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Präzisions -Meßinstrument
Die Erfindung betrifft ein Präzisions-Meßinstrument,
und zwar insbesondere ein regulierbares Kombinationsfeinmeßgerät. Es sind Mikrometer
bekannt, die nur für einen bestimmten Meßbereich Anwendung finden können. Ferner
kennt man Meßgeräte für Längenmessungen, die aus einer Anzahl genau bemessener Stangen
bestehen, die durch besondere Mittel miteinander verhunden sind und so zu Messungen
in größeren Bereichen dienen. Bei diesen Geräten ist jedoch der Meßbereich beschränkt,
da die Stangenverbindung nur in verhältnismäßig kleinem Bereich präzis ausgeführt
werden kann.
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Um sehr verschiedene Messungen durchzuführen, ist bei den bekannten
Vorrichtungen die Verwendung mehrerer Mikrometer erforderlich. DieAnschaffung mehrerer
Meßgeräte wird durch das Instrument nach der Erfindung vermieden. Dieses Instrument
setzt sich aus einer Anzahl von besonders ausgebildeten Einzelteilen zusammen, wobei
durch die Kombination einer bestimmten Anzahl dieser Teile oder Distanzkörper eine
Reihe von Meßbereichen erfaßt werden kann.
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Die endmaßähnlichen Distanzkörper sind auswechselbar und können in
der gewünschten Anzahl in Gruppen zusammengefügt werden. Das Gerät kann ganz oder
teilweise zerlegt werden, wodurch bei der Lagerung Platz eingespart wird. Ferner
ist das Meßinstrument für die Verwendung bei ausgedehnten Meßbereichen und auch
für Messungen verschiedener Art venvendbar. Durch die besondere Ausgestaltung der
Mikrometerarme und deren Verbindung mit der in Kolonne aufeinandergesetzten Distanzkörperreihe
können ganz verschiedenartig gestaltete Arbeitsstücke gemessen werden. Die besondere
Ausgestaltung der Distanzkörper und deren Verbindung untereinander ermöglichen einen
genauen Auf- und Zusammenbau des Präzisions-Meßinstrumentes.
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Die Erfindung ist in den Zeichnungen in mehreren Ausführungsformen
dargestellt, ohne daß jedoch damit alle möglichen Anwendungsgebiete erschöpft werden.
Es zeigt Fig. I eine perspektivische Ansicht des Feinmeßgerätes, teilweise im Schnitt,
teilweise weggebrochen,
Fig. 2 einen Horizontalschnitt gemäß der
Linie 2-2 in Fig. I, Fig. 3 einen Vertikalschnitt gemäß der Linie 3-3 in Fig. I,
Fig. 4 einen Schnitt gemäß der Linie 4-4 in Fig. 3, Fig. 5 einen Aufriß des Mikrometerschraubenarmes,
wobei die relative Stellung der Mikrometerschraube zu den im Arm angeordneten Bohrungen
für die Nullstellung dargestellt ist, Fig. 6 einen ähnlichen Aufriß des Mikrometeramboß
armes, Fig. 7 eine perspektivische Ansicht des in Fig. I dargestellten Schlosses,
teilweise im Schnitt, teilweise weggebrochen, für die Befestigung der Distanzkörper
mit der Basis des Instrumentes, Fig. 8 einen Vertikalschnitt gemäß der Linie 8-8
in Fig. I, Fig. g eine perspektivische Ansicht von zwei aneinanderliegenden endmaßähnlichen
Distanzkörpern in zerlegtem Zustand zur Verdeutlichung der Verbindung, Fig. 10 eine
perspektivische Teilansicht des in Fig. I dargestellten Instrumentes mit einem Versteifungsglied,
Fig. 11 eine perspektivische Ansicht des Versteifungsgliedes in Fig. Io im zerlegten
Zustand, Fig. 12 einen Vertikalschnitt gemäß der Linie I2-I2 in Fig. I0, Fig. I3
einen Horizontalschnitt gemäß der Linie I3-I3 in Fig. 10 und Fig. I4 einen Vertikalschnitt
gemäß der Linie I4-I4 in Fig. I.
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Das in Fig. I dargestellte Meßinstrument besteht aus der Kolonne
I0, die auf der Basis II befestigt ist, dem von der Kolonne 10 sich erstreckenden
Mikrometerschraubenarm 12 und dem Mikrometeramboßarm I3. Die Kolonne 10 ist aus
einer Anzahl Distanzkörpern I4, I5, 16 und I7 zusammengesetzt.
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Es können beliebig viele Distanzkörper verwendet werden.
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Jeder .Distanzkörper.i4 bis I7 ist mit einem oder mehreren horizontal
verlaufenden V-förmigen Einschnitten I8 versehen. Die Anzahl der Einschnitte I8
hängt von der Höhe der Distanzkörper ab. Alle Einschnitte I8 haben die gleichen
Dimensionen. Die Höhe jedes Distanzkörpers 14 bis I7 ist so gewählt, daß der Abstand
von dem oberen Rand des obersten Einschnittes zu der Dachfläche des Distanzkörpers
in allen Fällen konstant ist. Auch der Abstand von dem unteren Ende des untersten
Einschnittes zu der Bodenfläche des Distanzkörpers ist bei allen Körpern gleich.
Falls zwei oder mehr Einschnitte I8 in einem Distanzkörper vorgesehen sind, ist
der Abstand zwischen dem oberen Rand jedes Einschnittes und dem oberen Rand des
angrenzenden oberen oder unteren Einschnittes gleichgehalten. Auf diese Weise haben
die Einschnitte I8 gleichen Abstand voneinander, gleichgültig, ob diese Einschnitte
im gleichen Distanzkörper oder im benachbarten Distanzkörper angeordnet sind.
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Die. Fig. 3 und 9 stellen die Verbindungsmittel der Distanzkörper
dar. Der Distanzkörper I6 hat in seiner Bodenfläche eine Aussparung 19. Der Distanakörper
15 besitzt in seiner Dachfläche eine entsprechende Ausnehmung 20. Beide Ausnehmungen
19 und 20 nehmen den Kopf 21 zwischen den - axial ausgerichteten, mit Gegengewinde
versehenen Schraubenbolzen 22, 23 auf. Einer der Bolzen 22, 23 trägt Rechts-, der
andere Linksgewinde. In der Boden- bzw. Dachfläche der Distanzkörper 15, 16 sind
entsprechende axiale Schraubenbohrungen vorgesehen, die mit 24 und 25 bezeichnet
sind. Der Distanzkörper I6 besitzt zusätzlich auf jeder Seite der Ausnehmung 19
eine lange vertikale Bohrung 26, 27, in welche die oberen Enden der Bolzen 28 eingreifen.
Durch Setzschrauben 29, die sich durch Öffnungen 30 in die Seitenflächen des Distanzkörpers
erstrecken, werden die Bolzen festgehalten.
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Der Distanzkörper 15 weist auf jeder Seite der Ausnehmung 20 den
Bohrungen 26, 27 entsprechende Bohrungen 31, 32 auf. Wird der Distanzkörper i6 mit
den Bolzen 28 und dem Schraubenbolzen 23 auf den Distanzkörper 15 aufgesetzt, dann
können die Bolzen 28 in die Bohrungen 3I, 32 eingeführt werden. Der Schraubenbolzen
23 wird in die Bohrung 25 eingeschraubt. Bei Verdrehung des Kopfes 21 werden die
Schraubenbolzen 22, 23 tiefer in die Bohrungen 24, 25 eingeschraubt, so daß die
Distanzkörper In, 16 näher angezogen werden.
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Wenn die Distanzkörper 15, I6 ordnungsgemäß übereinander angeordnet
sind, werden die Setzschrauben 29 gegen die Bolzen 28 mit den konischen Ausnehmungen
33 angezogen. Auf diese Weise ist die Stabilität der Kolonne gesichert. Selbst wenn
die Gegengewinde tragende Einheit 2I, 22, 23 IS.iQh lockern sollte, sichern die
Setzschrauben 29 die Bolzen 28 und damit ein dichtes Aufeinanderliegen der Distanzkörper
15, 16.
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Jeder Einschnitt I8 hat eine Anzahl von horizontal angeordneten Bohrungen
die den Distanzkörper durchdringen. Es sind drei solcher Bohrungen 34, 35, 36 gezeigt,
wobei die mittlere Bohrung 35 einen größeren Durchmesser als die seitlichen Bohrungen
34 und 36 aufweist.
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Jeder Mikrometerarm I2,I3 besteht aus gleichgegabelten Teilen 37
und 38, die als zwei parallele Arme 39, 40 gleichen Abstandes und gleicher Höhe
ausgebildet sind (Fig. I). Die innere Fläche des Armes 39 liegt flach an der Rückwand
der Kolonne 10. Die innere Fläche des Armes 40 hat eine längliche dreieckige Ausbuchtung
oder Zunge 4I, die in den Einschnitt I8 der Distanzkörper 14 bis I7 paßt.
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Der Arm 40 weist horizontale Gruppen von je drei Bohrungen 34at35aX
36a auf. Der Abstand zwischen den Bohrungen jeder Gruppe entspricht dem Abstand
zwischen den Bohrungen 34, 35, 36 in den Einschnitten 18. Ebenso besitzt der Arm
39 Gruppen von Bohrungen 34b 35bn 36b, die axial mit den Bohrungen 34a, 35a>
36a des Armes 40 übereinstimmen. Die Bohrungen 34bus 35btx 36b im Arm 39 sind mit
Innengewinde versehen, so daß nach Einführen der Schraubenbolzen 42, 43 der Körper
37 des Mikrometerarmes I2 genau horizontal mit der Kolonne 10 verbunden ist (Fig.
I,2). Dasselbe gilt für die Teile 39 und 40 des Mikrometeramboßarmes I3.
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Der Mikrometerarmkörper 37 endet in einer Verlängerung 44, die mit
einer Gewinde tragenden Offnung für die Mikrometerschraube 46 versehen ist.
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Der Körper 38 des unteren Armes I3 hat eine ähnliche Verlängerung
45, die den Amboß 47 in axialer Übereinstimmung mit der Schraube 46 aufnimmt.
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Die Kopffläche des Ambosses 47 liegt in horizontaler Ebene mit den
Achsen der Bohrungen 34a, 35a> 36a des Armes I3. Die Nullstellung kann auf dem
Mikrometer abgelesen werden, wenn das untere Ende der Schraube in der horizontalen
Ebene liegt, die durch die Achsen der Bohrungen 34a, 35a, 36a gegeben ist.
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Das Gerät wird für Präzisionsmikrometermessungen an einem Arbeitsstück
verwendet, das sich zwischen der Schraube 46 und dem Amboß 47 befindet. Bei entsprechender
Auswahl von Distanzkörpern und gleichzeitiger entsprechender Auslegung oder Einziehung
der Arme I2, I3 in bezug auf die Kolonne 10 kann der gleiche Apparat für einen breiten
Bereich von verschiedenen Größen von Arbeitsstücken verwendet werden.
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Wenn das zu messende Arbeitsstück verhältnismäßig groß und eine weite
Auslegung der Mikrometerarme 12, I3 nötig ist, kann ein entsprechendes Lager 48
(Fig. I0) verwendet werden. Das Lager besteht aus einem Körper 50, der mit einem
vertikalen flachen Ende auf der Kolonne aufsitzt. Die Vorderfläche des Körpers 50
ist mit einer Anzahl von in Abständen gehaltenen V-Einschnitten 18a versehen, die
in den Ausmaßen und im Abstand mit den Einschnitten IS übereinstimmen. Wie die Einschnitte
I8 und abhängig von der Größe des Lagers und der Länge der verschiedenen Einschnitte
18a hat jeder Einschnitt 18a Öffnungen in Gruppen 5I, ja, 53 die gleich und in gleichen
Abständen wie die Bohrungen 34, 35, 36 ausgebildet sind und durch das Lager 48 hindurchgehen.
Die Bohrungen 51 bis 53 liegen bei entsprechender Größe des Lagers in vertikalen
Ebenen. Die Bohrung 51 einer Gruppe liegt über einer korrespondierenden Bohrung
51 des darunter befindlichen Einschnittes I8a. In den Fig. 10 und II ist nur ein
verhältnismäßig kleines Lager dargestellt, daher haben nicht alle Einschnitte 18a
eine vollständige Übereinstimmung ihrer Bohrungen, sondern nur die Bohrung 53 in
dem untersten Einschnitt I8a.
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Das Lager 48 ist so angeordnet, daß es mit einem vorzugsweise dem
obersten oder längsten Einschnitt 57 des Lagers mit dem Einschnitt übereinstimmt,
in den die Ausbuchtung 41 des Mikrometerarmes greift, so daß die linke Seite der
Ausbuchtung 41 in dem Einschnitt 57 liegt. Wenn dann die Bohrungen 5I bis 53 des
Einschnittes 18a mit einer Gruppe von Bohrungen im Arm 40 und im Arm 39 übereinstimmen,
werden die Schraubenbolzen 42 und 43 in die Bohrungen 34,, 35b, 36b geschraubt,
und das Lager ist fest zwischen den Armen 39 und 40 verankert.
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Zusätzliche Streifen 54, 55 mit dreieckigem Querschnitt, der mit
dem Querschnitt der Einschnitte ;8 und 18a übereinstimmt, haben in Abständen gehaltene
Gruppen von Bohrungen 5IaJ 52al 53a Diese Bohrungen entsprechen den Bohrungen 5I,
52, 53 und besitzen gleiche Abstände wie die Bohrungen 34, 35, 36.
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Um das Lager fest an der Kolonne zu befestigen, wird jeder Streifen
mit einem Ende in den Lagereinschnitt 18a und mit dem anderen Ende in den Distanzkörpereinschnitt
I8 eingesetzt (Fig. io) Die Schraubenbolzen 42a und 43a werden dann durch die Bohrungen
in dem Streifen und dem Distanzkörper hindurchgeführt und mit Muttern 76 (Fig. I2)
an der Rückseite festgehalten.
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Alle Distanzkörper 14 bis I7 haben an den Rückwänden übereinstimmende
Flansche 58, die bei ausgerichteter Kolonne einen geraden Rand bilden. Um die vertikale
Endseite des Lagers 48 der die Flansche 58 besitzenden Seite der Kolonne an zupassen,
ist eine entsprechende Eckenausnehmung 59 vorgesehen (Fig. 11 und 13).
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Die Basis II (Fig. I) besteht aus zwei V-Distanzkörpern 60 und 6I,
die mit gegenüberliegenden länglichen Einschnitten 62, 63 versehen sind, wobei einer
der Einschnitte weiter und tiefer gehalten ist als der andere. In der in Fig. I
gezeigten Stellung ist der Hauptkörper 65 eines gegabelten Schlosses 64 zwischen
den Distanzkörpern 60, 61 gelagert.
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Dabei berühren die Arme 66, 67 des gegabelten Schlosses 64 die Vordler-
und Rückfläche des untersbenKO,10nNleDlbloolçes 14. Der Arm 66 hStvizerlelclDigen
Querschnitt, seine Seitenflächen bilden einen Winkel von 450 zur Vertikalen, so
daß die Hälfte des Armes 66 eine Ausbuchtung ähnlich der bei 41 bildet. Ein entsprechender
Einschnitt 69 ist im Distanzkörper 60 vorgesehen, in dem die andere Hälfte des Armes
66 liegt. Der Arm 67 hat eine flache vertikale Fläche 70, die den Rücken des Distanzkörpers
14 berührt. Übereinstimmende Bohrungen 7I und 72 erstrecken sich durch die Distanzkörper
60, 6I (Fig. 8), und axial ausgerichtete Bohrungen 73, 74 (Fig. 7) erstrecken sich
auch durch den Hauptkörper 65 des Schlosses 64. Die Bohrungen 72 haben Innengewinde,
so daß die Schraubenbolzen 75 zur Verbindung des V-Distanzkörpers mit dem Schloß
65 in die Bohrungen 72 eingeschraubt werden.
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Bohrungen 34', 35', 36' erstrecken sich quer durch den linken Teil
des Distanzkörpers 6o, und zwar in gleichen Abständen und Größen wie die Bohrungen
34, 35, 36 der Distanzkörper 14 bis I7. Ähnhche, Gewinde tragende Bohrungen sind
in dem linken Teil des Distanzkörpers 6I vorgesehen, wobei zwecks vereinfachter
Darstellung nur eine solche Bohrung 36" in Fig. 14 gezeigt ist, die axial mit der
Bohrung 36 durch den Distanzkörper 14 und der Bohrung 36' durch den Distanzkörper
60 übereinstimmt.
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Ähnliche Bohrungen 34 ems 35eJ 36e erstrecken sich durch den Arm
66, denen die Bohrungen 34t 35f und 36f in dem Arm 67 entsprechen (Fig. 7). In der
in Fig. I und 14 gezeigten Stellung stellt jede Gruppe von Bohrungen, von links
nach rechts 36', 36f, 36, 36e und 36" einen geraden Durchgang durch die Kolonnenbasis
II dar.
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Die Schraubenbolzen 77 werden dann in die Bohrungen 36" geschraubt.
Damit stellen die ver-
bundenen Distanzkörper 6o und 6I eine solide
Basis für die Kolonne 10 dar. Die Dachflächen der Körper sind genau horizontal und
bilden einen rechten Winkel gegen die Kolonne, so daß ein viereckiger Präzisionsdistanzkörper
gebildet wird.
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In praktischer Anwendung sind die Höhe jedes Distanzkörpers und die
Abstände zwischen benachbarten Einschnitten I8 bestimmt und bekannt. Sie können
auf den Distanzkörpern vermerkt sein. Der oberste Distanzkörper I7 mit einer flachen
Dachfläche kann auch die gleiche Dachausbildung aufweisen, wie dies für den Distanzkörper
I5 in Fig. 9 gezeigt ist.
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Wenn ein Arbeitsstück mit dem erfindungsgemäßen Mikrometer gemessen
werden soll, werden die Distanzkörper so gewählt, daß eine Kolonne der erforderlichen
Höhe gebildet ist, um das Arbeitsstrick zwischen dem Amboß und der Mikrometerschraube
der Arme 12, 13 einzuführen. Der Abstand zwischen dem Amboß und dem unteren Ende
der Schraube 46 ist bekannt, wenn sich letztere in Nullstellung befindet, da der
Abstand des Einschnittes I8, in dem die Ausbuchtung 41 des Armes I3 liegt, vom Einschnitt
I8 für die Ausbuchtung 41 des Armes 14 die Kolonnenhöhe bestimmt Man kann nun die
Höhe des Arbeitsstückes genau feststellen, indem die Mikrometerschraube 46 so lange
verdreht wird, bis sie die oberste Fläche des Arbeitsstückes berührt.
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Mit Hilfe aller oder eines Teils der dargestellten Distanzglieder
wird ein anpaßbares Meßgerät geschaffen, das einen weiten Bereich von Größen und
Messungen umfaßt, so daß die Kosten der Anschaffung mehrerer Standardpräzisionsmeßgeräte,
diieden gleichen Bereich umfassen würde, erspart werden.