DE3138069A1 - Massvergleicher mit schwenkbarem taster - Google Patents

Description

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Dipl.-Ing. MAX BUNKE "" * "

Dipl.-Chem. Dr. HOLGER BUNKE -

Dipl.-Phys. HARTMUT DEGWERT ' ° "

JOHANNES-SCHARRER-STRASSE 13 · D-SOOO MÜNCHEN 21

München, den 24. September 1981 P 5030

TESA SoA.
Renens / Schweiz

Maßvergleicher mit schwenkbarem Taster

Die Erfindung betrifft einen Maßvergleicher mit schwenkbarem Taster und wenigstens einem Übertragungshebel zur Übertragung der Tasterbewegungen, einer Bewegungsvergrößerungseinriehtung, die von diesem Hebel angesteuert wird, und mit einem Anzeigeelement, das von dieser Einrichtung angesteuert wird und das Ablesen von Maßen gestattet, welche die Tasterbewegungen darstellen, wobei der Übertragungshebel in seinem von einer Ruhestellung ausgehenden Bewegungsweg durch wenigstens einen starren Anschlag begrenzt ist.

Es sind bereits Maßvergleicher dieser Art bekannt, die in der Industrie hauptsächlich verwendet werden, um Abmessungen an einem Teil zu ermitteln, z„B„ den Durchmesser einer Bohrung oder einer Wolle, durch Vergleich mit einer Eichgrößß. Beim Gebrauch sind diese Maßvergleicher üblicherweise an

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geeigneten Halterungen befestigt, um sie in einer ausgewählton Lage in bezug auf das zu überprüfende Teil zu halten, also derart, daß Übereinstimmung zwischen der Bewegungsrichtung des aktiven Endes des Tasters und der Meßrichtung der durchzuführendenden Vergleichsmessung gewährleistet ist.

Die in solchen Maßvergleichern vorgesehenen Bewegungsvergrößerungseinrichtungen sind je nach Anwendungszweck unterschiedlich.

Worin das Ablesen direkt am Meßort erfolgen soll, ist die Bewegungsvergrößerungseinrichtung im allgemeinen aus einer Zahnradübersetzung gebildet, wovon das Antriebsritzel von einem Zahnsegment am Ende des Übertragungshebels für die Tasterbewegungen oder in Kombination angeordneten Übersetzungshebels angetrieben wird, während das ausgangsseitige Ritzel ..in der Achse eines Zeigers befestigt ist, der mit einer am Gehäuse des Maßvergleichers befestigten Ableseskala zusammenwirkt.

Wenn das Ablesen an entfernter Stelle erfolgen soll, ist eine als Elektronikschaltung ausgebildete Verstärkervorrichtung vorgesehen, die von einem im Körper des Maßvergleichers untergebrachten Fühler angesteuert wird, dessen bewegliches Element durch den Übertragungshebel zur Übertragung der Bewegungen des Tasters entweder direkt oder über einen oder mehrere Übersetzungshebel bewegt wird.

Derartige Maßvergleicher haben geringe Abmessungen, um sie in bisweilen äußerst kleinen Räumen unterbringen zu können, und folglich eine geringe Massenträgheit und vertragen daher innerhalb annehmbarer Grenzen Stöße, die durch Ungeschicklichkeiten oder Fehler bei der Handhabung verursacht werden, denn die medianischen Teile setzen der Beschleunigung nur eine ge-

ringe Massenträgheit entgegen, da sie leicht sind.

In jüngster Zeit werden jedoch häufiger Beschädigungen an solchen Geräten festgestellt, nachdem sie roh behandelt oder fallen gelassen wurden, und diese Beschädigungen werden im wesentlichen durch Anstoßen des Tasters gegen harte Gegenständer verursacht. Festgestellt werden z.B«, Verbiegungen des Skalenzeigers oder Brüche ihrer Schwenklager, Verwerfungen der mit geringem Spiel arbeitenden Zahnränder, Brüche der Verzahnungen oder der Schwenklager von Verstärkerhebeln»

Lösungen zur Behebung dieses in jüngster Zeit festgestellten Mangels sind nicht bekannt»

Bei Maßvergleichern mit einer Verstärkungseinrichtung, die ein Rädergetriebe aufweist, kann in Erwägung gezogen werden, sie mit einer Stoßsicherung auszurüsten, z.B. einer Stoßsicherung, die auf dem bekannten Prinzip der elastischen Kopplung zwischen einem Ritzel und einem koaxialen Zahnrad beruht und elastisch nachgibt, sobald eine vorbestimmte Belastung erreicht ist, und anschließend das Ritzel und das Zahnrad in dieselbe relative Winkelstellung zurückführt. Derartige Stoßsicherungen sind jedoch teuer, weil sie eine hohe Präzision erfordern, und ihr Raumbedarf macht eine Neustrukturierung des Gerätes hinsichtlich seiner Abmessungen erforderlich, so daß derartige Stoßsicherungen nicht verwendet werden können, um eine große Anzahl von bereits in Gebrauch oder noch auf Lager befindlichen Geräten umzurüsten, während sie auch bei Neukonstruktionen wenig vorteilhaft sind, weil sie zu einer Vergrößerung des Volumens des Meßgerätkörpers führen wurden.

Allgemein kann bei allen Arten von Maßvergleichern in Erwägung gezogen werden, den Taster über eine Reibungsverbindung an einem ersten Übertragungshebel in dessen Schwenk-

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ebene zu montieren, was derzeit an bestimmten Maßvergleichern geschieht, jedoch aus einem anderen Grunde, nämlich um die Orientierung des Tasters in bezug auf die Achse des Gerätes ändern zu können. Diese Lösung birgt jedoch in sich eine gewisse Unbestimmtheit: entweder ist die Reibungsverbindung zu nachgiebig, und dann besteht die Gefahr, daß der Maßvergleicher im Gebrauch oder bei der Handhabung verstellt wird, oder aber die Reibung ist zu hoch, so daß der angestrebte Stoßdämpfungseffekt nicht erreicht wird. Diese Betrachtung wird bestätigt durch die Tatsache, daß Maßvergleicher mit orientierbaren Tastern, die über Reibungslager montiert sind, praktisch ebenso häufig beschädigt werden wie die Geräte ohne eine solche Einrichtung; die erforderliche und zur Gewährleistung der Genauigkeit dieser Geräte ausreichende Reibung erscheint somit bereits zu hoch, um gleichzeitig einen Stoßdämpfungseffekt zu bewirken.

Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung einer für Geräte der genannten Art geeigneten, wirksamen Stoßsicherung, die von den oben dargelegten Mangeln frei ist.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist der Maßvergleicher der eingangs genannten Art erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens ein elastischer Abbremsanschlag auf der Bewegungsbahn des Übertragungshebels zwischen der Ruhestellung und wenigstens einer Bewegungsendstellung dieses Hebels angeordnet ist.

Bei dem erfindungsgemäßen Maßvergleicher wird im Falle eines starken Anstoßens des Tasters gegen einen harten Gegenstand die kinetische Energie, die von der Bewegungsvergrößerungseinrichtung durch Anstoß des Übertragungshebels aufgenommen wird, teilweise progressiv absorbiert, bevor der Übertragungshebel auf dem starren Anschlag aufprallt, der seinen Bewegungsweg begrenzt.

Eine genaue Untersuchung des Problems hat ergeben, daß bei Maßvergleichern, auf die die Erfindung anwendbar ist, wahrscheinlich ein Teil der Energie, die bei der Beschleunigung durch Anstoßen des Tasters gegen einen harten Gegenstand freigesetzt wird, durch die Elastizität des Tasters und des Übertragungshebels absorbiert wird, bevor die Bewegungsvergrößerungseinrichtung bzw. Verstärkereinrichtung erreicht wird, während die von der direkt mit diesem Hebel verbundenen Verstärkereinrichtung aufgenommene kinetische Energie zum Zeitpunkt des Aufpralls dieses Hebels an seinem starren Anschlag noch vollständig erhalten ist, und daß aufgrund dieser Tatsache die beobachteten Beschädigungen bei der plötzlichen Abbremsung aufgrund dieses Aufpralls verursacht werden, und nicht während der Beschleunigung aufgrund des Anstoßens des Tasters,

Versuche zur Ermittlung der Stoßfestigkeit von Maßvergleichern, die mit dem erfindungsgemäßen elastischen Anschlag versehen sind, legen die Richtigkeit der obigen Betrachtungen nahe, denn keinerlei Beschädigungen der vorstehend beschriebenen Art wurden mehr festgestellt.

Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung von Ausführungsbeispiclcn der Erfindung und aus der Zeichnung, auf die Bezug genommen wird. In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 einen teilweise im Schnitt gezeigten Aufriß; und

Fig. 2 einen teilweise im Schnitt längs der Achse I-I in Fig. 1 gezeigte Draufsicht.

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Der als Ausführungsbeispiel gezeigte Maßvergleicher umfaßt einen schwenkbaren Taster 1, einen Körper 2, eine Lagerplatte und eine teilweise gezeigte Anzeigeskala 4.

Der Taster 1 weist ein kugelförmiges Fühlerende auf und ist in die Nabe eines Schwenkzapfens 5 eingeschraubt, der ohne Spiel drehbar in zwei Kugellagern 6 gelagert ist, die in den beiden Schenkeln einer Gabel 7 am Ende des Meßgerätkörpers 2 befestigt sind.

Gegen die Nabe des Schwenkzapfens 5 des Tasters 1 ist unter Reibung ein Hebelarm 8 in der Verlängerung des Tasters 1 anmontiert. Diese Reibungslagerung ist vorgesehen, um die Orientierung des Tasters 1 in bezug auf den Meßgerätkörper beliebig einstellen zu können; bei anderen Ausfuhrungsformen der Erfindung kann sie entfallen.

Das dem Taster 1 gegenüberliegende Ende des Hebelarmes 8 weist zwei miteinander fluchtende Lagerschneiden 9 auf, die auf den beiden Seiten eines zweiten Schwenkzapfens 10, der von der Lagerplatte 3 getragen wird, im Abstand voneinander angeordnet sind.

Diese Lagerplatte 3, die mit dem Meßgerätkörper T starr verbunden ist, umfaßt einen Übertragungshebel 11 zur übertragung der Bewegungen das Tasters 1 sowie eine Bewegungsvergrößerungsoinrichtung 12, die von diesem Hebel angesteuert wird und aus einem Rädergetriebe gebildet ist, dessen Abtriebsritzel 13 auf der Achse der Nadel 14 der Anzeigeskala 4 montiert ist.

Der Übertragungshebel 11 umfaßt zwei zylindrische Mitnehmerzapi'on 15, die durch eine Feder 19 elastisch gegen· die zwei Lagerschneiden 9 des Hebelarmes δ des Tasters gehalten werden. Durch diese Ausgesteltung wird erreicht, daß der Übertragungshebel 11 in bezug auf die gezeigte Ruhestellung unabhängig von

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der Schwenkrichtung des Tasters 1 um seinen Schwenkzapfen 5 stets in derselben Richtung bewegt wird.

An seinem den Mitnehmerzapfen 15 gegenüberliegenden Ende weist der Ubertragungshebel 11 ein Zahnsegment 16 auf, das mit dem auf einem dritten Drehzapfen 18 gelagerten Antriebsrad 17 der Bewegungsvergrößerungseinrichtung 12 in Eingriff ist.

Die beiden parallelen Wandungen der Lagerplatte 3, zwischen denen der Übertragungsmechanismus und die Bewegungsvergrößerungseinrichtung angeordnet sind, sind durch Verstrebungen miteinander verbunden, die nicht dargestellt sind, um die Zeichnung nicht unnötig zu überladen.

Die Bewegungsbahn des Hebelarmes 8 des Tasters 1 ist in Abhängigkeit von dem gewählten Meßbereich des Gerätes in beiden Schwenkrichtungen durch zwei Einstellschrauben 20 begrenzt, die in zwei koaxiale Gewindelöcher eingeschraubt sind, welche in dem Meßgerätkörper 2 auf beiden Seiten des Hebelarmes angebracht sind. Die ausgehend von der dargestellten Lage in nur einer Richtung verlaufende Bewegungsbahn des Ubertragungshebels 11 ist durch einen starren Anschlag begrenzt, der bei der gezeigten Ausführungsform durch eine Zone 21 der unteren Wandung des Meßgerätkörpers 2 gebildet ist, gegen welche das untere Ende des Zahnsegmentes 16 dieses Hebels anstößt, wobei letzterer in dieser Endstellung punktiert dargestellt ist.

Zwischen der Ruhestellung und der Endstellung des übertragungshebels 11 ist erfindungsgemäß ein elastischer Abbremsanschlag angeordnet. Dieser elastische Anschlag ist bei der gezeigten Ausführungsform aus einer Schraubenfeder 22 gebildet „ welche die beiden Wandungen der Lagerplatte 3 auf dem Bewegungsweg des Hebels überbrückt.

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Bei der gezeigten Ausführungsform ist die Schraubenfeder 22 an einem Ende in ein erstes Loch eingesetzt, das in der einen Wandung der Lagerplatte 3 angebracht ist, während das andere Ende der Feder durch einen Stopfen 23 gehalten wird, der unter geringem Druck, in ein zweites, zu dem ersten Loch koaxiales Loch in der gegenüberliegenden Wandung der Lagerplatte eingesetzt ist. Bei einer anderen Ausführungsform ist die Feder ohne einen solchen Stopfen 23 montiert und wird in Axialrichtung durch die Wandungen des Meßgerätkörpers 2 gehalten.

Die als Ausführungsbeispiel beschriebene Ausführungsform des elastischen Anschlages weist den großen Vorteil auf, daß sie einfach ist und unter geringem Kostenaufwand eine schnelle Nachrüstung aller gleichartigen, im Gebrauch oder,auf Lager befindlichen Geräte ermöglicht. Es reicht nämlich bereits aus, daß die nachzurüstenden Maßvergleicher auf der Bewegungsbahn ihres Ubertragungshebels oder eines ihrer Übertragungshebel, wenn von diesen mehrere vorgesehen sind, zwischen zwei parallelen Wandungen einen freien Raum aufweisen, gleich ob es sich bei diesen Wandμngen um diejenigen einer Lagerplatte der gezeigten Art oder um diejenigen des Meßgerätkörpers selbst: handelt.

Gemäß einer anderen Ausführungsform ist an dem den Bewegungsweg begrenzenden Anschlag direkt ein elastischer Anschlag aus Gummi oder einem elastischen Plastikwerkstoff befestigt, gleich ob der starre Anschlag durch eine Wandung des Meßgerätkörpers oder eine Verstrebung oder irgendein anderes Teil gebildet ist, das gewöhnlich an solchen Maßvergleichern vorgesehen ist.

Bei einer anderen Ausführungsform hat der Übertragungshebel· von seiner Ruhelage ausgehend eine in die beiden einander entgegengesetzten Richtungen ausgehende Bewegungsbahn. Bei

dieser Ausführungsform ist der Übertragungshebel des Maßvergleichers normalerweise an den beiden Enden seiner Bewegungsbahn mit jeweils einem starren Anschlag versehen, und erfindungsgemäß sind zwei elastische Abbremsanschläge angeordnet, und zwar jeweils einer vor der einen Endstellung des Hebels.

Die Erfindung ist auch auf Maßvergleicher anwendbar, deren Bewegungsvergrößerungseinrichtung bzw. Verstärkereinrichtung Übersetzungshebel umfaßt, gleich ob diese einem Übersetzungsrädergetriebe zugeordnet sind oder nicht»

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Claims (3)

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   Dipl.-Chem. Dr. HOLGER BUNKE
   Dipl.-Phys. HARTMUT DEGWERT

   JOHANNES-SCHARRER-STRASSE 13 · D-8000 MÜNCHEN 21

   München^ den 24. September 1981 P 5030

   TESA S.A.
   Renens / Schweiz

   Maßvergleicher mit schwenkbarem Taster

   PATENTANSPRÜCHE

   Maßvergleicher mit schwenkbarem Taster (1) und wenigstens einem Übertragungshebel (11) zur übertragung der Tasterbewegungen, einer Bewegungsvergrößerungseinrichtung (12), die von diesem Hebel angesteuert wird, und mit einem Anzeigeelement (4, 14)₍ das von dieser Einrichtung angesteuert wird und das Ablesen von Maßen gestattet, welche die Tasterbewegungen darstellen, wobei der Übertragungshebel in seinem von einer Ruhestellung ausgehenden Bewegungsweg durch wenigstens einen starren Anschlag (21) begrenzt ist, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens ein elastischer Abbremsanschlag (22) auf der Bewegungsbahn des Übertragungshebels (11) zwischen der Ruhestellung und wenigstens einer Bewegungsendstellung dieses Hebels angeordnet ist. ■

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2. 2. Maßvergleicher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der elastische Abbremsanschlag durch eine Schraubenfeder (22) gebildet ist, deren beiden Enden durch zwei starre Abstützungen (3) gehalten sind und deren Achse zur Schwenkebene des Übertragungshebels (11) senkrecht ist.
3. 3. Maßvergleicher nach Anspruch 2, bei welchem der Übertragungshebel (11) zwischen zwei parallelen Wänden (3) angeordnert ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Schraubenfeder (22) mit ihren beiden Enden in zwei koaxiale Löcher, die in diesen Wänden angebracht sind, eingesetzt ist.