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SCHIEBLEHRE MIT TREIBRAD
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Beschreibung Die Erfindung betrifft eine Schieblehre mit einer Schiene,
einem auf der Schiene angeordneten Schieber und einem drehbar an dem Schieber gelagerten,
an der Schiene abrollenden Treibrad zur Bewegung des Schiebers längs der Schiene.
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Bei derartigen Schieblehren erfolgt die Feineinstellung des Schiebers
während des Meßvorgangs in der Weise, daß mit dem Daumen das Treibrad betätigt wird.
Das Treibrad rollt auf einer Längskante des Schiebers ab, und die Achse des Treibrads
übt eine in Längsrichtung der Schiene wirkende Kraft auf den Schieber aus,so daß
dieser längs der Schiene verschoben wird. Die Bewegung des Daumens wird auf diese
Weise etwa im Verhältnis 2 : l in eine Bewegung des Schiebers übersetzt, so daß
eine genaue Einstellung des Schiebers ermöglicht wird. Infolge dieser Übersetzung
ist die auf den Schieber ausgeübte Kraft etwa doppelt so groß wie die mit dem Daumen
aufgewendete Kraft.
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Dies hat den zusätzlichen Vorteil, daß der zwischen der Schiene und
dem Schieber auftretende Reibungswiderstand leichter überwunden werden kann.
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Bei bekannten Schieblehren aus Metall ist das Treibrad zumeist mit
einer umlaufenden Nut mit konisch abgeschrägten Flanken versehen, die mit einer
prismenförmig geschliffenen Kante der Schiene in Eingriff steht. Auf diese Weise
wird eine ausreichende Reibung zwischen dem Treibrad und der Lauffläche an der Schiene
gewährleistet, so daR das Treibrad nicht durchrutscht.
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Andererseits sind Schieblehren aus Kunststoff bekannt, bei denen ein
ausreichender Eingriff des Treibrads mit der
Schiene durch eine
Riffelung oder Zahnung am Umfang des Treibrads und auf der Lauffläche der Schiene
gewährleistet wird.
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Bei herkömmlichen Schieblehren der genannten Art ist das Treibrad
um eine in bezug auf den Schieber ortsfeste Achse drehbar und steht daher ständig
mit der Lauffläche der Schiene in Eingriff. Dies hat den Nachteil, daß die durch
die Übersetzung bewirkte Kraftverstärkung auch dann eintritt, wenn die Meßflächen
der Schieblehre bereits an dem zu messenden Objekt anliegen, so daß sich ein verhältnismäßig
hoher Meßdruck ergibt. Dies kann insbesondere bei Schieblehren aus Kunststoff zu
einer Verformung des Materials und damit zu Meßfehlern führen Der Erfindung liegt
die Aufgabe zugrunde, eine Schieblehre der gattungsgemäßen Art zu schaffen, bei
der durch Materialverformung bedingte Meßfehler vermieden werden.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Treibrad
mit einem Ratschenmechanismus zur Begrenzung der von dem Treibrad auf den Schieber
übertragenen Kraft versehen ist.
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Erfindungsgemäß wird somit die durch das Treibrad bewirkte Kraftverstärkung
außer Kraft gesetzt, sobald das zu messende Objekt der Bewegung des Schiebers einen
Widerstand entgegensetzt und die von dem Benutzer aufgewendete Betätigungskraft
einen vorgegebenen Schwellenwert überschreitet. Der Meßdruck wird somit auf ein
zulässiges Maß begrenzt, bei dem noch keine Materialverformungen auftreten.
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Bevorzugt wird der Ratschenmechanismus durch eine Halterung des Treibrads
gebildet, die eine zwangsgeführte Be-
wegung des Treibrads in einer
gegen die Längsrichtung der Schiene geneigten Richtung in bezug auf den Schieber
gestattet. Während der Bewegung des Schiebers wird das Treibrad durch den Daumen
des Benutzers mit der Lauffläche in Eingriff gehalten. Wenn jedoch der Bewegung
des Schiebers ein Widerstand entgegengesetzt wird, so bewirkt die mit dem Daumen
auf den Umfang des Treibrads ausgeübte Kraft, die eine große Komponente in Längsrichtung
der Schiene aufweist, eine Verschiebung des Treibrads in der Schrägführung, so daß
das Treibrad von der Lauffläche abgehoben wird.
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Bevorzugt wird die Schrägführung durch zwei Langlöcher gebildet, die
jeweils ein Ende einer einstückig an das Treibrad angeformten Achse aufnehmen. Durch
diese Ausbildung des Ratschenmechanismus wird mit einfachen Mitteln eine wirkungsvolle
Begrenzung des Meßdrucks erreicht.
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Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen
3 bis 7 angegeben.
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Im folgenden werden ' bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung
anhand der Zeichnungen näher erläutert.
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Fig. 1 zeigt eine Teilansicht einer erfindungsgemäßen Schieblehre;
Fig. 2 ist eine Seitenansicht eines Treibrads der erfindungsgemäßen Schieblehre;
Fig. 3 ist eine teilweise aufgeschnittene Ansicht in Richtung des Pfeils III in
Fig. 2.
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Fig. 4 zeigen Quer- und Längsschnitte eines Ratschenme-und 5 chanismus
gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung; und
Fig. 6 zeigen
Quer- und Längsschnitte eines abgewandel-und 7 ten Ratschenmechanismus.
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Eine Schieblehre 10 umfaßt gemäß Fig. 1 eine Schiene 12, die an einem
Ende mit einer längeren Meßzunge 14 zum Abgriff von Außenmaßen und einer kürzeren
Meßzunge 16 zum Abgriff von Innenmaßen versehen ist. Ein in Längsrichtung auf der
Schiene 12 beweglicher Schieber 18 weist ebenfalls eine längere Meßzunge 20 zum
Abgriff von Außenmaßen und eine kürzere Meßzunge 22 zum Abgriff von Innenmaßen auf.
Im gezeigten Beispiel ist der Schieber 18 ferner mit einer Meßuhr 24 zur Steigerung
der Ablesegenauigkeit versehen. In einem Vorsprung 26 des Schiebers ist ein Treibrad
28 drehbar gelagert. Das Treibrad rollt auf einer durch eine Kante der Schiene 12
gebildeten Lauffläche 30 ab.
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Wie deutlicher in Fig. 2 und 3 zu erkennen ist, ist das Treibrad 28
auf seinem Umfang mit einer Zahnung oder Riffelung (quasi-Verzahnung) 32 versehen,
die mit einer entsprechenden Zahnung oder quasi-Verzahnung 34 an der Lauffläche
30 in Eingriff steht.
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Der Schieber 18 umfaßt einen Hauptkörper 36, der die Schiene 12 von
einer Seite her U-förmig umgreift, und einen von der gegenüberliegenden Seite der
Schiene aufsteckbaren Deckel 38. Der Hauptkörper 36 und der Deckel 38 bilden je
eine Hälfte des Vorsprungs 26.
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Das Treibrad 28 ist in einem Stück mit einer durch zwei Lagerzapfen
40 gebildeten Achse aus Kunststoff hergestellt.* Die Lagerzapfen 40 sind jeweils
in einem als Sackloch ausgebildeten Langloch 42 des Hauptkörpers 36 bzw.
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des Deckels 38 beweglich gelagert. Die Langlöcher bilden mit der Längsrichtung
der Schiene 12 einen Winkel von beispielsweise 45".
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Während eines Meßvorgangs berührt der Benutzer mit dem Daumen den
Umfang des Treibrads 28 im Punkt P in Fig. 2.
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Durch eine Drehung des Treibrads im Uhrzeigersinn wird der Schieber
18 in Richtung auf die feste Meßzunge 14 verschoben. Wenn das zu messende Werkstück
zwischen den Meßzungen 14 und 20 eingespannt ist, wird der Bewegung des Schiebers
18 ein Widerstand entgegengesetzt, und die im wesentlichen in tangentialer Richtung
wirkende Kraft im Punkt P nimmt zu. Dies führt dazu, daß die Lagerzapfen 40 in den
Langlöchern 42 verschoben werden und die Zahnungen 32, 34 des Treibrads und der
Lauffläche außer Eingriff treten. Die im Punkt P angreifende Kraft führt daher lediglich
zu einer freien Drehung des Treibrads, ohne daß noch eine nennenswerte Kraftkomponente
auf den Schieber 18 übertragen wird. Die Langlöcher und die Lagerzapfen bilden somit
einen einfach herzustellenden Ratschenmechanismus, durch den der auf das zu messende
Werkstück ausgeübte Meßdruck begrenzt wird. Obgleich das Werkstück über einen verhältnismäßig
großen Hebelarm auf die Meßzungen 14, 20 einwirkt, werden Materialverformungen und
daraus resultierende Meßungenauigkeiten vermieden.
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Bei der beschriebenen Ausführungsform bleibt der Ratschenmechanismus
wirkungslos, wenn Innenmaße mit den Meßzungen 16 und 22 gemessen werden, da in diesem
Fall das Treibrad 28 im Gegenuhrzeigersinn in Fig. 2 gedreht wird. In einer abgewandelten
Ausführungsform der Erfindung können jedoch die schräg angeordneten Langlöcher 42
auch durch V-förmige oder bogenförmige Nuten ersetzt werden, so daß eine Ratschenwirkung
in beide Richtungen erzielt wird.
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Bei der in Fig. 1 bis 3 gezeigten Ausführungsform der Erfindung läßt
sich die Wirkung des Ratschenmechanismus dadurch teilweise aufheben, daß das Treibrad
fest gegen die Lauffläche der Schiene angedrückt wird. Nachfolgend
sollen
abgewandelte Ratschenmechanismen beschrieben werden, bei denen die von dem Treibrad
auf den Schieber übertragene Kraft unabhängig von der auf das Treibrad ausgeübten
Andruckkraft ist.
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Gemäß Fig. 4 und 5 ist das Treibrad 28 ringförmig ausgebildet und
mit einem Innenzahnkranz 44 versehen. Eine Welle 46 ist mit geringem Spiel drehbar
in dem Innenzahnkranz 44 des Treibrads gelagert. Die Welle 46 ist auf ihrer äußeren
Umfangsfläche mit einer Ausnehmung 48 versehen, von deren Boden eine einstückig
an'die Welle angeformte Blattfeder 50 radial nach außen vorspringt. Das freie Ende
der Blattfeder 50 steht mit dem Zahnkranz 44 in Eingriff.
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Die Welle 46 ist drehfest mit zwei an den entgegengesetzten Enden
der Welle angeordneten Antriebsrädern 52,54 verbunden.
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Der übereinstimmende Durchmesser der Antriebsräder 52,54 ist größer
als der Druchmesser des Treibrades 28, und die äußeren Umfangsbereiche der Treibräder
laufen in geringem Abstand an den Seitenflächen der Schiene 12 vorbei. Die seitlichen
Stirnflächen des Treibrades 28 werden von flachen Ausnehmungen 56 an den einander
zugewandten Innenflächen der Antriebsräder aufgenommen. Das Antriebsrad 52 ist auf
das Ende der Welle 46 lösbar aufgesteckt, während das Antriebsrad 54 einstückig
mit der Welle verbunden ist.
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Das Treibrad 28 weist auf seinem äußeren Umfang eine umlaufende Nut
58 auf. Ein an dem Schieber 18 befestigter, U-förmig zu der Schiene 12 geöffneter
Bügel 60 verläuft durch die Nut 58, so daß die Anordnung aus Treibrad, Welle und
Antriebsrädern drehbar an dem Rand der Schiene 12 gehalten wird.
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Die Nut 58 weist einen trapezförmig nach außen erweiterten Querschnitt
auf. Der Rand der Schiene 12 verläuft tangential durch die Nut 58 und steht mit
deren schräg ansteigenden
Flanken in Reibeingriff. Hierdurch ist
eine zuverlässige Kraftübertragung von dem Treibrad auf die Schiene auch dann gewährleistet,
wenn die Schiene 12 aus Metall besteht und nicht mit einer Zahnung versehen ist.
Sofern die Schiene eine Zahnung aufweist, kann das Treibrad 28 durch ein entsprechendes,
mit einem Außenzahnkranz versehenes Treibrad ersetzt werden.
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Wenn der Schieber 18 während eines Meßvorganges längs der Schiene
12 verschoben werden soll, so werden die außen geriffelten Antriebsräder 52,54 mit
dem Daumen gedreht.
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Das Drehmoment wird durch die Blattfeder 50 der Welle 46 auf das Treibrad
28 übertragen, das an der Schiene 12 abrollt. Die Blattfeder 50 und der Innenzahnkranz
44 des Treibrads bilden einen Ratschenmechanismus, der die Antriebskraft auf einen
vorgegebenen Wert begrenzt. Dieser Grenzwert ist von der Stärke der Blattfeder und
von der Form der Zähne des Innenzahnkranzes 44, jedoch nicht von der auf die Antriebsräder
und das Treibrad in Richtung auf die Schiene 12 ausgeübten Andruckkraft abhängig.
Bei einer symmetrischen Form der Zähne des Innenzahnkranzes ist der Grenzwert, bei
dem der Ratschenmechanismus wirksam wird, für beide Drehrichtungen gleich.
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Fig. 6 und 7 zeigen einen abgewandelten Ratschenmechanismus, der ähnlich
dem in Fig. 1 bis 3 gezeigten Ratschenmechanismus in einem Vorsprung 26 des Schiebers
18 gelagert ist. Die Welle 46 ist bei dieser Ausführungsform auf einem Achsstift
62 drehbar und nur an einem Ende mit einem Antriebsrad 64 versehen, dessen geriffelter
Umfangsrand durch einen Spalt 66 zwischen dem Hauptkörper 36 und dem Deckel 38 des
Schiebers 18 vorspringt. Der Achsstift 62 ist einstückig mit dem Hauptkörper 36
verbunden und greift in eine Ausnehmung 68 des Deckels 38 ein.
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Das Treibrad 28 ist wahlweise mit einem Außenzahnkranz 34, wie in
der Zeichnung dargestellt ist, oder mit einer den Rand der Schiene 12 umgreifenden
Reibfläche versehen. Der Umfang des Treibrades wird durch einen an den Hauptkörper
36 des Schiebers angeformten Flansch 70 abgedeckt, so daß das Treibrad nur über
das Antriebs rad betätigt werden kann.
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