CH500472A - Verfahren zum Prüfen von Werkstücken, Tastdüse zur Durchführung dieses Verfahrens und Anwendung dieses Verfahrens - Google Patents

Description

  
 



  Verfahren zum Prüfen von Werkstücken, Tastdüse zur Durchführung dieses Verfahrens und Anwendung dieses Verfahrens
Es sind verschiedene Verfahren zum Prüfen von Werkstücken durch Abtasten mittels luftgespiesener Düsen bekannt, bei welchen eine oder mehrere Düsen gegen bestimmte Stellen eines Werkstücks angenähert und damit beispielsweise festgestellt wird, ob die geprüften Stellen auf die richtige Tiefe bearbeitet seien.



  Dieses Vorgehen ist beschränkt auf die Prüfung ganz bestimmter Stellen von Werkstücken.



   Es ist auch bekannt, ebene Werkstückflächen grösserer Abmessungen dadurch auf Oberflächengüte zu prüfen, dass die ebene Stirnseite eines Messkopfes mit einer ringförmigen, weiten Nut, in welche an einer Stelle Druckluft zugeführt wird, gegen die zu prüfende Oberfläche angelegt wird und dass aus dem sich in der Nut aufbauenden Druck, der ein Mass für die zwischen der Werkstückfläche und der Stirnseite des Messkopfes vorhandene Undichtheit darstellt, auf die Oberflächengüte   gesclilossen    wird. Dieses Messverfahren eignet sich nicht zur Prüfung von Oberflächen mit grösseren Unebenheiten oder Unstetigkeiten wie Bohrungen, Absetzungen und dergl., weil es unmöglich ist, auf der ganzen Länge der Nut einen gleichmässigen Druck aufzubauen und damit brauchbare Empfindlichkeit zu erzielen.



   Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, auch Werkstückoberflächen mit grösseren Unebenheiten und Unstetigkeiten zuverlässig prüfen zu können. Das erfindungsgemässe Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, dass durch eine enge Schlitzdüse aus einem unmittelbar hinter derselben liegenden Ausgleichsraum gleichmässig auf der ganzen Länge der Austrittsöffnung ein feiner, scharfer, gegen das Werkstück gerichteter Luftstrom erzeugt wird. Hierbei erzielt man auf der ganzen Länge der Schlitzdüse gleichmässige Empfindlichkeit und aus dem sich total   erge    benden   Ausströmungswiderstand    bzw. dem sich in der Düse aufbauenden Druck kann auf die Form der ge prüften Oberfläche geschlossen werden.

  Die Düse kann entweder gegen die zu prüfende Oberfläche angelegt oder aber in einem vorbestimmten Abstand von einer Bezugskote am Werkstück gehalten werden.



   Eine besondere Anwendungsmöglichkeit des erfindungsgemässen Verfahrens liegt darin, dass zugleich je eine Schlitzdüse gegen entgegengesetzte Seiten eines Werkstückes angelegt wird, um Abweichungen in der Beschaffenheit dieser Seiten zu ermitteln. Diese Anwendung eignet sich beispielsweise zur Überprüfung der richtigen Lage von Werkstücken in   autornatischen    Be   arbeitungsvornchtungen,    wie später noch eingehender erläutert wird,
Im folgenden wird die Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert.



   Fig. 1 zeigt ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemässen Tastdüse im Axialschnitt, und
Fig. 2 zeigt schematisch eine bestimmte Anwendung zweier Tastdüsen gemäss Fig. 1.



   Die in Fig. 1 dargestellte Messdüse weist ein Gehäuse 1 in Form einer zylindrischen Hülse auf, in welche ein Düseneinsatz 2 mit einem Anschlussstutzen 3 spielfrei eingesetzt ist. Das Düsengehäuse 1 hat eine genau bearbeitete zylindrische Bohrung 4, 4a. Die beiden Bohrungsteile 4 und 4a weisen genau denselben Durchmesser auf, d. h. sie werden gemeinsam auf diesen Durchmesser bearbeitet. Zwischen diesen Flächenteilen der Bohrung ist eine Ringnut 5 vorgesehen. Der Düseneinsatz 2 weist in einem mittleren mit axialen Nuten 6 versehenen Teil des Einsatzes 2 spielfrei in der Bohrung 4 sitzt. Am inneren Ende ist der Einsatz 2 ringförmig abgedreht, so dass an dieser Stelle ein Ringraum 7 entsteht. Am äusseren Ende weist der Einsatz 2 eine genau zylindrisch bearbeitete Fläche 8 gleicher axialer Länge wie die Fläche 4a auf.

  Die Fläche 8 ist gegenüber dem in der Bohrung 4 sitzenden Mittelteil des Einsatzes 2 um so viel nach innen versetzt, als der Weite der ringförmigen Schlitzdüse entspricht. Innerhalb der Fläche 8 weist der Einsatz 2 eine zur Ringnut 5 gegengleiche Ringnut 9 auf, so dass die Ringnuten 5 und 9 einen sich nach aussen gegen die Schlitzdüse hin verengernden Ringraum 10 bilden, in welchen die durch die Nuten 6 gebildeten Kanäle von  innen münden. Der Einsatz 2 ist mit Bohrungen 11 und 12 versehen, durch welche Druckluft zur Schlitzdüse zugeführt werden kann. Das Gehäuse 1 und der Einsatz 2 sind ausserhalb der Schlitzdüse konisch abgedreht, so dass sich die Düse auf dem Kamm einer ringförmigen Rippe befindet. Der von der Rippe umschlossene Raum 15 and der Stirnseite der Düse steht über einen Kanal 16 mit dem Aussenraum in Verbindung.



   In Fig. 2 ist ein Anwendungsbeispiel von zwei Messdüsen gemäss Fig. 1 dargestellt. Die beiden Messdüsen werden gegen entgegengesetzte Seiten eines Werkstücks 13, beispielsweise eines Stanzteils angelegt.



  Die beiden Messdüsen sind in der schematisch angedeuteten Weise mit einer Auswertungsvorrichtung 14 verbunden, welche beispielsweise als pneumatische Brücke ausgebildet ist . Geringe Unterschiede in der Form der beiden geprüften Oberflächen und damit im Druckaufbau in den Düsen genügen, um die Auswertungsvorrichtung 14 zum Ansprechen zu bringen, d. h.



  ein Relais der Auswertungsvorrichtung 14 wird in der einen oder anderen Lage stehen, je nachdem der Druck in der einen oder anderen Düse 1 höher ist. Die Anordnung dient beispielsweise zur Prüfung der richtigen Lage von rohen Stanzteilen oder sonstigen Werkstücken mit etwas ungleichen Seiten in Bearbeitungsmaschinen, in welchen diese Werkstücke weiteren Bearbeitungen zugeführt werden. Zeigt das Relais jeweils die gewünschte Orientierung des abgetasteten Stanzteils an, so wird dieser aus der Prüfstelle in der gleichen Orientierung weitergeleitet. Zeigt dagegen das Relais die falsche Orientierung an, so betätigt es automatisch einen Mechanismus, welcher das aus der Prüfstelle austretende Werkstück in die richtige Orientierung dreht.



   Eine ähnliche Lageprüfung kann auch mittels einer einzigen Düse erfolgen, wenn mit Sicherheit vorausgesetzt werden darf, dass das zu prüfende Werkstück durchaus eben oder jedenfalls immer genau gleich geformt ist. In diesem Falle kann der Durchflusswiderstand an einer Prüfdüse mit einem konstanten Durchflusswiderstand verglichen und damit eine Anzeige über die Lage des Werkstückes erzielt werden. Die Prüfung mit zwei Düsen gemäss Fig. 2 hat jedoch den Vorteil, dass an beiden Werkstückseiten gleiche Verformungen keinen Einfluss auf die Messung haben.



   Ausser der oben anhand der Fig. 2 erläuterten Anwendung von Messdüsen sind verschiedenste andere Anwendungen mit einer oder mehreren Messdüsen möglich. Es kann sich beispielsweise auch um die Prüfung handeln, ob ein bestimmtes Werkstück mit zwei symmetrischen Seiten wirklich symmetrisch sei. Auch in diesem Falle wird das Werkstück zwischen zwei Messdüsen 1 gemäss Fig. 1 eingebracht, und es ist hierbei möglich, geringste Abweichungen in den Abmessungen auf den beiden Seiten zu ermitteln. Weist beispielsweise das Werkstück durchgehende Öffnungen auf, die überall denselben Querschnitt aufweisen sollten, so können Abweichungen von dieser Vorschrift bis zu 2   0/ovo    ermittelt und angezeigt werden.



   Die richtige gewünschte Konfiguration der Oberfläche eines Werkstücks kann aber auch mit einer einzigen Messdüse ermittelt werden. Wird die eine Messdüse auf ein Werkstück aufgesetzt, welches im Bereich der Messdüse bestimmte Öffnungen, Vertiefungen u. dgl. Unebenheiten aufweist, so ergibt sich bei richtiger Konfiguration des Werkstücks ein ganz bestimmter Durchflusswiderstand an der Düse.   Anderungen    dieses Durchflusswiderstandes von Stück zu Stück lassen Unterschiede erkennen und Ausschussteile als solche umfassen und ausscheiden. Es kann in ähnlicher Weise geprüft werden, ob Werkstücke mit glatter, ebener Oberfläche wirklich glatt und eben sind.

  Ist die   Ob er-    fläche nicht glatt, oder ist das Werkstück verzogen, so entsteht ein erheblich geringerer Durchflusswiderstand an der Messdüse, wodurch Ausschussteile ohne weiteres ermittelt werden können. Es ist auch möglich, die Rauhigkeit bestimmter Oberflächen zu prüfen. So sollen beispielsweise geschabte prismatische Flächen präziser Führungen einen gewissen tragenden Anteil haben. Durch Anlegen der dargestellten Düse gegen solche Flächen kann geprüft werden, ob der tragende Anteil solcher Flächen in der richtigen Grössenordnung liege.



   In den meisten Fällen wird man mit der in Fig. 1 dargestellten einfachen Ausführung der Messdüse arbeiten, d. h. mit einer kreisringförmigen Schlitzdüse mit ebener Mündung. Zur Prüfung bestimmter Werkstücke können jedoch auch andere geeignete Formen der Schlitzdüse verwendet werden. Dabei kann die Schlitzdüse nicht nur längs beliebiger ebener, sondern auch längst beliebiger räumlicher Kurven verlaufen. In solchen passenden Formen kann sie beispielsweise zur Prüfung geschliffener und/oder polierter Oberflächen, beispielsweise von optischen Linsen und dergleichen verwendet werden. Mit einer in zwei rechtwinklig zueinander stehende Ebenen liegenden Messdüse können zwei an einer Kante aneinanderstossende Flächen eines Werkstücks zugleich geprüft werden.

 

   Als wesentlich hat sich für die erfindungsgemässe Messdüse die Bedingung herausgestellt, dass die Schlitzdüse überall gleiche Weite aufweist, und dass eine möglichst gleichmässige Zufuhr der Druckluft zur Düse erfolgt. Zu diesem Zweck sind beim dargestellten Ausführungsbeispiel die ausgleichenden Ringräume 7 und insbesondere 10 vorgesehen. 

Claims (1)

1. PATENTANSPRÜCHE

   I. Verfahren zum Prüfen der Form von Werkstükken durch Anlegen einer Düse mit langgestreckter Austrittsöffnung gegen das Werkstück und Ermittlung der sich ergebenden Ausströmung aus der Düse, bzw.

   des Druckes in der Düse, dadurch gekennzeichnet, dass durch eine enge Schlitzdüse (4a, 8) aus einem unmittelbar hinter derselben liegenden Ausgleichsraum (10) gleichmässig auf der ganzen Länge der Austrittsöffnung ein feiner, scharfer, gegen das Werkstück gerichteter Luftstrom erzeugt wird.

   II. Tastdüse zur Durchführung des Verfahrens nach Patentanspruch I, gekennzeichnet, durch eine langgestreckte schlitzförmige Düsenöffnung (4a, 8), die als verengte Austrittsstelle eines unmittelbar hinter ihr liegenden Ausgleichsraums (10) erheblich grösseren Querschnitts als die Düsenöffnung ausgebildet ist.

   III. Anwendung des Verfahrens nach Patentanspruch I, zur Ermittlung von Abweichungen in der Beschaffenheit verschiedener Seiten eines Werkstücks, dadurch gekennzeichnet, dass zugleich je eine Schlitzdüse gegen die zu vergleichenden Seiten eines Werkstückes angelegt wird.

   UNTERANSPROCHE 1. Verfahren nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass zwei Düsen zugleich an zwei Seiten des Werkstückes angelegt werden, und dass aus der Richtung der dabei auftretenden Druckdifferenz in den Düsenzuleitungen auf Unterschiede der Werkstückseiten, bzw. die Lage des Werkstücks geschlossen wird.

   2. Düse nach Patentanspruch II, gekennzeichnet durch einen Düsenkörper (1) mit einer zylindrischen Bohrung (4) und einem in der Bohrung angeordneten Düseneinsatz (2), wobei der Düseneinsatz mit einem inneren Teil koaxial in der Bohrung (4) sitzt, während zwischen einem äusseren zylindrischen Teil kleineren Durchmessers des Düseneinsatzes und der Bohrung die Düsenöffnung (4a, 8) und hinter derselben durch Ringnuten (5, 9) der Ausgleichsraum (10) gebildet ist.

   3. Düse nach Unteranspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der innere Teil des Düseneinsatzes genutet ist, wobei die Nuten Eintrittskanäle (6) zwischen dem Düseneinsatz (2) und der Bohrung (4) bilden.

   4. Düse nach Unteranspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Eintrittskanäle (6) den Auslgleichs- raum (10) mit einem weiteren ringförmigen Ausgleichsraum (7) verbinden, in welchen mehrere Eintrittskanäle (12) münden.

   5. Düse nach Patentanspruch II, dadurch gekennzeichnet, dass die Düsenöffnung in einer nach aussen springenden Rippe angeordnet ist, innerhalb welcher im Düseneinsatz (2) eine flache Vertiefung gebildet ist.

   6. Düse nach Unteranspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der innerhalb der Rippe liegende Raum mit dem Aussenraum in Verbindung steht.

   7. Düse nach Patentanspruch II, dadurch gekennzeichnet, dass die Schlitzdüse längs einer räumlichen Kurve verläuft.

   8. Anwendung nach Patentanspruch III, zur Prüfung der Orientierung, bzw. der richtigen Lage von Werkstücken, z. B. Stanzteilen aus der Ermittlung der Beschaffenheit der entgegengesetzten Seiten dieser Werkstücke.