CH636194A5 - DEVICE FOR TESTING WORKPIECES. - Google Patents
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Description
Die Erfindung ist nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert. Die Zeichnungen zeigen: The invention is explained in more detail below using an exemplary embodiment. The drawings show:
Fig. 1 die Seitenansicht einer Zusammenstellungszeichnung, teilweise im Querschnitt, eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung, 1 is a side view of an assembly drawing, partially in cross section, of a preferred embodiment of the invention,
Fig. 2 einen gegenüber der Fig. 1 vergrösserten Grundriss einer Träger- und Positionierplatte der in Fig. 1 gezeigten Messköpfe, FIG. 2 shows an enlarged plan view of a carrier and positioning plate of the measuring heads shown in FIG. 1 compared to FIG. 1,
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. 3 is a section along the line III-III of Fig. 4 of a support or trestle of the device shown in the preceding figures with a view of the device at an angle of 45 ° to the plane of Fig. 1, with the scale opposite 1 is enlarged,
Fig. 4 einen Grundriss der in Fig. 3 gezeigten Konstruktion. Fig. 4 is a plan view of the construction shown in Fig. 3.
Das in Fig. 1 gezeigte Gerät umfasst einen Sockel oder Ständer 1, auf welchem ein ringförmiger Träger oder Spannbock 2 befestigt ist. The device shown in Fig. 1 comprises a base or stand 1, on which an annular support or clamp 2 is attached.
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. An annular stand 3 fastened on the tensioning bracket 2 carries, by means of three connecting elements 4 (only two of which are shown), a plate or a crossbeam 5 of rectangular outline.
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. The crossbar 5 (FIG. 2) has three guide slots 6, 7, 8, in which a number of measuring heads can move in the direction of the longitudinal axis of the crossbar 5.
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. In the illustrated embodiment, eleven measuring heads 9-19 are shown. The heads 9-19 are clamped onto the crossbeam 5 by means of connecting screws 20 guided through the slots 6, 7, 8.
Die Schraubenköpfe sind von der Unterseite des Querbalkens 5 aus zugänglich. The screw heads are accessible from the underside of the crossbar 5.
Die Füsse der Verbindungselemente 4 sind in Lagersitzen 21 des Lagerbocks 3 gelagert (Fig. 3,4). The feet of the connecting elements 4 are mounted in bearing seats 21 of the bearing block 3 (FIGS. 3, 4).
Vier von dem Ständer 3 getragene Pfosten 22 laufen in waagrechte Aufsätze 23 mit entsprechenden Nuten 24 aus. Four posts 22 carried by the stand 3 end in horizontal attachments 23 with corresponding grooves 24.
Die Achsen der Nuten 24 werden paarweise nach zwei orthogonalen Geraden ausgerichtet, die zur Richtung der Längsachse des Querbalkens 5 Winkel von 45° bilden. The axes of the grooves 24 are aligned in pairs according to two orthogonal straight lines which form 5 angles of 45 ° to the direction of the longitudinal axis of the crossbeam.
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. A centering piece 25 braced with the grooves 24 ensures centering and forms a mechanical reference point for a workpiece 26; it also protects the fingers of the measuring heads 9, 10, 11, 13, 14, 17, 18 which are arranged in the centering piece 25 *. The centering piece has two opposite slots from which the ends of the fingers protrude.
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. The stand 1 carries a post 27 on which a swivel arm 28 with a handle 29 is arranged at one of its ends. A hole 30 is formed in the arm 28, which is closed on its upper side by a plate 31 and ends in a conical locking surface 32 on its lower side.
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. In the hole 30, a movable pin 33 is arranged with a tapered end part 34. A spring 35 is located between the plate 31 and the conical part 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. Another construction hurry is a small cylinder 36 with a plate 37 which is clamped with axial adjusting devices, not shown, with the pin 33.
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. A ring 38 is attached to the plate 37. The ring 38 has carbide inlays 39, which rest on the upper part of the workpiece 26 with a certain pressure. The workpiece is stored in other carbide inserts 40, which are attached to the centering piece 25.
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. A ring 41 arranged on the outer cover 42 is braced with the supports 23 (or with the centering piece 25), and it serves as protection for the sensors (contacts) and the arms of the 5 measuring heads 12, 15, 16 arranged on the outside of the centering piece 25 , 19th
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. A terminal block 43 serves as a connection between its connector pins and the cables of the measuring heads 9-19, of which only the cable 44 is shown, and between the contact pins and the cables, of which only the cable 45 is shown, which is connected to a sensor Processing and display unit 46 are performed.
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). 2 shows that up to four measuring heads can be arranged in each of the slots 6, 7, 8. The measuring heads for the device shown consist of three types: for measuring the outer diameter (heads 12, 15, 16, 19), the inner diameter (heads 13, 14, 17, 18) and for the depth measurement (heads 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. In addition, the heads differ in the shape of their fingers, which e.g. May have extensions parallel to the guides 6, 7, 8; the shape of the fingers also depends on the arrangement of the cross sections, the measurements from which they are made and the arrangement of the heads.
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). The heads arranged in the outer slots 6, 8 have measuring fingers with sections or parts that extend in a direction that is perpendicular to the slots. In this way it can be ensured that all measuring head sensors, i.e. Contacts, always lie in a vertical plane ("measuring plane"), which runs through the axis of the central slot 7 and through that of the workpiece (if the centering piece 30 25 is correctly centered relative to the crossbar 5 and the workpiece 26).
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. This geometric arrangement ensures that the two pairs of sensors of the heads 13, 14, 17, 18 are aligned along the two inner diameters of the workpiece 26, and the two guide 351s of the measuring heads 12, 15 and 16, 19 are aligned along the two outer diameters .
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. 1 and 2, with the workpiece 26 rotating, all inner diameters can be measured in two sections and all outer diameters in two other 40 sections, and further processing of the signals enables other shape properties to be checked, which may result in non-roundness, Impacts, angular errors and the like. can be recorded.
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: The depth test - in the case of the 45 device shown in the figures - i.e. the measurement of the height of the workpiece 26 is carried out indirectly with the aid of the measuring heads 9, 10, 11 in accordance with the explanation given below. The operation of the device according to the invention is as follows:
In Abhängigkeit von der theoretischen Form des Werkstük-50 kes 26 wird die Anzahl der Messköpfe sowie die Zahl der Finger der Messköpfe bestimmt. Depending on the theoretical shape of the workpiece 50 kes 26, the number of measuring heads and the number of fingers of the measuring heads is determined.
Auch der Ring 38, die Platte 37, das Zentrierstück 25 sowie der Ring 41 werden gemäss den Formeigenschaften des Werkstücks 26 hergestellt. The ring 38, the plate 37, the centering piece 25 and the ring 41 are also produced in accordance with the shape properties of the workpiece 26.
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. 55 The zeroing of the measuring heads for the axial dimensions (in order to move the sensors to positions that correspond to the cross-sections, at which various measurements have to be carried out) can even be carried out before mounting the heads on the crossbeam 5, since the height of the 60 supports 23 relative to the crossbar 5 is known.
Die vorzugsweise verwendeten Messköpfe sprechen unabhängig von der Länge der Finger an und sind z.B. Messköpfe mit beweglicher Pantographenführung für die Arme. The preferably used measuring heads respond regardless of the length of the fingers and are e.g. Measuring heads with movable pantograph guides for the arms.
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. The measuring heads are then installed 65 in the slots 6, 7, 8 and the centering piece 25 is arranged on the supports 23, centered and clamped.
Um die richtige Positionierung des Zentrierstückes 25 zu finden, können die Signale von zwei Messköpfen (z.B. Köpfe In order to find the correct positioning of the centering piece 25, the signals from two measuring heads (e.g. heads
636194 636194
4 4th
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. 17, 18) can be used if a sample or a copy sample already lies on the centering piece. The centering piece 25 is then clamped in such a way that a diametrically opposite plane is used as the measuring plane. The measuring buttons are then roughly set to zero in the radial direction by shifting them in the slots 6, 7, 8 until the display value is approximately zero.
Nach dem Aufspannen der Köpfe auf den Querbalken 5 wird elektrisch eine Feinnullung durchgeführt. After the heads have been clamped onto the crossbeam 5, a fine zeroing is carried out electrically.
Schliesslich werden die Arbeitsstellungen der Platte 37 und des Ringes 38 justiert. Dann kann mit dem Prüfen einer Serie von Werkstücken 26 begonnen werden. Finally, the working positions of the plate 37 and the ring 38 are adjusted. Testing of a series of workpieces 26 can then begin.
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. The workpiece 26 to be measured is placed on the centering piece 25. When the handle 29 is actuated, the arm 28 rotates, as a result of which the plate 37 with the ring 38 is lowered. While the ring 38 is moved towards the centering piece 25, the conical part 34 is in contact with the conical surface 32. This ensures that the axis of the ring 38 is aligned with that of the centering piece 25 when the inserts 39 come into contact with the workpiece 26 come. In this way, the correct insertion of the centering piece 25 into the ring 38 is ensured.
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. When the inserts 39 touch the surface of the workpiece 26, the taper part 34 decreases from the taper surface 32 and the inserts 39 come into firm contact with the workpiece 26 due to the pressure of the spring 35 with a corresponding pressure.
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. The lower surface of the plate 37 is aligned parallel to the plane which runs through the three points of the workpiece 26 which are in contact with the inserts 39.
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. Thus, it is obvious that the measuring heads 9, 10, 11 emit signals depending on the distance of the plane determined by the inserts 39 from the plane determined by the inserts 40, i.e. the signals show the deviation of the actual height of the workpiece from its target height.
Das Werkstück 26 kann von Hand gedreht werden, um die Prüfungen während der Drehung vorzunehmen. The workpiece 26 can be rotated by hand to perform the tests during the rotation.
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. The connecting elements 4 have a flexible part, so that no stresses due to possible loads on the stand 1 or the carrier 2, 3 are transmitted to the crossbar 5.
Die offene und die Schliessstellung des Arms 28 sowie weitere mögliche Zwischenstellungen werden durch entsprechende nicht gezeigte Anschläge bestimmt. The open and the closed position of the arm 28 and other possible intermediate positions are determined by corresponding stops, not shown.
io Es ist offensichtlich, dass die meisten Bauteile des Gerätes genormt werden können, so dass es für die Prüfung verschiedener Werkstückarten verwendet werden kann. io It is obvious that most parts of the device can be standardized so that it can be used for testing different types of workpieces.
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. If the weight and the shape properties of the workpiece to be measured are such that a correct positioning against the centering piece 25 is ensured without the need for the pressure effect exerted by the inserts 39 attached to the ring 38, and if no indirect depth tests need to be carried out As already described, the device can be designed without a post 27, arm 28 20 and the components carried by it. Under certain circumstances, 5 special measuring heads can be mounted on the crossbar.
Eine andere Anordnung kann die Verwendung von Messköpfen vorsehen, die an einem oder mehreren, vom Arm 28 25 geführten Lagern oder Trägern montiert sind. Another arrangement can provide for the use of measuring heads which are mounted on one or more bearings or supports guided by the arm 28 25.
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. It is obvious that the number of guide slots for the measuring heads, the maximum number of measuring heads that can be accommodated in one slot, the minimum internal dimensions and the maximum measurable external dimensions, etc., vary depending on the design and the desired field of application Can have values.
In jedem Fall bietet das Gerät ausser den bereits beschriebenen Vorzügen die Möglichkeit, viele Messpunkte ohne be-35 grenzte Abmessungen der Anordnung zu erhalten. In any case, in addition to the advantages already described, the device offers the possibility of obtaining many measuring points without the limited dimensions of the arrangement.
1 Blatt Zeichnungen 1 sheet of drawings
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