DE3045355C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Meßgerät zur Messung einer Länge, Höhe, Breite oder eines Durchmessers und dergleichen an einem Werkstück, mit einem Rahmen, einem diesem gegenüber verschieb­ lichen Gleitteil, an deren jeweils mindestens einer Seite das Werkstück während der Messung direkt oder indirekt anliegt, und mit einem auf dem Rahmen in derselben Richtung wie das Gleitteil verschieblich gelagerten Schieber, der mit Hilfe einer lösbaren Arretierung gegenüber dem Rahmen an einer vor­ wählbaren Stelle festgelegt ist, wobei zwischen Gleitteil und dem Schieber eine Feder angeordnet ist.

Ein derartiges Meßgerät ist zum Beispiel aus der US-PS 31 13 384 bekannt. Es dient dazu, bei Serienmessungen eines vorgegebenen Maßes innerhalb des zu erwartenden Toleranzfeldes eine gleich­ mäßige Andrückkraft der Meßbacken bzw. der Meßstelle herbei­ zuführen, die unabhängig von einer von Hand aufgebrachten Anlagekraft ist. Dazu wird der Schieber an vorgegebener Stelle arretiert und der Abstand zwischen dem Schieber und dem Gleit­ teil mit Hilfe einer Rändelschraube so eingestellt, daß sich die Meßbacken federnd aufweiten müssen, wenn das zur Messung vorgesehene Maß erreicht werden soll.

Für die federnde Abstützung des Schiebers gegenüber dem Gleit­ teil ist eine Kuppelstange mit einem daran befestigten Teller vorgesehen, wobei sowohl die Kuppelstange als auch der Teller in entsprechenden Bohrungen gleiten. Gegebenenfalls kann sogar der Teller, der dem Schieber zugeordnet ist, mit dem Gleit­ teil fest verbunden werden, so daß zwischen beiden verschieb­ baren Teilen des Meßgerätes eine starre Verbindung vorhanden ist. Diese Klemmöglichkeit erhöht die Zahl der bei einer federnden Meßbewegung relativ zueinander bewegten Teile weiter. Im Ergebnis führt die zahlreiche Verschachtelung relativ zueinander bewegter Teile dazu, daß die Vorteile der federnden Anlage bei einer Serienmessung teilweise wieder aufgezehrt werden, da aufgrund der vielfältigen Reibungs­ möglichkeiten die resultierende Federkraft starken Schwan­ kungen unterworfen ist. Als Folge der sich möglicherweise ständig ändernden Reibverhältnisse und Reibanteile kommt ein Messungsergebnis zustande, das relativ ungenau ist, jedenfalls den hohen Aufwand für die wiederholbar genaue Anlagekraft nicht rechtfertigt.

Ein weiterer Nachteil des bekannten Meßgerätes besteht darin, daß der Schieber an einer Fläche durch Klemmen arre­ tiert wird, die zusätzlich eine Führungsfläche für das Gleit­ teil ist. Jeglicher Verschleiß infolge der einzelnen Klemm­ vorgänge über einen sehr langen Zeitbereich wirkt sich nach­ teilig auf die Güte der Führung des Gleitteils aus, so daß nach einer gewissen Gebrauchszeit die exakte Führung des Gleitteils nicht mehr gewährleistet ist. Insbesondere kann ein erhöhtes Spiel auftreten, das eine genaue Messung zunichte macht.

Es ist demnach Aufgabe der Erfindung, ein Meßgerät der ein­ gangs genannten Art zu verbessern, so daß insbesondere die Führung für das Gleitteil von der jeweiligen Arretierung des Schiebers unbeeinflußt bleibt, also auch nach einem längeren Gebrauch eine präzise Führung des Gleitteils ge­ währleistet ist.

Zur Lösung dieser Aufgabe schlägt die Erfindung vor, daß zur verschieblichen Führung des Schiebers mindestens ein Stab in einem Abstand zu dem Gleitteil angeordnet ist, daß der Stab zur lösbaren Arretierung eine Zahnreihe trägt, die mit einer an dem Schieber beweglich gelagerten, mit Hilfe einer Feder in Richtung auf die Zahnreihe vorgespannten Klinke zusammen­ wirkt, die zur Entriegelung mit einem manuell betätigbaren Knopf versehen ist.

Gemäß der Erfindung ist also vorgesehen, daß die Lagerung des Gleitteils durch den Schieber nicht beeinträchtigt wird, da der Schieber mit Hilfe eines gesonderten Stabes, gemäß einer Weiterbildung insbesondere mit Hilfe von zwei in einem Ab­ stand zueinander angeordneten Stäben, gelagert und geführt ist. Bei einer Führung mit Hilfe von zwei in einem Abstand zueinander angeordneten Stäben wird einer Drehbewegung in Umfangsrichtung der Stäbe Einhalt geboten. Die lösbare Arre­ tierung besteht aus einer Zahnreihe und aus einer an dem Schieber beweglich gelagerten Klinke, die mit Hilfe einer Feder in Richtung auf die Zahnreihe vorgespannt ist. Ein mit der Klinke verbundener Knopf kann manuell betätigt werden, um die Entriegelung und damit die Freigabe des Schiebers zur Verstellung entlang der Führung zu erreichen.

In Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, daß das Gleit­ teil oder der Schieber mit zwei in Schieberichtung in einem Abstand zueinander angeordneten Schenkeln versehen ist, daß an dem Schieber oder an dem Gleitteil ein zwischen die Schenkel reichender Arm angebracht ist, und daß die Feder in dem Zwischenraum zwischen dem Arm und dem einen Schenkel angeordnet ist. Auf diese Weise wird die Relativbewegung zwischen dem Gleitteil und dem Schieber begrenzt, im übrigen bewirkt diese direkte und einfache Anordnung der Feder, daß bei einer Verstellung des Schiebers das Gleitteil im wesent­ lichen spielfrei folgt.

Die Zahnreihe, die Bestandteile der Arretierung für den Schieber ist, kann besonders günstig an dem einen der beiden Stäbe angebracht sein, der keine Zahnreihe trägt, wenn das entsprechende Ausführungsbeispiel zwei Stäbe zur Führung des Schiebers aufweist. Auf diese Weise liegen die Führung und die Arretierung dicht beieinander, wodurch eine exakte Arretierung und eine gute Leichtgängigkeit erreicht werden.

Die zwischen dem Schieber und dem Gleitteil wirkende Feder kann je nach Wahl der Führung den Stab bzw. einen der beiden Stäbe umgeben, wobei im letzteren Fall wie bereits angedeutet, die Zahnreihe dem einen und die Feder dem anderen Stab zu­ geordnet sein sollte. Wenn die Feder jeweils im Durchmesser deutlich größer als der jeweilige Stab gewählt ist, ergibt sich stets eine einwandfreie Funktion. Betätigt wird das erfindungsgemäße Meßgerät an dem Knopf, der vorzugsweise mit der Klinke einen integralen Bestandteil bildet und während der Verstellung des Schiebers und damit des Gleitteils ange­ hoben wird.

Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert; darin bedeuten:

Fig. 1 eine partielle Schnittansicht eines erfindungsgemäß ausgebildeten Meßge­ rätes und

Fig. 2 eine Querschnittsansicht entlang der Linie II-II der Fig. 1.

Das in den Fig. 1 und 2 dargestellte Meßgerät besteht unter anderem aus einem U-förmigen Bügel 1 und einem angrenzenden Rahmenteil 3, die die wichtigsten Teile des Meßgeräterahmens bilden. An dem freien Schenkel des Bügels 1 ist auf der Innenseite ein Amboß 2 eingesetzt, während der andere Schenkel mit dem Rahmenteil 3 verbunden ist. Zwischen dem Bügel 1 und dem Rahmenteil 3 sind zwei Stäbe 4 und 5 angeord­ net, die parallel zueianander und in einem Abstand zueinander verlaufen. Der Bügel 1, der Rahmenteil 3 sowie die beiden Stäbe 4 und 5 bilden einen integralen Rahmen.

Als Gleitteil ist eine Spindel 6 innerhalb von Bohrungen 7 und 8 geführt, die in Richtung auf den Amboß 2 zu und von ihm weg bewegbar ist. Die Spindel 6 kann mit Hilfe eines Knopfes 9 mittelbar aus einer Lage unmittelbar in Berührung mit dem Amboß 2 über die dargestellte Lage in eine extreme Öffnungs­ lage mittelbar verschoben werden, was weiter unten noch näher erläutert wird. Der Knopf 9 ragt aus einer den Rahmenteil 3 sowie die Stäbe 4 und 5 übergreifenden Haube 10 heraus, so daß er von außen zugänglich ist. Die beiden Stäbe 4 und 5 sowie die Spindel 6 weisen jeweils Abstände zueinander auf, im übrigen sind sie parallel zueinander ausgerichtet.

Mit der Spindel 6 ist ein Block 11 über eine Schraube 12 verbunden, so daß ein integrales Bauteil vorhanden ist. An seinem vorderen Ende ist in dem Block 11 eine Glasskala 13 eingelassen, die so ausgerichtet ist, daß sie mit dem Rahmen­ teil 3 nicht in Berührung kommt. Diese Glasskala weist ent­ lang ihres Glaskörpers Einteilungen in µ-Schritten auf, die mit bloßem Auge nicht sichtbar sind, die jedoch aus Gründen der Darstellung in der Figur in vergrößertem Maßstab sichtbar gemacht sind. An dem Rahmenteil 3 ist zum einen ein lichtaus­ sendenes Element (nicht dargestellt) und zum anderen ein foto­ elektrischer Wandler 15 auf beiden Seiten der Glasskala 13 in der Weise angebracht, daß das emittierte Licht durch die Skala hindurchtritt und in den fotoelektrischen Wandler 15 hineinfällt. Als Folge davon tritt im Falle einer Bewegung der Spindel 6 und damit der Glasskala 13 eine Schwankung der Helligkeit des in den fotoelektrischen Wandler 15 einfallen­ den Lichtes ein, die in ein elektrisches Signal umgewandelt und von einer Zählschaltung gezählt wird; das Ergebnis dieser Zählung wird als Meßergebnis auf einer Anzeigeplatte 16 mit Hilfe von Flüssigkeitskristallen sichtbar gemacht. Die An­ zeigeplatt 16 ist an der Oberfläche der Haube 10 angebracht. Unmittelbar daneben befindet sich eine gedruckte Schaltung 17, mit deren Hilfe die gesamte Verarbeitung des Meßergebnisses bis zur Anzeige erfolgt.

Auf den beiden parallel zueinander ausgerichteten Stäben 4 und 5, die unter anderem mit dem Rahmenteil 3 fest verbunden sind, ist ein Schieber 18 geführt, der somit parallel zu der Spindel 6 verschieblich angeordnet ist. In der Seitenansicht (in Fig. 1) weist der Schieber 18 im wesentlichen eine U-Form auf, deren beiden Schenkel 18 a und 18 b in Verschieberichtung einen Abstand zueinander aufweisen. In den durch die beiden Schenkel 18 a und 18 b gebildeten Zwischenraum ragt ein Arm 19 hinein, der Bestandteil des Blockes 11 ist. Zwischen dem Arm 19 und dem rechten Schenkel 18 b ist unter Vorspannung eine Feder 21 ein­ gesetzt, die zunächst den Arm 19 in unmittelbarem Kontakt mit dem linken Schenkel 18 a des Schiebers 18 hält. Wenn der Schie­ ber im Zuge eines Meßvorganges soweit in Richtung auf ein Meß­ objekt 20 geschoben worden ist, daß die Spindel 6 an dem Meß­ objekt und dieses an dem Amboß 2 anstößt, bringt die Feder 21 die Meßkraft zwischen dem Meßobjekt 20 und den zugehörigen Meßflächen auf.

Die Wirkung der Feder 21 wird also über den Arm 19, der Be­ standteil des Blockes 11 ist, auf die Spindel 6 übertragen.

Gegenüber dem Schieber 18 wird sie solange nach links gedrückt, bis der Arm 19 gegen den linken Schenkel 18 a des Schiebers 18 läuft.

An dem Schieber 18 ist ein Klinkenhebel 22 mit seinem einen Ende mit Hilfe eines Stiftes 23 drehbar gelagert, wobei ihm eine um den Stift 23 gewickelte Feder 24 eine Vorspannung gegen den Uhrzeigersinn bei einer Ansicht gemäß der Fig. 1 verleiht. Das eine Ende dieser Feder 24 ist innerhalb des Schiebers 18 gehalten, während das andere Ende über einen mittleren Bereich des Klinkenhebels 22 geschlungen ist.

Am anderen Ende des Klinkenhebels 22 befindet sich eine Klinke 25, die mit einer Zahnreihe 26 in Eingriff steht. Die Zahnreihe 26 ist in Verschieberichtung des Schiebers 18 und damit auch der Spindel 6 ausgerichtet. Die Form der Zähne der Zahnreihe 26 braucht nicht - wie dargestellt - dreieckig ausgeführt zu sein, es kann ebenso eine rechteckige Zahnform gewählt werden. Es ist lediglich darauf zu achten, daß die Abstände zwischen den einzelnen Zähnen möglichst gering ge­ wählt werden.

Oberhalb der Klinke 25 ist an den Klinkenhebel 22 ein Schaft 27 angeformt, an dessem freien Ende der Knopf 9 angebracht ist. Durch eine Auf- bzw. Abwärtsbewegung des Knopfes 9 kann die Klinke 25 außer oder in Eingriff mit der Zahnreihe 26 gebracht werden. Der Schaft 27 führt aus der Haube 10 heraus, so daß der Knopf 9 außerhalb der Haube 10 liegt. Zur Auf­ nahme von Batterien 28 zur Stromversorgung des elektrischen Teils des Meßgerätes ist die Haube 10 mit einer Erweiterung auf der Rückseite des Meßgerätes versehen.

Das vorgehend beschriebene erfindungsgemäße Meßgerät wird in folgender Weise benutzt:

Als allererste Maßnahme, also vor der Meßsituation, die in der Fig. 1 dargestellt ist, wird der Schieber 18 und damit die Spindel 6 über den Knopf 9 in ihre rechte Ausgangslage geschoben. Dazu wird der Knopf 9 leicht angehoben, was zu einer Drehung des Klinkenhebels 22 im Uhrzeigersinn führt; dadurch geraten die Klinke 25 und die Zahnreihe 26 außer Eingriff, so daß die genannte Verschiebung in die Ausgangsstellung be­ wirkt werden kann.

Unter Beibehaltung der geringfügigen Anhebung des Knopfes 9 kann dieser nun zur Einleitung des Meßvorganges nach links verschoben werden, wobei die Spindel 6 über den Block 11 und dessen Arm 19 von der Feder 21 vorangetrieben wird. Dabei be­ wegt sich die Glasskala 13 fortwährend an der Zähleinheit vor­ bei, in der mit Hilfe des fotoelektrischen Wandlers 15 und der gedruckten Schaltung 17 die Bewegung registriert und auf der mit Flüssigkeitskristallen ausgestatteten Anzeigeplatte 16 zur Anzeige gebracht wird.

Sobald die Spindel 6 soweit nach links verschoben ist, daß das Meßobjekt 20 zwischen seiner Meßfläche und dem Amboß 2 gehalten ist, (Fig. 1), entsteht eine Reaktionskraft, so daß sie sich nicht weiter fortbewegt. Selbst wenn dabei der Schie­ ber 18 über den Knopf 9 noch weiter nach links verschoben wird, führt das nicht zu einer weiteren Zustellung der Spindel 6, sondern nur zu einem weiteren Komprimieren der Feder 21, wo­ bei wegen der Vorspannung der Feder 21 von Anfang an eine relativ hohe Meßkraft an der Spindel zur Verfügung steht, die durch weiteres Zusammendrücken der Feder 21 kaum noch ansteigt. Sobald der den Knopf 9 verstellende Finger der messenden Person den Knopf freigibt, wird die Feder 24 wirksam, mit der Folge, daß unmittelbar danach die Klinke 25 in einen der Zähne der Zahnreihe 26 eingreift. Auf diese Weise wird die vorher ein­ gestellte Meßsituation auch nach Lösen des Fingers von dem Knopf 9 voll erhalten.

Das vorangehend beschriebene Ausführungsbeispiel bezieht sich auf ein Mikrometer; die Erfindung kann jedoch ebenso im Zu­ sammenhang mit einem anderen Meßgerät angewendet werden, z. B. in Verbindung mit einer Schieblehre, einer Höhen- sowie einer Tiefenlehre. In diesem Fall genügt es, den Schieber am hinteren Ende der Hilfsskala anzubringen, die im eigentlichen Sinne das Gleitteil bildet, eine Arretierung mit einer Klinke und einer Zahnreihe an dem Gleitteil vorzusehen und zwischen dem Schieber und der Hilfsskala eine Feder unterzubringen.

Mit Hilfe der Erfindung gelingt es, der über die Spindel 6 auf das Meßobjekt 20 einwirkenden Meßkraft automatisch eine annähernd gleichbleibende Höhe zu verleihen und im wesentlichen auf dieser Höhe zu halten, unabhängig davon, an welcher Posi­ tion sich die Spindel 6 befindet und ob der Knopf 9 losge­ lassen wird. Wie der vorangehenden Beschreibung entnommen werden kann ist die Kraft zum Verstellen des Knopfes 9 in dem Augenblick von der Spindel 6 isoliert, in dem das Meßobjekt zwischen dem Amboß und der Meßfläche der Spindel gehalten ist, wodurch gegenüber bisher bekannten Meßgeräten Meßfehler auf ein Minimum reduziert werden. Wie bereits angedeutet, ist die Erfindung wegen ihrer einfachen Konstruktion ohne Schwierig­ keit auf andere Meßgeräte, die nicht als Mikrometer bezeich­ net werden können, übertragbar. Jede Anwendung verschafft Vorteile, weil gegenüber bisherigen Geräten die Abmessungen verkleinert werden können und der Gebrauchswert deutlich höher liegt.

Claims (7)

1. Meßgerät zum Messen einer Länge, Höhe, Breite oder eines Durchmessers und dergleichen an einem Werkstück, mit einem Rahmen, einem diesem gegenüber verschieblichen Gleitteil, an deren jeweils mindestens einer Seite das Werkstück während der Messung direkt oder indirekt an­ liegt, und mit einem auf dem Rahmen in derselben Richtung wie das Gleitteil verschieblich gelagerten Schieber, der mit Hilfe einer lösbaren Arretierung gegenüber dem Rahmen an einer vorwählbaren Stelle festgelegt ist, wobei zwischen dem Gleitteil und dem Schieber eine Feder angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß zur verschieb­ lichen Führung des Schiebers (18) mindestens ein Stab (4; 5) in einem Abstand zu dem Gleitteil (6) angeordnet ist, daß der Stab (5) zur Bildung der lösbaren Arretierung eine Zahnreihe (26) trägt, die mit einer an dem Schieber (18) beweglich gelagerten, mit Hilfe einer Feder (24) in Richtung auf die Zahnreihe (26) vorgespannten Klinke (25) zusammenwirkt, die zur Entriegelung mit einem manuell betätigbaren Knopf (9) versehen ist.

2. Meßgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß zur Führung des Schiebers (18) an dem Rahmen (1, 3) zwei in einem Abstand zueinander angeordnete Stäbe (4, 5) vorgesehen sind.

3. Meßgerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Gleitteil (6) oder der Schieber (18) mit zwei in Schieberichtung in einem Abstand zu­ einander angeordneten Schenkeln (18 a, 18 b) versehen ist, daß an dem Schieber oder an dem Gleitteil ein zwischen die Schenkel reichender Arm (19) angebracht ist, und daß die Feder (21) in dem Zwischenraum zwischen dem Arm (19) und dem einen Schenkel (18 b) angeordnet ist.

4. Meßgerät nach Anspruch 1 und 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Feder zwischen dem Arm und dem einen Schenkel den Stab mit Spiel umgibt.

5. Meßgerät nach Anspruch 2 und 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Feder (21) zwischen dem Arm (19) und dem einen Schenkel (18 b) angeordnet ist und den anderen Stab (4) ohne Zahnreihe umgibt.

6. Meßgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß der Knopf (9) mit der Klinke (25) einen inte­ gralen Bestandteil bildet.

7. Meßgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Gleitteil aus einer Spindel (6) besteht, und daß in Bewegungsrichtung der Spindel (6) an dem Rahmen (1) ein Amboß (2) angebracht ist.