CH647315A5 - Messkopf fuer lineare abmessungen von mechanischen werkstuecken. - Google Patents

Description

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PATENTANSPRÜCHE bei der zweite Verschlussteil (25; 56) elastisch biegsam ist, um

1. Messkopf für lineare Abmessungen von mechanischen Bewegungen des Armes (23; 49) zu ermöglichen.

Werkstücken mit einem Aussengehäuse, dessen seitliche Aus- 10. Messkopf nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, senflächen im wesentlichen planparallel zur geometrischen dass das erste Bauteil (6; 45) der Armstütze eine Endpartie (7; Längsachse des Gehäuses angeordnet sind, mit einem aus ei- 5 59) umfasst, die sich im wesentlichen senkrecht zur Innen-nem Ende des Gehäuses herausragenden Messarm, ferner mit wand des Rohres (1) erstreckt sowie dadurch, dass diese End-einem am Messarm befestigten Fühler, der zur Berührung mit partie (7; 59) eine Öffnung zur Durchführung des Kabels (9) der Oberfläche des zu messenden Werkstückes bestimmt ist hat.

und in einer Richtung beweglich ist, die im wesentlichen senk- 11. Messkopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, recht zur geometrischen Achse des Gehäuses verläuft, sodann 10 dass der Stellungsgeber ein Topfkernwandler (27,28) ist. mit einer Armstütze, die ein am Gehäuse befestigtes Verbindungselement aufweist, weiter mit einem Stellungsgeber, der

in Abhängigkeit von der Stellung des Fühlers ein Signal erzeugt und schliesslich mit Mitteln zum Verschluss des Gehäu- Die Erfindung betrifft einen Messkopf für lineare Abmes-ses, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (1) im wesent- i5 sungen von mechanischen Werkstücken gemäss dem Oberlichen aus einem nahtlos gezogenen, an seinen Enden offenen begriff des Patentanspruches 1.

Rohr (1) besteht sowie dadurch, dass das Verbinungselement Es sind viele Arten von Messköpfen zur Prüfung mechani-(6; 45) im wesentlichen an einer einzigen Innenfläche des Roh- scher Teile auf Werkbänken bzw. während der maschinellen res (1 ) befestigt ist und schliesslich dadurch, dass die Ver- Bearbeitung oder auch bei Fertigungsstrassen bekannt,

schlussmittel (13-15,25,26; 56-58,60-62) zum Verschluss 2o Bei den meisten Anwendungen muss der Messkopf ausser der Enden des Rohres (1) dienen. der Einhaltung hoher Genauigkeitsnormen auch einer gros-

2. Messkopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, sen Wiederholgenauigkeit klein und leichtgewichtig sein, er dass die Armstütze ein erstes längs angeordnetes Bauteil um- muss leicht an Trägern zu befestigen sein, eine wirksame Ab-fasst, das aus besagtem Verbindungselement (6; 45) besteht dichtung gewährleisten und verhältnismässig billig sein.

und das an einer Wand des Rohres (1) befestigt ist sowie ein 25 Bei den bekannten Messköpfen ist der Kompromiss unter zweites im wesentlichen längs angeordnetes Bauteil (21; 50), diesen Forderungen, die sich teilweise widersprechen, nicht das im Rohr (1) angeordnet ist und den Messarm (23,49) so- immer befriedigend.

wie den Fühler (24) trägt, ferner dadurch, dass ein weiteres Tatsächlich bestehen die bekannten Messköpfe aus vielen

Verbindungselement (16; 46) das erste (6; 45) Bauteil mit dem Bauteilen, die mit grosser Genauigkeit gefertigt sind, aber zweiten (21; 50) verbindet und einen Abschnitt (19; 48) be- 30 sperrig und schwer sowie zeiemlich kostspielig sind.

sitzt, der elastisch biegsam ist, um die Bewegung des zweiten Die Aufgabe der Erfindung besteht somit darin, einen

Bauteils (21 ; 50) um den Abschnitt (19; 48) zu ermöglichen, Messkopf zu schaffen, der einen besseren Kompromiss zwi-wobei die beiden Verbindungselemente (6; 45 und 16; 46) Tei- sehen den vorerwähnten Forderungen erreicht als die bisheri-le eines einzigen Gliedes aus abgebogenem Stahlblech sind. gen Messköpfe.

3. Messkopf nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, 35 Diese Aufgabe wird primär durch eine Ausbildung gelöst, dass das Rohr (1) eine quadratische Innen- und Aussenquer- wie sie im kennzeichnenden Teil des Patentanspruches 1 um-schnittsform und im wesentlichen gleichmässige Wandstärke schrieben ist.

besitzt. Bezüglich weiterer Besonderheiten von Ausführungsfor-

4. Messkopf nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, men wird auf die abhängigen Ansprüche hingewiesen.

dass auch das zweite (21 ; 50) Bauteil der Armstütze im we- 40 Ausführungsbeispiel des Gegenstandes der Erfindung sentlichen aus einem abgebogenen Stahlblechglied besteht. werden nachstehend anhand der Zeichnungen näher erläu-

5. Messkopf nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, tert. Diese zeigen:

dass die Breite der Stahlblechglieder nur geringfügig kleiner Fig. 1 einen senkrechten Längsschnitt durch den Mess ist als die Innenseite des Rohres (1) (Fig. 2 und 4). köpf für lineare Abmessungen nach einem ersten Ausfüh-

6. Messkopf nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, 45 rungsbeispiel der Erfindung,

dass die beiden Bauteile (45,50) der Armstütze einstückig aus Fig. 2 einen waagerechten Längsschnitt durch den Kopf einem Stahlblechglied ausgeformt sind. der Fig. 1,

7. Messkopf nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch Fig. 3 einen senkrechten Längsschnitt durch ein anderes gekennzeinet, dass er eine auf das erste Bauteil (6; 45) und auf Ausführungsbeispiel des erfindungsgemässen Messkopfes, das zweite Bauteil (21 ; 50) einwirkende Feder (29) umfasst, 50 Fig. 4 eine Teilansicht eines waagerechten Längsschnittes um die durch den Fühler (24) auf die Oberfläche des zu mes- durch den Messkopf der Fig. 3.

senden Werkstückes (4) ausgeübte Auflagekraft zu be- Der in den Fig. 1 und 2 gezeigte Messkopf umfasst ein stimmen. Aussengehäuse, das aus einem einzigen Rohr 1 aus Stahlblech

8. Messkopf nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, besteht, welches an beiden Enden offen ist und Querschnitte dass er eine Einrichtung (32) aufweist, welche die Feder (29) 55 mit einem äusseren und inneren quadratischen Umfang so mit dem zweiten Bauteil (21; 50) verbindet, dass die Span- besitzt.

nung der Feder (29) einstellbar ist. Das Bauteil 1, das aus einem nahtlos gezogenen Rohr be-

9. Messkopf nach einem der Ansprüche 2 bis 8, dadurch steht, ist in einer nachstehend näher erläuterten Weise mit ei-gekennzeichnet, dass der Stellungsgeber (27,28; 41^14) ein er- ner Stütze 2 verspannt, die auf einer Grundplatte 3 befestigt stes, am zweiten Bauteil (21 ; 50) befestigtes Geberelement (28; 60 ist, auf welcher ein Werkstück 4 angeordnet ist, dessen Höhe, 43), ein zweites, am ersten Bauteil (6; 45) befestigtes Geberele- oder genauer gesagt, dessen Höhenabweichung von einem ment (27; 41,42) und ein elektrisches Kabel (9) aufweist, dass Nennwert gemessen werden soll.

die Verschlussmittel einen ersten Verschlussteil (14; 60) um- Die obere Innenwand (Fig. 1) des Rohres 1 ist mit Hilfe fassen, der am Ende des Rohres ( 1 ) befestigt ist und ein Loch von Sacklochnieten 5 in einen langen ebenen Bauteil 6 einge-hat, durch welches das elektrische Kabel (9) hindurchgeführt « spannt, dessen Breite etwas kleiner ist als die der Wand. Das ist, ferner dadurch, dass ein zweiter Verschlussteil (25; 56) am Bauteil 6 läuft in eine Endpartie 7 aus, die sich quer zur geo-anderen Ende des Rohres (1) angeordnet ist und ein Loch hat, metrischen Achse des Rohres 1 erstreckt.

durch welches der Messarm (23; 49) hindurchgeführt ist, wo- Die Endpartie 7 besitzt ein Loch 8 zur Durchführung ei-

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nés elektrichen Kabels 9. Das Kabel 9 ist in einem Mantel 10 Die Bewegung des Fühlers zum Werkstück 4 hin wird angeordnet, der mit einem Aussengewinde versehen ist und durch zwei Topfkernwandler 27 und 28 begrenzt, während dessen Teil 11 in das Loch 8 der Endpartie 7 eingeführt ist. die Bewegung in der Gegenrichtung durch Kontakt des Endes Am Teil 11 ist ein Teil 12 befestigt, das eine Lagerfläche für ei- des Bauteils 21 mit der Unterwand des Rohres 1 begrenzt nen Zugentlastungsknoten des Kabels 9 bietet. s wird.

Eine Gewindekappe 13 verschliesst das Ende des Rohres Die Formgebung des Abschnittes 19 sowie die Wirkung

1. Die Kappe 13 besitzt ein Loch zur Lagerung des Mantels der Feder 29 sind so ausgelegt, dass sie im Ruhezustand eine 10. Die Abdichtung erfolgt durch eine elastische Dichtung 14, Kontaktgabe zwischen den Topfkenwandlern 27 und 28 her-die durch eine Mutter 15 an die Aussenfläche der Kappe 13 beiführen, wodurch sich der Fühler um eine maximal zulässi-gedrückt wird. ioge Strecke in Messrichtung bewegt.

Der Bauteil 6 besteht samt seinen Endpartien 7 und 16 aus Im Verlaufe der Messung gewährleistet die Wirkung der einem einzigen Stück eines gebogenen Stahlbleches. Feder 29, dass der Fühler mit entsprechender Kontaktkraft

Die Endpartie 16 umfasst einen ersten Teil 17, der sich in auf dem Werkstück 4 aufliegt.

Querrichtung und einen zweiten Teil 18, der sich im wesent- Die Abstände der Versetzungslinie des Fühlers und der liehen in Längsrichtung erstreckt. Der erste Teil 17 besitzt ei- 15 Achse des Wandlers vom Abschnitt 19 sind gleich. Dadurch nen erheblich dünneren Abschnitt 19, der ihn elastisch bieg- kann eine Versetzung des Fühlers erreicht werden, die (in Ge-sam macht, um als Drehachse zu wirken. genrichtung) gleich ist der des Topfkernwandlers 28. Zwi-

Der zweite Teil 18 ist mit Hilfe von seitlichen Säumen mit sehen dem Kopf einer jeden Niete 5 und dem Rohr 1 ist ein einem L-förmigen Bauteil 21 aus flachem Stahlblech ver- Dichtungsring 39 angeordnet.

schweisst, dessen Breite gleich der des Bauteiles 6 ist. 20 Der Messkopf kann am Träger 2 durch zwei Schrauben 40

Der längere Schenkel des «L» erstreckt sich im wesent- befestigt werden, die in die Innengewinde der beiden Nieten 5 liehen in Längsrichtung zum Rohr 1, und der kürzere Sehen- îingeschraubt sind. Auf diese Weise ermöglichen die Nieten 5 kel des «L» erstreckt sich im wesentlichen in Querrichtung. ausser der Verbindung des Bauteils 6 mit dem Rohr 1, d.h.

Der kürzere Schenkel des Bauteils 21 hat ein Loch 22, in des Messarmes mit dem Messkopfgehäuse, auch die Verspanweichem ein Ende eines zylinderförmigen Messarms 23 befe- 25 nung des Gehäuses mit einem Träger.

stigt ist, der an seinem anderen Ende einen Fühler 24 trägt, Die Abmessungen des Messkopfes können besonders der aus einem mit einer Bohrung des Messarms 23 ver- klein gehalten werden. Beispielsweise kann der Querschnitt schraubten Gewindebolzen und einem Fühlerteil besteht, wel- des Rohres 1 eine Aussenseitenabmessung von 12 und eine In-cher mit der Oberfläche des Werkstückes 4 in Berührung nenseitenabmessung von 10 mm aufweisen. Die Breite der kommt. 30 Bauteile 6 und 21 kann 9 mm betragen.

Am kürzeren Schenkel des Bauteils 21 ist das Rohr mit Der Messkopf kann durch das Loch 35 mit Silikonöl oder

Hilfe einer biegsamen Gummidichtung 25 und einer Schutz- einer anderen Dämpfungsflüssigkeit aufgefüllt werden, membran 26 verschlossen, die aus Mehrzellengummi gefertigt Der Messkopf kann leicht dadurch auseinandergenom-ist. Die Dichtung 25 und die Membran 26 besitzen Löcher zur men werden, dass man zuerst mit Hilfe eines Bohrers die Nie-Durchführung des Messarms 23 und sind entsprechend eia- ss ten 5 aufbohrt und dann die entsprechenden Reparaturen stisch, damit der Messarm Versetzungen durchführen kann, durchführt. Anschliessend wird der Messkopf wieder zusam-d.h. Schwenkbewegungen um den Abschnitt 19. Normaler- mengebaut und das Bauteil 6 wird am Rohr 1 mit Hilfe von weise weisen diese Bewegungen eine geringe Amplitude auf, zwei neuen Nieten befestigt.

und daher kann angenommen werden, dass der Fühler 24 sich Der in den Fig. 3 und 4 gezeigte Messkopf zeigt gegenüber nach einer zur geometrischen Längsachse des Rohres 1 senk- 40 dem in den Fig. 1 und 2 gezeigten einige Änderungen, die be-rechtstehenden Achse bewegt. sonders den Topfkernwandler oder Stellungsgeber, den be-

Der in den Fig. 1 und 2 gezeigte Messkopf umfasst auch weglichen Messarm und die Verbindungsnieten betreffen, einen induktiven Topfkernwandler-Stellungsgeber, der ein Si- Hier ist die Verwendung eines Differentialtransformators als gnal in Abhängigkeit von der Stellung des Messarms 23 und Stellungsgeber vorgesehen, der ein Gehäuse 41 mit ebenen daher auch des Fühlers erzeugt. Das erste Bauteil oder der er- 45 Aussenflächen umfasst, in welchem die Transformatorwick-ste Topfkernwandlerteil 27 des Stellungsgebers umfasst eine lungen 42 untergebracht sind, ferner einen beweglichen Kern elektrische Wicklung und ist am Bauteil 6 befestigt, während 43 und eine gedruckte Leiterplatte 44, an welche die Drähte das zweite Bauteil oder der zweite Topfkernwandlerteil 28 mit des Kabels 9 und des Stellungsgebers geführt sind. Der Stel-dem Bauteil 21 verbunden ist. lungsgeber ist in der italienischen Patentanmeldung

Zwischen den Bauteilen 6 und 21 ist eine Feder 29 ange- 50 33 65 A/78 bekanntgemacht worden.

ordnet, die mit einem Ende an einen stumpfkegeligen Träger Für den beweglichen Arm ist anstatt der beiden Bauteile 6

30 gekuppelt ist, der in einem durch das Bauteil 6 gebildeten und 21 des Messkopfes der Figuren 1 und 2 ein einziges Bau-Lagersitz 31 untergebracht ist. Das andere Ende der Feder 29 teil 45 aus einem flachen Stahlblech als Feder vorgesehen, das ist mit einer Schraube 32 verbunden, deren Kopf in einem La- im wesentlichen U-förmig ausgebildet ist. Das Bauteil 45 be-gersitz 33 liegt, der im Bauteil 21 ausgeformt ist. Der Schrau- 55 sitzt einen Querteil 46 mit einem Loch 47. Der Teil 46 umfasst benkopf ist durch ein Loch 34 im Rohr 1 zugänglich, das zwei Abschnitte 48 von geringerer Dicke, die als Drehlager durch eine Gewindekappe 35 verschlossen ist. Durch Drehen wirken. Ein Ann 49 mit quadratischem Querschnitt ist durch des Schraubenkopfes 32 lässt sich die Spannung der Feder 29 das Loch 47 geführt und mit der beweglichen Seite 50 des und daher die Auflagekraft einstellen, mit welcher der Fühler Bauteils 45 verschweisst.

auf die Oberfläche des zu messenden Werkstückes einwirkt. 60 Das Bauteil 45 ist an einer Wand des Rohres 1 mit zwei

Die Drähte des Kabels 9 und des Stellungsgebers 27 sind Gewindenietenil befestigt. Eine der Nieten 51 ist durch zwei mit Leitern 36 und 37 auf einer gedruckten Leiterplatte 38 Löcher in sich gegenüberliegenden Wänden des Rohres 1 so-verbunden. Die Platte 38 ist am Bauteil 6 befestigt und besitzt wie durch ein Loch geführt, das im flachen Längsteil des am ein Loch zur Durchführung einer der Nieten 5. Zur Durch- Rohr 1 befestigten Bauteils 45 ausgeformt ist. Die zweite Niet führung dieser Niete sind Löcher im Bauteil 6 sowie im Rohr fis 51 ist durch zwei im Rohr 1 ausgebildete Löcher sowie durch 1 vorgesehen, während zur Durchführung der zweiten Niete 5 einen flachen Längsteil des Bauteils 45 und ein weiteres in der Löcher im Rohr 1 sowie in den Bauteilen 6 und 21 vorgesehen Seite 50 ausgeformtes Loch geführt.

sind. Die einzelnen Nieten bestehen aus zwei Bauteilen 52 und

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53. Das Bauteil 52 ist gestaucht und verbindet das flache Muffe 58 verschraubt, um diese zu befestigen und die Dich-

Längsteil des Bauteils 45 mit einer Wand des Rohres 1 und tung 60 zusammenzudrücken.

das zweite Bauteil 53 ist anschliessend an das Bauteil 52 im Aus der vorstehenden Beschreibung und aus den Zeich-

Presssitz eingepasst. nungen geht hervor, dass die Bauteile der dargestellten Mess-

Das Bauteil 52 besitzt ein Gewinde 54, das durch die Köp- 5 köpfe besonders einfach und kostengünstig sind. Die Verwen-

fe der beiden Bauteile 52 und 53 der Niet zugänglich ist. Da- dung von Stahlblech zur Herstellung des Gehäuses des Mess-

mit kann der Messkopf mit Schrauben 55 an einen Träger 2 kopfes und Teilen des Messarmes sowie auch die in den

übereinstimmend mit der Oberfläche und auch (Fig. 3) der Zeichnungen gezeigten besonderen Konstruktionen ermög-

Unterfläche des Rohres 1 befestigt werden. liehen eine Verringerung und Vereinfachung der mechani-

Der Arm 49 ist durch eine Dichtung 56 und eine Schutz- i0 sehen Bearbeitungsgänge. Die meisten erforderlichen Arbeitsmembrane 57 geführt. gänge wie Formen, Scheren, Ziehen, Vernieten usw. sind ko-

Das Kabel 9 ist durch eine Gewindemuffe 58 geführt, die stengünstig.

mit einer Endpartie 59 des Bauteils 45 verbunden ist. Eine Ein weiterer grundlegender Vorteil besteht in den GeDichtung 60 ist zwischen der Muffe 58 und dem Rohr 1 ange- samtabmessungen, die - wie bereits erwähnt - bis zur ordnet. Eine Mutter 61 und eine Kontermutter 62 sind mit der 15 Grössenordnung von Bleistiften verringert werden können.

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1 Blatt Zeichnungen