DE9213399U1

DE9213399U1 - Vernier caliper

Info

Publication number: DE9213399U1
Application number: DE9213399U
Authority: DE
Original assignee: HSU MU-CHUAN YUNG KANG HSIANG TAINAN TW
Current assignee: HSU MU-CHUAN YUNG KANG HSIANG TAINAN TW
Priority date: 1992-10-06
Filing date: 1992-10-06
Publication date: 1992-11-26
Anticipated expiration: 2002-10-07

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Schublehre und im besonderen auf eine solche mit einfachem Aufbau für Innen-, Außen- und Tiefenmessungen. The invention relates to a caliper and in particular to one with a simple structure for internal, external and depth measurements.

Es sind verschiedene Schublehren bekannt und in großem Rahmen im Einsatz zur Messung des Innendurchmessers, der Tiefe einer Bohrung wie auch des Außendurchmessers eines Gegenstandes. Es sind auch Präzisionsschublehren bekannt, die mit einer Lehre verbunden sind oder einem elektronischen Meßgerät zum schnellen Ablesen von Messungen. Diese Schublehren sind zwar funktionell, jedoch normalerweise außerordentlich teuer. Dementsprechend kann sich nicht jeder Student oder Auszubildende eine Präzisionsschublehre kaufen.Various types of calipers are known and widely used to measure the inner diameter, the depth of a hole as well as the outer diameter of an object. Precision calipers are also known that are connected to a gauge or an electronic measuring device for quickly reading measurements. These calipers are functional, but usually extremely expensive. Accordingly, not every student or trainee can buy a precision caliper.

Der Erfindung liegt dementsprechend die Aufgabe zugrunde, eine Schublehre zur Verfügung zu stellen, die kostengünstig in ihrer Herstellung ist und sich in einer einfachen Weise montieren läßt. Des weiteren soll die Schublehre einen dauerhaften Gebrauch gestatten und Messungen mit einer hohen Präzision gewährleisten.The invention is therefore based on the object of providing a caliper that is inexpensive to manufacture and can be assembled in a simple manner. Furthermore, the caliper should allow long-term use and ensure measurements with a high degree of precision.

Gelöst wird diese Aufgabe gemäß der Erfindung durch die im Kennzeichen des Hauptanspruches angegebenen Merkmale, wobei hinsichtlich bevorzugter Ausgestaltungen auf die Merkmale der Unteransprüche verwiesen wird.This object is achieved according to the invention by the features specified in the characterizing part of the main claim, with reference being made to the features of the subclaims with regard to preferred embodiments.

Die Schublehre gemäß der Erfindung umfaßt als wesentliche Bestandteile eine Hauptskala, eine Feinmeßskala, die verschiebbar auf der Hauptskala gehalten ist für Innen- und Außenmessungen, einen Tiefenmeßstab, der an die Feinmeßskala angeschlossen ist und in einer Längsnut der Hauptskala ein- und ausschiebbar ist für die Tiefenmessung einer Bohrung sowie eine Lehre, die an die verschiebbare Feinmeßskala angeschlossen ist zur Anzeige der Messung, wobei die Hauptskala und die verschiebbare Feinmeßskala jeweils aus einem Flüssigkristallpolymeren über einen Injektionsformvorgang hergestellt sind. Gemäß einer bevorzugten .Ausführungsform der Erfindung umfaßt die verschiebbare Feinmeßskala zwei einander gegenüberliegende Federschienen, die in Längsrichtung auf der Innenseite gehalten sind und an der Hauptskala anliegen, um ein glattes und gleichmäßiges Verschieben der Feinmeßskala auf der Hauptskala zu gewährleisten. Des weiteren umfaßt die Lehre einen Zeiger, der sich über eine drehbare Welle auf einem Ziffernblatt dreht, um das Meßergebnis anzuzeigen, zwei Zahnradpaare, die an zwei Ritzel angeschlossen sind, welche mit einer Zahnstange an der Hauptskala kämmen und durch die verschiebbare Feinmeßskala angetrieben werden, um die Welle in Rotation zu versetzen. Durch den Betrieb der Zahnradpaare, der Ritzel und der drehbaren Welle kann die Präzisionstoleranz bei 0,02 mm gehalten werden.The caliper according to the invention comprises as essential components a main scale, a precision measuring scale which is slidably held on the main scale for internal and external measurements, a depth measuring rod which is connected to the precision measuring scale and can be pushed in and out of a longitudinal groove of the main scale for measuring the depth of a hole and a gauge which is connected to the movable precision measuring scale for displaying the measurement, whereby the main scale and the movable precision measuring scale are each made of a liquid crystal polymer via an injection molding process. According to a preferred embodiment of the invention, the movable precision measuring scale comprises two opposing spring rails which are held longitudinally on the inside and rest against the main scale in order to ensure a smooth and uniform displacement of the precision measuring scale on the main scale. The gauge further comprises a pointer that rotates on a dial via a rotating shaft to indicate the measurement result, two pairs of gears connected to two pinions that mesh with a rack on the main scale and are driven by the sliding precision measuring scale to rotate the shaft. Through the operation of the pairs of gears, the pinions and the rotating shaft, the precision tolerance can be kept at 0.02 mm.

Weitere Vorteile, Einzelheiten und erfindungswesentliche Merkmale ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform der ERfindung unter Bezugnahme auf die beigefügtenFurther advantages, details and features essential to the invention emerge from the following description of a preferred embodiment of the invention with reference to the attached

Zeichnungen. Dabei zeigen im einzelnen:Drawings. Showing in detail:

Figur 1 eine Explosionsdarstellung der erfindungsgemäßen Schublehre, Figur 2 eine Vorderansicht der Schublehre, Figur 3 eine Rückansicht der Schublehre,Figure 1 is an exploded view of the caliper according to the invention, Figure 2 is a front view of the caliper, Figure 3 is a rear view of the caliper,

Figur 4 eine Explosionsdarstellung des festen Zahnrades sowie des drehbaren Zahnrades eines jeden Zahnradpaares der Lehre gemäß der Erfindung,Figure 4 is an exploded view of the fixed gear and the rotating gear of each gear pair of the gauge according to the invention,

Figur 5 einen Schnitt durch die Zahnradpaare mit den hieran gehaltenen Ritzeln,Figure 5 shows a section through the gear pairs with the pinions held on them,

Figur 6 die Draufsicht in einem größeren Maßstab, die das Zahnrad auf der sich drehenden Welle zeigt, welches mit dem drehbaren Zahnrad eines jeden Zahnradpaares der Lehre kämmt,Figure 6 is a plan view on a larger scale showing the gear on the rotating shaft meshing with the rotating gear of each gear pair of the gauge,

Figur 7 eine weitere Vorderansicht der Schublehre unter Darstellung des Zahnrades auf der sich drehenden Welle, welches zwischen den beiden Zahnradpaaren der Schublehre kämmt,Figure 7 is another front view of the caliper showing the gear on the rotating shaft, which meshes between the two gear pairs of the caliper,

Figur 8 die Draufsicht auf ein Zahnrad auf der drehbaren Welle, welches zwischen den beiden Zahnradpaaren der Lehre kämmt, in größerem Maßstab undFigure 8 the top view of a gear on the rotating shaft, which meshes between the two gear pairs of the gauge, on a larger scale and

Figur 9 eine Draufsicht in einem größeren Maßstab, die die umgekehrten Drehrichtungen zwischen dem Zahnrad auf der sich drehenden Welle und jeweils einem Zahnradpaar der Lehre zeigt.Figure 9 is a plan view on a larger scale showing the reversed directions of rotation between the gear on the rotating shaft and each pair of gears on the gauge.

Die in den Zeichnungen wiedergegebene Schublehre mit dem erfindungsgemäßen Aufbau ist aus einem Flüssigkristallpolymeren (LCP) hergestellt und besteht aus einer Hauptskala 1, einer Feinmeßskala 2 sowie einer Lehre 3. Die Hauptskala 1 besitzt die Form einer länglichen Schiene mit zwei hierzu senkrecht stehenden Meßspitzen 11 und 12 an ihrem einen Ende, die sich in entgegengesetzte Richtung erstrecken, ein gezahnter Bereich 13 in der Mitte in Längsrichtung, Skalenunterteilungen 15 auf ihrer Vorderseite sowie eine Längsnut auf der Rückseite, die sich in Längsrichtung erstreckt. Die Meßspitze 11 bzw. 12 ist jeweils mit einer Edelstahlplatte 111 bzw. 121 versehen, um die Stabilität und Festigkeit zu erhöhen. Die Feinmeßskala 2 besitzt eine im wesentlichen gekrümmte Form mit zwei Meßspitzen 21 und 22, die den Meßspitzen 11 und 12 der HauptskalaThe caliper shown in the drawings with the structure according to the invention is made of a liquid crystal polymer (LCP) and consists of a main scale 1, a precision measuring scale 2 and a gauge 3. The main scale 1 has the shape of an elongated rail with two measuring tips 11 and 12 at one end that are perpendicular to it and extend in opposite directions, a toothed area 13 in the middle in the longitudinal direction, scale divisions 15 on its front side and a longitudinal groove on the back that extends in the longitudinal direction. The measuring tip 11 or 12 is each provided with a stainless steel plate 111 or 121 to increase stability and strength. The precision measuring scale 2 has a substantially curved shape with two measuring tips 21 and 22 that correspond to the measuring tips 11 and 12 of the main scale.

entsprechen, für die Innenmessung sowie die Außenmessung. Eine hinterschnittene Gleitausnehmung 23 ist in Längsrichtung auf ihrer Vorderseite ausgebildet, wodurch die Feinmeßskala 2 verschiebbar auf der Hauptskala 1 gehalten ist. Zwei Federschienencorrespond, for the internal measurement as well as the external measurement. An undercut sliding recess 23 is formed in the longitudinal direction on their front side, whereby the precision measuring scale 2 is held slidably on the main scale 1. Two spring rails

24 werden innerhalb der hinterschnittenen Gleitausnehmung 23 auf beiden einander gegenüberliegenden Seiten in Längsrichtung gehalten und liegen jeweils an der Hauptskala 1 an. Jede der Schienen 24 ist an eine Federplatte 241 angeschlossen, die an der inneren Wandung der hintersehnittenen Gleitausnehmung anliegt. Ein Schlitz 230 an der hinterschnittenen Gleitausnehmung 23 hält einen dünnen langen Tiefenmeßstab 25. Der Tiefenmeßstab24 are held longitudinally within the undercut sliding recess 23 on both opposite sides and each rests against the main scale 1. Each of the rails 24 is connected to a spring plate 241 which rests against the inner wall of the undercut sliding recess. A slot 230 on the undercut sliding recess 23 holds a thin long depth measuring rod 25. The depth measuring rod

25 ist in der Längsnut 14 der Hauptskala 1 aufgenommen und wird durch die Feinmeßskala 2 aus der Hauptskala 1 herausgeschoben bzw. hierein zurückgezogen. Die Meßspitzen 11 bzw. 12 der Feinmeßskala 2 sind ebenfalls mit einer Edelstahlplatte 221 bzw. 222 versehen, um die Stabilität und Festigkeit zu erhöhen.25 is accommodated in the longitudinal groove 14 of the main scale 1 and is pushed out of the main scale 1 or retracted into it by the precision measuring scale 2. The measuring tips 11 and 12 of the precision measuring scale 2 are also provided with a stainless steel plate 221 and 222, respectively, in order to increase stability and strength.

Die Lehre 3 umfaßt ein Gehäuse mit einer oberen Kappe 38 sowie einer unteren Kappe 381, die eine drehbare Welle 39 sowie zwei Zahnradpaare 31 und 32 halten und an der Hauptskala 1 sowie der Feinmeßskala 2 über eine Verbindungsplatte 37 gehalten sind. Die Verbindungsplatte 37 besitzt Auskerbungen 371 in einem Abstand um die periphere Umlaufkante zur Positionierung. Jedes Zahnradpaar oder 32 besteht aus einem festen Zahnrad 33 bzw. 35 und einem drehbaren Zahnrad 34 bzw. 36. Die bewegbaren Zahnräder 34 bzw. 36 besitzen Wellenstümpfe 341, 342 bzw. 361, 362, die auf zwei Federvorsprüngen 345, 344 bzw. 365, 364 ausgebildet sind und jeweils in Löcher 331, 332 bzw. 351, 352 an jedem festen Zahnrad 33 bzw. 35 eingreifen. Die drehbare Welle 39 durchgreift mit einem Ende eine Mittelöffnung 383 der oberen Kappe 38 und der unteren Kappe 381 und ist an einen Zeiger angeschlossen,der sich oberhalb eines Zifferblattes mit einer Meßskala zu drehen vermag. Das gegenüberliegende Ende durchgreift eine Mittelöffnung 373 der VErbindungsplatte 37 und in den Schlitz 230 der Feinmeßskala 2, während ein mittlerer Teil an ein (nicht dargestelltes) Zahnrad angeschlossen ist, das zwischen den beiden drehbaren Zahnrädern 34 und 46 kämmt. Die festen Zahnräder 33 bzw. 35 eines jeden Zahnradpaares 31 bzw. 32 sind mit einer Zahnradwelle 333 bzw. 353 versehen, die eine jeweiligeThe gauge 3 comprises a housing with an upper cap 38 and a lower cap 381 which hold a rotatable shaft 39 and two pairs of gears 31 and 32 and are held to the main scale 1 and the precision scale 2 via a connecting plate 37. The connecting plate 37 has notches 371 at a distance around the peripheral edge for positioning. Each gear pair or 32 consists of a fixed gear 33 or 35 and a rotatable gear 34 or 36. The movable gears 34 or 36 have shaft stubs 341, 342 and 361, 362, respectively, which are formed on two spring projections 345, 344 and 365, 364, respectively, and which engage in holes 331, 332 and 351, 352, respectively, on each fixed gear 33 or 35. The rotatable shaft 39 passes with one end through a central opening 383 of the upper cap 38 and the lower cap 381 and is connected to a pointer which can rotate above a dial with a measuring scale. The opposite end passes through a central opening 373 of the connecting plate 37 and into the slot 230 of the precision measuring scale 2, while a central part is connected to a gear (not shown) which meshes between the two rotating gears 34 and 46. The fixed gears 33 and 35 of each gear pair 31 and 32 are provided with a gear shaft 333 and 353, respectively, which have a respective

Öffnung 383 bzw. 384 der oberen Kappe 38 durchgreifen. Die drehbaren Zahnräder 34 buw. 36 eines jeden Zahnradpaares 31 bzw. 32 sind mit einer Bodenwelle 343 bzw. 363 versehen, die eine entsprechende Öffnung 372 bzw. 373 der Verbindungsplatte 37 durchgreifen und an ein jeweiliges Ritzel 40 bzw. 41 angeschlossen sind, die mit dem Zahnbereich 13 kämmen. Dementsprechend bewirkt eine Drehung der Ritzel 40 bzw. 41, daß die drehbaren Zahnräder 34 bzw. 36 die drehbare Welle 39 in Rotation versetzt.Opening 383 or 384 of the upper cap 38. The rotatable gears 34 and 36 of each gear pair 31 or 32 are provided with a bottom shaft 343 or 363 which pass through a corresponding opening 372 or 373 of the connecting plate 37 and are connected to a respective pinion 40 or 41 which mesh with the tooth area 13. Accordingly, rotation of the pinions 40 or 41 causes the rotatable gears 34 or 36 to rotate the rotatable shaft 39.

In montiertem Zustand vermag die Feinmeßskala 2 auf der Hauptskala 1 zu gleiten, um den Abstand der Meßspitzen 21 und 11 für Innenmessungen oder die Meßspitzen 22 und 12 für Außenmessungen einzustellen, wie auch den Tiefenmeßstab 25, der ausder Nutz 14 herausgeschoben wird, um die Tiefe eines Loches zu messen. Die Größe der Zahfiräder ist so ausgebildet, daß eine Drehung der Ritzel 40 und 41 über fünf Umdrehungen bewirkt, daß die drehbaren Zahnräder 34 und 36 wie auch die drehbare Welle 39 sich um eine volle Umdrehung bewegen. Die Toleranz geht bis auf 0,02 mm herab. Dementsprechend handelt es sich um eine Schublehre mit hoheer Präzision.When assembled, the precision scale 2 can slide on the main scale 1 to adjust the distance between the measuring tips 21 and 11 for internal measurements or the measuring tips 22 and 12 for external measurements, as well as the depth gauge 25 which is pushed out of the pocket 14 to measure the depth of a hole. The size of the gears is such that a rotation of the pinions 40 and 41 for five revolutions causes the rotating gears 34 and 36 as well as the rotating shaft 39 to move through a full revolution. The tolerance is down to 0.02 mm. Accordingly, this is a caliper with high precision.

Da die Schublehre aus einem Flüssigkristallpolymeren besteht, können geringe Fehler eintreten in irgendwelchen Detailbereichen an irgendeinem kleinen Element oder Teil der Feinmeßskala (beispielsweise die Passung zwischen dem gezahnten Bereich 13 und den Ritzeln 40 und 41), und Staub kann am Arbeitsplatz an dem gezahnten Bereich 13 anhaften, so daß die Bewegung der Feinmeßskala 2 auf der Hauptskala 1 behindert wird. In diesem Fall können die drehbaren Zahnrä-der 34 und 36 leicht beschädigt werden. Dieses Problem wird gelöst durch den Betrieb der beiden Federsehienen 24, die es gestatten, daß die Feinmeßskala 2 flexibel auf der Hauptskala 1 gehalten wird und die Federvorsprünge 344, 345, 364 und 365, die es gestatten, daß die drehbaren Zahnräder 34 und 36 flexibel an den festen Zahnrädern 33 bzw. 35 gehalten werden.Since the caliper is made of a liquid crystal polymer, slight errors may occur in some detail of any small element or part of the precision scale (for example, the fit between the toothed portion 13 and the pinions 40 and 41), and dust may adhere to the toothed portion 13 at the work place, so that the movement of the precision scale 2 on the main scale 1 is hindered. In this case, the rotary gears 34 and 36 may be easily damaged. This problem is solved by the operation of the two spring rails 24 which allow the precision scale 2 to be flexibly held on the main scale 1 and the spring projections 344, 345, 364 and 365 which allow the rotary gears 34 and 36 to be flexibly held on the fixed gears 33 and 35, respectively.

Zusammenfassend umfaßt die Schublehre eine Hauptskala mit einem Zahnbereich in Längsrichtung, die endseitig zwei einander gegenüberliegende Meßspitzen trägt, eine Feinmeßskala, die verschiebbar auf der Hauptskala über zwei Federschienen gehalten ist, umIn summary, the caliper comprises a main scale with a tooth area in the longitudinal direction, which has two opposing measuring tips at the end, a precision measuring scale which is slidably held on the main scale via two spring rails in order to

einen Tiefenmeßstab aus einer Längsnut an der Hauptskala herauszuschieben bzw. in diese hineinzuschieben, wobei die Feinmeßskala ebenfalls zwei einander gegenüberliegende Meßspitzen trägt, die den Meßspitzen an der Hauptskala entsprechen zur Durchführung von Innen- und Außenmessungen,sowie eine Lehre, die an der Feinmeßskala gehalten ist zum Ablesen der Messungen. Die Lehre umfaßt zwei Zahnradpaare, die an zwei Ritzel angeschlossen sind, welche mit dem Zahnbereich an der Hauptskala kämmen. Eine drehbare Welle trägt ein Zahnrad, das zwischen den beiden Zahnradpaaren kämmt, und ist mit einem Zeiger versehen, welcher sich oberhalb eines mit Unterteilungen versehenen Zifferblattes dreht.to push a depth gauge out of or into a longitudinal groove on the main scale, whereby the precision scale also has two opposing measuring tips that correspond to the measuring tips on the main scale for carrying out internal and external measurements, as well as a gauge that is held on the precision scale for reading the measurements. The gauge comprises two pairs of gears that are connected to two pinions that mesh with the tooth area on the main scale. A rotating shaft carries a gear that meshes between the two pairs of gears, and is provided with a pointer that rotates above a dial provided with subdivisions.

Es soll an dieser Stelle noch einmal ausdrücklich angegeben werden, daß es sich bei der vorangehenden Beschreibung lediglich um eine solche beispielhaften Charakters handelt und daß verschiedene Abänderungen und Modifikationen möglich sind, ohne dabei den Rahmen der Erfindung zu verlassen.It should be expressly stated again at this point that the foregoing description is merely of an exemplary nature and that various changes and modifications are possible without departing from the scope of the invention.

Claims

Protection claims:

1. Vernier caliper with:

a main scale consisting of a long flat rail and carrying a first measuring tip perpendicular to it at one end and a second measuring tip opposite the first, while on the back of the main scale a groove extends in the middle in the longitudinal direction,

a precision measuring scale, which consists of a flat, curved plate and is movable on the main scale, whereby the precision measuring scale also has a first and a second measuring tip aligned perpendicular to the longitudinal direction on one end, which are each assigned to the measuring tips of the main scale, whereby the precision measuring scale has an undercut sliding recess on its front side, into which the main scale engages in a displaceable manner and a slot is arranged in the sliding recess, in which a thin, long depth measuring rod is held, which is displaceable in the rear longitudinal groove of the main scale, and

a gauge which is held on the precision measuring scale so as to be displaceable relative to the main scale in order to display the measurement results determined by the main scale, the precision measuring scale and the depth measuring rod, characterized in that the gauge (3) is held on the precision measuring scale (2) via a connecting plate (37) and two gear pairs (31, 32) and a rotatable shaft (39) are arranged within a housing (38, 381), two pinions (40, 41) being connected to the two gear pairs (31, 32) and engaging with a tooth region (13) in the longitudinal direction of the main scale (1) and the front end of the rotatable shaft being connected to a pointer which is rotatably held in front of a dial provided with markings, while a gear is arranged in the middle region which meshes with the two gear pairs (31, 32), each Gear pair (31, 32) comprises a rotatable gear (34, 36) which meshes with the gear on the rotatable shaft (39) and is connected to a fixed gear (33; 35)

and the rotatable gears (34, 36) of each gear pair (31, 32) each carry two shaft stubs (341, 342, 361, 362), which are each held on spring projections (345, 344, 365, 364) and engage in openings (331, 332, 351, 352) of the respective fixed gears (33, 35), while a shaft stump passes through a hole (372, 374) in the connecting plate (37) and is connected to a pinion (40, 41), whereby the pointer can be set in motion via the rotatable shaft (39) by moving the precision measuring scale (2) relative to the main scale (1).

2. Vernier caliper according to claim 1, characterized in that the measuring tips (11, 12, 21, 22) are covered with stainless steel edges (111, 121, 211, 222).

3. Vernier caliper according to one of claims 1 or 2, characterized in that spring rails (24) are arranged opposite one another in the longitudinal direction in the sliding recess (23) of the precision measuring scale, which spring rails rest against the main scale (1).