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Schraublehre
Für den Feinantrieb von Meßgeräten od. dgl., beispielsweise
von Schraublehren, Winkelmeßgeräten, Schneckengetrieben für Meßzwecke, aber auch
von Drehkondensatoren u. a. m., wird oft ein trommel- oder scheibenartiges Organ
verwendet, welches eine bezifferte Skaleneinteilung trägt. Hierbei werden vielfach
mehrere Umdrehungen dieser Trommel notwendig, um das angetriebene Organ um eine
Maßeinheit vorwärts zu bewegen. Da in einem solchen Falle die Zahlen der Trommeleinteilung
nur für die erste Umdrehung gelten, hingegen bei weiteren Umdrehungen entsprechend
multipliziert werden müssen, bilden diese Systeme eine Quelle für Fehlablesungen.
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Man kann diesem Umstand begegnen, indem man im festen Teil der Schraublehre
eine fensterartige Öffnung vorsieht, hinter welcher sich eine von der Spindel aus
angetriebene Zahlenscheibe bewegt.
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Durch Wahl des richtigen Übersetzungsverhältnisses kann erreicht werden,
daß diese Scheibe beispielsweise nur eine einzige Umdrehung ausführt, während die
Trommel deren zwei macht. Diese Anordnung ergibt bei Schraublehren, bei welchen
zwei Trommelumdrehungen zum Vorschieben der Spindel
um eine Maßeinheit
notwendig sind, eine verbesserte Ablesung der Trommelwerte.
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Eine solche Lösung weist aber Nachteile auf. Es ist bekannt, daß
das gute Arbeiten einer Schraublehre von der Gleichmäßigkeit ihres Meßdruckes abhängt.
Aus diesem Grunde müßte die erwähnte Zahlenscheibe möglichst stetig angetrieben
werden.
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Dadurch bleiben aber die Zahlen, welche durch das Fenster hindurch
sichtbar werden, nicht stehen, sondern bewegen sich ständig beim Drehen der Trommel,
was beim Ablesen störend wirkt. Außerdem verlangt die beschriebene Anordnung vom
Benutzer der Schraublehre eine Umsteilung in dem Sinne, daß die Trommelwerte nun
nicht mehr auf der Trommel selbst, sondern an einer anderen Stelle des Instrumentes
abzulesen sind.
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Die Erfindung bezweckt, diese Nachteile zu beheben. Sie betrifft
also eine Schraublehre, deren Meßspindelbewegung um eine Einheit mehrere Trommelumdrehungen
erfordert, wobei die Trommel über ein Getriebe mit konstantem Drehwiderstand Zylinder
mit Marken zur Anzeige von Teilen der Einheit betätigt. Erfindungsgemäß sind bei
einer solchen Schraublehre mehrere Zylinder in der Trommel achsparallel zu letzterer
vor je einem Fenster der Trommel gelagert und, mit dieser wandernd, um ihre eigene
Achse durch ein Getriebe gleichzeitig derart drehbar, daß während der mehrmaligen
Drehung der Trommel laufend unterschiedliche Marken eines der Zylinder im Fenster
und an einer festen Ablesemarke erscheinen.
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Bei der Erfindung kann die Trommelteilung, wie üblich, an der Trommel
selbst abgelesen werden, wobei aber stets die richtigen Zahlenwerte an derselben
gesondert erscheinen. Das die Marken- oder Zahlenzylinder antreibende Getriebe kann
dabei so gestaltet sein, daß für den Ablesenden die Zahlenwerte stets in der Mitte
der Fensteröffnungen erscheinen.
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Eine beispielsweise Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes ist
in der Zeichnung veranschaulicht, und zwar zeigt Fig. I eine Ansicht des Erfindungsgegenstandes,
Fig. 2 einen Längsschnitt durch den Schaftteil von Fig. I in größerem Maßstab, Fig.
3 eine Teilabwandlung zu Fig. 2, Fig. 4 eine perspektivische Ansicht des in Fig.
2 im Schnitt gezeigten Getriebes.
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In Fig. I ist eine Schraublehre, wie sie beispielsweise dem Erfindungsgedanken
entspricht, in äußerer Ansicht dargestellt. In bekannter Weise ist eine Meßspindel
I in einem bügelförmigen Körper 2 so gelagert, daß sie durch Drehen einer Trommel
3 einem Gegenanschlag 4 genähert oder von diesem entfernt werden kann. Durch eine
Klemmvorrichtung 5 bekannter Art kann die Spindel 1 in einer beliebigen Einstellung
blockiert werden. Die Trommel 3 kann über einen als Ratsche ausgebildeten Antrieb
6 gedreht werden.
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Zur besseren Übersicht ist das in Fig. 2 im Schnitt erkennbare, die
Trommel und die Zahlenzylinder miteinander verbindende Getriebe in Fig. 4 noch einmal
perspektivisch dargestellt. Der Einfachheit halber ist hier nur ein Zahlenzylinder
gezeichnet, während normalerweise deren mehrere über den Trommelumfang verteilt
sind.
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Die Hülse 7 trägt an ihrem dem Meßbügel abgewandten Ende eine exzentrische
Ausnehmung 7 c.
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Da sich die Hülse 7 gegenüber dem Meßkörpers nicht verdrehen kann,
stellt diese Exzenterausnehmung 7c gegenüber der Trommel 3 ein feststehendes Element
dar.
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In der Exzenterausnehmung 7 c ist ein Innenzahnrad 21 drehbar gelagert.
In diesem Zahnrad sind zwei um I800 versetzte Stifte 22 eingelassen, welche in Nuten
23 a einer Scheibe 23 gleiten. In weiteren zwei rechtwinklig hierzu angeordneten
Nuten 23 b der Scheibe 23 gleiten Stifte 24, welche mit der Meßtrommel 3 fest verbunden
sind. Die ganze Anordnung bewirkt, daß die Trommel 3 bei ihrer Drehung die Scheibe
23 mitnimmt und diese ihrerseits über die Stifte 22 das Zahnrad 21 antreibt und
in der Exzenterausnehmung 7 c dreht.
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Es sind auch andere Kupplungsmittel denkbar, welche den gleichen
Zweck erfüllen, so z. B. ein Kreuzgelenk u. a. m. Die aus den Fig. 2 und 4 hervorgehende
Konstruktion weist diesen gegenüber den Vorteil kleineren Platzbedarfes auf.
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Im Inneren des Zahnrades 21 läuft, frei drehbar auf dem Spindelansatz
I a gelagert, eine Hülse 25, welche ein Zahnrad 25 a trägt, das mit der Verzahnung
21 a an einer Stelle im Eingriff steht. An ihrem anderen Ende trägt die Hülse 25
ein weiteres Zahnrad 25 b, welches mit der Verzahnung 20 a der Zahlenzylinder 20
im Eingriff steht. Die Zahlenzylinder 20 sind auf in die Trommel 3 eingelassenen
Stiften 26 drehbar gelagert. Sie ragen, zur Erhöhung der Ablesbarkeit, in Fensteröffnungen
19 der Trommel 3 hinein, so daß gleichzeitig ihr Spiel in der Längsrichtung durch
die seitlichen Ränder der Öffnungen begrenzt wird.
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Wird die Trommel 3 gedreht, so dreht sich in bereits beschriebener
Weise das Iniienzahnrad 21 in der Exzenterausnehmung 7 c mit. Hierdurch werden über
die Zahnräder 25 a, 25 b die Zahnräder 20 a der Zahlenzylinder 20 gedreht. Die Zahuverhältuisse
der einzelnen Räder können beispielsweise so gewählt werden, daß sich die Zylinder
20 bei einer Trommeldrehung um ein Viertel drehen.
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Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel sind auf den fünf Zahlenzylindern
je zwei Zahlenpaare aufgebracht: der erste Zylinder trägt die Zahlen 0 - 50 - 0
- 50, der zweite Zylinder trägt die Zahlen 10 - 60 - 10 - 6o, der dritte Zylinder
trägt die Zahlen 20-70 -20-70, der vierte Zylinder trägt die Zahlen 30 - 80 - 30
- So, der fünfte Zylinder trägt die Zahlen 40 - go - 40 - go.
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Während der ersten Umdrehung der Trommel erscheinen nacheinander
die Zahlen o - I0 - 20 - 30-40 in den Fensteröffnungen, bei der zweiten Umdrehung
zeigen sich 50 - 6o - 70 - 8o - 90; die dritte Umdrehung beginnt wiederum mit o-
10 usw.
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Die Anordnung des Getriebes zum Antrieb der Zahlenzylinder ist eine
solche, daß der Drehsinn
dieser letzteren und derjenige der Trommel
einander entgegengesetzt sind. Diese Anordnung trägt wesentlich zur Erhöhung der
Ablesbarkeit bei.
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Die stetige Veränderung der Zahl relativ zum Trommel fenster, welche
bei bekannten Konstruktionen nachteilig empfunden wird, wirkt sich also bei der
Schraublehre gemäß der Erfindung zum Vorteil aus, indem sie bessere Ablesebedingungen
schafft.
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Um Verunreinigungen vom Inneren des Instrumentes fernzuhalten, können
die (5ffnungen 19 mit einem durchsichtigen Material verschlossen werden.
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Vorteilhaft werden sämtliche Öffnungen mit einem durchsichtigen Ring
27 abgedeckt, wie dies aus den Fig. I und 2 ersichtlich ist.
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Eine Schraublehre soll leicht geeicht und nachgestellt werden können.
Zu diesem Zweck muß die Meßtrommel bei einer bestimmten Lage der Meßspindel leicht
gelöst und leicht in Axial- und Drehrichtung verschoben werden können. Es sind Lösungen
bekanntgeworden, bei denen die Spindel mit einem Konus versehen ist, wobei die Meßtrommel
mittels eines konischen Sprengringes auf der Meßspindel festgeklemmt wird. Da es
schwierig ist, Sprengringe so auszuführen, daß sie ihren Rundlauf auch nach dem
Aufweiten beibehalten, verlangt die beschriebene Anordnung in der Herstellung große
Sorgfalt.
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Beim Erfindungsgegenstand ist die Verbindung zwischen Spindel I und
Trommel 3 nach Fig. 2 so vorgenommen, daß die Spindel einen zylindrischen Ansatz
1 a aufweist, auf welchem die Trommel 3 mit kleinem Spiel sitzt, und daß in dem
mit Schlitzen 1 b versehenen Ende dieses Ansatzes eine mit konisch angedrehtem Kopf
versehene Schraube 28 eingepaßt ist. Beim Anziehen der Schraube 28 weitet sich das
geschlitzte Ende des Ansatzes 1 b auf und preßt sich an die Wand der Trommelbohrung.
Die Trommel3 wird so festgehalten. Nach Lösen der Schraube 8 kann die Trommel 3
auf dem Schaft verschoben werden.
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Im Gegensatz zu schon bekannten Schraublehren bewegt sich beim Erfindungsgegenstand
die Trommel 3 in axialer Richtung nicht gegenüber einer auf dem Körper 2 ortsfesten
Bezugsskala, sondern sie ist an ein diese Bezugsskala 10 tragendes hülsenförmiges
Organ 7 drehbar gekuppelt, welches seinerseits auf einer mit dem lsörperschaft II
verbundenen Hülse 8 wohl in Längsrichtung gleiten, sich auf derselben jedoch nicht
verdrehen kann. Diese Anordnung bewirkt, daß die Trommelteilung g und eine Bezugsteilung
10 auf bündig nebeneinanderliegenden Ableseflächen angebracht werden können, so
daß Ablesefehler infolge Überlagerung der zu vergleichenden Teilstriche nicht mehr
vorkommen können. Zur Erhöhung der Ablesegenauigkeit wurde als Bezugsteilung eine
Nomusteilung vorgesehen.
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Durch weitere nachfolgend beschriebene Mittel werden die Träger der
beiden Teilungen g und 10 stets so in Kontakt gehalten, daß sich die miteinander
zu vergleichenden Teilstriche in jeder Meßstellung stets einander dicht gegenüberstehen.
Auf diese Weise wird die Ablesegenauigkeit der Schraublehre wesentlich erhöht.
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In Fig. 2 stellt 1 1 den schaftförmigen Teil eines Schraublehrenkörpers
I dar, auf welchem die Hülse 8 fest aufgepreßt ist. Die Meßspindel I ist im Schaftgewinde
II a gelagert. Durch eine Klemmmutter I2, welche sich auf einem konischen Gewinde
II b des an seinem Ende geschlitzten Schaftes II befindet, kann das Spindelspiel
in bekannter Weise nachgestellt werden.
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In die Hülse 8 ist eine Nut 8 a eingearbeitet, in welcher der Nutenstein
I3 gleiten kann. Da dieser Stein I3 seinerseits an der Hülse 7 befestigt ist, kann
sich die letztere wohl in Längsrichtung auf Hülse 8 verschieben, sich ihr gegenüber
jedoch nicht verdrehen. Der Ansatz 7 a der Hülse 7 wird von der Trommel 3 aufgenommen.
Eine Ringfeder 14 dient zur Kupplung von Trommel 3 und Hülse 7 in axialer Richtung,
indem sie gleichzeitig in eingedrehte Nuten 3 und 7b der beiden Teile eingreift.
Vor dem Zusammenbau dieser Teile wird die geschlitzte Ringfeder 14 in die Nut 7
b der Hülse 7 eingelegt, in welche sie sich infolge ihrer Federkraft so einsenkt,
daß die Trommel 3 leicht über sie geschoben werden kann. Nach erfolgtem Zusammenfügen
wird die Ringfeder 14 durch in der Hülse 7 geführte Stifte 15 auseinandergespannt
und sichert nun die Kupplung von Trommel 3 und Hülse 7. Die Sicherungsstifte 15
sind ihrerseits zur Erleichterung des Zusammenbaues in einem Ring 16 befestigt.
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Eine zweite beispielsweise Ausführungsform zeigt Fig. 3. Hier sind
die Sicherungsstifte r7 radial beweglich in der Hülse 7 geführt. Sie werden durch
Einschrauben des Ringes I8 gegen die Feder 14 gedrückt und sichern so die Kupplung
der Hülse 7 mit der Trommel 3.
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Eine dritte Ausführungsmöglichkeit liegt darin, daß zwischen Trommel
3 und Hülse 7 nach Art eines Kugellagers Wälzkörper, wie Kugeln od. dgl., angeordnet
werden, wobei die eine Laufbahn mit der Trommel, die andere mit der Hülse verbunden
ist. Der Einbau der Kugeln kann vorteilhaft durch wenigstens eine verschließbare
Einfüllöffnung erfolgen, welche sich in einem der beiden Teile befindet.
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Allen diesen Ausführungsformen ist gemeinsam, daß die Hülse 7 und
die Trommel 3 so miteinander verbunden werden, daß die zwischen ihnen erfolgende
Reibung über den ganzen Meßbereich der Schraublehre dieselbe bleibt, was eine Grundbedingung
für einwandfreie Messungen bildet.