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Gerät zur Dicken-, Höhen- oder Durchmessermessung Die Erfindung betrifft
ein Gerät zur Dicken-, Höen- oder Du rchmessermessung in wenigstens einer Ebene.
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Es si, nd Meßgeräte zur Dicken-, Hohen-oder Durchmessermessung bekannt,
bei welchen d. ie Bolzen, welche die Meßorgane tragen, zwei oder mehrere Bolzenteile
mit verschiedenen Stärken aufweisen, wobei einer dieser Bolzenteiile in den Befestigungsrahmen
eingreift. Hierbei mußten die verschiedenen Bolzenstärken in bezug auf ihren Durchmesser
und ihre axiale Ausfluchtung genau geschliffen werden. Ebenso mußten die Bohrungen
in dem Rahmen, die einen der Bolzenteile aufzunemen haten, genau dimensioniert sein
; ferner mußte die Achse genau parallel zu der mit dem Meßorgan im Eingriff stehenden
Bolzen Hegen.
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Die Folge von diesen Herstellungsschwierigkeiten war, dß man die Bolzen
nicht wahlweise oder austau6chbar einsetzen konnte, sondern es mußten d'iese vielmehr
infolge der praktischen Schwierigkeiten unter genauer Einhaltung der dreidimensionalen
Größenordnungen eingeführt werden. Eine weitere Schwierigkeit bestand darin, einen
Bolzen mit zwei verschieden dimensionierten Bolzenteilen wegen des zwischen den
beiden Durchmessern Hegenden Bundes zu schleifen.
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Demgegenüber bezicht sich die vorliegende ErfindungaufeinGerätzurDicken-,Höhen-oderDurchmessermessung
in wenigestens einer Ebene, das aus einem Rahmen und wenigstens einem Bolzenpaar
besteht, welches die Meßorgane trägt, derart, daß der Rahmen auf mindesten. s einer,
vorzugsweise aber mehreren plan geschl, iffenen, auf gleicher Ebene oder parallelen
Ebenen liegenden Flächen Bolzen trägt, deren Auflagefläche auf f den Flächen des
Rahmens absolut senkrecht zum Zylindermantel der Bolzen liegt und die zwischen den
Flächen des Rahmens und den sie gegen axiale Verschliebung gegenüber diesen Flächen
in den Gewindebohrungen sichernden Kopfschrauben die Meßorgane (Rollen hzw. Segmente)
tragen, robai die Gewindebohrung in wenigstens einem Bolzen exzentrische ist.
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Vorteilhafterweise ist das Gerät so ausgeführt, daß bei bedarfweiser
Lösung der den Bolzen am Rahmen haltenden Schraube und selbst nach Lösung der sichernden
Kopfschrauhen zwecks Auswechseln der r Meßorgane die Bolzen unter Einnuß der sich
gegen die zylindrischen Ausnehmungen im Bolzen und Rahmenu pressenden, aufgeschnittenen
Federbuchsen am Rahmen gehalten werden.
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Das erfindungsgemaße Gerät weist ferner die vo, rteilhafte Anordnung
auf, daß die Meßofgane gegen axiale Verschiebung auf den Bolz, en durch an den Meßorganen
angebrachte, in die Ringnut der Bolzen eingreifende Zapfen gesichert werden.
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Weiterhi, ist das Gerät ernndungsgemäß so ausgeführt, daß wenigstens
eines der drehbar aingeordneten Meßorgane em Meßsegment ist, das eine schraubenförmig
geschnittene Meßfläche aufweist, und daß der Bolzen eine Schraubennut besntzt, in
die ein Zapfen eiayreift und damit eine axiale Bewegung des Meßsegments auf dem
Bolzen bei seiner Drehung um den Bolzen bewirkt, wobei die Schraubennut richtungsmäßig
entgegen dem Schraubenschnitt auf der Meßfläche verläuft.
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Ferner ist vorteilhafterweise eines der Meßsegmente mit schraubenförmig
geschnittenen Meßflächen gegen axiale Verschiebung auf seinem Bolzen gesichert,
während der andere Bolzen eine Schraubennut aufweist, die richtungsmäßtg entgegen
dem Schraubenschnitt auf dem Meßsegment an diesem Bolzen verläuft und deren Geanghöhe
doppelt so groß ist wie die des Schraubenschnitts auf dem Meßsegment.
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Des weiteren hat das Gerä nach der Erfindung den Vorzug. daß die
Anordnung der Schraubennut und des Zapfens auf dem Bolzen bzw. dem Meßorgan vertauschtbar
sind und daß d'ie Ganghöhe der Schraubennut gleich der des Sdhrauhenschni'tts auf
der Meßfläche ist.
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Beispielsweise Ausführungsformen der Erfindung sind aus der folgenden
Beschreibung im Zusammenhang mit der Zeichnung g ersichtlich, und zwar ist Fig.
l eine DRaufsicht eines Toleranzmeßgerätes mit als Rollen ausgeführten Meßorganen,
wobei das obere Rollenpaar ein Prüfstück mit maximal zulässigem Durchmesser zwischen
sich »hindurchgehen« und das untere Rollenpaar ein Prüfstück mit minimal zulässigem
Durohmesser zwischen sich xnicht hindurchgehen« läßt,
Fig. 2 ein
Teilschnitt durch ein Meßgerät mit als Segmente ausgefiihrten Meßorganen, wobei
ein einzelnes Paar gelenkig angeordneter Meßsegmente gezei. ist.
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Fig. 3 ein Schnitt durch das Meßgerät. besonders durch den Bolzen
nach 3-3 in Fig. 1 oder 2.
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Fig. 4 ein Teilschnitt durch ein Meßgerät mit gelenkig angeordneten
Meßsegmenten, die schrauben-oder schneckenförmig geschnittene Meßflächen aufweisen.
wobei E) emente zur Befestigung des Segments auf dem Bolzen und zur axialen Besvegung
gezeilgt sind, und Fig. 5 eine Ansicht eines Bolzens mit einer Ringnut.
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Der Bolzen, der durchweg zylindrisch ist, weist eine untere Auflagefläche
auf, die genauestens geschliffen ist ; da er stabiler und billiger in seiner Herstellungsart
sein kann. benötigt er für seine Rohform lediglich eine einfache Bearbeitung auf
einer Fassondrehhank. Fiir die Feinbearbeitung der zylindrischen Auflagefläche braucht
der Bolzen dann nur noch einem Arbeitgang auf einer spitzenlosen Rundschleifmaschine
unterworfen zu werden. Somit ist der Bolzen viel leichter auf seine größe, Geradlinigkeit
und Rundung zu iiberprüfen. Es ist gleichfalls einfacher und billiger, den Bolzen
mit seiner einen Endfläche gegenüber der zylindrischen Auflagefläche einzuwinkeln,
als die Abmessung eines Bohrloches und die axiale Parallelität der Bohrungen in
dem Rahmen so wie bisher auszufiihren, und zwar Bolzen mit zwei verschieden dimensionierten
Bolzenteilen, nämlich einen Bolzenteil zur LagerungdesMeßorgansunddenanderenBolzenteil
zur Befestigung in der Bohrung des Rahmens zu verwenden.
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Das Meßgerät besitzt einen Rahmen 10 von geeigneter Form. so z. B.
von U-Form, wie in der Zeichnung dargestellt. Der Raihmen weist zwei plan geschliffene
Flächen 11, 12 auf. Wenn jedoch kein U-förmiger Rahmen zur Verwendung kommt, können
die plan geschliffenen Flächen auch als eine einzige plan ge. schliffene Fläche
aulsgefiihrt wrden. Die Flächen 11 und 12 sind genau feinbearbeitet bzw. geschliffen,
so daß sie eine einzige geschliffene Fläche bzw. zwei parallele plan geschliffene
Flächen bilden, wobei auf genaue Parallelität zu achten ist.
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Das Meßgerät wird nMt einem Meßorgan ausgestattet, das auf dem im
weiteren nä beschriebenen Bolzen ruht, wobei dieses Meßgerät mit einem weiteren
entsprechenden Meßgerät zusammenwirkt. D. ie gebräuchliche Ausfübrungsart ist jedoch
so, daB zwei oder mehrere gleiche oder einander ähnliche Meßorgane und Befestigungselemente
zur Verwendung kommen. Das in der Zeichnung dargestellte Toleranzmeßgerät besitzt
ein Bolzenpaar 15, 16, das im Rahmen 10 angebracht ist. Auf jedem dieser Bolzen
sitzt ein Meßorgan. Die zusammenwirkenden Meßorgane 17 und 18 si. nd als Rollen
ausgefühirt und zeigen die maximal zulässige Stärke eines Prüfstückes insofern an,
als sie dieses zwischen sich »hnidurchgehen« lassen. Um ein Schraubengewinde messen
zu können, sind die Rollen mit einem Schraubengewinde od. dgl. versehen. Das Rollenpaar
17', 18' zeigt demgegenüber die nicht zulässige Maßabweichung insofern an. als es
ein Prüfstück mit einer minimal zulässigen Stärke zwischen sich »nicht hindurchgehen«
läßt, ein Prüfstück mit darunterliegender Stärke dagegen durchläßt ; jedes dieser
Meßorgane oder Rollen wird ebenfalls von einem Bolzen getragen. In Fig. 2 sind die
MeBorgane 19, 20 als Segmente ausgeführt. Zur Messung von glatten zylindrischen
Flächen nüssen der@n Meßflächen 21, 22 zylindrische Flächen beitzen,
während zur
Messung eines Schrauiben-oder Schnekkengewindes diese Meßflächen schraubenförmig
geschnitten sein müssen, wie in Fig. 4 gezeigt ist.
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Die Einzelheiten des Bolzens sind in Fig. 3 dargestellt. Der Bolzen
16 besitzt einen Zylindermantel 25, wobei der Durchmesser desselben gleichzeitig
der maximale Durchmesser des Bolzens ist. Bei dem gezeigten Bolzen erstreckt sich
der Zylindermantel über seine ganze Länge hinweg : es ist also kein Bund vorhanden,
der einen größeren Durchmesser, als der Bolzen selbst ihn hat. aufweist. Der Zylindermantel
Ist genau auf seine Größe. Geradlinigkeit und Rundung geschliffe, n. und da kein
Bund vorhanden ist, ist das Schleifen einfach durchführbar und kann auf einer spitzenlosen
Rundschleifmaschine vorgenommen werden, welcher Arbeitsgang mit nur geringen Kosten
verbunden ist. Die Auflagenäche 26 ist genau senkrecht in hezug auf den Zylindermantel
25 oder dessen Achse ausgebildet. Auf diese Weise wird erreicht, daß die Zylindermäntel
der Bolzen bzw. deren Achsen genau parallel zueinander stehen, wenn der Bolzen 16
lw, i der Befestigung im Rahmen 10 auf der Fläche 12 und etn gleicher Bolzen 15
auf der Fläche 11 ruht.
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Zur Befestigung der Bolzen 15, 16 im Rahmen 10 kann jedes geeignete
Mittel angewendet werden. Das Befestigungsmittel kann mit einer Bohrung versehen
sein, die sich vorzugsweise durch den Bolzen hindurch erstreckt. Die einfachste
Befestigungsa. rt, w. ie sie in Fig. 3 dargestellt ist. besteht in einer den Bolzen
16 durchsetzendenGewindebohrung28, in die eine Schraube 29 eingreift, die durch
eine im Rahmen 10 vorgesehene Bohrung 30 geführt ist. Die Gewindebohrung 28 des
Bolzens 16 und die Bohrung30 im Rahmen 10 brauchen nicht die gleichen Abmessungen
zu hatben und auch nicht miteinander ausgefluchtet zu sein, da die Parallelität
der beiden Boizen durch die Auflageflächen der Bolzen auf den plan geschliffenen
Flächen 11, 12 auf dem Rahmen 10 sichergestetit ist.
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Vorzugsweise ist die Gewindebohrung 28 in wenigstens einem Bolzen
exzentrisch in bezug auf den Zylindermantel 25 ausgeführt, so daß durch Drehen des
Bolzens mittels der Schraube 29 der Abstand zwischen den Meßorganen so eingestellt
werden kann. wie er gewün, scht wird.
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Zum Festhalten eines Meßorgans 18 bzw. 20 auf dem Bolzen kannjedesgeeigneteMittelverwendet
werden. In der Ausführung, wie sie in Fig. 3 gezeigt ist, greift eine Kopfschraube
33 in die Gewindebdbrung 28 ein. Der Kopf der Schraube 33 erstreckt sich üiber den
Zylindermantel 25 des Bolzens oder wenigstens über einen Teil desselben hinaus,
so daß das Meßorgan gegen axiale Verschiebung gesichert ist. Der ernndungsgemäßeBolzenhat
den weiteren Vorteil, daß er das Abnehmen des Meßorgans vom Bolzen erleichtert und
sich somit unschwer ein Meßorgan von anderer Größe oder anderer Eigenschaft aufsetzen
läßt, indem einfach die Kopfschraube herausgedrPht, das Meßorgan in axialer Richtung
vom Bolzen abgenommen und auf gleiche Weise ein anderes Meßorgan aufgesetzt wird.
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Vorzugsweise sind Mittel vorgesehen, um den Boizen unter Spannung
zu halten. so daß bei bedarfsweiser Lösung der den Bolzen 15. 16 am Rahmen 10 halten,
n Schrauben 29. was z. B. zwecks Einstellung erforderlich ist, der Bolzen trotzdem
in seiner eingestellten Lage verbleibt, wenn die Schraube wieder angezogen wird.
Dieses wird mittels eines Sprengrillges 35 erreicht, der zwischen den Kopf der Schraube
29 und die entsprechendeGegennächegelegtwird.Solch ein n Sprengring stellt eine
veränderliche Sperre dar,
die, sobald die Schraub 29 zu sehr gelost
wird und keine oder nur wenig Spannung mdbr zwischen der Bolzenauflagenäche 26 und
der plan geschliffenen Rahmenfläche 12 besteht, wirksam wird. Weiterhin ist eine
aufgeschnittene Federbuchse36 vorgesehen, die auf die zylindrische Ausnehmung 37
im Rahmen und auf die zylindrische Ausnehmung'38 im Bolzen einwirkt. Diese Federbuchse
wirkt somit immer hemmend auf den Bolzen, ganz gleich, um wievi, die Schraube 29
gelockert wird.
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Eine andere Art. wie ein Meßorgan auf dem Bolzen gehalten werden
kann, ist in Fig. 4 dargestellt. Hier dient als Haltemittel eine Schraubennut 41,
die entweder am Meßorgan oder am Bolzen angebracht sein kann. In Fig. 4 ist der
Zylindermantel 25 des jeweiLigen BolzensmitdieserSchrau'bennut 41 versehen. Ein
Zapfen 42, der an dem betreffenden Gegenstück, im dargestellten Falle am Meßorgan
20, angeordnet ist, greift in diese Schraubennut 41 ein. Der Zapfen 42 kan, n verschieden
gestaltet sein; in Fig. 4 ist er als ein Teil des Zapfens 43 dargestellt, der für
die gelenkige Drehung des Meßsegment. s 20 vorgesehen ist. Die Nut kann einfach
umlaufend ausgeführt sein, wie es z. B. die Nut 44 in Fig. 5 ist. Sobald der Zal)
fen 42 in diese eingreift, ist das Meßorgan gegen axiale Verschiebung gesichert.
Wenn die Nut einfach umlaufend ausgeführt ist, verbleibt das Meßorgan in seiner
axialen Lage auf dem Bolzen. Zum Messen von Schrauben, gewinden mittels einer oder
zwei gelenkig drehbarer Meßinstrumente (Fig. 2) kann ein oder können beide Meßorgane
eine axiale Verschiebbarkeit besonders bei steilgängigen Gewinden, wie z. B. bei
Trapezgewinden oder Flachgewinden, und noch mehr bei Mehrfachgewinden oder sogenannten
Mehrfachanfangsgewinden aufweisen. Eine solche axiale Verschiebbarkeit kann einfach
mittels einer Ringnut 44 und eines Zapfens 42 erzielt werden, wobei jedoch die Nut
breiter als der Durchmesser des Bolzens sei, n muß.
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In der Ausführung nach Fig. 4 kann eine zu, sätzliche und wünschenswerte
Funktion erzielt werden.
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Die Schraubennut 41 ist im Bolzen spiralförmig angeordnet. Für jeden
Bolzen ist eine solche Nut vorgesehen, und zwar besitzen diese Nuten eine Steigung,
die einer Ganghöhe des Gewindes in der Meßfläche 22 und der des Prüfstückes entsprechen.
Die Meßorgane 19, 20 (Fig. 4) weisen ein Dreifachgewinde oder ein von drei Stellen
ausgebendes Gewinde auf ; deshalb muß die Nut 41 diesen entsprechen und eine Steigung
haben, die der Ganghöhe eines Dreifadhgewindes entspricht. Da das Meßsegment oder
die Meßmittel auf dem Bolzen gelenkig angebracht sind, gleitet der Zapfen 42 in
der Nut 41 und verschiebt so daß Meßorgan axial entsprechend der Ganghöhe des Gewindes
oder der Schnecke des Prüfstückes.
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Der Vorteil einer spiralförmigen Nut wird im folgenden erklät. Bisher
hatten das eine oder beide Meßorgane eine axiale Verschiebmöglichkeit auf dem Bolzen
und waren somit für steilgängige Schrauben und Mefhrfachgewinde geeignet, da sie
sich selbst beim Eingreifen in das Gewinde des Prüfstiickes axial so einstellten,
wie das Meßorgan beim seitlichen Passierein des Prüfstückes sich gelenkig drehte.
Als Folge davon könnte und würde das Meßorgan, sofern das Gewinde ungleiche oder
unrunde Stellen aufweist. viele Male sich selbst auf diese Stesllen einrichten ;
somit würde keine freie, axiale Verschiebmöglichkeit des Meßorgans mehr bestehen.
Die gleiche Erscheinung könnte bei Vorliegen eines Gewindes mit fehlerhafter Ganghöhe
erfolgen. Bei der in Gleichlauf gehaltenen oder gesteuerten axialen Bewegung des
Meß-
organ, würde jedenfalls das Prüfstück beim Passieren der Meßsegmente bei derartigen
ungenauen Gewindestellen oder fehlerhafter Ganghöhe dfes Gewindtes eine Blockierung
hervorrufen, so daB das Prüfstück nicht durch gleiten kann oder eine auf es auszuiibenden
Druck erforderlich macht, um es durchzuschieben.
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Hierdurch würde aber die Fehlerhaftigkeit des Prüfstückes zu Tage
treten. Das Meßgerät ergiht deshalb eine positive Prüfung fü. r solche fehlerhaften
Gewinde, die durch Meßorgane, welche frei axial verschiebbar auf dem Bolzen angeordnet
sind, nicht angezeigt werden konnten. Die spiralförmige Nut und der Zapfen haben
deshalb einen doppelten Zweck : Zum einen sichern sie das Meßorgan auf dem Bolzen
gegen axiale Verschiebung, zum anderen steuern oder erzwingen sie das richtige Ausmaß
der axialen Verschiebung des Meßorgans für das betreffende Gewinde der zu prüfenden
Schraube. je, der der in Fig. 4 gezeigten Bolzen hat eine Nut 41, beide Meßsegmente
unterliegen daher einer axialen Verschiebung in dinandier entgegengesetzter Richtung,
wenn sic sich mit dem zwische. n ihren Meßflächien aufgenommenen Prüfstück drehen.
Bei dieser Konstruktion kann der eine Bolzen exzentrisch auf der zugehörigen Schraube
29, die ihn am Rahmen haltiert, sitzen, damit der Abstand zwischen den beiden Meßorganen
eingestellt werden kann. Der andere Bolzen ist demgegenüber konzentrisch angeordnet,
um die Schraubennuten 41 in ihrer Stellung zueinander einstellen zu'können.
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Nur einer der Teile des Meßgerätes kann mit einer Nut versehen werden,
und zwar entweder das MeB-segment oder der Bolzen. Das andebre Meßorgan wird in
seinem Sitz auf dem Bolzen so gesichert, daß es keine axiale Bewegungsmöglichkeit
hat, wie es in Fig. 3 dargestellt ist. Dieses Meßorgan kann aber auch mit einer
rundumlaufenden Nut ausgestattet sein und somit ebenfalls keine axiale Verschiebungsmöglichkeit
besitzen. In diesem Falle ist die spiralenförmige Nut mit einer Ganghöhe ausgestattet,
die das zweifache der Steigung des Prüfgewindes bzw. der Prüfschnecke beträgt, um
die axiale Bewegung des Meßorgans mit der Ganghöhe des Prüfstückes in Gleichlauf
zu bringen. Der Bolzen für ein axial gesichertes Meßorgan kann exzentrisch aufgesetzt
sein, um die Einstellung des Zwischenraumes zwischen den Meßorganen zu ermöglchen,
und der andere Bolzen kann durch geeignetes Zusammenwirken mit den Meßorganen und
der Nut eingestellt werden. Man ist deshalb bestrebt, der Nut eine gleiche Ganghöhe
zu geben, wie das Gewinde der Meßfläche sie besitzt ; falls eine Nut in jedem Bolzen
vorgesehen ist, ist das Verhältnis 1 : 1 ; wenn eine Nut für ein einziges Meßsegment
allein vorgesehen ist, beträgt die Ganghöhe das doppelte von der des Gewindes der
Meßfläche, und dasVerhältnis ist 2 : 1.
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Weitere Mittel können vorgesehen sein, um das Meßsegment entweder
inMeßstellung oder in die geöffnete Stellung zu bringen. Zu diesem Zweck ist gemäß
Fig. 3 eine Feder 45 angeordnet. Die gelenkig angeordneten Meßsegmente können du.
rch den Punkt ihrer nächsten Annäherung, der auf der Verbindungslinie der Mittelpunkte
der Bolzen liegt, hindurchdrehenoderauchnurbisa'ufoder kurz vor diese Linie schwenken.