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Innenmeßgerät Die Erfindung bezieht sich auf ein Innenmeßgerät mit
drei radial bewegbaren Tastelementen, die mit einem axial bewegbaren Meßwert-Übertragungselement
verbunden sind.
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Bei bekannten Innenmeßgeräten dieser Art sind alle drei Tastelemente
und das tÇbertragungs- und Meßelement kraft- und formschlüssig miteinander verbunden.
Die Tastelemente haben daher gleiche Verstellwege. Die mit solchen Meßgeräten erzielten
Meßergebnisse beruhen auf der Voraussetzung, daß die Werkstückbohrung vollkommen
rund ist. Da es aber vollkommen runde Bohrungen nicht gibt, zeigen diese Geräte
immer nur einen durch die Ovalität der Bohrung gegebenen Mittelwert des Bohrungsdurchmessers
an. Zu diesem Meßfehler kommt bei den meist mit Keilgetrieben versehenen Geräten
noch ein weiterer hinzu, der durch erhebliche unkontrollierbare Reibungskräfte verursacht
wird.
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Aufgabe des Schutzbegehrens ist es, außer der Anzeige des Mittelwertes
des Bohrungsdurchmessers an einem Anzeigeinstrument auch die Unrundheit der Bohrung
anzuzeigen.
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Gelöst wird diese Aufgabe dadurch, daß das axial bewegliche Meßwertübertragungselement
in seiner Mitte zwischen den Anschlußstellen für die Tastelemente allseitig schwingbar
an einem Verstellglied abgestützt ist und gegenüber einem der drei Tastelemente
einen Freiheitsgrad besitzt, der beim Anliegen aller drei Tastelemente an der Wand
der Werkstückbohrung eine von der Unrundheit der Bohrung abhängige Schräglage des
Übertragungselements bewirkt, die an einem Anzeigegerät ablesbar ist.
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Es haben also nur zwei der Tastelemente gleiche radiale Verstellwege,
während das dritte Tastelement für sich beweglich ist. Die in der Meßstellung auftretende
Schräglage des Meßwert-Übertragungselements ist eine Funktion der Ovalität der Werkstückbohrung.
Es kann also das Ausmaß der Ovalität der Werkstückbohrung an dem die Schräglage
des Meßwert-Üb ertragungs elements angebenden Anzeigeinstrument abgelesen und zur
richtigen Beurteilung der gemessenen Größe des Bohrungsdurchmessers verwertet werden.
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Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind die Tastelemente
durch Zugorgane, z. B.
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Bänder, mit dem Meßwert-Ubertragungselement verbunden, wobei das das
Übertragungselement stützende Verstellglied unter der Kraft einer die Meßstellung
herbeiführenden Feder steht. Auf diese Weise wird eine reibungsarme Übertragung
der Bewegungen des Übertragungsgliedes auf die Tastelemente und ein gleichbleibender
Anpreßdruck der Tastelemente in der Werkstückbohrung erzielt.
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Die Tastelemente sind vorzugsweise in achsparallelen Nuten eines
Schaftes als zweiarmige Hebel schwenkbar gelagert und durch Lenker an eine auf dem
Schaft verschiebbare Hülse angeschlossen, wobei zwei Lenker in Querbohrungen ihrer
Tasthebel greifen und der dritte Lenker in einer Schlitzausnehmung seines Tasthebels
gleitbar geführt ist und hierdurch einen Freiheitsgrad hat.
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Die Erfindung wird nachstehend an Hand eines in der Zeichnung dargestellten
Ausführungsbeispiels erläutert. Es zeigt F i g. 1 einen durch zwei Tastelemente
gelegten Achsschnitt eines erfindungsgemäßen Innenmeßgerätes, F i g. 2 einen Schnitt
nach Linie II-II der Fig. 1, in größerem Maßstab, Fig. 3 einen Schnitt nach Linie
III-III bzw.
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IV-IV der Fig. 2, F i g. 4 einen Schnitt nach Linie V-V der Fig. 2,
Fig. 5 das Meßwert-Ubertragungselement mit dem seine Schräglage messenden Anzeigegerät.
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Die Tastelemente sind beim Ausführungsbeispiel zweiarmige Hebel 1,
2, 3, die etwa in ihrer Längsmitte in achsparallelen Nuten 5, 6 und 7 eines Schaftes
4 um Bolzen 8, 9, 10 radial zur Achse des Schaftes schwingbar gelagert sind. Die
freien Enden der Tasthebel 1, 2, 3 haben radial vorstehende Nasen 1', 2', 3', welche
die zu kontrollierende Werkstückbohrung abtasten (F i g. 1). Der Schaft 4 ist am
anderen Ende mit einem als zylindrischer Hohlkörper ausgebildeten Kopfteil 11 verbunden,
in welchem das Meßwert-Obertragungselement und das Verstellglied untergebracht sind.
Das Meßwert-Ubertragungselement ist eine flache Scheibe 12, die in ihrer Mitte auf
einem Nockenansatz 14 eines tellerartigen Verstellgliedes 13 allseitig schwingbar
abgestützt ist. Die dem Kopfstück 11 zugekehrten Enden der Tast-
hebel
1, 2, 3 sind durch Zugbänder 15, 16, 17, die über in dem Kopfteil 11 drehbar gelagerte
Rollen 18 umgeführt sind, an das scheibenförmige Meßwert-Übertragungsglied 12 angeschlossen.
Die Zugbänder 15, 16, 17 greifen an das Meßwert-Übertragungsglied 12 durchsetzenden
Stiften 19, 20, 21 an, die zur Justierung dienende Muttern 22, 23 und 24 tragen.
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Durch eine an dem Verstellglied 13 angreifende Schraubendruckfeder
25, die sich am Boden des Kopfstückes 11 abstützt und in einer Hülse 26 axial geführt
ist, wird zwischen dem Meßwert-Ubertragungselement 12 und den Tasthebeln 1, 2, 3
über die Bänder 15, 16, 17 ein Kraftschluß hergestellt, durch den die Nasen 1',
2', 3' der Tasthebel an die Wand der WerkstückbohrungB in der aus Fig. 1 ersichtlichen
Weise angelegt werden. In der Mitte des scheibenförmigen Meßwert-Übertragungselements
12 stützt sich ein zu einem nicht dargestellten, an dem Kopfteil 11 befestigten
Feinmeßgerät, z. B. einer Meßuhr, führender Meßbolzen 27 ab.
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Auf dem Schaft 4 ist innerhalb einer zwischen dem Kopfteil 11 und
den Schwenkbolzen 8, 9, 10 für die Tasthebel 1, 2, 3 gelegenen Ausdrehung eine Hülse
28 verschiebbar gelagert, die durch Lenker 29, 30, 31 mit den einzelnen Tasthebeln
verbunden ist (F i g. 3 und 4). Die beiden Lenker 29 und 30 greifen spielfrei in
Querbohrungen 32 der zugehörigen Tasthebel 1, 2 ein (Fig. 4). Hierdurch haben die
Tasthebell und 2 sowohl mit der Schiebehülse28 als auch mit dem Meßwert-Obertragungselement
12 eine Zwangsverbindung. Die beiden Tasthebel 1 und 2 führen also stets gleiche
Verstellwege aus. Der dritte Lenker 31 ist in einer Schlitzausnehmung 33 des zugehörigen
Tasthebels 3 gleitbar geführt (F i g. 4).
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Hierdurch ist der Tasthebel 3 für sich beweglich. Das Anlegen einer
Tastnase 3' an die Wand der Werkstückbohrung wird gegebenenfalls durch eine Schrägeinstellung
des Meßwert-Übertragungsgliedes 12 erzwungen. Das Ausmaß der Schrägeinstellung des
Meßwert-Ubertragungsgliedes 12 hängt von der Unrundeinheit der Werkstückbohrung
B ab. Die Schrägeinstellung des Meßwert-Obertragungsgliedes ist an einem Anzeigegerät
34, z. B. einem Feinzeiger-Meßwerk, ablesbar. Das Anzeigegerät 34 muß als Ganzes
die axialen Verstellbewegungen des Meßwert-Übertragungselements 12 mitmachen, damit
es von der Anzeige des Bohrungsdurchmessers unabhängig bleibt Hierzu ist es beim
Ausführungsbeispiel (Fig. 5) mit dem Meßbolzen 27 starr verbunden. Sein Fühlstift
35 tastet die Oberfläche des Meßwert-Obertragungsgliedes in der Nähe der Anschlußstelle
des für sich beweglichen Tasthebels 3 ab.
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Ist die Werkstückbohrung genau rund, so nimmt die Scheibe des Meßwert-Übertragungsgliedes
12 eine zur Geräteachse rechtwinklige Lage ein. Der Zeiger des Anzeigegeräts 34
befindet sich hierbei in seiner Nullstellung. Ist die Werkstückbohrung unrund, so
eilt die Verstellbewegung des Tasthebels 3 je nach Winkelstellung der Tasthebel
in der Werkstückbohrung der Verstellbewegung der Tasthebel 1, 2 bis zum Anliegen
an der Wand der Werkstückbohrung vor oder nach und bewirkt eine Schrägeinstellung
des Meßwert-Übertragungsgliedes, die einen positiven oder negativen Ausschlag des
Zeigers des Anzeigegerätes 34 zur Folge hat. Entsprechend dem Ausmaß der Unrundheit
der Werkstückbohrung ist die Schräglage des Meßwert-Übertragungselements und damit
der Zeigerausschlag an dem Anzeigegerät 34 großer oder kleiner. Das Ausmaß der Unrundheit
der Werkstückbohrung ist also an dem Anzeigegerät34 ablesbar.