Mikrometer
Bedingt durch den vermehrten Einsatz ungelerne ter Arbeiter in der Fertigung hat man in den letzten Jahren auch in der Messtechnik und insbesondere bei der Herstellung von Messwerkzeugen versucht, die Ablesung der Messinstrumente einfacher zu gestalten, beispielsweise mit Hilfe ziffernmässiger Erfassung.
Es sind denn auch verschiedene Mikrometerausführungen mit ziffermnässiger Messwertanzeige bekannt geworden. Diese weisen jedoch neben ihren Vorteilen gegenüber den normalen Mikrometern eine Reihe von Nachteilen auf, welche u. a. darin liegen, dass sie gewöhnlich mit einem Kleingetriebe versehen sind, welches die Messspindel mit dem Zählwerk verbindet. Derartige Getriebe weisen indessen eine Reibung auf, die von der Grösse der Bewegung abhängt, was der Durchführung einer genauen Messung abträglich ist.
Zählwerkmikrometer besitzen weiterhin den Nachteil, dass die Messspindel und die Anzeigeeinrichtung nicht, wie bei normalen Ausführungen, starr miteinander verbunden sind, so dass bei jeder Messung die Getriebetoleranzen in den Messwert eingehen. Da es sich beim Mikrometer um ein Feinmesswerkzeug handelt, müssen auch die Toleranzen des Kleingetriebes entsprechend klein sein, was natürlich die Produktionskosten wesentlich erhöht.
Die direkt mit Ziffernanzeige versehenen Mikrometer sind im Ablesen der letzten Stelle insbesondere dann mühsam, wenn im Bildfenster nicht eine ganze Zahl entsteht, sondern eine Mittelstellung. Es muss in diesem Falle dem Ablesenden überlassen werden, entweder eine grobe Schätzung anzustellen oder sich für den einen oder andern Ider Zahlenwerte zu entschliessen. Für ungelernte Arbeitskräfte kann daher auch diese Ausführung nicht als genügend narrensicher bezeichnet werden.
Die vorliegende Erfindung bezweckt die Schaffung eines Mikrometers, welcher die vorstehend angeführten Nachteile mindestens teilweise wegschafft.
Der erfindungsgemässe Mikrometer ist gekennzeichnet Iduroh mindestens, zwei auf eine gemeinsame Nullmarke bezogene Skalen, von welchen eine der Feinablesung dient.
Ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes wird anschliessend anhand von Figuren erläutert. Es zeigt:
Fig. 1 eine Ansicht eines Mikrometers in Gebrauchsstellung, mit Zollskala und dem Ablesewert 0,4757 Zoll,
Fig. 2 den Mikrometer nach Fig. 1 mit metrischer Skala, teilweise im Schnitt,
Fig. 3 eine perspektivische Darstellung des Mir krometers gemäss Fig. 2 in zerlegtem Zustand, die Einzelteile in einbaubereiber Folge.
Der in den Figuren dargestellte Mikrometer besitzt einen Bügel 1 mit einem Bügelhals 2, in welchen eine Hülse 3 eingepresst ist. Der Bügelhals 2 dient der Aufnahme eines Bremsringes 4, um zum Feststellen Bremsstifte 5 radial zu verschieben. Die Hülse 3 ist in ihrem einen Ende als Innenlager 6 und am andern Ende als Aussenlager 7 ausgebildet.
Um die Auflagefläche des Aussenlagers 7 zu verringern, besitzt sie eine Ausnehmung 8.
Das letzterwähnte Hülsenende 9 ist geschlitzt und mit einem Aussengewinde versehen, auf dem eine Spannmutter 10 in Form eines Gewinderinges aufgeschraubt ist. Das Hülsenende 9 besitzt ferner ein Innengewinde 11, das in später erläuterter Weise der Aufnahme einer Messspindel dient. Dessen Steigung beträgt jie nach Skaleneinteilung 1,0 bzw. 0,5 mm oder entsprechende Werte bei andern Messskalen.
Das Hülsenende 9 ist ferner mit einer Ringnute 12 zum Einführen eines Sicherungsringes 13 versehen.
Wie aus Fig. 2 ersichtlich, ist die Hülse 3 derart abgesetzt, dass sie zwischen ihrem Bunde und dem Bügelhals 2 ein Gehäuse 16 mit einer Rückwand 17 festhalten kann. Dieses Gehäuse 16 wird vorteilhafterweise aus Kunststoff gefertigt und mit einem Fenster 18 versehen. Im Gehäuse 16 lagert ferner ein Skalenring mit Innenverzahnung 19, sowie lein Lagerring 20. Auf einer Achse 22 befindet sich ein Ritzel 21, das in die Innenverzahnung indes Skalenringes 19 eingreift und mit dem einen Achsende im Lagerring 20 gelagert ist. Aufliegend auf dem Skalen ring 19 ist ein weiterer als Nullring dienender, mit der Nullmarke 30 versehener Kranz 24 mit einer Innenkerbzahnung 23 vorgesehen, welcher der Aufnahme des andern Endes der Achse 22 des Ritzels 21 dient.
Vorteilhafterweise wind der Lagerring 20 mit dem Nullring 24 einteilig ausgeführt.
Wie aus Fig. 2 ersichtlich, liegt auf dem Grunde des Lagerringes 20 ein Zahnkranz 27 mit einer Innenverzahnung 28 und einer Aussenverzahnung 29. Letztere steht in Eingriff mit dem Ritzel 21, während die Innenverzahnung 28 mit leinem Ritzel 35 kämmt, wie anschliessend näher erläutert ist.
Ein weiterer Zahnkranz 31 mit einer Aussenkerbzahnung, die mit der Innenkerbzahnung 23 des Nullringes 24 übereinstimmt, ist mit einer Innenverzahnung 26 versehen, welche ebenfalls mit dem Ritzel 35 in Eingriff steht.
Die Zähnezahlen der Innenverzahnung 26 und 28 stehen in einem Verhältnis, welches der geforderten Skaleneinteilung entspricht, beispielsweise im Verhältnis 26 : 25.
Im Gehäuse 16 ist weiterhin ein Skalenring 32 vorgesehen, der die Ablesetrommel vervollständigt. Er besitzt einen Bund 33, welcher der Aufnahme einer Ritzelwelle 34 mit dem erwähnten Ritzel 35 dient.
Der Bund 33 geht in eine Hülse 36 über. An der Stirnseite des Skalenringes 32 befindet sich eine Nute 37 zur Aufnahme eines geriffelten Griffes 38. Das Ende der Hülse 36 ist mit Mitnehmernocken 39 versehen
Während der Bügel 1 und die Hülse 3 aus Stahl gefertigt sind, können das Gehäuse 16 mit den Skalenringen 19 und 32 sowie dem Nullring 24 mitsamt den Ritzeln 21 und 35 und der Hülse 36 mit den Nocken 39 aus Kunststoff gefertigt sein, ebenso der geriffelte Griff 38.
Die mit dem Amboss 44 die Messstrecke festlegende Spindel 45 ist teilweise als Gewindezylinder 46 ausgebildet, wobei das Gewinde bezüglich Steigung dem Innengewinde 11 des geschlitzten Hülsenendes 9 entspricht und daher, je nach Messeinteilung, für metrische Skalen normalerweise 0,5 bis 1,0 mm Steigung besitzt. Die Spindel 45 läuft in einen Endkonus 48 mit einem Innengewinde 49 aus, in welches eine Schraube 50 mit einem Endplättchen 51 eingeschraubt werden kann. Die Schraube 50 ist mit einem geriffelten Griff 52 versehen.
Über die durch den Sicherungsring 13 auf dem geschlitzten Hülsenende 9 festgehalten Hülse 36 ist eine zylindrische Klemmbüchse 55 geschoben, die ihrerseits mittels des Bundes 57 und dessen konischer Bohrung 58 mit dem Endkonus 48 rei bungsverbunden ist. Auf diese Art und d Weise ist eine praktisch starre Verbindung zwischen der Spindel 45 und dem Skalenring 32 gewährleistet. Der Bund 57 ist mit einer Vertiefung 59 versehen, in welcher ein durch eine Rasterfeder 60 belasteter Rasterstift 61 ruht, der mit einer Ratschscheibe 66 in Wirkverbindung steht, Idie ihrerseits in einem Endbund 65 einer geriffelten Rastertrommel 64 angeordnet ist.
Während die Spindel 45 sowie die Schraube 50 aus Metall bestehen, können die zylindrische Klemmbüchse 55 und die Rastertrommel 64 ebenfalls aus Kunststoff hergestellt werden.
Ist die Dicke eines Gegenstandes zu bestimmen, so wird der Mikrometer entsprechend der zu messenden Distanz geöffnet, der Gegenstand zwischen Amboss 44 und Spindel 45 gehalten und die Spindel durch Drehen des geriffelten Griffes 38 in entsprechender Richtung gegen Iden Amboss 44 bzw. das Messstück hin bewegt.
Beim eigentlichen Messen wird die Rastertrommel 64 gedreht, wobei deren Drehbewegung über den Rasterstift 61 auf den Bund 57 übertragen wird, welcher einerseits diese Bewegung über den Endkonus 48 direkt auf die Spindel 45 überträgt und sich diese über ihr Gewinde 47 und das Innengewinde 11 des geschlitzten Hülsenendes 9 gegen des Amboss 44 hin verschiebt und anderseits über die Züge und Felder 56 der zylindrischen Klemmhülse 55 die Bewegung auf die MitF nehmernocken 39 Ider Hülse 36 und mithin auf den Skalenring 32 überträgt.
Dieser Skalenring 32 führt damit pro Umdrehung des geriffelten Griffes 38 bzw. der Rastertrommel 64 ebenfalls eine Umdrehung aus, so dass bei Einteilung seines Umfanges in hundert äquidistante Teilstriche bei einer Gewindesteigung des Gewindes 47 von einem Millimeter tdie Distanz zwischen zwei Teilstrichen 1/ioo mm Abstandsunterschied zwischen Amboss 44 und Spindel 45 bedeutet. Dabei kann die jeweilige Drehlage der Rastertrommel 64 bzw. der entsprechende Feinab standsanteil der Spindel 45 vom Amboss 44 mit Hilfe der Nullmarke 30 auf dem Nullring 24 abgelesen werden.
Wird auf diese Weise die Spindel 45 und mit ihr der Skalenring 32 gedreht, so rollt das Planeten- ritzel 35, dessen Welle 34 um die Axe der Spindel 45 eine Planetenbewegung ausführt, auf der Innenverzahnung 26 des feststehenden Zahnkranzes 31 ab. Da dieses Ritzel 35 ebenfalls mit dem drehbeweglich angeordneten Zahnkranz 27 in Eingriff steht und die Zähnezahlen der Innenverzahnungen 26 und 28 sich wie 26 : 25 verhalten, wird der Zahnkranz 27 um den einem Zahn entsprechenden Winkel betrag gedreht, wenn der Skalenring 32 eine vollständige Umdrehung ausgeführt und das Planeten- ritzel 35 einmal auf einem Umlauf der Innenverzahnung des Zahnkranzes 31 abgerollt ist.
Diese Drehbewegung wird vom Zahnkranz 27 über das Ritzel 21 auf den Skalenring 19 übertragen, so dass dieser bei einer Umdrehung der Rastertrommel 64 bzw. des Skalenringes 32 sich um 1/25 einer ganzen Umdrehung dreht, was leiner axialen Verschiebung der Spindel 45 von 1 mm, entsprechend der Steigung des Gewindes 47, entspricht. Der Umfang des Skalenringes 19 ist daher in 25 mit Zahlen markierte Teilstriche eingeteilt, welche den Grobabstand in Millimeter zwischen Spindel 45 und Amboss 44 bezüglich der Nullmarke 30 anzeigen.
Wenn sich das zu messende Stück zwischen Spindel 45 und Amboss 44 befindet und der Widerstand steigt, so tritt die Ratsche in Funktion und die Verbindung zwischen Rastertrommel 64 und Bund 57 wird in bekannter Weise durch den Rasterstift 61 und die Ratschscheibe 66 nach Massgabe der Kraft der Rasterfeder 60 gelöst.
Das Festhalten ider Spindel 45 in einer gewünschten Lage erfolgt mit Hilfe des Bremsringes 4, welcher die Bremsstifte 5 gegen den Hals der Spindel 45 presst und diese damit gegen Verdrehen sichert.
Der beschriebene Mikrometer weist gegenüber den bisher bekannten Mikrometern mit ziffernmä ssiger Anzeige e den Vorteil auf, dass er eine Kombi- nation zwischen ziffernmässiger und bekannter Strichanzeige darstellt, wobei das Ablesen mit Hilfe ; einer gemeinsamen Nullmarke und durch übersicht- liche Darstellung Ider Skalen mit im gemeinsamen Blick liegenden Ablesemarken äusserst einfach und sicher gestaltet wird. Diese Ausführung besitzt weiterhin den Vorteil der Parallaxfreiheit und den Umstand, dass kein die Ablesung verfälschendes Zwischengetriebe eingeschaltet ist.
Die Feinablesung erfolgt über eine praktisch spiellos mit der Spindel gekuppelte Zahlenscheibe, so dass der Abstand zwischen Spindel 45 und Amboss 44 reproduzierbar und immer mit der absolut gleichen Genauigkeit abgelesen werden kann. Es können sich auch keine Reibungseinflüsse bemerkbar machen, da keine Verschiebung von zahlentragen, den Organen im Bereiche der Feinstmessung stattfindet, sondern einzig und allein ein zweiter Skalenring sich bei einer vollständigen Umdrehung der Spindel um l/, seines Umfanges verdreht.
Bei den bekannten Mikrometern mit metrischer Teilung und 0,5 mm Steigung besteht die Gefahr, dass man sich um 0,5 mm täuscht und zu wenig oder zu viel abliest, während bei l-mm-Steigung die Teilung zu fein wird.
Durch die beschriebene Ausführung können diese Schwierigkeiten, welche sehr oft zu Fehimes- sungen führen, nicht mehr auftreten.
Ein weiterer, wesentlicher Vorteil des neuen Mikrometers besteht in der direkten Ablesemöglichkeit bei Zoll-Einteilung. Während bisher gemeine Brüche zu addieren waren, können nun die Dezimalstellen direkt chronologisch abgelesen werden.
Da dieses Gerät eine chronologische Ablesung, im vorliegenden Falle von links nach rechts, erlaubt, können auch ungelernte Arbeitskräfte zur Messung mit derartigen Instrumenten zugelassen werden, ohne Befürchtung, untragbare Falschmessungen und damit Ausschussware in Kauf nehmen zu müssen.
Micrometer
Due to the increased use of unskilled workers in production, attempts have been made in recent years in metrology and especially in the manufacture of measuring tools to make the reading of the measuring instruments easier, for example with the help of numerical recording.
Various micrometer designs with numerical measured value displays have also become known. However, in addition to their advantages over normal micrometers, these have a number of disadvantages which u. a. lie in the fact that they are usually provided with a small gear that connects the measuring spindle with the counter. Such gears, however, have a friction that depends on the size of the movement, which is detrimental to the implementation of an accurate measurement.
Counter micrometers also have the disadvantage that the measuring spindle and the display device are not rigidly connected to one another, as in normal designs, so that the gear tolerances are included in the measured value for each measurement. Since the micrometer is a precision measuring tool, the tolerances of the small gear must also be correspondingly small, which of course increases production costs significantly.
The micrometers, which are directly provided with a numeric display, are particularly laborious when reading the last digit if the image window is not a whole number but a middle position. In this case it must be left to the reader to either make a rough estimate or to decide on one or the other of the numerical values. For unskilled workers, therefore, this version cannot be described as sufficiently foolproof.
The present invention aims to provide a micrometer which at least partially overcomes the disadvantages set out above.
The micrometer according to the invention is characterized by at least two scales related to a common zero mark, one of which is used for fine reading.
An exemplary embodiment of the subject matter of the invention will then be explained with reference to figures. It shows:
1 shows a view of a micrometer in the position of use, with an inch scale and a reading of 0.4757 inches,
FIG. 2 shows the micrometer according to FIG. 1 with a metric scale, partly in section,
Fig. 3 is a perspective view of the micrometer Mir according to FIG. 2 in the disassembled state, the individual parts in assembly over sequence.
The micrometer shown in the figures has a bracket 1 with a bracket neck 2 into which a sleeve 3 is pressed. The bracket neck 2 is used to receive a brake ring 4 in order to move the brake pins 5 radially for locking. The sleeve 3 is designed as an inner bearing 6 at one end and as an outer bearing 7 at the other end.
In order to reduce the contact surface of the outer bearing 7, it has a recess 8.
The last-mentioned sleeve end 9 is slotted and provided with an external thread on which a clamping nut 10 in the form of a threaded ring is screwed. The sleeve end 9 also has an internal thread 11, which is used to receive a measuring spindle in a manner explained later. Its gradient is either 1.0 or 0.5 mm according to the scale division or corresponding values for other measuring scales.
The sleeve end 9 is also provided with an annular groove 12 for inserting a locking ring 13.
As can be seen from FIG. 2, the sleeve 3 is offset in such a way that it can hold a housing 16 with a rear wall 17 between its collar and the bow neck 2. This housing 16 is advantageously made of plastic and is provided with a window 18. A scale ring with internal toothing 19 and a bearing ring 20 are also mounted in the housing 16. On an axle 22 there is a pinion 21 which engages in the internal toothing of the scale ring 19 and is mounted with one end of the axis in the bearing ring 20. Resting on the scale ring 19, another ring 24 serving as a zero ring, provided with the zero mark 30, is provided with an internal serration 23 which serves to receive the other end of the axis 22 of the pinion 21.
The bearing ring 20 is advantageously designed in one piece with the zero ring 24.
As can be seen from Fig. 2, on the bottom of the bearing ring 20 is a ring gear 27 with an internal toothing 28 and an external toothing 29. The latter is in engagement with the pinion 21, while the internal toothing 28 meshes with a pinion 35, as will be explained in more detail below .
Another ring gear 31 with an external serration which corresponds to the internal serration 23 of the zero ring 24 is provided with an internal toothing 26 which is also in engagement with the pinion 35.
The number of teeth of the internal toothing 26 and 28 is in a ratio which corresponds to the required scale division, for example in the ratio 26:25.
In the housing 16 a scale ring 32 is also provided, which completes the reading drum. It has a collar 33 which is used to receive a pinion shaft 34 with the pinion 35 mentioned.
The collar 33 merges into a sleeve 36. On the face of the scale ring 32 there is a groove 37 for receiving a corrugated handle 38. The end of the sleeve 36 is provided with driver cams 39
While the bracket 1 and the sleeve 3 are made of steel, the housing 16 with the scale rings 19 and 32 and the zero ring 24 including the pinions 21 and 35 and the sleeve 36 with the cams 39 can be made of plastic, as can the grooved handle 38.
The spindle 45 defining the measuring section with the anvil 44 is partially designed as a threaded cylinder 46, the thread corresponding to the internal thread 11 of the slotted sleeve end 9 in terms of pitch and therefore, depending on the measurement graduation, normally 0.5 to 1.0 mm pitch for metric scales owns. The spindle 45 terminates in an end cone 48 with an internal thread 49 into which a screw 50 with an end plate 51 can be screwed. The screw 50 is provided with a knurled handle 52.
About the held by the locking ring 13 on the slotted sleeve end 9 sleeve 36 a cylindrical clamping sleeve 55 is pushed, which in turn by means of the collar 57 and its conical bore 58 with the end cone 48 is friction connected. In this way, a practically rigid connection between the spindle 45 and the scale ring 32 is ensured. The collar 57 is provided with a recess 59 in which a ratchet pin 61 loaded by a ratchet spring 60 rests, which is in operative connection with a ratchet disk 66, which in turn is arranged in an end collar 65 of a corrugated raster drum 64.
While the spindle 45 and the screw 50 are made of metal, the cylindrical clamping sleeve 55 and the raster drum 64 can also be made of plastic.
If the thickness of an object is to be determined, the micrometer is opened according to the distance to be measured, the object is held between the anvil 44 and the spindle 45 and the spindle is moved by turning the corrugated handle 38 in the corresponding direction towards the anvil 44 or the measuring piece .
During the actual measurement, the raster drum 64 is rotated, its rotational movement being transmitted via the raster pin 61 to the collar 57, which on the one hand transmits this movement via the end cone 48 directly to the spindle 45 and this via its thread 47 and the internal thread 11 of the slotted Sleeve end 9 moves towards the anvil 44 and on the other hand, via the trains and fields 56 of the cylindrical clamping sleeve 55, the movement is transmitted to the driver cams 39 and the sleeve 36 and thus to the scale ring 32.
This scale ring 32 thus also performs one revolution per revolution of the corrugated handle 38 or the raster drum 64, so that when its circumference is divided into a hundred equidistant graduation marks with a thread pitch of the thread 47 of one millimeter, the distance between two graduation lines is 1/100 mm between anvil 44 and spindle 45 means. The respective rotational position of the raster drum 64 or the corresponding Feinab portion of the spindle 45 can be read from the anvil 44 with the help of the zero mark 30 on the zero ring 24.
If the spindle 45 and with it the scale ring 32 are rotated in this way, the planetary pinion 35, the shaft 34 of which executes a planetary movement about the axis of the spindle 45, rolls on the internal toothing 26 of the stationary ring gear 31. Since this pinion 35 is also in engagement with the rotatably arranged ring gear 27 and the number of teeth of the internal gears 26 and 28 behave as 26:25, the ring gear 27 is rotated by the angle corresponding to one tooth when the scale ring 32 completes a complete revolution and the planetary pinion 35 is unrolled once on one revolution of the internal toothing of the ring gear 31.
This rotary movement is transmitted from the ring gear 27 via the pinion 21 to the scale ring 19, so that it rotates by 1/25 of a full turn with one revolution of the raster drum 64 or the scale ring 32, which results in an axial displacement of the spindle 45 of 1 mm , corresponding to the pitch of the thread 47, corresponds. The circumference of the scale ring 19 is therefore divided into 25 graduation lines marked with numbers, which indicate the rough distance in millimeters between the spindle 45 and anvil 44 with respect to the zero mark 30.
When the piece to be measured is between the spindle 45 and anvil 44 and the resistance increases, the ratchet comes into operation and the connection between the ratchet drum 64 and collar 57 is established in a known manner by the ratchet pin 61 and the ratchet disc 66 according to the force of the Grid spring 60 released.
The spindle 45 is held in a desired position with the aid of the brake ring 4, which presses the brake pins 5 against the neck of the spindle 45 and thus prevents it from rotating.
The micrometer described has the advantage over the previously known micrometers with numerical display e that it represents a combination between numerical and known line display, with reading using; a common zero mark and, thanks to the clear display of the scales with reading marks lying in a common view, is extremely simple and reliable. This design also has the advantage that it is free from parallax and that no intermediate gear is switched on which would falsify the reading.
The fine reading takes place via a number disk coupled to the spindle with practically no play, so that the distance between spindle 45 and anvil 44 can be read off reproducibly and always with absolutely the same accuracy. No frictional influences can become noticeable, since there is no shift of the numerical organs in the area of the finest measurement, but only a second scale ring rotates by 1/1 of its circumference with one complete revolution of the spindle.
With the known micrometers with metric graduation and 0.5 mm pitch, there is the risk that you are wrong about 0.5 mm and read too little or too much, while with 1 mm pitch the graduation becomes too fine.
As a result of the design described, these difficulties, which very often lead to incorrect measurements, can no longer occur.
Another major advantage of the new micrometer is that it can be read directly in inches. While previously common fractions had to be added, the decimal places can now be read directly chronologically.
Since this device allows a chronological reading, in the present case from left to right, even unskilled workers can be allowed to measure with such instruments without fear of having to accept unacceptable incorrect measurements and thus reject goods.