DE3223458A1 - Messuhr - Google Patents

Description

Meßuhr

B_e_s_c h__r_e i b u n_g

Die Erfindung bezieht sich auf eine Meßuhr und richtet sich insbesondere auf eine verbesserte Bewegungsübertragung zwischen einem Meßfühler und einem Zeiger einer solchen Meßuhr.

In bekannten Meßuhren zum Messen etwa von Werkstücken durch Vergleich mit einer vorgegebenen Bezugslänge werden kleinste Bewegungen eines Meßelements oder Meßfühlers mittels eines Rädergetriebes übersetzt und auf einen Zeiger übertragen.

Eine bekannte Meßuhr hat einen radial aus einem geschlossenen zylindrischen Gehäuse hervorstehenden Meßfühler mit einer daran geformten Zahnstange, welche sich mit einem Kitzel in Eingriff befindet. Die Drehung des Ritzels wird durch ein Getriebe übersetzt und auf einen Zeiger übertragen.

Bei einer bekannten Meßuhr dieser Art sind aufwendige Einrichtungen zum Beseitigen des in der Bewegungsübertragung auftretenden Spiels und damit zur Vermeidung von Meßfehlern notwendig. Darüber hinaus ist der Zusammenbau durch den weit in das Gehäuse hineinragenden Meßfühler beträchtlich erschwert. Ferner weist eine solche bekannte Meßuhr eine sehr große Anzahl von Teilen auf, welche mit höchster Genauigkeit bearbeitet sein müssen. Dies erfordert einen sehr hohen Zeit- und Kostenaufwand, und für den Zusammenbau und dabei vorzunehmende Justierungen ist ein hoher Ausbildungsstand erforderlich. 35

Ein Ziel der Erfindung ist die Schaffung einer wohlfeilen Meßuhr, welche einen vereinfachten Aufbau hat, mit geringem Aufwand zusammengebaut werden kann und äußerst genaue

Messungen ermöglicht.

Das genannte Ziel ist gemäß der Erfindung dadurch erreicht, daß die Bewegungen eines axialverschieblich in einem Gehäuse geführten Meßfühlers von einem an diesem befestigten Druckstück durch ein Gestänge in übersetztem Verhältnis auf ein hin und her bewegliches Teil und von diesem auf einen Zeiger übertragen werden, wodurch die Notwendigkeit für mit höchster Präzision zu bearbeitende Teile wie Zahnräder und eine Zahnstange entfällt, so daß sich ein vereinfachter Aufbau ergibt.

Im folgenden ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung erläutert. Es zeigen: 15

JPig. Λ eine teilweise im Schnitt dargestellte Vorderansicht einer Meßuhr in einer Ausführungsforra der Erfindung,

Pig. 2 eine Ansicht im Schnitt entlang der Linie H-II in Fig. 1 und

3 eine vergrößerte Schrägansicht einer in der Meßuhr

nach Pig. Λ verwendeten Stößelanordnung. 25

In Pig. 1 und 2 erkennt man ein einen Boden aufweisendes zylindrisches Gehäuse 1, in welchem eine drehbare Welle gelagert ist. Das eine Ende der Welle 2 ist in einem Lager 3 im Boden des Gehäuses 1 und ihr vorderes Ende

in einer Bohrung 5 einer Platine 4- gelagert. Die Platine A- hat ein etwa Z-förmiges Profil und ist mit einem Teil am Boden des Gehäuses 1 befestigt. Das vordere Ende der Welle 2 trägt einen Zeiger 6. In Pig. 2 unterhalb des Zeigers 6 ist eine Skalenscheibe 7 und oberhalb desselben eine Sichtscheibe 8 aus Glas oder Kunststoff angeordnet. Die Skalenscheibe 7 und die Sichtscheibe 8 sind an einem ringförmigen Deckel 9 befestigt, welcher unter Zx^icchenlage eines Dichtrings 10 auf das Gehäuse 1 aufgesetzt ist.

Auf dem mittleren Teil der Welle 2 ist ein im v/es ent liehen, etwa spiralförmiges Kämmglied 11 befestigt. Ein in einer im Gehäuse 1 befestigten Gleitführung 12 verschieblicher Stößel 15 trägt an seinem vorderen Ende eine drehbare Rolle 14-, welche sich in Anlage am Umfang des Kämtnglieds 11 befindet. Wie man insbesondere in Pig. 3 erkennt, trägt der Stößel 13 einen seitlich aus der Gleitführung 12 hervorstehenden Anschlag 15- Die Welle 2 und damit das Kämraglied 11 sind durch eine zwischen dem Gehäuse 1 und der Welle 2 angeordnete Spiralfeder im Gegenzeigersinn in Fig. 1 belastet, d.h, also in einer Richtung, in welcher das Kämmglied 11 mit seinem sich vergrößernden Durchmesser auf der Rolle 14 des Stößels 13 aufzulaufen bestrebt ist.

Zwischen dem der Rolle 14 gegenüberliegenden Ende des Stößels 13 und dem Gehäuse 1 ist eine relativ schwache Zugfeder 17 gespannt. Am Anschlag 15 des Stößels 13 greift das freie Ende eines ein Übertragungsgestänge darstellenden Hebels 18 an, welcher an seinem unteren Ende in einem Gelenk 19 verschwenkbar am Boden des Gehäuses 1 gelagert ist. Nahe dem Gelenk 19 greift am Hebel 18 ein linsenförmiges Druckstück 20 an. Dieses ist an einem Ende einer Einstellschraube 22 befestigt, welche ihrerseits lotrecht zur Axialerstreckung eines Meßfühlers 21 in das innere Ende desselben eingeschraubt und mittels einer Klemmschraube 23 feststellbar ist. Durch Verdrehen der Stellschraube 22 läßt sich die Lage des Angriffspunkts des Druckstücks 20 am Hebel 18 und damit das Maß der Übersetzung zwischen dem Meßfühler 21 und dem Stößel verstellen.

Der Meßfühler 21 ist axialverschieblich in einer radial aus dem zylindrischen Gehäuse 1 hervorstehenden Buchse

geführt. Innerhalb der Buchse 24 trägt der Meßfühler 35

einen Federsitz 25 und ist durch eine zwischen diesem und einem in das innere Ende der Buchse 24 eingesetzten Verschluß 26 angeordnete Druckfeder 27 auswärts belastet. Die Auswärtsbewegung des Meßfühlers 21 unter der Belastung

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durch die Feder 27 ist durch einen am inneren Endstück des Meßfühlers 21 angebrachten Anschlagstift 28 begrenzt.

Am freien Ende des Meßfühlers 21 ist ein Tastelement 29 abnehmbar befestigt. Bei einer Messung ist das Tasteletnent auf einem Werkstück aufsetzbar. Seine Form ist der jeweiligen Gestalt des Werkstücks, dem V/erkstoff desselben und anderen Faktoren angepaßt.

Die vorstehend beschriebene Meßuhr arbeitet folgendermaßen: Beim Aufsetzen des am freien Ende des Meßfühlers angebrachten Tastelements 29 auf einem zu vermessenden Werkstück wird der Meßfühler 21 gegen die von der Druckfeder 27 auf ihn ausgeübte Belastung in das Gehäuse 1 hinein bewegt, wodurch der Hebel 18 über das verstellbar am Meßfühler 21 angebrachte Druckstück 20 um das Gelenk 19 herum im Gegenzeigersinn in Fig. 1 verschwenkt wird. Da der Abstand zwischen dem freien Ende des Hebels 18 und dem Gelenk 19 größer ist als der Abstand zwischen dem Gelenk 19 und dem Angriffspunkt des Druckstücks 20, bewirkt der Hebel 18 eine Vergrößerung bzw. Übersetzung der Bewegung des Meßfühlers 21.

Durch das Verschwenken des Hebels 18 wird der Stößel 13 gegen die von der Zugfeder 17 auf ihn aur.Roübte Rückstellkraft in der Gleitführung 12 nach links in der Zeichnung in Richtung auf das Kämmglied 11 vorgeschoben. Durch den Angriff der Rolle 14 des Stößels 13 am Umfang des Kämm- . glieds 11 wird-dieses bei der Vorwärtsbewegung des Stößels gegen die von der Spiralfeder 16 ausgeübte Rückstellkraft in einer Richtung verdreht, in welcher sich der Radialabstand zwischen dem Angriffspunkt der Rolle 14 und der Achse des Kämraglieds 11 verringert, d.h. also im Uhrzeigersinn in Fig. 1. Diese Bewegung wird leicht verstandlich, wenn man sich das evolventen- oder spiralförmige Kämmglied 11 als eine gestreckte achiofo Ebene vorstellt. Der in Anlage an einer solchen schiefen Ebene belastete Stößel ist dann bestrebt, sich entlang der

schiefen Ebene abwärts zu bewegen bzw. die schiefe Ebene in der Gegenrichtung zu verschieben. In der beschriebenen Meßuhr wird eine derartige lineare Bewegung in eine Drehbewegung umgewandelt.

Die vorstehend beschriebene Drehung des Kämraglieds 11 wird über die Wolle 2 auf den Zeiger 6 übertragen, so daß diese die Meßbewegung des Tastelements 29 auf der Skalenscheibe 7 anzeigt.
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Solange der Meßfühler 21 nicht auf einem Werkstück aufgesetzt wird, hält die Spiralfeder 16 das Kämmglied 11 in der im Uhrzeigersinn verdrehten Ruhestellung, in welcher die Rolle 14 des Stößels 15 an dem den größten Radius aufweisenden Teil seines TJmfangs angreift. Der Anschlag 15 des Stößels 13 wird durch die Zugfeder 17 in Anlage am freien Ende des Hebels 18 gehalten, und die Druckfeder 27 hält den Meßfühler 21 in der aus dem Gehäuse hervorftontrockten Endstellung.

Die beschriebene Meßuhr bietet verschiedene Vorteile. Der Zusammenbau der Meßuhr ist beträchtlich erleichtert, da sie keinen weit in das Gehäuse ineinragenden Meßfühler aufweist, um welchen herum dann ein Untersetzungsgetriebe und die für ein solches notwendigen Einrichtungen zur Beseitigung des vorhandenen Spiels angeordnet werden müßten. Da der Meßfühler 21 in der beschriebenen Ausführungsform nur um ein kleines Stück in das Gehäuse hineinragt, ist der Einbau des Kämmglieds 11, des Stößels 13» den Hebels 18, der Stellschraube 22 usw. in das Gohüuao 1 domftopjonüber beträchtlich erleichtert.

Ferner enthält die beschriebene Meßuhr keinerlei in gegenseitigem Eingriff stehende Verzahnungen, sondern allein in dauernder Punkt- oder Linienberührung stehende Übertragungsteile,' so daß kein das Meßergebnis verfälschendes Spiel auftreten kann. Damit erübrigt sich die Verwendung von Einrichtungen für die Beseitigung von vorhandenem

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Spiel sowie von nut mit sehr hohem Aufwand herstellbaren Präzisxonsteilen, wodurch sich der gesarate Aufbau der Meßuhr vereinfachte und diese zu niedrigen Kosten herstellbar ist. Die Einstellung des Zusamtnenspiels der verschiedenen Teile erfolgt während des Zusammenbaus auf einfachste Weise durch Einstellen des Angriffspunkts des Druckstücks 20 mittels der Stellschraube 22 und der diese sichernden Klemmschraube 23» so daß für den Zusammenbau kein übermäßig hoher Ausbildungsstand notwendig ist, wie dies bei einer bekannten Meßuhr der Fall ist.

Bei der beschriebenen Meßuhr läßt sich darüber hinaus durch entsprechende Einstellung des Angriffspunkts des Druckstücks 20 am Hebel 18 ein beliebiges Ühersetzungsverhältnis ertielen, ohne daß die übrigen Funktionen der Meßuhr dadurch beeinflußt werden. Das verstellbare Druckstück 20 befindet sich aufgrund seiner Linsenform in Punkt- oder Linienberührung mit dem Hebel 18, was eine

äußerst genaue Einstellung ermöglicht. 20

Anstelle des bei bekannten Meßuhren verwendeten aufwendigen und aus vielen Teilen bestehenden Untersetzungsgetriebes enthält die beschriebene Meßuhr nur wenige bewegliche Teile, was auch in dieser Hinsicht zu einer Verringerung der Fertigungskosten führt.

Anstelle der Rolle 14- der dargestellten Ausführungsform kann das vordere Endstück des Stößels 13 geglättet und gegebenenfalls gehärtet sein und direkt am Kämmglied 11 angreifen. Die Verwendung der Rolle 14 erbringt jedoch eine verringerte Reibung mit dem Kämmteil und eine Verlängerung der Lebensdauer. Die Belastungseinrichtungen in "Form der Spiralfeder 16, der Zugfeder 17 und der Druckfeder 27 sind nicht auf die dargestellte Ausführungsform beschränkt und können auch durch andere Teile wie Tornionsfedern, Blattfedern und dergl. in einex^ anderen Anordnung ersetzt sein. In der beschriebenen Aucruhrunp;:;f."or'tn kann auch die Druckfeder 27, insbesondere jedoch stattdessen

die Zugfeder 17 weggelassen werden. Ferner kann, für das aus dem Hebel 18 und dem einstellbaren Druckstück 20 gebildete Übertragungsgestänge auch eine andere Anordnung verwendet werden, welche ein Verstellen des Übersetzungsverhältnigses erlaubt. Eine solche Anordnung kann aus mehreren Gliedern gebildet sein, welche über wenigstens einen verstellbaren Angriffspunkt zusammenwirken. Es kommt dabei lediglich darauf an, daß die Bewegungen des Meßfühlers 21 in übersetztem Verhältnis auf ein hin und her bewegliches Teil, z.B. den Stößel 13 übertragen werden.

Gemäß vorstehender Beschreibung schafft die Erfindung somit eine Meßuhr, welche einen einfachen Aufbau hat und mit geringem Aufwand herstellbar ist.

Claims (6)

1. y Meßuhr, gekennzeichnet durch ein Gehäuse (i), durch einen axialverschieblich im Gehäuse gelagerten Meßfühler (21), durch ein an einem Teil des Meßfühlers angebrachtes Druckstück (20), durch ein mit einem Zeiger (6) verbundenes Kämmglied (11), durch ein mit einem Ende am Kämmglied angreifendes, hin und her bewegliches Teil (13) und durch ein Gestänge (18) zum Übertragen von Bewegungen des Druckstücks in übersetztem Verhältnis auf das hin und her bewegliche Teil.

35 2. Meßuhr nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Druckstück (20) in einer eine Änderung des Übersetzungsverhältnisses bewirkenden Richtung verstellbar zwischen dem Meßfühler (21) und dem

2
Gestänge (18) angeordnet ist.

3. Meßuhr nach Anspruch 1 oder 2, dadurch g e k e η a zeichnet, daß an dem am Kämmglied (11) angreifenden Teil des hin und her beweglichen Teils (13) eine Rolle (14_ gelagert ist.

4-. Meßuhr nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Kämmglied (11) durch eine zwischen einer es tragenden Welle (2) und dem Gehäuse (1) angeordnete Feder (16) in einem vorbestimmten Drehsinn belastet ist»

5. Meßuhr nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 4·, dadurch gekennzeichnet, daß das Druckstück (20) an einem Ende einer quer zur Axialrichtung des Meßfühlers (21) in diesen eingeschraubten Einstellschraube (22) befestigt ist.

6. Meßuhr, gekennzeichnet durch ein Gehäuse (1), durch einen axialverschieblich am Gehäuse gelagerten Meßfühler (21), durch ein linsenförmiges Druckstück (20), welches an einem Ende einer lotrecht zur Axialrichtung des Meßfühlers in diesen eingeschraubten Stellschraube (22) befestigt ist, durch ein im wesentlichen spiralförmiges Kämmglied (11), welches auf einer drehbaren, einen Zeiger (6) tragenden Welle (2) befestigt ist, durch eine im Gehäuse befestigte Gleitführung (12), durch ein verschieblich in der Gleitführung gelagertes,

hin und her bewegliches Teil (13)» welches an einem Ende eine am Käramglied angreifende drehbare Rolle (14) trägt, durch eine das Kämmglied in Anlage an dem hin und her beweglichen Teil bzw. an der Rolle belastende Spiralfeder (16), durch einen mit einem Ende verschwenkbar im Gehäuse gelagerten und mit dem anderen Ende an einem Anschlag (15) des hin und her beweglichen Teils angreifenden Hebel zum Übertragen von Bewegungen des Druckstücks in übersetztem Verhältnis auf das hin und her bewegliche

Teil, und durch eine zwischen dem anderen Ende des hin und her beweglichen Teils und dem Gehäuse gespazmte Zugfeder (17), welche den Anschlag des hin und her beweglichen Teils in Anlage am anderen Ende des Hebels belastet.