DE102006024374B4

DE102006024374B4 - Vorrichtung zur Messung von Abmessungstoleranzen von Maschinenteilen

Info

Publication number: DE102006024374B4
Application number: DE200610024374
Authority: DE
Inventors: Hartmut Prietz
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2006-05-24
Filing date: 2006-05-24
Publication date: 2011-03-31
Anticipated expiration: 2026-05-25
Also published as: DE102006024374A1

Abstract

Messvorrichtung (1) zur Feststellung von Toleranzabweichungen eines Maschinenteils mit einer Messplatte (3) zur Auflage des Maschinenteils, wobei die Oberfläche der Messplatte (3) mit einer ersten Nut (5), in welcher ein zur Aufnahme eines feststehenden Anschlags (27) für das Maschinenteil dienender Nutstein (7) verschiebbar und in der gewünschten Position fixierbar angeordnet ist, und mit einer zweiten Nut (11) versehen ist, deren Längsachse (9) mit der der ersten Nut (5) fluchtet, und in welche ein entlang der Längsachse (9) linear geführter, einen weiteren Anschlag (21) mitbewegender Schlitten (15) angeordnet ist, der mit einem Messwertaufnehmer (13) in Wirkverbindung steht, wobei der Schlitten (15) in der zweiten Nut (11) bezüglich der Längsachse (9) frei beweglich gelagert ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Lagerung des Schlittens (15) mittels zweier parallel geführter Wälzlagerführungen (37, 39) erfolgt.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Messvorrichtung zur Feststellung von Toleranzabweichungen eines Maschinenteils mit einer Messplatte zur Auflage des Maschinenteils, wobei die Oberfläche der Messplatte mit einer ersten Nut, in welche ein zur Aufnahme eines feststehenden Anschlags für das Maschinenteil dienender Nutstein verschiebbar und in der gewünschten Position fixierbar angeordnet ist, und mit einer zweiten Nut versehen ist, deren Längsachse mit der der ersten Nut fluchtet, und in welche ein entlang der Längsachse linear geführter, einen weiteren Anschlag mitbewegender Schlitten angeordnet ist, der mit einem Messwertaufnehmer in Wirkverbindung steht, wobei der Schlitten in der zweiten Nut bezüglich der Längsachse frei beweglich gelagert ist.
Eine solche Vorrichtung ist aus der Praxis bekannt (siehe z. B. DE 1548 272 A ). Dort wird der Schlitten in und entlang der zweiten Nut in der Messplatte mit Hilfe von weiteren, seitlichen Nuten geführt, in welche Teile des Schlittens eingreifen. Diese Vorgehensweise birgt die Gefahr in sich, dass Verschmutzungen zu einem hakeligen Gleitvorgang des Schlittens führen, der die Messgenauigkeit beeinträchtigt. Außerdem kommt es bei längerem Betrieb (bei der Toleranzprüfung von Kugel- oder Rollenlagern können je nach Auflage mehrere hunderttausende Prüfvorgänge anfallen) zu Riefen in den seitlichen Nuten, die zu einem nicht definierten Kippen des Schlittens führen, was eine weitere Quelle für Messungenauigkeiten darstellt. Die Toleranzwerte liegen im Bereich von einigen Mikrometern und werden zum Teil noch aufgrund einer Hebelwirkung wegen einer erhöhten Position der Messuhr verstärkt, so dass es zu nicht mehr akzeptierbaren Ergebnissen kommen kann.
Vorliegende Erfindung hat es sich daher zur Aufgabe gestellt, eine Messvorrichtung anzugeben, bei der der Schlitten über eine lange Zeitdauer präzise geführt wird.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die Lagerung des Schlittens mittels zweier parallel geführter Wälzlagerführungen erfolgt. Diese Maßnahme verhindert sowohl einen nennenswerten Einfluss von Verschmutzung auf die Messgenauigkeit als auch eine frühe Beeinträchtigung durch Verschleiß.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Messplatte auf einem Grundkörper befestigt ist, der unterhalb der zweiten Nut einen Hohlraum aufweist, der sich zu beiden Seiten unterhalb der zweiten Nut erstreckt. Dort kann Platz vorgesehen werden, um die beiden Wälzlagerführungen unterzubringen. Dies geschieht beispielsweise dadurch, dass die den Hohlraum bildenden Wandungen des Grundkörpers links und rechts der Nut parallel zu dieser ausgerichtete Abstufungen aufweisen, auf denen je zumindest eine erste Lagerhalbschale des Wälzlagers befestigt ist. Die zweite Lagerhalbschale kann dann dadurch gebildet werden, dass am rechten und linken Längsrand des Schlittens je eine weitere Nut eingearbeitet ist. Unter Wälzlager werden alle Lager verstanden, bei denen Kugeln, Rollen, Nadeln, Kegel und dergleichen zwischen den zu führenden Teilen angeordnet sind.
Eine besonders vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass der Schlitten an seiner Unterseite mit einem Bolzen versehen ist, der bei montiertem Schlitten auf der Langsachse der Nut liegt. Der Bolzen liegt dabei bildlich gesehen auf der Achse und erstreckt sich senkrecht nach unten. Der Bolzen ist zwischen den Blättern einer Blattfeder angeordnet, die sich quer zur Längsrichtung der zweiten Nut erstrecken und die an ihren freien Enden beweglich am Grundkörper gehalten sind. Durch die Blattfedern wird die zentrierte Ausgangslage des Schlittens festgelegt, der mittels des Bolzens dorthin zurückgeführt wird. Da in der Regel ausschließlich die obere, als höhere Toleranz des Werkstücks gemessen wird, ist es wichtig, den Bolzen und die Blattfedern so anzuordnen, dass eine Ruhelage gewährleistet ist, in welcher jedes zu prüfende Werkstück noch eine Auslenkung der Messuhr oder des Messwertaufnehmers ergibt.
Weitere Vorteile und Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung eines Ausführungsbeispiels an Hand der Figuren. Es zeigen:
1 eine Aufsicht auf eine Messvorrichtung,
2 einen seitlichen Schnitt entlang der Linie II-II der 1,
3 einen Ausschnitt des Querschnitts entlang der Linie III-III der 1, und
4 eine Aufsicht auf einen Grundkörper der Messvorrichtung im Bereich der 2. Nut.
In 1 ist mit 1 eine Messvorrichtung bezeichnet, die auf ihrer Oberseite eine Messplatte 3 aufweist. In die Messplatte 3 ist eine erste Nut 5 eingearbeitet, deren Länge nach den zu messenden Maschinenteilen bemessen ist. Am Beispiel von Kugellagern hat sich eine Länge der Nut von ca. 25 cm als vorteilhaft erwiesen. In der ersten Nut 5 ist ein Nutstein 7 verschiebbar angeordnet, der über ein geeignetes Befestigungsmittel, wie z. B. einer Schraube, an einer beliebigen Stelle der Nut fixierbar ist. Der Nutstein 7 ist entlang der Längsachse 9 verschiebbar, in deren Verlängerung eine zweite Nut 11 vorgesehen ist. Ebenfalls mit der Langsachse 9 fluchtend kann eine Messuhr 13 in die Messplatte 3 integriert werden oder, wie gezeigt, von außen an ihr befestigt sein.
Die zweite, etwa 50 mm lange Nut 11 ist zur Aufnahme eines Schlittens 15 vorgesehen, der entlang des Doppelpfeils 17 frei verschiebbar angeordnet ist. In den oben liegenden Teil des Schlittens 15 sind Bohrungen vorgesehen, in welche Gewindestifte 19 einsetzbar sind, an welcher ein Anschlag 21 (2) oder Messteller für das Maschinenteil befestigt ist. Die Bohrung in der Mitte des Schlittens dient außerdem zur Aufnahme eines unten aus dem Schlitten 15 herausragenden Bolzens 23 (3) auf dessen Funktion später noch eingegangen wird. An einem an dem Nutstein 7 befestigten Stift 25 ist ein weiterer Messteller oder Anschlag 27 vorgesehen (2). Bei Gebrauch der Messvorrichtung 1 wird der Abstand zwischen dem Anschlag 21 auf dem Schlitten 15 in seiner zentralen Ruhelage und dem Anschlag 27 an dem fixierten Nutstein auf das kleinste zu erwartende Maß eingestellt, am Beispiel des Kugellagers also auf einen Wert unterhalb des Mindestdurchmessers der äußeren Lagerschale. Dann wird das Kugellager per Hand zwischen den beiden Anschlägen 21 und 27 durch bewegt, wobei von der Messuhr der maximale Durchmesser erfasst wird. Der Zeiger der Messuhr muss zwischen den beiden Toleranzmarken liegen, die mit 29 und 31 bezeichnet sind.
In der 2 ist der Längsschnitt entlang der Linie II-II der 1 gezeigt. Hinter (bezüglich der Aufsicht unter) der Messplatte 3 ist ein Grundkörper 33 vorgesehen, der mittels einer Anzahl nicht gezeigter Schrauben mit der Messplatte 3 verbunden ist. Der Grundkörper 33 weist im Bereich der ersten Nut 5 einen länglichen Raum auf, in welchem der Nutstein 7 verschoben werden kann. Im Bereich der zweiten Nut 11 weist der Grundkörper einen Hohlraum 35 auf, um neben dem Schlitten 15 auch noch zwei parallel geführte Wälzlagerführungen 37, 39 zu beherbergen. Aus der 2 ist noch der zugespitzt verlaufende Rand der Anschläge 21 und 27, sowie der Zapfen 41 der Messuhr 13 erkennbar, der die Auslenkung des Schlittens 15 entlang der Längsachse 9 misst.
Die 3 und 4 zeigen den Schlitten 15 im Zusammenspiel mit den Wälzlagerführungen 37 und 39. Die Wälzlagerführungen 37, 39 stellen eine Linearführung des Schlittens 15 entlang der Längsachse 9 bereit. Dazu liegt eine Hälfte der Wälzlagerführungen 37, 39 jeweils fest auf einer Abstufung 43 auf, die in den Grundkörper 33 geformt ist. Der andere Teil der Wälzlagerführungen 37, 39 ist integral in den rechten und linken Rand des Schlitten 15 gebildet oder an dessen Rändern als separates Bauteil befestigt. Zwischen den beiden Teilen der Wälzlagerführungen sind die entsprechenden Gleitelemente 43 wie Kugeln, Rollen, Nadeln etc. angeordnet, zweckmäßigerweise noch mit einem die Gleitelemente gegen Verrutschen sichernden Kunststoffkäfig.
Die Funktion des unten am Schlitten 15 montierten Bolzens ist am Besten aus der 4 ersichtlich. Dort ist eine Blattfeder 45 gezeigt, deren Blätter 47 sich quer zur Langsachse 9 erstrecken. Die beiden Enden der Blätter 47 sind je in einer Aussparung 49 gehalten, in der sie sich frei bewegen können. Die Lage der Blätter 47 auf der Längsachse 9 definiert die Mittel- oder Ruheposition des Schlittens 15, wenn keine Auslenkungskraft auf ihn einwirkt. Dazu ist der Bolzen 23 am Schlitten 15 zwischen die Blätter 47 eingefügt. Es hat sich als zweckmäßig erwiesen, auf beiden Seiten des Bolzens 23 je zwei Blätter 47 von ca. 01 mm Dicke, 10 mm Höhe und einer Länge von 50 mm einzusetzen.
Bezugszeichenliste

1: Messvorrichtung
3: Messplatte
5: erste Nut
7: Nutstein
9: Längsachse
11: zweite Nut
13: Messuhr
15: Schlitten
17: Doppelpfeil
19: Gewindestift
21: Anschlag
23: Bolzen
25: Stift
27: weiterer Stift
29, 31: Toleranzmarken
33: Grundkörper
35: Hohlraum
37, 39: Wälzlagerführungen
41: Zapfen Messuhr
43: Gleitelement
45: Blattfeder
47: Blätter
49: Aussparung

Claims

Messvorrichtung (1) zur Feststellung von Toleranzabweichungen eines Maschinenteils mit einer Messplatte (3) zur Auflage des Maschinenteils, wobei die Oberfläche der Messplatte (3) mit einer ersten Nut (5), in welcher ein zur Aufnahme eines feststehenden Anschlags (27) für das Maschinenteil dienender Nutstein (7) verschiebbar und in der gewünschten Position fixierbar angeordnet ist, und mit einer zweiten Nut (11) versehen ist, deren Längsachse (9) mit der der ersten Nut (5) fluchtet, und in welche ein entlang der Längsachse (9) linear geführter, einen weiteren Anschlag (21) mitbewegender Schlitten (15) angeordnet ist, der mit einem Messwertaufnehmer (13) in Wirkverbindung steht, wobei der Schlitten (15) in der zweiten Nut (11) bezüglich der Längsachse (9) frei beweglich gelagert ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Lagerung des Schlittens (15) mittels zweier parallel geführter Wälzlagerführungen (37, 39) erfolgt.
Messvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass beide Wälzlagerführungen (37, 39) je ein Kugellager mit mindestens 5 linear angeordneten Kugeln umfassen.
Messvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Messplatte (3) auf einem Grundkörper (33) befestigt ist, der unterhalb der zweiten Nut (11) einen Hohlraum (35) aufweist, der sich zu beiden Seiten unterhalb der zweiten Nut (11) erstreckt.
Messvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die den Hohlraum (35) bildenden Wandungen des Grundkörpers (33) links und rechts der zweiten Nut (11) parallel zu dieser ausgerichtete Abstufungen aufweisen, auf denen je zumindest eine erste Lagerteilschale des Wälzlagers befestigt ist.
Messvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass am rechten und linken Längsrand des Schlittens (15) je eine weitere Nut eingearbeitet ist, die als zweite Lagerteilschale der Wälzlagerführung (37, 39) dient.
Messvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Schlitten (15) an seiner Unterseite mit einem Bolzen (23) versehen ist, der bei montiertem Schlitten (15) auf der Längsachse der Nut (11) liegt.
Messvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Bolzen (23) zwischen den Blättern (47) einer Blattfeder (45) angeordnet ist, die sich quer zur Längsrichtung (17) der zweiten Nut (11) erstrecken und an ihren freien Enden beweglich am Grundkörper (33) gehalten sind.
Messvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass oberhalb des Nutsteins (7) eine Distanzhülse befestigt ist, auf der ein kreisrunder Messteller (27) angeordnet ist.
Messvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass oberhalb des Schlittens (15) eine weitere Distanzhülse befestigt ist, auf der ein weiterer kreisrunder Messteller (27) angeordnet ist.