DE3045416C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Meßuhr, insbesondere für einen Mikrokomparator, der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 genannten Art. Eine Solche Anordnung ist aus der DE-OS 27 27 856 bekannt.

Bei der bekannten Anordnung wirkt das Ende des Tasterkolbens unmittelbar auf den kürzeren Arm des zweiseitigen Hebels ein. Zur Übersetzung der geringen Verschiebung des Taster­ kolbens in den Ausschlag eines Zeigers über einer Maßskala ist neben dem zweiarmigen Hebel, einem Zahnkreisabschnitt am Hebel und dem entsprechenden Zahnrad der Anzeigeeinrichtung ein weiteres Zahnradpaar zwischen Zeiger und Hebel vorge­ sehen.

Eine ähnliche Anordnung ist auch aus der CH-PS 3 52 498 be­ kannt.

Diese Anordnungen haben den Nachteil, daß das Übersetzungs­ verhältnis und damit der Meßbereich bzw. die Empfindlichkeit der Meßuhr konstruktiv auf einen einzigen Bereich festgelegt ist.

In der CH-PS 5 69 951 ist eine Anordnung beschrieben, bei der ein Auflager, das eine ebene Auflagefläche hat, die senk­ recht zur Achse des Tasters ist, mit einer Nocke zusammen­ wirkt, die senkrecht zur Drehachse des Hebels bewegbar ist. Über eine Bewegung der Nocke kann die Empfindlichkeit des Instruments verändert werden.

Allen genannten Anordnungen ist gemeinsam, daß sie eine große Anzahl von beweglichen Teilen erfordern, die sehr genau positioniert und bemessen sein müssen, was die Meßuhr sehr aufwendig macht.

In der Fig. 1 der Zeichnung ist eine Meßuhr schematisch dar­ gestellt, die einen einfachen Aufbau hat. Die Übersetzung wird dabei allein durch den zweiarmigen Hebel bewirkt. Die Übersetzung ist dabei jedoch durch die begrenzte Länge des Hebels beschränkt. Auch wirken sich Veränderungen in den Lagern der Meßuhr etwa durch Verschleiß unmittelbar auf die Genauigkeit des Meßergebnisses aus.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Meßuhr der eingangs genannten Art so auszugestalten, daß bei einfachem Aufbau eine Meßbereichs-Umschaltung möglich ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den im Kennzeichen des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmalen gelöst.

Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der erfin­ dungsgemäßen Meßuhr sind in den Unteransprüchen 2 bis 8 be­ schrieben.

Die Anordnung nach den Ansprüchen 4 und 5 hat dabei den zusätzlichen Vorteil einer einfachen und leichten Ein­ stellung des gewünschten Meßbereichs, ohne daß die Ge­ nauigkeit darunter leidet.

Die erfindungsgemäße Lösung macht es darüber hinaus möglich, gemäß den Ansprüchen 6 bis 8 eine empfindliche, schnelle und praktische Nulleinstellung vorzusehen.

Ausführungsformen der Erfindung werden im folgenden anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Meßuhr bekannter Art;

Fig. 2a eine Schnittdarstellung eines Ausührungsbeispieles der Meßuhr;

Fig. 2b und 2c eine Ausführungsform des zweiarmigen Hebels der Meßuhr, und zwar jeweils in einer Aufsicht und in einer An­ sicht von unten;

Fig. 3 eine Vorderansicht der Meßuhr;

Fig. 4 einen Schnitt durch eine Sichtscheibe des Ge­ häuses, das in Fig. 3 dargestellt ist; und

Fig. 5a und 5b eine Einrichtung, die eine automatische Ablesung der durchgeführten Messungen ermög­ licht.

Wie man aus der Fig. 2a ersieht, umfaßt die dar­ gestellte Meßuhr ein Gehäuse 1, aus dem heraus sich ein Taster 51 erstreckt, der auswechselbar am Ende eines Tasterkolbens 5 befestigt ist, welcher axial in ei­ ner Führungseinrichtung 14 gleitet, die auf der einen Sei­ te des Gehäuses 1 vorgesehen ist. In dem Gehäuse 1 befin­ det sich ebenfalls eine Halterung 2, die von zwei parallelen Platten gebildet wird, welche beiderseits des Tasterkolbens 5 angeordnet sind und in bzw. zwischen denen drehbar ein Übersetzungsmechanismus 3 und eine Anzeigeeinrichtung 4 befestigt sind. Der Übersetzungs­ mechanismus 3 wird von einem Hebel 31 gebildet, der auf einer Achse 21 schwenkbar gelagert ist und einen kür­ zeren Hebelarm 32 sowie einen längeren Hebelarm 33 hat. Am Ende des längeren Hebelarms 32 ist ein Zahnkreisab­ schnitt 34 vorgesehen, dessen Zentrum bzw. Kreismittel­ punkt auf der Achse 21 liegt und der mit einem Zahnrad 41 eines Zeigers 42 der Anzeigeeinrichtung kämmt.

Die Anzeigeeinrichtung 4 umfaßt eine Skala 44, die fest mit der Halterung 2 verbunden und von außerhalb des Gehäuses her sichtbar ist, sowie den Zeiger 42, der am Zahnrad 41 befestigt ist, welches in der Halterung um eine Achse 45 drehbar ge­ lagert ist. Auf diese Weise ist der Mittenabstand zwi­ schen der Anzeigeeinrichtung 4 und dem Übersetzungsme­ chanismus 3 konstant.

Der Tasterkolben 5 besitzt eine Trägerschiene 56, die sich senkrecht zu dessen Bewegungsrichtung erstreckt und ein Auflager 54 trägt, das mit dem kurzen Hebelarm 32 durch eine geradlinige Auflagekante 55 in Berührung tritt, die gleichzeitig senkrecht zur Richtung des Tasterkolbens 5 und zum Bogen der Schwenkbewegung des Hebelarms 31 ist. Vorzugsweise ist die Trägerschiene 56 so ausgebildet, daß sie einen rechteckigen Querschnitt besitzt und das Auf­ lager 54, das von einem Steinring, vorzugsweise einem Ru­ binring, gebildet wird, durchsetzt, dessen der geradlini­ gen Auflagekante 55 diametral gegenüberliegende Teil durch eine Druckfeder 57 in Anlage an der Trägerschiene 56 ge­ halten wird. Die Feder 57 hat die Wirkung, daß sie die Stoßfestigkeit sicherstellt, wenn der Tasterkolben plötz­ lich freigelassen wird.

Der kürzere Hebelarm 32 des Hebels 31 ist an der Berüh­ rungsstelle mit der geradlinien Kante 55 des Auf­ lagers 54 mit einer Reihe von kalibrierten zylindrischen Teilen 36, 36′ versehen, beispielsweise mit nebeneinander angeordneten Normalkalibern, die parallel zur Schwenkach­ se 21 des Hebels 31 eingebaut sind. Vorzugsweise wird diese Schwenkachse 21 ebenfalls von einem Normalkaliber 35 gebildet. Wie man sieht, ist auf diese Weise die Be­ rührungsstelle der geraden Kante 55 mit einem der Kali­ ber 36, 36′ einerseits unabhängig von einer leichten Quer­ verschiebung des Auflagers 54, und andererseits läßt sie sich mit ausgezeichneter Genauigkeit erzielen. Im Er­ gebnis ist die Position des Kalibers 35 auf dem Hebel nicht kritisch, weil die Achse des Kalibers automatisch mit der Schwenkachse des Hebels zusammenläuft bzw. sich automa­ tisch an die Schwenkachse des Hebels anpaßt, und weiterhin ergibt sich die Länge des Hebelarms 32 (und infolgedessen das Übersetzungsverhältnis) direkt mit einer Genauigkeit, die in der Größenordnung der Herstellungstoleranzen der zusammengefügten Kaliber liegt.

Eine Maßstabs- bzw. Meßbereichsänderung kann dadurch er­ zielt werden, daß man austauschbare Tasterkolben 5 vor­ sieht, deren Trägerarm 56, welcher das Auflager trägt, unterschiedliche Längen hat, oder daß man ein Auflager 54 vorsieht, das durch eine Zugangsöffnung von außerhalb des Gehäuses her zugänglich ist und verschiedene, auf der Trägerschiene 56 markierte Positionen einnehmen kann, der­ art, daß seine geradlinige Kante 55 wahlweise mit dem einen oder anderen der Kaliber 36′, 36 in Eingriff treten kann, wobei jede Position einem vorbestimmten Übersetzungsver­ hältnis entspricht. Es sei darauf hingewiesen, daß es mög­ lich ist, für geringere Übersetzungsverhältnisse ein ent­ sprechendes Normalkaliber vorzusehen, das sich einzeln angeordnet am Ende des kurzen Hebelarms 32 befindet, wie durch das Kaliber 36′′ veranschaulicht. Im Ergebnis nimmt die Empfindlichkeit und damit das Übersetzungs­ verhältnis mit der Vergrößerung der Länge des Hebelarms 32 ab, wie bereits weiter oben dargelegt, und für geringe Übersetzungsverhältnisse genügt eine einfache Anordnung des Kalibers auf dem Hebel 31 zum Erzielen einer zufriedenstellenden Meßgenauigkeit, ohne daß bis zu diesem Abstand eine Fluchtung der Kaliber vorgesehen werden muß, d. h. ohne daß die Kaliber dort in der Weise mit der Schwenkachse zur Fluchtung gebracht werden müssen, wie es bei den Kalibern 36 und 36′ geschieht.

Mit einer Druckfeder 53 wird ein dauernder Druck auf ei­ nen Vorsprung 52 des Tasterkolbens 5 ausgeübt, durch den das Auflager 54 in Anlage mit dem kurzen Hebelarm 32 des Hebels 31 gebracht wird. Wie weiter unten näher erläu­ tert ist, bildet dieser Vorsprung 52 außerdem einen Füh­ rungsarm des Tasterkolbens. Die Berührung zwischen dem Auflager 54 und dem Hebelarm 32 wird auch durch eine flache, spiralförmige Rückstellfeder 43 begünstigt, die zwischen der Halterung 2 und dem Zahnrad 41 vorgesehen ist, deren zweite Funktion es ist, die An­ lage zwischen den Zähnen des Zahnrads 41 und des Abschnitts 34 immer auf der gleichen Seite aufrechtzuerhalten.

Die Halterung 2 ist relativ zum Gehäu­ se 1 drehaber um eine zur Schwenkachse des Hebels 31 paral­ lelen Achse montiert. Im Falle der in Fig. 2a dargestell­ ten Einrichtung wird diese Drehachse von einer Schwenkrol­ le 23 gebildet, die fest mit der Halterung 2 verbunden ist und auf einer ebenen Auflagefläche 60 abrollen kann, die von der Ebene der Enden von zwei fest mit dem Gehäuse 1 verbundenen Ständern 61 gebildet wird. Der Abstand zwischen den beiden Ständern 61 ist so, daß der sie trennende Zwischenraum den Vorsprung 52 des Ta­ sterkolbens 5 aufnehmen und führen kann. Vorzugsweise wird der Durchmesser der Ständer 61 außerdem in der Weise festgelegt, daß diese auch eine seitliche Führung der bei­ den die Halterung bildenden Platten sicherstellen, zwischen denen sie angeordnet sind. Die Halterung 2 ist außerdem mit einem Einstellorgan versehen, das von einer zylindrischen Spin­ del 62 gebildet wird, die analog zu der Schwenkrolle 23 eine Querverbindung zwischen den beiden Platten der Halterung 2 bildet. Diese Spindel 62 wird mit einer Führungsgabel 11 gehalten, aber ihre Position parallel zur Achse des Tasterkolbens 5 ist von außerhalb des Gehäuses her mittels einer Stange 12 ein­ stellbar, die einen Exzenter bzw. eine Exzenterscheibe oder eine Nocke 63 trägt. Die Schwenkrolle 23 und die Spindel 62 werden durch die Wirkung einer Zugfeder 13, die zwischen der Halterung 2 und dem Gehäuse 1 gespannt ist, in Anlage an der Auflageflä­ che 60 bzw. der Nocke 63 gehalten.

Diese Anordnung der Halterung 2 im Ge­ häuse 1 ist dazu vorgsehen, damit man eine besonders leichte Nulleinstellung vornehmen kann. Wenn sich das En­ de des Tasters 51 in Berührung mit einer Bezugsoberfläche befindet, ist es im Ergebnis möglich, den Zeiger 42 in die Position "0" zu verstellen, ohne das Gehäuse 1 zu verschie­ ben, indem man die Stange 12 betätigt, wodurch eine Drehung der Halterung 2 und infolgedessen des Übersetzungsmechanismusses sowie der Anzeigeeinrichtung bewirkt wird. Der Tasterkolben 5 und das Auflager 54 bleiben hierbei unbewegt, und man sieht, daß sich auf diese Weise eine Änderung der Winkel­ position des Hebelarms 32 bezüglich der Halterung 2 ergibt, woduch der durch den Zeiger 42 angezeigte Meßwert verändert wird.

In den Fig. 2b und 2c ist eine besondere Ausführungsform des Hebels 31 in einer Aufsicht bzw. in einer Ansicht von unten gezeigt. Danach wird der Hebel 31 von einer Platte 64 gebildet, die den Zahnabschnitt 34 trägt, sowie von einer parallel zu der Platte 64 angeord­ neten und mit einer parallel zu der Platte 64 angeord­ neten und mit dieser durch Querverbindungen 66, 67 ver­ bundenen kleineren Halteplatte 65. Die Normalkaliber 35, 36, 36′, 36′′, 36′′′, 37 sind in entsprechenden Öffnungen der Platte 64 und der kleineren Platte 65 montiert, und sie werden durch Verkleben gehalten. Das Kaliber 35, das die größte Länge hat, bildet die Drehachse des Hebels 31, und seine Enden werden in Steinlagern, insbesondere Rubin­ lagern, montiert, die fest mit der Halterung verbunden sind. Das Kaliber 38, das unmittelbar mit dem Kaliber 35 zusam­ mengefügt ist, weist eine mittlere Länge auf, und seine Enden stützen sich auf dem äußeren Umfang der Steinlager ab, so daß dadurch eine Zentrierung des Hebels in der Halterung sichergestellt wird. Zur Ver­ meidung von Nullabweichungen bei einer Meß­ bereichsänderung sind die nebeneinander angeordneten Kali­ ber 36, 36′, 36′′ sowie die für geringere Übersetzungsver­ hältnisse verwendeten, gesonderten Kaliber 36′′′ und 37 in der Weise ausgerichtet bzw. zur Fluchtung gebracht, daß ihre gemeinsame Tangentialebene, die auf der Seite des Abschnitts 34 liegt und in Fig. 2c durch eine strichpunk­ tierte Linie angedeutet ist, die Drehachse des Hebels 31, d. h. die Achse des Kalibers 35 schneidet.

Die Fig. 3 ist eine Außenansicht der Stirnseite des Meßin­ struments, in der das Gehäuse 1, der aus dem Gehäuse 1 her­ vortretende Taster 51 sowie hinter einer Sichtscheibe 14 die Skala 44 und der Zeiger 42 der Anzeigeeinrichtung sichtbar sind. In vorteilhafter Weise ist das Gehäuse aus einem Profilrohr hergestellt, und die Sichtscheibe ist aus Acrylglas ausgebildet. Diese Sichtscheibe weist eine Nut 16 auf, deren Breite nach der Öffnung 18 zu abnimmt, welche sich in der Ebene der Sichtscheibe befindet, wie aus Fig. 4 ersichtlich ist. Diese Nut 16 kann Markierun­ gen bzw. Anzeiger 15 aufnehmen, die beispielsweise dazu dienen können, Toleranzgrenzen sichtbar zu machen. Sie werden beispielsweise von Schraubenfedern oder ande­ ren undurchsichtigen Elementen gebildet, und sie können manuell bewegt werden, indem man einen Finger längs der Nut 16 gleiten läßt. Die Anzeigevorrichtung ersetzt die üblichen zusätzlichen Zeiger, die durch Betätigungsknöpfe verstellbar sind.

Im Hinblick auf die spezielle Anordnung der Halterung im Gehäuse, die es durch Nulleinstellung ermöglicht, jeder gewählten Bezugshöhe eine einzige Posi­ tion des Zeigers vor einer festen Skala zuzuordnen, wäh­ rend es üblicherweise notwendig ist, die Skala zu verstel­ len, um ihren "0"-Teilungsstrich hinter den Zeiger zu brin­ gen, ist die Meßuhr insbesonde­ re für die Automatisierung der Ablesung von ausgeführten Messungen geeignet. Es genügt beispielsweise, einen me­ tallischen Kamm 6 (Fig. 5a) vorzusehen, der wie der Zeiger 42 fest mit dem Zahnrad 44 verbunden und von außerhalb des Gehäuses verstellbar ist, damit sein umgebogenes Ende sei­ ne Zähne nach jeder Messung an einer Codierungsschaltung 7 (Fig. 5b) gemäß bekannter Anordnungen zur Anlage kommt. Diese Codierungsschaltung liefert ein elektrisches Signal, das von der Position des Zeigers 42 während der Messung, jedoch nicht von der vorher ausgeführten Nulleinstellung abhängt.

Es ist infolgedessen ersichtlich, daß die beschriebene Meßuhr eine hohe Meßgenauigkeit und Anpassungs­ fähigkeit hat. Diese Ergebnisse werden trotz einer großen Einfachheit des Aufbaus, der Bestandteile selbst und des Zusammenbaus erzielt. Zum Beispiel läßt sich die Mehrzahl der verwendeten Teile, wie beispielswei­ se die Platten oder die Hebel, durch Ausstanzen herstel­ len, während das Gehäuse aus einem ein­ fachen Profilrohr ausgebildet ist. Die Genauigkeit der Einrichtung ergibt sich direkt aus derjenigen der Normalkaliber, und sie wird trotz eines relativ leichten Zusammenbaus auf­ rechterhalten; die Mehrzahl der Teile wird mit ihrem Trä­ ger vernietet, während die Halterung frei auf ihrer Auflagefläche und in ihrer gabelförmigen Führung ruht.

Beispielsweise ist eine Abwandlung der beschriebenen Meßuhr möglich, in der das Auflager durch einen Taster verstellbar ist, und zwar über einen Hebel 17 (Fig. 2a), der relativ zum Gehäuse verschwenkbar ist, anstatt durch eine Stange des Taster­ kolbens, die axial verschiebbar ist.

Claims (9)

1. Meßuhr, mit

• - einem Gehäuse (1), von dem aus sich ein Taster (51) er­ streckt, der am Ende eines axial verschiebbaren Taster­ kolbens (5) angebracht ist;
• - einem Übersetzungsmechanismus (3) zum Übersetzen der Ver­ schiebungen des Tasterkolbens (5); und mit
• - einer von dem Übersetzungsmechanismus (3) betätigten An­ zeigeeinrichtung (4); wobei
• - der Übersetzungsmechanismus (3) und die Anzeigeeinrichtung (4) in einer Halterung (2) angeordnet sind; wobei
• - der Übersetzungsmechanismus (3) einen zweiarmigen Hebel (31) aufweist, der relativ zur Halterung (2) um eine Schwenkachse (21) verschwenkbar ist; und wobei
• - der Tasterkolben (5) ein Auflager (54) trägt, das eine gerade Auflage (55) senkrecht zur Verschiebungsachse des Tasterkolbens (5) und zur Schwenkachse des Hebels (31) aufweist, die sich in Berührung mit dem kürzeren Hebelarm (32) des Hebels befindet;

dadurch gekennzeichnet, daß der kürzere Hebelarm (32) an der Berührungsstelle mit der geraden Auflage (55) des Auflagers (54) eine Reihe von nebeneinander angeordneten kalibrierten zylindrischen Teilen (36, 36′, 36′′, 38) aufweist, die parallel zur Schwenkachse (21) des Hebels (31) montiert sind.

2. Meßuhr nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die kalibrierten zylindrischen Teile (36, 36′, 36′′) Normal­ kaliber sind.

3. Meßuhr nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwenkachse (21) des Hebels (31) ebenfalls ein Normalka­ liber (35) ist, das neben der Reihe von Normalkalibern (36, 36′, 36′′, 38) angeordnet ist.

4. Meßuhr nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Auflager (54) des Tasterkolbens (5) von einer Trägerschiene (56) getragen wird, die fest mit dem Taster­ kolben (5) verbunden ist und sich senkrecht zu dessen Ver­ schiebungsrichtung erstreckt, daß das Auflager (54) von einem Steinring, insbesondere einem Rubinring, gebildet ist und eine geradlinige Auflagekante (55) bildet, und daß die Trägerschiene (56) einen rechteckigen Querschnitt aufweist und das Auflager (54) durchsetzt, wobei der Teil des Aufla­ gers (54), der dem die Auflagekante (55) bildenden Teil dia­ metral entgegengesetzt ist, mittels einer Druckfeder (57) in Anlage an der Trägermaschine (56) gehalten wird.

5. Meßuhr nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Auflager (54) unterschiedliche Positionen auf der Trägerschiene (56) einnehmen kann, derart, daß seine Auflagekante (55) wahlweise mit dem einen oder anderen der zylindrischen Teile (36, 36′, 36′′) in Eingriff ist.

6. Meßuhr nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Halterung (2) in dem Gehäuse (1) um eine zur Schwenkachse (21) des Hebels (31) parallele Achse ver­ schwenkbar ist.

7. Meßuhr nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwenkachse der Halterung (2) in dem Gehäuse (1) von einer Schwenkrolle (23) gebildet wird, die mit der Halterung (2) fest verbunden und auf einer mit dem Gehäuse (1) fest ver­ bundenen Auflagefläche (60) abrollbar ist, daß die Schwenk­ rolle (23) unter der Wirkung einer Feder (13) in Anlage an der Auflagefläche (60) gehalten wird, und daß die Halterung (2) außerdem ein Einstellorgan (62) aufweist, dessen Posi­ tion parallel zur Verschiebungsachse des Tasterkolbens (5) von außerhalb des Gehäuses (1) her einstellbar ist.

8. Meßuhr nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Auflagefläche (60) von der Ebene der Enden zweier Ständer (61) gebildet wird, in deren Zwischenraum ein Führungsarm (52) geführt ist, der eine Verlängerung des Tasterkolbens (5) bildet.