DE1045669B - Device for determining the mean diameter of threads - Google Patents
Device for determining the mean diameter of threadsInfo
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Description
Vorrichtung zur Bestimmung des mittleren Durchmessers von Gewinden Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Bestimmung des mittleren Durchmessers von Gewinden, welche bekannterweise aus einem Gerät zur Messung von Materialstärken mit zwei einander gegenüberliegenden Schenkeln besteht, die je einen Taster tragen, von denen der eilne in das Gewinde eingreift und mit den gegenüberliegenden Flanken zweier aufeinanderfolgenden Gewindegänge in Berührung tritt, während der andere das Gewinde aufnimmt und mit den beiden Flanken ein und desselben Gewindeganges in Berührung kommt, wobei die beiden Taster axial gegeneinander verstellbar sind, eine gemeinsame Symmetrieebene und abgeschrägte, durch ebene, senkrecht zur Bewegungsachse der Taster verlaufenden Anschlagflächen begrenzte Enden von gleicher Schräge wie die Gewindegänge und von einer Länge haben, die nur einen Bruchteil der Höhe der Gewindegänge ausmacht. Device for determining the mean diameter of threads The invention relates to a device for determining the mean diameter of threads, which are known to come from a device for measuring material thicknesses consists of two opposite legs, each carrying a button, of which the rope engages in the thread and with the opposite flanks two consecutive threads comes into contact while the other the thread takes up and with the two flanks one and the same thread turn comes into contact, whereby the two buttons are axially adjustable against each other, a common plane of symmetry and beveled, by plane, perpendicular to the axis of motion the stop surfaces extending from the button have limited ends of the same slope as the threads and of a length which is only a fraction of the height of the Threads.
Es hat sich herausgestellt, daß zur Erzielung einer größtmöglichen Meßgenauigkeit erforderlich ist, die Höhe der abgeschrägten Flächen der Taster von der theoretisthen Höhe der zu messenden Gewindegänge abhängig zu machen und diesem Verhältnis einen ganz bestimmten kritischen Wert zu geben. Erfindungsgemäß wird somit zu diesem Zweck die Höhe der abgeschrägten Flächen der Taster so gewählt, daß sie zwei Zehntel der theoretischen Höhe der zu messenden Gewindegänge beträgt. It has been found that to achieve the greatest possible Measurement accuracy is required, the height of the beveled surfaces of the stylus by to make the theoretical height of the threads to be measured dependent and this To give ratio a very specific critical value. According to the invention thus, for this purpose, the height of the beveled surfaces of the buttons is chosen so that it is two tenths of the theoretical height of the threads to be measured.
Die Zeichnung zeigt eine beispielsweise Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes, und zwar sind Fig. 1 bis 4 schaubildliche Ansichten in vergrößertem Maßstab, welche die schräg abgestumpften End!en der in das Gewinde eingreifenden bzw. das Gewinde aufnehmenden Organe der Taster darstellen, Fig. 5 eine Seitenansicht, welche die Messung des mittleren Durchmessers eines Gewindes mittels eines Tasters nach Fig. 4 wiedergibt, Fig. 6 und 7 eine Seiten- bzw. eine Stirnansicht des das Gewinde aufnehmenden Tastorgans, Fig. 8 eine Seitenansidht einer Meßuhr mit einem Taster gemäß der Erfindung, Fig. 9 ein in größerem Maßstab gehaltener Schnitt nach Linie TX-IX in Fig. 8, Fig. 10 eine schematisdhe Darstellung der Gewindemessung, Fig. 11 eine teilweise geschnittene Seitenansicht einer Mikrometerschraube, gemäß der Erfindung, Fig. 12 ein Schnitt nach Linie XII-XII in Fig. 11, Fig. 13 eine Draufsicht auf den Mittelteil der Mikrometerschraube, Fig. 14 und 15 eine Stirn- bzw. eine Seitenansicht eines Seitenteiles der Mikrometerschraube, Fig. 16 eine Teilansicht einer Schublehre gemäß der Erfindung und Fig. 17 ein Schnitt nach LinieXVII-XVII in Fig. 16. The drawing shows an exemplary embodiment of the subject matter of the invention, namely, Figs. 1 to 4 are diagrammatic views, on an enlarged scale, which show the obliquely truncated ends of the thread engaging or the thread representing the receiving organs of the buttons, Fig. 5 is a side view showing the Measurement of the mean diameter of a thread by means of a probe according to Fig. 4 reproduces, Figs. 6 and 7 are a side and an end view of the thread receiving Feeler element, Fig. 8 is a side view of a dial gauge with a feeler according to the invention, 9 shows a section along line TX-IX in FIG. 8, FIG. 10 is a schematic representation of the thread measurement, FIG. 11 is a partially sectioned one Side view of a micrometer screw according to the invention, FIG. 12 a section along line XII-XII in Fig. 11, Fig. 13 is a plan view of the central part of the micrometer screw, 14 and 15 are a front and a side view of a side part of the micrometer screw, 16 shows a partial view of a slide caliper according to the invention and 17 is a section along line XVII-XVII in Fig. 16.
Bei den Ausführungsformen nach Fig. 1 bis 4 ist 1 das in das Gewinde eingreifende und 2 das das Gewinde aufnehmende Tastorgan. Diese Tastorgane sind einander gegenüberliegend angeordnet, so daß die Symmetrieebene des das Gewinde aufnehmenden Tastorgans auch die Symmetrieebene des in das Gewinde eingreifenden Tastorgans ist, wobei sich die Tastorgane in entgegengesetzten Richtungen erstrecken. In the embodiments according to FIGS. 1 to 4, 1 is the thread engaging and 2 the sensing element receiving the thread. These organs of touch are arranged opposite one another so that the plane of symmetry of the thread receiving feeler also the plane of symmetry of the engaging in the thread The tactile organ is, the tactile organs extending in opposite directions.
Bei den zum Messen von Außengewinden, z. B. an Schrauben oder Bolzen bestimmten Tastern (Fig. 1, 2 und 4) haben die Abschrägungen 3 und 4 vorteilhafterweise ebene und untereinander parallele Begrenzungsfiächen 5 und 6. In the case of measuring external threads, e.g. B. on screws or bolts certain buttons (Fig. 1, 2 and 4) have the bevels 3 and 4 advantageously flat and mutually parallel boundary surfaces 5 and 6.
Bei Tastern zur Messung von Innengewinden z. B. in Bohrungen (Fig. 3) sind die Flächen 5 und 6 dagegen Umdrehungsflächen. With probes for measuring internal threads z. B. in bores (Fig. 3), on the other hand, surfaces 5 and 6 are surfaces of revolution.
Bei der Ausführungsform nach Fig. 1 haben die abgeschrägten Enden3 und 4 der Tastorgane 1 und 2 prismatische Gestalt, während die Endflächen 5 und 6 senkrecht zur gemeinsamen Symmetrieebene der Tastorgane 1 und 2 verlaufen. Bei der Ausführungsform nach Fig. 2 sind die Enden 3 und 4 Kegelstumpfe, deren Achsen untereinander und mit der erwähnten Symmetrieebene parallel sind. In the embodiment of Fig. 1, the beveled ends have 3 and 4 of the tactile elements 1 and 2 prismatic shape, while the end surfaces 5 and 6 run perpendicular to the common plane of symmetry of the tactile organs 1 and 2. at the embodiment of FIG. 2, the ends 3 and 4 are truncated cones, their axes are parallel to each other and to the aforementioned plane of symmetry.
Bei der Ausführung nach Fig. 3 sind die Endteile 3 und 4 kegelig und die Flächen 5 und 6 zylindrisch, wobei die Achsen dieser Flächen senkrecht zu der erwähnten Symmetrieebene verlaufen. In the embodiment according to FIG. 3, the end parts 3 and 4 are conical and the surfaces 5 and 6 cylindrical, the axes of these surfaces being perpendicular to the mentioned plane of symmetry run.
Schließlich zeigt Fig. 4 eine Ausführungsform, bei welcher das in das Gewinde eingreifende Tastorgan 1 demjenigen nach Fig. 2 entspricht, während das das Gewinde aufnehmende Tastorgan 2 demjenigen nach Fig. 1 ähnelt. Finally, FIG. 4 shows an embodiment in which the in the thread engaging feeler element 1 corresponds to that of FIG. 2, while the sensing element 2 accommodating the thread is similar to that of FIG.
Die praktische Ausführung der Erfindung wird nachfolgend für den Fall der Tastorgane nach Art derjenigen der Fig. 4 erläutert. Doch gelten diese Erläuterungen selbstverständlich auch für Tastorgane nach den Fig. 1 und 2. The practical implementation of the invention is below for the Case of the tactile organs like those of FIG. 4 explained. But these apply Explanations of course also for tactile organs according to FIGS. 1 and 2.
Die Tastorgane 1 und 2 sind mit zwei Zylindern 7 und $ verbunden (Fig. 5 6 und 7) welche an einem MePJinstrument für Materialstärken befestigt sind, von dem noch weiter unten die Rede sein wird. Auf diese Weise können die beiden Zylinder 7 und 8 längs ihrer Achsen 11 und 12 verschoben werden. Der Abstand der einander gegenüberliegenden Endflächen 5 und 6 wird zuerst bestimmt, indem man diese Flächen mit einem prismatischen Keil von kalibrierter Stärke in Kontakt bringt. Dadurch wird das RieRinstrument geeicht. 13 sei das Gewinde (beispielsweise eine Schraube), wovon der mittlere Durchmesser d bestimmt werden soll. p ist die Gangh(iheh die theoretische Höhe der Gewindegänge und a der Flankenwinkel. Die Tastorgane 1 und 2 werden nach den Werten von p und von a ausgewählt. Der die Abschrägungen der Tastorgane 1 und 2 bestimmende Winkel muß gleicha sein, während der mittlere Durchmesser von 3 und die mittlere Entfernung der Schrägflächen 4 in Abhängigkeit von p bestimmt werden, damit auf der vollen Länge der Schrägflächen und der Gewindeflanke ein Kontakt vorhanden ist. The tactile organs 1 and 2 are connected to two cylinders 7 and $ (Fig. 5, 6 and 7) which are attached to a measuring instrument for material thicknesses, which will be discussed further below. That way the two can Cylinders 7 and 8 are displaced along their axes 11 and 12. The distance of the opposing end surfaces 5 and 6 is first determined by doing this Bringing surfaces into contact with a prismatic wedge of calibrated thickness. This calibrates the ringing instrument. 13 is the thread (for example a Screw), from which the mean diameter d is to be determined. p is the Gangh (iheh the theoretical height of the thread turns and a the flank angle. The organs of touch 1 and 2 are selected according to the values of p and a. The bevels of the Touch organs 1 and 2 determining the angle must be equal to, while the mean diameter determined by 3 and the mean distance of the inclined surfaces 4 as a function of p so that there is a contact over the full length of the inclined surfaces and the thread flank is available.
Dieser Kontakt ist beiderseits der senkrechten Linie b, die sich auf dem mittleren Durchmesser befindet, und zwar auf den Erzeugenden der Schrägflächen 3 und 4 vorhanden. Wenn die Tastorgane gegenüber dem Gewinde in die Stellung nach Fig.5 gebracht worden sind, so ist es also zur Bestimmung von d nur erforderlich, die Entfernung der einander gegenüberliegenden Flächen 5 und 6 abzulesen und dazu die halbe Summe der Höhen der Schrägflächen 3 und 4, die Zweckmäßig gleich !i/10 ist, hinzuzufügen.This contact is on either side of the vertical line b, which is on the mean diameter is located on the generatrix of the inclined surfaces 3 and 4 available. When the tactile organs are in the position according to the thread 5, it is only necessary to determine d read the distance between the opposing surfaces 5 and 6 and to do so half the sum of the heights of the inclined surfaces 3 and 4, which is expediently equal to! i / 10 is to add.
Auf die beschriebene Weise kann die Messung sehr schnell, sehr einfach und trotzdem mit sehr großer Genauigkeit durchgeführt werden. Wenn die Gewindeachse zu den Achsen 11 und 12 nicht genau senkrecht verläuft, so entsteht dadurch doch nur ein sehr geringer Ablesungsfehler, weil die Endflächen 3 und 4 nur eine geringe Ausdehnung haben. Aus dem gleichen-Grunde ist es möglich, Messungen mit guter Genauigkeit auch bei Gewinden vorzunehmen, deren Gewindegänge außen durch einen elektrolytischen Auftrag 15 verformt sind (Fig. 10). Der Kontakt mit den Flanken des Gewindeganges findet nämlich an den am wenigsten verformten Stellen statt, und der Eintritt des Gewindeganges in das das Gewinde aufnehmende Tastorgan bleibt trotz des Auftrages 15 wegen des Abstandes der einander gegenüberliegenden Flächen 4 möglich. In the manner described, the measurement can be made very quickly, very easily and still be carried out with great accuracy. When the thread axis does not run exactly perpendicular to the axes 11 and 12, this does arise only a very small reading error, because the end surfaces 3 and 4 only a small one Have expansion. For the same reason it is possible to take measurements with good accuracy even with threads, the threads of which are outside by an electrolytic Order 15 are deformed (Fig. 10). The contact with the flanks of the thread namely takes place in the least deformed places, and the entry of the The thread turn in the feeler element receiving the thread remains despite the order 15 possible because of the distance between the opposing surfaces 4.
Die Genauigkeit der Messung hängt unter gleichbleibenden Bedingungen von der Genauigkeit ab, mit der man mittels des die Taster tragenden Gerätes Äiaterialstärkemessungen durchführen kann. The accuracy of the measurement depends on constant conditions on the accuracy with which the material thickness measurements are made by means of the device carrying the probes can perform.
Für Messungen von besonders großer Genauigkeit bedient man sich einer üblichen Meßuhr (Fig. 8), deren Stützen mit 21 und 22 bezeichnet sind und Lagerhülsen tragen, in welchen die koaxialen Stangen 23 und 24 verschoben werden können, die in Anschlagstücken25 und 26 enden. 17 ist die Trommel der Mikrometerschraube und 18 der Rändelknopf, mittels dessen die Stange 23 in ihrer Längsrichtung verschoben werden kann. Erfindungsgemä silld die von den Zylindern 7 bzw. 8 getragenen in das Gewinde eingreifenden bzw. dasselbe aufnellineilele Tastorgane mit den Anschlagstücken 25 und 26 mit Hilfe von Hülsen 27 und 28 und Klemmschrauiji 31 und 32 verbunden. Zweckmäßig haben die Hülsen. wie z. B. die Hülse 27, in ihrem Innern zwei in der Längsrichtung verlaufende Rippen 33, die gegenüber der Klemmschraube 31 symmetrisch angeordnet sind. For measurements of particularly high accuracy one uses one usual dial gauge (Fig. 8), the supports of which are designated by 21 and 22 and bearing sleeves carry, in which the coaxial rods 23 and 24 can be moved, the end in stop pieces 25 and 26. 17 is the drum of the micrometer screw and 18 the knurled button, by means of which the rod 23 is displaced in its longitudinal direction can be. According to the invention, the carried by the cylinders 7 and 8 in the Thread engaging or the same aufnellineilele tactile organs with the stop pieces 25 and 26 connected by means of sleeves 27 and 28 and clamping screws 31 and 32. Appropriately, the sleeves. such as B. the sleeve 27, in its interior two in the Ribs 33 running in the longitudinal direction, which are symmetrical with respect to the clamping screw 31 are arranged.
Die Zentrierung und Befestigung der Tastorgane erfolgt somit unter sehr günstigen Bedingungen. Bei der Messung wird das Gewinde von der Konsole 35 getragen, die mittels der Schraube 36 in die gewünschte Höhe eingestellt werden kann. Die unter diesen Bedingungen erreichte Genauigkeit liegt bei etwa 1 Mikron.The centering and fastening of the tactile organs thus takes place under very favorable conditions. During the measurement, the thread is taken from the console 35 worn, which can be adjusted by means of the screw 36 to the desired height can. The accuracy achieved under these conditions is about 1 micron.
Taster gemäß der Erfindung können auch an einer Mikrometerschraube angebracht werden, wie dies die Fig. 11 bis 15 zeigen. Bei dieser Ausführungsform kann der das in das Gewinde eingreifende Tastorgan 1 tragende Zylinder 7 im Inneren der Lagerhülse 41 des Bügels 43 mit Hilfe einer Klemmschraube 45 in beliebiger Stellung festgestellt werden. Buttons according to the invention can also be attached to a micrometer screw be attached, as shown in FIGS. 11-15. In this embodiment the cylinder 7 carrying the probe element 1 engaging in the thread can be inside the bearing sleeve 41 of the bracket 43 with the aid of a clamping screw 45 in any position to be established.
Der Zylinder 8 kann eine axiale Verschiebungsbewegung erhalten, und zwar mit Hilfe der Mikroineterschraube 46, die mit dem Rändelknopf 47 und der mit einer Teilung versehenen Trommel 48 in Verbindung steht. Zweckmäßig richtet sich das das Gewinde aufnehmende Tastorgan 2 von selbst aus. Zu diesem Zweck kann sich der Zylinder 8 frei in einem Hohlzylinder 49 drehen, welcher in der Hülse 51 gelagert ist, welche den Bügel 43 verlängert und mit einem Gewindering52 versehen ist. Außerdem wird der Zylinder 8 in der Hülse 49 durch eine Feder 53 festgehalten, welche sich an einer Hülse 54 mit einem Flanschring 55 abstützt. Die Hülse 54 ist mit Hilfe von Vorsprüngen 56, welche in Ausnehmungen des Zylinders 49 eingreifen können, in diesem Zylinder lösbar befestigt. Man kann also durch eine einfache Drehung des Flansches 55 die Hülse 54 von dem Hohlzylinder 49 trennen, woraufhin der Zylinder 8 herausgezogen und durch einen ähnlichen ersetzt werden kaml, welcher ein unterschiedliches, das Gewinde aufnehmendes Tastorgan trägt. Außerdem kann die gesamte Mikrometerschraube leicht abgezogen werden, nachdem der Ring 52 gelöst wurde'.The cylinder 8 can receive an axial displacement movement, and with the help of the microineter screw 46, the one with the knurled knob 47 and the one with a division provided drum 48 is in communication. Appropriately directed the sensing element 2 accommodating the thread by itself. To this end can be the cylinder 8 rotate freely in a hollow cylinder 49 which is mounted in the sleeve 51 which extends the bracket 43 and is provided with a threaded ring 52. aside from that the cylinder 8 is held in the sleeve 49 by a spring 53, which is supported on a sleeve 54 with a flange ring 55. The sleeve 54 is with the help of projections 56, which can engage in recesses of the cylinder 49, in releasably attached to this cylinder. So by simply turning the Flange 55 separate the sleeve 54 from the hollow cylinder 49, whereupon the cylinder 8 can be pulled out and replaced by a similar camel, which has a different, the thread receiving stylus carries. In addition, the entire micrometer screw easily peeled off after the ring 52 is loosened '.
Zur Messung des auf der Konsole 61 ruhenden Gewindes wird dieses von den Tastorganen 1 und 2 abgetastet, wobei das Tastorgan 2 sich von selbst in die gewünschte Richtung einstellt, um der Neigung der Gewindegänge zu folgen. Mit Hilfe dieses Gerätes ist es ohne weiteres möglich, eine- Genauigkeit oberhalb 0,01 mm zu erzielen. In order to measure the thread resting on the bracket 61, this scanned by the tactile organs 1 and 2, the tactile organ 2 automatically in sets the desired direction to follow the slope of the threads. With With the help of this device it is easily possible to achieve an accuracy above 0.01 mm to be achieved.
Zur Ausführung schnellerer Messungen sieht die Erfindung die Anbringung der in das Gewinde eingreifende bzw. dieses aufnehmende Tastorgane an den Schenkeln 71 und 72 einer Schublehre 73 vor. In diesem Falle haben die abgeschrägten Tasterteile das aus Fig. 1 ersichtliche Profil. Die Tastorgane befinden sich auf Hülsen 75 und 76 (Fig. 16), die lösbar auf den Schenkeln 71 und 72 befestigt sind. Erfindungsgemäß haben diese Hülsen gegenüber den besagten Schenkeln ein gewisses Spiel. Auf diese Weise kann die gegenseitige Ausrichtung der abgeschrägten Flächen dadurch herbeigeführt werden, daß man die Schenkel 71 und 72 einander nähert, so daß die Schrägflächen miteinander in Berührung kommen, worauf man sie mit Hilfe der Schrauben 77, 78, 79 und 80 feststellt. Da die Kontaktflächen mit den Gewindeilanken auf ein Mindestmaß verringert sind, so sind Meßungenauigkeiten, welche auf einer Schrägstellung der Schraube beruhen, in den meisten Fällen zu vernachlässigen, da diese Meßungenauigkeiten unterhalb 0,05 mm gehalten werden können. Die Messung mittels des Gerätes nach Fig. 16 geht besonders einfach und schnell vor sich. To carry out faster measurements, the invention provides the attachment the sensing elements on the legs that engage in the thread or receive it 71 and 72 of a slide gauge 73. In this case the button parts have beveled the profile shown in Fig. 1. The tactile organs are located on sleeves 75 and 76 (FIG. 16), which are releasably attached to the legs 71 and 72. According to the invention these sleeves have a certain amount of play in relation to the said legs. To this In this way, the mutual alignment of the beveled surfaces can be brought about be that the legs 71 and 72 approach each other, so that the inclined surfaces come into contact with each other, whereupon they can be fixed with the help of screws 77, 78, 79 and 80 notices. Because the contact surfaces with the thread ropes on are reduced to a minimum, then there are measurement inaccuracies which are due to an inclined position of the screw are based, in most cases negligible, as these measurement inaccuracies can be kept below 0.05 mm. The measurement using the device according to Fig. 16 is particularly easy and quick.
Handelt es sich um die Innenmessung von Gewindebohrungen, so genügt es, an den Schenkeln 71 und 72 Tastorgane nach Fig. 3 anzubringen. Die Erfindung bietet somit die Möglichkeit, mit Hilfe der üblichen in der Werkstatt vorhandenen Meßgeräte Messungen von großer Genauigkeit vorzunehmen, wobei irgendwelche Rechenarbeiten nicht erforderlich silnd. Durch die Austauschbarkeit der Tastorgane kann die Messung verschiedener Gewinde erfolgen. If the inside measurement of threaded holes is concerned, then it is sufficient it to attach to the legs 71 and 72 touch organs according to FIG. The invention thus offers the possibility of using the usual ones available in the workshop Measuring instruments to make measurements of great accuracy, with some arithmetic work not required silnd. Due to the interchangeability of the tactile organs, the measurement different threads.
Dabei ist der zur Messung sämtlicher Gewinde erforderliche Satz von Tastorganen sehr gering, weil die Tastorgane nur durch zwei Faktoren statt wie üblich durch drei bestimmt sind. Hierdurch zeichnet sich die Erfindung durch große Wirtschaftlichkeit aus.Where the set of required to measure all threads is Organs of touch very low because the organs of touch are held only by two factors as usual are determined by three. As a result, the invention is characterized by great economic efficiency the end.
Die beschriebenen Ausführungsbeispiele können Abänderungen erfahren, ohne daß damit der Rahmen der Erfindung verlassen wird. Insbesondere ist es möglich, für die Messung von Gewinden mit gekrümmten Flanken, also z. B. mit sphärischen Gewindegängen, die abgeschrägten Flächen entsprechend auszubilden, indem ihre Erzeugenden ein gekrümmtes Profil haben. The described exemplary embodiments can be modified, without leaving the scope of the invention. In particular, it is possible for measuring threads with curved flanks, e.g. B. with spherical Threads to form the beveled surfaces accordingly by adding their generatrices have a curved profile.
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