DE7004429U

DE7004429U - Bewegliche tragvorrichtung fuer mindestens ein zum messen von dimensionen eines gegenstandes dienendes instrument.

Info

Publication number: DE7004429U
Application number: DE7004429U
Authority: DE
Inventors: Schaerer Willy
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1969-02-17
Filing date: 1970-02-09
Publication date: 1971-09-09
Also published as: DE2005823A1; CH493064A; GB1256992A; US3625467A

Description

Willy Schaerer_s Bern (Schweiz)

Bewegliche Tragvorrichtung für mindestens ein zum Messen von Dimensionen eines Gegenstandes dienendes Instrument

Messuhren und dergleichen Instrumente zum Messen von Dimensionen eines Gegenstandes müssen auf beweglichen Tragvorrichtungen montiert werden, wenn sie benützt werden zur Ausführung von Messungen unter solchen Bedingungen, dass der Taster nicht leicht abgehoben werden kann. Man hat schon versucht, bewegliche Tragvorrichtungen zu entwickeln, aber die erfüllten Resultate haben nicht befriedigt, weil diese Vorrichtungen die Ursache von bedeutenden Messfehlern sind; diese sind auf Deformationen zurückzuführen, welche sich in diesen Vorrichtungen während deren Montage oder während deren Benützung ergeben.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diese Nachteile zu beseitigen, wobei die bewegliche Tragvorrichtung es auch ermöglichen soll, das oder die daran angebrachten Messinstrumente rasch und ohne Schwierigkeiten in und ausser Gebrauchslage zu bewegen. Diese Aufgabe soll bei einer beweglichen

Tragvorrichtung für mindestens ein zum Messen von Dimensionen eines Gegenstandes dienendes Instruments mit einem Sockel, der eine Richtplatte trägt und an dem eine bewegliche Säule gehalten ist, wobei ein freiliegender Teil dieser Säule zylind risch ist und ein bewegliches Element trägt, v/elches mit Mitteln zum Positionieren mindestens eines besagten Messinstrumen tes in bezug auf die Richtplatte versehen ist, wobei dieses Element eine Ausbohrung hat und mittels eines Schiebelagers mit Käfig und vorgespannten Kugeln an dem freiliegenden zylindrischen Teil der Säule g:eradegeführt ist, dadurch gelöst werden., dass eine Buchse in der Ausbohrung des beweglichen Elementes eingesetzt und durch Kleben befestigt ist und eine perfekt glatte und zylindrische Innenoberfläche hat, die mit den Kugeln des Schiebelagers und dem freiliegenden Teil der Säule zusammenarbeitet, un eine perfekte Geradeführung des beweglichen Elementes auf diesem Säulenteil zu gewährleisten, und dass zur Steuerung der Bewegungen dieses Elementes in bezug auf die Säule ein Mechanismus vorhanden ist; zu dem eine Abstützung gehört, die aus mindestens zwei Hartmetallteilen gebildet ist ₃ wobei von den beiden miteinander in Berührung stehenden Flächen dieser beiden Hartmetallteile die eine plan und die andere sphärisch bombiert ist.

Beiliegende Zeichnung stellt ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes und eine Variante dieses Ausführungsbeispieles dar. Es zeigen:

Fig. 1 einen Aufriss der erfindungsgemässen Tragvorrichtung, teilweise im Schnitt, und

Fig. 2 einen teilweisen Aufriss und teilweisen Schnitt einer AusführungsVariante.

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Die in der Pig. 1 dargestellte Tragvorrichtung weist einen Sockel 1 auf, auf dem eine aus Marmor oder gehortetem Stahl bestehende Richtplatte 2 angebracht ist und der eine vertikale Bohrung 3 besitzt. In letztere ist der untere Teil ¹J einer Säule 5 eingesetzt, welcher Teil ein Gewinde mit z.B. quadratischem Profil besitzt. Ueber der Bohrung 3 ist ein Gewindering 6 angeordnet, dor mittels eines Nadelstützlagers 7 auf dem Sockel 1 abgestützt ist und dessen Innengewinde mit dem Gewinde des Säulenteiles '4 zusammenarbeitet. Dieser Teil 4 passt praktisch spielfrei in die Bohrung 3· Eine Arretiervorrichtung 8 von üblicher Bauart ist im Sockel 1 angeordnet und ermöglicht es, die Säule 5 im Sockel 1 zu blockieren.

Der obere Teil 9 der Säule 5 ist so bearbeitet, dass er einen perfekten Zylinder bildet. Dieser Teil 9 der Säule 5 trägt das bewegliche Element 10 der Tragvorrichtung. Dieses Element weist einen Körper 11 auf, an dem ein Arm 12 ausgebildet ist, der sich über die Richtplatte 2 hinweg erstreckt und an dessen freiem Ende ein Klemmauge 13 ausgebildet ist; dieses ist dazu bestimmt, eine Hessuhr oder ein elektronisches Dimensionsmess-Instruir.ent aufzunehmen. Der Körper 11 hat eine Ausbohrung, in welcher eine dünnwandige Buchse Ik aus gehortetem Stahl eingesetzt ist. Beim Einsetzen soll diese Buchse frei eingeschoben werden und am Körper 11 durch Kleben befestigt werfen; es kann hiezu beispielsweise das im Handel unter dem Namen ^!!Loctide^i! erhältliche Klebemittel verwendet werden. Die Innenoberfläche dieser Buchse Ik ist geschliffe und geläppt worden, so dass sie perfekt zylindrisch unu glatt ist. Sie dient als Lauffläche für vorgespannte Kugeln 15a eines Schiebelagers, ]J zu dem auch ein Käfig 15 gehört; mittels dieses Schiebelagers

ist das bewegliche Element 10 auf dem oberen Teil 9 der

Säule spielfrei geradegeführt. Ein geschlitzter Ring 16, der in eine entsprechende Nute des Säulenteiles 9 eingreift, dient dem Schiebelager als unterer Anschlag und er dient auch als Anschlag zur Begrenzung des Elementes 10 nach oben in Zusammenarbeit mit einer Unterlagsscheibe 17, die auf einem geschlitzten Ring 18 aufliegt, welcher in einer Nut der Buchse 14 eingesetzt ist.

Der obere Endteil 9 der Säule 5 hat ein zentrisches Sackloch 19j in welchem eine Kugel 20 aus Hartmetall eingesetzt ist. Mit dieser Kugel steht die glatte und plane Unterseite eines Zapfens 21 aus Hartmetall in Berührung, der zu einem Teil 23 gehört _Λ welcher entweder direkt oder mittels eines Nadellagers im oberen Teil des Sackloches 19 spielfrei geführt ist und in der Portsetzung einer Mikrometerschraube 22 liegt. Diese letztere arbeitet in einem Ring 23, der mittels Schrauben 24 am Körper 11 befestigt ist. Der obere Teil der Mikrometerschraube 22 ist an einer Betätigungstrommel 25 befestigt, die mit einem B^tätigungsgriff 26 versehen ist und einen Ring 27 trägt, der vorzugsweise mit einer Skala versehen ist. Eine Vorrichtung 23 mit fedorbelasteter Kugel, d?.e in der Trommel 25 untergebracht ist;, dient zur Kupplung des Ringes 27 mit der Trommel 25. Ein im unteren Teil mit zwei gegenüberliegenden Abflachungon versehener Stift 30 ist am Teil 23 befestigt und läuft in einer Sachbohrung im Oberteil 9 der Säule 5 um eine Drehung des Körpers 11 in bezug auf die Säule 5 zu verhindern. Eine Klemmvorrichtung 31 üblicher Bauart ist am oberen Teil dor Säule 5 befestigt und wirkt auf die Mikrometerschraube 22 ein.

Die beschriebene Tragvorrichtung arbeitet wie folgt: Man befestigt das Messinstrument im Auge 13 des beweglichen Elementes 10 und man dreht den Schraubring €_} um die Säule

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auf die gewünschte Höhe au bringen. Dann blockiert man die Säule 5 mittels der Arretiervorrichtung 8. Danach regliert man die Lage des Messinstrumentes, indem man mittels der Betätigungstrommel 25 auf die Mikrometerschraube 22 einwirkt. Durch Herauf- oder Herabschrauben dieser Mikrometerschraube 22 hebt oder senkt man den Körper 11 und ssmit den Arm 12. Auf diese Weise kann man das Messinstrument abheben., sobald die Messung vollzogen worden ist und man kann es wieder präzise in Arbeitslage bringen. Zu diesem Zweck sind die Teile 23 und 27 vorzugsweise mit Index bzw. Skala versehen und man kann auch von der Kugelarretierung 28 zusätzlich mit dieser Skala Gebrauch machen, um eine Null-Einstellung herbeizuführen. Man kann auch von Jeder Skala absehen und einzig die Kugelarretierung benützen, um diese Null-Einstellung herbeizuführen.

Die beschriebene Tragvorrichtung ist insbesondere nützlich, wenn es darum geht, Teile zu messen, die kein Abheben des Tasters des Messinstrumentes erlauben, denn es ist mit dieser Tragvorrichtung möglich, das Instrument abzuheben und es dann wieder in seine Nutzlage zu bringen praktisch ohne Fehler. Die Vorrichtung kann aber auch benützt werden zum Kontrollieren der Abnützung von bestimmten Messinstrumenten wie z.B. von Messuhren.

Dank der Tatsache, dass die Buchse 14 in der Ausbohrung des Körpers 11 durch Kleben befestigt ist, kann diese Buchse 11 dünnwandig sein und somit ohne Zwang und ohne Deformation

bei der Montage eingesetzt werden. Diese deformationslose \

Montage und uie Höchstpräzisions-Bearbeitung der Buchse Ik \ und der Welle 15 gewährleisten eine perfekte Führung durch das Schiebelager 15, dessen vorgespannte Kugeln 15a sich nicht deformieren; somit ist praktisch jede Gefahr eines

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Irrtums bei dem Abheben und wieder in Null-Stellung bringen des Körpers 11 beseitigt. Ausserdem kann die Bewegung des Körpers 11 samt dem Messinstrument beliebig oft wiederholt werden ohne Positionierfehler, weil sich die Buchse während dem Funktionieren der Vorrichtung nicht deformiert. Diese Resultate könnten nicht erreicht werden mittels einer in üblicher Weise eingesetzten Buchse, weil eine solche übliche Einsetzung Deformationen der Buchse nach sich ziehen, wobei diese Deformationen umso bedeutender sind wie die Buchse dünn ist.

Die Abstützung Hartmetall auf Hartmetall des Zapfens 21 auf der Kugel 20 ist besonders präzise, weil die Berührung zwischen einer Ebene und einer Kugel immer eine punktförmige ist und weil die aneiricmderliegenden Teile praktisch abnützungsfrei sind. Auch muss diese Abstützung nicht perfekt zentriert sein und sie muss auch nicht in der Achse des Apparates liegen, denn einerseits bleibt die Abstützung des flachen Teiles auf der Kugel genau, auch wenn eine deutliche Versetzung vorliegt, und weil andererseits die Präzision der Führung des Elementes 10 auf der Säule 5 mittels des Kugelschieb?lagers eine Dezentrierung der Kräfteinwirkung ermöglicht, ohne dass dabei die· Funktionseigenschaften der Tragvorrichtung beeinträchtigt v/erden.

Obwohl im gezeigten Beispiel die Säule vertikalachsig ist, könnte sie auch horizontal oder geneigt sein, wobei dann als Ersatz für die Schwerekraft eine Feder vorzusehen wäre, um das bewegliche Element gegen den Sockel hin zu bewegen.

Anstelle der Verstellung der Säule im Sockel durch Verschraubung könnte zum selben Zweck ein anderer Mechanismus vorgesehen sein, z.B. ein hydraulischer oder pneumatischer.

Ferner könnte die Anordnung Kugel 20 und Zapfen 21 umgekehrt werden, indem am unteren Ende der Mikrometerschraube eine Kugel gefasst wäre_s die auf einer flachen Fläche eines im Sackloch angeordneten Teiles aufliegen würde. Ferner könnte in einen wie im anderen Fall die Kugel durch einen Teil ersetzt werden, der mit einer Kugelkalotte versehen wäre; wichtig ist die Berührung zwischen einer kugeligen und einer planen Fläche, wobei das kugelige Element einen grossen Radius haben kann.

In einer nicht gezeigten Ausxührungsvariante könnte die Vorrichtung zwei parallele Kolonnen haben, die ein gemeinsames, bewegliches Element führen, das eines oder· mehrere Messinstrumente tragen würde, wobei sich unter den beiden Säulen eine Richtplatte befinden würde.

Die Steuerung des beweglichen Elementes könnte durch ein Digital-System bekannter Bauart ersetzt werden oder durch eine Anordnung, die beispielsweise eine oder mehrere Mikrometerschrauben aufweisen würde. Ferner könnte auch die Steuerung mittels Schraube durch eine solche mit hydraulischer oder pneumatischer Kolbon- und Zylindereinheit ersetzt werden, unter Beibehaltung einer Berührung zwischen einem kugeligen und einem planen Element. Um den Einfluss von Temperaturänderungen auf die Funktion der Tragvorrichtung auszuschalten, ist es möglich, die Berührungsstelle zwischen kugeliger und planer Oberfläche an eine Stelle anzuordnen, die auf gleicher Höhe liegt wie das Messinstrument. Die Fig. 2 veranschaulicht diese Anordnung. Man sieht, dass die Ausdehnung der Säule 32 und des oberen Teiles 33 des beweglichen I Elementes ohne Einfluss sind und dass für eine gegebene Temperaturänderung bei gleichen Ausdehnungskoeffizienter ^⁰** den Teile j die Längenänderung £ L an der Aufstützstolle 34

gleich derjenigen ist, die an dem Taster 35 des Messinstrumentes 36 auftritt, wenn die Niveaus L unter sich gleich
sind. Da die Wirkungen dieser Ausdehnungen auf das bewegliche Element und auf das Messinstrument immer einander entgegengesetzt sind j ergibt sich eine Kompensation der Ausdehnungen und die Temperaturänderungen sind somit ohne Wirkung auf die Messgenauigkeit der Tragvorrichtung. Natürlich kann auch in diesem Fall wieder die Anordnung der kegeligen Abstützung
auf einer planen Oberfläche umgekehrt werden gegenüber derjenigen, die in Fig. 2 gezeigt ist, d.h. der Teil mit kegeliger Fläche könnte am beweglichen Element und der Teil mit planer Oberfläche am Sockel vorgesehen sein.

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Claims

I Il I ■ 1 I 'I ■ · ItIl lit 11 I 1 fill I Il Il Ansprüche

1. Bewegliche Tragvorrichtung für mindestens ein zum Messen von Dimensionen eines Gegenstandes dienendes Instrument, mit einem Sockel, der eine Richtplatte trägt und an dem eine bewegliche Säule gehalten ist, wobei ein freiliegender Teil dieser Säule zylindrisch ist und ein bewegliches Element trägt, welches mit Mitteln zum Positionieren mindestens eines besagten Messinstrumertcs in bezug auf die Richtplatte versehen ist, wobei dieses Element eine Ausbohrung hat und mittels eines Schiebelagers mit Käfig und vorgespannten Kugeln an dem freiliegenden zylindrischen Teil der Säule geradegeführt ist, dadurch gekennzeichnet, dass eine Buchse (I¹O in der Ausbohrung des beweglichen Elementes eingesetzt und durch Kleben befestigt ist und eine perfekt glatte und zylindrische Innenoberfläche hat, die mit den Kugeln des Schiebelagers und dem freiliegenden Teil der Säule zusanunenarbeitet, um eine perfekte Geradeführung des beweglichen Elementes auf diesem Säulenteil zu gewährleisten, und dass zur Steuerung der Bewegungen dieses Elemtnes in bezug auf die Säule ein Mechanismus vorhanden ist, zu dem eine Abstützung gehört, die aus mindestens zwei Kartmetallteilen (19, 20) gebildet ist, wobei von den beiden miteinander in Berührung stehenden Flächen dieser beiden Hartmetallteile die eine plan und die andere sphärisch bombiert ist.

2. Bewegliche Tragvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Steuermechanismus mindestens eine Mikrometerschraube (22) Aufweist.

3. Bewegliche Tragvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Abstützung auf die Säulenachse zentriert ist.

¹I. Bewegliche Tragvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Abstützung neben der Säulenachse gelegen ist.

5. Bewegliche Tragvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet j dass die beiden aus Hartmetall bestehenden Teile der Abstützung gleichachsig angeordnet sind.

6. Bewegliche Tragvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die punktförmige Berührungsstelle zwischen den beiden Hartmetallteilen der Abstützung auf gleicher Höhe ist wie die Tastfläche des Messinstrumentes.

7. Bewegliche Tragvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass einer der Hartmetallteile der Abstützung fest mit dem beweglichen Element, der andere fest mit der Säule verbunden ist.

8. Bewegliche Tragvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass einer der Hartmetallteile der Abstützung fest mit dem beweglichen Element, der andere fest mit dem Sockel verbunden ist.

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9. Bewegliche Tragvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch ge kennzeichnet, dass die Buchse dünnwandig ist.

10. Bewegliche Tragvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch ge kennzeichnet _s dass die Buchse aus gehärtetem Stahl besteht .

11. Bewegliche Tragvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch ge kennzeichnet, dass die Inneroberfläche der Buchse geläppt ist.

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