DE2248789C2 - Längen-Meßinstrument - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Längen-Meßinstrument mit einem längs des Meßweges auf einer harten Oberfläche abrollbaren Meßrad aus Metall, und mit einer Meßeinrichtung zur Anzeige des Werts der Meßradumdrehung.

Ein derartiges Längen-Meßinstrument ist aus der US-PS 35 61 121 bekannt, welches beispielsweise an einem Drehbankschlitten befestigt werden kann und während eines Arbeitsganges am Drehbankbett entlang fährt, um eine Länge oder einen Hub zu messen. Das Meßrad des Meßinstruments besitzt eine glattpolierte oder in Umfangsrichtung geschliffene Oberfläche und rollt auf einem Abschnitt des Drehbankbettes ab, wenn >o der Schlitten verschoben wird. Ein Präzisionsgetriebe des Meßinstruments setzt die Drehung des Meßrades in eine Anzeige auf einer Skala um. Das Längen-Meßinstrument besitzt eine bestimmte Genauigkeit, mit welcher eine durchlaufene Länge angezeigt wird, ϊΐ Darüber hinaus besitzt das Meßinstrument einen sogenannten Wiederholbarkeitsfehler, welcher bewirkt, daß die Anzeige einen von Null verschiedenen Wert anzeigt, nachdem das Meßinstrument aus der Ursprungsstellung weg und wieder in die Ursprungsstel- wi lung zurück gefahren wurde.

Die tieferen Ursachen des Wiederholbarkeitsfehlers in einem derartigen Langen-Meßinstrument resultieren aus der mechanischen Hysterese des Meßrades und der jeweiligen Unterlage, welche sich aus nichtreziproken to elastischen Deformationen ergibt. Die nichtreziproken elastischen Deformationen erzeugen (1) einen Schräg-Ablauf des Meßrades relativ zur Hauptbewegungsrichtung zwischen Meßrad und Meßfläche; (2) Schwankungen im Verkantungswinkel γ des Meßrades relativ zur Meßfläche; und/oder (3) Schwankungen in der Auflagekraft des Meßrades auf der Meßfläche. Diese drei Effekte können entweder gleichzeitig oder einzeln durch nichtreziproke Deformierung der Werkzeugmaschinen und der Befestigungsvorrichtung für das Meßinstrument hervorgerufen werden. Die<;e Deformierung ist »nichtreziprok« insofern, als sie in der einen Bewegungsrichtung auf der Meßfläche einen anderen Wert besitzt als in der Gegenrichtung. Wenn die Deformationen »reziprok« wären, d. h. in einer vorgegebenen Richtung und der zugehörigen Gegenrichtung jeweils denselben Wert besäßen, so würde das Meßinstrument ständig reproduzierbare Ergebnisse liefern. Der Grad an nicht Reziprozität, und damit die Größe des Wiederholbarkeitsfehlers, ist nicht leicht voraussagbar und muß daher empirisch gemessen werden.

Ein derartiges Meßinstrument besitzt relativ zur Meßfiäehe sechs Frciheitsgrade, nämiich die Möglichkeit einer Translation längs jeder der drei Raumrichtungen, und die Möglichkeit einer Drehung oder Schwenkung um jede der drei Achsen. Bezüglich der Meßgenauigkeit und des Wiederholbarkeitsfehlers sind nur drei dieser sechs Freiheitsgrade von Bedeutung. Die Schwenkung des Meßinstruments um eine erste Achse ^Y-Achse) um einen Winkel α erzeugt einen Schräglauf. Die Schwenkung des Meßinstruments um eine zweite Achse f.Y-Achse>, welche zur ersten Achse senkrecht steht, um einen Winkel γ erzeugt eine Änderung im effektiven Durchmesser des Meßrades. Die Translation des Meßinstruments längs der ersten Achse kann zu Schwankungen der Andruckskraft des Meßrades gegen die Meßfläche führen, wodurch die Größe der metallelastischen Verwerfung verändert wird.

Der durch die Deformation bedingte Schräg-Ablauf des Meßrades relativ zur Hauptbewegungsrichtung des Meßinstruments (.Y-Achse) besitzt direkt keine besondere Bedeutung. Der Schräglauf des Meßrades erzeugt jedoch eine Veränderung des Verkantungswinkels γ des Meßrades und häufig ebenfalls eine unterschiedliche Andruckkraft des Meßrades auf die Meßfläche während der Bewegung des Meßinstruments in gegenläufigen Richtungen. Eine Translation längs der X-Achsen bringt keine Probleme mit sich. Eine Translation auf einer zur ersten und zweiten Achse senkrecht stehenden Achse (.Y-Achse) ist entweder problemlos wegen des Rutschens des Meßrades parallel zu seiner Drehachse, oder erscheint wegen des kraftbeaufschlagten Andruckes des Meßrads gegen die Meßfläche als Drehung um die .Y-Achse. Die Drehung um die Z-Achse erscheint als eine Translation in .Y-Achsenrichtung.

Wegen der verschiedenen Kopplungseffekte zwischen den verschiedenen Freiheitsgraden kann der Schräglauf des Meßgrades Schwankungen im Verkantungswinkel relativ zur Meßfläche und damit im effektiven Raddurchmesser erzeugen. Weiterhin können die Kopplungseffekte bewirken, daß sich ein Schräglauf des Meßrades als Veränderung der Andruckkraft des Meßrades auf die Meßfläche manifestiert. Beide Umstände können zu Wiederholbarkeitsfehlern führen.

Aus der genannten US-PS 35 61 121 und insbesondere auch aus der US-PS 35 61 102 sind Maßnahmen bekannt, um den Wiederholbarkeitsfehler zu kompensieren. Das Meßrad wird dabei so iustiert. daß die

senkrecht zur Rotationsachse verlaufende Rotationsebene um einen Schräglaufwinkel « um die y-Achse gedreht wird, die senkrecht zur Meßfläche verläuft Das Meßrad ist dadurch geringfügig gegenüber der Bewegungsrichtung schräg geneigt. Bei einer derartigen Justierung liegt der erforderliche Schräglaufwinkel im Bereich von bis zu etwa zwei Winkelminuten. Die Einstellung eines derart geringen Schräglaufwinkels, der genau auf den im Einzelfall vorhandenen Wiederholbarkeitsfehler abgestimmt sein muß, um diesen Fehler zu kompensieren, ist sehr langwierig und erfordert eine hohe Geschicklichkeit.

Aus der DE-PS 5 99 665 ist eine Meßscheibe bekannt, die auf weichen Oberflächen, wie Landkarten, Plänen oder dergl. entlang einer gewünschten Wegstrecke abgerollt wird, um eine Wegstrecke abzufahren und zu messen. Um ein Abgleiten der Meßscheibe auf der Meßfläche zu verhindern, sind senkrecht zur Umfangsrichtung verlaufende, regelmäßig beabstandete, gleichförmige Zähne in den Umfang der Meßscheibe geschnitten. Für Messungen auf harter Oberfläche ist diese bekannte Meßscheibe jedoch ungeeignet, da sie aufgrund ihrer Zahnungen während des Abrollens leicht abgleitet. Bei relativ weicher Unterlage erzeugt die Zahnung der Meßscheibe bei mehrfacher Hin· und Herbewegung längs eines Aufweges eine entsprechende Zahnspur in der Unterlage, in welcher die Zahnung bei jedem erneuten Abrollen geführt wird. Eine Kompensation des Wiederholbarkeitsfehlers, welcher durch Abnutzung des Meßrades und/oder der Meßfläche sowie durch Langzeit-Änderungen der elastischen reziproken Deformierung der Werkstoffe unvermeidlich auftritt, durch entsprechende Justierung des Schräglaufwinkels ist bei der regelmäßigen Umfangszahnung der Meßscheibe nicht möglich, da die Zähne der Meßscheibe ganz unabhängig von einem neu eingestellten Schräglaufwinkel stets wieder formschlüssig in die alte Zahnspur auf der Meßfläche hineinrutschen.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Längen-Meßirstrument der eingangs genannten Art anzugeben, welches auch bei häufigem Hin- und Herlaufen des Meßrades auf einer harten Meßfläche genaue Meßergebnisse liefert und eine besonders schnelle und einfache Kompensation des Wiederholbarkeitsfehlers ermöglicht.

Diese Aufgabe wird bei dem Längen-Meßinstrument der eingangs genannten Art erfindungsgemäß gelöst durch mehrere, auf dem Umfang des Meßrades unregelmäßig beabstandete, durch Schleifen erzeugte Grate, deren Längsachser quer zur Umfangsrichtung des Meßrades verlaufen, und deren mittlerer Abstand voneinander zwischen etwa 0,254 mm und etwa 25,4 χ 10-⁶ mm liegt.

Die Vorteile der Erfindung liegen insbesondere darin, daß sich die unregelmäßig beabstandeten, durch Schleifen erzeugten Grate, deren Längsachsen quer zur Umfangsrichtung des Meßrades verlaufen, bei mehrfachem Hin- und Herlaufen des Meßrades auf der Meßfläche in die Unterlage einprägen und eine Spur erzeugen, welche die Grate auch bei mehrfachem Abrollen nicht Verlassen, wodurch das Meßrad in derselben Spur zum Ursprung zurückkehrt, in welcher es sich vom Ursprung wegbewegt hat. Der sich einstellende Wiederholbarkeitsfehler ist dadurch sehr gering.

Eine Änderung des Schräglaufwinkels α zur Kompensation eines sich durch Langzeit-Einflüsse wie z. B.

Verschleiß etc. ändernden Wiederholbarkeitsfehlers läßt sich trotz der in die Meßfläche eingeprägten Spur vornehmen, wenn das Meßrad zuvor von der Meßfläche abgehoben, um seine Rotationsachse gedreht und anschließend auf die Meßfläche mit entsprechend geeignetem neuen Schräglaufwinkel α aufgesetzt wird. Aufgrund der bei einer Neueinstellung des Schräglaufwinkels vorgenommenen Drehung des Meßrades um seine Rotationsachse, und wegen der unregelmäßigen Anordnung und Ausbildung der Grate wird erreicht, daß dieselben Grate beim anschließenden Betrieb des Meßrades nicht wieder in die alte Spur gelangen sondern die alte Spur auslöschen und sich eine neue Spur bildet.

Als weiterer wesentlicher Vorteil hat es sich gezeigt, daß es zur Kompensation eines festgestellten Wiederholbarkeitsfehlers ausreicht, den erforderlichen Schräglaufwinkel α. relativ grob nachzustellen, da sich das Meßrad auch dann noch in der neu gebildeten Spur vom Ursprung entfernt bzw. wieder in den Ursprung zurückläuft. Selbst bei einem Schräglai'fwinkel, der etwa 8mal größer ist als der bei bekannten ui.nfangsgeschliffenen oder polierten Meßrädern üblicherweise einzustellende Kompensations-Schräglaufwinkel, und der sich daher entsprechend rasch einstellen läßt, bewirkt die Führung der Grate in der durch diese Grate eingeprägten Laufspur, daß ein zuvor vorhandener Wiederholbarkeitsfehler ausreichend genau kompensiert ist.

Bevorzugt ist, daß der Winkel zwischen der Flanke eines Grates in der Nähe seines Kammes und einer an das Meßrad angelegten, den Gratkamm beruhenden Tangente wesentlich größer ist als der Haftreibungswinkel zwischen dem Meßrad und der Meßfläche. Durch diese Maßnahme wird ein Schlupf des Meßrades verhindert.

Durch die unregelmäßig verteilten Grate ergibt sich ein hoher Reibungskoeffizient zwischen Meßrad und Meßfläche in der Richtung des Meßwagens ohne wesentliche Zunahme des Reibungskoeffizienten quer zum Meßweg. Es hat sich gezeigt, daß zur Erzielung eine? großen Verhältnisses zwischen diesen beiden Reibungskoeffizienten die mittlere Länge der Grate größer als etwa das Dreifache des mittleren Abstandes zwischen den Graten sein sollte. Die durch Schleifen gewonnenen Grate besitzen unterschiedliche Längen. Vorzugsweise wird die mittlere Länge der Grate gleich dem 5— lOfachen des mittleren Abstandes zwischen den Graten gewählt. Ein weiterer Grund für diese Wahl besteht darin, daß sichergestellt werden soll, daß das Meßrad — trotz gewisser geringfügiger Änderungen des Verkantungswinkels oder einer Translation in eine Richtung senkrecht zum Meßweg während eine!» Vorschubs — tatsächlich in der gleichen Spur verbleibt. Wtnn die Grate zu kurz wären, könnte eine kleine Verkantung des Meßrades dazu führen, daß es seine ursprüngliche Spur verfehlt worauf sich wiederum ein Wiederholbarkeitsfehler einstellen würde.

Der maximale mittlere Abstand S zwischen den Graten auf einem R^dumfang wird bestimmt durch die Formel

S =

wobei Oder Reibung-koeffizient des Meßradmaterials auf der Meßfläche, R der Radradius und K ein Sicherheitsfaktor ist.

In einem tvr:·. !:.,, Anwendungsfall, in dem ein gehärtetes Siahlrad auf einem Gußeisen- oder Stahltcil einer Werkzeugmaschine verwendet wird, kann ein Reibungskoeffizient von etwa 0.2 vorliegen, und das Rad kann einen Radius von etwa einem Zoll haben. Wenn als , Sicherheitsfaktor 10 gewählt wird, wird ein maximaler Nutenabstand von etwa 40tausendstel Zoll erhalten. Dies ist im wesentlichen ein absolutes Maximum; vom praktischen Standpunkt aus ist ein Maximalwert des mittleren Nutenabstandes von etwa lOtausendstel Zoll im vorzuziehen. In einer bevorzugten Ausführungsform wird das Rad so geschliffen, daß der mittlere Abstand zwischen den Graten bei etwa !tausendstel Zoll liegt, wodurch sich außerordentliche Genauigkeit und vorzügliche Wiederholbarkeit ohne wesentliche Herstel- ι-. lungsschwierigkeiten ergeben. Vorteilhafterweise ist der mittlere Abstand der Grate größer als etwa I Mikrozoll. da das Rad dann so glatt ist, daß kein wesentlicher Zuwachs des Verhältnisses der Reibungskoeffizienten erhalten wird. :»

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindungen sind in den Unteransprüchen aufgeführt.

Die Zeichnungen veranschaulichen ein Längen-Meßinstrument an einem Ausführungsbeispiel, und zwar zeigt .'i

Fig. A-C das Längen-Meßinstrument nach dem Stand der Technik:

F ι g. I eine Seitenansicht eines Meßrades gemäß der Erfindung;

F i g. 2 eine Seitenansicht eines Ausschnittes aus dem Umfang des Meßrades gemäß F i g. 1 und

Fig. 3 eine schematische Darstellung der Grate auf dem Meßrad gemäß Fig. 1.

In den F i g. A. B und C ist in einem Gehäuse 10 ein bekanntes Meßrad 11 drehbar befestigt. Das Meßrad 11 erstreckt sich mit einem kleinen Teil seiner Peripherie durch die Gehäusebegrenzung. Ein Knopf 12 ist an das Meßrad 11 angeschlossen und trägt nicht dargestellte Eichmarken. die auf der Oberseite des Längen-Meßinstrumentes ablesbar sind. Eine volle Umdrehung des -to Knopfes 12 entspricht einer vollen Umdrehung des Meßrades 11. Innerhalb des Gehäuses 10 ist ein nicht dargestelltes Übersetzungsgetriebe ohne toten Gang angeordnet, das das Meßrad 11 mit einer Skala 13 verbindet, die in tausendstel Zoll oder hundertstel Zentimeter je nach Wunsch geeicht ist. Die Eichmarken au.f dem Knopf 12 ergeben somit eine Grobanzeige des vein dem Meßrad zurückgelegten Weges, während ein Skalenzeiger die zugehörige Feinanzeige liefert. Da das Meßrad einen Umfang von 152.4 mm besitzt, wiederholt sich die Meßanzeige jeweils nach dieser Strecke.

Das Längen-Meßinstrument ist auf einem bewegbaren Schlitten 14 einer Drehbank mittels eines Halters 16. der hier nur schematisch dargestellt ist, befestigt. Das Meßrad 11 des Längen-Meßinstrumentes steht in Reibschluß mit einem festen Abschnitt 17 der Drehbank. Dieser Reibschluß wird durch eine über den Halter 16 auf das Gehäuse 10 wirkende Spannkraft bewirkt Wenn somit der Schlitten 14 längs des Drehbankbettes läuft, rollt das Meßrad 11 längs des Abschnittes 17 ab,«) wodurch der Knopf 12 und die Skala 13 gedreht werden. Durch Ablesen am Knopf 12 und an der Skala 13 kann die zurückgelegte Länge ermittelt werden.

In die F i g. A, B und C sind kartesische Koordinaten bezüglich der Meßfläche, auf der das Meßrad 11 abläuft, b5 eingetragen. Die Richtung X stellt die Hauptrichtung des MeSweges iängs des Abschnittes 17 dar. Die X-Achse ist etwa eine Tangente zu dem Meßrad 11. Die Z-Achse weist senkrecht /ur llauptrichtung des Radweges und etwa parallel /ur Drehachse des Rades. Die V'-Achse isi senkrecht zur Λ'-Achse und zur Z-Achse und die Λ ) -Ebene ist etwa die Ebene, in der das Meßrad 11 liegt.

Ein Winkel \ ist als Drehung um die V-Achse definiert (F i g. C). Dieses wird als der »Schräglauf« des Meßrades Il bezeichnet. Der in F i g. A dargestellte Winkel γ ist ein Maß der Drehung des Meßrades 11 um die Λ'-Achse und wird als »Verkantung« bezeichnet. Man beachte, daß in den Zeichnungen die Winkel λ und γ zu Erläuterungszwecken stark übertrieben dargestellt sind. Man beachte außerdem, daß bei der Einstellung der Winkel die Mittelpunkte der tatsächlichen Drehungen häufig nicht mit dem Mittelpunkt des Koordinatensystems zusammenfallen. Ihre genaue Lage wird durch den jeweils gewählten Halter )6 bestimmt. Das Meßrad 11 besitzt vorzugsweise einen relativ größeren Radius und damit Umfang an einer Seite 21 und einen relativ kleineren Radius an einer anderen Seite 22, wobei die dazwischenliegende Oberfläche der Peripherie gekrümmt ist. In dem in den F i g. A, B und C dargestellten Meßinstrument liegt die Linie maximalen Radumfangs in einer Ebene senkrecht zur Raddrehachse und befindet sich näher an der unteren Seite des Meßrades 11 als an der oberen Seite. Wenn das Meßinstrument so ausgerichtet ist. daß die Drehachse des Meßrades 11 senkrecht zur V'-Achse liegt (Winkel γ = 0). dann berührt die Linie maximalen Radumfanges den feststehenden Abschnitt 17 der Drehbank. Wenn das Meßinstrument um den Winkel γ (F i g. A) verkantet wird, dann liegt die Kontaktstelle zwischen dem Meßrad 11 und dem festen Abschnitt 17 auf einer Linie kleineren Umfangs.

Der Halter 16 weist nicht dargestellte Justiereinrichtungen auf. So kann die Stellung des Meßinstrumentes Iängs der V'-Achse durch einen Schwalbenschwanz justiert werden. Zusätzlich zur Justierung in der V-Richtung sind Einrichtungen vorgesehen, die auf das Meßinstrument eine Federkraft so einwirken lassen, daß ein relativ großer und vorzugsweise im wesentlichen konstanter Anlagedruck zwischen dem Meßrad 11 und der Meßfläche erreicht wird. Diese Kraft sorgt für einen Reibschluß und vermindert die Möglichkeit eines Schlupfes. Die metallelastische Verwerfung, die zur Erzielung der gewünschten Genauigkeit kompensiert werden muß. ergibt sich aus der von dem Meßrad auf einen kleinen Bereich der Meßfläche ausgeübten Kraft. Selbst bei relativ kleinen Kräften kann die metallelastische Verwerfung wesentlich sein, weil der Berührungsbereich gleichzeitig relativ klein ist. Der Effekt nimmt mit steigender Kraft nichtlinear zu, und es wird daher eine relativ große Andruckkraft bevorzugt ur die Größenänderung dieses Effektes zu verkleinern.

Der Halter 16 weist ferner nicht dargestellte Stellschrauben oder dergl. auf. um das Meßinstrument um die V-Achse um einen Winkel α schräg zu stellen und um das Meßinstrument um die Λ'-Achse um einen Winkel γ abzukanten. Die Bewegung des Meßinstrumentes während der Einstellung des Schräglaufes findet tatsächlich um eine Achse statt, die gegenüber dem Berührungspunkt zwischen Meßrad 11 und Meßfläche verschoben ist Wenn somit der Winkel α verändert wird, kann somit ebenfalls eine geringfügige Drehung des in Berührung mit der Meßfläche stehenden Meßrades 11 eintreten. In ähnlicher Weise wird der Mittelpunkt der Meßinstrumentendrehung aus dem Berührungspunkt zwischen Meßrad 11 und Meßfläche verschoben, wenn die Abkantung verändert wird.

F i g. I /eigl in Seitenansicht das Meßrad 11, das /um Zwecke tier Erläuterung vergrößert dargestellt ist. Das Meßrad 11 weist eine untere Fläche 21 und eine parallel zu dieser verlaufende, gegenüberliegende obere Fläche 22 auf. Der Umfang 23 des Meßrades besitzt ein gekrümmtes Profil, wobei der Krümmungsradius vorzugsweise größer als der Meßradradius ist und die Kriinimungsmittelpunkte asymmetrisch liegen, so daß die L>r^:2 24 von relativ großem Umfang nahe an der unteren Fläche 21 und nicht in der Nähe der oberen Fläche 22 liegt. Der Radumfang ist also in der Nähe der oberen Fläche 22 geringer als der Radurriang in der Nähe der unteren Fläche 21. Durch Abkanten des Meßrades 11 kann daher der wirksame Umfang verändert werden, um jeden gewünschten Genauigkeitsgradzu erhalten.

Das Meßrad 11 ist quer zu seiner Umfangsrichtung geschliffen. Dadurch weist es unregelmäßig verteilte, scharfkantige Grate 26 auf der Lauffläche auf. deren Längsachsen quer zur I Jmfangsrirhtung vpHaiifen.

Der größte mittlere Abstand zwischen den Graten 26 beträgt etwa 0.254 mm und der minimale mittlere Abstand zwischen den Graten 26 ist größer als etwa 25.4x10 ^b mm. Vorzugsweise liegt der mittlere Abstand zwischen den Graten 26 bei etwa 0,0254 mm. was zu optimalen Ergebnissen führt. Der Winkel zwischen der Flanke des Grates 26 in der Nähe seines Kammes und einer an das Meßrad 11 angelegten, den Gratkamm berührende Tangente ist wesentlich größer als der Haftreibungswinkel zwischen dem Meßrad 11 und der Meßfläche. Durch diese Ausbildung wird Schlupf ausges' hlossen. Ferner ist vorgesehen, daß die Grate 26 eine mittlere Länge quer zum Umfang des Meßrades 11 haben, die größer als etwa das Dreifache des mittleren Abstandes zwischen den Graten 26 ist. Dadurch wird erreicht, daß durch die Grate 26 in Umfangsrichtung des Meßrades 11 eine maximale Kraft ausübbar ist, ohne daß die in axialer Richtung ausgeübten Kräfte wesentlich erhöht werden. Dadurch wird weiter erreicht, daß das Meßrad 11 auf der Meßfläche immer der gleichen Spur folgt, trotz geringfügiger Änderungen in der Verkantung des Meßrades 11 oder einer Translation in der Z-Richtung.

F i g. 3 zeigt die Spitze eines Paares von benachbarten Graten 26, die eine Strecke S auseinanderliegen. Der Winkel δ zwischen der Gratflanke und einer Tangente an das Meßrad 11 ist wesentlich größer als der Winkel der Haftreibung zwischen dem Meßrad 11 und der Meßfläche. Das Meßrad besteht aus hartem Stahl, und ist härter als die Meßfläche, so daß die Grate auch nach langer Benutzung nicht brüniert oder abgestumpft werden.

Für den Betrieb wird das Längen-Meßinstrument an der Drehbank auf übliche Weise befestigt und die Genauigkeit gemessen. Anschließend wird das Längen-Meßinstrument eingestellt Je nach Erfordernis wird das Meßinstrument zur Veränderung des effektiven Meßradumfanges um einen Winkel γ abgekantet Vor oder nach dem Abkanten des Meßinstruments wird das Meßrad 11 außer Eingriff mit der Meßfläche gebracht, so daß die Grate 26 auf dem Meßrad 11 diese nicht langer berühren. Das Meßrad 11 wird vor seinem erneuten Aufbringen auf die Meßfläche um einen ausreichend großen Winkel gedreht, der sicherstellt, daß die gleichen Grate nicht wieder an der gleichen Stelle auf der Meßfläche aufgesetzt werden. Alternativ kann die

Wirkung der Drehung des Meßrades 11 auch durch Verschieben des Meßrades Il auf der Meßfläche erreicht werden, wenn dabei ein Abrollen des Meßrades 11 verhindert wird. Dieses schleift jedoch die Kanten der Grate 26 ab.

Durch das Verdrehen des Meßrades 11 beim außer Eingriff bringen von Meßrad Il und Meßfläche greifen die ungleichmäßig verteilten Grate nicht wieder in die vorher auf der Meßfläche erzeugte Spur. Ohne ein derartiges Eingreifen wird das Meßrad 11 bei einem erneuten Vorschub frühere Spuren auslöschen und eine neue Spur bilden. Wenn der Vorschub umgekehrt wird, werden die Grate 26 auf dem Meßrad Il der neuen Spur statt der alten folgen. Aus diesem Umstand wird die Wichtigkeit der unregelmäßigen Verteilung der Grate deutlich. Wenn die Grate periodische Abstände hätten, würde die Drehung des Rades keine Wirkung haben, da das Rad notwendigerweise wieder in die alte periodische Spur eingreifen würde, wenn es wieder zurück auf die Meßfläche gebracht wirrl

Die Einstellung der Genauigkeit des Längen-Meßinstrumentes weist nur einige wenige Schritte auf. Zunächst wird typischerweise eine sechs Zoll lange Meßlehre benutzt, die mit dem Umfang des Meßrades Il koinzidiert. Ein üblicher Skalentestzeiger wird auf einer der Meßflächen der Meßlehre positioniert und auf 0,0001 Zoll genullt; dies geschieht, nachdem das Gehäuse parallel zur X-Achse auf bekannte Weise ausgerichtet wurde. Das Längen-Meßinstrument wird ebenfalls genullt. Der Schlitten 14 der Drehbank wird dann um genau sechs Zoll vorgeschoben, so daß der Skalentestzeiger auf der zweiten Meßfläche der Meßlehre auf Null zeigt. Jede Abweichung der Anzeige des Längen-Meßinstruments von sechs Zoll stellt eine Abweichung von der Genauigkeit dar. Wenn das Meßinstrument mehr als sechs Zoll anzeigt, bedeutet das, daß der Verkantungswinkel γ reduziert werden muß. Wenn andererseits das Meßinstrument nicht ganz sechs Zoll anzeigt, ist es notwendig, den Verkantungswinke! γ zu vergrößern, bis die gewünschte Meßgenauigkeit erreicht ist.

Wie Fig. B zeigt, sind am Gehäuse 10 Puffer 28 ausgebildet. Diese sind parallel zur Ebene des Meßrades 11 geschliffen und liegen etwa 35 mm auseinander. Bei der Grundeinstellung des Längen-Meßinstrumentes wird ein Anzeigeindikator oder dergl. auf dem Drehbankbett befestigt und gegenüber einem Puffer 28 eingestellt. Der Schlitten wird dann so vorgeschoben, daß der Anzeigeindikator gegenüber dem anderen Puffer 28 mißt. Das Längen-Meßinstrument wird dann so justiert, daß das Meßrad 11 parallel zur X-Achse steht. Es genügt jedoch, diese anfängliche Grundeinstellung üis auf eine Abweichung von etwa 0,1 mm zwischen den Puffern 28 vorzunehmen. Auch bei der jetzt an diese Grundeinstellung anschließende Schräglaufeinstellung (Winkel α) ist eine Justierung von derartiger Genauigkeit ausreichend. Der Schräglaufwinkel » des Längen-Meßinstruments wird dabei so justiert, daß der Wiederholbarkeitsfehler kompensiert wird. Der zur Kompensation von Wiederholbarkeitsfehlern einzustellende Schräglaufwinkel α darf etwa 8mal größer als bei bekannten Meßinstrumenten sein, denn auch mit solch einer Einstellung werden genaue Meßergebnisse erzielt Dieses liegt in der Ausbildung der Spur durch das Meßrad 11, der es beim Rückwärtshub folgt

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

Pai^iitansprüche:

1. Langen-Meßinstrument mit einem längs des Meßweges auf einer harten Oberfläche abrollbaren Meßrad aus Metall, und mit einer Meßeinrichtung zur Anzeige des Werts der Meßradumdrehung, gekennzeichnet durch mehrere, auf dem Umfang (23) des Meßrads (11) unregelmäßig beabstandete, durch Schleifen erzeugte Grate (26), deren Längsachsen quer zur Umfangsrichtung des Meßrades (11) verlaufen, und deren mittlerer Abstand voneinander zwischen etwa 0,254 mm und etwa 25,4 χ 10~⁶ mm liegt

2. Längen-Meßinstrument nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die mittlere Länge der Grate (26) größer ist als etwa das Dreifache des mittleren Absiandes der Grate (26).

3. Längen-Meßinstrument nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Winkel (ό) zwischen den Flanken der Grate (26) in der Nähe ihres Kammes und einer Radtangente an den Kamm wesentlich größer ist als der Haftreibungswinkel zwischen dem Meßrad (11) und dem Meßweg.

4. Längen-Meßinstrument nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die mit den Graten (26) versehene Umfangsfläche (23) des Meßrades (11) konvex nach außen gekrümmt ist.

5. Längen-Meßinstrument nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Umfangsfläche (23) des Meßrades (11), weiche die Grate <~£) trägt, die Form eines geraden Kreiszylinders besitzt

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