DE3432405C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Mikrometer mit einem Meßkopf nach dem Ober­ begriff des Patentanspruchs 1. Ein Mikrometer der eingangs genannten Art ist aus der DE 19 44 069 A1 bekannt. Durch die Schaffung einer be­ sonderen Lageranordnung wird bei diesem bekannten Mikrometer ein drehbarer Digitalkodierer vollständig innerhalb des Handgriffes einge­ schlossen. Dieses bekannte Mikrometer ist ferner zur Erzeugung eines Paares von phasenverschobenen, abwechselnden Signalen geeignet, die der Richtung und dem Betrag der Axialbewegung des Meßkopfes entspre­ chen.

Aus der europäischen Patenanmeldung 00 44 823 ist ebenfalls 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 Digitalan­ zeige sichtbar ausgeworfen.

Aus der europäischen Patentanmeldung 00 47 463 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.

Weitere Mikrometer und Längenmeßgeräte der hier interessierenden Art sind aus den Druckschriften DE 19 46 895 A1 und DE 27 04 524 A1 be­ kannt. Der in diesen Druckschriften festgehaltene Stand der Technik geht allerdings nicht über den Inhalt dar vorstehend behandelten Druckschriften hinaus. Ausgehend von dem geschilderten Stand der Technik, ist es Aufgabe der Erfindung, ein Miktrometer der eingangs genannten Art zu schaffen, welches in Erweiterung der Funktionalität eine Voreinstellung von ausgewählten Funktionen gestattet.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Patentan­ spruchs 1 gelöst. Weiterbildungen und erfinderische Ausgestaltungen der Lösung nach Patentanspruch 1 sind in den Unteransprüchen 2 bis 5 genannt. 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 aus dem Stand der Technik bekannten parallel angeordneten Sende- und Empfängerelektrode mit der zwischen ihnen drehbaren Codierscheibe ist die Längenmaßerfassung in einem Mikrometergehäuse der üblichen Bauart unterbringbar. Die dazu neue Anbringung des Drehwahlschalters in Form eines Rändelringes mit eingesetzter Funktionstaste erlaubt in technisch einfacher Weise die Voreinstellung von Funktionen. So kann über diese Funktionstaste beispielsweise 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 zum Beispiel 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 "Preset up" und dem weiteren Einsetzen eines Endmaßes ein Meßpunkt er­ reicht werden, von dem aus die gemessene Größe zu dem endgültigen Längenmaß addiert wird, welches digital angezeigt wird. Damit ist das erfindungsgemäße Mikrometer in seiner Anwendbarkeit wesentlich erwei­ tert. Aufgrund der Gesamtbauweise erlaubt das Mikrometer ferner, daß der Antrieb der Gewindespindel zur axialen Bewegung des Meßkopfes über den Antriebsring mit Ratschenkupplung manuell erfolgt. Andererseits kann durch Anbau eines Motors, beispielsweise eines Getriebemotors, das Drehen der Meßspindel automatisch geschehen. Das Mikrometer mit digitaler Anzeige ist somit als Anbaumikrometer in handlicher Form einsetzbar. Das Anzeige- und Bedienfeld ist an die rotationssymmetri­ sche Grundform angepaßt. Die Funktionen, wie "Nullen" und "Setzen von Werten", werden durch einen Drehwahlschalter in Verbindung mit einer Funktionstaste ausgelöst. Eine neutrale Drehwahlschalterstellung ver­ hindert das Auslösen von ungewollten Tastfunktionen. Die stehende Meß­ spindel 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 zeigt

Fig. 1 einen Halbschnitt durch das erfindungs­ gemäße Mikrometer;

Fig. 2 einen Schnitt durch das Mikrometer nach Fig. 1 entsprechend der Linie II-II;

Fig. 3 einen Schnitt durch das Mikrometer ent­ sprechend 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 Grund­ körper 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 drehfest auf dem Aufnahmering 12 gelagert und befindet sich in paralleler Anordnung zu einer ringscheiben­ förmigen 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 Empfängerelek­ trode 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 Aufnahme­ hülse 19, die auf dem Außenring des Wälzlagers 20 gelagert ist. Auf dem Außenmantel der Aufnahmehülse 19 ist eine flexible Leiter­ platte 21 durch eine Schraube 22 fest aufgelegt, wie dies insbe­ sondere aus Fig. 2 ersichtlich ist. Radial in die Aufnahmehülse 19 ragt eine Funktionstaste 23, die durch den Außenring 24 des Dreh­ wahlschalters 25 und den Grundkörper 1 gesteckt ist. Die Funktions­ taste ist in eine Führung 26 eingesetzt, die ihrerseits in einer Buchse 27 im Grundkörper 1 angeordnet ist. An der inneren Stirn­ seite 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 aufeinander­ folgend 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 Sende­ elektrode 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 Auswerte­ elektronik 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 Gewinde­ spindel 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 Gewinde­ spindel 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 Anzeigefeld 38 angezeigt. Um eine ungewollte Verschiebung der Meßhülse 5 und damit eine unge­ wollte 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 Schräg­ flächen 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, weIche 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, Voreinstel­ lung nach dem 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 Millimetern 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 weiter Längenmeßwert automatisch hinzuaddiert wird.

Durch diese Maßnahme kann bspw. ein Meßbereich von 75 bis 100 Milli­ metern erreicht werden. Die jeweilige Voreinstellung erfolgt durch Einrasten der Rastkugel 29 in eine Rastnut 30 bei Drehen des Außen­ ringes 24 des Drehwahlschalters 25. Durch das Niederdrücken der Funktionstaste 23 kommt der Kontaktstift 31 auf der flexiblen Leiter­ platte 21 zur Anlage und schließt dort einen Kontakt. Dieser Schalt­ kontakt wird in der Auswerteelektronik auf der Platine 35 ausge­ wertet. Der exakte Gesamtwert wird sodann in der Anzeige 38 digital sichtbar gemacht.

Claims (5)

1. Mikrometer mit einem Grundkörper und einem Meßkopf, der gegenüber dem Mikrometergehäuse durch Drehen der mit ihm verbundenen Gewindespindel axial verschiebbar ist, und mit einer elektronischen Meßeinrichtung, welche die Drehbewegung der Gewindespindel erfaßt und in ein Längenmaß umrechnet, welches digital angezeigt wird, wobei mit der Gewindespindel ein Aufnahmering für eine Kodierscheibe drehfest verbunden ist, die zwischen einer feststehenden Sendeelektrode und einer feststehenden Empfängerelektrode bewegbar ist, welche mit der Auswerteelektronik zur digitalen Meßanzeige in elektrischer Verbin­ dung stehen, dadurch gekennzeichnet, daß koaxial zum Antriebsring (16) der Gewindespindel (8) ein Dreh­ wahlschalter (25) zur Voreinstellung von ausgewählten Funktionen vorgesehen ist, in den eine radial bewegbare Funktionstaste (23) eingesetzt ist, die an ihrer radial innenliegenden Stirnseite eine Feder (28) aufweist, an deren einem Ende eine Rastkugel (29) befestigt ist, die bei Drehung des Drehwahlschalters (25) in Rastnuten (30) an der Innenwandung des Grundkörpers (1) einrastet, während die innenliegende Stirnseite der Funktionstaste (23) bei einer radialen Einwärtsbewegung eine feststehende, ringförmige Leiterplatte (21) kontaktiert, die mit der Auswerteelektronik elektrisch verbunden ist.

2. Mikrometer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in die innenliegende Stirnseite der Funktionstaste (23) ein Kontaktstift (31) lösbar eingesetzt ist.

3. Mikrometer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß insgesamt fünf im gleichmäßigen Abstand aufeinanderfolgende Rastnuten (30) vorgesehen sind, die mit Schaltkontakten auf der Leiterplatte (21) korrespondieren.

4. Mikrometer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Sendeelektrode (17) und die Empfängerelektrode (18) paral­ lel zueinander angeordnete, feststehende Ringscheiben sind, zwischen die in einem Axialabstand die drehbare Kordierscheibe (13) eingesetzt ist.

5. Mikrometer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Gewindespindel (8) durch einen Klemmring (39), welcher über Kugeln (40) auf radial verschiebbare Bolzen (41) wirkt, in der Meßstellung festklemmbar ist, wobei der Klemmring (39) auf seiner Innenmantelfläche durch in Drehrichtung verlaufende Schräg­ flächen als Kurvenscheibe ausgebildet ist.