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Präzisionsmeßinstrument zum Messen einer linearen Dimension Die Erfindung
bezieht sich auf ein Präzisionsmeßinstrument zum Messen linearer Dimensionen unter
Verwendung eines feststehenden Meßstücks, eines gegenüberliegenden beweglichen Meß
stücks eines von diesem betätigbaren Skalenscheihenanzeigeinstruments und von das
feststehende und bewegliche Meßstück für relative Bewegung verbindenden elastischen
Mitteln.
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Bekannt sind Innenmeßgeräte, bei denen die den Prüfling berührenden
Meßpunkte auf federnden Armen angeordnet sind, die sich im wesentlichen senkrecht
zur Meßrichtung erstrecken. Bei der Messung werden diese Arme mehr oder minder durchgebogen,
wobei sich eine kreisförmige Bahn der Meßpunkte ergibt. Hierdurch sind gewisse Meßungenauigkeiten
bedingt.
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Um eine geradlinige Bewegungsbahn der Meßbacken zu erreichen, wird
nach der Erfindung vorgeschlagen, daß die elastischen Mittel aus in parallelen Ebenen
zur Richtung der Meßbewegung liegenden elastischen Streifen bestehen.
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An Hand der Zeichnungen wird die Erfindung weiter erläutert. Es zeigt
Fig. 1 eine Draufsicht einer besonderen Ausführungsform der Erfindung, bei welcher
die Meßstücke den Flankendurchmesser von Innenschraubgewinden irgendwelcher Stücke
messen können, wobei diese Meßstücke ausgetauscht werden können, so daß man auch
Bohrungen, Nuten usw. messen kann; desgleichen kann das gleiche Meßinstrument durch
eine geringfügige Umordnung der Teile zum Messen von Auß endimensionen irgendwelcher
Bohrungen aufweisenden Stücke, statt ihrer Innendimensionen benutzt werden, Fig.
2 ein Seitenaufriß des Instruments der Fig. 1, wobei Teile weggebrochen sind, um
besser seine innere Konstruktion zeigen zu können, Fig. 3 ein Endaufriß des Meßinstruments
der Fig. 1 und 2, gesehen von seinem linken Ende gemäß den Fig. 1 und 2, Fig. 4
ein Querschnitt nach der Linie 4-4 der Fig. 2, in welchem die Meßinstrumentteile
in der Lage gezeigt sind, welche sie einnehmen, wenn die Meßstücke vollkommen voneinander
getrennt sind, Fig. 5 eine gleiche Darstellung der Fig. 4, in welcher aber die Teile
des Meßinstruments in der Lage gezeigt sind. welche sie einnehmen, wenn das verschiebbare
Meßstück zum feststehenden Meßstück verschoben worden ist, um diese Meßstücke in
eine Bohrung mit einer Schraubwindung hineinstecken zu können, Fig. 6 ein Aufriß,
in welchem die eine Art gezeigt ist, mit der das Meßinstrument der vorhergehenden
Figuren umgeändert werden kann, um es zum Messen
von Außendimensionen irgendwelcher
Stücke benutzen zu können, Fig. 7 eine Darstellung eines Teils des Meßinstrumentenrahmens,
in der insbesondere gezeigt ist, in welcher Weise eine andere Art des Skalenscheibenanzeigers
im Rahmen gelagert werden kann, wobei es möglich ist, die Skalenscheibe von irgendeiner
Richtung aus zu sehen; diese Skalenscheibenanzeigeranordnung ist in einigen Fällen
der Anordnung des Skalenscheibenanzeigers gemäß den vorhergehenden Figuren vorzuziehen,
wobei man nur von oben auf diese sehen kann.
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Es wird vorerst insbesondere auf die Fig. 1 bis 5 Bezug genommen.
Das Meßinstrument hat einen Rahmen 10. Er ist gemäß Fig. 1 rechteckig und hat eine
rechteckige Mittelöffnung 11. Zur Erleichterung der Beschreibung des Meßinstruments
haben die vier Seiten des rechteckigen Rahmens besondere Bezugszeichen. So hat der
vordere Rahmenteil in den Fig. 1 und 2, gesehen nach links, das Bezugszeichen 12,
der Rabmenboden das Bezugszeichen 13, die rechte Seite das Bezugszeichen 14 und
der Rahmendeckel das Bezugszeichen 15. Zur Herstellung der Querschnittsform der
Teile 12, 13, 14 und 15 gemäß den Fig. 3, 4 bzw. 2 und 4 wird der Rahmen entsprechend
gefräst.
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In dem linken und rechten unteren Teil der Rahmenstücke 12 und 13
sind sich nach oben erstreckende Führungsstangen 16 und 17 befestigt. Diese Stangen
dienen, wie dies nachher noch erläutert wird, zur Verschiebung
der
verschiebbaren Meß instrumententeile einschließlich des einen Meßstücks des Instruments
in einer geraden Linie. Diese Führung ist äußerst genau, weil, wie nachher noch
ausgeführt wird, die Aufhängung der runden Stangen, welche gemäß der Erfindung benutzt
wird, eine geradlinige Verschiebung hervorruft. Wenn der verschiebbare Teil die
Führungsstangen entlang gleitet, erfolgt also kein Festklemmen desselben an diesen
Führungsstangen.
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Zur vertikalen Verschiebung des verschiebbaren Teils 18 zum Rahmen
10 ist derselbe auf den Führungsstangen gelagert. Gemäß den Fig. 4 und 5 ist dieser
Teil 18 im Querschnitt rechteckig. An seinem linken Ende weist der verschiebbare
Teil einen größeren, sich vertikal erstreckenden Teil 20 auf. Er dient zur Lagerung
des verschiebbaren Meßstücks 21 und eines Ambosses 22, welcher die Verschiebung
des Teils 18 auf den Fühler 23 eines aus Skalenscheibe und Anzeiger bestehenden
Meßinstruments 24 überträgt.
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In der Ausführungsform gemäß den Fig. 1 bis 5 hat das Meßillstrument
24 ein Verbindungsstück 25, welches in einer Nut 26 des oberen Rahmenteils 15 gelagert
ist und durch die Schrauben 27 festgehalten wird.
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Der verschiel}bare Teil 18, der in der beschriebenen Weise geführt
ist, ist mittels des elastischen Gebildes, welches jetzt erläutert wird, gelagert.
Das elastische Gebilde besteht aus drei elastischen Streifen oder Blattfedern 28,
30 und 31. Die Blattfeder28 ist an der einen Stirnseite des verschiebbaren Teils
18 befestigt.
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Dies geschieht durch das Stück 32 und die Schrauben 33 gemäß den Fig.
2, 4. Auf der gegenüberliegenden Seite ist die Blattfeder 28 durch ein gleiches
Stück 35 und durch die gleichen Schrauben 34 an einem schwimmenden Stück 36 befestigt.
Die Blattfeder 30 ist an der gegenüberliegenden Stirnseite des schwimmenden Stücks
36 durch ein Stück 37 befestigt, welches an der Stirnseite des schwimmenden Stücks
36 durch die gleichen Schrauben 34 festgehalten wird, welches auch das Stück 35
an der vorderen Stirnseite dieses Stücks festhalten. Die gegenüberliegende Seite
der Blattfeder 30 ist durch ein Stück 38 an der hinteren Stirnseite eines zweiten
schwimmenden Stücks 40 befestigt. In gleicher Weise erfolgt die Befestigung der
dritten Blattfeder 31 durch das Stück 41 und die Schrauben 42 an der vorderen Stirnseite
des zweiten schwimmenden Stücks 40, während ihre untere Seite durch ein Stück 43
und die Schrauben 44 an der vorderen Stirnseite des Rahmenstücks 13 befestigt ist.
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Gemäß einem Vergleich der Fig. 4, 5 biegen sich die elastischen Streifen
oder Blattfedern 28, 30 und 31 nur in der Längsrichtung in ihrer ganzen Breite.
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Folglich hat das Meßgerät eine außerordentlich hohe Starrheit und
kann für einen Meßvorgang ziemlich tief in einer Bohrung benutzt werden, da die
Stetigkeit des Messens nicht durch irgendeinen Mangel der Starrheit in der Meßrichtung
beeinflußt wird. Weil eine Anzahl von Blattfedern benutzt wird, welche abwechselnd
an gegenüberliegenden Seiten der schwimmenden Stücke 36 und 40 befestigt sind, erfolgt
die Verschiebung des verschiebbaren Stücks 18 in einer geraden Linie, so daß ein
Klemmen des verschiebbaren Stücks 18 auf den Führungsstangen 16 und 17 weniger zu
befürchten ist.
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Gemäß den Ausführungsformen nach den Fig. 1 bis 5 arbeitet das feststehende
Meßstück 45 mit dem anderen verschielzbaren Meßstück 21 zusammen. Das feststehende
Meßstück ist am unteren, vorderen Teil des Rahmen stücks 12 befestigt.
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Das verschiebbare Meßstück 21 ist normalerweise von dem feststehenden
Meßstück 45 getrennt, da die Blattfedern 28, 30, 31 ihre gerade Lage der Fig. 4
einnehmen wollen. Zur Benutzung des Meßinstruments sind die Meßstücke 21 und 45
zueinander zu verschieben, so daß sie in die zu messende Bohrung mit einem Schraubgewinde
hineingesteckt werden können. Hierzu dient ein Drücker 46, welcher am Rahmenboden
13 am Stift 47 schwenkbar befestigt ist.
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Das vordere Ende des Drückers erstreckt sich oberhalb eines Hakens
48 an dem Rückziehdraht 50, welcher sich nach oben durch oeffnungen des Bodens 13
und der schwimmenden Stücke 38 und 40 erstreckt und durch eine Schraube 51 in einer
kleinen Öffnung des verschiebbaren Stücks 18 befestigt ist.
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Der Drücker46 ist, in der Fig. 2 nach links gesehen, vor einer Handhabe
52 angeordnet, welche mit einem Pistolengriff vergleichbar ist. Die Handhabe 52
ist an der unteren, hinteren Ecke des Rahmens 10 befestigt. Bei Betätigung des Drückers
46 kommen die Meßstücke 21 und 45 zusammen oder nähern sich mindestens einander.
Dadurch erfolgt das Umbiegen der Blattfedern 28, 30 und 31 in die Lage der Fig.
5.
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Wird der Drücker ausgelöst, nachdem die Meßstiicke 21, 45 in eine
mit einer Schrauhwindung versehene Bohrung hineingesteckt worden sind, nehmen die
Blattfedern 28, 30, 31 ihre normale Lage der Fig. 4 ein. Die sich daraus ergebende
Verschiebungsgröße infolge der Anordung der Meßstücke 21, 45 in der Bohrung wird
durch das Skalenscheibenanzeigerinstrument 24 gemessen, wobei die Verschiebung des
verschiebbaren Stücks 18 auf das Instrument durch den Amboß 22 und den Fühler 23
übertragen wird.
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Damit die Meßstücke 21, 45 vollständig in den Schraubwindungen einer
Bohrung sitzen, wird der Druck der Stangen 28, 30 und 31 durch eine Blattfeder 53
erhöht, deren eines Ende in einer Nut 54 im Rahmenstück 14 angeordnet ist und deren
anderes Ende an dem unteren Teil des vergrößerten vorderen Endes 20 des verschiebbaren
Stücks 18 anliegt. Die durch die Blattfeder 53 ausgeübte Spannung kann durch eine
Einstellschraube 55 eingestellt werden, welche in den Boden 13 des Rahmens 10 eingeschraubt
ist und sich mit einem Spiel durch ein Loch des schwimmenden Stücks 40 erstreckt.
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Zur Begrenzung des Zurückziehens des verschiebbaren Stücks 18 zusammen
mit dem Meßstück 21 dient eine einstellbare Anschlagschraube 56 (Fig. 2).
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Die Schraube 56 ist in das verschiebbare Stück 18 geschraubt und arbeitet
mit der oberen Fläche des Vorsprungs 57 des Seitenrahmenstücks 14 zusammen. In gleicher
Weise wird die Aufwärtsverschiebung dieser genannten verschiebbaren Teile durch
eine Anschlagschraube49 (Fig. 1 und 2) begrenzt.
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Gemäß den Fig. 1 und 2 erstreckt sich ein Deckel 58 kurvenförmig
um den oberen, hinteren Teil des Rahmenstücks 14. Er schließt das hintere Ende des
verschiebbaren Stücks 18 und die Schraube 56 ein.
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Der Deckel erstreckt sich auf beiden Seiten des Meßinstruments gemäß
Fig. 1 nach vorn und endet an einer Stelle 60. Dadurch ist das Stangengebilde 28,
30, 31 eingeschlossen. Es kann sich kein Staub oder Schmutz auf den Stangen ansammeln.
Sie werden gegen eine Beschädigung geschützt.
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Die Meßstücke 21 und 45 sind in gewöhnlicher Weise aus einem Stück
mit ihren Lagerstücken 61, 62 hergestellt. DieLagerstücke sind an dem vergrößerten
Teil20 des verschiebbaren Stücks 18 bzw. am Rahmen 10 befestigt. Ebenso werden gemäß
der üblichen Praxis die Anschläge 63 und 64 verwendet. Sie bestehen
aus
rechtwinklig umgebogenen Stangen, welche in den Lagerstücken 61 bzw. 62 gelagert
sind. Die Anschläge 63 und 64 können axial zu den Meßstücken 21 und 45 verschoben
werden und dienen zum Festlegen der Tiefe, in die die Meßstücke21, 45 in eine Bohrung
eindringen können. Somit wird sichergestellt, daß die Schraubwindung an der gewünschten
Stelle gemessen wird.
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In der Fig. 6 ist eine Abänderung des bisher beschriebenen Meßinstruments
gezeigt, so daß es zum Messen von Außendimensionen benutzt werden kann, z. B. zum
Messen einer Außennut in einem zylinderförmigen Gegenstand, z. B. einer Welle. Beim
Meßinstrument der Fig. 6 ist das Seitenstück 12 des Rahmens 10 in Richtung nach
oben über das obere Ende des verschiebbaren Stücks 18 hinaus verlängert. Ein feststehendes
Meßstück 65 ist durch einen Winkel 66 am Seitenstück 12 befestigt. Das untere Meßstück
67 ist an der Vergrößerung 20 des verschiebbaren Stücks 18 befestigt und ist statt
nach unten nach oben gerichtet. Es werden die Meßstücke 65 und 67 in Richtung zueinander
gedrückt. Durch den Rückziehvorgang erfolgt das Trennen der Meßstücke, während sie
im Ausführungsbeispiel der Fig. 1 bis 5 hierdurch zusammengebracht werden. Durch
die genannte Rahmenverlängerung kann das Instrument zum Messen von Außendimensionen
benutzt werden.
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An Hand der bisherigen Figuren wurde die Erfindung im Zusammenhang
mit einer besonderen Anordnung des Prüfanzeigeinstruments erläutert. Die Erfindung
kann auch gemäß Fig. 7 für die normale Anordnung des Anzeigeinstruments Verwendung
finden.
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In der Fig. 7 hat man ein mit einem Spalt versehenes Befestigungsstück
68. Der Schaft 71 einer gewöhnlichen Meßuhr wird durch die C\ffnung oder den Spalt
70 gesteckt. Es wird das Meßinstrument in dieser Lage durch Anziehen der Schraube
72 festgehalten.
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Das Befestigungsstück 68 ersetzt gleichzeitig den Deckel 73 der Fig.
1 und 2. Die öffnung70 des Be festigungsstücks 68 ist ausgerichtet mit dem Amboß
22, so daß auch der Schaft 71 des Instruments 74 damit ausgerichtet ist. Es kann
auch in der gewöhnlichen Weise der Schaft 71 in der :)ffnung 70 gedreht werden,
so daß die Skalenscheibe des Meßinstruments 74 in irgendeiner Richtung angeordnet
werden kann.
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Zu den bisher schon erläuterten verschiedenen Vorteilen kommt noch
der Vorteil hinzu, daß das Tnstrument eine außerordentlich gedrängte Bauart hat,
insbesondere in der Breite (vgl. Fig. 3). Somit kann das Meßinstrument in vielen
Fällen benutzt werden, in welchen die Meßinstrumente mit einem breiteren Querschnitt
nicht verwendbar sind. Ein Beispiel hierfür ist das Messen einer Nut in einem erheblich
verringerten Durchmesserteil eines großen Zylinders oder einer großen Welle.