-
-
Mikrometer
-
Die Erfindung betrifft ein Mikrometer mit einem Meßkopf, der geqenüber
dem Mikrometergehäuse durch Drehen der mit ihm verbundenen Gewindespindei axial
verschiebbar ist, und mit einer elektronischen Meßeinrichtung, welche die Drehbewegung
der Gewindespindel erfaßt und in ein Längenmaß umrechnet, welches digital angezeigt
wird.
-
Aus der europäischen Patentanmeldung 0 044 823 ist bereits ein Mikrometer
mit einer Digitalanzeige bekannt. Dabei wird durch Drehen eines an dem einen Ende
angebauten Drehknopfes eine Mikrometerschraube axial verschoben. Der Weg der axialen
Verschiebung wird über die Dioden erfaßt und nach elektronischer Auswertung über
eine Digitalanzeige sichtbar ausgeworfen.
-
Aus der europäischen Patentanmeldung 0 047 463 ist ein elektrisches
Mikrometer bekannt, bei welchem wiederum durch Drehung eines Rändels die Mikrometerschraube
axial verschoben wird. In diesem Fall wird das Maß der axialen Verschiebung elektrisch
dadurch erfaßt, daß eine Schleiffeder über eine Leiterbahn gleitet. Die abgegriffenen
Werte werden zu einer Anzeigeschaltung geleitet, von welcher sie für die Bedienungsperson
sichtbar ausgeworfen werden. Die digitale Anzeige des Meßwertes kann durch Tastendruck
in Inch und Millimeter erfolgen. Ferner kann durch einen Tastendruck das angezeigte
Maß festgehalten werden.
-
Ausgehend von dem genannten Stand der Technik ist es Aufgabe der Erfindung,
ein Mikrometer der Eingangs genannten Art zu schaffen, welches eine Voreinstellung
von ausgewählten Funktionen gestattet und eine kontaktlose Fassung der eingestellten
Meßwerte erlaubt.
-
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß koaxial zum
Antriebsring der Gewindespindel ein Drehwahlschalter zur Voreinstellung von ausgewählten
Funktionen vorgesehen ist, der mit einer radial bewegbaren Funktionstaste in Wirkverbindung
steht, und daß mit der Gewindespindel ein Aufnahmering für eine Codierscheibe drehfest
verbunden ist, die zwischen zwei als Sendeelektrode und Empfängerelektrode ausgebildete,
feststehende Ringscheiben bewegbar ist, welche ebenso wie der Drehwahlschalter mit
der Auswerteelektronik zur digitalen Meßanzeige in elektrischer Verbindung steht.
Dabei kann ferner die Funktionstaste an ihrem radial inneren Ende eine Feder aufweisen,
an deren Ende eine Rastkugel befestigt ist, die bei Drehung des Drehwahlschalters
in Rastnuten an der Innenwandung des Mirkometergehäuses einrastet, während die innere
Stirnseite der Funktionstaste als Kontaktstift ausgebildet ist, der bei radialem
Einrasten eine ringförmige Leiterplatte kontaktiert, die mit der Auswerteelektronik
verbunden ist. Entsprechend der gewählten Funktionen sind insgesamt fünf in gleichmäßigem
Abstand aufeinanderfolgende Rastnuten vorgesehen, die mit Schaltkontakten auf der
Leiterplatte korrespondieren. Die Funktionstaste kann erfindungsgemäß in einer Buchse
im Mikrometergehäuse axial bewegbar sein und einen von innen stirnseitig eingesetzten
Kontaktstift aufweisen. In technisch einfacher Weise können die Sendeelektrode und
die Empfängerelektrode parallel zueinander angeordnet sein und im jeweiligen Axialabstand
zwischen sich die drehbare Codierscheibe aufnehmen. Um ein erfaßtes Längenmaß festzuhalten,
kann die Gewindespindel durch einen Klemmring, welcher über Kugeln auf radial verschiebbare
Bolzen wirkt, in der Meßstellung festklemmbar sein, wobei der Klemmring auf seiner
Innenmantelfläche durch in Drehrichtung verlaufende Schrägflächen als Kurvenscheibe
ausgebildet ist.
-
Bei diesem erfindungsgemäßen Mikrometer ist das Erfassen des Längenmasses
auf einfache Weise und mit nur geringem Raumbedarf realisierbar. Das Längenmaß wird
sicher und präzis bei Drehung der Gewindespindel mit gleichzeitiger Drehung der
Codierscheibe erfaßt. Aufgrund der parallel angeordneten Sende- und Empfängerelektrode
mit der zwischen ihnen drehbaren Codierscheibe ist die Längenmaßerfassung in einem
Mikrometergehäuse der üblichen Bauart unterbringbar. Die Anbringung des Drehwahlschalters
in Form eines Rändelringes koaxial zum Antriebsring mit eingesetzter Funktionstaste
erlaubt in technisch einfacher Weise die Voreinstellung von Funktionen. So kann
über diese Funktionstaste bspw. das Längenmaß in Inch oder in Millimetern angegeben
werden. Von entscheidender Bedeutung jedoch ist, daß durch Einrasten der Funktionen
"Preset down" und "Preset up" eine Erweiterung des Meßbereiches möglich ist, ohne
daß dazu ein neues Mikrometer hergenommen werden muß. Reicht bspw. der normale Meßbereich
von 36 Millimetern nicht mehr aus, und soll stattdessen mit einer wesentlich größeren
Bügelmeßschraube ein Meßbereich von 75 bis 100 Millimetern erfaßt werden, so kann
durch Einsetzen der Funktion "preise up" und dem Einsetzen eines Endmasses ein Meßpunkt
erreicht werden, von dem aus die gemessene Größe addiert wird zu dem endgültigen
Längenmaß, welches digital angezeigt wird. Damit ist das erfindungsgemäße Mikrometer
in seiner Anwendbarkeit wesentlich erweitert. Aufgrund der Gesamtbauweise erlaubt
das Mikrometer ferner, daß der Antrieb über den Antriebsring mit Ratschenkupplung
manuell erfolgt oder aber durch Anbau eines Motors, bspw. eines Getriebemotors,
das Drehen der Meßspindel automatisch erfolgt. Das Mikrometer mit digitaler Anzeige
ist somit als Anbaumikrometer in handlicher Form einsetzbar. Das Anzeige- und Bedienfeld
ist an die rotationssymmetrische Grundform angepaßt. Die Funktionen, wie Nullen
und Setzen von Werten, wird durch einen Drehwahlschalter in Verbindung mit einer
Funktionstaste ausgelöst. Eine neutrale Drehwahlschalterstellung verhindert das
Auslösen von ungewollten Tastfunktionen.
-
Die stehende Meßspindel in Verbindung mit der gleichbleibenden Gerätelänge
ermöglicht ferner den Einsatz als Bügelmeßschraube und damit eine gute Handhabung.
-
In der Zeichnung ist ein Beispiel der Erfindung dargestellt.
-
Es zeigen: Fig. 1 einen Halbschnitt durch das erfindungsgemäße Mikrometer;
Fig. 2 einen Schnitt durch das Mikrometer nach Fig. 1 entsprechend der Linie II-II;
Fig. 3 einen Schnitt durch das Mikrometer entsprechend der Linie III-III in Fig.
1; Fig. 4 ein Draufsicht auf die Anzeigeseite des Mikrometers nach Fig. 1.
-
Das Mikrometer besteht aus einem im wesentlichen zylinderförmigen
Grundkörper 1, welcher in seinem Mittelteil eine Abdeckung 2 für ein Batteriefach
3 sowie den Deckel 4 für ein Bedienfeld aufnimmt.
-
In dem Grundkörper 1 ist eine Meßhülse 5 mit einem Innengewinde in
Richtung der Längsachse verschieblich gelagert. Die Meßhülse 5 ist gegen Verdrehen
durch einen in eine Längsnut 6 durch den Grundkörper 1 eingreifenden Bolzen 7 gesichert.
Innerhalb der Meßhülse 5 ist die Gewindespindel 8 eingesetzt. Zur Vermeidung von
Spiel zwischen dem Innengewinde der Meßhülse 5 und dem Außengewinde der Gewindespindel
8 ist im vorderen Bereich auf der Gewindespindel 8 eine Überwurfmutter 9 eingesetzt.
Das Mikrometer besitzt an seinem stirnseitigen Ende eine Meßmutter 10 und einen
mit der Meßhülse 5 in Verbindung stehenden Meßkopf 11.
-
An dem bedienungsseitigen Stirnende ist die Gewindespindel ohne Außengewinde
durch einen Aufnahmering 12 für eine Codierscheibe 13 geführt. Über eine Wälzlagerung
ragt die Gewindespindel schließlich in eine Hülse 14, die drehfest mit der Gewindespindel
8 verbunden ist. Diese Hülse 14 ist ihrerseits über eine Ratschenkupplung mit einem
Ratschenring 15 mittels eines Antriebsringes 16 drehbar.
-
Die Codierscheibe 13 ist dreh fest auf dem Aufnahmering 12 gelagert
und befindet sich in paralleler Anordnung zu einer ringscheibenförmigen Sendeelektrode
17 und Empfängerelektrode 18. Dabei befindet sich die Sendeelektrode 17 in einem
geringen axialen Abstand auf der einen Seite der Codierscheibe 13, während die Empfängerelektrode
18 auf der gegenüberliegenden Seite der Codierscheibe 13 in geringem axialen Abstand
angeordnet ist. Beide Elektroden 17 und 18 sind im Grundkörper fest eingebaut und
gegen Verdrehung gesichert.
-
Ferner befindet sich radial über dem Aufnahmering 12 eine Aufnahmehülse
19, die auf dem Außenring des Wälzlagers 20 gelagert ist.
-
Auf dem Außenmantel der Aufnahmehülse 19 ist eine flexible Leiterplatte
21 durch eine Schraube 22 fest aufgelegt, wie dies insbesondere aus Fig. 2 ersichtlich
ist. Radial in die Aufnahmehülse 19 ragt eine Funktionstaste 23, die durch den Außenring
24 des Drehwahlschalters 25 und den Grundkörper 1 gesteckt ist. Die Funktionstaste
ist in eine Führung 26 eingesetzt, die ihrerseits in einer Buchse 27 im Grundkörper
1 angeordnet ist. An der inneren Stirnseite der Buchse 27 befindet sich eine Feder
28 mit einem gebogenen Federarm, an dessen Ende eine Rastkugel 29 befestigt ist.
-
Diese Rastkugel 29 greift in Rastnuten 30 ein, welche aufeinanderfolgend
im Innenmantel des Grundkörpers 1 eingelassen sind. Ferner ist von der inneren Stirnseite
der Funktionstaste 23 in diese ein Kontaktstift 31 eingebaut.
-
Von der flexiblen Leiterplatte 21 und ebenso auch von der Sendeelektrode
17 und Empfängerelektrode 18 sind Leiterbahnverbindungen 32, 33,34 zu der Platine
35 geführt. Die Platine 35 ist nach außen durch einen Glaskörper 36 abgedeckt und
nimmt die gesamte Auswerteelektronik auf.
-
Die Funktion des beschriebenen Mikrometers ist folgende:
Durch
Drehung am Antriebsring 16 wird über die Ratschenkupplung die Hülse 14 gedreht und
über diese Hülse 14 schließlich die Gewindespindel in Drehbewegung versetzt. Gemeinsam
mit der Gewindespindel 8 wird der Aufnahmering 12 mit der Codierscheibe 13 gedreht,
was durch die Zylinderstiftverbindung 37 erfolgt. Die Drehung der Gewindespindel
8 bewirkt nun eine axiale Verschiebung der Meßhülse 5 und damit eine axiale Bewegung
des Meßkopfes 11. Das erreichte Längenmaß wird über die Codierscheibe 13 in Zusammenwirken
mit der feststehenden Sendeelektrode 17 und Empfängerelektrode 18 erfaßt und von
diesen zu der Platine 35 mit aufgebauter Auswerteelektronik weitergegeben.
-
Das ermittelte Ergebnis wird digital im Anzeiqefeld 38 angezeigt.
-
Um eine ungewollte Verschiebung der Meßhülse 5 und damit eine ungewollte
veränderung des Meßergebnisses zu vermeiden, kann die Meßhülse 5 in der eingestellten
Position festgeklemmt werden. Dies erfolgt durch Drehung eines Klemmringes 39, der
mit seinen inneren Schrägflächen auf gleichmäßig am Umfang verteilte Kugeln 40 wirkt,
die in Aufnahmebohrungen von radial verschiebbaren Bolzen 41 einliegen.
-
Die Drehung des Klemmringes 39 verursacht eine radiale Bewegung dieser
Bolzen 41 in Richtung auf die Meßhülse 5, welche bei fester Anlage der Bolzen 41
festgeklemmt ist.
-
Um bestimmte Funktionen voreinstellen zu können, kann nun ferner der
Drehwahlschalter 25 zusammen mit der Funktionstaste 23 betätigt werden. Solche ausgewählten
Funktionen können sein: Anzeige des Meßergebnisses in Inch oder in Millimetern,
Voreinstellung nach oben als "Preset up" und Voreinstellung nach unten als "Preset
down". Ferner ist der Drehwahlschalter 25 in einer neutralen Position 46 feststellbar.
-
So ist es bspw. möglich, den üblichen Meßbereich von 36 Millimeter
durch einen eingesetzten Bügel dadurch zu erweitern, daß durch die Voreinstellung
über den Drehwahlschalter 25 auf die Stellung "Preset up" 44 zunächst der Anfangsmeßwert
über ein Endmaß ermittelt wird, von dem aus sodann der weitere Längenmeßwert automatisch
hinzuaddiert wird.
-
Durch diese Maßnahme kann bspw. ein Meßbereich von 75 bis 100 Millimetern
erreicht werden. Die jeweilige Voreinstellung erfolgt durch Einrasten der Rastkugel
29 in eine Rastnut 30 bei Drehen des Außenringes 24 des Drehwahlschalters 25. Durch
das Niederdrücken der Funktionstaste 23 kommt der Kontaktstift 31 auf der flexiblen
Leiterplatte 21 zur Anlage und schließt dort einen Kontakt. Dieser Schaltkontakt
wird in der Auswerteelektronik auf der Platine 35 ausgewertet. Der exakte Gesamtwert
wird sodann in der Anzeige 38 digital sichtbar gemacht.
-
- Leerseite -