Messvorrichtnng iiir innere Messungen.
Die Erfindung betrifft eine MeBvorrich- tung für innere Messungen, die zum Messen der Innendurchmesser von Bohrungen beim Drehen, Frasen oder Bohren benützt werden kann. Erfindungsgemäss besitzt diese Messvorrichtung einen Tastkopf mit quer verstell- baren Tastarganen und zwei in axialem Abstand voneinander angeordnete, zwecks Quer verstellung der Tastorgane mit diesen zusammenarbeitende und in zueinander ent gegengesetzten Richtungen axial verschieb- bare Eegelflächen.
ZweckmäBig sind zur Verschiebung der beiden Eegelflächen zwei mit einem gemeinsamen Antriebsorgan in Wirkungsverbin- dung stehende, je eine der Eegelflächen antreibende Mikrometerschrauben vorgesehen, von den die eine ein rechtsgängiges und die andere ein linksgängiges Gewinde aufweist, damit bei Betätigung des gemeinsamen An triebsorganes die beiden Eegelflächen in zueinander entgegengesetzten Richtungen ver schoben werden.
Die Tastorgane sind zweckmäBig als Kugeln ausgebildet, die von den Kegelflächen in radialen Führungen verstellt werden können.
In der Zeichnung ist eine Ausführungs- form des Erfindungsgegenstandes beispielsweise dargestellt.
Fig. 1 stellt einen senkrechten, axialen Schnitt durch die Messvorriohtung dar.
Fig. 2 ist ein Querschnitt längs der Linie II-II der Fig. 1.
Fig. 3 ist eine Ansicht des mit einer der Kugelserien zusammenwirkenden gegelflache.
Fig. 4 ist ein Schnitt längs der Linie IV-IV der Fig. 3.
Fig. 5 ist eine Detailansicht des Mess- kopfes der Vorrichtung.
Fig. 6 zeigt den Tastkopf der MeBvorrichtung, über welchen zur Vornahme von Messungen grösserer Bohrungen ein zusätz- licher Tastkorper gesteckt ist.
Fig. 7 ist ein Schnitt längs der Linie VII-VII der Fig. 6.
Die dargestellte Messvorriohtung ist als Lochlehre ausgebildet. Sie weist einen hülsenförmigen Lehrenkörper 1 auf, dessen unteres Ende den Tastkopf und dessen oberes Ende den Messkopf trägt. Am untern Ende des Körpers 1 sind drei rechteckformige Einschnitte 2 vorgesehen, so dass drei Zungen 3 gebildet werden, zwischen denen eine erste Serie von drei Tastkugeln 4 liegen, welche durch die senkrechten Flächen 5 der Zungen 3 in radialer Richtung geführt werden. Auf die Zungen 3 ist mittels Schrauben 6 eine Ringseheibe 7 festgeschraubt, auf welcher die Kugeln 4 in radialer Richtung rollen können. Unterhalb der Ringscheibe 7 ist eine zweite Serie von drei Tastkugeln 8 angeordnet, die in einem Führungsring 9 in radialer Richtung geführt sind.
Die Kugeln 8 liegen auf der Mantelfläche 10 eines Kegels 11, der mittels einer Schraube 12 am untern Ende einer zentralen Stange 13 befestigt ist, deren oberes Ende ein rechtsgängiges Sehrauben- gewinde 14 aufweist. Die Kugeln 4 wirken mit einer Kegelfläche 15 zusammen, die am untern Ende einer über die Stange 13 geschobenen Hülse 16 vorgesehen ist, deren oberes Ende ein linksgängiges Schraubengewinde 17 von gleicher Steigung wie das Gewinde 14 aufweist.
Über das untere Ende des Lehrenkörpers 1, den Führungsring 9 und den Kegel 11 ist eine Haltehiilse 18 ge schoben, die mit der Lage der Kugeln 4 und 8 entsprechenden Offnungen 19 von solchem Durchmesser versehen ist, dass die Kugeln zur Ausführung einer Messung durch diese Öffnungen hindurchragen, aber nicht herausfallen können. Die Kegelfläehe 15 besitzt drei Einschnitte 15', durch welche die Zun- gen 3 des Lehrenkorpers 1 hindurchgreifen.
Der mit Gewinde 14 versehene Teil der zentralen Stange 13 ist in eine Hiilse 20 eingeschraubt, und das Gewinde 17 der Hülse 16 ist in eine zweite Hiilse 21 eingeschraubt.
Die obern Enden der beiden Hülsen 20 und 21 sind konisch ausgebildet und besitzen gleiche Steigung, so dass sie passend ineinander gefügt werden können. Der konische Teil der äussern Hiilse 21 ist passend in eine entsprechend konische Offnung 22 einer Messhülse 23 eingesteckt. Die Messhülse besitzt ein Innengewinde 24, welches mit einem entsprechenden Aussengewinde einer Schiebe- hülse 25 in Eingriff steht, die auf dem verstärkten Teil 26 des Lehrenkörpers 1 auf und ab versehiebbar ist. Ein Führungsglied in Form eines Woodruffkeils 27 ist im Teil 26 befestigt und greift in einen Schlitz 28 der Schiebehiilse 25 ein.
Auf dem Teil 26 des Lehrenkörpers ist ein Kugellager 29 gelagert, auf welchem eine Hiilse 30 abgestützt ist, die mittels eines Gewindes 31 an der Messhiilse 23 fest verschraubt ist. Die Hülse 30 nimmt ein weiteres Kugellager 32 auf, welches zur Abstützung der mit dem obern Ende des Lehrenkörpers verschraubten Mutter 33 und Gegenmutter 34 dient. In dieser Weise wird der Lehrenkörper 1 in der MeBhülse 23 festgehalten, die MeBhülse kann sich aber in bezug auf den Lehrenkörper drehen und durch die beiden Kugellager 29 und 32 erfolgt deren Drehung möglichst reibungsfrei.
Eine Nute 35, die sich längs des Lehrenkör- pers 1, des Kugellagers 29 und der Eülse 30 erstreckt, gestattet die Einführung eines Instrumentes bis zur Hülse 30, um diese fest- zuhalten, wenn die Verschraubung am Gewinde 31 festgezogen oder gelöst werden soll.
Am Rand der konischen Offnung 22 in der Messhülse 23 ist ein Schraubenkopf 36 abgestützt, dessen Schaft 36'in das konische obere Ende der Hülse 20 verschraubt ist, und die Hülse 20 und 21 fest in die konische Off- nung 22 hineinzieht, so dass die Messhülse 23 fest mit den beiden Hülsen 20 und 21, die Rechts-und Linksgewinde aufweisen, verbunden ist. Auf dem Schraubenkopf 36 ist mittels einer weiteren Schraube 37 eine Be dienungshülse 38 drehbar gelagert. Die untere Flache dieser Bedienungshülse trägt eine Sperrzahnung 39, mit welcher ein Stift 40 mit abgeschrägtem Kopf durch eine Feder 41 in Eingriff gehalten wird.
An der Sehiebehalse 25 ist eine Milli- meterteilung 42 angebracht, die mit dem Rand der MeBhtlse 23 zusammenwirkt, und die Messhülse trägt eine Umfangsteilung, die das Ablesen von Hundertstelmillimeter ge stattet. Ein mit der Umfangsteilung der MeBhiilse zusammenwirkender Nonius 43 gestattet ein Ablesen von Tausendstelmilli- meter.
An der Hülse 16 ist ein Führungsglied in der Form eines Woodruffkeils 44 befestigt, welcher in eine Nut 45 des Lehrenkorpers 1 greift, um eine Drehung der Hülse 16 zu verhindern. Die Hülse 16 ist ihrerseits mit einer Nute 46 versehen, in welche ein an der Stange 13 befestigterWoodruffkeil 47 greift, um eine Drehung dieser Stange zu verhindern.
In der in Fig. 1 dargestellten Lage sind die beiden Kegelflachen 10 und 15 in der am weitesten voneinander entfernten Stellung, die Tastkugeln 4 und 8 befinden sich in ihrer innersten Lage, in welcher sie mit der zentralen Stange 13 in Beriihrung stehen. Zur Messung des Durchmessers einer Bohrung wird der die Tastkugeln tragende Teil der Vorrichtung in die Bohrung eingeführt, bis sich beide Kugelserien 4 und 8 im Innern der Bohrung befinden. Alsdann wird das Bedienungsglied 38 im Uhrzeigersinn gedreht, so dass die Schrägfläche einer der Sperrzähne 39 gegen die abgeschrägte Fläche des Stiftes 40 wirkt, wodure-h der Schraubenkopf 36 und die an ihm festgeklemmte Messhülse 23 ebenfalls gedreht wird.
Mit der Messhülse drehen aber auch die beiden Hülsen 20 und 21, wodurch die zentrale Stange 13 hinaufgezogen und die Hülse 16 hinuntergestossen wird. Die beiden Eegelflächen 1Q und 15 nahern sich einander und der Ringscheibe 7, und die Kugeln 4 und 8 wälzen sich längs der Segelfläche ab und werden von dieser nach aussen gestossen, bis sie gegen die Wandung der Bohrung anliegen. Alsdann können sich die Hülse 16 und die Stange 13 nicht mehr gegenseitig verschie- ben.
Die Messhülse 23 und der Schraubenkopf 36 können nicht mehr drehen und bei Weiterdrehen des Bedienungsgliedes 38 wird der Stift 40 von den Schrägflächen der Sperrzähne 39 niedergedrückt, so da. die die Messung ausführende Person merkt, dass die Tastkugeln an die Wandung der Bohrung anliegen. Während der Drehung der Messhülse wurde die Hülse 25 in die MeBhülse 23 hineingezogen und das R ; esultat der Messung kann nam an der Umfangsteilung der Messhülse abgelesen werden.
An Stelle der Drehung des Bedienungsgliedes 38 kann natürlich auch unmittelbar die MeBhiilse 23 von Hand gedreht werden.
Es besteht dann jedoch Gefahr, dass man infolge des verhältnismässig grossen Durchmessers der MeBhülse diese mit einer zu groBen Kraft dreht und das Anstossen der Kugeln gegen die Wandung der Bohrung nicht merkt, so daB die Mikrometergewinde 14,17 oder 24 beschädigt werden könnten und die Messungen dadurch ungenau würden.
Bei Benützung des Bedienungsgliedes 38 zum Ausspreizen der Kugeln hört durch Ausklinken des Stiftes 40 jede Drehung der MLeRhülse auf, sobald die Kugeln in Beriih- rung mit der Wandung der Bohrung gelangen.
Durch Drehen des Bedienungsgliedes 38 oder der MeBhülse 23 in umgekehrber Rich- tung werden die beiden Kegelflächen 10 und 15 voneinander entfernt und die Tastkugeln können gegen die zentrale Stange. 13 zurück- kehren. Bei Drehung des Bedienungsgliedes in dieser Richtung wirkt die senkrechte Fläche eines Sperrzahnes 39 gegen den Stift 40 und man kann die Messhülse zurückdrehen bis die Stange 13 und die Hülse 16 am Ende ihres Hubes anlangen.
Die Verwendung von zwei Serien Kugeln 4 und 8 gewährleistet, dass die Messvorrichtung beim Messen einer Bohrung sich von selbst in genau axiale Lage einstellt, die Messung also in der zur Achse der Bohrung senkrecht liegenden Ebene erfolgt. Es ist na türlich auch möglich, bei weniger tiefen Bohrungen nur mit Hilfe der untern Kugeln 8 eine Messung auszuführen.
Die Gewinde 14,17 und 24 besitzen gleiche Steigung, welche in einem bestimm- ten Verhältnis zur Steigung der beiden Kegelflachen 10 und 15 und zur Teilung 42 auf der Hülse 25 steht. Wenn beispielsweise die Gewindesteigung 1 mm beträgt und die Teilung 42 in Millimetern ausgeführt ist, so muss die Steigung der Kegelflächen 50% betragen, damit die Tastkugeln bei einer Umdrehung der hlesshülse 23 sich t mm verschieben.
Da für die Messung von Bohrungen mit grösserem Durchmesser, beispielsweise 100 mm oder mehr, das die Tastkugeln enthaltende Ende der Messvorrichtung zu schwer würde, um eine Messung mit dem erforderlichen sicheren Gefühl durchzuführen, kann gemäss Fig. 6 und 7 ein zusätzlicher Tastkörper verwendet werden, der auf den Tastkopf der in Fig. 1 gezeigten Vorrichtung aufgesteekt wird. Dieser Tastkorper besteht aus einer Traghülse 48 aus Leichtmetall, z. B. Hartaluminium. In dieser Hülse sind entsprechend der Lage der Kugeln 4 und 8 Öffnungen 49 vorhanden, in welchen Tastbolzen 50 geführt sind. Eine schwache Feder 51 hält diese Bolzen gegen die entsprechenden Ku- geln anliegend. Zur Abstützung der Federn dient einerseits eine äussere Hülse 52 und anderseits ein Bund 53 der Tastbolzen 50.
Zur Befestigung der Traghülse 48 auf dem die Kugeln enthaltenden Tastkopf dient eine gespaltene federnde Hülse 54 mit konischer Aussenfläche, auf welcher die entsprechend konische Innenfläche der Traghülse 48 aufsitzt. Nachdem dieser Tastkorper über die Hülse 18 gesteckt wurde, wird eine Mutter 55 auf den obern mit Gewinde versehenen Teil der konischen Hülse 54 aufgeschraubt und diese Hülse unter Festklemmung auf die Hülse 18 in die Traghülse 48 hineingezogen.
Damit der zusätzliche Tastkorper immer in der erforderlichen gleichen Lage auf die Hülse 18 aufgesetzt wird, ist an dieser eine Nute 56 vorgesehen, in die ein Stift 57 der Hülse 54 eingreifen kann. Jeder einzelne Tastbolzen konnte auch mit seiner Feder in einer besonderen Hülse untergebracht sein, die von aussen in die Offnungen der Traghülse einsteekbar sind.
Measuring device for internal measurements.
The invention relates to a measuring device for internal measurements which can be used to measure the internal diameter of bores during turning, milling or drilling. According to the invention, this measuring device has a probe head with transversely adjustable feeler organs and two axially spaced apart, for the purpose of transverse adjustment of the feeler organs cooperating with these and axially displaceable in opposite directions.
To move the two control surfaces, two micrometer screws each driving one of the control surfaces, which are operatively connected to a common drive member, are provided, one of which has a right-hand thread and the other a left-hand thread, so that the two control surfaces when the common drive member is actuated be displaced ver in opposite directions.
The tactile organs are expediently designed as balls that can be adjusted by the conical surfaces in radial guides.
The drawing shows an embodiment of the subject matter of the invention, for example.
Fig. 1 shows a vertical, axial section through the measuring device.
FIG. 2 is a cross section taken along line II-II of FIG. 1.
Figure 3 is a view of the gel surface cooperating with one of the series of balls.
FIG. 4 is a section along the line IV-IV of FIG. 3.
5 is a detailed view of the measuring head of the device.
6 shows the probe head of the measuring device, over which an additional probe body is inserted in order to take measurements of larger bores.
FIG. 7 is a section along the line VII-VII of FIG. 6.
The measuring device shown is designed as a hole gauge. It has a sleeve-shaped gauge body 1, the lower end of which carries the probe head and the upper end of which carries the measuring head. At the lower end of the body 1, three rectangular incisions 2 are provided, so that three tongues 3 are formed, between which there are a first series of three probe balls 4, which are guided in the radial direction by the vertical surfaces 5 of the tongues 3. An annular washer 7 is screwed onto the tongues 3 by means of screws 6, on which the balls 4 can roll in the radial direction. A second series of three probe balls 8, which are guided in a guide ring 9 in the radial direction, is arranged below the annular disk 7.
The balls 8 lie on the jacket surface 10 of a cone 11 which is fastened by means of a screw 12 to the lower end of a central rod 13, the upper end of which has a right-hand screw thread 14. The balls 4 interact with a conical surface 15 which is provided at the lower end of a sleeve 16 pushed over the rod 13, the upper end of which has a left-hand screw thread 17 of the same pitch as the thread 14.
Over the lower end of the gauge body 1, the guide ring 9 and the cone 11, a retaining sleeve 18 is pushed, which is provided with openings 19 corresponding to the position of the balls 4 and 8 and of such a diameter that the balls for performing a measurement through these openings protrude through but not fall out. The conical surface 15 has three incisions 15 'through which the tongues 3 of the gauge body 1 reach.
The threaded part 14 of the central rod 13 is screwed into a sleeve 20, and the thread 17 of the sleeve 16 is screwed into a second sleeve 21.
The upper ends of the two sleeves 20 and 21 are conical and have the same pitch so that they can be fitted into one another. The conical part of the outer sleeve 21 is inserted into a correspondingly conical opening 22 of a measuring sleeve 23 to fit. The measuring sleeve has an internal thread 24 which engages with a corresponding external thread of a sliding sleeve 25 which can be moved up and down on the reinforced part 26 of the gauge body 1. A guide member in the form of a Woodruff wedge 27 is fastened in part 26 and engages in a slot 28 in sliding sleeve 25.
On the part 26 of the gauge body there is mounted a ball bearing 29, on which a sleeve 30 is supported, which is firmly screwed to the measuring sleeve 23 by means of a thread 31. The sleeve 30 receives a further ball bearing 32, which serves to support the nut 33 and lock nut 34 screwed to the upper end of the gauge body. In this way, the gauge body 1 is held in the measuring sleeve 23, but the measuring sleeve can rotate with respect to the gauge body and the two ball bearings 29 and 32 rotate them with as little friction as possible.
A groove 35, which extends along the gauge body 1, the ball bearing 29 and the sleeve 30, allows an instrument to be inserted up to the sleeve 30 in order to hold it in place when the screw connection on the thread 31 is to be tightened or loosened.
At the edge of the conical opening 22 in the measuring sleeve 23, a screw head 36 is supported, the shaft 36 'of which is screwed into the conical upper end of the sleeve 20 and pulls the sleeves 20 and 21 firmly into the conical opening 22, so that the Measuring sleeve 23 is firmly connected to the two sleeves 20 and 21, which have right-hand and left-hand threads. On the screw head 36, a loading sleeve 38 is rotatably mounted by means of a further screw 37. The lower surface of this operating sleeve carries a locking toothing 39, with which a pin 40 with a beveled head is held in engagement by a spring 41.
A millimeter graduation 42 is attached to the viewing neck 25 and interacts with the edge of the measuring lens 23, and the measuring sleeve has a circumferential graduation which enables reading of hundredths of a millimeter. A vernier 43 cooperating with the circumferential graduation of the measuring sleeve allows reading of thousandths of a millimeter.
A guide member in the form of a Woodruff wedge 44 is fastened to the sleeve 16 and engages in a groove 45 of the gauge body 1 in order to prevent the sleeve 16 from rotating. The sleeve 16 is in turn provided with a groove 46 in which a Woodruff wedge 47 attached to the rod 13 engages in order to prevent rotation of this rod.
In the position shown in FIG. 1, the two conical surfaces 10 and 15 are in the most distant position, the probe balls 4 and 8 are in their innermost position, in which they are in contact with the central rod 13. To measure the diameter of a hole, the part of the device carrying the probe balls is inserted into the hole until both ball series 4 and 8 are inside the hole. The operating member 38 is then rotated clockwise so that the inclined surface of one of the ratchet teeth 39 acts against the inclined surface of the pin 40, whereby the screw head 36 and the measuring sleeve 23 clamped to it are also rotated.
However, the two sleeves 20 and 21 also rotate with the measuring sleeve, as a result of which the central rod 13 is pulled up and the sleeve 16 is pushed down. The two Eegelflächen 1Q and 15 approach each other and the annular disk 7, and the balls 4 and 8 roll along the sail surface and are pushed outward by this until they rest against the wall of the bore. The sleeve 16 and the rod 13 can then no longer move mutually.
The measuring sleeve 23 and the screw head 36 can no longer rotate and when the operating member 38 is rotated further, the pin 40 is pressed down by the inclined surfaces of the ratchet teeth 39, so there. the person performing the measurement notices that the probe balls are resting against the wall of the bore. During the rotation of the measuring sleeve, the sleeve 25 was pulled into the measuring sleeve 23 and the R; The result of the measurement can be read on the circumferential graduation of the measuring sleeve.
Instead of rotating the operating member 38, the measuring sleeve 23 can of course also be rotated directly by hand.
However, there is then a risk that, due to the relatively large diameter of the measuring sleeve, it will be rotated with too great a force and that the balls will not hit the wall of the bore, so that the micrometer threads 14, 17 or 24 could be damaged and the measurements this would become imprecise.
When the operating member 38 is used to expand the balls, any rotation of the MLeR sleeve ceases as soon as the balls come into contact with the wall of the bore when the pin 40 is released.
By rotating the operating member 38 or the measuring sleeve 23 in the opposite direction, the two conical surfaces 10 and 15 are removed from one another and the probe balls can against the central rod. 13 return. When the operating member is rotated in this direction, the vertical surface of a locking tooth 39 acts against the pin 40 and the measuring sleeve can be turned back until the rod 13 and the sleeve 16 reach the end of their stroke.
The use of two series of balls 4 and 8 ensures that the measuring device automatically adjusts itself to an exactly axial position when measuring a bore, i.e. the measurement is carried out in the plane perpendicular to the axis of the bore. It is of course also possible to carry out a measurement only with the aid of the balls 8 below in the case of less deep bores.
The threads 14, 17 and 24 have the same pitch, which is in a certain ratio to the pitch of the two conical surfaces 10 and 15 and to the pitch 42 on the sleeve 25. For example, if the thread pitch is 1 mm and the graduation 42 is in millimeters, the pitch of the conical surfaces must be 50% so that the probe balls move t mm with one rotation of the sleeve 23.
Since for the measurement of bores with a larger diameter, for example 100 mm or more, the end of the measuring device containing the probe balls would be too heavy to carry out a measurement with the required secure feeling, an additional probe body can be used according to FIGS. 6 and 7, which is attached to the probe head of the device shown in FIG. This Tastkorper consists of a support sleeve 48 made of light metal, for. B. Hard aluminum. In this sleeve there are openings 49, in which probe pins 50 are guided, corresponding to the position of the balls 4 and 8. A weak spring 51 holds these bolts against the corresponding balls. An outer sleeve 52 on the one hand and a collar 53 of the feeler pins 50 on the other hand serve to support the springs.
A split resilient sleeve 54 with a conical outer surface, on which the correspondingly conical inner surface of the support sleeve 48 rests, is used to fasten the support sleeve 48 on the probe head containing the balls. After this Tastkorper has been placed over the sleeve 18, a nut 55 is screwed onto the upper threaded part of the conical sleeve 54 and this sleeve is drawn into the support sleeve 48 while being clamped onto the sleeve 18.
So that the additional Tastkorper is always placed in the required same position on the sleeve 18, a groove 56 is provided on this, into which a pin 57 of the sleeve 54 can engage. Each individual feeler pin could also be accommodated with its spring in a special sleeve, which can be plugged into the openings of the support sleeve from the outside.