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Tiefenprüfgerät für Kugelbohrungen Die Erfindung betrifft ein Tiefenprüfgerät
für Kugelbohrungen auf Einhaltung des Tiefenmaßes innerhalb eines durch ein oberes
und ein unteres Abmaß vorgegebenen Toleranzfeldes, wobei in einem auf der ebenen
Oberfläche des zu prüfenden Werkstückes aufliegenden Aufnahmekörper ein die Meßkugel
tragender Bolzen verschiebbar geführt ist.
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Das Einarbeiten einer Kugelbohrung in ein Werkstück erfordert eine
genaue Einhaltung des Abstandes vom Kugelmittelpunkt zur ebenen Bezugsoberfläche
des Werkstücks. Dieses Maß ist deshalb von besonderer Bedeutung, weil das auf der
Oberfläche aufgesetzte Gegenstück mit dem Werkstück eine eingesetzte Kugel nicht
stramm, aber auch nicht zu lose führen muß. Die Leichtgängigkeit eines Kugelgelenkes
ist also durch den Abstand der Kugelmitte von der Trennfläche des Aufnahmelagers
abhängig. Der Kugelmittelpunkt ist deshalb so schwer zu messen, weil er durch ein
Meßgerät nicht zu erfassen ist. Als Ersatz ist hier nur eine Kugel zu verwenden,
deren Abmessungen genau bekannt sind. Als Abhilfe wurde bisher die Prüfung eines
solchen Werkstücks mit Hilfe eines genau bearbeitenden Gegenstücks vorgenommen.
Diese Prüfmethode hat aber den Nachteil, daß die Frage »Gut« oder »Ausschuß« subjektiv
von der prüfenden Person beurteilt wird. Dadurch ist einerseits die Quelle für viele
nachträglich auftretende Schäden gegeben und andererseits der spätere Austausch
einer verschlissenen Lagerhälfte sehr erschwert.
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Ferner sind Meßgeräte bekannt, bei denen über Taststifte die Tiefe
von Sacklochbohrungen gemessen werden kann. Diese Meßgeräte sind aber nur bedingt
für die Messung von Kugelbohrungen geeignet, da die Kugel abmessung nach der Tiefenmessung
mit dem Taststift nach einer Formel je nach Art des Gerätes berechnet werden muß.
Der Einsatz solcher Meßgeräte für die Prüfung großer Stückzahlen ist daher weniger
geeignet, besonders wenn lediglich die Prüfung »Gut«, d. h. innerhalb der vorgeschriebenen
Toleranzen. oder »Ausschuß« durchgeführt werden soll.
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Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Tiefenprüfgerät
für Kugelbohrungen zu schaffen, das als Lehre ein schnelles und sicheres Kontrollieren
gestattet.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß in einer gemeinsamen
Führung des Aufnahmekörpers senkrecht zum Bolzen zwei Tastkörper spielfrei gleiten,
die mit zwei um die Breite des Toleranzfeldes unterschiedliche Nasen über die Oberfläche
des Bolzens schiebbar sind.
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Zweckmäßigerweise trägt der Aufnahmekörper auf das Werkstück einen
Zentrieransatz, der dem Durchmesser der an die Kugelbohrung anschließenden zvlindrischen
Paßbohrung entspricht. Zwischen den Bolzen mit der Meßkugel und den Aufnahmekörper
ist eine Druckfeder eingeschaltet. Ebenso werden die beiden Tastkörper durch je
eine Druckfeder nach außen geführt. In eine in Verlängerung des Bolzens liegende
Bohrung ist eine mit ihrem Meßeinsatz die Oberfläche des Bolzens berührende Meßuhr
einsetzbar.
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Durch die erfindungsgemäßen Maßnahmen wird der Vorteil erzielt, daß
auf einfache und genaue Weise das Einarbeiten einer Kugelbohrung in ein Werkstück
auf »Gut« oder »Ausschuß« objektiv geprüft werden kann und dadurch z. B. Kugelgelenke
wesentlich genauer hergestellt werden können.
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Die Erfindung ist in der Zeichnung an Hand eines Ausführungsbeispiels
veranschaulicht. Es zeigt F i g. 1 einen Querschnitt durch das erfindungsgemäße
Tiefenprüfgerät, F i g. 2 das erfindungsgemäße Tiefenprüfgerät mit eingesetzter
Meßuhr.
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Auf einem Werkstück 1 mit einer Kugelbohrung 2 und der ebenen Oberfläche
3 liegt der Aufnahmekörper 4 des Tiefenprüfgerätes mit seinem Zentrieransatz 5 auf.
In der Zentralbohrung des Aufnahmekörpers 4 ist ein Bolzen 6 leicht gleitend und
spielfrei geführt.
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Der Bolzen 6 ist an seinem unteren Ende durch eine Schraube 8 fest
mit der Meßkugel 7 verbunden.
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Durch einen Stift 10 wird der Bolzen 6 mit der Meßkugel 7 gegen Verdrehen
gesichert, so daß der Bolzen 6 in dem Aufnahmekörper 4 nur noch axial verschiebbar
ist. Zwischen dem Aufnahmekörper 4 und der Meßkugel 7 ist um den Bolzen 6 herum
eine Druckfeder 9 angeordnet, die die Meßkugel 7 mit dem Bolzen 6 durch ihre Federkraft
in die Kugelbohrung 2 hineindrückt. Die Meßkugel 7 wird durch einen aus zwei Segmenten
zusammengesetzten Kugelabschnitt
gebildet, der für die Prüfung einer
Kugelbohrung ausreichend ist. In einer Bohrung des Aufnahmekörpers 4 senkrecht zum
Bolzen 6 sind zwei Tastkörper 11 und 12 leicht verschiebbar und spielfrei geführt.
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Die beiden Tastkörper weisen an ihren nach innen gekehrten Enden jeweils
eine Nase 13 und 14 auf, die über die Oberfläche 15 des Bolzens 6 zu schieben sind
und um die Breite des Toleranzfeldes unterschiedliche Stärken aufweisen. Die beiden
Tastkörper 11 und 12 werden jeweils durch eine sich am Bolzen 6 abstoßende Druckfeder
16 nach außen gedrückt. In Verlängerung des Bolzens 6 befindet sich eine Bohrung
17, die im Normalfall durch eine Schraube 18 verschlossen ist.
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Die Prüfung einer Kugelbohrung geht mit diesem Gerät folgendermaßen
vor sich: Der Prüfer setzt den Aufnahmekörper 4 mit der nach unten weisenden Prüfkugel
7 in die zu prüfende Kugelbohrung 2 ein und bestimmt zunächst dadurch die Zentrallage,
daß er den Zentrieransatz 5 an die an die Kugelbohrung anschließende zylindrische
Paßbohrung einführt.
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Durch die Druckfeder 9 wird die Prüfkugel 7 bündig an die Wand der
Kugelbohrung 2 angelegt. Anschließend versucht der Prüfer beide Tastkörper 11 und
12 in den Aufnahmekörper 4 hineinzuschieben.
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Die Tiefe der Kugelbohrung2 entspricht dann der vorgegebenen Toleranz,
wenn der Tastkörper 12 für das obere Abmaß über die Oberfläche 15 des Bolzens 6
zu schieben ist und der andere Tastkörper 11 für das untere Abmaß durch den Bolzen
6 aufgehalten wird. Die Unterfläche der Nase 14 des Tastkörpers 12 liegt gegenüber
der Unterfläche der Nase 13 des Tastkörpers 11 um die Größe der zulässigen Toleranz
höher. Läßt sich der Tastkörper 12 nicht über den Bolzen 6 schieben, ist das Gutmaß
der Kugeltiefe noch nicht erreicht, und die Kugelbohrung muß anschließend tiefer
eingearbeitet werden. Gleitet jedoch die Nase 13 des Tastkörpers 11 über die Oberfläche
15 des Bolzens 6 hinweg, dann ist das Gutmaß der Kugeltiefe überschritten, und das
Werkstück ist Ausschuß bzw. es muß durch Abarbeiten der Bezugsoberfläche3 auf das
vorgeschriebene Maß gebracht werden.
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Die erfindungsgemäße Prüfmethode gestattet die Prüfung einer Kugelbohrung
auf Einhaltung der Kugeltiefe innerhalb des vorgegebenen Toleranzfeldes.
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Ist das Werkstück Ausschuß bzw. ist die Kugel nicht tief genug eingebohrt,
so läßt sich die Größe der Ungenauigkeit mittels einer Meßuhr bestimmen und da-
mit
die Größe der Nacharbeit ermitteln (F i g. 2). Zum Einsatz der Meßuhr 19 wird zunächst
die Schraube 18 aus der Bohrung 17 entfernt. Anschließend wird ein Meßuhrhalter
20 eingesetzt, der die Meßuhr 19 aufnimmt, wobei der Meßeinsatz 21 auf der Oberfläche
15 des Bolzens 6 aufliegt. Durch das Messen mit der Meßuhr ist nicht nur das Maß
der Nacharbeit zu bestimmen, sondern es kann auch noch ein engeres Spiel gemessen
werden, das mit Tastkörpern nicht mehr zu prüfen ist.