DE4032551A1 - Hebelmikrometer - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Hebelmikrometer zur Messung der Abmaße von feinmechanischen Teilen und ist in Werkstätten von Fabriken und Laboratorien verwendbar.

Das Hebelmikrometer enthält ein Mikrometer, um die Abmaße von Teilen bis 25 mm Größe mit einer Genauigkeit von 0,01 mm zu messen, wobei die Maße auf einer Skalenhülse bestimmbar sind.

Um die Übersetzung zu vergrößern, enthält das Hebelmikrometer einen Schwinghebel 1 mit Wiegmessern 3, die auf einer prismatischen Stütze 4 aufgestellt sind. In dem Schwinghebel 1 ist ein Mittemesser 6 eingepreßt, das mit einem Meßstab 2 über einen Stab mit prismatischen Nuten 7 verbunden ist.

Das Maß "a" zwischen den Spitzen der Seitenwiegmesser 3 und des Mittemessers 6 ist der kurze Arm des Schwinghebels 1. Der lange Arm des Schwinghebels 1 ist mit einem Zahnkranz ausgestattet, der in die Verzahnung eines Zahntriebes 9 eingreift. Der Zahntrieb 9 hat an einem Ende einen Zapfen, in der Mitte einen Zahnkranz und am anderen Ende einen Zapfen, der in einen Konus übergeht. Der erste Zapfen sitzt in einer Bohrung in einer Konsole 10, die an der Grundlage 5 befestigt ist, und der zweite Zapfen sitzt in einer Konsole 11, die in axialer Richtung des Zahntriebs 9 verschiebbar in der Konsole 10 befestigt ist.

Auf dem Zahnkranz des Zahntriebs 9 ist eine Federbüchse mit einer Spiralfeder 12 aufgepreßt. Das andere Ende der Spiralfeder ist in einem Bohrung in einem Stab 13 eingesteckt und mit einem Keil 14 befestigt. Auf dem Konus des Zahntriebs 9 wird ein Futter mit einen Zeiger 15 aufgepreßt. An der Konsole 10 ist ein Ring 16 befestigt, auf dessen Außendurchmesser ein Bügel 17 aufgezogen ist. Im Bügel 17 ist eine Skala 8 eingepreßt. Um die Möglichkeit des leichten Abziehens des Bügels 17 mit der Skala 8 auszuschließen, ist ein federnder Begrenzungsring 18 in Kreisnuten der Teile 16 und 17 eingesetzt.

Ein Mikrometer 19 ist an der Grundlage 5 mit einer Schraube 20 befestigt. Auf der Stirnfläche einer Meßspindel 21 ist ein Meßtisch 22 mit einer Schraube 23 befestigt. Auf dem Meßtisch 22 ist eine planparallele Platte 24 aufgesetzt, auf der ein Werkstück "W" zur Kontrolle auflegbar ist.

Bekannt ist ein Hebelmikrometer, das ein Mikrometer, das ein Drehzahlverhältnis von 100 : 1 erreicht, und im Inneren des Prototyps einen ungleicharmigen Hebel enthält. Sein kurzer Arm greift in eine Nut des Meßstabs ein, und sein langer Arm greift mit einem Zahnkranz in die Verzahnung eines Zahntriebs ein. Dieser Innenmechanismus erzeugt nachträglich ein Drehzahlverhältnis von 5 : 1. Eine Skala ist in 20 Teile mit einer Instrumentenkonstante von 0,002 mm aufgeteilt. Die Meßgrenze dieser Skala beträgt 0,04 mm.

• A) Aber die Angaben des Zeigers dieses Mechanismus mit dem nachträglichen Drehzahlverhältnis 5 : 1 schließen auch die Abweichungen des Mikrometers selbst ein. Das Mikrometer hat eine maximale Abweichung von +/- 0,004 mm. Wenn der Zeiger (1+0,002) mm anzeigt, so ist das tatsächliche Maß (1+0,002 +/- 0,004) mm. Solche Hebelmikrometertypen haben unzulässig große Abweichungen. Die Ursache der Abweichungen sind mit der Konstruktion und der Meßmethode verbunden.
• B) Erfindungsgemäß besteht die Meßmethode darin, daß, wenn die notwendige Meßgenauigkeit für das Maß eines Teils 0,01 mm beträgt, so wird nur das Mikrometer verwendet, und der Meßstab 2 wird mit einer Seitenschraube 25 befestigt. Aber wenn das Maß eines Teils mit einer Genauigkeit von 0,001 mm gemessen werden soll, wird die Meßspindel des Mikrometers lediglich als Meßtisch verwendet. In diesem Fall ist das Drehzahlverhältnis des Mechanismus im Hebelmikrometer wesentlich größer. Die Messung kann nur relativ, ausgehend von der planparallelen Platte durchgeführt werden. Die Skala 8 ist drehbar und in 100 Teile aufgeteilt. Die Instrumentenkonstante beträgt 0,001 mm. Im bekannten Typ kann ein derartiger Mechanismus nicht eingesetzt werden.
• C) Außerdem muß ein großes Drehzahlverhältnis im ungleicharmigen Hebel verwirklicht werden, so daß der kurze Arm nicht größer als 1 mm sein darf. Beim bekannten Typ dreht sich der ungleicharmige Hebel um eine Achse. Dies ist aber bei einer Armlänge von 1 mm nicht herstellbar.
• D) Die Skala im bekannten Typ hat eine Meßgrenze von 0,04 mm und jedes Teil hat eine Instrumentenkonstante von 0,002 mm. Erfindungsgemäß hat die Skala 100 Teile und die Instrumentenkonstante beträgt 0,001 mm.
• E) Im bekannten Typ ist kein Meßtisch vorgesehen. Erfindungsgemäß ist aber ein Meßtisch vorgesehen, der auf der Meßspindel des Mikrometer montiert ist und auf den große zu messende Teile gestellt werden können.
• F) Die Meßgrenze im bekannten Typ beträgt 0,04 mm. Wenn aber ein Teil mit dem Maß 3,006 mm gemessen werden soll, so ist es notwendig, planparallele Platten mit einer Abstufung von 0,001 mm anzuwenden. Das ist nicht produktiv. Erfindungsgemäß werden planparallele Platten mit einer Abstufung von 0,1 mm verwendet, was produktiv ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Hebelmikrometer zu erschaffen, mit dem man die Abmaße von feinmechanischen Teilen mit einer Genauigkeit von 0,001 mm produktiv messen kann.

Die Lösung dieser Aufgabe ergibt sich aus den Ansprüchen 1 bis 3 und den Fig. 1 bis 11.

Es zeigen:

Fig. 1 eine Vorderansicht des Hebelmikrometers,

Fig. 2 seine Draufsicht,

Fig. 3 einen Schnitt entlang der Linie A-A,

Fig. 4 einen Schnitt entlang der Linie B-B,

Fig. 5 einen Schwinghebel 1,

Fig. 6 seine Draufsicht,

Fig. 7 einen Seitenwiegmesser 3,

Fig. 8 einen Mittemesser 6,

Fig. 9 eine prismatische Stütze 4,

Fig. 10 eine Konsole 10 und

Fig. 11 eine Konsole 11.

Konstruktionsangaben:

• 1) Die Länge des kurzen Armes "a" des Schwinghebels 1 beträgt 1 mm.
• 2) Die Länge des langen Armes des Schwinghebels 1 (die Länge von den Spitzen der Seitenwiegmesser 3 bis zum Bogen des Teilkreises des Zahnkranzes) beträgt L = 50 mm.
• 3) Das Drehzahlverhältnis des Schwinghebels 1 ist i₁ = L/a = 50.
• 4) Das Modul des Zahnkranzes des Schwinghebels 1 und des Zahntriebs 9 ist m = 0,2 mm. Die Zahl der Zähne des Zahntriebs 9 beträgt Z = 16.
• 5) Der Durchmesser des Teilkreises des Zahntriebs 9 beträgt m _* Z = 0,2 _* 16 = 3,2 mm. Der Radius des Teilkreises beträgt r = m _* Z/2 = 1,6 mm.
• 6) Das Allgemeindrehzahlverhältnis des Schwinghebels 1 mit dem Zeiger 15 beträgt i = 1000. Das Drehzahlverhältnis des Zahntriebs mit der Weiche ist i₂ = i/i₁ = 1000/50 = 20.
• 7) Die Länge des Zeigers ist r _* i₂ = 1,6 _* 20 = 32 mm.
• 8) Bei einer Umdrehung der Weiche auf 100 Teilen verschiebt sich der Meßstab 2 um 0,1 mm und der Teilkreis des Zahnkranzes des Schwinghebels dreht sich um den Bogen 0,1 _* 50 = 5 mm.

In der Erfindung wird die Messung sehr wenig von den Ungenauigkeiten in der Verzahnung beeinflußt. Bei einer Ungenauigkeit in der Verzahnung von 0,05 mm beträgt die Abweichung bei der Verschiebung des Meßstabes 2 lediglich 0,005/50 = 0,0001 mm.

Claims (3)

1. Hebelmikrometer mit einem Mikrometer, und einem ungleicharmigen Hebel mit Zahnkranz, der in die Verzahnung eines Zahntriebs eingereift, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Hebel als ungleicharmiger Schwinghebel (1) mit seinen Wiegmessern auf einer prismatischen Stütze aufgestellt ist und sein kurzer Arm (a) über eine Messerverbindung mit einem Meßstab (2) verbunden ist.

2. Hebelmikrometer nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Schwinghebel (1) drei Messer aufweist, von denen zwei als Seitenwiegmesser (3) in die prismatische Stütze (4), die an einer Grundlage (5) befestigt ist, eingreift und ein Mittemesser (6) mit dem Meßstab (2) durch einen Stab mit prismatischen Nuten (7) verbunden ist.

3. Hebelmikrometer nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß an der Grundlage (5) eine in 100 Teilen geteilte Skala (8) befestigt ist und ihre Instrumentenkonstante 0,001 mm beträgt, was ein Zeiger (15), der mit seinem Futter auf einem Konus des Zahntriebes (9) aufgepreßt ist, anzeigt.