Anzeigendes Längenmessgerät mit Räderwerk
Die Erfindung betrifft ein anzeigendes Längenmessgerät, bei dem die Verschiebung eines Messbolzens über ein Räderwerk vergrössert auf einen über einer Skala kreisenden Zeiger übertragen wird.
Anzeigende Längenmessgeräte mit Räderwerk wurden bisher hauptsächlich in Messständern für Un terschiedsmessungen und - innerhalb ihres Messbe reiches - zur unmittelbaren Messung eingesetzt, finden aber jet auch für Messungen am bewegten Werkstück und für Unrundheitsprüfungen in Schnell- prüfgeräten Verwendung. Für diesen Zweck sind diese Messgeräte mit Einrichtungen versehen, die einen Bruch oder eine Deformation empfindlicher Werkteile wie sie die Verzahnung der Zahnräder und Triebe sowie deren Achsen darstellen, verhindern sollen.
Bekannt sind solche Einrichtungen, bei denen die das Messwerk tragende Zahnstange auf einer gleitend und in einer Richtung gegen einen Anschlag federnden Hülse angebracht ist.
Andere bekannte Anordnungen sehen zwischen dem in die Zahnstange eingreifenden Ritzel und dem auf dessen Achse angebrachten Zahnrad eine federn de Verbindung vor, die sich bei Überbeanspruchung der Getriebeteile vorübergehend löst. Vorgeschlagen worden ist auch eine federnde Kombination zwischen Messbolzen und Messeinsatz, wobei der Messeinsatz entgegen der Belastungsrichtung des Messbolzens durch eine Druckfeder gegen einen Anschlag gedrückt wird.
Den bekannten Geräten l, liegt dasselbe Wirkungs- prinzip zugrunde. Beim Auftreten einer Stosskraft auf den Messbolzen, deren Grösse über die den Kraft schluss der Übertragungsorgane bewirkende Kraft der hierfür vorgesehenen Feder hinausgeht, trennt sich die kraftschlüssige Verbindung so lange, bis die Stosskraft mit der Federkraft im Gleichgewicht steht. Alsdann eilt das federnde Glied dem zum Messbolzen relativ festen Glied nach, bis der Ausgangszustand wieder besteht, d.h. der Kraftschluss wieder hergestellt ist.
Die genannten Geräte erfüllen ihren Zweck, nämlich die empfindlichen Werkteile vor zugfäiligen Überlastungen und somit gegen Bruch zu schützen, solange die damit ausgerüsteten Längenmessgeräte im Kontrolllraum und an der Maschine bei manueller Betätigung und verhältnismässig langsamer Messfolge benutzt werden. Ihre Verwendung in automatisierten Schnellprüfgeräten oder in Maschinenfliessreihen sowie Montagestrassen bereitet deshalb Schwierigkeiten, weil hier der Stossschutz fast bei jeder Messung zur Wirkung kommt und die zum Ablesen verbleibende Zeit sehr kurz ist.
Es kommt vor, dass diese Zeit bereits für das Abklingen der dem Zeiger durch dem Stoss aufgezwungenen Schwingungen verbraucht wird, ein einwandfreies Ablesen der Zeigerstellung also nicht mehr möglich ist.
Es wurde auch versucht, die Zeigerschwingung durch entsprechend grössere Federsteife zu verringern. Das führt aber zwangsläufig wieder zu einer höheren Anfangsbelastung des Stossschutzsystems und damit zur Verringerung der bezweckten Wirkung.
Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung eines Messgerätes, das sich auch bei neuen, modernen Produktionsverfahren entsprechenden Anwendungsgebiete verwenden lässt, was nur mit einer Einrichtung möglich ist, die einen sicheren Schutz gegen Beschädigung der Werkteile durch schlagartige Beschleunigung des Messbolzens sicher verhindert, wobei der zur Erreichung dieses Schutzes erforderliche Zeitaufwand vernachlässigbar klein ist.
Die Lösung dieser Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch erreicht, dass zur Vermeidung von Beschädigungen durch Stösse auf den Messbolzen an einer Stelle des Kraftflusses vom Messbolzen bis zur Zeigerspitze ein progressiv wirkender Kraftspeicher angeordnet ist.
In der Zeichnung sind zwei Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes dargestellt. Es zeigt:
Fig. 1 eine zylindrisch gewickelte Drehfeder, am kegeligen Mantel einer Buchse wirkend, geschnitten,
Fig. 2 eine kegelig gewickelte Drehfeder, am zylindrischen Mantel einer Buchse wirkend, geschnitten,
Fig. 3 ein Zahnrad, an dessen Speiche ein Miteeh- merfinger anliegt,
Fig. 4 die Vorderansicht des anzeigenden Längenmessgerätes, z.T. geschnitten und mit z.T. weggelassenem Zifferblatt.
Das anzeigende Längenmessgerät mit Räderwerk besteht aus einem Gehäuse 1 mit einer Führungsbuchse 2 und einer Führungsbuchse 3, die beide im Gehäuse 1 fest eingepiresst sind. In den Füirungs- buchsen 2 und 3 gleitet in Längsrichtung ein Messbolzen 4 mit einer Verzahnung 5, die ein Ritzel 6 antreibt.
Ein Mitnehmerfinger 7 ist fest mit dem Ritzel 6 verbunden, während ein Zahnrad 9 fest auf einer Buchse 10 sitzt, die auf einem Zapfen 8 des Ritzels 6 leicht gleitet. Eine Federscheibe 11 sichert die Buchse 10 gegen axiale Verschiebung und auf einem kegèli- gen Mantel 12 liegt eine zylindrische Drehfeder 13 auf. Eine Buchse 14 mit einem zylindrisohen Mantel 15 und eine kegelig gewickelte Drehfeder 16 zeigen die Umkehrung der Teile 10, 12 und 13.
Die Wirluungsweise der Erfindung ist folgende:
Im Gehäuse 1 bewegt Mch axial in den Führungsbuchsen 2 und 3 der Messboilzen 4. Die an diesem angebrachte Verzahnung 5 bewegt das Ritzel 6 mit dem daran befestigten Miitnehmerfinger 7. Auf dem Zapfen 8 des Ritzels 6 ist die das Zahnrad 9 tragende Buchse 10 leicht gleitend aufgesetzt und durch die Federscheibe 11 gegen axiale Verschiebung gesichert.
Die Buchse 10 hat einen kegeligen Mantel 12, über dem die Drehfeder 13 mit zylindrischer Wicklung so angeordnet ist, dass der erste Federgang mit seinem Innendurchmesser dem grossen Durchmesser des ke gegen Mantels 12 entspricht. Wenn das Ritzel 6 durch ein die Vorspannkraft der Drehfeder 13 übersteigendes Drehmoment stossartig beansprucht wird, beginnt sich diese zu spannen. Dabei verkleinert sich der Innenduirchmesser der Drehfeder 13 und legt sich, die freie wirksame Federlänge verkürzend, an den kegeligen Mantel 12 auf. Dieselbe Wirkung tritt ein, wenn nach Fig. 2 eine Buchse 14 den zylindrischen Mantel 15 besitzt und die Drehfeder 16 mit kegeliger Wicklung gefertigt ist.
Da die Anlage des Mitnehmerfingers 7 am Rad 9 nur in der Ebene der Verzahnung erfolgt, ist ein Kippen oder seitliches Verwinden nicht möglich.
Die Vorspannung der Drehfeder ist so ausgelegt, dass bereits bei einem etwa dem doppelten bis dreifachen der Messkraft entsprechenden Stoss auf den Messbolzen die Spannung der Drehfeder beginnt. Um den nun folgenden Federungsweg und somit die dazu benötigte Zeit zu verkürzen, muss gsich die freie Federlänge mit zunehmendem Verdrehzungswinkel verkürzen. Dies wird dadurch erreicht, dass der von der Drehfeder umschiossene Teil des Räderwerkes oder dieses selbst kegelig ausgebildet ist. Beim Spannen der Drehfeder wird der Innendurchmesser derselben kleiner, die Windungen legen sich nacheinander an den kegeligen Mantel an, wobei sich die frei wirksame Fedetlänge reduziert.
Hierbei wird die der Drehfeder aufgezwungene Stossenergie nicht linear, sondern progressiv vernichtet. Die für diesen Vorgang benötigte Zeit ist kurz gegenüber einer Drehfeder ohne Verkürzung der freien Federlänge während der Beanspruchung. Dagegen ist die mechanische Beanspruchung der Werkteile nicht grösser geworden als dies bei linear wirkender Feder der Fall ist.