile dazu, daß die Vorteile
der federnden Anlage bei einer Serienmessung teilweise wieder
aufgezehrt werden, da aufgrund der vielfältigen Reibungs
möglichkeiten die resultierende Federkraft starken Schwan
kungen unterworfen ist. Als Folge der sich möglicherweise
ständig ändernden Reibverhältnisse und Reibanteile kommt
ein Messungsergebnis zustande, das relativ ungenau ist,
jedenfalls den hohen Aufwand für die wiederholbar genaue
Anlagekraft nicht rechtfertigt.
Ein weiterer Nachteil des bekannten Meßgerätes besteht
darin, daß der Schieber an einer Fläche durch Klemmen arre
tiert wird, die zusätzlich eine Führungsfläche für das Gleit
teil ist. Jeglicher Verschleiß infolge der einzelnen Klemm
vorgänge über einen sehr langen Zeitbereich wirkt sich nach
teilig auf die Güte der Führung des Gleitteils aus, so daß
nach einer gewissen Gebrauchszeit die exakte Führung des
Gleitteils nicht mehr gewährleistet ist. Insbesondere kann
ein erhöhtes Spiel auftreten, das eine genaue Messung zunichte
macht.
Es ist demnach Aufgabe der Erfindung, ein Meßgerät der ein
gangs genannten Art zu verbessern, so daß insbesondere die
Führung für das Gleitteil von der jeweiligen Arretierung
des Schiebers unbeeinflußt bleibt, also auch nach einem
längeren Gebrauch eine präzise Führung des Gleitteils ge
währleistet ist.
Zur Lösung dieser Aufgabe schlägt die Erfindung vor, daß zur
verschieblichen Führung des Schiebers mindestens ein Stab in
einem Abstand zu dem Gleitteil angeordnet ist, daß der Stab
zur lösbaren Arretierung eine Zahnreihe trägt, die mit einer
an dem Schieber beweglich gelagerten, mit Hilfe einer Feder
in Richtung auf die Zahnreihe vorgespannten Klinke zusammen
wirkt, die zur Entriegelung mit einem manuell betätigbaren
Knopf versehen ist.
Gemäß der Erfindung ist also vorgesehen, daß die Lagerung des
Gleitteils durch den Schieber nicht beeinträchtigt wird, da
der Schieber mit Hilfe eines gesonderten Stabes, gemäß einer
Weiterbildung insbesondere mit Hilfe von zwei in einem Ab
stand zueinander angeordneten Stäben, gelagert und geführt
ist. Bei einer Führung mit Hilfe von zwei in einem Abstand
zueinander angeordneten Stäben wird einer Drehbewegung in
Umfangsrichtung der Stäbe Einhalt geboten. Die lösbare Arre
tierung besteht aus einer Zahnreihe und aus einer an dem
Schieber beweglich gelagerten Klinke, die mit Hilfe einer
Feder in Richtung auf die Zahnreihe vorgespannt ist. Ein
mit der Klinke verbundener Knopf kann manuell betätigt
werden, um die Entriegelung und damit die Freigabe des
Schiebers zur Verstellung entlang der Führung zu erreichen.
In Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, daß das Gleit
teil oder der Schieber mit zwei in Schieberichtung in einem
Abstand zueinander angeordneten Schenkeln versehen ist, daß
an dem Schieber oder an dem Gleitteil ein zwischen die
Schenkel reichender Arm angebracht ist, und daß die Feder
in dem Zwischenraum zwischen dem Arm und dem einen Schenkel
angeordnet ist. Auf diese Weise wird die Relativbewegung
zwischen dem Gleitteil und dem Schieber begrenzt, im übrigen
bewirkt diese direkte und einfache Anordnung der Feder, daß
bei einer Verstellung des Schiebers das Gleitteil im wesent
lichen spielfrei folgt.
Die Zahnreihe, die Bestandteile der Arretierung für den
Schieber ist, kann besonders günstig an dem einen der beiden
Stäbe angebracht sein, der keine Zahnreihe trägt, wenn das
entsprechende Ausführungsbeispiel zwei Stäbe zur Führung
des Schiebers aufweist. Auf diese Weise liegen die Führung
und die Arretierung dicht beieinander, wodurch eine exakte
Arretierung und eine gute Leichtgängigkeit erreicht werden.
Die zwischen dem Schieber und dem Gleitteil wirkende Feder
kann je nach Wahl der Führung den Stab bzw. einen der beiden
Stäbe umgeben, wobei im letzteren Fall wie bereits angedeutet,
die Zahnreihe dem einen und die Feder dem anderen Stab zu
geordnet sein sollte. Wenn die Feder jeweils im Durchmesser
deutlich größer als der jeweilige Stab gewählt ist, ergibt
sich stets eine einwandfreie Funktion. Betätigt wird das
erfindungsgemäße Meßgerät an dem Knopf, der vorzugsweise
mit der Klinke einen integralen Bestandteil bildet und während
der Verstellung des Schiebers und damit des Gleitteils ange
hoben wird.
Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand
der Zeichnung näher erläutert; darin bedeuten:
Fig. 1 eine partielle Schnittansicht eines
erfindungsgemäß ausgebildeten Meßge
rätes und
Fig. 2 eine Querschnittsansicht entlang der
Linie II-II der Fig. 1.
Das in den Fig. 1 und 2 dargestellte Meßgerät besteht unter
anderem aus einem U-förmigen Bügel 1 und einem angrenzenden
Rahmenteil 3, die die wichtigsten Teile des Meßgeräterahmens
bilden. An dem freien Schenkel des Bügels 1 ist auf der
Innenseite ein Amboß 2 eingesetzt, während der andere
Schenkel mit dem Rahmenteil 3 verbunden ist. Zwischen dem
Bügel 1 und dem Rahmenteil 3 sind zwei Stäbe 4 und 5 angeord
net, die parallel zueianander und in einem Abstand zueinander
verlaufen. Der Bügel 1, der Rahmenteil 3 sowie die beiden
Stäbe 4 und 5 bilden einen integralen Rahmen.
Als Gleitteil ist eine Spindel 6 innerhalb von Bohrungen 7
und 8 geführt, die in Richtung auf den Amboß 2 zu und von ihm
weg bewegbar ist. Die Spindel 6 kann mit Hilfe eines Knopfes 9
mittelbar aus einer Lage unmittelbar in Berührung mit dem
Amboß 2 über die dargestellte Lage in eine extreme Öffnungs
lage mittelbar verschoben werden, was weiter unten noch näher
erläutert wird. Der Knopf 9 ragt aus einer den Rahmenteil
3 sowie die Stäbe 4 und 5 übergreifenden Haube 10 heraus, so
daß er von außen zugänglich ist. Die beiden Stäbe 4 und 5
sowie die Spindel 6 weisen jeweils Abstände zueinander auf,
im übrigen sind sie parallel zueinander ausgerichtet.
Mit der Spindel 6 ist ein Block 11 über eine Schraube 12
verbunden, so daß ein integrales Bauteil vorhanden ist. An
seinem vorderen Ende ist in dem Block 11 eine Glasskala 13
eingelassen, die so ausgerichtet ist, daß sie mit dem Rahmen
teil 3 nicht in Berührung kommt. Diese Glasskala weist ent
lang ihres Glaskörpers Einteilungen in µ-Schritten auf, die
mit bloßem Auge nicht sichtbar sind, die jedoch aus Gründen
der Darstellung in der Figur in vergrößertem Maßstab sichtbar
gemacht sind. An dem Rahmenteil 3 ist zum einen ein lichtaus
sendenes Element (nicht dargestellt) und zum anderen ein foto
elektrischer Wandler 15 auf beiden Seiten der Glasskala 13 in
der Weise angebracht, daß das emittierte Licht durch die
Skala hindurchtritt und in den fotoelektrischen Wandler 15
hineinfällt. Als Folge davon tritt im Falle einer Bewegung
der Spindel 6 und damit der Glasskala 13 eine Schwankung der
Helligkeit des in den fotoelektrischen Wandler 15 einfallen
den Lichtes ein, die in ein elektrisches Signal umgewandelt
und von einer Zählschaltung gezählt wird; das Ergebnis dieser
Zählung wird als Meßergebnis auf einer Anzeigeplatte 16 mit
Hilfe von Flüssigkeitskristallen sichtbar gemacht. Die An
zeigeplatt 16 ist an der Oberfläche der Haube 10 angebracht.
Unmittelbar daneben befindet sich eine gedruckte Schaltung 17,
mit deren Hilfe die gesamte Verarbeitung des Meßergebnisses
bis zur Anzeige erfolgt.
Auf den beiden parallel zueinander ausgerichteten Stäben 4 und
5, die unter anderem mit dem Rahmenteil 3 fest verbunden sind,
ist ein Schieber 18 geführt, der somit parallel zu der Spindel 6
verschieblich angeordnet ist. In der Seitenansicht (in Fig. 1)
weist der Schieber 18 im wesentlichen eine U-Form auf, deren
beiden Schenkel 18 a und 18 b in Verschieberichtung einen Abstand
zueinander aufweisen. In den durch die beiden Schenkel 18 a
und 18 b gebildeten Zwischenraum ragt ein Arm 19 hinein, der
Bestandteil des Blockes 11 ist. Zwischen dem Arm 19 und dem
rechten Schenkel 18 b ist unter Vorspannung eine Feder 21 ein
gesetzt, die zunächst den Arm 19 in unmittelbarem Kontakt mit
dem linken Schenkel 18 a des Schiebers 18 hält. Wenn der Schie
ber im Zuge eines Meßvorganges soweit in Richtung auf ein Meß
objekt 20 geschoben worden ist, daß die Spindel 6 an dem Meß
objekt und dieses an dem Amboß 2 anstößt, bringt die Feder 21
die Meßkraft zwischen dem Meßobjekt 20 und den zugehörigen
Meßflächen auf.
Die Wirkung der Feder 21 wird also über den Arm 19, der Be
standteil des Blockes 11 ist, auf die Spindel 6 übertragen.
Gegenüber dem Schieber 18 wird sie solange nach links gedrückt,
bis der Arm 19 gegen den linken Schenkel 18 a des Schiebers
18 läuft.
An dem Schieber 18 ist ein Klinkenhebel 22 mit seinem einen
Ende mit Hilfe eines Stiftes 23 drehbar gelagert, wobei ihm
eine um den Stift 23 gewickelte Feder 24 eine Vorspannung
gegen den Uhrzeigersinn bei einer Ansicht gemäß der Fig. 1
verleiht. Das eine Ende dieser Feder 24 ist innerhalb des
Schiebers 18 gehalten, während das andere Ende über einen
mittleren Bereich des Klinkenhebels 22 geschlungen ist.
Am anderen Ende des Klinkenhebels 22 befindet sich eine Klinke
25, die mit einer Zahnreihe 26 in Eingriff steht. Die
Zahnreihe 26 ist in Verschieberichtung des Schiebers 18 und
damit auch der Spindel 6 ausgerichtet. Die Form der Zähne
der Zahnreihe 26 braucht nicht - wie dargestellt - dreieckig
ausgeführt zu sein, es kann ebenso eine rechteckige Zahnform
gewählt werden. Es ist lediglich darauf zu achten, daß die
Abstände zwischen den einzelnen Zähnen möglichst gering ge
wählt werden.
Oberhalb der Klinke 25 ist an den Klinkenhebel 22 ein Schaft
27 angeformt, an dessem freien Ende der Knopf 9 angebracht
ist. Durch eine Auf- bzw. Abwärtsbewegung des Knopfes 9 kann
die Klinke 25 außer oder in Eingriff mit der Zahnreihe 26
gebracht werden. Der Schaft 27 führt aus der Haube 10 heraus,
so daß der Knopf 9 außerhalb der Haube 10 liegt. Zur Auf
nahme von Batterien 28 zur Stromversorgung des elektrischen
Teils des Meßgerätes ist die Haube 10 mit einer Erweiterung
auf der Rückseite des Meßgerätes versehen.
Das vorgehend beschriebene erfindungsgemäße Meßgerät wird
in folgender Weise benutzt:
Als allererste Maßnahme, also vor der Meßsituation, die in
der Fig. 1 dargestellt ist, wird der Schieber 18 und damit
die Spindel 6 über den Knopf 9 in ihre rechte Ausgangslage
geschoben. Dazu wird der Knopf 9 leicht angehoben, was zu
einer Drehung des Klinkenhebels 22 im Uhrzeigersinn führt;
dadurch geraten die Klinke 25 und die Zahnreihe 26 außer Eingriff,
so daß die genannte Verschiebung in die Ausgangsstellung be
wirkt werden kann.
Unter Beibehaltung der geringfügigen Anhebung des Knopfes 9
kann dieser nun zur Einleitung des Meßvorganges nach links
verschoben werden, wobei die Spindel 6 über den Block 11 und
dessen Arm 19 von der Feder 21 vorangetrieben wird. Dabei be
wegt sich die Glasskala 13 fortwährend an der Zähleinheit vor
bei, in der mit Hilfe des fotoelektrischen Wandlers 15 und der
gedruckten Schaltung 17 die Bewegung registriert und auf der
mit Flüssigkeitskristallen ausgestatteten Anzeigeplatte 16
zur Anzeige gebracht wird.
Sobald die Spindel 6 soweit nach links verschoben ist, daß
das Meßobjekt 20 zwischen seiner Meßfläche und dem Amboß 2
gehalten ist, (Fig. 1), entsteht eine Reaktionskraft, so daß
sie sich nicht weiter fortbewegt. Selbst wenn dabei der Schie
ber 18 über den Knopf 9 noch weiter nach links verschoben
wird, führt das nicht zu einer weiteren Zustellung der Spindel 6,
sondern nur zu einem weiteren Komprimieren der Feder 21, wo
bei wegen der Vorspannung der Feder 21 von Anfang an eine
relativ hohe Meßkraft an der Spindel zur Verfügung steht, die
durch weiteres Zusammendrücken der Feder 21 kaum noch ansteigt.
Sobald der den Knopf 9 verstellende Finger der messenden Person
den Knopf freigibt, wird die Feder 24 wirksam, mit der Folge,
daß unmittelbar danach die Klinke 25 in einen der Zähne der
Zahnreihe 26 eingreift. Auf diese Weise wird die vorher ein
gestellte Meßsituation auch nach Lösen des Fingers von dem
Knopf 9 voll erhalten.
Das vorangehend beschriebene Ausführungsbeispiel bezieht sich
auf ein Mikrometer; die Erfindung kann jedoch ebenso im Zu
sammenhang mit einem anderen Meßgerät angewendet werden, z. B.
in Verbindung mit einer Schieblehre, einer Höhen- sowie einer
Tiefenlehre. In diesem Fall genügt es, den Schieber am hinteren
Ende der Hilfsskala anzubringen, die im eigentlichen Sinne das
Gleitteil bildet, eine Arretierung mit einer Klinke und einer
Zahnreihe an dem Gleitteil vorzusehen und zwischen dem Schieber
und der Hilfsskala eine Feder unterzubringen.
Mit Hilfe der Erfindung gelingt es, der über die Spindel 6
auf das Meßobjekt 20 einwirkenden Meßkraft automatisch eine
annähernd gleichbleibende Höhe zu verleihen und im wesentlichen
auf dieser Höhe zu halten, unabhängig davon, an welcher Posi
tion sich die Spindel 6 befindet und ob der Knopf 9 losge
lassen wird. Wie der vorangehenden Beschreibung entnommen
werden kann ist die Kraft zum Verstellen des Knopfes 9 in dem
Augenblick von der Spindel 6 isoliert, in dem das Meßobjekt
zwischen dem Amboß und der Meßfläche der Spindel gehalten ist,
wodurch gegenüber bisher bekannten Meßgeräten Meßfehler auf
ein Minimum reduziert werden. Wie bereits angedeutet, ist die
Erfindung wegen ihrer einfachen Konstruktion ohne Schwierig
keit auf andere Meßgeräte, die nicht als Mikrometer bezeich
net werden können, übertragbar. Jede Anwendung verschafft
Vorteile, weil gegenüber bisherigen Geräten die Abmessungen
verkleinert werden können und der Gebrauchswert deutlich höher
liegt.
Claims (7)
1. Meßgerät zum Messen einer Länge, Höhe, Breite oder eines
Durchmessers und dergleichen an einem Werkstück, mit
einem Rahmen, einem diesem gegenüber verschieblichen
Gleitteil, an deren jeweils mindestens einer Seite das
Werkstück während der Messung direkt oder indirekt an
liegt, und mit einem auf dem Rahmen in derselben Richtung
wie das Gleitteil verschieblich gelagerten Schieber, der
mit Hilfe einer lösbaren Arretierung gegenüber dem Rahmen
an einer vorwählbaren Stelle festgelegt ist, wobei zwischen
dem Gleitteil und dem Schieber eine Feder angeordnet ist,
dadurch gekennzeichnet, daß zur verschieb
lichen Führung des Schiebers (18) mindestens ein Stab
(4; 5) in einem Abstand zu dem Gleitteil (6) angeordnet
ist, daß der Stab (5) zur Bildung der lösbaren Arretierung
eine Zahnreihe (26) trägt, die mit einer an dem Schieber
(18) beweglich gelagerten, mit Hilfe einer Feder (24) in
Richtung auf die Zahnreihe (26) vorgespannten Klinke (25)
zusammenwirkt, die zur Entriegelung mit einem manuell
betätigbaren Knopf (9) versehen ist.
2. Meßgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich
net, daß zur Führung des Schiebers (18) an dem Rahmen
(1, 3) zwei in einem Abstand zueinander angeordnete
Stäbe (4, 5) vorgesehen sind.
3. Meßgerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn
zeichnet, daß das Gleitteil (6) oder der Schieber
(18) mit zwei in Schieberichtung in einem Abstand zu
einander angeordneten Schenkeln (18 a, 18 b) versehen ist,
daß an dem Schieber oder an dem Gleitteil ein zwischen
die Schenkel reichender Arm (19) angebracht ist, und daß
die Feder (21) in dem Zwischenraum zwischen dem Arm (19)
und dem einen Schenkel (18 b) angeordnet ist.
4. Meßgerät nach Anspruch 1 und 3, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Feder zwischen dem Arm und dem
einen Schenkel den Stab mit Spiel umgibt.
5. Meßgerät nach Anspruch 2 und 3, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Feder (21) zwischen dem Arm (19)
und dem einen Schenkel (18 b) angeordnet ist und den
anderen Stab (4) ohne Zahnreihe umgibt.
6. Meßgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich
net, daß der Knopf (9) mit der Klinke (25) einen inte
gralen Bestandteil bildet.
7. Meßgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß das Gleitteil aus einer
Spindel (6) besteht, und daß in Bewegungsrichtung der
Spindel (6) an dem Rahmen (1) ein Amboß (2) angebracht
ist.
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