DE3227089C2 - Gerät zur Längenmessung - Google Patents
Gerät zur LängenmessungInfo
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Abstract
Bei einem Mikrometer bzw. einer Meßschraube sind ein drehbarer Knopf und ein Ritzel im Gewindeeingriff miteinander, zwischen dem drehbaren Knopf und dem Ritzel ist ein elastisches Element angeordnet, das zur Lieferung eines konstanten Druckes dient; wenn der drehbare Knopf durch den Wert der Verformung des elastischen Elementes gedreht wird, nachdem eine Spindel mit einer Zahnstange, die im Eingriff mit dem Ritzel ist, in Anlage an das zu messende Werkstück gekommen und angehalten worden ist, wird der drehbare Knopf in Richtung seiner Drehachse verschoben; dadurch kommt ein Bereich des drehbaren Knopfes in Anlage an einen Hauptrahmen, wodurch sich eine Arretier- bzw. Verriegelungsfunktion ergibt.
Description
Die Erfindung betrifft ein Gerät zur Längenmessung mit einer Meßspindel, weiche linear verschiebbar in einem
Rahmen gelagert und mit einem zahnstangenartigen Bereich versehen ist, wobei der zahnstangenartige
Bereich mit einem Antriebsritzei in Eingriff ist, welches zur Bewegung der Meßspindel drehbar in dem Rahmen
gelagert ist, mit einem Antriebsrad, welches koaxial zu dem Antriebsritzel gelagert ist und unabhängig von dem
Antriebsritzei drehbar ist. mit einer Übertragungseinrichtung, welche zur Übertragung der Drehbewegung
des Antriebsrades auf das Antriebsritzei zwischen diesen angeordnet ist.
Es sind verschiedene Ausführungsformen von Geräten
zur Längenmessung entwickelt worden, insbesondere ein sehr häufig eingesetztes Gerät, das auch als Mikrometer
bzw. Meßschraube bezeichnet wird; bei die-
50
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60 sem Gerät ist ein Innengewinde mit hoher Genauigkeit an einer inneren Hülse ausgebildet, die fest an einem
Außenrahmen angebracht ist; in ähnlicher Weise ist mit hoher Genauigkeit ein Außengewinde an einer Gewindespindel
bzw. Meßschraube vorgesehen;das Außengewinde ist im Gewindeeingriff mit dem Innengewinde;
eine Zwinge ist integral bzw. einstückig an der Gewindespindel angebracht und kann gedreht werden, wodurch
die Messung der Länge eines Werkstückes möglich wird. Diese Ausführungsform eines Gerätes zur
Längenmessung bietet die folgenden Vorteile: Der innere Mechanismus einschließlich der Gewinde befindet
sich im wesentlichen in einer hermetisch abgeschlossenen
Konstruktion, so daß Staub nicht in die inneren, beweglichen Teile eindringen kann; aufgrund der
Selbstverriegelungswirkung der Gewinde kann sich die Gewindespindel sogar dann nicht frei drehen, wenn die
Bedienungsperson ihre Hand von der Zwinge bzw. dem Einschraubmechanismus nimmt, so daß das Werkstück
zuverlässig im eingespannten Zustand gehalten werden kann.
Andererseits hat diese Ausführungsform eines Gerätes zur Längenmessung die folgenden Nachteile: Weil
die Steigungen der Gewinde im allgemeinen extrem gering sind und beispielsweise bei ca. 0,5 mm liegen, ändert
sich der Wert des Kaliberdrucks bzw. der Anzugswert der Gewinde, d. h., die über den Gewindeeingriff festgelegte
Lage der Gewindegänge, so daß sich die Meßgenauigkeit nicht stabilisieren läßt und insbesondere von
dem Wert der Betätigunskraft für den Einspannmechanismus bzw. die Zwinge abhängt; es muß also darauf
geachtet werden, daß der Nullpunkt eingestellt oder das zu messende Werkstück eingespannt wird, so daß die
Messung eine hohe Geschicklichkeit erforderlich macht. Die extrem geringe Steigung der Gewinde bietet noch
die zusätzlichen Probleme: Die Gewindespindel kann nicht mit hoher Geschwindigkeit verschoben werden, so
daß der Arbeitswirkungsgrad bei wiederholten Messungen gering ist; außerdem ist die Messung kompliziert, da
die Skaleneinteilungen und der Nonius bzw. die Feinstelleinrichtung abgelesen werden müssen, die auf einer
äußeren Hülse ausgebildet sind, die mit der inneren Hülse und der Zwinge gekoppelt ist Wie bereits oben erwähnt
wurde, ist das Arbeiten mit einer solchen Meßschraube mit hoher Geschwindigkeit nicht möglich; außerdem
ist die Gewindespindel im direkten Gewindeeingriff, so daß die Gewindespindel bei der Messung
gedreht wird; soll ein Material mit hoher Flexibilität gemessen werden, wie beispielsweise eine Platte aus
einem weichen Kunststoff, so verformt sich das Werkstück, und es ist keine exakte Messung mehr möglich.
Ein Gerät zur Längenmessung des beschriebenen Typs ist deshalb nicht dazu geeignet, die Länge von Werkstücken
aus dem beschriebenen Material zu bestimmen; außerdem ist dieses Gerät nicht für den Einhandbetrieb
geeignet, weil sich die Zwinge in axialer Richtung der Gewindespindel bewegt, wenn sie bei der Messung gedreht
wird. Und schließlich haben diese Typen von Geräten zur Längenmessung auch hohe Herstellungskosten,
weil die einzelnen Bearbeitungsgänge und insbesondere die Schlußbearbeitung mit hoher Genauigkeit
durchgeführt werden müssen; dies gilt insbesondere für die Ausbildung der Gewinde und der Skaleneinteilung.
Weiterhin ist ein mit einer Meßschraube arbeitendes lineares Instrument zur Messung von Längen enlwikkelt
worden, bei dem die Gewindespindel linear verschoben wird, während sie nicht gedreht wird; dabei
wird jedoch ebenfalls ein Gewindevorschub verwendet
Bei diesem linear arbeitenden Gerät zur Längenmessung ist ein zylindrisches Zwischenelement drehbar und
axial nicht verschiebbar an dem äußeren Umfang der Gewindespinde! angebracht; Präzisions-Gewinde sind
auf dem äußeren Umfang dieses zylindrischen Zwischenelementes ausgebildet und im Gewindeeingriff mit
Gewinden, die auf einer inneren Hülse ausgebildet sind; dadurch ergeben sich zwar Verbesserungen in der Linearität;
die anderen, oben zusammengestellten Nachteile treten jedoch ebenfalls auf; außerdem führt hier die
Herstellung zu neuen Schwierigkeiten, weil das zylindrische Zwischenelement zwischen der Gewindespindel
und der inneren Hülse so montiert und justiert werden muß, daß es parallel und koaxial dazu angeordnet ist.
Um die Messungen mit hoher Geschwindigkeit durchführen zu können, ist ein linear arbeitendes Gerät zur
Längenmessung vorgeschlagen worden, bei dem ein Ritzel eines drehbaren Knopfes, der drehbar an einem
Hauptrahmen gehaltert ist, im Eingriff mit einer Zahnstange ist, die an der Gewindespindel ausgebildet ist;
dieser drehbare Knopf wird gedreht, um die Gewindespindel mit hoher Geschwindigkeit zu verschieben.
Das linear arbeitende Gerät zur Längenmessung mit dem oben beschriebenen Aufbau bietet also die erwähnten
Vorteile, nämlich Messungen mit hoher Arbeitsgeschwindigkeit und die Nicht-Drehbarkeit der Gewindespindel.
Sobald jedoch eine Hand abgehoben wird, wenn das zu messende Werkstück eingespannt ist, dann
bewegt sich die Gewindespindel automatisch in der Richtung, in der sie von dem Werkstück getrennt wird;
es muß deshalb eine getrennte Einrichtung zur Einhaltung dieser Stellung vorgesehen werden, um zu verhindern,
daß die Gewindespindel freigegeben wird, d. h., eine sogenannte Arretier- bzw. Verriegelungseinrichtung.
In Verbindung damit muß außerdem eine mit konstantem Druck arbeitende Einrichtung vorgesehen werden,
weil es schwierig ist, die Gewindespindel in einer vorgegebenen Lage zu verriegeln; und schließlich sollte
noch eine Freigabeeinrichtung für die oben beschriebene Verriegelungseinrichtung hinzugefügt werden.
Aus der US-P 32 76 131 ist ein Gerät zur Längenmessung
bekannt, welches einen Rahmen aufweist, in welchem eine Meßspindel verschiebbar gelagert ist. Die
Meßspindel weist an einem Teil ihres Umfangs einen zahnstangenartigen Bereich auf, welcher mit einem Antriebsritzel
in Eingriff ist. Das Antriebsritzel ist drehbar am Rahmen des Gerätes gelagert, koaxial zu dem Antriebsritzel
ist ein Antriebsrad vorgesehen, welches unabhängig von dem Antriebsritzel drehbar am Rahmen
gelagert ist. Das Antriebsrad wird mittels eines Getriebes von einem Elektromotor angetrieben. Zwischen
dem Antriebsrad und dem Antriebsritzel ist eine Rutschkupplung vorgesehen, welche zur Begrenzung
des von dem Motor auf das Antriebsritzel aufgebrachten Drehmoments dient. Zur Durchführung eines Meßvorgangs
dreht der Motor mittels des Getriebes das Antriebsrad, welches zu diesem Zeitpunkt kraftschlüssig
über die Rutschkupplung mit dem Antriebsritzel verbunden ist Die Drehung des Antriebsritzels bewirkt
eine Verschiebung der Meßspindel in Richtung auf das zu messende Werkstück. Wenn die Meßspindel zur Anlage
an das zu messende Werkstück gelangt ist, wird ein Meßdruck von der Spindel auf das Werkstück aufgebracht.
Die Höhe des Meßdrucks bestimmt sich aus den in der Rutschkupplung herrschenden Reibungsverhältnissen,
bei einem Anstieg des Meßdrucks über einen gewissen Bereich wird die kraftschlüssige Verbindung innerhalb
der Kupplung in einem gewissen Maße durch das Durchrutschen der Kupplung gelockert. Um den durch
die Reibungsverhältnisse in der Kupplung bestimmten Meßdruck während des Meßvorgangs aufreehtzuerhalten,
ist es notwendig, daß der Antriebsmotor während des gesamten Meßvorgangs läuft. Bei diesem bekannten
Gerät erweist es sich als ein besonderer Nachteil, daß
die Höhe des auf das zu messende Werkstück aufgebrachten Meßdrucks von den in der Kupplung herrsehenden
Reibungsverhältnissen abhängt. Aus diesem Grunde ist es nicht möglich, bei allen Messungen stets
denselben Meßdruck aufzubringen. Die Reibungsverhältnisse
in der Kupplung verändern sich durch Erwärmung der Kupplung durch häufige Meßvorgänge oder
durch Abnützungserscheinungen der gegeneinander drückenden Flächen der Kupplung. Auch die Hone der
die Kupplungshälften gegeneinander pressenden Federkraft unterliegt Schwankungen und ist nich: auf einen
bestimmten Wert einstellbar. Weiterhin wird der aufzubringende Meßdruck durch Trägheitsmomente
der Meßspindel, des Antriebsritzels, der Kupplung und des Motors mit dem Getriebe beeinflußt, ohne daß dies
bei der Höhe des von der Kupplung übertragenen Meßdrucks Berücksichtigung finden könnte. Damit is: dieses
Gerät nicht geeignet, reproduzierbare Längenmessungen mit gleichbleibendem Meßdruck durchzuführen.
Aus der DE-PS 3 41 766 ist eine Ratsche für einen Mikrometer bekannt. Das Mikrometer weist einen Rahmen
auf, in welchem eine Meßspindel mittels eines Gewindes
verschiebbar gelagert ist. Ferner weist das Mikrometer ein Antriebsrad auf, welches von Hand zur
Bewegung der Meßspindel drehbar ist. Zur Begrenzung des auf die Meßspindel übertragenen Drehmoments ist
zwischen der Meßspindel und dem Antriebsrad eine Ratsche vorgesehen. Die Ratsche ist in Form einer Spiralfeder
ausgebildet, deren eines Ende fest mit einer Hülse verbunden ist, und deren anderes Ende in eine
Verzahnung des Antriebsrads eingreift.
Durch eine Drehung des Antriebsrads wird die Meßspindel in Richtung auf das zu messende Werkstück
bewegt, bis sie an dieses zur Anlage gekommen ist. Durch weitere Drehung des Antriebsrads wird mittels
der Meßspindel auf das Werkstück ein Meßdruck aufgebracht, der bei einer bestimmten Höhe durch die Ratsehe
begrenzt wird. Die Begrenzung des Meßdrucks erfolgt dadurch, daß das in die Verzahnung des Antriebsrads
eingreifende Ende der Spiralfeder von einer Verzahnung in die nächste überspringt, wodurch das
Antriebsrad gedreht werden kann, ohne daß sich die Meßspindel weiterbewegt. Bei einem derartigen Mikrometer
erweist es sich als nachteilig, daß die Meßspindel mittels des Gewindes gegen das zu messende Werkstück
bewegt werden muß, was bei der notwendigermaßen sehr geringen Steigung des Gewindes eine entsprechend
lange Zeit in Anspruch nimmt. Ist der zum Ansprechend der Ratsche notwendige Meßdruck aufgebaut,
so trennt die Ratsche die Drehmomentübertragung von dem Antriebsrad auf die Meßspindel. Um
während des Meßvorgangs den Meßdruck aufrecht zuerhalten, ist es notwendig, daß die Meßspindel mit einem
selbsthemmenden Gewinde versehen ist. Die Reibungsverhältnisse im Gewinde beeinflussen jedoch in
hohem Maße den auf das Werkstück aufgebrachten Meßdruck. Deshalb ist es auch mit einer einstellbaren
Ratschenfeder nicht möglich, einen konstantbleibenden, reproduzierbaren Meßdruck auf das Werkstück aufzubringen.
Weiterhin beeinflussen die Reibungsverhältnisse zwischen dem in die Verzahnung des Antriebsrades
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eingreifenden Ende der Feder und der Verzahnung die Weise wird sichergestellt, daß bei einer von dem zu
Auslöseschwelle der Ratsche. Durch Erwärmung, Ab- messenden Werkstück weggerichteten Bewegung der
nützungserscheinungen oder durch Verunreinigungen Meßspindel die Übertragung "der zu dieser Bewegung
des aus dem Gewinde austretenden Schmiermittels wird notwendigen Kraft im wesentlichen über die Anschlagdie
Anspruchschwelle der Ratsche in nicht kontrollier- 5 einrichtung erfolgt.
barer Weise verändert Als weiterer Nachteil des be- Die Erfindung wird im folgenden anhand von Ausfüh-
kannten Mikrometers erweist es sich, daß die Bedie- rungsbeispielen unter Bezugnahme auf die schematinungsperson
zur Durchführung des Meßvorgangs ihre sehen Zeichnungen näher erläutert Es zeigt
beiden Hände benötigt, eine Hand zum Halten des Mi- Fig. 1 eine teilweise weggeschnittene Vorderansicht
krometers und die andere Hand zum Drehen des An- io einer ersten Ausführungsform eines Gerätes zur Län-
triebsrads. genmessung nach der vorliegenden Erfindung, welches
Aus Richter-v.Voss »Bauelemente der Feinmecha- bei einem Mikrometer verwendet wird,
nik«, Verlag Technik Berlin (1949,Seite 338 bis 343) sind F i g. 2 im vergrößeren Maßstab einen Schnitt längs
verschiedene Ausführungsformen von Reibungskupp- der Linie 11-11 von F i g. L
hingen bzw. Rutschkupplungen bekannt, ohne daß je- is Fig.3 im vergrößerten Maßstab einen Schnitt durch
doch in diesem Zusammenhang auf die Anwendung spe- eine zweite Ausführungsform der vorliegenden Erfinzieller
Kupplungen bei Geräten zur Längenmessung dung, wobei die Schnittansicht der Darstellung nach
hingewiesen wäre. F ig-2 entspricht.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Lan- F i g. 4 im vergrößerten Maßstab einen Schnitt in der
genmeßgerät der eingangs genannten Art zu schaffen, 20 Richtung, die in F i g. 3 durch den Pfeil IV angedeutet ist,
welches bei einfachem Aufbau und kostengünstiger Fig.5 einen Schnitt durch die wesentlichen Teile ei-
Herstellungsweise einen konstanten Meßdruck auf- ner dritten Ausführungsrorm eines Gerätes zur Längenbringt,
mit einer leicht zu handhabenden Verriegelungs- messung nach der vorliegenden Erfindung,
einrichtung versehen ist, und die Durchführung des Fig.6 eine Schnitt-Vorderansicht der wesentlichen
Meßvorganges in einer kürzest möglichen Zeit gestat- 25 Teile einer vierten Ausführungsform eines Längenmeßtet
gerätes nach der vorliegenden Erfindung, bei der zu der Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, Ausführungsform nach Fig. 1 ein Mechanismus für die
daß die Ritzelwelle mit einem Gewinde versehen ist, auf Einstellung des Spiels bzw. des Totgangs hinzugefügt
welches das Antriebsrad mittels eines Innengewindes ist,
aufgeschraubt ist, und daß ein Federelement vorgese- 30 Fig.7 eine Draufsicht in der Richtung, die in Fig.6
hen ist, dessen eines Ende mit dem Antriebsrad und durch den Pfeil VIl angedeutet ist,
dessen anderes Ende mit dem Antriebsritze] verbunden Fig.8 eine Bodenansicht in der Richtung, die in
ist, und daß das Antriebsrad mit einer Anlageoberfläche F i g. 6 durch den Pfeil VIH angedeutet ist
versehen ist weiche durch Drehung in Kontakt mit der Fi g. 9 eine Vorderansicht einer fünften Ausführungs-
Oberfläche des Rahmens bringbar ist 35 form eines Gerätes zur Längenmessung nach der vorlie-
Dem erfindungsgemäßen Gerät liegt das Prinzip zu- genden Erfindung,
gründe, das Antriebsrad mit dem Antriebsritzel für die F i g. 10 einen Schnitt längs der Linie X-X nach F i g. 9,
Meßspindel mittels eines fest an den beiden Rädern be- Fig. 11 eine teilweise weggeschnittene Vorderan-
festigten Federelements zu verbinden. Bei einem nach sieht einer sechsten Ausführungsform eines Gerätes zur
diesem Prinzip ausgestalteten Gerät zur Längenmes- 40 Längenmessung nach der vorliegenden Erfindung,
sung erfolgt die Begrenzung der Höhe der aufgebrach- Fig. 12 einen Schnitt längs der Linie XII-XII von
ten Meßkraft ausschließlich durch die elastischen Eigen- F i g. 11,
schäften des Federelements und völlig unabhängig von F i g. 13 einen Schnitt durch eine siebte Ausführungssonstigen
Reibungseinflüssen. form eines Gerätes zur Längenmessung nach der vorlie-
Damit ist die Höhe des Meßdrucks genau bestimmbar 45 genden Erfindung, wobei die Ansicht dem Schnitt nach
und einstellbar und die Messung kann beliebig oft mit Fig. 12entspricht.
gleichbleibenden Werten reproduziert werden. Ein wei- Fig. 14 im vergrößerten Maßstab eine Ansicht von
terer wesentlicher Vorteil des erfindungsgemäßen Ge- oben in der Richtung, die in Fig. 13 durch den Pfeil XIV
räts besteht darin, daß das Antriebsrad und die Ritzel- angedeutet ist, und
welle in ihrer Lage mittels eines Gewindes annäherbar 50 Fig. 15 einen Schnitt durch die wesentlichen Teile
sind, so daß das Antriebsrad bei einer durch eine elasti- einer achten Ausführungsform eines Gerätes zur Länsche
Verformung des Federelements hervorgerufenen genmessung nach der vorliegenden Erfindung.
Verdrehung mittels des Gewindes an die Oberfläche des Die F i g. 1 und 2 zeigen eine erste Ausführungsform
Rahmens des Geräts zur Anlage kommt und auf diese eines Gerätes zur Längenmessung nach der vorliegen-Weise
arretiert wird, so daß mittels des Federelements 55 den Erfindung, das bei einem Mikrometer bzw. einer
ein stets gleichbleibender Meßdruck auf das Werkstück Mikrometerschraube eingesetzt wird; ein solches Miaufgebracht
wird. Bei einem nach diesem Prinzip ausge- krometer wird in letzter Zeit auch als »Meßschraube«
stalteten Gerät zur Längenmessung erfolgt sowohl die bezeichnet Wie man in F i g. 1 erkennen kann, ist ein
Aufbringung als auch die Aufrechterhaltung des Meß- Ende eines Rahmens 1 zu einem U geformt; ein Amboß
drucks mittels eines einzigen Antriebsrads, so daß die 60 bzw. ein Anschlag bzw. ein Widerlager 2 ist an der inne-Bedienungsperson
in einfacher und schneller Weise un- ren Oberfläche eines Endes einer öffnung bzw. Munter
Zuhilfenahme nur einer Hand die Messung durch- dung dieses U-förmigen Bereiches IA angebracht Das
führen kann. andere Ende dieses Rahmens 1 erstreckt sich linear bzw.
Mit Vorteil ist das erfmclungsgemäßc Gerät zur Lan- geradlinig von dem anderen Ende der Mündung des
genmessung so ausgestaltet, daß die Ritzelwelle zur tir>
U-förmigen Bereiches IA nach außen; eine Meßspindel
Verbindung des Antriebsrads mit der Rilzclwellc bei 3 ist verschiebbar in diesen geradlinigen Bereich \B
einer Drehung der Ritzelwelle in umgekehrter Richtung eingesetzt Eine Spitze 4 aus einem Material mit extrem
mit einer Anschlagcinrichlung versehen ist Auf diese großer Härte, die an das Gegenstück 2 in Anlage korn-
men kann, ist einstückig an einem Ende der Meßspindel 3 angebracht; die Meßspindel 3 ist im Zwischenbereich
ihrer Umfangsoberfläche mit einem zahnstangenförmigen Bereich 3A versehen, der sich über eine vorgegebene
Strecke in axialer Richtung erstreckt; dieser zahnstangenartige Bereich 3A ist mit hoher Genauigkeit ausgeführt,
also insbesondere sehr fein bearbeitet. Mit diesem zahnstangenartigen Bereich 3Λ ist ein Ritzel 5 im
Eingriff, mit dem über einen (nicht dargestellten) Kupplungs-Zahnradmechanismus
eine als Anzeigeeinrichtung dienende Meßuhr 6, also eine Meßeinrichtung mit Zeigeranzeige, verbunden ist. Diese Meßuhr 6 ist an
dem geradlinigen Bereich Iß des Rahmens 1 angebracht und weist eine Nadel bzw. einen Zeiger 6A für die Anzeige
von großen Abmessungen und eine Nadel bzw. einen Zeiger 6B für die Anzeige von kleinen Abmessungen
auf.
Die Meßspindel 3 ist außerdem mit einem weiteren, zahnstangenartigen Bereich 3B für die lineare Verstellung
an einer Stelle an der äußeren Umfangsoberfläche versehen; dieser zahnstangenförmige Bereich 3B liegt in
einem Winkel von 90° zu dem zahnstangenförmigen Bereich 3A. Andererseits ist der Rahmen 1 an seinem
geradlinigen Bereich 15 mit einer Ritzelwelle 7 versehen, die die Meßspindel 3 im rechten Winkel, also senkrecht,
schneidet; an dem mittleren Bereich dieser Ritzelwelle 7 ist ein Antriebsritzel TA einstückig ausgebildet,
das im Eingriff mit dem zahnstangenartigen Bereich 3B ist. Ein Ende der Ritzelwelle 7 wird über eine Buchse 8
drehbar durch den Rahmen 1 gehaltert und kann gegen eine Bewegung in axialer Richtung durch eine Setzschraube
TB arretiert werden, die in ein Ende der Ritzelwelle 7 geschraubt ist. An dem anderen Ende der Ritzelwelle
7 sind einstückig Gewinde 9 ausgebildet, die im Gewindeeingriff mit einem Antriebsrad 10 stehen. Zwischen
das Antriebsrad 10 und das Antriebsritze! TA der Ritzelwelle 7 ist eine Schraubenfeder 11 als elastisches
Element eingespannt; diese Schraubenfeder 11 ist mit einem Ende an einer Stirnfläche des Antriebsritzel TA
und mit dem anderen Ende an dem Antriebsrad 10 angebracht. Zusätzlich ist an einem Bereich des Antriebsrades
10 eine Anlagefläche 1OA vorgesehen, die in Anlage an den Rahmen 1 kommen kann, wenn eine relative
Drehung zwischen dem Antriebsrad 10 und den Gewinden 9 der Ritzelwelle 7 auftritt, wodurch das Antriebsrad
10 gegen die Kraft der Schraubenfeder 11 durch die Gewindesteigungen 9 axial verschoben wird.
Bei dieser Ausführungsform wirken der zahnstangenartige Bereich 3B, die Ritzelwelle 7 mit dem Antriebsritzel
TA, die Buchse bzw. Hülse 8, das Antriebsrad 10 und die Schraubenfeder 11 zusammen, um für den Meßdruck
einen konstanten Druck zu erreichen, während die Gewindegänge 9 der Ritzelwelle 7, das Antriebsrad
10 und die Anlageoberfläche 1OA des Antriebsrades 10 zusammenwirken, um die Verriegelungsfunktion zu erreichen.
Die beiden Gruppen der oben beschriebenen Elemente bilden also eine Verriegelungs- bzw. Arretiereinrichtung,
die mit konstantem Druck arbeitet.
Im folgenden soll die Benutzung der ersten Ausführungsform der Meßschraube bzw. des Mikrometers beschrieben
werden.
Das Antriebsrad 10, das von dem Rahmen 1 vorsteht, wird in Richtung gegen den Uhrzeigersinn gedreht, und
zwar in F i g. 1 von unten gesehen, wodurch die Meßspindel 3 gemäß der Darstellung in der Zeichnung nach
rechts verschoben wird, so daß der Zwischenraum zwischen dem Widerlager 2 und der Spitze 4 weit geöffnet
werden kann. Nachdem das Werkstück (nicht dargestellt) in diesen Zwischenraum eingesetzt worden ist,
wird die Meßspindel 3 zu dem Widerlager 2, d. h., gemäß der Darstellung in der Figur nach links bewegt, wenn
das Antriebsrad 10 in der entgegengegesetzten Richtung gedreht wird, d. h., in Richtung des Uhrzeigersinns,
so daß die Spitze 4 in Anlage an das Werkstück kommen kann.
Bis die Spitze 4 in Anlage an das Werkstück kommt, wird die Drehkraft des Antriebsbrades 10 durch die
ίο Schraubenfeder 11 auf die Ritzelwelle 7 übertragen, da
die Schraubenfeder 11 an einem Ende im Eingriff mit dem Antriebsrad 10 und am anderen Ende im Eingriff
mit dem Antriebsritzel TA ist, wodurch der zahnstangenförmige Bereich 3ß, d. h., die Meßspindel 3, verschoben
wird. Wenn jedoch die Spitze 4 in Anlage an das Werkstück kommt, kann die Ritzelwelle 7 nicht weiter
gedreht werden. Wenn trotzdem die Drehkraft weiter auf das Antriebsrad 10 ausgeübt wird, dann wird nur das
Antriebsrad 10 gegen die Kraft der Spiralfeder 11 gedreht, wodurch der Wert des Verformungswiderstandes
der Spiralfeder 11 als Meßdruck wirkt. Gleichzeitig wird
das Antriebsrad 10, der im Gewindeeingriff mit den Gewindegängen 9 an einem Endbereich der Ritzelwelle 7
ist, in seiner axialen Richtung verschoben, wodurch die Anlageoberfläche 10.4 des Antriebsrades 10 gegen den
Rahmen 1 gedrückt wird. Dies führt zu einem Zustand, bei dem das Antriebsrad 10 auf die Gewindegänge 9 der
Ritzelwelle 7 angezogen bzw. gespannt ist, die sich an dem Rahmen 1 befindet. In diesem Zustand wird das
Antriebsrad 10 sogar dann, wenn es die Hand der Bedienungsperson freigibt, durch die Reibungskraft der Anlageoberfläche
1OA arretiert und nicht zurückgedreht.
Im einzelnen dient also die Schraubenfeder 11 dazu, ein Drehmoment mit vorgegebenem Wert zwischen
dem Antriebsrad 10 und der Ritzelwelle 7 zu liefern, so daß der Meßdruck auf einen konstanten Wert gebracht
werden kann. Außerdem erfüllt das Antriebsrad 10, das im Gewindeeingriff mit der Ritzelwelle 7 ist und an dem
Rahmen 1 anliegt, eine Verriegelungsfunktion.
Wenn die Meßuhr 6 unter der oben erläuterten Bedingung abgelesen wird, können die Abmessungen des
Werkstücks d. h. seine Dicke und ähnliche Parameter bestimmt werden.
Nachdem die Messung beendet worden ist, wird das Antriebsrad 10 in Richtung gegen den Uhrzeigersinn
gedreht, um dessen Anlageoberfläche 1OA von dem Rahmen 1 zu trennen. Außerdem wird die Ritzelwelle 7
gedreht, um die Meßspindel 3 gemäß der Darstellung in den Zeichnungen nach rechts zu verschieben; dann wird
so das Werkstück entnommen, so daß die Vorbereitung für die folgende Messung erfolgen kann.
Bei der vorliegenden Ausführungsform ist in das Antriebsrad 10 eine mit konstantem Druck arbeitende Arretiereinrichtung
integriert, die sowohl einen konstanten Druck liefert als auch die Verriegelungsfunktion erfüllt;
damit kann eine übliche Messung durchgeführt werden, ohne daß eine spezielle Einrichtung zur Lieferung
des konstanten Drucks oder eine Verriegelungseinrichtung, die vollständig unabhängig von dem Antriebsrad
10 ist, vorgesehen werden müssen; damit macht die einfache Verschiebung der Meßspindel 3 bei
der Messung es möglich, einen konstanten Meßdruck zu liefern und gleichzeitig die Verriegelung durchzuführen.
Außerdem ist kein besonderer Handgriff für die Entriegelung erforderlich. Denn die Entriegelung wird nur
durch eine einfache Drehung des Antriebsrades 10 in Richtung einer Trennung der Meßspindel 3 durchgeführt;
wenn das Antriebsrad 10 dann weitergedreht
9 10
wird, läßt sich die Meßspindel 3 verschieben. Bei der vorliegenden Ausführungsform macht es die
Wie oben erläutert wurde, wird es bei der vorliegen- Drehung der Einstellschrauben 15 möglich, daß die Fe-
den Ausführungsform möglich, eine Meßschraube zu derkonstanten variiert werden können, ohne daß die
schaffen, bei der die Meßspindel 3 geradlinig bzw. linear linearen Federn 14 durch neue Federn ersetzt werden
mit hoher Geschwindigkeit verschoben wird; dadurch 5 müssen, so daß der optimale Meßdruck einfach und mit
ergibt sich eine Kontrollfunktion und Steuerbarkeit und hoher Genauigkeit eingestellt werden kann,
gleichzeitig eine Verriegelung mit konstantem Druck, Weiterhin sind bei der vorliegenden Ausführungs-
wie sie bei herkömmlichen Meßschrauben nur mit gro- form die linearen Federn 14 in bezug auf Rotation und
ßem Aufwand erreicht werden könnte. Die vereinfachte axiale Verschiebung unbeweglich an den Einstellschrau-
Konstruktion macht es außerdem möglich, eine solche io ben 15 angebracht, wodurch die Einstellschrauben 15
Meßschraube mit geringen Kosten herzustellen. gedreht werden, um die Spannungen der linearen Fe-
Bei der ersten Ausführungsform ist die Schraubenfe- dem 14 zu variieren, so daß die Federkonstanten geän-
der 11 als elastisches Teil verwendet worden, das mit dert werden können.
einem Ende im Eingriff mit dem Antriebsrad 10 und am Die Fi g. 6 bis 8 zeigen eine vierte Ausführungsform
anderen Ende im Eingriff mit der Ritzelwelle 7 ist; dieses 15 eines Gerätes zur Längenmessung nach der vorliegen-
elastische Element kann jedoch durch eine Feder mit den Erfindung, bei der ein Beispiel für einen Einstellme-
einer Konstruktion ersetzt werden, bei der eine Spiral- chanismus für den toten Gang bzw. das Spiel im Eingriff
feder 12 mit einem Endbereich der Ritzelwelle 7 und mit zwischen dem Antriebsritzel TA und dem zahnstangen-
der inneren Umfangsoberfläche einer Aussparung 13 artigen Bereich 3B der Meßspindel 3 zu der Ausfüh-
verbunden ist, die in dem Antriebsrad 10 ausgebildet ist, 20 rungsform nach F i g. 1 hinzugefügt wird. Hier werden
wie man in der zweiten Ausführungsform nach den die gleichen Bezugszeichen wie bei der ersten Ausfüh-
F i g. 3 und 4 erkennen kann. rungsform dazu verwendet, gleiche oder ähnliche Teile
Bei dieser Ausführungsform ergeben sich die folgen- zu kennzeichnen, so daß diese Teile nicht nochmals im
den zusätzlichen Vorteile: Die Spiralfeder 12 kann aus- Detail beschrieben werden sollen,
getauscht werden, ohne daß das Antriebsrad 10 abge- 25 Gemäß den Fig.6 bis 8 wird die Buchse 8, die im
nommen werden muß, wodurch sich die Wartung ver- Zusammenwirken mit der Stellschraube TB die Ritzel-
einfacht; außerdem kann für die Befestigung bei der welle 7 in bezug auf eine Drehung und auf eine axiale
Montage dieser Meßschraube eine Spiralfeder ausge- Verschiebung unbeweglich halten, an ihrem äußeren
wählt werden, die eine optimale Federkonstante hat. Umfangsbereich durch einen exzentrischen Ring 16 ge-
Zusätzlich kann bei dieser zweiten Ausführungsform 30 halten, der so ausgebildet ist, daß sein innerer Durch-
die Federkonstante der Spiralfeder 12 in geeigneter messer und sein äußerer Durchmesser mit einer Exzen-
Weise durch Verschiebung des Federverriegelungsele- trizität vorgegebenen Wertes zwischen diesen Größen
mentes eingestellt werden, wenn ein Federverriege- versehen ist; der äußere Umfang dieses exzentrischen
lungselement, dessen Lage justierbar ist, zwischen dem Rings 16 wird drehbar durch den Rahmen 1 geführt
Zwischenbereich der Spiralfeder 12 und dem Antriebs- 35 Zwei Drehlöcher 17 sind an der Stirnfläche dieses ex-
rad 10 vorgesehen wird. zentrischen Rings 16 ausgebildet; Stifte (nicht darge-
F i g. 5 zeigt eine dritte Ausführungsform eines Gera- stellt) oder ähnliche Elemente sind mit diesen Drehlö-
tes zur Längenmessung nach der vorliegenden Erfin- ehern 17 in Eingriff, so daß der exzentrische Ring 16
dung, bei der als elastisches Element lineare, also gerad- gedreht werden kann. Zusätzlich ist die Buchse 8 gegen
linige Federn 14 verwendet werden, die beispielsweise 40 eine Verschiebung durch einen Deckel 18 verriegelt
durch Klavierdrähte gebildet werden; außerdem läßt Andererseits wird das Antriebsrad 10 in ähnlicher
sich die Federkonstante ändern, d. h., der Meßdruck Weise wie die Buchse 8 an seinem äußeren Umfangsbe-
kann von außen justiert werden, reich, der durch den Rahmen 1 gehalten wird, durch
Bei der Ausführungsform nach Fig.5 sind mehrere einen exzentrischen Ring 19 gehalten, der durch den
lineare Federn 14, die durch Klavierdrähte oder ähnli- 45 Rahmen 1 drehbar geführt ist. Drehlöcher 20 sind an der
ehe Drähte gebildet werden, längs des äußeren Um- Stirnfläche dieses exzentrischen Rings 19 ebenfalls aus-
fangs der Ritzelwelle 7 angeordnet und zwar so, daß sie gebildet
in der Mitte zwischen dem Antriebsrad 10 und der Rit- Wie man in den F i g. 7 und 8 erkennen kann, sind bei
zelwelle 7 liegen. Die jeweiligen Enden der linearen jedem der exzentrischen Ringe 16 und 19 der innere
Federn 14 sind im Eingriff mit der Stirnfläche des An- 50 Durchmesser und der äußere Durchmesser exzentrisch
triebsritzels 7Λ der Ritzelwelle 7, während ihre anderen um einen Wert e zueinander, wodurch bei einer Dre-Enden
in mehrere Einstellschrauben 15 eingeführt sind, hung dieser exzentrischen Ringe 16 und 19 die Buchse 8
die an dem Antriebsrad 10 gegenüber den linearen Fe- und die Achse des Antriebsrades 10, die durch die innere
dem 14 vorgesehen sind. Die linearen bzw. geradlinigen diametrale Oberfläche, d. h, die axiale Lage der Ritzel-Federn
14 können axial relativ zu den Einstellschrauben 55 welle 7, relativ zu dem zahnstangenartigen Bereich ZB
verschoben werden, die über ein Gewinde im Eingriff justiert werden können. Mit anderen Worten kann das
mit dem Antriebsrad 10 sind. Wenn die Einstellschrau- optimale Spiel zwischen dem zahnstangenartigen Beben
15 von außen gedreht werden, dann lassen sich die reich 3B und dem Antriebsritzel TA der Ritzelwelle 7
linearen Federn 14 in axialer Richtung der Ritzelwelle 7 erhalten werden, wodurch sich eine Meßschraube bzw.
verschieben. 60 ein Mikrometer mit hoher Genauigkeit ergibt
Weiterhin macht es die Bewegung der Einstellschrau- Die Hinzufügung des Mechanismus zur Einstellung
ben 15 möglich, daß die Längen der von den Einstell- des Spiels nach der vorliegenden Ausführungsform zu
schrauben 15 vorstehenden Bereiche der linearen Fe- der ersten Ausführungsform ermöglicht es, eine Meßdern
14 variiert werden, wodurch die Federkonstanten schraube mit hoher Genauigkeit zu schaffen; dabei arder
linearen Federn 14 geändert werden können; gleich- 65 beitet der Arretiermechanismus mit konstantem Meßzeitig
kann auch der Druck der an dem Werkstück anlie- druck; außerdem ist das Rotationsspiel, basierend auf
genden Meßspindel 3, d. h. der Meßdruck, variiert wer- dem Totgang zwischen dem Antriebsritzel TA und dem
den. zahnstangenartigen Bereich3Ä, gering.
Bei jeder der oben beschriebenen Ausführungsformen ist das Antriebsrad 10 an der unteren Oberfläche
des Rahmens t vorgesehen, während die Ritzelwelle 7 vertikal angeordnet ist; es ist jedoch auch möglich, das
Antriebsrad 10 nahe bei dem unteren Ende der seitlichen Oberfläche des Rahmens 1 vorzusehen und die
Ritzelwelle 7 horizontal anzuordnen, wie man bei der fünften, in den F i g. 9 und 10 dargestellten Ausführungsform erkennen kann.
Hier ähneln die Teile der vorliegenden Ausführungsform denen der ersten, in den F i g. 1 und 2 dargestellten
Ausführungsform, so daß sie nicht nochmals im Detail beschrieben werden sollen. Der wesentliche Unterschied
zwischen der vorliegenden Ausführungsform und der ersten Ausführungsform liegt darin, daß bei der ersten
Ausführungsform die Anlageoberfläche 1OA des Antriebsrades 10 in Anlage an die untere Oberfläche
des Rahmens 1 kommt, während bei der vorliegenden Ausführungsform die Anlageoberfläche iOA in Anlage
an die seitliche Oberfläche des Rahmens 1 kommt; außerdem unterscheidet sich die Richtung der Anordnung
des Antriebsrades 10 um 90° von der entsprechenden Richtung bei der ersten Ausführungsform. In allen anderen
Merkmalen sind die beiden Konstruktionen identisch.
Wenn bei der vorliegenden Ausführungsform die innere Oberfläche eines Daumens auf die äußere Oberfläche
des Antriebsrades 10 gelegt und der Rahmen 1 durch die Handfläche und vier Finger, ausschließlich des
Daumens, gehalten wird, dann kann die Messung mit einer einzigen Hand durchgeführt werden, wobei z. B.
die linke Hand frei bleibt; trotz dieses »Einhandbetriebes« ist eine sehr exakte Messung möglich.
Bei jeder der oben beschriebenen Ausführungsformen wurde als Anzeigeeinrichtung eine Meßuhr 6 verwendet;
die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht auf diese Ausführungsform der Anzeigeeinrichtung beschränkt,
sondern die Meßuhr kann auch durch ein anderes Element ersetzt werden, wie beispielsweise ein
Zähler eine digital anzeigende, elektrische Anzeigeeinrichtung. Weiterhin kann bei jeder der oben beschriebenen
Ausführungsformen eine Konstruktion verwendet werden, bei der ein zusätzliches Zahnrad zwischen dem
zahnstangenförmigen Bereich 3 Z? der Meßspindel 3 und
dem Antriebsritzel 7 A der Ritzelwelle 7 angeordnet ist; damit kann im Vergleich mit den oben beschriebenen
Ausführungsformen die Richtung der linearen Bewegung der Meßspindel 3 entsprechend der Drehung der
Ritzelwelle 7 umgekehrt werden. Bei diesem Aufbau können die Drehrichtung der Ritzelwelle 7, d.h., des
Antriebsrades 10 und die Bewegungsrichtung der Meßspindel 3 einander angepaßt werden, so daß sich die
Bedienung vereinfacht. Wenn in diesem Fall der zahnstangenartige Bereich 3ß der Meßspindel 3, anders als
bei der Ausführungsform nach Fig. 1, an der hinteren
Oberfläche vorgesehen wird, d. h., auf der rechten Seite
gemäß der Darstellung in den F i g. 2 und 3, statt das zusätzliche Zahnrad zu verwenden, und wenn dann das
Antriebsritzel TA in Kupplungseingriff mit dem zahnstangenartigen Bereich 3B gebracht wird, dann läßt sich
die gleiche Funktion erzielen.
Die Fig. 11 und 12 zeigen eine sechste Ausführungsform eines Gerätes zur Längenmessung nach der vorliegenden
Erfindung. Gemäß F i g. 11 ist ein Ende eines im wesentlichen griffähnlichen Rahmens 101 in Form eines
U ausgebildet; ein Widerlager bzw. Gegenstück 102 ist an der inneren Oberfläche eines Endes einer öffnung
bzw. Mündung des U-förmigen Bereiches 101/4 ausgebildet. Das andere Ende des Rahmens 101 erstreckt sich
von dem anderen Ende der öffnung des U-förmigen Bereiches 101A nach außen; eine Meßspindel 103 wird
in ihrer Längsrichtung verschiebbar durch den Rahmen 101 eingesetzt und dort geführt.
Eine Spitze 104 aus einem Material extrem hoher Härte, die in Anlage an das Widerlager 102 kommen
kann, ist einstückig an einem Ende der Meßspindel 103 angebracht. Ein zahnstangenartiger Bereich 103A der
ίο mit großer Geanauigkeit gefertigt ist. ist an der Umfangsoberfläche
des Zwischenbereiches der Meßspindel 103 in axialer Richtung über einen vorgegebenen Bereich
ausgebildet. Dieser zahnstangenartige Bereich 103/4 steht über einen Verriegelungs- bzw. Kupplungs-Zahnradmechanismus
(nicht dargestellt) im Eingriff mit einem Ritzel 105, mit dem eine als Anzeigeeinrichtung
dienende Meßuhr 106 verbunden ist. Die Meßuhr 106 ist an dem Rahmen 101 angebracht und weist eine Nadel
bzw. einen Zeiger 106Λ für die Anzeige großer Abmessungen und eine Nadel bzw. einen Zeiger 1065 für die
Anzeige kleiner Abmessungen auf.
Weiterhin ist die Meßspindel 103 an einer Oberfläche, die im Winkel von 90° zu dem zahnstangenartigen Bereich
103/4 liegt, mit einem weiteren zahnstangenartigen Bereich 103Z? für die lineare Verstellung versehen.
Andererseits weist der Rahmen 101 eine Ritzelwelle 107 auf, die die Meßspindel 103 im rechten Winkel schneidet.
Ein Antriebsritzel 107/4 ist einstückig an dem mittleren Bereich dieser Ritzelwelle 107 ausgebildet. Dieses
Antriebsritzel 107/4 steht im Eingriff mit dem zahnstangenartigen Bereich 103Ä Zusätzlich wird ein Ende der
Ritzelwelle 107 drehbar über eine Buchse 108 durch den Rahmen 101 gehaltert; die Ritzelwelle 107 wird gegen
eine axiale Verschiebung durch eine Setzschraube 1075 gesichert, die über ein Gewinde im Eingriff in einem
Ende der Ritzelwelle 107 ist. Weiterhin sind einstückig an dem anderen Ende der Ritzelwelle 107 Gewinde 109
ausgebildet, mit denen ein Antriebsrad 110 im Gewindeeingriff ist.
Zwischen das Antriebsrad 110 und das Antriebsritzel 107/4 der Ritzelwelle 107 ist eine Schraube 111 als elastisches
Element eingespannt, die mit einem Ende an einer Stirnfläche des Antriebsritzels 107/4 und mit dem anderen
Ende an dem Antriebsrad 110 angebracht ist.
Das Antriebsrad 110 ist in einem bestimmten Bereich
mit einer Anlageoberfläche 110/4 versehen, die in Anlage
an den Rahmen 101 kommen kann, wenn eine relative Drehung zwischen dem Antriebsrad 110 und den
Gewinden 109 der Ritzelwelle 107 durchgeführt wird, wodurch das Antriebsrad 110 durch die Gewinde 109
gegen die Kraft der Schraubenfeder 111 in Seiner axialen Richtung zum Antriebsritzel 107/4 hin verschoben
wird.
Die Ritzelwelle 107 steht von der inneren Oberfläche 1105 des Antriebsrades 110 um eine vorgegebene
Strecke vor; eine Anschlageinrichtung 130 ist an dem vorstehenden Bereich so angebracht, daß sich ein Spalt
vorgegebener Breite zwischen der inneren Oberfläche HOB und der Anschlageinrichtung 130 ergibt; die An-Schlageinrichtung
130 kann etwas verschoben werden und in Anlage an die innere Oberfläche HOS kommen,
wenn eine relative Drehung zwischen dem Antriebsrad 110 und den Gewinden 109 der Ritzelwelle 107 auftritt,
wodurch sich das Antriebsrad 110 in einer Richtung verschiebt, in der es von dem Antriebsritzel 107/4 getrennt
wird; die innere Oberfläche llOß und die Anschlageinrichtung
130 bilden eine integrierende bzw. Verbindungseinrichtung, um beim Zurückziehen der
Meßspindel 103, das Antriebsrad 110 und die Ritzelwelle 107 integral, also einstückig, d. h., als Einheit, zu drehen.
Weiterhin wirken der zahnstangenartige Bereich 1035, die Ritzelwelle 107 mit dem Antriebsritzel 107A,
die Buchse 108, das Antriebsrad 110 und die Schraubenfeder 111 zusammen, um den Meßdruck auf einem konstanten
Wert zu halten; in ähnlicher Weise wirken die Gewinde 109 der Ritzelwelle 107, das Antriebsrad 110
und die Anlageoberfläche HOA des Antriebsrades 110 zusammen, um die Verriegelung bzw. Arretierungsfunktion
zu erfüllen. Die beiden Gruppen der oben beschriebenen Elemente bilden gemeinsam eine mit konstantem
Druck arbeitende Arretiereinrichtung.
Im folgenden soll das Verfahren zur Benutzung dieser
Ausführungsform beschrieben werden.
Das Antriebsrad HO, das an dem Rahmen 101 vorstehend angeordnet ist, wird in Richtung des Uhrzeigersinns
gedreht, und zwar gemäß der Darstellung in F i g. 11 von oben gesehen, wodurch die Meßspindel 103
gemäß der Darstellung in den Figuren nach rechts bewegt wird, so daß sich der Zwischenraum zwischen dem
Widerlager 102 und der Spitze 104 weiter öffnet und verbreitert. Nachdem das Werkstück (nicht dargestellt)
in diesen Zwischenraum eingesetzt worden ist, wird die Meßspindel 103 zu dem Widerlager 102, das heißt, gemäß
der Darstellung in den Figuren nach links, bewegt, wenn das Antriebsrad 110 in der zu der obigen Richtung
entgegengesetzten Richtung gedreht wird, so daß die Spitze 104 in Anlage an das Werkstück kommen kann.
Bis die Spitze 104 in Anlage an das Werkstück kommt,
wird durch die Schraubenfeder 111, die an einem Ende im Eingriff mit dem Antriebsrad 110 und am anderen
Ende im Eingriff mit dem Antriebsritzel 107Λ ist, die
Drehkraft des Antriebsrades HO auf die Ritzelwelle 107 übertragen bzw. ausgeübt, um den zahnstangenartigen
Bereich 1035, das heißt, die Meßspindel 103 zu verschieben. Wenn jedoch die Spitze 104 in Anlage an das Werkstück
kommt, läßt sich die Ritzelwelle 107 nicht mehr drehen. Wenn dann die Drehkraft noch weiter auf das
Antriebsrad 110 ausgeübt wird, wird nur dieses gegen die Kraft der Schraubenfeder 111 gedreht, wodurch der
Wert des Verformungswiderstandes der Schraubenfeder 111 als Meßdruck wirkt. Wenn eine Schraubenfeder
Außerdem erfüllt der das Antriebsrad 110, der im Gewindeeingriff mit der Ritzelwelle 107 steht und an dem
Rahmen 101 anliegt, eine Arretierfunktion.
Wenn die Meßuhr 106 im oben beschriebenen Zustand abgelesen wird, können die Abmessungen des
Werkstücks einschließlich seiner Dicke und ähnlicher Parameter bestimmt werden.
Wenn nach der Beendigung der Messung das Antriebsrad 110 in Richtung des Uhrzeigersinns gedreht
ίο wird, um dessen Anlageoberfläche 110/4 von dem Rahmen
101 zu trennen, dann wird die Arreüerfunklion aufgehoben; unmittelbar anschließend kommen die innere
Oberfläche 1105 des Antriebsrades 110 und die Antriebseinrichtung 130, die eine Verbindungs- bzw. Integrationseinrichtung
bilden, in Anlage aneinander, so daß das Antriebsrad 110 und die Ritzelwelle 107 als
Einheit gedreht werden können. Damit wird die Meßspindel 103 gemäß der Darstellung in den Zeichnungen
nach rechts bewegt, wodurch das Werkstück freigegeben wird und entnommen werden kann; damit ist das
Gerät bereit für die Vorbereitung auf die nächste Messung.
Die hier beschriebene Ausführungsform bietet die folgenden Vorteile: Die mit konstantem Druck arbeitende
Arretiereinrichtung liefert also sowohl einen konstanten Druck als auch die eigentliche Arretierfunktion;
diese Verriegelungseinrichtung ist in den Bereich mit dem drehbaren Knopf integriert, um die übliche Messung
durchzuführen, ohne daß eine spezielle, einen konstanten Druck liefernde Einrichtung oder eine spezielle
Arretiereinrichtung vollkommen unabhängig von dem Antriebsrad 110 vorgesehen werden muß, damit macht
es die einfache Verschiebung der Meßspindel 103 bei der Messung möglich, einen konstanten Meßdruck zu
liefern und gleichzeitig die Arretierung durchzuführen. Außerdem ist für die Entriegelung der Arretierung kein
spezieller Handgriff erforderlich. Die einfache DFehung des Antriebsrades 110 in der Richtung der Trennung der
Meßspindel 103 macht die Entriegelung möglich; wenn das Antriebsrad 110 um einen vorgegebenen Winkel
weitergedreht wird, dann kommen dessen innere Oberfläche 1105 und die Anschlageinrichtung 130 in Anlage
aneinander, & h., die Integrationseinrichtung dient dazu,
die Ritzelwelle 107 mit dem Antriebsrad 110 zu verbin-
111 mit relativ schwacher Federkraft verwendet wird, 45 den. Sogar dann, wenn die Schraubenfeder 111 eine sehr
dann ist auch der Meßdruck entsprechend gering; wenn geringe Federkraft hat, kann die Meßspindel 103 sofort
nun die Länge eines Werkstückes aus einem weichen Material, wie beispielsweise einem synthetischen Harz,
bestimmt werden soll, dann läßt sich die Messung mit hoher Präzision durchführen, ohne daß das Werkstück
verformt wird.
Zu dem oben erwähnten Zeitpunkt wird das Antriebsrad 110, das im Gewindeeingriff mit den an einem
Ende der Ritzelwelle 107 ausgebildeten Gewinden 109 ist, in seiner axialen Richtung verschoben, wodurch die
Anlageoberfläche HOA des Antriebsrades HO gegen den Rahmen 101 gedrückt wird. Dies führt zu einem
Zustand, bei dem das Antriebsrad 110 auf den Gewinden 109 der Ritzelwelle 107 angezogen bzw. gespannt
wird, die sich an dem Rahmen 101 befindet. Wenn in diesem Zustand eine Hand das Antriebsrad 110 freigibt
bzw. losläßt, wird dieser durch die Reibungskraft der Anlageoberfläche HOA verriegelt bzw. arretiert und
nicht zurückgedreht
Im einzelnen dient also die Schraubenfeder 111 dazu,
ein Drehmoment mit vorgegebenem Wert zwischen dem Antriebsrad HO und der Ritzelwelle 107 zu liefern,
so daß der Meßdruck konstant gemacht werden kann.
zurückgezogen werden, wobei das Rotationsspiel des Antriebsrades HO sehr gering gemacht werden kann.
Als Folge hiervon läßt sich die Meßschraube sehr leicht steuern und einstellen und kann mit einer Hand rasch
betätigt werden, und zwar unabhängig davon, ob der Meßdruck groß oder klein ist
Außerdem macht es das an der Ritzelwelle 7 vorgesehene Eingriffselement 103 möglich, jede Gefahr auszuschließen,
daß das Antriebsrad 110 versentlich von dem Rahmen 101 abfällt.
Wie erwähnt, wird die Meßspindel 103 durch einen Zahnstangenvorschub verschoben, so daß sie sehr viel
rascher bewegt werden kann als es bei Verwendung einer Spiralnut der Fall ist; ein konstanter und sehr geringer
Meßdruck läßt sich in jedem Fall erzielen, wobei keine Lose auftritt wie es bei herkömmlichen Mikrometern
im allgemeinen der Fall ist
Weiterhin ist die Anschlageinrichtung 130 an der Ritzelwelle 7 in der Weise vorgesehen, daß es in der befestigten
Lage verschoben werden kann; dadurch kann ein geeigneter Meßdruck durch die Einstellung des
Spaltes zwischen der Anschlageinrichtung 130 und der
inneren Oberfläche 1105 des Antriebsrades 110 ausgewählt
werden. Wenn zusätzlich die Anschlageinrichtung 130 unverschiebbar gelagert ist, kann ein geeigneter
Meßdruck, nur eingestellt werden, wenn der Spalt zwischen der Anschlageinrichtung 130 und der inneren
Oberfläche llOß justiert wird, wobei die Anschlageinrichtung
durch eine von verschiedenen Ausführungsformen ersetzt wird. Gleichzeitig gilt auch das oben Gesagte:
Sogar dann, wenn die Drehgeschwindigkeit des Antriebsrades 110 sehr gering gemacht wird, kann die
Meßspindel 103 über einen ausreichend langen Bereich vorwärtsbewegt oder zurückgezogen werden, wodurch
die Bedienung dieses Mikrometers nur mit einer einzigen Hand möglich ist.
Weiterhin gestattet die vereinfachte Konstruktion die Herstellung dieses Mikrometers mit geringen Kosten.
Bei der oben beschriebenen, sechsten Ausführungsform ist als elastisches Element die Schraubenfeder 111
verwendet worden, die an einem Ende mit dem Antriebsrades 110 und am anderen Ende mit der Ritzelwel-Ie
107 im Eingriff ist; diese Schraubenfeder 111 kann jedoch durch eine Feder mit einem Aufbau verwendet
werden, bei der eine Spiralfeder 112 mit einem Endbereich
der Ritzelwelle 107 und mit der inneren Umfangsoberfläche einer Aussparung 113 verbunden ist, die in
dem Antriebsrad 110 ausgebildet ist; diese Konstruktion
wird bei der siebten Ausführungsform verwendet, die in den Fig. 13 und 14 dargestellt ist.
In diesem Fall wird die Integrations- bzw. Verbindungseinrichtung
durch ein in Eingriff bringbares EIement 140, das an der Ritzelwelle 107 ausgebildet ist, und
einem Vorsprung HOC gebildet, der an dem Antriebsrad 110 vorgesehen ist und an dem in Eingriff bringbaren
Element 140 in Anlage kommen kann, wenn das Antriebsrad 110 in Richtung gegen den Uhrzeigersinn
gedreht wird, um die Meßspindel 103 zu entriegeln, und weiterzurückgezogen wird.
Die siebte Ausführungsform bietet die zusätzlichen Vorteile, daß ohne Entfernung des Antriebsrades 110
die Spiralfeder 112 durch eine neue Feder ersetzt werden kann, wodurch sich die Wartung und eine eventuelle
Reparatur dieses Gerätes vereinfachen; außerdem kann eine Spiralfeder mit optimaler Federkonstanten ausgewählt
und bei der Montage angebracht werden. Die Anordnung eines Federverriegelungselementes mit einstellbarer
Lage zwischen dem Zwischenbereich der Spiralfeder 112 und dem Antriebsrad 110 macht es möglich,
dieses Federverriegelungselement zu verschieben, so daß die Federkonstante der Spiralfeder 112 in geeigneter
Weise eingestellt werden kann.
F i g. 15 zeigt eine achte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, bei der als elastisches Element lineare,
geradlinige Federn 114 verwendet werden, die beispielsweise aus einfachen Klavier-Drähten oder ähnlichen
Kabeln bzw. Drähten gebildet werden; weiterhin läßt sich die Federkonstante, d. h., der Meßdruck, von
außen her einstellen.
Gemäß F i g. 15 sind mehrere lineare bzw. geradlinige Federn 114, die aus Klavier-Drähten oder ähnlichen
Drähten hergestellt sind, längs des äußeren Umfangs der Ritzelwelle 107 so angeordnet, daß sie sich zwischen
dem Antriebsrad 110 und der Ritzelwelle 107 befinden und die Ritzelwelle 107 in der Mitte dieser Drähte liegt.
Die jeweiligen Enden der linearen Federn 114 sind im Eingriff mit der Stirnfläche des Antriebsritzels 107/4 der
Ritzelwelle 107 während ihre anderen Enden in mehrere Einstellstifte 115 eingefügt sind, die an dem Antriebsrad
110 gegenüber den linearen Federn 114 vorgesehen
Diese Einstellstifte 115 sind in Gleitlöcher 116 so eingesetzt,
daß sie in ihren axialen Linien bzw. Richtungen verschoben werden können; die Einstellstifte 115 sind
an ihren oberen Endbereichen (gemäß der Darstellung in der Zeichnung) mit spitz zulaufenden bzw. konischen
Oberflächen versehen, an denen die vorderen Enden der Einstellschrauben 117 in Anlage kommen. Die Einstellschrauben
117 sind im Gewindeeingriff mit dem Antriebsrad 110. Wenn die Einstellschrauben 117 von außen
gedreht werden, dann lassen sich die Einstellstifte 115 in axialer Richtung der Ritzelwelle 107 verschieben.
Hierbei bilden also die Einstellstifte 115, die Gleitlöcher 116 und die Einstellschrauben 117 einen Justiermechanismus;
die Einstellstifte 115 des Justiermechanismus werden bewegt, wodurch die Längen der Bereiche der
linearen Federn 114, die von den Einstellstiften 115 vorstehen, geändert werden, so daß sich auch die Federkonstanten
der linearen Federn 114 entsprechend ändern; außerdem kann die Kraft variiert werden, mit der die
Meßspindel 103 an dem Werkstück anliegt.
Bei der vorliegenden Ausführungsform werden die Einstellstifte 115 gedreht, so daß die Federkonstanten
der Federn geändert werden können, ohne daß die linearen Federn 114 durch neue Federn ersetzt werden
müssen; auf diese Weise läßt sich leicht der optimale Meßdruck einstellen.
Weiterhin wird bei der sechsten Ausführungsform der Wert der Verschiebung der Meßspindel 103 durch die
Meßuhr 106 angezeigt, die als Anzeigeeinrichtung dient, und zwar über das Ritzel 105 und den Zahnradmechanismus,
der mit dem Ritzel 105 verbunden ist; diese Konstruktion kann jedoch durch einen Aufbau ersetzt
werden, bei dem der Zahnradmechanismus nicht verwendet wird und die Anzeige digital erfolgt, beispielsweise
über einen photoelektrischen Kodierer, einen magnetischen Kodierer oder eine ähnliche Einrichtung.
Bei den oben beschriebenen Ausführungsformen ist das Grundprinzip der vorliegenden Erfindung bei einem
Mikrometer, bzw. einer Meßschraube angewandt worden; diese Anwendung ist jedoch nicht notwendigerweise
auf ein Mikrometer beschränkt, sondern das Grundprinzip kann bei allen Geräten für die Messung der
Länge eines Werkstückes aus dem Wert der Verschiebung einer Meßspindel benutzt werden.
Wie sich aus der obigen Beschreibung ergibt, schafft also die vorliegende Erfindung ein Gerät zur Messung
von Längen, das mit einer mit konstantem Druck arbeitenden Verriegelungs- bzw. Arretiereinrichtung versehen
ist, so daß sich dieses Gerät leicht handhaben und einstellen läßt.
Hierzu 6 Blatt Zeichnungen
- Leerseite -
Claims (6)
- Patentansprüche:L Gerät zur Längenmessung mit einer Meßspindel, weiche linear verschiebbar in einem Rahmen gelagert und mit einem zahnstangenartigen Bereich versehen ist, wobei der zahnstangenartige Bereich mit einem Antriebsritzel in Eingriff ist. welches zur Bewegung der Meßspindel drehbar in dem Rahmen gelagert ist, mit einem Antriebsrad, welches koaxial zu dem Antriebsritzei gelagert ist und unabhängig von dem Antriebsritzet drehbar ist, mit einer Übertragungseinrichtung, welche zur Übertragung der Drehbewegung des Antriebsrads auf das Antriebsritzel zwischen diesen angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Ritzelwelle (7) mit einem Gewinde (9) versehen ist, auf welches das Antriebsrad (10) mittels eines Innengewindes aufgeschraubt ist, und daß ein Federelement (11) vorgesehen ist, dessen eines Ende mit dem Antriebsrad (10) und dessen anderes Ende mit dem Antriebsritzel (7A) verbunden ist, und daß das Antriebsrad (10) mit einer Anlageoberfläche (10A) versehen ist. welche durch Drehung in Kontakt mit der Oberfläche des Rahmens (1) bringbar ist.
- 2. Gerät zur Längenmessung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ritzelwelle (7) zur Verbindung des Antriebsrads (10) mit der Ritzelwelle (7) bei einer Drehung der Ritzelwelle in umgekehrter Richtung mit einer Anschlageinrichtung (130) versehen ist
- 3. Gerät zur Längenmessung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß an einem Ende des Federefements (11) eine Einstelleinrichtung zur Vorspannung des Federelements vorgesehen ist.
- 4. Gerät zur Längenmessung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Federelement in Form einer Schraubenfeder (11) ausgebildet ist.
- 5. Gerät zur Längenmessung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Federelement in Form einer Spiralfeder (12) ausgebildet ist.
- 6. Gerät zur Längenmessung nach einem der An-Sprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Federelement in Form einer linearen Feder (14) ausgebildet ist.
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