DE69813383T2

DE69813383T2 - Mikrometer und Verfahren zur Herstellung von zylindrischen Komponenten für Mikrometer

Info

Publication number: DE69813383T2
Application number: DE69813383T
Authority: DE
Inventors: Tohru Fujimitsu; Chikashi Hamano; Toshihiko Mishima; Kiyohiro Nakata; Hajime Sato
Original assignee: Mitutoyo Corp
Current assignee: Mitutoyo Corp
Priority date: 1997-06-13
Filing date: 1998-06-09
Publication date: 2003-10-23
Anticipated expiration: 2018-06-10
Also published as: EP0884555A2; US6115934A; US6399009B1; CN1133066C; JPH112501A; EP0884555A3; DE69813383D1; EP0884555B1; JP3202941B2; CN1209538A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Mikrometer und ein Verfahren zur Herstellung eines zylindrischen Bauteils für ein Mikrometer. Insbesondere bezieht sie sich auf ein Mikrometer, dessen Herstellungskosten und Gewicht verringert ist, und ein Verfahren zur Herstellung einer äußeren Hülse und einer fingerhutartigen Buchse, die als Bauteile des Mikrometers benutzt werden.
Nach Fig. 19 enthält ein Mikrometer einen weitgehend U- förmigen Hauptkörper 101, einen Gegenzapfen 102, der an einem Endteil des Hauptkörpers 101 festgehalten ist, eine in den anderen Endteil des Hauptkörpers 101 durch eine innere Hülse 103 hindurch eingeschraubte Spindel 104, die zum Gegenzapfen 102 hin und von diesem weg bewegbar ist, eine äußere Hülse 105, die an der Außenseite der inneren Hülse 103 angeordnet und befestigt ist, eine fingerhutartige Buchse 106, die auf der Außenseite der äußeren Hülse 105 drehbar gelagert und mit der Spindel 104 einstückig verbunden ist, und eine Sperrklinkenvorrichtung 107, die durchrutscht, wenn die Spindel 104 übermäßig belastet wird, und am hinteren Ende der Spindel 104 vorgesehen ist.
Auf der äußeren Umfangsfläche der äußeren Hülse 105 sind Maßmarkierungen 108A und Zahlen 108B einer Hauptskala mit einer vorbestimmten Teilung in Axialrichtung ausgebildet, und auf der äußeren Umfangsfläche der fingerhutartigen Buchse 106 ist eine Maßmarkierung 109 einer Nonius-Skala mit einer vorbestimmten Teilung in Umfangsrichtung ausgebildet. Durch diese Maßmarkierungen 108, 109 kann der Betrag der Verschiebung der Spindel 104 in Richtung zum Gegenzapfen 102 gemessen werden. Mit anderen Worten, es können die Abmessungen eines zwischen dem Gegenzapfen und der Spindel 104 gehaltenen Gegenstands gemessen werden. In herkömmlicher Weise wird nach der Ausbildung der Maßmarkierungen 108A, 109A und der Zahlen 108B, 109B, nachdem die Umrisse der Maßmarkierungen 108A, 109A und Zahlen 108B, 109B durch Eingravieren oder Einkerben in den äußeren Umfangsflächen der äußeren Hülse 105 und der fingerhutartigen Buchse 106, die zuvor mit einer vorbestimmten zylindrischen Form hergestellt wurden, ein Sumi-Farbstoff in den ausgebildeten Umrissen aufgebracht und dann festgebrannt.
Da jedoch bei dem herkömmlichen Verfahren der Ausbildung der Maßmarkierungen 108A, 109A und der Zahlen 108B, 109B die Umrisse der Maßmarkierungen 108A, 109A und der Zahlen 108B, 109B nacheinander eingekerbt oder eingraviert werden müssen, sind ein erheblicher Arbeitsaufwand und viel Zeit erforderlich. Ferner erfolgt das Festbrennen des Sumi-Farbstoffs nach dem Aufbringen auf Teilen, die durch Eingravieren oder Einkerben gebildet wurden, so daß die Anzahl der Verfahrensschritte und Kosten hoch sind.
Da die äußere Hülse 105 und die fingerhutartige Buchse 106 üblicherweise aus Metall hergestellt sind, haben sie ein hohes Gewicht und den Nachteil, daß sie die Handhabungseigenschaften und Betriebseigenschaften eines Mikrometers beeinträchtigen, mit dem ein Gegenstand ausgemessen werden soll, während er in der Hand gehalten wird.
Eine Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Mikrometer anzugeben, das eine Verringerung der Kosten und des Gewichts ermöglicht.
Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Verfahren zur Herstellung eines zylindrischen Bauteils für ein Mikrometer, anzugeben, zum Beispiel eines Gegenzapfens und einer fingerhutartigen Buchse, das es ermöglicht, die Kosten und die Abmessungen zu verringern.
Erfindungsgemäß ist ein Mikrometer mit einem Hauptkörper, der an seinem einen Endteil einen Gegenzapfen festhält und an seinem anderen Endteil eine durch eine innere Hülse hindurch zum Gegenzapfen hin und von diesem weg bewegbare Spindel aufweist, wobei eine äußere Hülse die Außenseite der inneren Hülse abdeckt und daran befestigt ist und eine fingerhutartige Buchse, die auf der Außenseite der äußeren Hülse mit der Hülse zu einer Einheit derart verbunden ist, daß sich die Buchse dreht, wobei die äußere Hülse mit Maßmarkierungen und Zahlen auf der äußeren Umfangs fläche in Axialrichtung und die Buchse mit Maßmarkierungen und Zahlen auf ihrer äußeren Umfangsfläche versehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß die äußere Hülse und/oder die Buchse ein Basisrohr aufweist, das aus einem ersten Harz geformt und mit Maßmarkierungen versehen ist, die auf deren Umfangsoberfläche in vorbestimmten Abständen nach außen vorstehen, und eine äußere Haut, die aus einem zweiten Harz mit einer anderen Farbe als die des ersten Harzes geformt ist und die äußere Umfangsfläche des Basisrohrs, bis auf die Maßmarkierungen, abdeckt, und die Zahlen neben den Maßmarkierungen ausgebildet sind.
Da bei diesem Aufbau des Mikrometers die äußere Hülse und/oder die Buchse mit Maßmarkierungen durch zweifarbiges Gießen mit zwei Harzarten unterschiedlicher Farbe ausgebildet werden, sind die Herstellungskosten und - zeit geringer als bei einem herkömmlichen Verfahren, bei dem die Maßmarkierungen durch Einkerben oder Eingravieren ausgebildet werden.
Da das Mikrometer ferner aus Harz hergestellt ist, ist sein Gewicht im Vergleich zu einem Mikrometer aus Metall geringer, so daß die Handhabbarkeit und Betätigung eines Mikrometers beim Messen, während es mit einer Hand gehalten wird, einfacher sind.
Bei diesem Aufbau kann beispielsweise das zweite Harz ein Harz sein, das seine Farbe bei Bestrahlung mit einem Laser-Strahl ändert, und die Zahlen können durch eine verfärbte Schicht, die durch Bestrahlung mittels des Laser-Strahls verfärbt wurde, ausgebildet sein.
Alternativ kann es sich bei dem zweiten Harz um ein Harz handeln, das durch Bestrahlung mittels eines Laser-Strahls abschälbar ist, wobei die Zahlen durch einen Schlitz geformt sein können, der durch Abschälen des zweiten Harzes durch die Bestrahlung mittels des Laser-Strahls ausgebildet ist.
Die Zahlen werden daher effizient ausgebildet.
Sowohl die Zahlen als auch die Maßmarkierungen können dadurch ausgebildet sein, daß das erste Harz auf dem Basisrohr nach außen vorsteht und die Außenseite des Basisrohrs, mit Ausname der Maßmarkierungen und der Zahlen, mit der äußeren Haut abgedeckt ist.
Bei diesem Aufbau ist das Mikrometer, einschließlich der Maßmarkierungen und Zahlen, durch das Zweifarben- Gießen mittels zweier Arten von Harzen, die unterschiedliche Farben haben, ausgebildet. Mit anderen Worten, das Mikrometer wird mit den Zahlen durch das Zweifarben-Gießen ausgebildet, so daß die Herstellungsko sten und -zeit noch weiter gegenüber dem Mikrometer mit dem zuvor erwähnten Aufbau verringert werden.
Für den Hauptkörper kann irgendein Aufbau verwendet werden. Beispielsweise ist es empfehlenswert, daß der Hauptkörper ein Gestell aufweist, das durch einen Biegevorgang aus einer Metallplatte in eine vorbestimmte Form gebogen ist, und daß das Gestell mit einem Gegenzapfen-Halteteil zum Festhalten des Gegenzapfens an seinem einen Ende und mit einem Innenhülsen-Halteteil zum Festhalten der inneren Hülse an seinem anderen Ende versehen ist, wobei der Gegenzapfen-Halteteil und der Innenhülsen-Halteteil jeweils durch einen Biegevorgang geformt sind.
Hierbei werden für die Metallplatte leichte Materialien mit hoher Steifigkeit bevorzugt, zum Beispiel kaltgewalzter Stahl (SPC-C). Im Vergleich zu einem durch herkömmliches Gießen gebildeten Gußstück sind die Kosten und das Gewicht geringer, während eine durch die Meßkraft bewirkte Verformung begrenzt ist, das heißt die beim Messen erforderliche Steifigkeit wird beibehalten, da ein durch Biegen der Metallplatte geformtes Gestell benutzt wird. Folglich wird das Gewicht des Hauptkörpers sowie der äußeren Hülse und der fingerhutartigen Buchse verringert, so daß das Gesamtgewicht des Mikrometers verringert ist. Daher ist eine Vereinfachung der Handhabung und Betätigung gewährleistet. Da ferner das Gewicht des Mikrometers insgesamt und nicht teilweise verringert wird, kann das Gewichtsgleichgewicht, eine wichtige Eigenschaft bei der Benutzung eines Mikrometers, gut beibehalten werden.
Ein erfindungsgemäßes Verfahren zum Herstellen eines zylindrischen Bauteils für ein Mikrometer mit Maßmarkierungen und Zahlen auf der äußeren Umfangsfläche eines Basisrohrs entlang der Axialrichtung ist durch folgende Schritte gekennzeichnet:
das Formen eines primären Formlings aus einem ersten Harz, wobei der primäre Formling das Basisrohr und die Markierungen, nach außen auf der äußeren Umfangsfläche des Basisrohrs vorstehend und in der Axialrichtung in vorbestimmten Abständen angeordnet, aufweist; das Ausbilden einer äußeren Haut aus einem zweiten Harz zur Abdeckung der Außenseite des Basisrohrs, mit Ausnahme der Maßmarkierungen, wobei das zweite Harz eine andere Farbe als das erste Harz aufweist; und das Bestrahlen der äußeren Haut durch einen Laser-Strahl, um die Zahlen darauf auszubilden.
Bei diesen Verfahren, bei denen das Basisrohr und der primäre Formling mit den von der äußeren Umfangsfläche des Basisrohrs vorstehenden Maßmarkierungen zuerst mittels des ersten Harzes ausgebildet werden und das zweite Harz eine andere Farbe als das erste Harz aufweist, wird die äußere Haut zur Abdeckung der Außenseite des Basisrohrs, bis auf die Maßmarkierungen, ausgebildet, und dann werden die Zahlen auf der äußeren Haut durch Bestrahlung mittels eines Laser-Strahls ausgebildet. Daher werden die Herstellungskosten und die Herstellungszeit weiter verringert als bei dem bekannten Verfahren, bei dem eine äußere Hülse und eine fingerhutartige Buchse für ein Mikrometer hergestellt werden. Da das Mikrometer ferner aus Harz hergestellt ist, ist sein Gewicht geringer als bei der Herstellung mit Metall.
Um bei diesem Aufbau die Zahlen auf der äußeren Haut auszubilden, kann beispielsweise das zweite Harz ein Harz sein, das seine Farbe durch Bestrahlung mittels eines Laser-Strahls ändert und bei dem das zweite Harz mittels eines Laser-Strahls bestrahlt wird, um seine Farbe auf dem bestrahlten Teil zu ändern, so daß die Zahlen durch die verfärbte Schicht gebildet werden.
Alternativ kann das das zweite Harz ein Harz sein, das durch Bestrahlung mittels eines Laser-Strahls abschälbar ist und bei dem ein Laser-Strahl auf das zweite Harz gerichtet wird, um den bestrahlten Teil des zweiten Harzes abzuschälen und die Zahlen durch dabei gebildete Schlitze zu bilden.
In den beiliegenden Zeichnungen stellt dar:
Fig. 1 eine Schnittansicht einer bevorzugten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Mikrometers,
Fig. 2 eine perspektivische Explosionsansicht von Einzelteilen der obigen Ausführungsform,
Fig. 3 eine Seitenansicht einer äußeren Hülse der obigen Ausführungsform,
Fig. 4 den Schnitt IV-IV der Fig. 3,
Fig. 5 eine Seitenansicht einer fingerhutartigen Buchse der obigen Ausführungsform,
Fig. 6 den Schnitt VI-VI der Fig. 5,
Fig. 7 eine perspektivische Explosionsansicht der Formwerkzeugteile zur Herstellung eines primären Formlings für die äußere Hülse,
Fig. 8 eine perspektivische Ansicht des primären Formlings, der mittels der in Fig. 7 dargestellten Formwerkzeugteile hergestellt wurde,
Fig. 9 eine perspektivische Explosionsansicht von Formwerkzeugteilen zur Herstellung eines sekundären Formlings für die äußere Hülse,
Fig. 10 eine perspektivische Ansicht des mittels der in Fig. 9 dargestellten Formwerk zeugt eile hergestellten sekundären Formlings,
Fig. 11 eine perspektivische Explosionsansicht von Formwerkzeugteilen zur Herstellung eines primären Formlings für die fingerhutartige Buchse,
Fig. 12 eine perspektivische Ansicht des mittels der Formwerkzeugteile nach Fig. 1 hergestellten primären Formlings,
Fig. 13 eine perspektivische Explosionsansicht von Formwerkzeugteilen zur Herstellung eines sekundären Formlings für die fingerhutartige Buchse,
Fig. 14 eine perspektivische Ansicht des mittels der in Fig. 13 dargestellten Formwerkzeugteile hergestellten sekundären Formlings,
Fig. 15 eine Schnittansicht einer weiteren Ausführungsform einer äußeren Hülse,
Fig. 16 eine Schnittansicht einer weiteren Ausführungsform einer fingerhutartigen Buchse,
Fig. 17 eine Schnittansicht einer weiteren Ausführungsform einer äußeren Hülse,
Fig. 18 eine Schnittansicht einer weiteren Ausführungsform einer fingerhutartigen Buchse und
Fig. 19 eine perspektivische Ansicht eines herkömmlichen Mikrometers.
Nachstehend wird eine bevorzugte Ausführungsform anhand der beiliegenden Zeichnungen beschrieben.
Fig. 1 stellt eine Schnittansicht einer ersten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Mikrometers dar. Das Mikrometer hat einen weitgehend U-förmigen Hauptkörper 11, einen Metall (zum Beispiel Hartmetall oder Sinterkarbid) aufweisenden Gegenzapfen 21, der durch einen Endteil des Hauptkörpers 11 festgehalten wird, eine Spindel 41 aus Metall (zum Beispiel einem legierten Werkzeugstahl: SKS-3), die am anderen Endteil des Hauptkörpers 11 durch eine innere Hülse 31 hindurch zum Gegenzapfen 21 hin und vor diesem weg schraubbar ist, eine die Außenseite der inneren Hülse 31 abdeckende und an dieser befestigte äußere Hülse 51, eine die Außenseite der äußeren Hülse 51 drehbar abdeckende und einteilig mit der Spindel 41 verbundene fingerhutartige Buchse 61 und eine Sperrklinkenvorrichtung 71, die auf dem hinteren Ende der Spindel 41 angeordnet ist und durchrutscht, wenn die Spindel 41 zu hoch belastet wird.
Der Hauptkörper 11 besteht aus einem Gestell (oder Rahmen) 12, das durch Biegen einer in der erforderlichen Form und Größe ausgestanzten Metallplatte hergestellt wurde, und einem die äußere Oberfläche des Gestells 12 abdeckenden Harz (Kunststoff) 13. Mit anderen Worten, der Hauptkörper 11 hat eine laminierte Struktur, bei der das Harz 13 im Spritzgußverfahren auf der Außenseite des Gestells 12 aufgebracht, wobei das aus der Metallplatte geformte Gestell 12 als Insert-Teil benutzt wird.
Nach Fig. 2 ist das Gestell 12 mit zwei Gestellelementen 14a und 14b gebildet, die durch Biegen der U-förmig mittels einer Stanze oder dergleichen ausgestanzten Metallplatte (zum Beispiel aus kaltgewalztem Stahl: SPC- C) hergestellt und übereinander angeordnet sind. An beiden Endteilen der Gestellelemente 14A, 14B sind halbzylindrische Teile 15A, 15B, 16A, 16B durch einen Biegeprozeß in Form der Halteteile 15 und 16 ausgebildet, die jeweils den Gegenzapfen 21 und die innere Hülse 31 festhalten, wenn die Gestellelemente 14A und 14B übereinander angeordnet werden, und neben denen jeweils konvexe Teile 17A, 17B und konkave Teile 18A, 18B ausgebildet sind. Die konvexen Teile 17A, 17B und die konkaven Teile 18A, 18B werden gleichzeitig hergestellt, wenn die Metallplatte durch eine Stanzmaschine ausgestanzt wird.
Als Harz 13 wird ein glasfaserverstärkter technischer Kunststoff mit geringer Wärmedehnungsgeschwindigkeit und einem annähernd linearen Wärmedehnungskoeffizienten, der dem des Gestells 12 entspricht, und einer hohen Steifigkeit, Wärmebeständigkeit, Brennfestigkeit und Chemikalienbeständigkeit, hier Polyphenylensulfid (PPS) benutzt.
Die innere Hülse 31 ist aus Metall (zum Beispiel maschinell frei bearbeitbarem Bleistahl: SOM) in einem Schneidverfahren hergestellt und mit einem Einsatzzylinderteil 32, der in dem Innenhülsen-Halteteil 16 eingesetzt ist, der aus den halbzylindrischen Teilen 16A und 16B am Gestell 12, einem mittleren Zylinderteil 33 und einem Schraubzylinderteil 34, der mit einem Gewindeteil 42 der Spindel 41 verschraubt ist, ausgebildet ist.
Der Einsatzzylinderteil 32 ist so ausgebildet, daß sein Innendurchmesser genau mit dem Außendurchmesser der Spindel übereinstimmt, so daß kein Spalt verbleibt, wenn die Spindel 41 in den Zylinder eingeführt wird. Nach Fig. 2 sind auf der Umfangsfläche des Einsatzzylinderteils ein erster kreisförmiger Vorsprung 35, dessen Außendurchmesser weitgehend dem Innendurchmesser des Innenhülsen-Halteteils 16 des Gestells 12 ist, zweite kreisförmige Vorsprünge 36a und 36b, deren Außendurchmesser kleiner als der Außendurchmesser des ersten kreisförmigen Vorsprungs 35 ist und die mittels eines Bördelwerkzeugs gerändelte Außenflächen haben, und kreisförmige Gleitflächen 37a, 37b und 37c, die jeweils auf beiden Seiten des ersten kreisförmigen Vorsprungs 35 und zwischen den zweiten kreisförmigen Vorsprüngen 36a, 36b vorgesehen sind und deren Außendurchmesser kleiner als der Außendurchmesser der zweiten kreisförmigen Vorsprünge 36a, 36b ist, ausgebildet. Mithin wird eine Querschnittsform aus kreisförmigen Gleitflächen 37a, 37b und 37c in einer halbkreisförmigen Nut gebildet, so daß das Harz 13 leicht um das Gestell 12 herumgehen kann.
Der mittlere Zylinderteil 33 ist so ausgebildet, daß sein Innendurchmesser etwas größer als der Außendurchmesser der Spindel 41 ist.
Der Schraubzylinderteil 34 hat ein Innengewinde 38, das mit dem Gewindeteil 42 der Spindel 41 verschraubt ist, einen sich in Axialrichtung auf der Umfangsfläche erstreckenden Schlitz 39 und eine am Ende aufgeschraubte Mutter 40.
Wie die Fig. 3 und 4 zeigen, ist die äußere Hülse 51 in zylindrischer Form durch ein Zweifarben-Spritzgußverfahren mittels zweier Arten von Harz 52 und 53, die verschiedene Farben haben, ausgebildet. Genauer gesagt, sind ein zylindrisches Basisrohr 54 und eine Maßmarkierung 55, die aus der äußeren Umfangsfläche des Basisrohrs 54 vorspringt und in vorbestimmten axialen Abständen aus Harz 52 geformt ist, und eine äußere Haut 56, die die äußere Oberfläche des Basisrohrs 54, mit Ausname der Maßmarkierung 54, abdeckt, aus Harz 53 ausgebildet. Auf der äußeren Haut 56 sind in den den vorbestimmten Abständen der Maßmarkierungen 55 entsprechende Zahlen durch Laser-Markierung ausgebildet (wobei ein Zeichen, Buchstabe oder Bild durch Bestrahlung mittels Laser gezeichnet wird, indem eine Änderung des Oberflächenzustands in einem Punkt der Bestrahlung bewirkt wird). Hier ist das Hart 52 ein schwarzes Harz und das Harz 53 ein weißes Harz, die beide eine schwarze Farbe annehmen, wenn sie durch einen Laser bestrahlt werden.
Nach den Fig. 5 und 6 wird die fingerhutartige Buchse 61 durch ein Zweifach-Spritzgußverfahren mittels zweier Arten von Harz 62 und 63, die unterschiedliche Farben haben, in zylindrischer Form ausgebildet. Genauer gesagt, wird aus dem Harz 62 ein zylindrisches Basisrohr 64 mit Maßmarkierungen 65, die in vorbestimmten Abständen auf der Umfangsfläche des Endteils des Basisrohrs 64 vorstehen, und aus dem Harz 63 eine äußere Haut 66, die die Außenseite des Basisrohrs 64, bis auf die Markierungen 65, abdeckt, geformt. Auf der äußeren Haut 66 werden in Übereinstimmung mit den Maßmarkierungen 65 in vorbestimmten Abständen durch Laser-Markierung Zahlen 67 ausgebildet. Hier ist das Harz 62 schwarz und das Harz 63 weiß. Sie werden beide schwarz, wenn sie mit einem Laser-Strahl bestrahlt werden.
Die die äußere Hülse 51 bildenden Harze 52, 53 und die die fingerhutartige Buchse 61 bildenden Harze 62, 63 müssen daher nicht die gleiche hohe Steifheit wie das den Hauptkörper 11 bildende Harz 13 haben, vielmehr ist ein Harz erwünscht, das eine hohe Wärmebeständigkeit, geringe Entflammbarkeit und hohe Chemikalienbeständigkeit aufweist.
Nachstehend wird das Feststellungsverfahren beschrieben.
Zunächst werden die äußere Hülse 51 und die fingerhutartige Buchse 61 geformt.
Wenn die äußere Hülse 51 geformt wird, wird nach Fig. 8 ein primärer Formling 58, der das zylindrische Basisrohr 54 und die nach außen mit einer vorbestimmten Teilung entlang der Axialrichtung auf der äußeren Umfangsfläche des Basisrohrs 54 vorstehenden Maßmarkierungen aufweist, mittels dreier Formwerkzeugteile 201, 202 und 203, wie sie in Fig. 7 dargestellt sind, geformt.
Die Formwerkzeugteile 201 und 202 sind mit halbkreisförmigen konkaven Teilen 204, 205 und einem Harzeinfülloch 206 versehen. Das Formwerkzeugteil 203 hat einen Kern 207, der vor den konkaven Teilen 204 und 205 mit einem vorbestimmten Spiel angeordnet wird. Wenn diese Formwerkzeugteile 207, 202 und 203 zusammengesetzt sind, ergibt sich ein Ringraum zwischen den konkaven Teilen 204, 205 und dem Kern 207. In dem konkaven Teil 204 ist eine Nut 208 zur Formung der Maßmarkierungen 55 vorgesehen. Wenn daher die drei Formwerkzeugteile 201, 202 und 203 zusammengesetzt sind, wird Harz 52 durch das Harzeinfülloch 206 eingefüllt. Wenn das Harz abgekühlt und ausgehärtet ist, werden die Formwerkzeugteile geöffnet, so daß der primäre Formling 58 mit den Maßmarkierungen 55 auf dem äußeren Umfang des Basisrohrs 54 entnommen werden kann.
Als nächstes wird mittels der drei Formwerkzeugteile 211, 212 und 213, die in Fig. 9 dargestellt sind, die äußere Haut 56 auf der Außenseite des Basisrohrs 54, ausgenommen die Maßmarkierungsteile 55, geformt, wie es in Fig. 10 dargestellt ist.
Die Formwerkzeugteile 211 und 212 sind mit halbkreisförmigen konkaven Teilen 214, 215 und einem Harzeinfülloch 216 versehen, und auf der Außenseite des Formwerkzeugteils 213 ist ein Kern 217 ausgebildet, der in den primären Formling 58 paßt, so daß zwischen den konkaven Teilen 214, 215 und dem primären Formling 58 ein Rin graum gebildet wird, wenn die Formwerkzeugteile 211, 212 und 213 zusammengesetzt werden. Wenn daher die drei Formwerkzeugteile 211, 212 und 213 zusammengesetzt sind, wird das Harz 53 durch das Harzeinfülloch 216 eingefüllt und das Formwerkzeug nach Abkühlung und Aushärtung des Harzes 53 geöffnet, so daß sich ein sekundärer Formling 59 ergibt, bei dem die äußere Haut 56 auf der Außenseite des Basisrohrs 54, bis auf die Maßmarkierungen 55, ausgebildet ist.
Als nächstes werden die Zahlen 57 auf der äußeren Haut 56 des sekundären Formlings 59 mittels Laser-Markierung ausgebildet. Zur Ausbildung der Zahlen wird ein Laserstrahl auf die äußere Haut 56 gerichtet, wobei zuvor eine Maske mit den darin ausgebildeten Zahlen aufgebracht wird. Dann werden die Zahlen 57 durch Änderung der Farbe des bestrahlten Teils in Schwarz ausgebildet, um die äußere Hülse 51 zu bilden.
Um die fingerhutartige Buchse 61 mittels der drei Formwerkzeugteile 221, 222 und 223, die in Fig. 11 dargestellt sind, zu formen, wird ein primärer Formling 68 geformt, der das zylindrische Basisrohr 64 und die Maßmarkierungen 65 aufweist, die auf der äußeren Umfangsfläche des Basisrohrs 64 in vor bestimmten Abständen gemäß Fig. 12 vorstehen.
Die Formwerkzeugteile 221 und 222 sind mit halbkreisförmigen konkaven Teile 224, 225 und einem Harzeinfülloch 226 versehen. Das Formwerkzeugteil 223 ist mit einem Kern 227 versehen, der zwischen den konkaven Teilen 224 und 225 mit einem vorbestimmten Spiel angeordnet wird. Wenn die Formwerkzeugteile 221, 222 und 223 zusammengesetzt werden, ergibt sich ein Ringraum zwischen den konkaven Teilen 224, 225 und dem Kern 227. Und innerhalb der konkaven Teile 224 und 225 sind Maßmarkierungs-Formungsnuten 228 und 229 zur Bildung der Maßmarkierungen 65 ausgebildet. Wenn daher die drei Formwerk zeugteile 221, 222 und 223 zusammengesetzt sind, wird das Harz 62 durch das Harzeinfülloch 226 eingefüllt, und wenn das Harz 62 abgekühlt und ausgehärtet ist, wird das Formwerkzeug geöffnet. Danach kann der primäre Formling 68 mit den Maßmarkierungen 65 auf der äußeren Umfangsfläche des Basisrohrs 64 entnommen werden.
Als nächstes wird gemäß Fig. 14 die äußere Haut 66, mit Ausnahme der Maßmarkierungsteile 65, mittels der drei Formwerkzeugteile 231, 232 und 233 gemäß Fig. 13 auf der Außenseite des Basisrohrs 64 gebildet.
In den Formwerkzeugteilen 231 und 232 sind halbkreisförmige konkave Teile 234 und 235 mit zwei unterschiedlichen Durchmessern und einem Harzeinfülloch 236 ausgebildet, und an der Außenseite des Formwerkzeugteils 233 ist ein Kern 237 ausgebildet, der in den primären Formling 68 paßt, so daß ein zylindrischer Raum beziehungsweise Ringraum zwischen den konkaven Teilen 234, 235 und dem primären Formling 68 gebildet wird, wenn die Formwerkzeugteile 231, 232 und 233 zusammengesetzt werden. Wenn daher die drei Formwerkzeugteile 231, 232 und 233 zusammengesetzt worden sind, wird das Harz 63 durch das Harzeinfülloch 236 eingefüllt, und nach Abkühlung und Aushärtung des Harzes wird das Formwerkzeug geöffnet, wonach ein sekundärer Formling 69 mit der auf der Außenseite des Basisrohrs 64, mit Ausnahme der Maßmarkierungen 65, ausgebildeten äußeren Haut 66 entnommen werden kann.
Als nächstes werden die Zahlen 67 auf der äußeren Haut 66 des sekundären Formlings 69 durch Laser-Markierung ausgebildet. Zur Ausbildung der Zahlen wird der Laserstrahl auf die äußere Haut 64 durch eine Maske hindurch gerichtet, die auf dem Formling 69 aufgebracht und mit Zahlen versehen wurde. Die Zahlen 67 werden durch Änderung der Farbe des bestrahlten Teils in Schwarz geändert, um die fingerhutartige Buchse 61 zu bilden.
Zur Herstellung des Mikrometers werden die beiden Gestellelemente 14a und 14b durch Ausstanzen und Biegen eines Metallblechs gebildet und übereinander angeordnet, um sie so einteilig zu verbinden, daß der konvexe Teil 17A in den konkaven Teil 18A passend eingesetzt wird und der konvexe Teil 17B passend in den konkaven Teil 18B eingesetzt wird. Dann werden die halbzylindrischen Teile 15A und 15B, 16A und 16B der Gestellelemente 14A und 14B zusammengesetzt, um den Halteteil 15 für den Gegenzapfen und den Halteteil 16 für die innere Hülse zu bilden. Danach können der Gegenzapfen 21 und der Einsatz-Zylinderteil 32 der inneren Hülse 31 durch den Gegenzapfen-Halteteil 15 und den Innenhülsen- Halteteil 16 hindurch eingesetzt werden.
Danach wird das auf diese Weise hergestellte Gestell 12 in den Hohlraum des Formwerkzeugs als Einsatzteil eingesetzt, und danach wird das Harz 13 in den Hohlraum gefüllt. Das in den Hohlraum eingefüllte Harz 13 bedeckt die äußere Oberfläche des Gestells 12 und strömt gleichzeitig in den Spalt zwischen dem Gegenzapfen- Halteteil 15 und dem Gegenzapfen 21 sowie in den Spalt zwischen dem Innenhülsen-Halteteil 16 und dem Einsatzzylinderteil 32 der inneren Hülse 31 (siehe Fig. 1). Danach sind das Gestell 12, der Gegenzapfen 21 und die innere Hülse 31 einstückig miteinander verbunden.
Als nächstes wird die äußere Hülse 51 auf der Außenseite der inneren Hülse 31 angeordnet und befestigt, während die Spindel 41 in die innere Hülse 31 eingeführt und der Gewindeteil 42 der Spindel 41 mit dem Innengewinde 38 der inneren Hülse 31 verschraubt wird. Hierbei wird der Spielraum zwischen der Spindel 41 und der inneren Hülse 31 mittels der Mutter 40 eingestellt. Dann wird die fingerhutartige Buchse 61 auf der Außenseite der äußeren Hülse 51 angeordnet, und dann werden die fingerhutartige Buchse 61 und die Spindel 41 mit der Sperrklinkenvorrichtung 71 vereinigt. Danach ist das Mikrometer fertig.
Da bei vorliegender Ausführungsform der Hauptkörper 11, der den Gegenzapfen 21 am einen Ende und die Spindel 41 am anderen Ende durch die innere Hülse 31 hindurch festhält, mit dem Gestell 12 durch Ausstanzen und Biegen einer Metallplatte hergestellt wird, ist es möglich, die Kosten und das Gewicht im Vergleich zu dem durch das herkömmliche Gießen hergestellten Gegenstand zu verringern, aber gleichzeitig die beim Messen erforderliche Steifheit und Genauigkeit gegenüber einer Änderung der Umgebungstemperatur einzuhalten. Es ist daher eine Verbesserung der Handhabbarkeit und Betätigbarkeit zu erwarten.
Da die äußere Hülse 51, die fingerhutartige Buchse 61 sowie der Hauptkörper 11 aus dem Harz 52, 53, 62 und 63 hergestellt werden, kann das Gewicht des gesamten Mikrometers verringert werden. Daher ist auch aus diesem Grund eine Vereinfachung der Handhabung und Betätigung zu erwarten. Da das Gewicht des Mikrometers darüber hinaus nicht teilweise, sondern insgesamt verringert wird, kann auch das Gewichtsgleichgewicht, das eine wichtige Eigenschaft bei der Benutzung eines Mikrometers ist, gut eingehalten werden.
Die äußere Hülse 51 und die fingerhutartige Buchse 61, einschließlich der Maßmarkierungen 55 und 65, werden durch ein Zweifarben-Spitzgußverfahren aus zwei verschiedenfarbigen Harzen 52, 53 und 62, 63 geformt, und dann werden die Skalen 57, und 67 durch das Laser- Markierungsverfahren ausgebildet. Daher können auch die Herstellung der äußeren Hülse und der fingerhutartigen Buchse vereinfacht und ihre Herstellungskosten verringert werden.
Da ferner die äußere Oberfläche des Gestells 12 mit dem Harz 13 im Spritzgußverfahren abgedeckt wird, wobei das Gestell 12 als Einsatz-Teil benutzt wird, wird die Wärme der Hand nicht direkt auf das Gestell 12 übertragen, wenn das Gestell 12 beim Messen mit der Hand erfaßt wird. Daher ist es möglich, den Einfluß der thermischen Ausdehnung durch die Wärme der Hand und gleichzeitig das Gewicht zu verringern.
Da außerdem die äußere Hülse 51 und die fingerhutartige Buchse 61 aus Harz 52, 53, 62 und 63 geformt sind, wird auch kaum Wärme der Finger auf die Spindel 41 übertragen, wenn die fingerhutartige Buchse 61 mit den Fingern gedreht wird. Daher ist es möglich, den Einfluß der thermischen Ausdehnung durch die Wärme der Hand zu begrenzen.
Da zur Herstellung des Gestells 12 die beiden Gestellteile 14A und 14B durch Stanzen und Biegen einer Metallplatte und das Übereinanderlegen der beiden Gestellteile gebildet wird, wird auch die Steifheit des Gestells 12 gesteigert. Daher läßt sich auch das Gestell leicht herstellen, da lediglich mehrere Bleche als Gestellelemente 14A und 14B mittels einer Stanzmaschine oder dergleichen ausgestanzt und übereinandegelegt zu werden brauchen.
Da ferner die konvexen Teile 17A, 17B an dem einen der Gestellelemente 14A und 14B und die konkaven Teile 18A, 18B an dem anderen der Gestellelemente 14A und 14B ausgebildet werden, lassen sich leicht zwei Gestellelemente 14A, 14B mit hoher Genauigkeit übereinander anordnen, indem sie einfach zusammengesteckt werden.
Da die halbzylindrischen Teile 15A, 15B, 16A und 16B an jedem Gestellelement 14A und 14B ausgebildet sind, können der Gegenzapfen-Halteteil 15 und der Innenhülsen- Halteteil 16 einfach durch Übereinanderlegen zweier Gestellelemente 14A und 14B gebildet werden.
Außerdem wird der Gegenzapfen 21 in den Gegenzapfen- Halteteil 15 und der Einsatzzylinderteil 32 der inneren Hülse 31 in den Innenhülsen-Halteteil 16 eingeführt. Da das Spritzgießen des Harzes 13 unter Verwendung dieser Konstruktion als Einsatzteil ausgeführt wird, können die obigen Teile durch das Harz 13 einstückig miteinander verbunden werden. Bei dieser Ausbildung kann die Steifheit des gesamten Systems gesteigert werden.
Da der erste kreisförmige Vorsprung 35, dessen Außendurchmesser nahezu gleich dem Innendurchmesser des Innenhülsen-Halteteils 16 des Gestells ist, die zweiten Vorsprünge 36a und 36b, deren Außendurchmesser kleiner als der Außendurchmesser des ersten kreisförmigen Vorsprungs 35 ist und die eine gerändelte äußere Oberfläche haben, und die kreisförmigen Gleitflächen 37a, 37b und 37c, deren Außendurchmesser kleiner als die Außendurchmesser der zweiten kreisförmigen Vorsprünge 36a und 36b sind, auf der Umfangsoberfläche des Einsatzzylinderteils 32 der inneren Hülse 31 vorgesehen sind, ist es möglich, die Position des Gestells 12 mittels des ersten kreisförmigen Vorsprungs 35 festzustellen und den Zusammenhalt in radialer Richtung mittels der zweiten kreisförmigen Vorsprünge 36a und 36b sowie den Zusammenhalt in Druckrichtung mittels der kreisförmigen Gleitflächen 37a, 37b und 37c sicherzustellen.
Obwohl das Gestell 12 auf zwei übereinander angeordneten Gestellelementen 14A und 14B ausgebildet ist, ist es auch möglich, das Gestell aus nur einem Gestellelement-Blech oder drei oder mehr Gestellelement-Blechen herzustellen.
Um erforderlichenfalls die Steifheit des Gestells 12 zu erhöhen, kann eine Rippe längs des äußeren peripheren Endteils jedes Gestellelements 14A und 14B ausgebildet sein.
Bei dieser Ausführungsform ist zwar die äußere Oberfläche des Gestells 12 mit dem Harz 13 abgedeckt, doch kann die Abdeckung mit dem Harz 13 entfallen oder das Gestell 12 mit einem Beschichtungsmittel beschichtet sein, das hitzebeständig, schwer entflammbar und chemikalienbeständig ist.
Bei dieser Ausführungsform werden zwar nach der Formung der äußeren Hülse 51 und der fingerhuthartigen Buchse 61, einschließlich der Maßmarkierungen 55 und 65, durch das Zweifarben-Spritzgießverfahren mittels zweier verschieden gefärbter Harze 52, 53, 62 und 63 die Zahlen 57 und 66 durch Laser-Markierung gebildet, doch können die Zahlen auch durch Entfernen der Teile der Zahlen 57 und 67 durch Bestrahlung mittels Laser oder die Maßmarkierungen 55 und 56 sowie die Zahlen 57 und 67 von Anfang an mittels der Harze 52 und 62, die zur Formung des Basisrohrs 54 und 64 verwendet werden, geformt werden.
Das heißt, es kann, wie die Fig. 15 und 16 zeigen, anstelle der Harze 53 und 63 für die äußere Haut 56, 66 der äußeren Hülse 51 und die fingerhutartige Buchse 61 ein Harz verwendet werden, das mittels eines Laserstrahls abgeschält beziehungsweise abgetragen werden kann, so daß der bestrahlte Teil durch Bestrahlung mittels des Laser-Strahls abgeschält beziehungsweise abgetragen wird und die schwarzen Harze 52, 53, die am Boden der Nut vorhanden sind, als Ziffern 57 und 67 erscheinen.
Alternativ können die Zahlen 57 und 67 sowie die Maßmarkierungen 55 und 65 gemäß Fig. 17 und Fig. 18 am äußeren Umfang der Basisrohre 54 und 64 der äußeren Hülse 51 und der fingerhutartigen Buchse 61 mittels der Harze 52 und 62 einstückig ausgebildet werden.
Bei obiger Ausführungsform sind die Maßmarkierungen 55, 65 und die Zahlen 57, 67 zwar schwarz und der Untergrund weiß, doch kann die Farbkombination auch umgekehrt sein. Wichtig ist, daß die Farben eine Unterscheidung der Maßmarkierungen 55, 65 und der Zahlen 52, 62 ermöglichen und die Kombination der Farben optimal ist.
Bei obiger Ausführungsform sind die äußere Hülse 51 und die fingerhutartige Buchse 61, die Formwerkzeugteile zur Formung der primären Formlinge 58, 68 und die Formwerkzeugteile zur Formung der sekundären Formlinge 59, 69 getrennt hergestellt. Doch können die primären Formlinge 58, 68 und die sekundären Formlinge 59, 69 auch durch Verschiebung oder Verdrehung der beweglichen Formwerkzeuge gebildet werden, indem die beiden beweglichen Formwerkzeuge an den beiden feststehenden Formwerkzeugen in der richtigen Reihenfolge angebracht werden.
Bei obiger Ausführungsform werden die äußere Hülse 51 und die fingerhutartige Buchse 61 im Zweifarben- Spritzgußverfahren mit zwei Arten von Harzen 52, 53, 62, 63 mit zwei verschiedenen Farben hergestellt. Alternativ kann jedoch nur eine, das heißt entweder die Hülse 51 oder die fingerhutartige Buchse 61, im Zweifarben-Spritzgußverfahren hergestellt werden.
Bei dem erfindungsgemäßen Mikrometer ist wenigstens entweder die äußere Hülse oder die fingerhutartige Buchse aus dem Basisrohr gebildet, das aus dem ersten Harz mit radial nach außen auf seiner äußeren Umfangsfläche in vorbestimmten Abständen vorstehenden Maßmarkierungen und der äußeren Haut hergestellt ist, die die äußere Umfangsfläche des Rohres mit Ausnahme der Maß markierungen abdeckt, die aus dem zweiten Harz mit der anderen Farbe als das erste Harz gebildet sind, so daß es möglich ist, die Herstellungskosten und das Gewicht im Vergleich zu herkömmlichen Mikrometern zu senken.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Herstellung des zylindrischen Bauteils für ein Mikrometer wird, nachdem ein primärer Formling mit einem Basisrohr und aus dessen äußerer Umfangsfläche vorstehenden Vorsprüngen aus dem ersten Harz hergestellt ist, eine äußere Haut aus dem zweiten Harz mit der anderen Farbe als die des ersten Harzes ausgebildet, indem die Außenseite des Basisrohrs, mit Ausnahme der Maßmarkierungen, abgedeckt wird und dann die Zahlen durch Bestrahlung der äußeren Haut mittels eines Laser-Strahls gebildet werden. Dadurch werden die Herstellungskosten und das Gesicht im Vergleich zu dem herkömmlichen Verfahren der Herstellung eines zylindrischen Bauteils für ein Mikrometer, wie einer äußeren Hülse oder einer fingerhutartigen Buchse, gesenkt.

Claims

1. Mikrometer mit einem Hauptkörper (11), der an seinem einen Endteil einen Gegenzapfen (21) festhält und an seinem anderen Endteil eine durch eine innere Hülse (31) hindurch zum Gegenzapfen (21) hin und von diesem weg bewegbare Spindel (41) aufweist, wobei eine äußere Hülse (51) die Außenseite der inneren Hülse (31) abdeckt und daran befestigt ist und eine fingerhutartige Buchse (61), die auf der Außenseite der äußeren Hülse (51) mit der Hülse (41) zu einer Einheit derart verbunden ist, daß sich die Buchse (61) dreht, wobei die äußere Hülse (51) mit Maßmarkierungen (55) und Zahlen (57) auf der äußeren Umfangsfläche in Axialrichtung und die Buchse (61) mit Maßmarkierungen (65) und Zahlen (67) auf ihrer äußeren Umfangsfläche versehen ist, wobei die äußere Hülse (51) und/oder die Buchse (61) ein Basisrohr (54, 64) aufweist, das aus einem ersten Harz geformt und mit Maßmarkierungen (55, 65) versehen ist, die auf deren Umfangsoberfläche in vorbestimmten Abständen nach außen vorstehen, und eine äußere Haut (56, 66), die aus einem zweiten Harz mit einer anderen Farbe als die des ersten Harzes geformt ist und die äußere Umfangsfläche des Basisrohrs (54, 64), bis auf die Maßmarkierungen (55, 65), abdeckt, und die Zahlen (57, 67) neben den Maßmarkierungen (55, 65) ausgebildet sind.

2. Mikrometer nach Anspruch 1, bei dem das zweite Harz ein Harz ist, das seine Farbe bei Bestrahlung mit einem Laser-Strahl ändert, und bei dem die Zahlen (57; 67) aus einer verfärbten Schicht aus dem zweiten Harz geformt sind und die Farbe der verfärbten Schicht durch Bestrahlung mittels eines Laserstrahls geändert ist.

3. Mikrometer nach Anspruch 1, bei dem das zweite Harz ein Harz ist, das durch Bestrahlung mittels eines Laser-Strahls abschälbar ist, und bei dem die Zahlen (57, 67) durch einen Schlitz geformt sind, der durch Abschälen des zweiten Harzes durch die Bestrahlung mittels, des Laser-Strahls ausgebildet ist.

4. Mikrometer nach einem der vorstehenden Ansprüche 1 bis 3, bei dem das Basisrohr (54, 64) mit den Zahlen (57, 67) zusammen mit den Maßmarkierungen (55, 65), die aus dem ersten Harz nach außen vorstehend ausgebildet sind, versehen ist und bei dem die äußere Umfangsfläche des Basisrohrs (54, 64), mit Ausnahme der Markierungen (55, 65) und der Zahlen (57, 67), mit der äußeren Haut (56, 66) abgedeckt ist.

5. Mikrometer nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei dem der Hauptkörper (11) ein Gestell (12) auf weist, das durch einen Biegevorgang aus einer Metallplatte in eine vorbestimmte Form gebogen ist, und bei dem das Gestell (12) mit einem Gegenzapfen-Halteteil (15) zum Festhalten des Gegenzapfens (21) an seinem einen Ende und mit einem Innenhülsen-Halteteil (16) zum Festhalten der inneren Hülse (31) an seinem anderen Ende versehen ist, wobei der Gegenzapfen- Halteteil (15) und der Innenhülsen-Halteteil (16) jeweils durch einen Biegevorgang geformt sind.

6. Verfahren zum Herstellen eines zylindrischen Bauteils für ein Mikrometer mit Maßmarkierungen (55, 65) und Zahlen (57, 67) auf der äußeren Umfangsflache eines Basisrohrs (54, 64) entlang der Axialrichtung, wobei das Verfahren die folgenden Schritte aufweist:

das Formen eines primären Formlings (58, 68) aus einem ersten Harz, wobei der primäre Formling (58, 68) das Basisrohr (54, 64) und die Markierungen (55, 65), nach außen auf der äußeren Umfangsfläche des Basisrohrs (54, 64) vorstehend und in der Axialrichtung in vorbestimmten Abständen angeordnet, aufweist;

das Ausbilden einer äußeren Haut (56, 66) aus einem zweiten Harz zur Abdeckung der Außenseite des Basisrohrs (54, 64), mit Ausnahme der Maßmarkierungen (55, 65), wobei das zweite Harz eine andere Farbe als das erste Harz aufweist; und

die äußere Haut durch einen Laser-Strahl bestrahlt wird, um die Zahlen (57, 67) darauf auszubilden.

7. Verfahren zur Herstellung des zylindrischen Bauteils eines Mikrometers nach Anspruch 6, bei dem das zweite Harz ein Harz ist, das seine Farbe durch Bestrahlung mittels eines Laser-Strahls ändert und bei dem das zweite Harz mittels eines Laser-Strahls bestrahlt wird, um seine Farbe auf dem bestrahlten Teil zu ändern, so daß die Zahlen (57, 67) durch die verfärbte Schicht gebildet werden.

8. Verfahren nach Anspruch 6, bei dem das zweite Harz ein Harz ist, das durch Bestrahlung mittels eines Laser-Strahls abschälbar ist, und bei dem ein Laser-Strahl auf das zweite Harz gerichtet wird, um den bestrahlten Teil des zweiten Harzes abzuschälen und die Zahlen (57, 67) durch dabei gebildete Schlitze zu bilden.

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 8, bei dem das zylindrische Bauteil eine äußere Hülse (51) ist.

10. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 8, bei dem das zylindrische Bauteil eine fingerhutartige Buchse (61) ist.