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Meß- und Kontrollvorrichtung für die Bestimmung bzw. Prüfung von Abmessungen
von Werkstücken
Die Erfindung bezieht sich auf eine Meß- und Kontrollvorrichtung
zur Bestimmung bzw. Prüfung der Abmessungen von Werkstücken, insbesondere zur Messung
oder Prüfung von Durchmessern oder Material stärken, wobei das Meß- oder Kontrollresultat
vergrößert oder verstärkt zur Wahrnehmung gebracht wird. Die Vergrößerungsmittel
können pneumatischer, mechanischer, elektrischer oder sonstiger Natur sein.
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Es sind schon Meß- und Kontrollvorrichtungen dieser Art bekannt,
die einerseits einen Träger für ein festes, aber einstellbares sowie für ein bewegliches,
mit den Vergrößerungsmitteln zusammenarbeitendes Fühlglied und andererseits eine
Führungsvorrichtung aufweisen, welch letztere dazu dient, dem zu messenden oder
zu kontrollierenden Werkstück mit Bezug auf die Fühlglieder eine für die Messung
geeignete Stellung zu geben.
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Dabei sind der Träger der Fühlglieder und die Führungsvorrichtung
derart miteinander verbunden, daß sie leichte Bewegungen mit Bezug auf einander
in einer Ebene machen können, die zu der Achse der einander gegenüberliegenden Fühlglieder
parallel ist.
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Der Zweck der Erfindung besteht darin, einerseits dafür zu sorgen,
daß die Führungsvorrichtung die Stellung des zu messenden Werkstücks mit Bezug auf
die Fühlglieder mit genügender Genauigkeit festlegt, aber andererseits eine zu rasche
Abnutzung der Führungsanschläge der Führungsvorrichtung zu vermeiden, und zwar dies
auch dann, wenn die Meßgeschwindigkeit eine sehr
große ist oder,
wie das häufig vorkommt, das zu messende Werkstück während des Messens eine unter
Umständen rasche Bewegung macht.
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Um dies zu erreichen, sind die Führungsanschläge der Führungsvorrichtung
auf denselben beiden Seiten des Werkstücks wie auch die Fühlglieder angebracht,
d. h. also die Führungsanschläge sind oberhalb und unterhalb des Werkstücks vorgesehen.
Fernerhin ist der von dem Werkstück einzunehmende Zwischenraum zwischen den unterhalb
und oberhalb des Werkstücks liegenden Führungsanschlägen etwas größer als die zu
messende Stärke oder der zu messende Durchmesser des Werkstücks, so daß ein leichtes
Spiel zwischen den Führungsanschlägen und den Werkstücken besteht.
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Die Führungsanschläge bewirken also, daß die Achse des zu messenden
Werkstücks wenigstens annähernd senkrecht zu der Ebene steht, in der die Relativbewegungen
zwischen dem Träger der Fühlstifte und der Führungsvorrichtung verlaufen können,
wobei diese angenäherte senkrechte Lage auf alle Fälle zur Erzielung genauer Meßergebnisse
ausreicht, während andererseits keine unnötigen Reibungen zwischen dem Werkstück
und den Führungsanschlägen der Führungsvorrichtung auftreten können.
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Es ist vorteilhaft, die Führungsvorrichtung derart -auszubilden,
daß auf jeder Seite des Trägers der Fühlglieder ein Paar voneinander gegenüberliegenden
Führungsanschlägen der genannten Art angebracht ist. Der Träger der Fühlstifte ist
zweckmäßigerweise als C-förmige Tragplatte ausgebildet, die auf ihrem einen Arm
das feste Fühlglied und auf ihrem anderen Arm das dem ersteren gegenüber angeordnete
bewegliche Fühlglied trägt, welch letzteres mit den Vergrößerungsmitteln zusammenarbeitet.
Die Führungsvorrichtung und die C-förmige Tragplatte sind vorzugsweise um eine gemeinsame
Achse drehbar angeordnet, die senkrecht zur Achse der Fühlglieder steht. Die Führungsvorrichtung
kann zwei parallel angeordnete flache Teile aufweisen, zwischen denen die C-förmige
Tragplatte angebracht ist.
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Der Gegenstand der Erfindung ist in der Zeichnung beispielsweise
veranschaulicht.
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IDie Fig. I bis 3 zeigen einen Längsschnitt, eine Aufsicht und eine
Seitenansicht einer Meßvorrichtung gemäß der Erfindung.
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Die Vorrichtung gemäß der Erfindung enthält eine Tragplatte I in
C-Form, deren einer Arm z. B. an seinem freien Ende einen festen Fühlstift 2 trägt,
ausgerichtet gegen den anderen Arm der C-Platte und einstellbar hinsichtlich seiner
axialen Lagerung, indem man ihn in einer Führung gleiten läßt. Durch geeignete Mittel
kann dieser Stift nach Einstellung blockiert werden, indem man z. B. in der Wand
der Führungsbuchse eine Längsspalte 3 vorsieht, deren Ränder mittels einer Schraube
4 zusammengeschraubt werden können.
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Man befestigt gegenüber dem festen Stift 2 auf dem anderen Arm der
Tragplatte I den Fiihrungskörper 5 des beweglichen Fühlstifts 9. Dieser Führungskörper
ist in dem betreffenden Arm der Tragplatte mittels Gewinde 6 befestigt, welches
eine Präzisionsregelung der Achsenlage des Körpers 5 im Hinblick auf die Tragplatte
I erlaubt und infolgedessen eine Einstellung seines Abstandes in Hinsicht auf den
festen Stift 2. Die Achsen des Stiftes 2 und des Körpers 5 liegen in einer Flucht.
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In dem in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiel ist die
Meßvergrößerung pneumatisch und durch Druckluft erreicht. Selbstverständlich kann
man ebensogut mechanische, elektrische oder andere Vergrößerungsmittel anwenden.
Im Fall einer pneumatischen Vergrößerung wird der Körper 5 durch einen röhrenförmigen
Teil gebildet, der durch ein Verbindungsstück 7 abgeschlossen wird. Im Innern dieses
Körpers ist ein Ventilsitz 8 angebracht, der mit einer Ventilplatte 10 zusammenarbeitet,
welche an dem beweglichen Fühlstift g befestigt ist. Eine Feder 1I drückt den beweglichen
Stift g gegen das zu messende Werkstück 12 Das Anschlußstück 7 steht in Verbindung
mit einem Luftdruckkessel und einem Manometer (nicht eingezeichnet) mittels eines
biegsamen Rohres I3. Der Körper 5 kann in seiner Führung nach vollzogener Einstellung
mittels Klemmvorrichtung 14 blockiert werden, die in Längsrichtung der genannten
Führungsbuchse ausgespart ist, sowie mittels der Schraube 15.
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Die Berührungsflächen der festen Stifte 2 und des beweglichen Stiftes
9 tragen jeweilig die Berührungsflächen I6 und I7.
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An einem Punkt der C-förmigen Platte I mit den Stiften 2 und 9 ist
ein Stift IS vorgesehen, dessen Funktion im folgenden erklärt wird.
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Die Tragplatte ist frei beweglich um die Querachse 19, welche die
Tragplatte durchsetzt und ihr erlaubt, eine Schwingbewegung zu machen. Die Lage
der Achse 19 mit Bezug auf die Platte I ist derart gewählt, daß letztere das Bestreben
hat, sich unter ihrem Gewicht nach unten zu neigen und somit die Berührungsfläche
I6 des festen Stiftes 2 gegen das zu messende Werkstück 12 zu drücken.
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Die C-Platte mit den Meßstiften ist zwischen der Gabelführung 20,
bestehend aus zwei parallelen Armen, angebracht. Diese Arme sind voneinander gegenüberliegenden
Löchern durchbohrt und tragen die Schwingungsachse 19 der C-Platte I in geeigneter
Weise. Am freien Ende eines jeden Armes 20 ist je eine Aussparung 22 vorgesehen,
von beispiels weise rechteckiger Form, in die das zu messende Werkstück 12 eingesetzt
wird.
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Die Führungsgabel 20 kann gegebenenfalls einen Griff 23 tragen, der
es erlaubt, die Gabel derart zu fassen, um die C-Platte auf das Werkstück 12 zu
schieben oder die Gesamtvorrichtung auf oder in eine Stütze zu schrauben.
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Auf den horizontalen Randflächen der Aussparungen 22 sind oben und
unten in Ebenen, die zur Schwingungsebene der C-Platte parallel liegen, einstellbare
Führungsanschläge 24 vorgesehen. Die Einstellung dieser Fiihrungsanschläge erfolgt
mit Hilfe von Schrauben 25, die durch Muttern 26 blockiert werden können. Die Anschlagflächen
dieser
Anschläge bestehen vorteilhafterweise aus hartem Werkstoff, beispielsweise aus Wolfram-Karbid,
zur Verringerung ihrer Abnutzung. Im ganzen sind bei der in der Zeichnung dargestellten
Ausführungsform der Meßvorrichtung vier Anschläge 24 vorgesehen, und zwar je zwei
auf jeder Seite der Tragplatte I, wobei einer der Anschläge eines jeden Paares oben
und der andere Anschlag unten liegt. Der Zwischenraum zwischen den Anschlägen 24
eines jeden Paares wird etwas größer gewählt, z. B. t/o mm größer als die Stärke
des zu messenden Prüfstücks. Die auf beiden Seiten der Tragplatte I liegenden Anschlagpaare,
welche in Richtung der Achse des zu messenden Werkstücks einen gewissen Abstand
voneinander haben, geben der Achse dieses Werkstücks eine Lage, die mindestens angenähert
senkrecht zu der Schwingungsebene der Tragplatte I verläuft. Wegen des geringen
Spiels von etwa t/zo mm ist die Lage der Achse des Werkstücks mit Bezug auf die
Schwingungsebene der Tragplatte I zwar nicht mathematisch genau bestimmt, jedoch
genügt die Genauigkeit, um brauchbare Meßergebnisse zu erzielen. Andererseits verhindert
das Spiel zwischen dem Werkstück und den Anschlägen 24 eine zu rasche Abnutzung
dieser Anschläge.
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Weitere ebenfalls einstellbare Anschläge 27, die mit Schraubenmuttern
28 versehen sind, sind auf den senkrechten Flächen der Aussparungen 22 angebracht
und dienen dazu, die Tiefe der Einführbewegung des Werkstücks zwischen die Fühlstifte
2 und g auf den günstigsten Wert zu begrenzen.
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Wenn also das Werkstück I2 eine zylindrische Form hat, wie dies in
der Zeichnung angenommen ist, sind die Anschläge 27 derart eingestellt, daß die
Achse der Fühlstifte 2 und 9 durch die Achse des Werkstücks 12 geht, welch letzteres
an den Anschlägen 27 anliegt.
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Am Boden des Zwischenraumes 2I zwischen den Gabelarmen 20 befindet
sich eine Vertiefung 29, in die der Stift 18 hineinragt, und deren Ausmaße in Hinsicht
auf den Stift 18 so gewählt sind, daß die Meßplatte I frei um die Achse 19 mit beschränkter
Amplitude schwingen kann.
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Wenn das Werkstück zwischen die Fühlstifte 2 und g in der durch die
Anschläge 24 und 27 bestimmten Lage eingeführt wird, so kommen der feste Stift 2
und der bewegliche Stift g mit diametral entgegengesetzten Teilen des Werkstücks
12 in Berührung. Dadurch öffnet sich das Ventil Io um einen von dem Durchmesser
des Werkstücks abhängigen mehr oder weniger großen Betrag, so daß damit der Durchgangsquerschnitt
des von der Leitung 13 gelieferten Druckluftstromes gesteuert wird. Die Mengenänderungen
dieses Luftstromes in der Zeiteinheit werden auf bekannte Art angezeigt oder registriert
mittels des Manometers des D ruckluftvergrößerers.
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Man kann verschiedene Führungsgabeln 20 miteinander kombinieren derart,
daß die Gabeln zumindest einer Achse zum Stützpunkt dienen, um die mehrere Tragplatten
nach Bauart I schwingen können. Diese tragen die Meßstifte, um gleichzeitig mehrere
Messungen an demselben Prüfstück vornehmen zu können.
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PATENTANSPROCHE: I. Vorrichtung zum Messen und Kontrollieren der
Abmessungen eines Werkstücks, wobei diese Vorrichtung einerseits eine Tragplatte
aufweist, welche ein festes aber zweckmäßigerweise einstellbares Fühlglied und letzterem
gegenüber ein mit Meß- und Vergrößerungsorganen zusammenarbeitendes bewegliches
Fühlglied trägt, und andererseits ein Führungsglied für das Werkstück besitzt, welches
mit der Tragplatte beweglich verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungsanschläge
des Führungsgliedes zu den gleichen beiden Seiten des Werkstücks wie das feste und
das bewegliche Fühlglied angeordnet sind und zwischen sich einen von dem zu messenden
Werkstück einzunehmenden Zwischenraum aufweisen, der etwas größer ist als die Stärke
des Werkstücks, so daß ein leichtes Spiel zwischen letzterem und den Führungsanschlägen
besteht, welche der Achse des zu messenden Werkstücks eine wenigstens angenähert
senkrechte Lage mit Bezug auf die Ebene geben, in der die Tragplatte und das Führungsglied
gegeneinander beweglich sind.