CH658125A5

CH658125A5 - Messvorrichtung fuer mechanische werkstuecke.

Info

Publication number: CH658125A5
Application number: CH214/83A
Authority: CH
Inventors: Mario Possati; Narciso Selleri; Guido Golinelli
Original assignee: Finike Italiana Marposs
Priority date: 1982-01-15
Filing date: 1983-01-14
Publication date: 1986-10-15
Also published as: IT8203307A0; DE3248547A1; FR2520104A1; GB2114748A; IT1157405B; SE454212B; US4787149A; US4993163A; GB8300873D0; FR2520104B1; BR8300085A; JPH0257246B2; SE8300132L; DE3248547C2; SE8300132D0; JPS58129207A; GB2114748B

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung gemäss dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.

Vorrichtungen zum Messen der Lineardimensionen mechanischer Werkstücke sind bekannt. Diese Messvorrichtungen weisen mechanische Nulljustierungseinrichtungen zum Verstellen des Messfühlers gegenüber dem zugeordneten beweglichen Arm bzw. zum Justieren der gegenseitigen Stellung der beiden Geberelemente auf, so dass das Gebersignal einen annähernd vorgegebenen Wert zeigt, der mit einer Ist-Abmessung der Prüflinge zusammenfällt.

Eine Messvorrichtung dieser Art ist in der US-Patentschrift Nr. 1 928 457 beschrieben.

Es ist auch bekannt, dass Nulljustierungen sehr häufig vorgenommen werden, und daher müssen die Messvorrichtungen mechanische Nulljustierungseinrichtungen aufweisen, welche leichte, schnelle und konstante Nulljustierungen erlauben. Bei den bekannten Messvorrichtungen werden diese Eigenschaften nicht einwandfrei erfüllt.

Somit besteht die Aufgabe der Erfindung darin, eine Messvorrichtung mit einer mechanischen Nulljustierungseinrichtung zu schaffen, die leicht und schnell bedient werden kann und selbst nach vielen Justierungen noch konstante Messungen durchführt.

Die erfindungsgemässe Vorrichtung ist durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruches 1 angegebenen Merkmale gekennzeichnet. Der Erfindungsgegenstand ist nachstehend beispielsweise näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 einen teilweise weggebrochenen Schnitt durch einen Lehrdorn oder Kaliberbolzen, der ein erstes Ausführungsbeispiel der Erfindung darstellt, um den Durchmesser von Löchern oder Bohrungen in mechanischen Werkstücken zu messen und sich besonders zum Messen sehr kleiner Durchmesser, beispielsweise kleiner als 15 mm eignet;

Fig. 2 eine Ansicht in vergrössertem Massstab eines Teils des in Fig. 1 gezeigten Lehrdorns längs der Linie II—II der Fig. 1;

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Fig. 3 eine Ansicht in vergrössertem Massstab eines anderen Teils des Lehrdorns der Fig. 1 längs der Linie III—III der Fig. 1;

Fig. 4 eine Längsansicht eines bekannten Gewindeeinsatzes, der bei einer Nulljustierungseinrichtung des in den Fign. 1 — 3 gezeigten Lehrdorns angewandt wird;

Fig. 5 eine Stirnseitenansicht des in Fig. 4 gezeigten Einsatzes;

Fig. 6 einen Teilschnitt eines Lehrdoms nach einem anderen bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung zum Messen des Durchmessers von Löchern oder Bohrungen in mechanischen Werkstücken, der sich vor allem zum Messen grösserer Durchmesser, beispielsweise grösser als 100 mm eignet;

Fig. 7 einen Aufriss des Lehrdorns der Fig. 6 und gegenüber dieser um 90° gedreht; und

Fig. 8 eine teilweise weggebrochene Ansicht in vergrössertem Massstab eines Details des in den Figuren 6 und 7 gezeigten Lehrdorns oder Kaliberbolzens.

Die Fign. 1 bis 3 zeigen einen Lehrdorn oder Kaliberbolzen, der sich zur Anwendung bei Transfermaschinen eignet. Der auf einem nicht gezeigten beweglichen Schlitten montierte Lehrdorn weist einen oberen Sockel 1 auf, an dem ein Träger 2 befestigt ist, der mit Hilfe von zwei Abschnitten 3 und 4 zwei bewegliche Arme 5 und 6 trägt. Die Abschnitte 3 und 4 weisen zwei dünnere, elastisch biegsame Unterabschnitte auf, welche zwei Drehachsen für die Arme 5 und 6 bilden. Zwischen den Armen 5 und 6 ist eine Druckfeder 7 angeordnet, welche die Arme 5 und 6 auseinander drückt.

In einem Loch 8 des Armes 5 ist ein Träger 9 angeordnet, in welcher die Wicklungen eines induktiven Gebers 10 in Form eines Differentialtransformators beherbergt. Der Geber 10 weist ein zweites Element, d.h. einen Trägerschaft 11 auf, der einen nicht gezeigten Magnetkern trägt, der sich in den Wicklungen im Träger 9 bewegt.

Der Schaft 11 ist an einer Schraube in Form eines Ge-windezylinders oder Gewindedorns 12 befestigt, der mit Hilfe eines Gewindeeinsatzes 13 (Fign. 4 und 5) an einer Mutter 14 angebracht ist, die in einem Bauelement untergebracht ist, das aus einer in einem Loch 16 des Armes 6 angeordneten Buchse 15 besteht.

Das Element 9 und die Buchse 15 sind mit den Armen 5 und 6 hartverlötet. Am Element 9 und an der Buchse 15 sind die Enden einer biegsamen balgenförmigen Gummidichtung 17 befestigt.

Die Arme 5 und 6 weisen zwei andere Muttern, d.h. die Gewindebohrungen 18 und 19 auf, die zwei Schrauben 20 und 21 aufnehmen. Zwischen den Schrauben 20 und 21 und den Gewindegängen der Bohrungen 18 und 19 sind zwei Gewindeeinsätze 13' und 13" gleich dem Gewindeeinsatz 13 der Fign. 4 und 5 angeordnet.

Die Köpfe der Schrauben 20 und 21 wirken als Anschläge, in dem sie an Anschlagflächen anliegen, die durch die Innenwand eines am Sockel 1 befestigten zylindrischen Schutzgehäuses 22 gebildet wird.

Das Gehäuse 22 weist einen durchbohrten unteren Sockel 23 auf, an dem ein Flansch 24 einer Schutzhülse 25 befestigt ist.

An den Unterenden der Arme 5 und 6 sind zwei Verlängerungen 26 und 27 befestigt, die an ihren Enden zwei Messfühler 28 und 29 tragen, welche durch Löcher 30 und 31 der Schutzhülse 25 geführt sind und mit zwei diametral entgegengesetzten Punkten der Bohrungen im Prüfling in Berührung stehen.

Ein Kabel 32 verbindet den Geber 10 mit einer nicht gezeigten elektrischen Stromversorgung mit Detektor.

Die mechanische Nulljustierung des Lehrdorns erfolgt mit Hilfe eines durch ein Loch 33 im Gehäuse 22 geführten

Schraubenziehers, mit dem axiale Stellung des Zylinders 12 justiert wird, welcher den Schaft 11 und den Kern des Gebers 10 trägt, so dass das Ausgangssignal des Gebers annähernd Null ist, wenn die Messfühler 28 und 29 an sich diametral gegenüberliegenden Punkten die Oberfläche einer Bohrung berühren, deren Durchmesser gleich dem Nennwert ist. Man kann auch eine elektrische Nulljustierung (mit einem nicht gezeigten Potentiometer) durchführen, um das Signal des Gebers 10 genau auf Null zu stellen.

Der Weg des Hubes den die Messfühler 28 und 29 von ihrer Ruhelage aus bis zur Nulljustierungsstellung zurücklegen, kann durch die Stellschrauben 20 und 31 mit einem Schraubenzieher eingestellt werden, der durch Öffnungen 34 und 35 im Gehäuse 22 eingeführt wird.

Die Gewindeeinsätze 13,13' und 13" sind bekannt und weisen die Form einer Stahlfeder mit zwei konzentrischen äusserst genauen Gewindegängen auf, nämlich einem äusseren und einem inneren, welche mit einer Mutter und einer Schraube in Eingriff kommen. Ausserdem besitzen die Gewindeeinsätze 13,13' und 13" mindestens eine Sechskantspule 36, welche gewährleistet, dass die Justierungen des Gebers 10 oder der Schrauben 20 und 21 konstant sind, indem sie gegen das Gewinde der Schraube und der Mutter drückt.

Elastische Gewindeeinsätze für die erfindungsgemässe Anwendung sind Sicherheitsgewindeeinsätze «Heli-Coil» (Warenzeichen), die in Italien durch Celada Fasteners S.p.A., Mailand, vertrieben werden.

Die Fign. 6 und 7 zeigen einen handbedienten Lehrdorn mit Handgriff 37 der mit einem Stützring 38 verbunden ist, der auf ein Schutzgehäuse 39 mit einer Schutzhülse 40 trägt. Am Ring 38 ist auch eine in Fig. 6 teilweise als Aufriss und teilweise als Schnitt gezeigte Arm- oder Hebelgarnitur mit einem Element befestigt, das zwei aus einem Stück einer geformten und gestampften Platte gebildeten beweglichen Armen oder Hebel 41 und 42 aufweist. Eine Hebelgarnitur wie diese ist in der US-Patentschrift Nr. 4 348 814 beschrieben.

Zwei gegenseitig bewegliche Bauteile 43 und 44 eines Lagengebers sind an den beweglichen Armen oder Hebeln 41 und 42 befestigt. Der Lagen- oder Stellungsgeber ist mit einem Kabel 45 an eine nicht gezeigte Stromversorgung mit Detektor geführt. Eine Druckfeder 46 zwischen den Hebeln

41 und 42 drückt diese auseinander.

Die Hebel 41 und 42 weisen C-förmige Querschnitte sowie gebogene Endabschnitte 47 und 48 auf. Durch in den Mittelscheitel der C-förmigen Abschnitte der Hebel 41 und

42 sowie den Endabschnitten 47 und 48 sind kleine Zylinder 49 und 50 eingeführt, die mit den Hebeln 41 und 42 hart verlötet sind. Die Zylinder 49 und 50 weisen Innengewinde auf, welche über einen Gewindeeinsatz 52, der den Gewindeeinsatz 13 der Fign. 4 und 5 gleich ist, mit Gewindestangen 53 und 54 der Verlängerungsstücke 55 und 56 in Eingriff stehen, die Abschnitte 57 und 58 aufweisen, welche senkrecht zu den Stangen 53 und 54 liegen. Die Abschnitte 57 und 58 weisen Gewindebohrungen 59 auf, welche Muttern für die den Einsätzen 13 der Fign. 4 und 5 gleichen Gewindeeinsätze 60 darstellen und damit mit den Messfühlern 61 und 62 in Eingriff kommen, welche durch Löcher 63 und 64 in einer Schutzhülse 40 geführt sind. Die Messfühler 61 und 62 sind in radialer Richtung, senkrecht zur geometrischen Längsachse des Lehrdorns und zu den Abschnitten 57 und 58 beweglich.

Einer der Messfühler 61 ist im einzelnen in Fig. 8 dargestellt. Er weist einen ersten Abschnitt, eine Schraube oder ei-, nen Gewindeschaft aus Stahl und einen zweiten Abschnitt, d.h. ein Messfühlergehäuse 66 aus Sinterwerkstoff wie Karbid auf. Das Gehäuse 66 besitzt eine Abflusskappe 67, welche den eigentlichen Messfühler darstellt, einen Sechskant-

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köpf 68 sowie einen Stab 69, der in einem Loch 70 des Schaftes 65 hartverlötet ist.

Um den Lehrdorn zur Messung von Löchern verschiedener Durchmesser einsetzen zu können sowie, um ihn auf Null zu justieren, müssen die Schutzhülse 40 einen entsprechenden Aussendurchmesser und die Messfühler 61 und 62 eine entsprechende Länge aufweisen (sie können durch entsprechende Bearbeitung der Schäfte 65 aus Halbfertigteilen geformt werden).

Die Nulljustierung wird durchgeführt, indem die Stellung der Messfühler 61 und 62 in Messrichtung mit einem Teil verstellt wird, wodurch die Sechskantköpfe 68 gedreht werden, indem die Verlängerungen 55 und 56 zusammen mit den Messfühlern 61 und 62 um die geometrische Achse gedreht werden, die durch Stangen 53 und 54 läuft. Der zweite Arbeitsgang wird mit Hilfe eines Keils ausgeführt, der mit den Abschnitten 71 und 72 der Stangen 53 und 54 zusammenwirkt, und die Messfühler 61 und 62 diametral zu der zu messenden Bohrung anordnet.

Die Abmessungen der Gewindeeinsätze 52 und 60 und die der mit ihnen in Begriff stehenden Gewindeteile werden so gewählt, dass das für die Justierung der Messfühler 61

und 62 erforderliche Drehmoment kleiner ist als das für die Justierung der Verlängerungen 55 und 56 erforderliche Drehmoment.

Der in Fig. 8 gezeigte Aufbau der Messfühler ist beson-5 ders vorteilhaft, weil die Sechskantköpfe 68 aus einem äusserst widerstandsfähigen Werkstoff gefertigt werden können, wodurch ihre Verformung selbst bei sehr kleinen Köpfen und mehreren Justierungen verhindert wird. Gleichzeitig können die Schäfte 65 aus einem weicheren Werkstoff als die io Köpfe 68 hergestellt werden, wodurch an ihnen hinreichend genaue Gewinde ausgeformt werden können, die eine entsprechende Passung mit den Gewindeeinsätzen 60 gewährleisten und auch gestatten, sie für Durchmesser unterschiedlicher Grössen auszulegen.

15 Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemässen Nulljustierungseinrichtung besteht in kleineren Gesamtabmessungen ausser der Einfachheit, Schnelligkeit und Stabilität der Justierungen.

Offensichtlich können gleiche oder ähnliche Nulljustie-20 rungseinrichtungen für Lehrdorne mit nur einem beweglichen Arm und einem zugeordneten Messfühler angewandt werden.

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2 Blatt Zeichnungen

Claims

658 125 PATENTANSPRÜCHE

1. Vorrichtung zum Messen linearer Dimensionen mechanischer Werkstücke, mit einem Träger, mindestens einem in Messrichtung gegenüber dem Träger beweglichen Arm, einem am beweglichen Arm angebrachten Messfühler, der mit dem Prüfling in Berührung kommt, mit einem Lagengeber, der zwei gegenseitig bewegliche Elemente aufweist, von denen eines am beweglichen Arm angebracht ist, wobei der Geber ein Signal in Abhängigkeit von der Abmessung des Prüflings erzeugt, und mit einer aus Schraube und Mutter bestehenden mechanischen Nulljustierungseinrichtung, welche das Gebersignal durch Einstellung der Lage des Messfühlers gegenüber dem beweglichen Arm oder der gegenseitigen Stellung der beiden Geberelemente auf Null justiert, dadurch gekennzeichnet, dass die Nulljustierungseinrichtung einen Gewindeeinsatz (13; 52; 60) aufweist, der zwischen der Schraube (12; 53, 54; 65) und der Mutter (14; 49, 50; 59) angeordnet ist und, dass der Gewindeeinsatz (13; 52; 60) mindestens eine Reibungsfeder (36) aufweist, um eine stabile Nulljustierung zu gestatten.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Gewindeeinsatz (13; 52; 60) eine Stahlfeder mit Aussen- und Innengewinde aufweist, welche die Reibfeder (36) umfasst, die mehrkantig ausgeformt ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, bei der die Nulljustierungseinrichtung die Lage des Messfühlers einstellt, dadurch gekennzeichnet, dass der Messfühler (61, 62) einen ersten Abschnitt (65) aufweist, der mit dem beweglichen Arm (41,42) durch die Schraube (65), die Mutter (59) und den Gewindeeinsatz (60) verbunden ist, sowie einen zweiten Abschnitt (66), der aus erheblich härterem Werkstoff als der erste Abschnitt (65) gefertigt ist und an diesem ersten Abschnitt (65) befestigt ist sowie einen Taster (67) am Ende aufweist, der mit dem Prüfling in Berührung kommt, und schliesslich ein Teil (68), welches die Justierung des Messfühlers (61,62) mit einem Keil oder einem anderen Werkzeug ermöglicht.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Abschnitt (65) aus Stahl und der zweite Abschnitt (66) aus Sinterwerkstoff wie Karbid gefertigt ist und am ersten Abschnitt (65) durch Hartlöten befestigt ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Teil des zweiten Abschnittes (66) als Sechskantkopf (68) ausgebildet ist.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3—5, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine Verlängerung (55, 56) zur Verbindung des Messfühlers (61,62) mit dem beweglichen Arm (41,42) aufweist, wobei der Messfühler (61,62) sich in Messrichtung erstreckt, und die Verlängerung (55, 56) einen Abschnitt (57,58) umfasst, der sich in einer zur Messrichtung senkrechten Richtung erstreckt, dass die Nulljustierungseinrichtung mit dem Messfühler (61, 62) und der Verlängerung (55, 56) verbunden ist, um die Lage des Messfühlers (61,62) in der Messrichtung zu justieren, ferner dadurch, dass die Vorrichtung eine zweite Nulljustierungseinrichtung mit einer Schraube (53, 54) einer Mutter (49,50) und einem Gewindeeinsatz (52) aufweist die mit der Verlängerung (55, 56) und dem beweglichen Arm (41,42) verbunden ist, um die Winkelstellung des Messfühlers (61, 62) zu justieren und diesen (61,62) auf eine den Prüfling gegenüber diametral entgegengesetzte Richtung zu fluchten.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Nulljustierungseinrichtung ein grösseres Verstellmoment braucht als die mit dem Messfühler (61,62) und der Verlängerung (55,56) verbundene Nulljustierungseinrichtung.

8. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, bei der die Nulljustierungseinrichtung die gegenseitige Stellung der beiden

Lagengeberelemente justiert, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine zusätzliche Schraube, Mutter und einen zusätzlichen Gewindeeinsatz mit mindestens einer Reibfeder (36) aufweist und, dass die Zusatzeinrichtung eine weitere Schraube (20, 21) eine weitere Mutter (18,19) und einen weiteren Gewin-deeinsatz (13', 13") aufweist, wobei die weitere Schraube (20, 21) am beweglichen Arm (5, 6) durch den weiteren Gewindeeinsatz (13', 13") und die weitere Mutter (18,19) befestigt ist und als verstellbarer Anschlag zum Justieren des Hubs des beweglichen Arms (5, 6) dient.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass eines der beiden Geberelemente (9,11) einen Träger (9) mit elektrischen Wicklungen und das andere Geberelement (11) einen zweiten Träger (11) mit einem Magnetkern aufweist und, dass die Nulljustierungseinrichtung, welche eine Justierung der Lage der beiden Geberelemente (9,11) ermöglicht, mit dem zweiten Träger (11) verbunden ist.

10. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der bewegliche Arm (41,42) durch ein aus einer vorgeformten und gestanzten Platte ausgeformtes Element gebildet wird, das am Träger (38) befestigt ist und, dass der bewegliche Arm (41,42) ein Loch bildet, wobei die Messvorrichtung ein in das Loch eingesetztes rohrförmiges Element (49,50) aufweist, das mit dem beweglichen Arm (41,42) hartverlötet ist und einerseits mit dem Messfühler (61, 62) und andererseits mit der Nulljustierungsvorrichtung verbunden ist.