CH636194A5 - Geraet zur formpruefung von werkstuecken. - Google Patents

Description

Die Erfindung ist nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert. Die Zeichnungen zeigen:

Fig. 1 die Seitenansicht einer Zusammenstellungszeichnung, teilweise im Querschnitt, eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung,

Fig. 2 einen gegenüber der Fig. 1 vergrösserten Grundriss einer Träger- und Positionierplatte der in Fig. 1 gezeigten Messköpfe,

Fig. 3 einen Schnitt längs der Linie III-III der Fig. 4 eines Trägers oder Spannbocks des in den vorstehenden Figuren gezeigten Gerätes mit Blick auf das Gerät in einem Winkel von 45° gegenüber der Ebene der Fig. 1, wobei auch der Massstab gegenüber dem der Fig. 1 vergrössert ist,

Fig. 4 einen Grundriss der in Fig. 3 gezeigten Konstruktion.

Das in Fig. 1 gezeigte Gerät umfasst einen Sockel oder Ständer 1, auf welchem ein ringförmiger Träger oder Spannbock 2 befestigt ist.

Ein ringförmiger, auf dem Spannbock 2 befestigter Ständer 3 trägt vermittels von drei Verbindungselementen 4 (von denen nur zwei gezeigt sind) eine Platte oder einen Querbalken 5 von rechteckigem Grundriss.

Der Querbalken 5 (Fig. 2) besitzt drei Führungsschlitze 6,7, 8, in welchen sich eine Anzahl von Messköpfen in Richtung der Längsachse des Querbalkens 5 bewegen kann.

In dem dargestellten Ausführungsbeispiel sind elf Messköpfe 9-19 gezeigt. Die Köpfe 9-19 sind mit Hilfe von durch die Schlitze 6, 7, 8 geführten Verbindungsschrauben 20 auf den Querbalken 5 aufgespannt.

Die Schraubenköpfe sind von der Unterseite des Querbalkens 5 aus zugänglich.

Die Füsse der Verbindungselemente 4 sind in Lagersitzen 21 des Lagerbocks 3 gelagert (Fig. 3,4).

Vier von dem Ständer 3 getragene Pfosten 22 laufen in waagrechte Aufsätze 23 mit entsprechenden Nuten 24 aus.

Die Achsen der Nuten 24 werden paarweise nach zwei orthogonalen Geraden ausgerichtet, die zur Richtung der Längsachse des Querbalkens 5 Winkel von 45° bilden.

Ein mit den Nuten 24 verspanntes Zentrierstück 25 sorgt für die Zentrierung und bildet einen mechanischen Bezugspunkt für ein Werkstück 26 ; ferner schützt es die Finger der Messköpfe 9, 10,11,13,14,17,18, die in dem Zentrierstück 25 angeordnet * sind. Das Zentrierstück besitzt zwei sich gegenüberliegende Schlitze, aus welchen die Enden der Finger herausragen.

Der Ständer 1 trägt einen Pfosten 27, auf welchem ein Schwenkarm 28 mit einem Handgriff 29 an einem seiner Enden angeordnet ist. Im Arm 28 ist ein Loch 30 ausgeformt, das auf seiner Oberseite durch eine Platte 31 abgeschlossen wird und an seiner Unterseite in einer kegeligen Arretierfläche 32 endet.

Im Loch 30 ist ein beweglicher Stift 33 mit einem kegeligen Endteil 34 angeordnet. Eine Feder 35 befindet sich zwischen der Platte 31 und dem kegeligen Teil 34.

Ein weiteres Bau eil ist ein kleiner Zylinder 36 mit einer Platte 37, der mit axialen nicht gezeigten EinStellvorrichtungen mit dem Stift 33 verspannt ist.

Ein Ring 38 ist an der Platte 37 befestigt. Der Ring 38 besitzt Karbideinlagen 39, welche auf dem Oberteil des Werkstücks 26 mit einem bestimmten Druck aufliegen. Das Werkstück ist in anderen Karbideinlagen 40 gelagert, die an dem Zentrierstück 25 befestigt sind.

Ein am Aussendeckel 42 angeordneter Ring 41 ist mit den Auflagen 23 (oder mit dem Zentrierstück 25) verspannt, und er dient als Schutz für die Messfühler (Kontakte) und die Arme der an der Aussenseite des Zentrierstückes 25 angeordneten 5 Messköpfe 12,15,16,19.

Ein Klemmenblock 43 dient als Anschluss zwischen seinen Steckverbinderstiften und den Kabeln der Messköpfe 9-19, von denen nur das Kabel 44 gezeigt ist, sowie zwischen den Kontaktstiften und den Kabeln, von denen nur das Kabel 45 gezeigt io ist, die an eine Messfühl-Verarbeitungs- und Anzeigeeinheit 46 geführt sind.

Aus Fig. 2 geht hervor, dass in jedem der Schlitze 6,7,8 bis zu vier Messköpfen angeordnet werden können. Die Messköpfe für das gezeigte Gerät bestehen aus drei Arten: zur Messung der is Aussendurchmesser (Köpfe 12,15,16,19), der Innendurchmesser (Köpfe 13,14,17,18) und für die Tiefenmessung (Köpfe 9, 10,11).

Ausserdem unterscheiden sich die Köpfe in Bezug auf die Form ihrer Finger, die z.B. Verlängerungen parallel zu den Füh-20 rungen 6,7,8 haben können; die Form der Finger hängt auch von der Anordnung der Querschnitte ab, von welchen Messungen gemacht werden sowie auch von der Anordnung der Köpfe.

Die in den Aussenschlitzen 6,8 angeordneten Köpfe besitzen Messfinger mit Abschnitten oder Teilen, die sich in einer 25 Richtung erstrecken, die senkrecht zu den Schlitzen verläuft. Auf diese Weise kann gewährleistet werden, dass alle Messkopffühler, d.h. Kontakte, stets in einer senkrechten Ebene («Messebene») liegen, die durch die Achse des Mittelschlitzes 7 sowie durch die des Werkstückes läuft (wenn das Zentrierstück 30 25 gegenüber dem Querbalken 5 und dem Werkstück 26 richtig zentriert ist).

Diese geometrische Anordnung stellt sicher, dass die zwei Fühlerpaare der Köpfe 13,14,17,18 längs der beiden Innendurchmesser des Werkstückes 26 fluchten, und die beiden Füh-351er der Messköpfe 12,15 und 16,19 längs den beiden Aussen-durchmessern fluchten.

Durch die in den Fig. 1 und 2 gezeigte Anordnung können bei sich drehendem Werkstück 26 alle Innendurchmesser in zwei Abschnitten und alle Aussendurchmesser in zwei anderen 40 Abschnitten gemessen werden und durch eine weitere Verarbeitung der Signale können andere Formeigenschaften geprüft werden, wodurch möglicherweise vorhandene Unrundheiten, Schläge, Winkelfehler u.dgl. erfasst werden können.

Die Tiefenprüfung - im Falle des in den Figuren gezeigten 45 Gerätes -, d.h. die Messung der Höhe des Werkstückes 26, wird indirekt mit Hilfe der Messköpfe 9,10,11 gemäss der nachstehend gegebenen Erläuterung durchgeführt. Die Arbeitsweise des erfindungsgemässen Gerätes ist wie folgt:

In Abhängigkeit von der theoretischen Form des Werkstük-50 kes 26 wird die Anzahl der Messköpfe sowie die Zahl der Finger der Messköpfe bestimmt.

Auch der Ring 38, die Platte 37, das Zentrierstück 25 sowie der Ring 41 werden gemäss den Formeigenschaften des Werkstücks 26 hergestellt.

55 Die Nullstellung der Messköpfe für die Axialabmessungen (um die Fühler in Stellungen zu fahren, welche den Querschnitten entsprechen, an welchen verschiedene Messungen durchgeführt werden müssen) kann sogar vor der Montage der Köpfe auf dem Querbalken 5 vorgenommen werden, da die Höhe der 60 Auflagen 23 gegenüber dem Querbalken 5 bekannt ist.

Die vorzugsweise verwendeten Messköpfe sprechen unabhängig von der Länge der Finger an und sind z.B. Messköpfe mit beweglicher Pantographenführung für die Arme.

Dann werden die Messköpfe in die Schlitze 6,7,8 eingebaut 65 und das Zentrierstück 25 wird auf den Auflagen 23 angeordnet, zentriert und verspannt.

Um die richtige Positionierung des Zentrierstückes 25 zu finden, können die Signale von zwei Messköpfen (z.B. Köpfe

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17,18) verwendet werden, wenn ein Musterstück oder ein Kopiermuster bereits am Zentrierstück anliegt. Dann wird das Zentrierstück 25 so eingespannt, dass als Messebene eine diametral entgegengesetzte Ebene verwendet wird. Anschliessend werden die Messknöpfe in radialer Richtung grob auf Null eingestellt, indem sie in den Schlitzen 6,7,8 so lange verschoben werden, bis der Anzeigewert annähernd Null beträgt.

Nach dem Aufspannen der Köpfe auf den Querbalken 5 wird elektrisch eine Feinnullung durchgeführt.

Schliesslich werden die Arbeitsstellungen der Platte 37 und des Ringes 38 justiert. Dann kann mit dem Prüfen einer Serie von Werkstücken 26 begonnen werden.

Das zu messende Werkstück 26 wird an das Zentrierstück 25 angelegt. Durch Betätigung des Handgriffs 29 dreht sich der Arm 28, wodurch die Platte 37 mit dem Ring 38 abgesenkt wird. Während der Ring 38 zum Zentrierstück 25 hin gefahren wird, steht der kegelige Teil 34 in Berührung mit der kegeligen Fläche 32. Dadurch wird eine Fluchtung der Achse des Rings 38 mit der des Zentrierstückes 25 gewährleistet, wenn die Einlagen 39 mit dem Werkstück 26 in Berührung kommen. Auf diese Weise wird auch das richtige Einführen des Zentrierstückes 25 in den Ring 38 gewährleistet.

Wenn die Einlagen 39 die Oberfläche des Werkstücks 26 berühren, nimmt der Kegelteil 34 von der Kegelfläche 32 ab, und die Einlagen 39 kommen infolge des Druckes der Feder 35 mit einem entsprechenden Druck in feste Berührung mit dem Werkstück 26.

Die Unterfläche der Platte 37 richtet sich parallel zur Ebene aus, die durch die drei Punkte des Werkstückes 26 verläuft, die mit den Einlagen 39 in Berührung stehen.

Somit ist es offensichtlich, dass die Messköpfe 9,10,11 Signale in Abhängigkeit vom Abstand der durch die Einlagen 39 bestimmten Ebene von der Ebene abgeben, die durch die Einlagen 40 bestimmt wird, d.h. die Signale zeigen die Abweichung der Isthöhe des Werkstückes von seiner Sollhöhe ab.

Das Werkstück 26 kann von Hand gedreht werden, um die Prüfungen während der Drehung vorzunehmen.

Die Verbindungselemente 4 besitzen einen biegsamen Teil, damit auf den Querbalken 5 keine Spannungen infolge mögli-5 eher Belastungen des Ständers 1 oder der Träger 2,3 übertragen werden.

Die offene und die Schliessstellung des Arms 28 sowie weitere mögliche Zwischenstellungen werden durch entsprechende nicht gezeigte Anschläge bestimmt.

io Es ist offensichtlich, dass die meisten Bauteile des Gerätes genormt werden können, so dass es für die Prüfung verschiedener Werkstückarten verwendet werden kann.

Wenn das Gewicht und die Formeigenschaften des zu messenden Werkstücks so beschaffen sind, dass eine richtige Posiis tionierung gegenüber dem Zentrierstück 25 ohne Erfordernis der Druckwirkung gewährleistet ist, welche durch die am Ring 38 befestigten Einlagen 39 ausgeübt wird, und wenn keine indirekten Tiefenprüfungen durchgeführt werden müssen, wie bereits beschrieben, so kann das Gerät ohne Pfosten 27, Arm 28 20 und die durch diesen getragenen Bauteile ausgeführt werden. Unter bestimmten Umständen können auf dem Querbalken 5 spezielle Messköpfe montiert werden.

Eine andere Anordnung kann die Verwendung von Messköpfen vorsehen, die an einem oder mehreren, vom Arm 28 25 geführten Lagern oder Trägern montiert sind.

Es ist offensichtlich, dass die Anzahl der Führungsschlitze für die Messköpfe, die maximale Anzahl der Messköpfe, die in einem Schlitz untergebracht werden kann, die minimalen Innenabmessungen sowie die maximalen messbaren Aussenabmes-30 sungen usw. in Abhängigkeit von der Konstruktion und dem gewünschten Anwendungsgebiet verschiedene Werte haben können.

In jedem Fall bietet das Gerät ausser den bereits beschriebenen Vorzügen die Möglichkeit, viele Messpunkte ohne be-35 grenzte Abmessungen der Anordnung zu erhalten.

1 Blatt Zeichnungen

Claims (9)

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   PATENTANSPRÜCHE 10. Gerät nach Ansprüchen 3 und 5, zur Formprüfung eines

   1. Gerät zur Formprüfung von Werkstücken mit mindestens Werkstückes mit einer ebenen Oberfläche, dadurch gekenn-einer Rotationsfläche gegenüber einer geometrischen Achse, zeichnet, dass es eine Druck- und bewegliche Bezugsvorrich-mit einem Ständer, einem Werkstückspanner und mit einer auf tung (28-38) umfasst, um mit der oberen ebenen Fläche des auf den Ständer montierten mechanischen Bezugsvorrichtung, fer- 5 dem Zentrierstück (25) angeordneten Werkstückes (26) zusam-ner mit mit Fühlern bestückten Messköpfen, welche mit der menzuwirken, ferner dadurch, dass es sich selbst in die Lage auf Rotationsfläche zur Dimensionsmessung in einer radialen Rieh- der ebenen Fläche anpasst, um einen Einstelldruck für das tung zusammenwirken, weiter mit Vorrichtungen zum Lagern Werkstück (26) zu erzeugen.

   und Einstellen der vom Ständer getragenen Messköpfe, sodann 11. Gerät nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass mit an die Messköpfe angeschlossenen Anzeigevorrichtungen, io es ausserdem Messköpfe (9,10,11) für die Tiefenmessung umwobei die Fühler der Messköpfe in einer durch die Achse ver- fasst, ferner dadurch, dass diese Messköpfe (9,10,11) mit der laufenden Ebene liegen, dadurch gekennzeichnet, dass die La- Druck- und Bezugsvorrichtung (37) zusammenwirken, um die ger- und EinStellvorrichtungen eine Anzahl von Führungen (6, Axialabmessungen des Werkstücks (26) indirekt zu messen. 7,8) umfassen, die nebeneinander in einer bestimmten Richtung angeordnet sind, ferner dadurch, dass jede Führung (6,7, is

   8) eine zugeordnete Gruppe von Messköpfen (12-19) trägt und deren Verschiebung in einer zur geometrischen Achse senk- Die Erfindung betrifft ein Gerät zur Formprüfung von rechten Achse gestattet, sodann dadurch, dass die Fühler der Werkstücken mit mindestens einer Rotationsfläche gegenüber Messköpfe (12-19) während der Verschiebung in dieser Ebene einer geometrischen Achse, ferner mit einem Ständer, einem bleiben und schliesslich dadurch, dass die bestimmte Richtung 20 Werkstückspanner und einer an den Ständer montierten mecha-senkrecht zu dieser Ebene verläuft. nischen Bezugsvorrichtung, ferner mit mit Fühlern bestückten
2. 2. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Messköpfen, welche mit der Rotationsfläche zur Dimensions-in Führungen (6,8), die gegenüber der vorbezeichneten Ebene messung in einer radialen Richtung zusammenwirken, weiter externe Versetzungsachsen bilden, gelagerten Messköpfe (16- mit Vorrichtungen zum Lagern und Einstellen der vom Ständer 19) zur Messung der Dimensionen in radialen Richtungen be- 25 getragenen Messköpfe, sodann mit an die Messköpfe ange-wegliche Finger umfassen, die die zugeordneten Fühler tragen schlossenen Anzeigevorrichtungen, wobei die Fühler der Mess-und sich in Richtungen erstrecken, die gegenüber den entspre- köpfe in einer durch die Achse verlaufenden Ebene liegen, chenden Versetzungsachsen senkrecht verlaufen sowie dadurch, Um die geometrischen oder Formeigenschaften von Werk-dass die Fühler Kontaktfühler (43) sind. stücken unter Verwendung von Messköpfen für Lineardimen-
3. 3. Gerät nach Anspruch 1, zur Formprüfung von Werkstük- 30 sionen genau und schnell messen zu können, müssen ausser den ken, die eine Bohrung, eine Innenrotationsfläche sowie eine zur Köpfen noch mechanische Werkstückbezugseinrichtungen einBohrung konzentrische Aussenrotationsfläche besitzen, gesetzt werden (wie z.B. bei einem Werkstück mit Rotationsflä-dadurch gekennzeichnet, dass die Lager- und Einstellvorrich- chen mit genügender Genauigkeit die geometrische Drehachse tung ein Zentrierstück (25) besitzt, um in die Bohrung (30) bestimmen können) sowie auch Vorrichtungen, welche die eingeführt zu werden, damit sich das Werkstück (26) zur Durch- 35 Messköpfe in für die Messung geeignete Stellungen halten oder führung der Formprüfung längs des gesamten Umfangs der spannen.

   Querschnitte der zur geometrischen Achse senkrechten Flächen Die Konstruktion eines Messgerätes für bestimmte Werk-um die geometrische Achse drehen kann. stücke kann der Ausgangspunkt für mechanische Konstruktio-
4. 4. Gerät nach Anspruch 1, dessen Messköpfe bewegliche, nen und anderen Eigenschaften sein, die sehr unterschiedlich die Fühler tragende Finger umfassen, wobei die Fühler Kon- 40 sind, und zwar in Abhängigkeit davon, ob das Prüfgerät auf der taktfühler sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Messempfind- Grundlage der Herstellung von Bauteilen des Gerätes mit ge-lichkeit der Messköpfe (12-19) im wesentlichen unabhängig nauem Bezug auf eine bestimmte Werkstückart beruht oder, ob von der Länge der Finger ist. es auf der Herstellung von genormten Teilen beruht, die sich
5. 5. Gerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, zum Bau von Geräten eignen, die sehr unterschiedliche Werk-dadurch gekennzeichnet, dass die Ebene, in welcher die Fühler 45 stücke messen können.

   liegen, senkrecht steht, und dass die Achsen der Führungen (6, Im ersten Fall sind die Geräte normalerweise äusserst genau

   7,8) eine waagrechte Ebene bilden. und betriebssicher, jedoch ihre Bestandteile unterliegen hohen
6. 6. Gerät nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Herstellungskosten und sind keineswegs vielseitig zu verLager- und EinStellvorrichtung einen Querbalken (5) und die wenden.

   Führungen Schlitze (6,7, 8) umfassen, die in diesem Querbai- 50 Im zweiten Fall, wenn für die Fertigung der Geräte entspre-ken (5) ausgeformt sind. chende Normteile verwendet werden wie Träger oder Grund-
7. 7. Gerät nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die platten, Konsolen oder Haltevorrichtungen, Hebel für Getriebe, Messköpfe (12—19) Verbindungsschrauben (20) zur Befesti- Führungen usw., sind Konstruktion und Montage häufig kom-gung in den Schlitzen (6,7,8) umfassen. pliziert und erfordern speziell ausgebildete Kräfte, der mechani-
8. 8. Gerät nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die 55 sehe Aufbau ist sehr fragil und verformbar und schliesslich sind Lager- und Einsteilvorrichtung drei biegsame Verbindungsstük- infolge einer erheblichen Anzahl von Getrieben Messgenauig-ke (4) besitzt, die zwischen dem Ständer (3) und dem Querbai- keit und Wiederholbarkeit meist sehr mässig.

   ken (5) angeordnet sind, sodann dadurch, dass die mechanische Somit besteht die Aufgabe der Erfindung darin, ein Gerät

   Bezugsvorrichtung vom Ständer (3) gestützte Auflagen (22,23, für die Formprüfung von Werkstücken mit Rotationsflächen zu 24) umfasst, um das Zentrierstück (25) zu positionieren und 60 schaffen, das aus einer grossen Anzahl von genormten Bauteilen einzuspannen. besteht und sich für die Messung von völlig unterschiedlichen
9. 9. Gerät nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Werkstücken eignet, wobei Zeit und Kosten bei der Montage Auflagen vier senkrechte Pfosten (22) umfassen, welche die zu- und Einrichtung niedrig sind und gleichzeitig eine hohe Messge-geordneten waagrechten Auflagen (23) längs zwei orthogonalen nauigkeit und Wiederholbarkeit gewährleistet sind.

   Achsen tragen, ferner dadurch, dass der Querbalken (5) zwi- 65 Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss bei dem eingangs gesehen den Pfosten (22) angeordnet ist und dass seine Längsach- nannten Gerät auf solche Weise erreicht, dass die Lager- und se in dieser Ebene liegt und gegenüber den orthogonalen Ach- Einsteilvorrichtungen eine Anzahl von Führungen umfassen, sen um 45° geneigt ist. die nebeneinander in einer bestimmten Richtung angeordnet

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   sind, ferner dadurch, dass jede Führung eine zugeordnete Gruppe von Messköpfen trägt und deren Verschiebung in einer zur geometrischen Achse senkrechten Achse gestattet, sodann dadurch, dass die Fühler der Messköpfe während der Verschiebung in dieser Ebene bleiben und schliesslich dadurch, dass die bestimmte Richtung senkrecht zu dieser Ebene verläuft.

   Somit ist ein Messgerät vorgesehen, das gleichzeitig verschiedene Innen- und Aussenabmessungen des gleichen Werkstückes selbst bei sich drehendem Werkstück messen kann.