Grenzlehre (Toleranz- oder Passungslehre). Die zur Prüfung von Hasshaltigkeit von \VErl-,stüclien zur Zeit vorwieuend benutzten Rachenlehren gestatten zwar, eine Messung bei Erzielung verhältnismässig grosser Ge nauigkeit mit sehr geringem Zeitaufwand durchzuführen. Da jedoch die Rachenlehre ,jeweils. über,den Prüfling geschoben werden muss, so unterliegt sie einem .sehr starken Verschleiss. Man ist daher gezwungen, eine neue Rachenlehre im Sinne einer Verringe rung der zulässigen Toleranz zu bemessen; hierdurch ergibt e,ieh für die Fabrikations teile eine Verteuerung.
Des weiteren Be stattet eine Rachenlehre lediglich festzu stellen, ob sich das Werkstück innerhalb oder ausserhalb der Toleranzgrenzen befindet, nicht aber, wie es zum Toleranzfeld liegt. Der Einrichter benötigt daher neben der Rachenlehre noch eine Mikrometerschraube oder dergleichen, deren Gebrauch jedoch verhältnismüssig zeitraubend ist und in der Regel besondere Ges.chiokliohkeit des Messen den erfordert. Bei der Verwendung zweier Messgeräte ergibt sich ferner die Schwierig keit, dass durch.
Abweichungen der Geräte voneinander Fehlmessungen entstehen.
Die Erfindung macht es sich demgegen über zur Aufgabe, diese Schwierigkeiten zu beheben und eine Grenzlehre von verhältnis mässig einfacher Konstruktion und bequemer Bedienbarkeit zu schaffen, die an Prüf- genauigkeitder Rachenlehre sogar überlegen sein kann und im Gegensatz zu dieser fast keinem Verschleiss an den Messflüchen unter liegt.
Um diese Aufgabe zu .erfüllen, ist die neue Grenzlehre, die sich, ähnlich wie be-. kannte Ausführungen, eines beweglichen, durch Zug oder Druck verschiebbaren, über eine Reihenschaltung zweier Keilsehub- fläohenübersetzungen mit einem Einstell glied einer Anzeigevorrichtung zusammen arbeitenden Tastkörpers bedient, derart aus gebildet, dass die Keilsohubflächenüber- setzungen,
einen in seiner Längsrichtung ver- schieblichen Keil und eine oder mehrere mit diesem zusummenarbeitencle und quer zu dessen. Längsrichtung zwischen zwei Flächen verschiebliche Rollkörper umfassen;
wobei die beiden Flächen. in Richtung der Roll- körperbahn abnehmenden gegenseitigen aufweisen und die eine dieser Flächen fest und die andere an einem in Richtung der Keilbewegung verschieblichen Teil ge bildet ist. Auf diese Weise kann bei geeig neter Wahl der Keilwinkel für die beiden Keilgetriebe erreicht werden, dass einer ge ringen Verschiebung des Tastkörpers eine vielfach grössere Verschiebung des, Einstell gliedes entspricht.
Die beiden Keilgetriebe können Vorteil- haft so zueinander angeordnet werden, dass der Tastkörper in derselben Richtung wie das Einstellglied, zweckmässig allerdings gegenläufig, verschiebbar ist.
Dadurch er möglicht sich eine gedrängte Bauart, und es lässt sich ausserdem das Bedienungsorgan, so anordnen, dass die Handhabung der Lehre einfach und bequem wird, was in Anbetracht des häufigen Gebrauches einer Lehre von Bedeutung ist.
Ausserdem ergibt sich aber bei Verwendung eines Keils. in Kegelform in Verbindung mit einer Mehrzahl von die sen umgebenden Kugeln oder Rollen der noch bedeutendere Vorteil, dass-, da. der kegel förmige Keil um seine Achse drehbar ist, die Kugeln ebenfalls Drehbewegungen oder Wälzbewegungen ausführen können, stets andere Flächen: :de.s. Kegels mit andern Flä chen beziehungsweise Punkten der Kugeln in Berührung kommen und ebenso auch diese wieder mit andern Flächenteilen der zweiten Keilschubflächenübengetzung in Berührung kommen.
Das hat zur Folge, dass der Ver echleiss der beiden konstruktiv vereinigten Keilschubflächenübersetzungen auch bei langem Gebrauch überaus klein bleibt und damit die Messgenauigkeit der Lehre unter obigen Voraussetzungen eine sehr grosse ist. In ,dem Zusammenhang sei darauf- ver wiesen, dass die Verwendung von Kugeln oder Rollen alG Zwischenglieder zur Weiter- leitung der Bewegung einer mit einer Kugel in Berührung stehenden Keilfläche an sich bekannt ist.
Einige Ausführungsbeispiele -sind in .der Zeichnung .dargestellt. Bei der in Abb. 1 und 2 in verschiedenen Stellungen darge stellten Ausführungsform befindet sich die eine Messfläche der Lehre am Ansatz 1, die andere, gegenüberliegende Messfläche an dem längsverschiebbar geführten Tastkörper 2.
Dieser ist an s.einem rückwärtigen Ende kolbernförmig verstärkt und mit dieser Ver stärkung 2a in .der zylindrischen Bohrung des Lehrengriffesi geführt.
Mit dem Tast- körper 2 wirkt über die unten noch näher beschriebene Keilschubflächenübersetzung das Einstellglied 3 zusammen, welches an eeinem äussern Ende eine kolbenförmige Ver stärkung 3a aufweist, die in einer mit der Griffwandung unverschiebbar verbundenen Buchire 4 geführt ist.
Auf der kolben- förmigen Verstärkung 3a befindet sich eine Skala, die mit einer festen Einstellmarke, welche am einfachsten durch den Rand der Buchse 4 gebildet wird, zusammenwirkt.
Zwischen die zur Längsachse des Einstell gliedes 3 senkrechte Stirnflächen .der Buchse 4 und,die kegelförmig gestaltete Stirnfläche des Tastkörperaneatzes 2a sind Kugeln 5 ein- gefügt, die unter der Wirkung der an dem Tasbkörper 2, angreifenden Feder 6 und der an der .Stirnwand des Ansatzes 2a gebildeten Schubfläche in seitlicher Anlage .gegen das Einsstellglied 3 ,gehalten, werden.
Dieses ist an. :seinem in der axialen Bohrung des Tast- körpers 2 mit freiem Spiel verschiebbaren Ende zu einem eine geringe Steigung be sitzenden Kegel 3b verstärkt. Zwischen dem Boden ,der Buchse 4 und,dem Kolben 3a des Einstellgliedes ist eine Druckfeder 7 ge lagert, .die bei Loslassen des über den Kol ben 3a hineingedrückten Einstellgliedes die ses zurückdrückt und @dabei unter radialer Verschiebung nach auswä-rts der Kugeln 5 mittelst des.
Kegels, .3b den Tastkörper 2 ent gegen der Wirkung der Feder 6 in die in Abb. 2 dargestellte Messstellung führt. Die Bewegung findet ihr Ende, sobald der Tast- körper 2 seine Endstellung erreicht, bezie- hung-zweise seine Messfläche, wie in Abb. 2 veranschaulicht, sich auf den eingebrachten Prüfling aufsetzt.
Die Bedienung geht also folgendermassen vor sich: Zur Öffnung der Lehre wird das Einstellglied :3 über den dabei als Druck knopf wirkenden Kolben 3a nach, innen ge drückt. wodurch sich die Stellung nach Abb. 1 ergibt. Dieser Hub des Einstell gliedes 3 sei, da er ohne Kraftübertragung auf den Taktkörper 2 vor sich geht, als Leer hub des Einstellgliedesi bezeichnet. Während dieses Hubes wird die Feder 7 gespannt, und gleich zeitig rückt der Ta.stkörper 2 unter Vergrösserung seines Abstandes von der Ciegenmessfläche 1 infolge der Wirkung der Feder 6 in den Lehrengriff hinein.
Sobald man den Kolben beziehungsweise Druck knopf 3a loslöst, geht die Lehre unter der Wirkung der Feder 7 in die in Abb. 2 dar gestellte 31essstellun.g über, in der das I.stmass des Prüflings an der auf dem Kolben 3 be findlichen Teilung genau ablesbar ist. Neben dieser Teilung beziehungsweise an Stelle dieser Teilung kann, wie Abb. 2 veran schaulicht, ein um den Kolben herumlaufen des Band Anwendung finden. Die Breite des Bandes wird entsprechend .der Breite des Toleranzfeldes gewählt, dasheisst so gewählt.
dass, sofern bei der Messung die feste Einstell- tnarke innerhalb des Bandes liegt, dadurch qualitativ angezeigt wird, dass die zulässige Toleranz nicht überschritten ist, während an der Teilung des Kolbens 3a der wirklich vorhandene Is.twert abgelesen werden kann. Es kann so, in einfachster Weise die quali tative Toleranzmessung mit einer genauen quantitativen Messung vereinigt werden, be ziehungsweise man kann je nach Bedarf die Lehre zum einen oder andern Zweck verwen den.
Es ist ersichtlich, d@ass der zur Durch führung einer Messung erforderliche Zeitauf wand bei der neuen Lehre wesentlich gerin ger als. bei Anwendung von Mikrometer- schrauben und auch wohl noch geringer als, bei Anwendung der sonst üblichen Rachen lehren ist, während anderseits die in dem starken Verschleiss und .der Unmöglichkeit einer genauen quantitativen Messung be ruhenden Nachteile der Rachenlehre hier in Fortfall kommen;
denn da 'beim Aufbringen der Lehre auf den Prüfling keine Reibung zwischen Mess.flä.che und Prüfling stattfindet, vielmehr die Messfläche des Taetkörpers senkrecht zur Fläche des Prüflings sich auf diesen aufsetzt, so ist die Abnutzung der 14less-flächen, wie auch Versuche bestätigt haben, überaus gering und praktisch ohne Bedeutung.
Das in Abb. 1 und 2 dargestellte Aus- führungsbeispiel lässt sich durch gering fügige Ergänzungen auch zu einer Lehre für Innenmeesungen ausgestalten.
Ein Aus führungsbeispiel ist in Abb. 3, ,dargez-tellt. Das bei den Ausführungen nach Abb. 1 und 2 als Testkörper bezeichnete Glied 2 wirkt hier nur mittelbar als Testkörper, und zwar arbeitet es über seine kegelförmige Spitze 2b auf den Messzylinder 8,
der mit achsparalle len Schlitzen 8a versehen und infolgedessen gegen die Innenwandung des mit 9 ange deuteten Prüflings spreizbar ist. Zur Erzie lung einer möglichst elastischen Spreizbar- keit ist der den eigentlichen Messzylinder 8 mit dem Hauptkörper der Lehre verbindende Zwischenzylinder 10 in der Wandstärke ent- @sprechend ,dünn gehalten. Im übrigen ent spricht die Lehre nach Abb. 3 in der Bauart der in Abb. 1 und 2 dargestellten Lehre.
Es wird also zur Öffnung der Lehre ebenso wie dort das Einstellglied 3 durch Ausübung eines Druckes auf den Kolben 3a nach innen gedrückt, wobei die Feder 6 bezüglich des Testkörpers 2. als. Rückzugfeder arbeitet und hierbei gleichzeitig den über die Kugeln geführten Kraftschluss zwischen dem Ein stellglied 3 und dem Testkörper 2 aufrecht erhält.. Beien Loslassen des Einstellgliedes 3 schiebt sich :
die kegelförmige .Spitze .des Gliedes 2 in ,den Messzylinder 8 und spreizt diesen -sio weit, bis er Anlage gegen die Innenwandung .des Prüflings findet. Der zu messende Innendurchmesser kann an der Teilung des Kolbens 3a abgelesen werden, beziehungsweise es ist aus der Stellung des ringförmigen, auf dem Kolben 4 markierten Bandes ersichtlich, ob der zu messende Durehmesser innerhalb der Toleranz liegt.
Wie aus der Darstellung hervorgeht, ist die neue Lehre insbesondere mit grossem Vorteil als. Pasis.ungslehre verwendbar und geeignet, die bisher übliche Rachenlehre vollkommen. zu ersetzen. Wie schon er wähnt, besitzt die Lehre praktisch fast keine Abnutzung. Man kann daher bei der Eichung einer neuen Lehre bereits ganz dicht an die Grenzen des Toleranzfeldes herangehen, wo durch der Vorteil entsteht, dass sich die Her- stellung3taleranz der Fabrikationsteile ent sprechend vergrössert.
Gleichzeitig fallen die sonst in kürzeren Zeitabständen. erforder lichen Kontrollen der Lehren fort beziehungs weise die Revisionen sind nur in wesentlich grösseren Zeitabständen notwendig.
Für einen Nenndurchmesser lassen sich ebenfalls im Gegensatz zu .den bisher üb lichen Rachenlehren mehrere Sitze in einer Lehre vereinigen; desgleichen können unter schiedliehe Fabrikations- und Abnahmetole ranzen in einer Lehre vereinigt werden. Die entsprechenden Toleranzfelder werden vor teilhaft an der Lehre durch verschiedene Farben oder Markierungen kenntlich ge macht.
Zweckmässig verwendet man in die sem Fall zur Markierung der Toleranzfelder nicht, wie in Abb. 2, ,3 und 4 veranschau- licht, um den vollen Umfang des. Kolbens 3a herumlaufende Bänder, sondern ordnet die verschiedenartig dargestellten Toleranzfelder möglichst in gleichem Abstand auf dem Um fang des Kolbens 3a nebeneinander an.
Selbstverständlich kann die neue Lehre ausser als Passungslehre auch ähnlich wie eine Mikrometerschraube als: Lehre zur ge nauen quantitativen: Messung Anwendung finden. Zweckmässig sieht man, wie auch in der Ausführung nach Abb. 1 und 2 ange nommen, beide Möglichkeiten in der gleichen Lehre vor, dass heisst; man bringt neben den Toleranzmarkierungen auch entsprechende Teilungen zur genauen quantitativen Mes sung an.
Die .Übersetzung zwischen der Tastkörperbewegung und; der Bewegung des Einstellgliedes kann bei der neuen Lehre an verschiedenen Stellen beziehungsweise Be reichen des! Gesamtmess'bereiches in einfach ster Weise dadurch verschieden gewählt werden, dass beispielsweise bei den Ausfüh rungen nach Abb. 1 bis 3 die Steigung der an dem Teil 2a befindliehen Schubfläche oder die Steigung .des "Kegels" 3u an ver schiedenen Stellen verschieden gewählt wird.
Diese Möglichkeit bietet den Vorteil, die Skala beziehungsweise die Teilung an be stimmten Stellen des Messbereiches, z. B. in der Umgebung des zu erzielenden Solldurch messers", zur Erhöhung der Genauigkeit aus- einanderzuziehen. Im übrigen kann es auch aus Fabrikationsgründen angebracht sein, von edendargestellten Kegelformen: mit ge radlinigen Mantellinien abzuweichen. So lässt sich z.
B. der an der Verstärkung 2a des Tastkörpers 2 befindliche Hohlkonuus we- sentl'ich genauer herstellen, wenn seine Ober fläche nach einer Kugelfläche gestaltet wird.
Die Verwendung von Zwischenelementen, wie Rollen, Spreizringen oder, wie bei der Ausführung nach Abb. 1 und 3, von Kugeln 5, bietet den Vorteil einer doppelten Über setzung zwischen der Tastkörperbewegung und der Bewegung des Einstellgliedes; denn, wie ersichtlich, besteht bei der Ausführung na-eh Abb. 1 bis, 3 zunächst eine Übersetzung zwischen der Bewegung des Tastkörpers 2 und der Bewegung der Kugeln 5 und dann wiederum eine Übersetzung zwischen der Bewegung der Kugeln 5 und der Bewegung des Einstellgliedes 3. Es lässt sich auf diese Weise eine sehr starke und anderseits doch überaus genaue Übersetzung erzielen.
Na türlich kann man auch für Spezialzwecke zur Erzielung einer noch grösseren Über setzung die Bewegung des Einstellgliedes 3 auf ein. weiteres Einstellglied übertragen, in ähnlicher Weise, wie die Bewegung des Tastkörpers 2 auf das erste Einstellglied übertragen wird. Für die praktischen Ver hältnisse genügt jedoch in der Regel eine Übersetzung von etwa 1 :200, die sich mit den dargestellten Ausführungsformen ohne weiteres erreichen lässt.
Die -dargestellte Anordnung der M.ess- flächen ist für die Erfindung nicht wesent lich. So besteht ohne weiteres :die Möglich keit, die neue Lehre ähnlich wie eine Schub lehre mit Tastern zur Messung von Innen- oder Aussendurchmessern auszurüsten; .des gleiehen kann man zur Erhöhung .des Mess- bereiches die an sieh feste Messfl.ächedurch Schraube oder Aufsatzstück stufenweise ein stellbar gestalten.
Aus der Abb. 0' und der darauf bezüglichen Beschreibung erhellt. dass, wenn in der Beschreibung und in den Ansprüchen das Glied 2 als Tastkörper be zeichnet ist, :darunter nicht unbedingt zu verstehen ist, dass dieses- Glied die beweg liche MeZfläche enthält. Es kann vielmehr auch die bewegliche Messfläche in irgend einer Weise, beispielsweise über Zwischen elemente, antreiben.
Es .sei weiterhin hervorgehoben, dass es für den Grundgedanken der Erfindung nicht wesentlich ist., wenn :die Anordnung so ge troffen ist, .dass der Kegel 3b am Ende des Leerhubes mit dem Tastkörper 2 auf der gleichen Seite der .durch die Kugeln bestimmten Ebene liegt (vergleiche Abb. 1).
Man kann statt dessen auch den Kegel 3>> auf der andern Seite der genannten Ebene anordnen, d-is heisst, für den Kegel 3b die entbegengesetzte Steigung wählen und die Feder 7 als einerseits an der Buchse 4 und anderseits an dem Kolben 3a angreifende Zugfeder ausbilden. Bei dieser Aueführung wäre :dann zur Öffnung der Lehre jeweils das Einsteldglied 3 nach aussen zu ziehen, wozu man den Kolben 3a mit einem Zug knopf oder Zugring versehen könnte. Die dargestellte Ausführung hat jedoch dem gegenüber den Vorzug grösserer Handlich keit.
Bei der zuletzt erwähnten Ausführungs- möglichkeit würde ,das Stärkeverhältnis zwischen der Zugfeder und der auf den Tas-t- körper .einwirkenden Feder 6 in gleicher Weise wie bei der Ausführung nach Abt. 1 zu wählen sein. Indes kann auch das Stärke- v erhältnis der beiden. Federn umgekehrt :ein.
Hiervon wird man dann Gebrauch machen, wenn beispielsweise das vordere Ende :des Tastkörpers 2 und der feste An satz 1 mit einander nicht übergreifenden Tastern zur Messung von Innendurchmessern oder :dergleichen ausgerüstet werden.
In diesem Falle würde :dann :die Feder 6 die Überführung des Tastkörpers 2 in die Mess- etellung übernehmen, während :die Feder 7 nur zur Aufrechterhaltung des Kraft schlusses zwischen Einstellglied und Tast- körper zu dienen hätte und dementsprechend so. schwach zu bemesisen wäre, dass sie die Wirkung der Feder 6 nicht aufhebt.
Die Gestallt der Messflächen kann je nach der Art des Prüfobjektes verschieden ge wählt werden; so besteht bei der neuen Lehre z. B. :die Möglichkeit, bei entsprechen, der Gestaltung der Messfläehen :die Mass haltigkeit von Formteilen, z. B. Gewinden, zu prüfen beziehungsweise .die Masse genau zu bestimmen.
Bei :den in der Zeichnung :dargestellten Ausführungsbeispielen der neuen Lehre ist der Messdruck von dem Messenden unab hängig. Zur Erzielung dieses Vorteils ist es nicht notwendig, dass; wie 'bei den Ausfüh rungsformen nach Abb. 1 bis 3, die Messung erfolgt, nachdem das, Einstellglied bezie hungsweise der mit diesem verbundene Be dienungsknopf 3a losgela;ssen ist.
Es sind vielmehr auch Ausführungen möglich, bei welchen der Übergang :des Tastkörpers in die 142essstellung während des Hineindrückens des Bedienungsknopfes 3a erfolgt.
Wenn in der Beschreibung beziehungs weise in :den Ansprüchen angegeben ist, dass der Ta.stkörper mittelst Zug oder Druck ver schiebbar ist, so soll damit einer der Unter schiede, die zwischen einer Mikrometer schraube und der neuen Lehre bestehen, hervorgehoben werden.
Denn, während bei einer Mikrometers:chraube der Tastkörper in einer Gewindemutter mit selbstsperrendem Gewinde geführt ist und mithin nur durch eine Drehbewegung in :die Messstellung sieh überführen lässt, ist beim Erfindungsgegen stand der Tastkörper so geführt, dass ein auf ihn ausgeübter Zug oder Druck hinreicht, um ihn in die Messstellung zu führen. Damit ist jedoch nicht gesagL, da) eine Drehbewegung des Testkörpers 2 ausgeschlossen sein soll.
'So besteht die Möglichkeit, auf dem Tast- körper 2 eine Schraubennut starker Steigung anzubringen und in :diese einen ortsfesten Führungsstift eingreifen zu lassen, so :dass der Testkörper 2 neben :der Längsverschie bung auch eine Drehbeiwegung ausführt. Die Steigung der Schraubennut wird man je doch zweckmässig so. wählen, .dass die Ver schiebung des Testkörpers 2 durch Aus übung eines Druckes oder Zuges möglich ist.
Eine mit der Verschiebung verbundene Dreh bewegung des Testkörpers 2 kann gegebe nenfalls im Interesse einer gleichmässigen Beanspruchung .der Kugeln 5 von Vorteil sein.
Es besteht des weiteren auch ,die Mög lichkeit, dao Einstellglied 3 beziehungsweise den Mittelteil des Einstellgliedes als eine stark steigende, .das heisst nicht selbsthem mende und in einer feststehenden Mutter geführte Schraube auszubilden.
In diesem Fall kann man, abweichend von der Dar- stellung-,die Anzeigemarken beziehungsweise arkierungen über den Umfang .des mit,dem Einstellglied verbundenen Druckknopfes 30 verteilen oder auf :dessen Stirnfläohe an bringen.
Die Gewindesteigung wird hierbei zweckmässig so beinessen, dass die Wirkungs weise des. Einstellgliedeis im übrigen die gleiche bleibt wie bei der in Abb. 1 darge- stellten Ausführung, das heisst, dass das Ein stellglied seinen Leerhub unter der Wirkung eines auf den Knopf 311 ausgeübten Druekes und seinen Krafthub unter der Wirkung :der Feder 7 ausführt.
Die Erfindung ist nicht auf die darge stellten und oben beschriebenen Le$renfor- men beschränkt. Die Vorzüge der neuen Ausführung treten vielmehr auch in Er scheinung, wenn man sie z. B. mit.
Bezug auf Afib. 1 unter Weglassung des dort :darge stellten, die feste Gegenmessfläche enthalten den Bügels- als Zusatzgerät ausbildet, :das nach Art ,der bekannten Fühlhebelanordnun- gen in :eine Prüfvorrichtung eingespannt werden ,kann und :dann zusammen mit dem :der Lagerung des Messgegenstandes :dienen den Widerlager eine Grenzlehre bildet.