CH275479A - Verfahren zum Prüfen einer geometrischen Grösse von Körpern, insbesondere von Werkstücken, sowie Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens. - Google Patents

Description

  



  Verfahren zum Prüfen einer   geometriseben      Grole    von   Korpern,    insbesondere von   Werkstüeken,    sowie Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.



     I) ie vorliegende Erfindung betrifft    ein Verfahren zum Prüfen einer geometrischen Grösse von Körpern, insbesondere von Werk  stüeken,    sowie eine Vorrichtung zur   Durch-    führung des Verfahrens.



   Das Verfahren   gemä#    der Erfindung zeichnet sieh dadurch aus, dass jeder Körper mit gleichförmiger Geschwindigkeit bewegt wird und dabei die Durchlaufzeiten der Abstände von je zwei Punkten zweier an der Oberfläche des Körpers liegender Punktepaare durch eine feststehende Fläche in einem   NleBvorgang    gemessen werden, und dass ein Quotient gebildet wird, dessen Zähler nur von der einen und dessen Nenner nur von der andern Durchlaufzeit abhängig ist, das Ganze derart, dass der Quotient ein Mass für die zu prüfende Grösse ist.



   Die durch die Erfindung gegebene Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens ist gekennzeichnet durch Mittel, um die ge  nannten    beiden Durchlaufzeiten in einem   Me#vorgang zu    ermitteln, und durch weitere Mittel, um einen Quotienten zu bilden, dessen Zähler nur von der einen und dessen Nenner nur von der andern Durchlaufzeit ab  hängig    ist.



   Auf beiliegender Zeichnung sind einige Ausführungsbeispiele der erfindungsgemässen   Vorrichtung sehematisch dargestellt,    an Hand derer Ausführungsformen des   erfindungs-    gemässen Verfahrens nachstehend erläutert sind. Es zeigt :
Fig.   1    als Teil des ersten Beispiels eine mit Kontakten versehene Lehre zum Abfühlen der er Prüflinge,
Fig. 2 den Prüfling in grösserem Massstab,
Fig. 3 und 4 je einen Teil einer weiteren Vorrichtung zum Messen von Körpern,
Fig. 5 und 6 die Ansieht und Draufsicht einer Prüf-und Sortiervorrichtung für Massenartikel.



   Zur Ausübung des Verfahrens benötigt man z. B. eine Tastlehre mit einem die prüfenden Körper, z.   B.    die   Werkstiieke      abfüh-    lenden Taststift, welcher mit elektrischen Kontakten zusammenarbeitet, In Fig.   1    ist der prinzipielle Aufbau einer solchen, an sieh bekannten Tastlehre veranschaulicht. Ein Taststift   1    mit einem Tastorgan la ist in einer Führung 2 in axialer Richtung, vorzugsweise senkrecht   versehiebbar    gelagert und steht unter der Wirkung einer   Schrau-    bendruckfeder 3, welche bestrebt ist, den Taststift stets nach unten zu führen.

   Das obere Ende des Taststiftes 1 ist mit einer   Anschlag-      fläehe 4    versehen, welche gegen einen Kon  takthebel    5 anliegt, der um eine   Schwenk-    achse 6 bewegbar ist und unter der Wirkung einer Feder 7 in Fig.   1    im Uhrzeigersinn schwenken würde, wenn er nicht durch den Anschlag 4 des Taststiiekes 1 daran gehindert wäre. Das frei bewegliche Ende des   Kontakt-    hebels 5 ist mit Kontaktorganen 8 versehen, welchen einstellbare Gegenkontakte 9   gegen-    überstehen. Diese Kontakte sind   beispiels-    weise isoliert an Gewindespindeln 10 befestigt, durch deren Drehung sie in ihrer Hohe eingestellt werden können.

   Ist kein   Prüfling    P unter dem Taststift, so liegt das untere Kontaktorgan 8 des Hebels 5 auf dem untern Kontakt 9 auf. Wird durch Einschieben eines Prüflings P in die Tastlehre der Taststift 1 angehoben, so gibt dessen Anschlag 4 den Kontakthebel 5 frei, wodurch zunächst der untere Lehrenkontakt öffnet, indem sich die Kontaktorgane   8    des Hebels 5 in dem freien Zwisehenraum zwischen den einstellbaren Kontakten 9 bewegen. Bei weiterem Unterschieben des Prüflings P hebt sieh der Taststift 1 so weit, dass er eine Schwenkung des Hebels 5 bis zum obern Kontakt   9    ermöglicht. Bewegt sieh nachher der Taststift noch weiter nach oben, so hebt sich die Anschlag  flache    4 vom Kontakthebel 5 ab, so dass derselbe nieht weiter beansprucht wird.

   Wenn der Prüfling P in gleicher Richtung unter dem Taststift   1    weiterbewegt wird, so senkt sich bei seinem Austreten aus der Tastlehre der Taststift wieder, was zunächst ein Offnen des obern und später ein Schliessen des   un-      ternLehrenkontaktes    zur Folge hat. In Fig.1 sind am   Prüfling    P diejenigen Punkte eingezeichnet, an denen sich das untere Ende des Taststiftes in dem Augenblick befindet, in dem der untere Lehrenkontakt geöffnet bzw. der obere geschlossen wird.



   Wird der   Prüfling    mit einer   gleichför-    migen Geschwindigkeit in einem Messvorgang in Richtung S unter dem Taststift   hindureh-    bewegt und dadurch durch diesen abgetastet, so öffnet der untere Lehrenkontakt während einer Zeitdauer t1, die der Durchlaufzeit des Abstandes (Sehne) der beiden Punkte   11 des    untern   Punktepaares    11/11 durch eine feststehende Fläche entspricht, und der obere Lehrenkontakt sehliesst während einer andern Zeitdauer t2, welche der Durchlaufzeit des Abstandes (Sehne) der beiden Punkte 12 des obern   Punktepaares      12/12    durch eine feststehende Fläehe entspricht.

   Bei Prüflingen ver  schiedener    Abmessung, aber von gleieher F'orm, werden bei einer gegebenen Einstellung der Kontakte 9 die Durchlaufzeiten zwischen den Punkten   11    bzw. den Punkten 12 ver  sehieden    ausfallen, so da3 es möglieh ist, aus diesen Zeitspannen   ti,    t2 für eine gegebene   Werkstückform auf    die   grouse    des   betref-    fenden Werkstückes   wu      schli#en.    In Fig. 2 ist das Gesagte fiir zwei   zylindrische Prüf-    linge P verschiedenen Durchmessers   schéma-      tiseli    dargestellt. Die Abstände 11-12, 12-12 sind d parallel zur Bewegungsrichtung S.

   Der Prüfling P wird längs einer Geraden   G      be-    wegt, die mit der zu prüfenden geometrischen Grosse D in einer Ebene   (Blattebene    in Fig. 1) liegt, in welcher auch die Punktepaare   11/11,      12/12    liegen.



   Es kann   mathematiseh    bewiesen werden,   da# diese    Art von Prüfung bei gleichförmiger Bewegung von der Grosse der   Bewegungs-    geschwindigkeit des   Prüflings    unabhängig wird, wenn man den Quotienten aus den beiden genannten Zeitspannen t1 und t   betrach-    tet. Diese Art   Prüfung ist nieht    auf   zylin-      drische    Prüflinge beschränkt, sondern beispielsweise   aueh für keilförmige, kegelige    und konkave Teile usw. geeignet.



   In Fig. 3 ist die Tastlehre als einfacher Umschaltekontakt T dargestellt, dessen Mittelkontakthebel mit dem Minuspol einer Stromquelle verbunden ist, während der untere Kontakt der Tastlehre im Steuerkreis einer während einer   Unterbreehung    ihres Steuerkreis. es laufenden Uhr M1 und der obere Kontakt in demjenigen einer zweiten, während des   Schlie#ens    ihres Steuerkreises laufenden Uhr   1I2    liegt.

   Gleiehzeitig sind beide Kontakte je in einem   von zwei Steuerkreisen    einer weiteren Uhr   Je,    angeordnet, welche derart ausgebildet ist, dass sie   während des Off-    nens des untern   Lehrenkontaktes vorwärts    und während der   Sehliessung des obern    Leh  renkontaktes rückwärts läuft.    Die Anzeige dieser Uhr Mx sei   logarithmisch.   



   Wird nun ein   Prüfling mit beliebiger,    aber gleichförmiger Geschwindigkeit unter dem Taststift der Lehre   hindurehbewegt,    so läuft die Uhr M1 während der durch die   Sehne zwisehen    den Punkten   11    gegebenen Zeit t1 und die Uhr   lI    während der durch die   Seime    zwischen den beid-n Punkten 12 gegebenen Zeitdauer t2. Gleichzeitig ist die Uhr   ll.,    um einen gewissen Betrag vorwärts und einen andern zurückgelaufen und steht nach der Prüfung auf einem Wert, der wegen der logarithmischen Anzeige dieser Uhr dem Quotienten aus den beiden Zeitspannen tt und t2 entspricht und auf Grund des vorher Erwähnten ein Mass für die Grosse des   Prüflings ist.   



   Die Uhr   ill,    kann eine Skala aufweisen, die so geeicht ist, dass die zu prüfende Grosse der Werkstüeke unmittelbar abgelesen werden kann. Die Eichung der Skala kann entweder rein empirisch oder auch rechnerisch vorgenommen werden. Die Skala der Uhr   Mx    kann aber auch irgendeine beliebige Teilung besitzen, wobei dann die der jeweiligen Anzeige der Uhr entsprechende tatsächliche Grosse der Werkstüeke mit Hilfe einer   Eichtabelle    oder einer Eichkurve ermittelt werden kann.

   An Stelle einer Skala kann die Uhr   Mx    jedoch auch nur zwei Marken aufweisen, die so angeordnet sind, dass, wenn der Zeiger zwischen denselben stehenbleibt, die Grosse des geprüften Werktstüekes innerhalb einer vorgeschriebenen Toleranzspanne liegt, wogegen diese nach unten bzw. nach oben übersehritten wird, wenn der Zeiger links oder rechts des durch die Marken begrenzten Bereiches zum Stillstand kommt. In analoger Weise konnte die Uhr   lIX    auch mehrere Marken aufweisen, welche   versehiedene    Bereiche nach unten und nach oben begrenzen, wobei diese Bereiche je einer bestimmten Toleranzgruppe der zu prüfenden Körper entsprechen. Dadurch kann eine Anzahl Messergebnisse in einfachster Weise rasch in Gruppen eingeteilt werden.



  Da im beschriebenen Beispiel der Zeiger der Uhr   ilIX naeh Beendigung    des Messvorganges jeweils in seiner Lage verbleibt, bis eine will  kürliche      Rüekstellung    erfolgt, so ist auch die Gruppeneinteilung nach dem Messvorgang nocli festgehalten und es können die   geprüf-    ten Werkstüeke z. B. von Hand in die   ermit-      telten    Toleranzgruppen sortiert werden.



   Gemäss einer in Fig.   4    gezeigten Variante sind die Uhren des vorher erwähnten Beispiels durch elektrische Schaltkreise ersetzt, welche fiir eine   Zeitregistrierung geeignet sind. So    ist der obere Lehrenkontakt über einen Kondensator   (2 und    einen dazu in Reihe liegenden   Widerstand R2 mit    dem Pluspol einer Stromquelle verbunden, während der untere Lehrenkontakt über einen Widerstand Ri an den Pluspol und über einen Kondensator Ci und einen in Reihe dazu geschalteten Gleichrichter G an den Minuspol derselben Stromquelle angeschlossen ist.

   Da der Kontakthebel der Tastlehre T ebenfalls mit dem Minuspol in Verbindung steht, kann sich der Kondensator Cl, welcher vorher durch nicht dargestellte Mittel entladen wurde, nicht erneut aufladen, solange der untere Lehrenkontakt geschlossen ist. Der Kondensator   Os    sei ebenfalls durch irgendwelche nicht gezeichnete Mittel ebenfalls entladen.

   Bei mit konstanter Geschwindigkeit erfolgendem   Durchschieben    eines Prüflings durch die Tastlehre öffnet zunäehst der untere Lehrenkontakt, so dass ein Ladestrom durch den Kondensator   Ci    fliesst, welcher durch geeignete Wahl des Widerstandes Ri so bemessen ist, dass der Kondensator während der Zeitdauer   t2,    d. h. bis zu dem Zeitpunkt, da der untere Lehrenkontakt wieder schliesst, nieht voll auf die Spannung der Stromquelle aufgeladen werden kann, sondern nur bis zu einer bestimmten kleineren Spannung   Ul.    Der Gleichrichter G verhindert beim erneuten Schliessen des Kontaktes eine Entladung des Kondensators.

   Während der Zeitdauer   tl,    da der obere Lehrenkontakt geschlossen ist, fliesst auch ein Ladestrom durch den   Konden-    sator   C2,    der durch den Widerstand   R2 be-    grenzt ist, so dass sich der Kondensator nur auf eine Spannung   US    aufladen kann, welche ebenfalls kleiner als die Spannung der Stromquelle ist. Naeh bekannter physikalischer Tatsache ist die nach einer bestimmten Ladezeit an einem Kondensator herrschende Spannung mit der Ladezeit stets durch dieselbe Gleichung g verknüpft, so dass umgekehrt aus der am Kondensator herrschenden Spannung eindeutig auf die Zeit geschlossen werden kann, während welcher die Ladung stattfand.

   Der Quo tient der nach einer Prüfung an den beiden Kondensatoren vorhandenen Spannungen   U,      und ! 7a hat    einen nur von der Zeitdauer t1 abhängigen Zähler und einen nur von der Zeitdauer t2 abhängige Nenner und ist also wiederum ein Mass für die Grosse des unter. dem Taststift   durellgeführten    Prüflings. Die   Quotientenbildung zweier Spannungen    kann rein elektriseh nach   versehiedenen    Methoden durchgefiihrt werden und ist in der   Zeich-    nung nicht dargestellt.



     Alit    Hilfe von elektrischen Stromkreisen ist es   möglieh,    die auf diese Weise erhaltenen Messresultate in   versehiedene      Toleranzgruppen    einzuteilen und anzuzeigen, sei es mit Hilfe von optischen und akustischen Signalen oder durch Elektromagnete, welche entsprechende Steuervorgänge auslösen können. Im   letzt-    genannten Falle werden die Messresultate z. B. wirksam gemacht, beispielsweise zum selbsttätigen, mechanischen Sortieren der ge  prüften    Werkstücke in   versehiedene    Toleranzgruppen verwendet. Die in Fig. 3 dargestellte Uhr Mx kann z.

   B. als elektrische Schaltuhr ausgebildet sein, indem der Zeiger als Kontakt. bürste über mehrere ruhende   Kontakt-    organe   streieht, deren    jedes einer bestimmten Toleranzgruppe zugeordnet ist. Bleibt der Zeiger nach Beendigung der Prüfung auf einem dieser Kontaktorgane stehen, so wird dadurch ein zugeordneter Stromkreis geschlossen, der eine bestimmte Signallampe oder einen akustischen Signalgeber zwecks Anzeige der bet. reffenden Gruppe zur Wirkung bringt. Die über die genannten Kontaktorgane geführten Stromkreise können auch je ein Zählwerk aufweisen, um die Anzahl der   Me#-    ergebnisse der einzelnen Gruppen zu ermitteln.

   Ebenso können in diesen Stromkreisen Elektromagnete liegen, welche mit Hilfe von mit Weichen versehenen   Leitkanälen    die geprüften Werkstücke mechanisch in die   Grup-    pen sortieren. In den Fig. 5 und 6 ist ein    praktisches Ausfiihrungsbeispiel zur Duueli-    führung des   besehriebenen    Messverfahrens dargestellt. Diese Vorrichtung ist speziell zum Sortieren von Werkstüeken, insbesondere von Massenartikeln ausgebildet und mit einer automatisch wirkenden Steuervorrichtung versehen, welche die gemessenen Prüflinge in beschriebener Weise misst und mit Hilfe   elektromagnetiseh gesteuerter Weiehen    13 und Kanälen 14 selbsttätig in Gruppen aufteilt.



  An einem die notigen elektrischen Schaltelemente aufweisenden Gerät   15    sind   ausser-    dem   Signallampen    16 vorhanden, welche die Messresultate der prüfenden Person auch optisch mitteilen. Die dargestellte   Sortiervor-      riehtung    ist nur für drei   versehiedene    Tole  ranzgruppen    eingerichtet. Es ist aber ohne weiteres möglieh, durch entsprechende Ausgestaltung der   elektrisehen    Stromkreise eine Trennung in eine viel grössere Anzahl von Gruppen zu erhalten. Um die zu prüfenden Körper unter dem   Taststift la hindureli-    zubewegen, sind mechanische Mittel vorhanden, die in Fig. 5 und 6 der Deutlichkeit wegen nicht dargestellt sind.



   Die   besehriebenen    Verfahren und Vorrichtungen gestatten ein rasehes Prüfen der geometrischen Abmessungen von Werkstüeken und eignen sich im besondern zum Sortieren von Massenartikeln gleicher Form, aber   untersehiedlieher    Grosse in einzelne Gruppen.

Claims (1)

1. PATENTANSPRÜCHE : I. Verfahren zum Prüfen einer geometri- sehen Grösse von Wörpern, insbesondere von Werkstiicken, dadureh gekennzeichnet, dass jeder Körper mit gleichförmiger Geschwin digkeit bewegt wird und dabei die Durchlaufzeiten der Abstände von je zwei Punkten zweier an der Oberfläehe des Körpers liegender Punktepaare durch eine feststehende Fläehe in einem Messvorgang gemessen werden, und dass ein Quotient gebildet wird, dessen Zähler nur von der einen und dessen Nenner nur von der andern Durchlaufzeit abhan- gig ist, das s Ganze derart, dass der Quotient ein Ma# für die zu prüfende Grösse ist.

   II. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Patentanspruch I, gekenn zeichnet durch Mittel, um die genannten beiden Durchlaufzeiten in einem Messvorgang zu ermitteln, und durch weitere Mittel, um einen Quotienten zu bilden, dessen Zähler nur von der einen und dessen Nenner nur von der andern Durch) aufzeit abhängig ist.

   UNTERANSPRÜCHK : 1. Verfahren nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, da# die genannten Abstände parallel zur Bewegungsrichtung verlaufen.

   2. Verfahren nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass der Körper längs einer Geraden bewegt wird, die mit der zu prüfenden geometrischen Grö#e in einer Ebene liegt.

   3. Verfahren naeh Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Punktepaare gemeinsam in einer die Bewegungsrich- tung des Körpers enthaltenden Ebene liegen.

   4. Verfahren naeh Patentanspruch I, da durch gekennzeichnet, da# von den Durchlaufzeiten abhängige elektrische Grossen her vorgerufen werden.

   5. Verfahren nach Patentanspruch I, da durch gekennzeichnet, da# die Durchlauf- zeiten durch Abtastung des Körpers ermittelt werden.

   6. Verfahren nach Patentanspruch I und Unteransprueh 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Quotient elektrisch gebildet wird.

   7. Verfahren nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass die Körper in Ab hängigkeit vom ermittelten Quotienten in Gruppen eingeteilt werden.

   8. Vorrichtung nach Patentanspruch II, dadurch gekennzeichnet, dass ein die Wörper abzutasten bestimmter, senkrecht zu dessen Bewegungsrichtung längsverschiebbar gelagerter Taststift mit mindestens zwei elektrischen Kontakten wirkungsverbunden ist, das zwanze derart, dass während des Durchlaufens eines Korpers jeder Kontakt während einer der beiden Durchlaufzeiten betätigt wird.

   9. Vorrichtung nach Patentanspruch II und Unteranspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass diese Kontakte Mittel zur Bildung les Quotienten el. ektriseh steuern.

   10. Vorrichtung nach Patentanspruch II und den Fnteransprüchen 8 und H, gekenn- zeichnet durch Mittel, um den das Messergeb- nis bildenden Quotienten anzuzeigen.

   11. Vorriehtung naeh Patentanspruch II und den Unteransprüchen 8 und 9, gekenn- zeichnet durch Mittel, um den das Messergebnis bildenden Quotienten wirksa. m zu machen.

   12. Vorrichtung naeh Patentanspruch II, gekennzeichnet durch Mittel, um den das Messergebnis bildenden Quotienten nach Been digung des Messvorganges festzuhalten.

   13. Vorrichtung nach Patentanspruch II, gekennzeichnet durch Mittel, um den das Messergebnis bildenden Quotienten nach Beendigung des Messvorganges anzuzeigen.

   14. Vorrichtung nach Patentanspruch II und Unteranspruch 8, dadurch gekennzeich- net, dass die Kontakte in elektrischen Stromkreisen liegen, welche von der Betätigungs- dauer der Kontakte abhängige, elektrische Grossen hervorrufen.

   15. Vorrichtung nach Patentanspruch II und den Unteransprüchen 8 und 14, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrisehen Grossen elektrische Spannungen sind.

   16. Vorrichtung nach Patentanspruch II 'und den Unteransprüchen 8, 14 und 15, dadurch gekennzeichnet, dass Mittel vorhanden sind, um den Quotienten zweier elektrischer Spannungen zu bilden.

   17. Vorrichtung nach Patentansprueh II und den Unteransprüchen 8, 14 und 15, da durch gekennzeichnet, dass die zwei Spannungen die Ladespannungen zweier Kondensatoren sind.

   18. Vorrichtung nach Patentanspruch II, gekennzeichnet durch Mittel, um eine Anzahl Messergebnisse in Gruppen einzuteilen.

   19. Vorrichtung nach Patentanspruch II und Unteranspruch 18, gekennzeichnet durch Mittel, um die Gruppeneinteilung nach Been digung des Messvorganges festzuhalten.

   20. Vorrichtung nach Patentanspruch II und Unteranspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass Mittel vorhanden sind, um die Kor per nach dem Messen in Abhängigkeit vom Messergebnis in Gruppen zu sortieren.

   21. Vorrichtung nach Patentanspruch If und den Unteransprüchen 18 und 20, da Turch gekennzeichnet, dass Leitkanäle mit elektrisch betätigten Weichen vorhanden sind, um die Wörper nach dem Messen selbsttätig in die Gruppen einzuteilen.

   22. Vorrichtung nach Patentanspruch II und Unteranspruch 18, gekennzeichnet durch Zählwerke, um die Anzahl der Messergebnisse der einzelnen Gruppen wu ermitteln.

   23. Vorrichtung naeh Patentanspruch II, dadurch gekennzeichnet, dass meehanisehe o Mittel vorhanden sind, um den zu prüfenden Korper zu bewegen.