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Meßuhr
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Beschreibung Die Erfindung bezieht sich auf eine Meßuhr, bei der
eine feine Verlagerung eines am vorderen Ende einer Spindel befindlichen Meßfühlers
auf einen Zeiger übertragen und ein von diesem Zeiger angezeigter Wert dazu benutzt
wird, ein zu vermessendes Werkstück mit einem Endmaß bzw. Meßblock oder einem Bezugslängenmaß
zu vergleichen, wodurch ein Maßunterschied zwischen diesen abzulesen ist.
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Zur Erläuterung des Standes der Technik, von dem die Erfindung ausgeht,
wird auf die Fig. 1 bis 3 der Zeichnungen Bezug genommen. Es zeigen: Fig. 1 eine
Rückansicht einer beispielhaften Ausführungsform einer herkömmlichen Meßuhr, bei
der der Gehäuseboden entfernt ist, so daß ihr innerer Aufbau zu erkennen ist.
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Fig. 2 den Schnitt nach der Linie II-II in der Fig.1; Fig. 3 einen
Schnitt durch die Meßuhr zur Verdeutlichung der Art ihres Zusammenbaus.
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Die herkömmliche Meßuhr ist im allgemeinen derart aufgebaut, daß von
einem inneren Gehäuseteil 1, von einem Gehäuseboden 2, von einem äußeren Gehäuseteil
3 und von einer Abdeckplatte 4 insgesamt ein Gehäuse gebildet wird, an welchem eine
Spindel 5 axial verschiebbar angebracht ist. Mit einer Zahnstange 6 dieser Spindel
5 ist ein Zwischenritzel 7 in Eingriff, und eine Drehung des Zwischenritzels 7 wird
einem Zentralritzel in vergrößertem Maßstab über ein über tragungszahnrad 8 vermittelt,
wodurch ein Zeiger 10 mit vorbestimmten Wert gedreht wird. Ferner ist mit dem Zentralritzel
9 ein mit einer Spiralfeder 11 versehenes, einem Spiel vorbeugendes Zahn-rad 12
in Eingriff. Die Spindel 5 ist mit einem vorstehenden Führungsstift 13 versehen,
der in eine Führungsnut 14A eines Führungselements 14 eingreift und als Drehsperre
für die Spindel 5 wirkt. Das Zwischenritzel 7 und das einem Spiel vorbeugende Zahnrad
12 sind zwischen einer Grundplatte 15 sowie einer ersten Tragplatte 17, die über
zwei Stützen 16 an der Grundplatte 15 mit vorbestimmtem Abstand gehalten ist, wie
Fig. 3 zeigt, drehbar eingebaut. Das Zentralritzel 9 ist drehbar zwischen die Grundplatte
15 sowie eine an der Grundplatte 15 in gleicher Weise wie die erste Tragplatte 17
befestigte zweite Tragplatte 18 eingesetzt. Die Grundplatte 15 ist am inneren Gehäuseteil
1 in einem solchen Zustand befestigte daß das Zwischenritzel 7, das einem Spiel
vorbeugende Zahnrad 12 und das Zentral ritzel 9 in die Grundplatte 15 eingefügt
werden.
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Diese herkömmliche Meßuhr weist eine solche Anordnung auf, daß nach
Einfügen des Zwischenritzels 7 und der anderen Teile in die Grundplatte 15 diese
am inneren Gehäuseteil 1 verschraubt wird, wobei die Eingriffstiefe zwischen der
Zahnstange 6 und dem Zwischenritzel 7 justiert wird.
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Die beschriebene Anordnung ist von Nachteil insofern, als die Eingriffstiefe
zwischen Zahns tange 6 und Zwischenritzel 7 dazu neigt, ihre Gleichheit und Einheitlichkeit
zu verlieren,
was zu einer unstetigen Meßgenauigkeit führen kann.
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Ferner neigt diese Eingriffstiefe dazu, wenn die Meßuhr einem Stoß,
Schlag od. dgl. ausgesetzt wird, sich zu verändern, was eirie Fehl Funktion zur
Folge hat, so daß eine saubere, stufenlose Arbeitsweise nicht ausgeführt werden
kann.
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Ferner ist bei dieser Anordnung der Gehäuseboden 2 mit dem inneren
Gehäuseteil 1 an einer Mehrzahl von Stellen verschraubt, so daß leicht Verwerfungen
und Verschiebungen an bzw. in den Befestigungsstellen während des Zusammenbaus und
des Gebrauchs auftreten, was zu Schwankungen in der Meßgenauigkeit führt.
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Wenn die Meßuhr hermetisch abgedichtet werden soll, so müssen des
weiteren Dichteinrichtungen für all die ineinandergreifenden Teile zwischen innerem
Gehäuseteil 1,Gehäuseboden 2,äußerem Gehäuseteil 3 und Abdeckung 4 vorgesehen werden,
was die Konstruktion verkompliziert, die Schwierigkeiten beim Zusammenbau erhöht
und vom wirtschaftlichen Standpunkt aus die finanzielle Belastung steigert.
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Die Erfindung hat insofern zum Ziel, eine Meßuhr zu schaffen, bei
der die Stabilität in der Meßgenauigkeit hoch ist, deren Zusammenbau leicht zu bewerkstelligen
ist und bei der eine hermetische Abdichtung in einfacher Weise zu erreichen ist.
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Um dieses Ziel zu erreichen, wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, das
Gehäuse aus zwei Teilen auszubilden, nämlich aus einem (dem Gehäuseboden sowie dem
inneren Gehäuseteil einer Meßuhr nach dem Stand der Technik entsprechenden) Behälter
und aus einer (dem äußeren Gehäuseteil sowie der Abdeckplatte einer herkömmlichen
Meßuhr entsprechenden) Abdeckung, die beide miteinander verbunden sind, so daß die
Abdichtmaßnahmen oder -mittel erfordernden Teile in ihrer Zahl vermindert werden,
um die Abdichtung einfach
und vollkommen zu machen, und es wird
vorgesehen, sowohl die Spindel wie auch das mit deren Zahnstange kämmende Zwischenritzel
durch den genannten Behälter zu halten, so daß die Stabilität und Sicherheit in
der Meßgenauigkeit erhöht und der Zusammenbau der Meßuhr erleichtert werden.
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Der Erfindungsgegenstand wird anhand der Zeichnungen erläutert. Es
zeigen: Fig. 4 eine Frontansicht einer erfindungsgemäß ausgestalteten Meßuhr, deren
Abdeckung zur Darstellung ihres inneren Aufbaus entfernt ist; Fig. 5 einen Querschnitt
durch die Meßuhr mit aufgesetzter Abdeckung; Fig. 6 einen vergrößerten Teilschnitt
des Bereichs der Meßuhr, in dem die Abdeckung und der Behälter miteinander verbunden
sind; Fig. 7 eine vergrößerte Ansicht der bei der Meßuhr gemäß der Erfindung zur
Anwendung kommenden Spindel; Fig. 8 eine vergrößerte perspektivische Darstellung
des Befestigungsabschnitts der Spiralfeder; Fig. 9 einen vergrößerten Teilschnitt
einer gegenüber der Ausbildung von Fig. 6 abgewandelten Ausführung für den Verbindungsbereich
von Abdeckung und Behälter.
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Die Meßuhr gemäß der Erfindung hat ein Gehäuse 21, das aus einer Abdeckung
22 in Gestalt einer im wesentlichen runden, nach unten offenen Schale und einem
Behälter 23 von im wesentlichen runder Schalenform, der an der Innenumfangsfläche
der Abdeckung 22 mit dieser verbunden ist, gebildet ist.
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Die Abdeckung 22 besteht aus transparentem Kusntharzmaterial, wie
Akrylharz, Polykarbonatharz u. dgl. Material, das in hohem Maß durchsichtig ist
und eine ausgezeichente mechanische Festigkeit hat. Zusätzlich wird bevorzugt, den
genannten Harzen ein Gummiadditiv zuzusetzen, um die Schlag-oder Stoßfestigkeit
zu steigern.
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Wie die Fig. 6 in der Vergrößerung zeigt, ist an der Innenumfangsfläche
der Abdeckung 22 eine innere umlaufende Kehle 24 mit V-förmigem Querschnitt ausgebildet,
während an der Außenumfangsfläche des Behälters 23 eine umlaufende Nut 25 ausgestaltet
ist, so daß die Abdeckung 22 und der Behälter 23 mit Hilfe eines in die Kehle 24
und Nut 25 eingreifenden O-Ringes 26 verbunden werden können. Der O-Ring 26 besteht
aus flexiblem Werkstoff, z.B. Hartgummi' und hat einen kreisförmigen oder anderen
Querschnitt, wobei er in der äußeren umlaufenden Nut 25 vor der Verbindung von Abdekkung
22 und Behälter 23 iteinander gehalten wird. An der Innenumfangsfläche der Abdeckung
22 ist an deren (in der Zeichnung) unterem Rand eine umlaufende Abschrägung 27 ausgebildet,
um das Aufsetzen der Abdeckung 22 und die Verbindung mit Hilfe des O-Ringes 26 zu
erleichtern. Die auf diese Weise miteinander verbundenen Teile können vermittels
des O-Ringes 26 eine hermetische Abdichtung erhalten, wodurch eine vollkommene Wasserdichtheit
erreicht wird.
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Die Abdeckung 22 kann unter Aufrechterhaltung der hermetischen Abdichtung
gegenüber dem Behälter 23 unter einer Reibungskraft von geeigneter Größe gedreht
werden. An der Innenumfangsfläche der Abdeckung ist des weiteren eine ringförmige
Skalenscheibe 28 für einen großen Zeiger befestigt.
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Der Behälter 23 wird als Spritzgußteil aus einem Metall, z.B. Zink,
oder aus gepreßtem, formhaltigen Kunststoff oder Keramikwerkstoff gefertigt, und
in im wesentlichen mittiger Lage zum Behälter 23 ist in diesen eine axial verschiebbare
Spindel 31 eingesetzt. Das eine Ende der Spindel 31 ist, wie Fig. 4 zeigt, in einen
von der Außenumfangsfläche des Behälters 23 vorstehenden Stutzen 32 eingefügt, von
dem die Spindel abgestützt wird, und ihr anderes Ende ist mit einem Meßfühler 33
versehen. Zusätzlich ist ein Abschnitt zwischen dem Meßfühler 33 und einem Endstück
des Stutzens 32 in eine wasser-dichte, aus Gummi gebildete Faltenbalgröhre 34 einbezogen,
so daß damit die
perfekte Wasserdichtheit am einen Ende der Spindel
31 zu erreichen ist.
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Das andere Ende der Spindel 31 ist in eine Führungshülse 35, die an
vorgegebener Stelle an der Außenumfangsfläche des Behälters 23 vorgesehen ist, eingeführt
und wird von dieser abgestützt, wobei an diesem Ende die Spindel mit einer Stellschraube
36 verbunden ist, die die Spindelbewegung in der Abwärtsrichtung in Fig 4 auf einen
vorbestimmten Wert begrenzt. Das hier in Rede stehende andere Spindelende ist von
einer wasserdichten Kappe 37 abgedeckt, wodurch auch an diesem Ende eine Wasserdichtheit
zu erreichen ist.
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Wie Fig. 7 zeigt, ist ein Ende einer Schraubenfeder 38 an einer vorgegebenen
Stelle an der im Behälter befindlichen Spindel 31 befestigt, während ihr anderes
Ende an einer bestimmten Stelle im Behälter 23 festgelegt ist, so daß die Spindel
31 einer (in Fig. 7) abwärts wirkenden Kraft unterworfen ist. Ferner ist an einer
Seite der Spindel 31 über einen vorgegebenen Bereich in ihrer Längserstreckung eine
Zahnstange 39 ausgebildet, mit der ein Zwischenritzel 40 zum Eingriff zu bringen
ist. Jedoch ist an der Spindel noch eine Ausnehmung 41, die so tief wie oder geringfügig
tiefer ist als der Zahngrund der Zahnstange 39, auf deren Seite ausgearbeitet, so
daß dann, wenn sich das Zwischenritzel 40 in dieser Ausnehmung 41 befindet, die
Spindel 31 und das Zwischenritzel 40 außer Eingriff sind.
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Wie der Fig. 5 zu entnehmen ist, steht an einer im wesentlichen mittigen
Stelle der Spindel 31 von dieser ein Führungsstift 42 zum Boden des Behälters 23
hin vor, und dieser Stift 42 ist verschiebbar in einer an der Behälterbodenfläche
in Achsrichtung der Spindel ausgebildeten Führungsnut 43 aufgenommen. Führungsstift
42 und -nut 43 bilden zusammen eine Drehsperre 70 für die Spindel 31.
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Das eine Ende einer Welle 40A für das Zwischenritzel 40 wird von
einem ersten, von der Bodenfläche des Behälters 23 aufragenden Vorsprung 44 getragen,
das andere Wellenende ist in einer Grundplatte 45 gelagert, die im Behälter auf
vorbestimmter Höhe durch einen inneren, umlaufenden, am Innenumfang des Behälters
23 ausgestalteten Sims 46 getragen und mittels Schrauben 47 befestigt ist. Am frontseitigen
Ende der durch die Grundplatte 45 und den ersten Vorsprung 44 derart gelagerten
Zwischenritzelwelle 40A, daß das Zwischenritzel 40 und die Zahnstange 39 in richtigem
Eingriff miteinander sind, ist ein kurzer Zeiger 51 fest angebracht, und an der
Zwischenritzelwelle 40A ist an einer dem Zwischenritzel 40 benachbarten Stelle ein
Expansionszahnrad 52 befestigt.
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Mit dem Expansionszahnrad 52 ist ein Zentral ritzel 53 in Eingriff,
das auf einer Zentralritzelwelle 53A befestigt ist, und diese Welle 53A ist über
die Grundplatte 45 und eine Tragplatte 54 an einer mittigen Stelle des Behälters
23 gelagert. Die T-ragplatte 54 ist an einem zweiten,von der Behälterbodenfläche
zu vorbestimmter Höhe aufragenden Vorsprung 55 mittels einer Schraube 56 befestigt.
Zusätzlich ist am frontseitigen Ende der Zentralritzelwelle 53A ein langer Zeiger
57 fest angebracht.
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Wie die Fig. 4 zeigt, kämmt mit dem Zentralritzel 53 ein einem Spiel
vorbeugendes Zahnrad 61, dessen Drehwelle 61A von einem dritten (nicht gezeigten),
an der Behälterbodenfläche ausgebildeten Vorsprung und der Grundplatte 45 getragen
wird. Mit der Drehwelle 61A ist das freie Ende einer das Spiel verhindernden oder
einem solchen vorbeugenden Spiralfeder 62 fest verbunden.
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Wie der Fig. 8 zu entnehmen ist, wird das Festende der Feder 62 in
einem von zwei Ausschnitten 63 und 64, die dicht beieinander am und. im oberen Rand
des Behälters 23 ausgebildet sind, eingesetzt, und danach wird der andere Ausschnitt
64
gegen den das Federende aufnehmenden Ausschnitt 63 hin aufgeweitet, so daß die Feder
eingeklemmt und am Behälter 23 festgehalten wird. Hierzu kann ein Preßsitzstift
65, der eine geringfügig größere Breite als der Ausschnitt 64 hat, in diesen Ausschnitt,
der also die Feder 62 nicht aufnimmt, eingetrieben werden.
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Eine Zentralscheibe 66 (Fig. 5) ist mit Lochungen versehen, duchdiedie
Zwischen- und die Zentralritzelwelle 40A bzw.53A ragen, und diese Scheibe 66 weist
ferner eine Stricheinteilung für den kurzen Zeiger 51 auf.
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Der Zusammenbau der hier beschriebenen Meßuhr erfolgt so, daß zuerst
die Spindel 31 in den Behälter 23> von dem sie getragen wird, und der Führungsstift
42 in die Führungsnut 43 eingesetzt wird. Anschließend wird die Zwischenritzelwelle
40A vom ersten, von der Behälterbodenfläche aufragenden Vorsprung 44 tragend aufgenommen.
Hierbei kann, wenn, wie in Fig. 7 gezeigt ist, die Spindel 31 so axial bewegt wird,
daß das Zwischenritzel 40 in der Ausnehmung 41 aufgenommen ist, wobei das Zwischenritzel
40 und die Spindel 31 bzw. deren Zahnstange 39 miteinander nicht in Eingriff sind,
die Montage des Zwischenritzels 40 erleichtert werden Ferner wird die Drehwelle
61A am dritten (nicht gezeigten) Vorsprung angebracht, die Tragplatte 54 wird am
zweiten Vorsprung 55 montiert, die Zentralritzelwelle 53A wird in die Tragplatte
54 eingebaut, und danach wird diese Tragplatte am umlaufenden Sims 46 befestigt.
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Das Wickeln oder Spannen der an der Drehwelle 61A befestigten Spiralfeder
61 wird durch Drehen dieser Welle 61A in einem Zustand, wobei das Zwischenritzel
40 und die Spindel 31 voneinander gelöst sind, ausgeführt, und danach wird die Stellschraube
36 an dem ihr zugeordneten Spindelende befestigt.
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Nachdem die notwendigen Teile in den Behälter 23 eingebaut sind, wird
die Abdeckung 22 mit Preßsitz an dem Behälter 23 festgelegt, womit der Montagevorgang
beendet ist.
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Die beschriebene Ausführungsform einer Meßuhr bietet die folgenden
Vorteile.
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Die Spindel 31 und das Zwischenritzel 40 werden unmittelbar im Behälter
23 gehalten, so daß die Zahnstange 39 und das Zwischenritzel 40 in ihrer Eingriffstiefe
nicht veränderbar sind, womit einerseits die Zuverlässigkeit in der Meßgenauigkeit
gesteigert wird sowie eine zufriedenstellende Arbeitsweise erzielt werden kann und
andererseits die Möglichkeit einer Fehlfunktion und eines Versagens im Betrieb,
wenn die Meßuhr Erschütterungen oder Stößen ausgesetzt ist, ausgeschlossen wird.
Ferner ist es möglich, das Zwischenritzel 40 im von der Spindel 31 bzw. von der
Zahnstange 39 gelösten Zustand einzubauen, so daß die Montagearbeit erleichtert
wird.
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Des weiteren ist die Spindel 31 mit einer Drehsperre 70 versehen,
so daß das Auftreten eines schiefen Zahneingriffs bzw. geneigter Zahnköpfe an der
Zahnstange 39 unmöglich ist.
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Darüber hinaus sind die dem herkömmlichen Gehäuseboden und dem inneren
Gehäuseteil entsprechenden Teile als ein einstückiger Behälter 23 ausgebildet, so
daß keine Möglichkeit für ein Verwerfen oder Verziehen besteht. Aus den erwähnten
Gründen sind das Zwischenritzel 40 und die Zahnstange 39 daran gehindert, sich in
ihrer Eingriffstiefe zu verändern.
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Bei dem Stand der Technik ist ein in der Grundplatte montiertes Meßwerk
am inneren Gehäuseteil befestigt worden, wodurch eine große Zahl von Bauteilen benötigt
und der Zusammenbau kompliziert wurde. Bei der Ausbildung gemäß der Erfindung werden
nahezu alle Teile direkt in den Behälter 23 eingebaut, wodurch die Teile in ihren
Lagen nicht
leicht verschoben werden, ihre Anzahl aber verringert
wird, so daß der Zusammenbau erleichtert wird uni Verbesserungen in bezug auf Wirtschaftlichkeit
erreicht werden können.
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Ferner ist das Gehäuse 21 aus nur zwei Teilen, nämlich der Abdeckung
22 und dem Behälter 23, gebildet, und diese beiden Teile sind miteinander durch
den O-Ring 26 eng verbunden, so daß leicht eine Staub- und auch Wasserdichtheit
zu erreichen sind Bei der beschriebenen Ausführungsform ist die Abdeckung 22 über
den O-Ring 26 mit dem Behälter 23 zusammengehalten; wenn jedoch das Material der
Abdeckung 22 eine hohe E]astizität hat, wird an ihrem Innenumfangsrand ein Sattel
77 ausgebildet, der unmittelbar in die außen am Behälter 23 umlaufende Nut 25 eingeführt
werden kann. Auch in diesem Fall kann die gewöhnliche Staubschicht zufriedenstellend
--- erhalten werden, jedoch wird vorzugsweise zwischen den unteren Rand der Abdeckung
22 und den Behälter 23 eine Dichtung 78 eingefügt (s. die strich-punktierten Linien
in Fig. 9), um die gewünschte oder notwendige Wasserdichtheit zu erlangen. Auch
muß die Abdeckung 22 nicht notwendigerweise im Preßsitz mit dem Behälter 23 verbunden
werden, sondern es kann für die Verbindung dieser beiden Teile eine geeignete Gewindeverbindung
vorgesehen werden. Ferner braucht die Abdeckung 22 nicht als Ganzes in einem Stück
geformt zu werden, sie kann vielmehr aus einem umlaufenden Randteil und einem Mittelteil,
die beide getrennt ausgebildet und dann zu einem Stück zusammenyefügt werden, bestehen.
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Die Ausnehmung 41 in der Spindel 31 ist nicht zwingend notc wendig,
jedoch erleichtert sie die Montage des Zwischenritzels 40 und das Spannen der Spiralfeder
62.
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Des weiteren müssen die wasserdichte Gummibalgröhre 34 und Kappe 37
nicht unbedinqt vorgesehen werden, diese sind nur notwendig, wenn eine vollkommende
Abdichtung gegen Wasser ins Auge gefaßt wird.
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Aus der vorstehenden Beschreibung folgt, daß erfi ndungsgemäß eine
Meßuhr geschaffen wird, die eine hohe Stabilität sowie Beständigkeit im Hinblick
auf Meßgenauigkeit bietet, die leicht; zusammenzubauen ist rd in einfacher Weise
in wasserdichter Bauart auszuführen ist.
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