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Lehre zur Messung des Durchmessers einer Bohrung Die Erfindung betrifft
die Lehren für die Messung des Durchmessers einer Bohrung.
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Es sind bereits derartige Lehren bekannt, deren Berührungskörper
durch die äußeren Enden von Meßfingern gebildet werden, welche radial in bezug auf
den Körper des Geräts geführt sind. Die Messung des Eindrückens eines Kegels zwischen
die inneren Enden dieser Finger, deren äußere Enden mit der Bohrung in Berührung
gehalten werden gestattet die Bestimmung des Durchmessers dieser Bohrung.
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Diese Anordnung weist eine gewisse Zahl von Nachteilen auf. Um diesen
abzuhelfen, hat man bereits vorgeschlagen, diese Meßfinger durch drei Kugeln zu
ersetzen, welche radial in drei um 1200 um die Achse des Geräts herum gegeneinander
versetzten Richtungen geführt werden, und andererseits den Kegel durch eine vierte
Kugel zu ersetzen, welche gegen die drei ersten gedrückt wird.
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Derartige Meßgeräte stellen zwar einen erheblichen Fortschritt dar,
sie weisen jedoch gewisse Nachteile auf, wenn Präzisionsmessungen vorgenommen werden
sollen. Da sie insbesondere drei Berührungspunkte mit den zu messenden Bohrungen
besitzen, gestatten sie nicht die Messung der Ovalisierung dieser Bohrungen.
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Es sind auch bereits Lehren bekannt, bei denen Kugelteile an elastischen
Stäben gehalten und durch einen verschiebbaren Teil so weit gespreizt werden, bis
sie die Innenfläche der zu messenden Bohrung berühren. Derartig komplizierte Kontaktelemente
erlauben jedoch keine Präzisionsmessungen.
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Weiterhin sind auch Innenmeßgeräte bekannt, bei denen die Berührungskörper
aus Kugeln bestehen, die von einem Kegel nach außen gepreßt werden, bis sie mit
der Wand der zu messenden Bohrung in Berührung kommen. Wenn nur zwei Kugeln vorgesehen
sind, dann schneidet die Verbindungslinie dieser Kugeln die Achse des Kegels nicht.
Für eine angenommene Lage der Kugeln ist also die axiale Lage des Kegels nicht vollständig
bestimmt, was eine gewisse Ungenauigkeit der Meßwerte zur Folge hat.
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Im Gegensatz zu den bekannten Meßgeräten kann der gemäß der Erfindung
vorgesehene Lehrdorn zu Präzisionsmessungen verwendet werden und ist dabei trotzdem
leicht zu handhaben, und er hat eine praktisch unbegrenzte Lebensdauer.
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Dieses Ziel wird dadurch erreicht, daß man bei einem Lehrdorn zum
Messen des Durchr messers einer Bohrung, welcher zwei radial geführte Kugeln und
ein bewegliches Organ mit konvergenter Spitze aufweist, wobei elastische Mittel
dieses axial derart beaufschlagen, daß die Spitze mit den Kugeln in Kontakt bleibt
und diese nach außen drückt und wobei der Konvergenzwinkel der Spitze einen derartigen
Wert aufweist, daß die von den Kugeln übertragene, nach innen gerichtete Kraft das
Organ im entgegengesetzten Sinn wie zuvor bewegt, wobei der Wert des Durchmessers
der Bohrung aus der axialen Lage des beweglichen Organs bestimmt wird, gemäß der
Erfindung die konvergente Spitze in Form eines Keiles ausbildet und so lagert, daß
sie um eine kleine Strecke in radialer Richtung verschiebbar ist.
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Die Erfindung ist an Hand der Zeichnung beispielshalber erläutert.
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Fig. 1 und 2 zeigen in einem Axialschnitt bzw. im Schnitt längs der
gebrochenen Linie II-II der Fig. 1 eine erfindungsgemäße Lehre mit zwei Berührung
stellen.
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Ein Ende des rohrförmigen Körpers 1 des Geräts trägt eine rohrförmige
Führung 2, welche vorzugsweise aus einem harten Werkstoff besteht und mit einem
gewissen Spiel in die zu messende Bohrung 3 eintreten soll. In der Nähe des Vorderendes
der rohrförmigen Führung 2 sind zwei Berührungskörper angeordnet, welche radial
in der gleichen zu der Achse des Geräts senkrechten Richtung geführt sind.
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Jeder dieser Berührungskörper ist mit zwei Kugelabschnitten versehen,
welche zweckmäßig den gleichen Halbmesser haben, und von denen der eine, äußerer
Abschnitt genannt, mit der Bohrung 3 zusammenwirkt, während der andere, innerer
Abschnitt genannt, mit einem Diederabschnitt zusammenwirkt, welcher an einem mittleren
Teil ausgebildet ist, welcher von dem Körper des Geräts so gehalten wird, daß das
Dieder gleichzeitig mit den beiden inneren Kugelflächen in
Berührung
kommt, so daß die äußeren Kugelflächen der Berührungskörper in entgegengesetzter
Richtung gegen die Wand der Bohrung gedrückt werden, mit welcher sie an zwei auf
dem gleichen Durchmesser der Bohrung liegenden Punkten in Berührung kommen, wobei
die Messung der Eindrückung des mittleren Teils mittels eines beliebigen geeigneten
Geräts die Bestimmung des Durchmessers der Bohrung gestattet.
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Außerdem wird vorzugsweise wenigstens eine der nachstehenden zusätzlichen
Anordnungen getroffen.
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Die Berührungskörper (welche zweckmäßig durch vollständige Kugeln
gebildet werden) werden von Lamellen oder Stäben gehalten, welche wenigstens in
einer zu dem Körper des Geräts etwa radialen Richtung biegsam sind.
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Die Berührungskörper werden -durch zwei in der Führung 2 in der gleichen
axialen Ebene angeordnete Schlitze geführt, in welche auch die seitlichen Enden
des mittleren Teils eintreten, so daß nur Verstellungen in dieser axialen Ebene
möglich sind.
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Der Diederabschnitt des mittleren Teils erhält einen Winkel a von
900, so daß das Eindrücken des mittleren Teils gleich der halben Anderung des Durchmessers
der Bohrung ist.
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Zwischen dem mittleren Teil und dem beweglichen Teil des Meßgeräts
(im allgemeinen eine Vergrößerungsvorrichtung, welche mechanisch, pneumatisch, elektrisch
oder auf beliebige andere Weise ausgebildet sein kann) ist ein starrer Stab angeordnet,
mit dem der mittlere Teil vorzugsweise fest verbunden ist, und welcher dem mittleren
Teil die erforderliche Bewegungsfreiheit in der Ouerrichtung gibt, damit sich die
beiden Seiten des Dieders stets frei gegen die beiden inneren Kugelflächen legen
können.
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Hierfür wird zweckmäßig die in der Zeichnung dargestellte Ausführungsform
benutzt.
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Hierbei sind an dem Vorderende der rohrförmigen Führung 2 zwei Ausschnitte
4 vorgesehen, welche in der gleichen axialen Ebene liegen und so breit sind, daß
sie den Durchtritt der weiter unten erwähnten Kugeln gestatten.
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In jedem dieser Ausschnitte ist eine Kugel 5 angeordnet, welche durch
Hartlötung, Verschraubung od. dgl. an dem Ende eines elastischen Stabes 6 befestigt
ist, dessen anderes Ende innerhalb des rohrförmigen Körpers 1 derart befestigt ist,
daß die Mittelpunkte der beiden Kugeln auf der gleichen zu der Achse des Geräts
senkrechten Geraden liegen.
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Die rohrförmige Führung 2 erhält eine derartige Form, daß sie erstens
Seitenflächen 4a zur guten radialen Führung der Kugeln 5 besitzt und daß außerdem
oberhalb dieser Seitenflächen (Fig. 1) die Dicke der Führung 2 so gering ist, daß
sich die Stäbe 6 und somit die Kugeln 5 so weit radial verstellen, daß jede Kugel
gegenüber der Außenwand der Führung2 um die gewünschte größte Strecke vorspringen
kann.
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Zur Befestigung der inneren Enden der Stäbe 6 wird z. B. auf der
gewünschten Höhe in der Bohrung des Körpers 1 ein ringförmiger Stöpsel 7 angeordnet,
an dessen Umfang zwei Nuten 8 vorgesehen sind, in welchen die Stäbe 6 durch Schrauben
9 blockiert werden können, welche in auf dem gleichen Durchmesser in der Dicke des
Körpers 1 liegende Gewindebohrungen 10 eingeschraubt werden und die Regelung der
Stellung der Kugeln 5 gestatten.
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Eine Vergrößerungsvorrichtung 11 ist in einen Halter 12 eingeschraubt,
welcher seinerseits in den Körper 1 eingeschraubt ist. Die Vergrößerungsvor-
richtung
wird mittels einer an dem Halter 2 vorgesehenen Klemmschelle und der Schraube 13
eingestellt.
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Ihre Stange 14 ist am Ende mit einer ebenen Auflagefläche 15 versehen.
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EinVerlängerungsstab 16, welcher den ringförmigen Stöpsel 7 mit einem
solchen Spiel durchdringt, daß er geringe Winkelverstellungen ohne Verklemmung ausführen
kann, ist an einem Ende mit einer kugeligen Auflagefläche 17 versehen, welche mit
der obigen ebenen Auflagefläche 15 zusammenwirkt (wobei die kugelige und die ebene
Auflagefläche übrigens miteinander vertauscht werden können), und trägt an seinem
anderen Ende einen V-förmigen Teil 18, welcher mit ihm fest verbunden ist und den
obenerwähnten mittleren Teil bildet. Dieser Teil 18 wird durch die von der Stange
14 ausgeübte und durch den Stab 16 übertragene Druckkraft und gegebenenfalls außerdem
durch die Biegsamkeit der Stäbe 6 federnd mit den Kugeln 5 in Berührung gehalten,
welche hierdurch gegen die Wände der Bohrung 3 gedrückt werden.
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Die Dicke des V-förmigen Teils 18 ist zweckmäßig wenigstens angenähert
gleich dem Durchmesser der Kugeln 5 (s. Fig. 2), so daß seine Führung durch die
Seitenflächen 4a der Ausschnitte 4 gewährleistet wird.
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An der Unterseite einer jeden Kugel 5 sowie an der Kante des V-förmigen
Teils (wie dargestellt) kann eine Abflachung vorgesehen werden, um die Benutzung
des Geräts am Grund eines Sacklochs zu gestatten.
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Wie bereits ausgeführt, wird der V-förmige Teil 18 vorzugsweise so
ausgebildet, daß der von seinen beiden mit den beiden Kugeln 5 in Berührung stehenden
Seiten gebildete Diederwinkel a gleich 900 ist.
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Die Eindrückung des Teils 18 ändert sich dann um den gleichen Wert
wie der Halbmesser der zu messenden Bohrung.
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Bei dieser Vorrichtung sind offenbar geringe radiale Verstellungen
der durch die Kugeln 5 und den V-förmigen Teil 18 gebildeten Anordnung ohne Einfluß
auf die Messung.
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Ein derartiges Gerät besitzt insbesondere den Vorteil, daß es die
Messung des wirklichen Durchmessers einer Bohrung in einer beliebigen Axialehene
und somit die Messung der Ovalisierung dieser Bohrung gestattet.
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PATENTANSPRUCII Lehrdorn zum Messen des Durchmessers einer Bohrung,
welcher zwei radial geführte Kugeln und ein bewegliches Organ mit konvergenter Spitze
aufweist, wobei elastische Mittel dieses axial derart beaufschlagen, daß die Spitze
mit den Kugeln in Kontakt bleibt und diese nach außen drückt und wobei der Konvergenzwinkel
der Spitze einen derartigen Wert aufweist, daß die von den Kugeln übertragene, nach
innen gerichtete Kraft das Organ im entgegengesetzten Sinn wie zuvor be wegt, wobei
der Wert des Durchmessers der Bohrung aus der axialen Lage des beweglichen Organs
bestimmt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die konvergente Spitze die Form eines
Keiles aufweist und so gelagert ist, daß sie um eine kleine Strecke in radialer
Richtung verschiebbar ist.