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Indikatorvorrichtung für Meßapparate und Meßinstrumente. Die Erfindung
betrifft eine Indikatorvorrichtung für solche Meßapparate und Meßinstrumente, welche
dazu dienen, Abweichungen in der einen oder anderen Richtung von einem bestimmten
Maße zu messen und die mit zwei zueinander beweglichen Meßbolzen o. dgl. versehen
sind, mit welchen der zu messende Gegenstand in Berührung gebracht wird. Die IndiiIcatorvo@rrichtung
(besteht hierbei in bekannter Weise aus einem drehbaren
Zeiger,
der bei Änderung des Abstandes der Meßbolzen voneinander freigegeben wird und durch
Zusammenwirken mit eiinem .zum Drehpunkt des Zeigers exzentrischen Bogen (beispielsweise
einem Spiralbogen) veranlaßt wird, sich in eine dem neuen, durch den Gegenstand
bestimmten Abstande der Meßbolzen entsprechende Stellung einzustellen. Eine nach
diesem Prinzip ausgeführte Indikator-oder Ablesevorrichtung ist in dem Patent
303795 des Erfinders beschrieben.
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Die Erfindung betrifft nun einige Verbesserungen dieser bekannten
Vorrichtung, welche den Zweck verfolgen, die Zuverlässigkeit der Meßresultate zu
erhöhen. Bei der Vorrichtung nach dem Patent 303795 steht der Zeiger unter
der Wirkung einer Feder, welche bestrebt ist, ihn aus seiner Ausgangsstellung zu
drehen und ihn, wenn der Zeiger beim Einführen eines Gegenstandes zwischen die Meßbolzen
freigegeben wird, dreht, bis er wieder mit dem exzentrischen Bogen in Berührung
kommt. Es brat sich aber in .der Praxis herausgestellt, daß es mit großen Schwierigkeiten
verbunden ist, dieser Feder eine ganz konstante Zugkraft zu geben. Ferner erhält
der Zeiger, und @zw iar besonders wenn das Einführen des Gegenstandes zwischen die
Meß'-bolzen schnell erfolgt, eine stark beschleunigte Bewegung, was zur Folge hat,
daß eine gewisse Unsicherheit in den Meßresultaten entstehen kann, weil der Zeiger,
der auch bei möglichst leichter Ausführung doch stets eine gewisse Trägheit besitzt,
infolge dieser Trägheit dazu neigt, sich, falls er eine große Geschwindigkeit erhalten
hat, beim Stoß gegen den exzentrischen Bogen etwas zu weit zu bewegen. Dies kann
natürlich besonders leicht bei Instrumenten zur Ausführung äußerst feiner Messungen
eintreten, bei denen die Exzentrizität des Bogens klein ist, so daß d°r Zeiger unter
einem sehr kleinen Winkel gegen ihn stößt.
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Gemäß der Erfindung werden diese Schwierigkeiten dadurch beseitigt,
daß der freigegebene Zeiger von einem Gewicht bewegt wird, welches zweckmäßig an
einer Schnur o. dgl., die um eine auf der Drehachse des Zeigers befestigte Schnu.rscheibe
gewickelt ist, hän g t und in einem senkrechten Zylinder beweglich ist, so daß das
Gewicht gleichzeitig als Kolben einer die Bewegung des freigegebenen Zeigers regelnden
Gas- oder Flüssigkeitsbremse dient. Hierdurch wird das den Zeiger beeinflussende
Drehmoment stets konstant, was natürlich dazu beiträgt, die Zuverlässigkeit der
Meßresultate zu erhöhen. Infolge der Bremse findet ferner die Bewegung des freigegebenen
Zeigers stets mit möglichst konstanter Geschwindigkeit statt, unabhängig davon,
wie weit der Zeiger sich in j edem Falle zu bewegen hat, und infolgedessen erhält
man mit der neuen Vorrichtung sehr genaue und zuverlässige Meßresultate,
$o daß das Instrument mit Sicherheit auch so geringe Abweichungen wie o,ooi
mm angeben kann. Die Anordnung eines dien Zeigerbewegenden Gewichtes kann allerdings
nur bei solchen Meßinstrumenten mit Vorteil verwendet werden, die auf einer festen
Unterlage aufgestellt sind. Dieser Umstand ist aber von geringerer Bedeutung, weil
Instrumente für so feine Messungen wie die hier in Frage kommenden auf alle Fälle
fest aufgestellt sein sollen.
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Bei der Vorrichtung nach dem Patent 303795 ist es ferner schwierig
und erfordert eine gewisse Übung, um, und zwar besonders, wenn die Meßflächen derMeßbolzen
eben sind, Werkstücke von z. B. rechteckigem Querschnitt zwischen diese Meßflächen
einzuführen, ohne daß deren Abstand voneinander mehr geändert wird, als die Maße
des Werkstückes es bedingen. Diese Schwierigkeit wird gemäß der Erfindung durch
die Anordnung eines auf den Beinen Meßibolzen einwirkenden- Hebels o. digl.lbieseitiiigt,
milt,diesslen: Hilfe man den Abstand zwischen den Meßbolzen ändern kann derart,
daß die Gegenstände zwischen die Meßflächen leicht eingeführt und mit ihnen in richtige
Berührung gebracht werden können. Hierdurch wird die Benutzung des Meßapparates
wesentlich erleichtert. Damit aber die Indikatorvorrichtung nicht schon bei dieser
vorbereitenden Änderung des gegenseitigen Abstandes der Meßbolzen in Tätigkeit versetzt
wird, in welchem Falle sie natürlich unrichtige Meßwerte angeben würde, ist dieser
Hgbel hierbei so ausgebildet, daß er auch einen mit dem drehbaren Zeiger verbundenen
Teil derart beeinflußt, daß der Zeiger dadurch in seiner Ausgangsstellung verriegelt
wird, wenn man mit dem Hebel den Abstand zwischen den Meßbolzen ändert. Erst wenn
der zu messende Gegenstand in die Meßöffnung eingeführt worden ist und man den Hebel
los läßt, wird der Zeiger freigegeben, wobei er sich in der oben beschriebenen Weise
in die dem Maße des eingeführten Gegenstandes entsprechende Stellung einstellt.
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Auf der Zeichnung ist in Abb. i bis 3 eine Ausführung sform :der Erfindun;gdargestellt.
Abb. i zeigt ein mit einer Indikatorvorrichtung gemäß der Erfindung versehenes,
für äußere Messungen bestimmtes Meßinstrument in Seitenansicht und teilweise im
Schnitt; Abb.2 zeigt die Indikatorvorrichtung von oben und Abb. 3 zeigt einen Teil
des Instrumentes in Seitenansicht.
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Das in Abb. i bis 3 dargestellte Meßinstrument, das zum Aufstellen
auf einen Tisch oder eine andere feste Unterlage bestimmt ist,
besteht
hauptsächlich aus einem unteren feststehenden Meßbolzen i und einem oberen beweglichen
Meßbolzen 2, der in einer Hülse 3 geführt ist. Die beiden Meßbolzen liegen konachsial,
und ihre einander zugekehrten Endflächen bilden diejenigen Meßflächen, zwischen
welche das Werkstück X oder der Gegenstand, den man messen will, eingeführt wird.
Der untere Meßbolzen ist zu dem unten näher angegebenen Zwecke mittels einer Mikrometerschraube
q. verstellbar und wird von einem auf der Grundplatte 5 des Instrumentes befestigten
Lager 6 getragen. Die Hülse 3, in der der Meßbolzen 2 verschiebbar ist, wird von
einem Arm 7 getragen, der längs einem auf der Bodenplatte 5 befestigten und zweckmäßig
mit einer Skala 9 versehenen senkrechten Ständer 8 in der Höhenrichtung verstellbar
ist. Mit der Hülse 3 ist das die Indikatorvorrichtung umschließende ;Gehäuse iö
fest verbunden.
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Um das Einführen des Werkstückes zwischen die beiden Meßflächen zu
erleichtern, kann der obere federbeeinflußte Meßbolzen 2 mit Hilfe eines um den
Zapfen i i drehbaren Hebels 12 etwas gehoben werden, der dabei auf einen in dem
Meßbolzen eingesetzten Stift 13 einwirkt. Der Hebel 12 kann entweder von Hand oder
auch, wie in Abb. i dargestellt, mittels eines Tritthebels 14 gedreht werden, welcher
durch einen in dem biegsamen :Rohre i 5 verschie'bbiarern @Metalldraht 16 einen
Kolben 17 bewegt, so daß dieser den freien (in Abb. i den linken) Arm des Hebels
12 nach unten drückt. Hierdurch wird der Vorteil erzielt, daß man beide Hände zur
Handhabung des Werkstückes freibekommt.
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Die Indikatorvorrichtung, welche die Stellung des beweglichen Meßbolzens
2 -angibt, besteht aus einem Zeiger 18, der an einer drehbaren Scheibe i9 befestigt
und über eine Skala 2o beweglich ist, auf welcher eine gewisse Mittelstellung des
Zeigers durch die Ziffer o bezeichnet ist. Die Scheibe i9 ist an einer Welle 21
befestigt, die im Gehäuse io oder in einem mit diesem fest verbundenen Teil drehbar
gelagert ist. Die Scheibe, deren Umfang nach einer archimedischen Spirale geformt
ist, wird zur Drehung in der Richtung nach rechts in Abb. i von einem Gewicht 22
beeinflußt, welches an einer Schnur 2,4 hängt, die um eine auf der Welle 21 der
Scheibe befestigte Schnurscheibe 23 gewickelt ist. Das erforderliche Verbindungsglied
zwischen dein beweglichen Meßibolzen 2 und dein Zeiger 18 besteht aus einem um den
Zapfen 25 drehbaren doppelarlmigen Hebel 26, welcher am Ende seines kürzeren
Armes eine Schneide 27 besitzt, die von einer den längeren Arm des Hebels beeinflussenden
Feder 28 gegen die untere Seite einer Seitenaussparung 29 im Meßbolzen 2 gehalten
wird. Der längere Hebelfarm endet eb2n,fal:ls in. einer Schneide 3.0, welche, wmen:n
die Indikatorvorrichtung ihre normale Ruhelage einnimmt, gegen de .n Umfang der
Scheibe i9 anlegt.
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Die niedrigste Stellung des Meßbolzens 2 wird durch einen in die Seitenaussparung
29 oberhalb des Hebels 26 hineinragenden Sperrarm 31 bestimmt. Es sei angenommen,
daß der Meßbolzen 2 diese niedrigste Stellung einnimmt und daß der Zeiger 18 seine
entsprechende Ausgangsstellung am weitesten nach links auf der Skala 20 in Abb.
i einnimmt, in welche Stellung er nach jeder Messung zurückbewegt werden muß, bevor
die nächste Messung beginnt. In dieser Ausgangsstellung wird der Zeiger dadurch
festgehalten, daß die Schneide 30 unter der Einwirkung der Feder 28 gegen den spiralförmigen
Umfang der Scheibe i9 drückt und dadurch das Gewicht 22 verhindert, den Zeiger zu
drehen. Wenn aber der Meßbolzen 2 etwas gehoben wird, z. B. dadurch, daß ein Werkstück
X zwischen ihn und den Meßbolzen i eingeführt wird, wird der Hebel 26 nach rechts
in Abb. i gedreht, was zur Folge hat, daß die Schneide 30 von dem Umfange
der Scheibe i9 etwas entfernt wird. Die Scheibe i9 und damit auch der Zeiger 18
wird also frei, wobei das Gewicht 22 beginnt, den Zeiger nach rechts (Abb. i) zu
drehen. Diese Bewegung setzt sich fort, bis der Umfang der Scheibe i9 infolge seiner
Spiralform wieder mit der Scheibe 30 in Berührung kommt. Solange die Schneide 27
gegen den Boden der Aussparung 29 in dem Meßbolzen 2 liegt, ist hierbei das Verhältnis
zwischen der Bewegung der Zeigerspitze und der Verschiebung des Meßbolzens konstant
und abhängig von dem Verhältnis zwischen den Längen der beiden Arme des Hebels 26,
von der Steigung der Spirale und von dier Länge des Zeitgers, so eaß man durch Änderug
einer oder mehrerer die-Größen erzielen kann, daß die Bewegung des Zeigers zwischen
zwei Teilstrichen der Skala einer Bewegung des Meßbolzens 2 um o,i, o,oi, o,ooi
mm usw. entspricht.
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Um zu verhindern"daß'@ der Zeiger 18, wenn er in der oben beschriebenen
Weisse freigegeben wird, eine beschleunigte Bewegung nach rechts (Abb. i) erhält,
ist das den Zeiger bewegende Gewicht 22 in einem senkrechten Zylinder 32 angeordnet,
der finit seinem oberen offenen Ende an dem Gehäuse io befestigt ist. Das untere
Ende des Zylinders dagegen ist mittels eines Deckels verschlossen, in. dem eine
feine Durchströmungsöffnung für die Luft vorhanden ist, die mittels einer Drosselschraube
33 geregelt werden kann. Das Gewicht kann sieh daher, rygun :der Zeiger freigegeben
wird,
nicht schneller senken als in dem Maße, wie die im Zylinder unterhalb des Gewichtes.
vorhandene Luft durch die genannte Öffnung ausströmt. Das Gewicht bildet somit gleichzeitig
den Kolben einer Luftbremse, mittels welcher die Bewegung des Zeigers geregelt wird,
so daß ,diese stets mit konstanter, verhältnismäßig geringer Geschwindigkeit erfolgt.
Infolgedessen kommt der Zeiger sofort zum Stillstand, wenn der Umfang der Scheibe
i9 wieder mit :der Schneide 3o in Berührung kommt, und ka ,ii nicht infolge seiner
Trägheit an diesem Punkte vorbeigehen.
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Da das vorliegende Meßinstrument, wie schon oben erwähnt, zum Messen,
von Abweichungen von einem bestimmten Maße bestimmt ist, so wird dasselbe für eine
solche Messung dadurch eingestellt, daß zwischen die Meßbolzen i und 2 zunächst
ein. Paßstück eingeführt wird, welches dieses für eine gewisse Gelegenheit bestimmte
Maß hält. Hierauf wird (die Meßfläche .des. Bolzens i reit Hilfe der Mikrometerschraube
4 so eingestellt, .daß die Zeigerspitze auf den Nullpunkt an der iMitte der Skala
2o stehenbleibt. Wenn das Paßstück :dann aus. ,der Meßäffnung entfernt wird, sinkt
der Meßbolzen 2 nieder, bis er an dem Arm 3.i hängen!bleibt, während der Zeiger
18 dagegen immerfort seine Stellung mit der Spitze auf dem Nullpunkt der Skala beibehält,
weil die Schneide 30 gegen den Umfang der Scheibe ig angedrückt gehalten
wird.
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Um den. Zeiger in seine Ausgangsstellung am weitesten nach links auf
der Skala bequem zurückführen zu können; ist an .der Welle der Spiralscheibe i9
ein kleines Zahnrad! 34 befestigt, in welches ein um: den Zapfen 35 drehbares Zahnsegment
36 eingreift. Dieses wird wiederum durch einen Stift 37 bewegt, der in einer am
Gehäuse io befestigten Hülse 38 verschiebbar ist, die etwa in der Mitte mit einem
Absatz dadurch versehen ist, daß man den oberen Teil der Hülse etwas weiter als
den unteren macht. Der Stift 37 ist in einem in den oberen Teil der Hülse eingeschraubten
Deckel geführt und trägt an seinem unteren Ende einen Kolben 39, gegen den eine
Schrau!b°nfeder 40 liegt, die bestrebt ist, !den Stift nach unten zu verschieben,
so daß der Kolben gegein den obenerwähnten Absatz in der Hülse gehalten wird. In
dem unteren engeren Teil der Hülse 38 ist eine zweite Schraubenfeder 41 und ein
verschiebbarer Kolben 4_2 angebracht, gegen .dessen Unterseite .der Hebel i2, .der
durch einen Längsschlitz der Hülse in diese hineinragt, mit seinem Ende anliegt.
Mittels des Hebels 12 kann man also den Stift 37 nach oben verschieben und das Zahnsegment
36 drehen, bis es an einem Anschlage q.3 stehenbleibt, wobei auch der Zeiger 18
in die Ausgangsstellung an :dem linken Endre der Skala 2o (Abb. i) zurückgedreht
worden ist. Die obere Feder4o ist etwas länger und schwächer als die untere 41.
Wenn (der Hebel nach links in Abb. i gedreht wird, so wird daher im Anfang nut die
Feder 4o zusammengedrückt, bis das Zahnsegment 36 gegen den Anschlag 43 zum Stillstand
kommt. Gleichzeitig hiermit kommt der Hebel i2 zur Anlage gegen den iStüft 13 des
@Meß!bolizens z. Bei der fortgesetzten Drehung des Hebels in derselben Richtung
wie früher, die den Zweck hat, den Meßbolzen 2 zum Einführen des Werkstückes. X
zwischen die Meßlächen zu heben, wird auch die Feder 41 z!usammen@gedr -ückt. Derselbe
Hebel i:2, mit .dem ider Meßbolze:n 2 gehoben. wird, dient somit -auch zum Zurückführen
des Zeigers 18 in die Ausgan,gs.stellung, was also durch einen Druck auf den Tritthebel
14 erfolgen kann.
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Bei der' fortgesetzten Drehung des Hebels i2, nachdem dieser mit dem
Stifte 13 in Berührung gekommen ist, wird natürlich auch kler Hebel 26 gedreht,
so daß die Schneide 30 die Spimalschaiibie r9 frei läßt. Das Gewicht 22 kann
aber noch nicht diese Scheibe oder den Zeiger in Bewegung setzen, N;-eil das Zahnsegment
36 vom Hebel 12 unter Vermittlung ,der Feder 41 und des Stiftes 37 gegen den Anschlag
43 angedrückt gehalten wird. Nachdem das Werkstück in die Meßöffnu@ng eingeführt
worden ist, und man dien Tritthebel 14 los läßt, wird der Hebel 12 von den Federn
41 und 4¢ in die in ,b#b. i dargestellte - Ruhestellung zurückgeführt, so daß der
Meßbalzen 2 auf das Werkstück herunterfallen kann. Gleichzeitig wird der Stift 37
von. der Feder 4o wieder nach unten verschoben, wodurch das Segment 36 frei wird,
so daß es nicht mehr das Gewicht 22 verhindert, die -Spiralscheibe und den Zeiger
zu drehen. Dieser letztere wird daher mit in. -dier oben beschriebenen Weise gebremster
Geschwindigkeit nach rechts gedreht, bis,der Umfang der Scheibe i9 wieder mit der
Schneide 30 in Berührung kommt, wo1)ei die Zeigerspitze auf .denjenigen Teilstrich
der ,Skala stehernbleibt, der :angibt, um wieviel dass Maß des Werkstückes von:
demjenigen des vorher eingeführten Paßstückes abweicht. Wenn :der Zeiger links vom
Nullpunkte stehenbleibt, so ist das Maß des Werkstizekes (bei ider, in Abb. i dargestellten
Richtung der Spirale am Umfange ,der Scheibe i9) offenbar zu klein, während es dagegen
zu groß ist, wenn der Zeiger an dem Nullpunkte 'vorbeigeht.
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Wie aus @d,em Obigen hervorgeht, dient der Hebel 12, mit dein. der
'ldeßbolzen ;2 zwecks
Einführens des Werkstückes in dieMeßöffnung
gehaben wind, gleichzeitig zum Verriegeln! der Indikatorvorrichtung, so daß diese
nicht in Wirkung treten kann, bevor .der Meßbolzen 2 wieder auf :das Werkstück heruntergelassen
worden ist, rund die Schneide 30 somit die d ern Maße des letzteren entsprechende
Lage einnimmt. Es ist ferner klar, dap .das Gewicht 22 stets so angeordnet sein
muß, dafj es bestrebt ist, :die Spiralschei@be i9 in solcher Richtung zu drehen,
daß der Umfang !der Scheibe der Schneide 30 genähert wind, nachdem diese
letztere wohl einmal von ,dem Umfange der Scheibe entfernt worden ist. Die Einstellung
des Meßbol.zens z mit Hilfe der Mikrometerschraube q. kann aus leicht ersichtlichen
Gründen nur innerhalb verhältnismäßig enger Grenzen erfolgen- Wenn Werkstücke von
bedeutend größeren Abmessungen gemessen; werden sollen, wind daher der Arm 7 und
damit die ganze Indikatorvorrichtung nebst .den Meßbolzen 2 an dem Ständer 8 nach
oben verschoben, wobei eine Grobeinstellung mit Hilfe der Skala 9 erfolgen kann.
Die Feineinstellung wird dann in der oben beschriebenen Weise mit Hilfe eines Paßstückes
und der Mikrometerschraube d ausgeführt.