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Publication number: DEL0022247MA
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BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLANDFEDERAL REPUBLIC OF GERMANY

Tag der Anmeldung: 20. Juni 1955 Bekanntgemacht am 7. Juni 1956Registration date: June 20, 1955. Advertised on June 7, 1956

DEUTSCHES PATENTAMTGERMAN PATENT OFFICE

Zum genauen Messen von Längen benutzt man bisher in der Regel entweder mechanische Meßvorrichtungen wie Mikrometerschrauben oder optische Meßvorrichtungen. Die mechanischen Meßvorrichtungen haben zwar meist den Vorteil, daß sie verhältnismäßig einfach und billig sind, jedoch den Nachteil, daß ihre Meßgenauigkeit sehr beschränkt ist und daß die maximale meßbare Länge bei Genauigkeiten von etwa ο,οΐ mm sehr ίο gering ist; die optischen Meßvorrichtungen sind dagegen so kompliziert und teuer, daß sie für viele Fälle, z. B. in der Fertigung an einfachen Werkzeug- und Produktionsmaschinen, nicht in Betracht kommen.For the precise measurement of lengths, either mechanical measuring devices have been used as a rule such as micrometer screws or optical measuring devices. The mechanical measuring devices usually have the advantage that they are relatively simple and cheap, but have the disadvantage that their measurement accuracy is very high is limited and that the maximum measurable length with accuracies of about ο, οΐ mm very ίο is low; the optical measuring devices, however, are so complicated and expensive that they are for many Cases, e.g. B. in production on simple machine tools and production machines, out of consideration come.

Die Erfindung bezweckt eine vorzugsweise mechanische Meßvorrichtung, die große Meßgenauigkeit mit großer Meßlänge und einfachem und billigem Aufbau verbindet.The invention aims at a preferably mechanical measuring device, the high measuring accuracy connects with a large measuring length and simple and cheap construction.

Sie beruht auf dem Gedanken, den Umstand, daß man für sehr kleine Hübe, also Hübe von der Größenordnung eines Millimeters oder eines Bruchstückes eines Millimeters, sehr einfache Meßvorrichtungen entwickelt hat und unschwer entwickeln kann, die mit großer Genauigkeit Bruchteile von hundertstel Millimetern messen, dadurch auszunutzen, daß man eine Bewegung längs der Strecke, deren Länge gemessen werden soll, in eine entsprechende Bewegung quer zu dieser StreckeIt is based on the idea, the fact that you have to do very small strokes, i.e. strokes from the The order of a millimeter or a fraction of a millimeter, very simple measuring devices has developed and can easily develop the fractions with great accuracy of hundredths of a millimeter, to take advantage of the fact that one moves along the Distance, the length of which is to be measured, in a corresponding movement across this distance

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umwandelt und auf jene Meßvorrichtung wirken läßt. 'converts and lets act on that measuring device. '

Man hat diese Gedanken bereits bei einem Meßinstrument verwandt, bei welchem der Fühler eines Meßinstrumentes, das längs der zu messenden Länge bewegt wird, an einer mit dem Meßinstrument verbundenen Fläche gleitet, die in einem spitzen Winkel zu der Bewegungsrichtung des Meßinstrumentes steht. Auch bei einer solchen Anordnung kann man nicht große Meßgenauigkeit mit großer Meßlänge verbinden. Eine Verbindung von großer Meßgenauigkeit mit großer Meßlänge ist jedoch der Zweck der Erfindung.These ideas have already been applied to a measuring instrument, in which the feeler is a Measuring instrument, which is moved along the length to be measured, on one with the measuring instrument connected surface slides at an acute angle to the direction of movement of the measuring instrument stands. Even with such an arrangement, great measuring accuracy cannot be combined with a long measuring length. A connection from However, the purpose of the invention is to achieve great measuring accuracy with a long measuring length.

Gemäß der Erfindung wird eine große Länge mittels einer Meßyorrichtung gemessen, die durch einen Fühler betätigt wird, dessen Hub wesentlich kleiner ist als die zu messende Länge, und dem während des Messens eine periodische Hinundherbewegung gegeben wird. Vorzugsweise ist die zu messende Strecke mit einer Berührungsfläche mit dem Fühler verbunden, die in der Richtung der zu messenden Strecke einen periodisch sich wiederholenden Anstieg und Abfall besitzt. Man kann die Vorrichtung aber auch so ausbilden, daß der Fühler mit Druck an einer Rolle anliegt, die exzentrisch zu einer Welle sitzt, welche an einer Fläche anliegt, die mit der zu messenden Strecke verbunden ist.According to the invention, a great length is measured by means of a measuring device, which by a sensor is actuated, the stroke of which is significantly smaller than the length to be measured, and the a periodic reciprocation is given during the measurement. Preferably the Distance to be measured with a contact surface connected to the sensor, which is in the direction the distance to be measured has a periodically repeating rise and fall. Man but can also train the device so that the sensor rests with pressure on a roller that sits eccentrically to a shaft, which rests on a surface that corresponds to the distance to be measured connected is.

Vorzugsweise ist die Berührungsfläche mit dem Fühler mit einer leicht ablesbaren Skala versehen, deren Teilstrichabstände der Periode der Fühlerbewegung entsprechen.The contact surface with the sensor is preferably provided with an easily readable scale, whose tick spacing corresponds to the period of the sensor movement.

Zur Erläuterung der Erfindung werden in der Zeichnung Ausführungsbeispiele schematisch dargestellt. To explain the invention, exemplary embodiments are shown schematically in the drawing.

Fig. ι zeigt in Ansicht ein Ausführungsbeispiel, angebracht an . dem Support einer Werkzeugmaschine; Fig. Ι shows a view of an embodiment, attached to. the support of a machine tool;

Fig. 2 zeigt einen Schnitt nach Linie A-B der *o Fig. ι;Fig. 2 shows a section along line AB of the * o Fig. Ι;

Fig. 3 zeigt einen Schnitt nach Linie C-D der Fig. 2;Fig. 3 shows a section along line C-D of Fig. 2;

Fig. 4 zeigt die prinzipielle Anordnung eines anderen Ausführungsbeispieles.Fig. 4 shows the basic arrangement of another embodiment.

t5 Bei der Anordnung nach Fig. ι bis 3 ist eine Meßuhr 1, die einen Fühler 2 besitzt, mittels eines Trägers 14 starr mit dem Maschinenbett 8 einer Werkzeugmaschine verbunden. Im Maschinenbett 8 ist eine Spindel 9 gelagert, die durch ein Handrad 10 gedreht werden kann. Auf der Spindel 9 sitzt eine Mutter 7, die mit einem Schlitten 11 verbunden ist, auf dem eine Leiste 4 befestigt ist. Die Oberfläche der Leiste 4 ist vollkommen eben und genau parallel zur Achse der Spindel 9. Im Träger 14 ist ein Schwenkbolzen 16 gelagert, der zrwei Arme i6_a besitzt, in denen mittels Kugellager 17 eine Welle 3 gelagert ist. Die Welle 3 besitzt in ihrer Mitte einen Exzenter, der genau den gleichen Durchmesser der Welle besitzt. Der Umfang von Welle 3 und Exzenter 3_ß ist genau 10 mm und die Exzentrizität zwischen Welle und Exzenter 0,5 mm. Die Welle 3 besitzt an einer Verlängerung einen Rändelkopf 18. Der Schwenkbolzen 16 besitzt am anderen Ende einen dritten ; Arm i6₆, an dem eine Zugfeder 15 angreift, so daß . die Welle 3. mit solcher Kraft an die Leiste 4 angedrückt wird, daß die Welle 3 ohne Schlupf auf der Leiste 4 abrollt, wenn die,. Leiste 4 gegenüber dem Maschinenbett 8 und somit gegenüber der Meßuhr ι und der Welle 3 verschoben wird. Der Fühler 2 der Meßuhr. 1 liegt mit leichtem Federdruck der Uhr 1 auf dem Exzenter 3_a auf.In the arrangement according to FIGS. 1 to 3, a dial gauge 1, which has a sensor 2, is rigidly connected to the machine bed 8 of a machine tool by means of a carrier 14. A spindle 9, which can be rotated by a handwheel 10, is mounted in the machine bed 8. A nut 7 is seated on the spindle 9 and is connected to a slide 11 on which a bar 4 is attached. The surface of the bar 4 is completely flat and exactly parallel to the axis of the spindle 9. A pivot pin 16 is mounted in the carrier 14, which has two arms 16 _a , in which a shaft 3 is mounted by means of ball bearings 17. The shaft 3 has an eccentric in its center, which has exactly the same diameter as the shaft. The circumference of shaft 3 and eccentric 3 _ß is exactly 10 mm and the eccentricity between shaft and eccentric is 0.5 mm. The shaft 3 has a knurled head 18 on one extension. The pivot pin 16 has a third one at the other end; Arm i6 ₆ , on which a tension spring 15 acts so that. the shaft 3. is pressed against the bar 4 with such force that the shaft 3 rolls without slipping on the bar 4 when the. Bar 4 relative to the machine bed 8 and thus relative to the dial gauge ι and the shaft 3 is shifted. The sensor 2 of the dial gauge. _{1 rests on the eccentric 3 a} with light spring pressure of the clock 1.

An einer Seite des Schlittens 11 ist eine Skala 5 befestigt. Ein Zeiger 6, der über dieser Skala spielen kann, ist am Maschinenbett 8 angeordnet, und zwar derart, daß er in waagerechter Richtung um mindestens einen Skalenteil verschoben und festgestellt werden kann.A scale 5 is attached to one side of the carriage 11. A pointer 6, which is above this scale can play, is arranged on the machine bed 8, in such a way that it is in the horizontal direction can be shifted by at least one division and determined.

Als Meßinstrument 1 ist eine Uhr gewählt, die zwei Zeiger und zwei entsprechende Skalen besitzt. Der eine Zeiger 12 spielt über einer iooteiligen Skala und macht bei Maximalbewegung des Fühlers 2 fünf volle Umläufe. Der andere Zeiger 13 spielt über einer 5 teiligen Skala und zeigt an, wieviel Umläufe der Zeiger 12 gemacht hat.A clock is selected as the measuring instrument 1, which has two pointers and two corresponding scales. One pointer 12 plays over a 10-part scale and makes at maximum movement of the sensor 2 five full cycles. The other pointer 13 plays over a 5-part scale and indicates how many revolutions the pointer 12 has made.

Wenn der Fühler 2 einen Maximalhub von 0,5 mm hat, so zeigt der Zeiger 12, da er bei Ausübung des Maximalhubes fünfmal umläuft, mit jedem Skalenstrich seiner Skala V1000 mm des go Hubes und, da die Welle 3 bei einem Hub 5 mm weit auf der Leiste 4 läuft, mit jedem Skalenstrich Vioo mm dieses Weges an. Bei einem durch die Handkurbel 10 bewirkten linearen Transport der Leiste 4 um 5 mm läuft also der Zeiger 12 fünfmal um, und zwar bei ansteigendem Exzenter rechtsherum, bei abfallendem Exzenter linksherum.If the sensor 2 has a maximum stroke of 0.5 mm, then the pointer 12 shows, since it revolves five times when exercising the maximum stroke, with each scale mark on its scale V1000 mm of the go stroke and because the shaft 3 with a stroke of 5 mm runs on bar 4, with each scale mark Vioo mm of this path. In the case of a linear transport of the bar 4 by 5 mm brought about by the hand crank 10, the pointer 12 revolves five times, namely to the right when the eccentric rises, and to the left when the eccentric falls.

Die Skalenabstände der Skala 5, die bei dem beschriebenen Beispiel jeweils 5 mm betragen, sind abwechselnd verschieden gefärbt, wobei die Gren- 100 · zen dieser verschieden gefärbten Felder genau übereinstimmen mit dem halben Umfang der Exzenterwelle 3_a bzw. der Welle 3. Die Meßuhr 1 besitzt dementsprechend außer der bereits genannten Skala, die in der einen Farbe auf gezeichnet ist, eine zweite Skala für den Zeiger 12, bei der die Zahlen in der anderen Farbe und in umgekehrter Reihenfolge angeordnet sind. Je nachdem der Zeiger 6 auf einem in der einen oder anderen Farbe gefärbten Feld der Skala 5 steht, gilt die eine oder die andere Skala für den Zeiger 12. Auf diese Weise kann man sehr schnell und sehr genau die durch die Bewegung des Handrades 10 bewirkte Längenänderung messen, wobei der Meßbereich so groß gemacht werden kann, wie man die Leiste 4 machen will. Durch den Rändelkopf 18 kann man die Stellung des Exzenters 3„ Und damit des Zeigers 12 genau mit der Skala 5 in Übereinstimmung bringen.The scale intervals of the scale 5, the amount in the example described each 5 mm are colored alternately different, said Gren- 100 · zen of these differently colored fields match exactly to half the circumference of the eccentric shaft _3a and the shaft 3. The dial gauge 1 accordingly has, in addition to the already mentioned scale, which is drawn in one color, a second scale for the pointer 12, in which the numbers are arranged in the other color and in reverse order. Depending on whether the pointer 6 is on a field of the scale 5 colored in one or the other color, one or the other scale applies to the pointer 12. In this way, the movement of the handwheel 10 can be used very quickly and very precisely Measure the change in length, whereby the measuring range can be made as large as you want to make the bar 4. By means of the knurled head 18, the position of the eccentric 3 and thus of the pointer 12 can be brought into line with the scale 5.

Man kann der Oberfläche der Leiste 4 auch eine andere Form als eine ebene geben. Beispielsweise kann man lineare Steigungen mit linearen Abfällen abwechseln lassen oder Kurven, z. B. in Sinusform, wählen. In solchen Fällen wird die Oberfläche der Leiste unmittelbar von einem Fühler des Meßinstrumentes abgetastet (Fig. 4). Bei An-The surface of the bar 4 can also be given a shape other than a flat one. For example you can alternate linear gradients with linear declines or curves, e.g. Am Sinusoidal, choose. In such cases, the surface of the bar is directly touched by a feeler of the measuring instrument scanned (Fig. 4). When arriving

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wendung einer Sinuskurvenleiste wird vorzugsweise ein Anzeigegerät benutzt, welches eine so große Übersetzung hat, daß der Zeiger des Instrumentes bei der Abtastung einer ganzen Sinuswelle nur zwei Umdrehungen macht. Bei Verwendung eines elektrischen Anzeigegerätes oder einer kurzen und flachen Sinuskurve kann man auch die Skalenteilung des Anzeigegerätes dem Wegunterschied zwischen Längs- und Querbewegung anpassen.Use of a sine curve bar is preferred a display device used, which has such a large translation that the pointer of the instrument only makes two revolutions when scanning a whole sine wave. Using an electrical display device or a short and flat sine curve, the scale division of the display device can also be used as the path difference adjust between longitudinal and transverse movement.

Claims

Pat ent claims:

I. Method of measuring a greater length by means of a measuring device which is carried out by a sensor is actuated, the stroke of which is significantly smaller than the length to be measured, thereby characterized in that the probe is periodically reciprocated during the measurement is given.

2. Apparatus for practicing the method according to claim i, characterized in that the distance to be measured is connected to a contact surface for the sensor, which is shown in the Direction of the distance to be measured periodically has repetitive rise and fall. as

3. Apparatus for practicing the method according to claim 1, characterized in that the sensor rests under pressure on a roller that is eccentric to a shaft that is on an area that is connected to the distance to be measured.

4. Apparatus according to claim 2 or 3, characterized in that the bar has a has an easily readable scale, the graduation of which corresponds to the period of the axial sensor movement correspond. .

5. Apparatus according to claim 4, characterized in that that the tick spacing is alternately marked differently, e.g. B. are colored differently, equal to the colors of the Display device.

Referred publications:
U.S. Patent No. 2462350.

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