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B e s c h r e i b u n g
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Die Erfindung betrifft eine Schieblehre mit einer Meßuhr, deren Zahnradgetriebe
zur Feinanzeige der Relativbewegun der Schieber der Schieblehre mit einer an einem
der Schieber vorgesehenen Zahnstange in Eingriff steht und wenigstens ein elastisches
Element aufweist, das ein Zahnrad des Getriebes in spiel freiem Eingriff mit dem
Gegenzahnrad oder der Zahnstange hält.
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Bei einer Schieblehre mit Meßuhr ist es wesentlich, daß die an der
Übertragung der Bewegung des Schiebers auf de Zeiger der Meßuhr beteiligten Getriebeelemente
wie Zahnstangen, Ritzel und dergleichen spielfrei rniteinander in Eingriff stehen,
da das Zahnradspiel die Genauigkeit der Messung beeinträchtigt. Dies gilt besonders
für Meßuhren die eine hohe Ablesegenauigkeit von beispielsweise 1/100( Zoll ermöglichen
sollen. Da das Getriebe solcher Meßuhr ein großes Übersetzungsverllältnis aufweist,
führt selbst ein geringes Zahnradspiel auf der Eingangsseite des Getriebes zu einem
beträchtlichen Meßfehler.
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Zur Beseitigung des Zahnradspiels ist es bekannt, die Zahnräder mit
Hilfe elastischer Elemente derart gegeneinander bzw. gegen die Zahnstange zu verspannen,
daß die Zähne spielfrei ineinandergreifen.
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Beispielsweise beschreibt die DE-OS 26 25 976 eine Schie lehre, bei
der ein mit der Zahnstange kämmendes Zahnstangenritzel durch eine an einem axialen
Zapfen des Ritzels angrcifende Andruckfeder in radialer Richtung gegen die Zahnstange
gespannt wird, so daß die Zähne des Ritzels fest in die zum Boden hin verjüngten
Lücken zwischen den Zähnen der Zahnstange eingedrückt werden.
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Die Andruclcfeder ist derart in dem das Getriebe aufnehmenden Gehäuseteil
verankert, daß sie unter Spannung an dem Zapfen des Ritzels anliegt.
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Aus der DE-OS 24 03 578 ist eine andere Vorrichtung zum Beseitigen
des Spiels bei den Zahnrädern einer Meßuhr bekannt. Diese Vorrichtung umfaßt zwei
koaxiale, mit dem gleichen Gegenzahnrad kämmende Zahnräder, die relativ zueinander
drehbar sind und durch eine zwischen den Zahnrädern wirkende Feder in entgegengesetztem
Drehsinn vorgespannt werden, so daß die in die gleiche Zahnlücke des Gegenzahnrades
eingreifenden Zähne gegeneinander verdreht sind und elastisch gegen die einander
gegenüberliegenden Flanken der Zähne des Gegenzahnrades angedrückt werden.
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Diese herkömmlichen Mechanismen eisen eine verhältnismäßig große Anzahl
voneinander getrennter und vielfach aus unterschiedlichen Materialien bestehender
Bauteile wie Zahnräder und Federn auf. Es entstehen daher hohe Kosten für die erstellung
der einzelnen Bauteile, und die Montage und genauc Jus-tierung der zumeist scher
kleinen Bauteile ist unständlich und zeitraubend.
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Darüberhinaus kann es vorkommen, daß die Federn nicht korrekt verankert
werden oder sich aus ihrer Verankerung lösen und die Mechanismen zur Spielbeseitigung
wirkungslos bleiben.
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Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Schieblehre
mit Meßuhr zu schafen, die einfach herzusteller. ist und dennoch eine zuverlässige
Beseitigung ds Zahnradspiels gestattet.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die elastischen
Elemente einstückig mit einem anderen Bauteil der Meßuhr, nämlich einem Zahnrad
des Getriebes oder einem das Getriebe aufnehmenden Gehäuseteils ausgebildet sind.
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Durch die einstückige Verbindung des elastischen Elements mit einem
anderen Bauteil verringert sich die Gesamtzahl
der Bauteile, und
die Montage wird erheblich teh rd vc'reinfacht Ferner ist gewährleistet, da(3 das
elastische Element jederzeit korrekt positioniert ist.
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Bevorzugt bestehen sämtliche Bauteile der Schieblehre ur der Meßuhr
aus Kunststoff, uiid die Meßuhr umfaßt ein mit der Zahnstange kämmendes Zahnstangenritzel,
das einstück mit einem koaxialen Übertragungszahnrad ausgebildet ist.
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Die Einheit aus Zahnstangenritzel und Übertragungszahnrc ist am von
dem Zahnstangenritzel abgewandten Ende in einer festen Gehäusewand und im Bereich
des Zahnst:-.ngenritzels in dem elastischen Element gelagert. Bei dem elastischen
Element handelt es sich um einen Materialstreifen der gegenüberliegenden Gehäusewand,
der durch einen in der Gehäusewand verlaufenden Schlitz von den übrigen Teilen der
Gehäusewand getrennt und lediglich an der Basis einstückig mit der Gehäusewand verbunden
ist.
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Dieser Material streifen bildet einen elastisch in der Ebene der Gehäusewand
schwenkbaren flehe 1, der das Zahnstangenritzel gegen die Zahnstange vorspannt.
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Das Ühertragungszahnrad steht bevorzugt mit einem Zahnra paar in Eingriff,
dessen Zahnräder zur Spielbeseitigung mit hilfe weiterer elastischer Elemente gegeneinander
verdreht sind. Bei diesem Zahnradpaar sind die elastisch Elemente jeweils durch
radial in einer Aussparung eines der beiden Zahnräder angeordnete Hebel gebildet,
die an ihrem radial inneren Ende einstückig mit dem betreffenden Zahnrad verbunden
sind und über einen paralle: zur: Zahnradachse vorspringenden Zapfen in eine öffnung
des anderen Zahnrades eingreifen und die beiden Zalnräde: in einer Winkelstellung
halten, in der ihre Zähne gegeneinander versetzt sind.
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Dcr Zeiger der Meßuhr Jian1l auf der Achse eines der Zahnräder dieses
Zahnradpaares befestigt sein. Wahlweise
können jedoch mehrere derartige
Zahnradpaare vorgescehen sein, die zusammen mit entsprechenden weiteren Übertragungszahnrä.dern
ein mehrstufiges Übersetzungsgetriebe bilden.
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Im folgenden werden bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung
anhand der Zeichnungen näher erläutert.
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Figur 1 ist eine Ansicht eines Zahnradpaares der Meßuhr einer erfindungsgemäßen
Schieblehre in Axialrichtung gesehen; Figur 2 ist ein Schnitt längs der Linie II-II
in Figur L; Figuren 3 zeigen eine Front-, Seiten- und Rückansicht bis 5 einer Einheit
aus Zahnstangenritzel und Übertragungszahnrad gemäß der Erfindung; und Figur 6 ist
eine Ansicht einer Gehäuscwand der Meßuhr.
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Eine erfindungsgemäße Schieblehre umfaßt zwei nicht gezeigte Schieber,
die längsvorschiebbar m miteinander in Eingriff stehen An einem der Schieber ist
eine längs verlaufende Zahnstange ausgebildet, während der andere Schieber eine
Meßuhr zur genauen Anzeige der Relat.iv1ewegung der beiden Schieber trägt. Die bc4den
Scliieher bestehen aus einem durch Kohlefasern, Graphitlasern oder Clasfasern verstärktem
Kunststoff Die Meßuhr besteht ebenfalls ganz aus Kunststoff und umfaßt ein drehfest
auf dem Schieber montiertes ringförmiges Gehäuseteil, das zusammen mit zwei drehfest
mit dem ringförmigen Gehäuseteil verrastbaren Gebäusewanden ein Getriebegehäuse
bildet. Eine Finheit aus Stellring, Zifferblatt und Deckglas der Meßuhr ist auf
das Getriebegehäuse
aufgeklemmt und in Bezug auf dieses drehbar.
Ein Zwischenraum zwischen dem Deckglas und dem Zifferblatt nimmt den Zeiger der
Meßuhr auf, der auf eine die Gehäusewand und das Zifferblatt durchdringende Achse
10 eines in den Figuren 1 und 2 gezeigten Zeigerritzels 12 aufgepreßt ist Ein innerhalb
des Getriebegehäuses angeordnetes Zahnradpaar umfaßt ein kraftübertragendes Zahnrad
14 und ein Spielbeseitigungs-Zahnrad 16. Die Achse 10 ist einstückig mit dem Zahnrad
14 verbunden und durchdringt eine Mittelöffnung 18 des Spielbeseitigungs-Zahnrades
16.
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Das Zahnrad 16 weist zwei einander gegenüberliegende, radial verlaufende
Aussparungen 20 auf. Jede der Aussparungen 20 nimmt einen Hebel 22 auf, der an seinen
radial inneren Ende einstückig mit dem Zahnrad 16 verbunden ist. Am freien Ende
weist jeder der Hebel 22 einen pan1lel zu der Achse 10 vorspringenden Zapfen 24
auf, der in einen radialen Schlitz 26 des kraftühertragenden Zahnrads 14 eingreift.
Hierdurch werden die Zahnräder 14 16 in einer Winkelstellung gehalten, in der ihre
Zähne 28 30 auf Lücke gegeneinander versetzt sind.
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In montierter Stellung kämmt das Zeigerritzel 12 mit einem in Figuren
3 und 4 gezeigten Übertragungszahnrad 32. Hierzu ist es erforderlich, daß die Zahnräder
14, 16 derart gegeneinander verdreht werden, daß jeweils ein Zahn 28 des Zahnrades
14 und ein Zahn 30 des Zahnrades lE in die glciche Zahnlücke des Übertragungsahnrades
32 eingreifen. Durch diese Drehbewegung werden die wie das Zahnrad 16 aus Kunststoff
bestehenden Hebel 22 elastisch durchgebogen, und die Zähne 28, 30 werden elastisch
gegen die FJ anken der Zähne des Übertragungszahnrades gesfannt, so daß ein slsi
clfreier Eingriff zwischen dem Übetragungshnrad 32 und dem Zeigerritzel 12 gewährleistet
ist. Je nach Drehsinn des Übertragungszahnrades wird die Kraft unmittelbar über
die Zähne 28 oder mittel
bar über das Zahnrad 16 und die Hebel
22 auf das Zahnrad 14 und weiter über die Achse 10 auf den Zeiger der Meßuhr übertragen.
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Figuren 3 bis 5 zeigen eine einstückge Y.al-lnradeinheit 34, die neben
dem Übertragungszabnrad 32 c'inen Lagerzapfen 36, eine Scheibe 38, einen zylindrischen
Abschnitt 4() und ein Zahnstangenritzel 42 in koaxialei Anordnung umFaßt.
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Figur 6 zeigt die Innenfläche der von dem Zifferblatt der Meßuhr abgewandten
Wand 44 des Getriebegehäuses.
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Die Gehäusewand 44 weist eine Zentralbohrung 46 auf, in der ein Ende
der Achse 10 gelagert ist. Im Bereich einer konzentrisch zu der Zentralbohrung 46
angeordneten Aussparung 48 ist die Wandstärke der Gehäusewand verringert.
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Die Aussparung 48 nimmt die Zahnräder 14, 16 des Zeigerritzels auf.
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In dem verstärkten äußeren Bereich der Gehäusewand 44 sind Raststifte
50 und -öffnungen 52 zur Verbindung mit der nicht gezeigten gegenüberliegenden Gehäusewand
vorgesehen.
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Eine Einkerbung 54 am Rand der Gehäusewand 44 dient zur drehfesten
Verbindung mit dem ringförmigen Gehäuseteil.
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Durch einen Schlitz 56 wird in der Gehäusewand 44 ein Hebel 58 gebildet,
der über einen schmalen Steg 60 einstückig mit der Gehäusewand verbunden ist. An
seinem freien Ende weist der Hebel ')8 eine öffnung 62 auf, in der der zylindrische
Abschnitt 4() der Zahnradeinheit 34 drehbar gelagert ist. I)c?r l,agc:rza)f(n 36
der Zahnradeinheit 34 ist in der nicht gezeigten genüberliegenden Gehäusewand gelagert.
Die Scheibe 38 liegt flach auf dem Umfangsrand der Öffnung 60 auf und hält die %ahnradeinheit
34 in einer Position, in der das Übertragungszahnrad 32 mit dem Zeigerritzel 12
in r:illgriff steht und das Zahnstangenritzel 42 nach außen von der Umfangswand
44 vorspringt.
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Das Meßuhr-Gehäuse ist derart in Bezug auf die Schieber angeordnet,
daß der Hebel 58 unter elastischer Durchbiegui des Steges 60 in der Zeichenebene
der Figur 6 verschwenkt ist, wenn das Zahnstangenritzel 42 mit der Zahnstange in
Eingriff steht. Das Zahnstangenritzel wird auf diese Weise elastisch gegen die Zahnstange
vorgespannt, so daß seine Zähne spielfrei in die Zwischenräume zwischen den Zähnen
der Zahnstange gedrückt werden.
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Auf diese Weise ist durch die einstückig mit dem Zahnrad 16 bzw. der
Gehäusewand 44 verbundenen und elastisch schwenkbaren Hebel 22 und 58 in dem gesamten
Getriebezug ein spielfreier Zahneingriff gewährleistet.
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Bei dem oben beschriebenen Ausführungsbeispiel werden die Zahnräder
14, 16 in der Weise durch das Übertragungszahnrad 32 angetrieben, daß rille Übersetzung
ins Langsame stattfindet. In einer anderen, nicht in den Zeichnungen dargestellten
Ausführungsform ist statt des Übertragungszahnrades 32 ein dem Zahnrad 14 entsprechendes
Zahnrad einstückig mit dem Zeigerritzel 42 ausgebildet. Dieses Zahnrad und ein weiteres,
mit dem Zahnrad 16 baugleiches Zahnrad kämmen spielfrei mit einem verhältnismäßig
kleinen Zeigerritzel, so daß beim Antrieb des Zeigers eine Übersetzung ins Schnelle
erfolgt und eine höhere Ablesegenauigkeit erzielt wird.