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Meßgerät Die Erfindung hat ein Meßgerät zum Gegenstand, dessen besondere
Ausbildung es gestattet, die drei hauptsächlichsten Arten von Messungen, nämlich
Außenmessungen, Innenmessungen und die Messung von Bohrungen mit ein und demselben
Gerät, gegebenenfalls unter Verwendung von Zusatzeinrichtungen, vorzunehmen.
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Zu diesem Zweck wirkt eine Schubstange, die mittels eines Hohlarms
abnehmbar an das Gehäuse einer Meßuhr angesetzt ist, mit ihrem einen Ende auf das
Ubertragungswerk der Meßuhr ein, während ihr anderes Ende einem Schaltnocken anliegt,
der auf der Achse eines schwenkbaren Fühlers sitzt.
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Die Zeichnung zeigt schematisch und bei spielhaft eine Ausführungsform
des Erfindungsgegenstands sowie einige Hilfseinrichtungen, die in Verbindung mit
dem neuartigen Meßgerät benutzt werden können.
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Fig. I zeigt in Ansicht ein Meßgerät des Pumpentyps, das mit einem
erfindungsgemäßen Zusatzgerät ausgerüstet ist; Fig. 2 veranschaulicht in größerem
Maßstab einen Längsschnitt durch das Hilfsgerät, während Fig. 3 in noch größerem
Maßstab einen Schnitt durch die Lagerung eines Fühlers wiedergibt; Fig. 4 zeigt
im Längsschnitt ein Zusatzgerät zur Messung von Innendurchmessern, während
Fig.
5 eine ii:h abildliche Darstellung hierzu wiedergibt; Fig. 6 zeigt im Querschnitt
eine Einzelheit zu Fig. 4 und 5; Fig. 7 zeigt eine Teilansicht eines mit Zusatzgerät
ausgerüsteten Meßgeräts; Fig. 8 gibt in einem Teilschnitt die VerbindllHg eines
Fühlers mit dem Pumpenstiel eines Meßgerfits wieder; Fig. g veranschaulicht eine
Einzelheit zu Fig. bis 6.
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Die Einrichtung nach den Fig. I bis 3 der Zeiehnung weist einen Fühler
I auf, der mit geringer Reibung auf einer Achse 2 sitzt. Zu diesem Zweck ist er
mit einer Nabe 3 versehen; die mit leichter Reibung auf dem Zapfen 4 der Achse 2
drehbar ist. Um die Montage zu erleidbtern und die axiale Stellung des Fühlers auf
der Achse 2 zu fixieren, zeigt der Zapfen 4 eine Einkerbung 5, in welche das Material
der Nabe 3 eingedrückt ist, was leicht durch Einpressen einer Vertiefung 6 in die
Nabe erreicht werden kann. Auf diese Weise gestattet es die in die Kerbe 5 eingedrückte
Masse, einerseits die Größe der Reibung zu bestimmen und andererseits die Nabe 3
in ihrer axialen Stellung auf der Achse+2 ç sichern.
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Die Achse 2 trägt, fest mit sich verbunden, einen Nocken 7 und weist
an jedem Ende eine konische Einsenkung 8 auf, in welche die konischen Enden g von
Schrauben IO greifen, die in Seitenwänden II einer am Ende eines Arms -13 vorgesehenen
Aussparung 12 sitzen. Auf diese Welse kann-der Benutzer durch Regelung der Stellung
der Schrauben IO stets eine freie Drehung der Achse 2 ohne unerwünschtes Spiel sicherstellen.
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Der Arm I3. weist eine axiale Durchbohrung 14 auf, welche in die
Aussparung 12 mündet und in der eine Schubstange 15 untergebracht ist, deren Kopf
16 mit dem Profil des Nockens 7 in elastischer Weise Kontakt häl. Das andere Ende
der Schubstange 15 wirkt über ein Ubertragungsorgan auf das Meßaggregat des Geräts
ein. Zu diesem Zweck greift der Fuß der Schubstange 15 an einen Bolzen I7 an, der
in einer im Innern des Gehäuses 20 vorgesehenen Führung I8 gleitet. Dieser Bolzen
I7 betätigt ein Zahnsegment I9, das um einen festen Zapfen 21 des Meßgerätes schwingen
kann und mit einer normalerweise durch die Zahnstange 23 der Pumpe 24 betätigten
Ritzel 22 im Eingriff steht. Das Ritzel nimmt seinerseits über ein Zahnrad 26 und
ein Ritzel 27 die nicht dargestellte Achse des vor einer Skala sich bewegenden Zeigers
des Meßgerätes mit.
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Die beschriebene Einrichtung arbeitet wie folgt: Wenn der Arm 13
gemäß Fig. I am Gehäuse des Meßgerätes in Arbeitsstellung gebracht, d. h. in eine
mit Gewinde versehene Bohrung des Gehäuses eingesetzt ist, kommt der Fuß der Schubstange
15 mit dem Bolzen I7 in Berührung und drückt den letzteren entgegen der Wirkung
einer nicht dargestellten Rückzugsfeder der Pumpe24 leicht zurück. Die Einstellung
des Zeigers auf o wird dann für gewöhnlich durch eine Wi,nkelverdrehung der Skala
bewirkt Auf diese Weise ist der Kopf t6 -der Schubstange 15 in dauerndem Kontakt
mit dem Nocken 7, und zwar derart, daß eine Winkelverstellung des Fühlers unmittelbar
eine Verschiebung der Stange 15 entgegen der Rückzugsfeder der Pumpe hervorruft.
Die Winkelverstellung der Schubstange 15 wird durch das Ubertragungsorgan I7 und
19 auf das Meßaggregat .-der Vorrichtung derart übertragen, daß jeder Winkelstellung
des Fühlers I eine bestimmte Stellung des Zeigers gegenüber der Skala entspricht.
Es ist darauf hinzuweisen, daß der Kopf 16 der Schubstange 15 zwei Finger 28 aufweist,
die je im Kontakt mit einem der beiden Profile des Nockens 7 stehen. Auf diese Weise
ruft der Fühler stets die gleiche Verschiebung der Schubstange 15 hervor, welches
auch die Richtung seiner eigenen Verstellung sei. Im übrigen iibersteigt die meßbare
Amplitude der Fühlerverstellungen den Betrag von etwa I mm nicht, indem die axialen
Verschiebungen der Schubstange I5 durch den Anschlag einer Schulter 29 an den Boden
30 der Aussparung I2 begrenzt werden.
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Dagegen ist der Fühler I in bezug auf den Arm I3 verstellbar; indem
nämlich seine Nabe 3 nur mit leichter Reibung auf die Achse 2 aufgesetzt ist, hat
der Benutzer die Möglichkeit, beim Anschlag der Schulter 29 gegen den Boden 30 die
Nabe gegenüber der Achse 2 zu verdrehen, indem er einen genügenden Druck auf den
Fühler I ausübt, um die Reibung zwischen den Teilen 2 und 3 zu überbieten.
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Es ist klar, daß der im Zeichnungsbeispiel als ein einziges Teil
dargestellte Arm I3 aus mehreren Abschnitten bestehen kann, die aneinander geschraubt
sind und verschiedene Längen besitzen, so daß der Benutzer einen Arm I3 von für
die jeweilige Messung geeigneter Länge durch Aneinanderfügen entsprechender Abschnitte
herstellen kann.
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Das Ende des Arms I3 weist eine leicht konische Oberfläche 3I auf,
über welche die konische Innenfläche 32 eines in den Fig. 4 bis 6 dargestellten
Hilfsgeräts geschoben werden kann, das speziell zum Ausmessen von Bohrungsdurchmessern
bestimmt ist. Dieses Hilfsgerät besteht aus einem Kopf 33, der mit einem festen
Anschlag 34 von regelbarer Einstellung und mit einem beweglichen Anschlag 35 versehen
ist, wobei beide Anschläge auf der gleichen Achse liegen. Der Kopf 33 weist eine
Bohrung 36 auf, die senkrecht zur Achse der beiden Anschläge durch ihn hindurch
geht und auf einem Teil ihrer Länge erweitert ist und einen konischen Einlaß 32
aufweist.
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Der feste Anschlag 34 wird durch eine Schraube gebildet, die einen
geballten Kopf aufweist und in eine Schraubenmutter 37 eingesetzt ist, die ihrerseits
mit Außengewinde versehen in eine Bohrung 38 des Kopfes 33 senkrecht zur Bohrung
36 eingesetzt ist. Die Bohrung 38 verläuft teils im Kopf 33 und teils in einem Stück
62, das sich ohne Spiel in einer Ausnehmung 63 des Kopfs 33 parallel zur Bohrung
36 verschieben kann. Eine Halter schraube 39, die koaxial zur Ausnehmung 63 in
einer
Gewindebohrung sitzt und deren Ende auf das Stück 62 einwirken kann, gestattet es,
die axiale Stellung der Mutter 37 in der Bohrung 38 zu fixieren. Der Benutzer kann
die Schraube 34 auch ganz entfernen und sie in die Gewindebohning eines in die Mutter
37 einzusetzenden Verlängerungsstücks 40 (Fig. 9) einschrauben. Dieses letztere
Verlängerungsstück kann ersichtlich auch durch einen oder mehrere Ansätze verschiedener
Länge gebildet werden, um so nach Wunsch und Bedarf die Länge des Ansatzes 40 zu
bestimmen.
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Es ist zu diesem Zweck vorteilhaft, daß das kleinste Ansatzstück kürzer
gehalten wird als der Betrag der möglichen Axialverschiebung der Mutter 37 in der
Bohrung 38, während die Längenunterschiede zwischen zwei Ansätzen vorzugsweise gleich
der Länge des kleinsten Ansatzes gehalten werden.
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Der bewegliche Kontakt 35 besteht aus einem Zapfen, der mit einem
in einer zylindrischen Einsenkung 41 des Kopfstücks 33 geführten Kopf versehen ist.
Eine Anschlagplatte 42, die dem Kopf gegenüber an Zapfen vorgesehen ist, hestimmt
durch ihr Anliegen an der Wand der Bohrung 36 die Ruhestellung des beweglichen Kontakts.
Eine Feder43, die sich auf den Boden der Einsenkung 4I abstützt und gegen den Kopf
des beweglichen Anschlags wirkt, ist bestrebt, diesen in der Ruhestellung zu halten.
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Wenn der Kopf 33 auf den Arm 13 montiert wird, legen sich die konischen
Flächen 31 und 32 aneinander an und halten so die Bohrung 36 in koaxialer Stellung
zum Arm 13 und damit zur Schubstange 15. Die axiale Stellung von Kopf und Arm zueinander
ist so, daß das kugelige Ende des Fühlers 1 auf einer Achse liegt, die durch den
beweglichen und unheweglichen Kontakt läuft. Wenn man also den Durchmesser einer
Bohrung messen will, genügt es, den Kopf 33 in deren Inneres einzuführen, wobei
man vorah den Abstand a zwischen den Außenflächen der beiden Anschläge auf einen
Wert einstellt, der etwas größer als derjenige der Bohrung ist. Wenn dann der bewegliche
und der feste Anschlag an der Wandung der Bohrung anliegen, wird der bewegliche
Kontakt entgegen der Feder 43 zurückgedrückt, und seine Anschlag platte42, die mit
dem Kugelteil des Fühlers 1 in Kontakt steht, betätigt den letzteren. Der DurchmesserderBohrung
entspricht dann dem Maß a verringert um den Ausschlag des Zeigers des Meßgeräts.
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Der Kopf 33 ist schließlich noch mit einer Vorrichtung versehen,
die es gestattet, ihn selbsttätig in der Bohrung zu zentrieren. Diese Zentriervorrichtung
besteht aus einem Bügel 44, der um zwei koaxiale und zur Achse der beiden Kontakte
und der Bohrung 36 senkrechte Zapfen 45 schwingen kann. Der Bügel 44 greift in einen
Einschnitt 46 ein, dessen Boden kreisförmig ist und auf dessen Ende sich eine Blattfeder
47 abstützt. Im übrigen weist der Bügel zwei seitliche Arme auf, die je einen Ansatz
48 aufweisen und durch eine mit einem Vorsprung versehene Brücke verbunden sind.
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Die Zentriervorriclltullg arbeitet wie folgt: Wenn der Kopf 33 in
eine Bohrung eingeführt wird, stützt er sich auf deren Wände durch Anschlag des
festen Kontakts und der beiden Ansätze 48 derart ab, daß der Bügel 44 in den Einschnitt
46 entgegen der Feder eingedrückt wird. Unter der Wirkung dieser Feder wird dann
der Kopf 33 eine Stellung einzunehmen versuchen, in welcher die Feder 47 gespannt
ist. Diese Stellung entspricht aber derjenigen, in welcher der Kopf zentriert ist.
Die Zentriervorrichtung erleichtert offenbar in beträchtlicher Weise die exakte
Messung einer Bohrung, denn wenn der Benutzer den Meßkopf in der Bohrung hin und
her bewegt, fühlt er sofort, wo die beiden Ansätze 48 und der feste Kontakt in Berührung
mit der Innenwandung der Bohrung sind, d. h. er ermittelt ohne weiteres die Stellung,
in welcher die Achse der beiden Kontakte sich in einem Durchmesser der Bohrung befindet.
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Bei der Ausführungsform der Erfindung gemäß Fig. 7 weist das Meßgerät
keine Pumpe auf. Sein gehäuse 20 besitzt lediglich eine mit Gewinde versehene Bohrung,
in welche der Arm I3 mit der Schubstange 15 eingesetzt wird, welch letztere über
ein Übertragungsorgan auf das Meßaggregat des Geräts einwirkt. Die Schubstange 15
wirkt im Zeichnungsbeispiel auf einen Bolzen 17 ein, der sich in der am Gehäuse
20 festen Führung I8 axial verstellen läßt. Der Bolzen I7 seinerseits betätigt ein
Zahnsegment I9, das bei 21 schwenkbar gelagert ist und mit einem Ritzel 22 kämmt.
Das letztere ist fest mit einem Zahnrad 26 verbunden, das seinerseits durch Zahnräder
mechanisch mit dem Ritzel 27 verbunden ist, dessen Achse den Zeiger 64 trägt, der
sich vor der Skala 50 bewegt.
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Um Meßfehler zu vermeiden und stets eine feste Berührung zwischen
der Schubstange 15 und dem Bolzen 17 zu gewährleisten, ist das Ende des letzteren
ballig geformt, während das Ende der Schubstange 15 eben ist. Naturgemäß ist es
vorteilhaft, auch zwischen den Enden der Abschnitte, welche die Schubstange 15 bilden
und in entsprechenden Abschnitten des Arms 13 untergebracht sind, Kontakte der gleichen
Art, d. h. eine Punktberührung, herzustellen.
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Fig. 8 veranschaulicht eine Ausführungsform der Erfindung für ein
Zusatzgerät, das es gestattet, den Fühler I des Arms 13 auf die Pumpe 24 des Meßgeräts
wirken zu lassen.
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Die Vorrichtung besteht aus einem Block 51, der mit einer den Pumpenschaft
24 aufnehmenden Bohrung 52 und mit einer Gewindebohrung 53 versehen ist, in welcher
ein Anschlußstück 54 für die Befestigung des Arms 13 angeordnet ist. Dieses Anschlußstück
ist mit einem Gewinde versehen, das in die Bohrung 53 geschraubt wird, und weist
andererseits eine Gewindebohrung 55 auf, in welche das mit Gewinde versehene Ende
des Arms I3 eingesetzt wird. In einer Axialbohrung des Stücks 54 gleitet ein Bolzen
56, welcher die mechanische Verbindung zwischen der Schubstange 15 und einem Übertragungsmechanismus
herstellt, welcher bei Verschiebung der Schubstange 15 die Pumpe 24 betätigt.
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Der tJbertragungsmec4anismus besteht seinerseits aus einem Hebel
57, der mit seinem einen Ende schwenkbar auf einer Achse 59 des Blocks 51 gelagert
ist, und weist eine Feder 58 auf, welche das andere Ende:des Hebels 57 mit.dem Ende
des Pumpenschafts 24 in Kontakt zu halten trachtet.
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Die Spannung der Feder 58 ist einstellbar, um die Wirkung einer Rückzugsfeder
der Pumpe mehr oder weniger ausgleichen zu können. Dies ist tatsächlich notwendig,
denn angesichts des sehr großen Übersetzungsverhältnisses des Hebels 57 müßten die
auf den Bolzen 56 zwecks Betätigung der Pumpe 24 entgegen deren Rückzugsfeder auszuübenden
Driicke viel zu groß sein und würden einen abnormalen Verschleiß und Meßirrtümer
hervorrufen.
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Der Block 5x ist schließlich noch mit einer Befestigungseirric!htung
versehen, die aus einer nicht dargestellten Stange besteht, welche in einer Bohrung
60 gleiten und in der gewünschten Stellung durch eine Klemmschraube 6I fixiert werden
kann.
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Wie aus der Zeichnung ersichtlich, sind die Achsen der Bdhrungen
52 irnd 53 zueinander senkrecht derart, daß das Meßgerät vertikal steht, wenn der
Arm I3 horizontal ist.
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Aus dem Vórstehenden und aus der Prüfung der Zeichnung kann sich
der Fachmann ohne weiteres über die vielfachen Vorzüge des Erfindungsgegenstands
Rechnung geben, und es ist klar, daß alle vorstehend beschriebenen Organe und Einrichtungen
ohne weiteres auch durch ihre mechanischen Aquivalenten ersetzt werden könnten.
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PATENONSPROCNE I. Meßgerät, dadurch gekennzeichnet, daß eine,Schubstange
(15,} mittels eines Hohlarms (13) abnehmbar an-das Gehäuse (20) einer Meßuhr angesetzt,
mit ihrem einen Ende über Schaltorgane (I7,I9 bzw. 56, 57) auf das Übertragungswerk
einwirkt und mit ihrem anderen Ende einem Schaltnocken (7)- anliegt, der auf der
Achse (2) eines schwenkbaren Fühlers (I) sitzt.