DD238442A1 - Innenmessgeraet - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Innenmessgeraet zur Bestimmung von Innendurchmessern an duennwandigen flexiblen und zylindrischen Werkstuecken. Ziel der Erfindung ist es, eine exakte Ist-Massbestimmung der Innendurchmesser an duennwandigen, flexiblen Werkstuecken in verschiedenen Schnittebenen zu realisieren. Aufgabe der Erfindung ist es, ein Innenmessgeraet zu entwickeln, bei dem der Zentrier- und Messvorgang ueber eine weitgehend integrale Loesung durch die Anordnung einer in Abhaengigkeit von Elastizitaet des Prueflings geometrischen Abmessung sowie Oberflaechenfeingehalt zu optimierenden Zahl von Antast- und Zentrierkugeln erfolgt, die in hoher Dichte radial vorhanden sind. Geloest wird die Aufgabe dadurch, dass ein Grundkoerper, der in einem Bewegungselement mit Kegelwinkel und einem aufgesetzten Kugelring gefuehrt ist, eine Veraenderung seiner Relativlaenge in Abhaengigkeit der Aenderung des Ist-Durchmessers erfaehrt, wobei ein in axialer Richtung angeordneter Messwertgeber die ueber dem Kegelwinkel definierte Relativlageveraenderung zwischen Grundkoerper und Bewegungselement anzeigt.

Description

Hierzu 1 Seite Zeichnung

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft ein Innenmeßgerät zur Bestimmung von Innendurchmessern an dünnwandigen flexiblen und zylindrischen Werkstücken.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Die bisher angewandten Methoden zur Lösung dieser Meßaufgaben umfassen die Lehrung mittels konischen bzw. gestuften zylindrischen Lehrdornen, Verfahren der berührungsfreien Messung auf pneumatischer Grundlage sowie Zwei- und Dreipunktmessungen konventioneller mechanischer Meßprinzipien.

Für die Kontrolle der Innendurchmesser dünnwandiger instabiler Bauteile entsprechen diese Verfahren nicht den Anforderungen hinsichtlich der Meßunsicherheit bei der Qualitätsbewertung.

Die Verfahren der Lehrung erfordern ein umfangreiches Sortiment an gestuften Lehrdornen, wobei aus der Lehrung keine Ist-Maßbestimmung abgeleitet werden kann.

Schwach konische Lehrdorne ermöglichen infolge des Einflusses der Aufweitung und notwendiger Bezugnahme auf die fertigungstechnisch nicht eindeutig fixierte stirnseitige Randbegrenzung dieser dünnwandigen Bauteile keine hinreichend exakte Messung. Beim Einsatz pneumatischer Meßprinzipien werden die Einsatzgrenzen der Verfahren durch die bei flexiblen dünnwandigen Prüflingen vorliegende Formabweichung vom Kreis sowie durch die fertigungsbedingte Oberflächengestalt bestimmt, so daß in der Praxis diese Verfahren auf Grund ihres geringen Meßbereiches und der großen Meßunsicherheit keine Anwendung finden.

Es ist auch ein Tastkopf für ein Innenmeßgerät bekannt geworden. Die Messung erfolgt durch drei im Tastkopf vorhandene Kugeln, die im Zusammenwirken mit einem Bolzen und weiteren Übertragungselementen das Ergebnis auf ein Meßgerät übertragen (DE-OS 2141112). Mit diesem Tastkopf werden vor allem kleine Bohrungen in der Größenordnung von 1 bis 4mm Durchmesser gemessen.

Zur Messung dünnwandiger und elastisch verformbarer Bauteile, z. B. Spaltrohre, eignet sich diese Lösung nicht, da durch die Antastung mit beispielsweise zwei oder drei Kugeln keine ausreichende Zentrierung des Prüflings zur exakten Bestimmung des Innendurchmessers erreicht werden kann und durch den Meßkrafteinfluß Verformungen der zu prüfenden dünnwandigen Teile auftreten.

Ziel der Erfindung

Das Ziel der Erfindung besteht darin, eine exakte Ist-Maßbestimmung der Innendurchmesser an dünnwandigen flexiblen Werkstücken in verschiedenen Stirnschnittebenen zu realisieren.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Innenmeßgerät zu entwickeln, bei dem der Zentrier- und Meßvorgang über eine weitgehend integrale Lösung durch die Anordnung einer in Abhängigkeit von Elastizität des Prüflings geometrischen Abmessung sowie Oberflächenfeingehalt zu optimierenden Zahl von Antast- und Zentrierkugeln erfolgt, die in hoher Dichte radial angeordnet sind.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß ein Grundkörper, der in einem Bewegungselement mit Kegelwinkel und einem aufgesetzten Kugelring geführt ist, eine Veränderung seiner Relativlage in Abhängigkeit der Änderung des Ist-Durchmessers erfährt, wobei ein in axialer Richtung angeordneter Meßwertgeber die über dem Kegelwinkel definierte Relativlageänderung zwischen Grundkörper und Bewegungselement anzeigt.

Die vorgeschlagene Lösung ermöglicht in vorteilhafterweise durch die direkte Kopplung des notwendigen Zentriervorganges mit dem Meßvorgang eine vollständige Kompensation der aus der fertigungsbedingten Deformation dünnwandiger elastischer Rohre hervorgerufenen Fehlereinflüsse bei der Innendurchmesserbestimmung und erlaubt damit eine definitionsgerechte Messung bei höchster Empfindlichkeit und geringer Meßunsicherheit.

Das Gerät ermöglicht Messungen in einem bevorzugten Nennmaßbereich von ca. 20-500mm, wobei sowohl konventionelle mechanische (Meßuhr, Feinzeiger), analog arbeitende induktive Feinzeiger bzw. auf inkrementaler Basis funktionierende Längenmaßsysteme eingesetzt werden können.

Das Verfahrensprinzip ist sowohl für den Einsatz als Handmeßgerät als auch in automatisierter Prüfeinrichtung einsetzbar. Durch geeignete konstruktive Gestaltung der Meßeinrichtung sind unter Beibehaltung des Verfahrensprinzips Innendurchmessermessungen bei großen Rohrlängen durchführbar.

Bei Kopplung der Meßsysteme mit rechnergestützten Meß- und Auswerteeinheiten sind vollautomatische Prüfabläufe einschließlich notwendiger Fehlerkorrekturen möglich.

Ausführungsbeispiel

Die Erfindung wird an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert. Die zugehörige Zeichnung zeigt einen Längsschnitt durch ein Innenmeßgerät.

Der Grundkörper 1, der im Bewegungselement 2 mit dem Kegelwinkel α und dem aufgesetzten Kugelring 3 geführt wird, erfährt eine Veränderung seiner Relativlage in Abhängigkeit der Änderung des Ist-Durchmessers und die über dem Kegelwinkel a definierte Relativlageänderung A zwischen Grundkörper 1 und Bewegungselement 2 wird über einen in axialer Richtung angeordneten Meßwertgeber 6 zur Längenmessung (mechanischer Feinzeiger, Meßuhr, analog bzw. inkremental wirkende Feinzeiger) zur Anzeige gebracht.

Nach Einführen des mittels Druckknopf 9 am Rohr 8 in Ausgangslage vorgespannten Gerätesystems in die zu messende Bohrung wird das Bewegungselement 2 mit dem Kegelwinkel α und dem Kugelring 3 mittels Druckfeder 4 und Gegenhalter 5 in einer definierenden Lage fixiert.

Durch das über die Federkraft der Druckfeder 4 und dem Kegelwinkel α des Bewegungselementes 2 bewirkte Aufspreizen des in einem speziellen Käfig bzw. mittels elastischem Lochband geführten Kugelringes 3 erfolgt eine Zentrierung des dünnwandigen elastischen Prüfgegenstandes 10 und damit die Fixierung eines Meßabstandes A, der über die Bezugsfunktion des Kegelwinkels α in geometrisch definierter Abhängigkeit zum Ist-Durchmesser steht und durch den Meßwertgeber 6 angezeigt wird.

Nach dem Anliegen der Kugeln des Kugelringes 3 an der Innenwand des elastischen Prüfgegenstandes 10 kann nach vorheriger Nulljustagedes Meßgerätes am Einstellnormal die Größe des Ist-Durchmessers definitionsgemäß bestimmt werden. Dabei ist sowohl am Einstellnormal als auch am Prüfgegenstand 10 beim Einsatz als Handmeßgerät durch Schwenken der Meßeinrichtung die achssenkrechte Bezugslage durch Suche eines Umkehrpunktes zu ermitteln. Beim Einsatz in automatisierten Meßeinrichtungen ist die Gewährleistung der achssenkrechten Lage durch definierte Lagebestimmung des Meßgerätes in der jeweiligen Vorrichtung zu sichern, wodurch das Suchen eines Umkehrpunktes entfällt.

In Anhängigkeit des konstruktiv gewählten Kegelwinkels α des Bewegungselementes 2 können verschiedene Übersetzungsverhältnisse realisiert werden, wobei für den betriebspraktischen Einsatz bevorzugt Übersetzungsverhältnisse von 1:1 bzw. 1:2 gelten, wobei der im Bewegungselement 2 angeordnete Meßwertgeber 6 bei Voreinstellung am Einstellnormal mittels Stellschraube? im Grundkörper 1 entsprechend des zu fertigenden Soll-Maßes justiert werden kann.

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Innenmeßgerät zur Bestimmung von Innendurchmessern an dünnwandigen flexiblen und zylindrischen Werkstücken, dadurch gekennzeichnet, daß ein Grundkörper (1), der in einem Bewegungselement (2) mit Kegelwinkel (α) und einem aufgesetzten Kugelring (3) geführt ist, eine Veränderung seiner Relativlänge in Abhängigkeit der Änderung des Ist-Durchmessers erfährt, wobei ein in axialer Richtung angeordneter Meßwertgeber (6) die über dem Kegelwinkel (α) definierte Relativlageänderung (A) zwischen Grundkörper (1) und Bewegungselement (2) anzeigt.