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Gerät zum Prüfen des Querschnittes von Zündkanälen bei Patronenhülsen
für Handfeuerwaffen Es gibt verschiedene Arten von Einrichtungen zum Prüfen der
Zündkanäle. Besonders bekannt geworden sind zwei Gruppen, von denen die eine Druckluft,
die andere einen Lichtstrom durch die Kanäle treten läßt.
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Je nach dem Querschnitt der Kanäle treten unterschiedliche Mengen
von Luft bzw. Licht hindurch; von diesen Unterschieden wird dann das Meßresultat
abhängig gemacht.
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Der vorliegende Erfindungsgegenstand bezieht sich auf die mit Druckluft
arbeitende Gruppe. Die zuerst bekannt gewordenen Geräte dieser Art arbeiten in der
Weise, daß ein mit Luft gefüllter Zylinder, der einen federbelasteten Kolben aufweist,
die Zündkanäle zum Auslaß hat. Je nach ihrem Querschnitt bilden die Kanäle eine
mehr oder weniger starke Drosselstelle, so daß der freigegebene Kolben einen mehr
oder weniger langen Weg in einer bestimmten Zeit zurücklegt. Diese unterschiedliche
Wegstrecke, die durch geeignete Taster gemessen wird, ist ein Maß für den Querschnitt
des Zündkanals. In Abhängigkeit vom Meßergebnis kann eine geeignete Sortiereinrichtung
beeinflußt werden.
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Die Mängel dieses Verfahrens bestehen darin, daß die Schmiermittelverhältnisse
des verhältnismäßig langsam absinkenden Kolbens, der jeweilige Zustand der atmosphärischen
Luft, vor allem aber der von der Drehzahl der Maschine abhängige Zeitrhythmus das
Meßresultat stark und ungleichmäßig beeinflussen.
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Nachteilig ist ferner, daß der zeitliche Aufwand für eine Messung
verhältnismäßig hoch ist, so daß mit der Einrichtung ausgerüstete Maschinen nur
mit einer verhältnismäßig niedrigen Taktzahl - etwa 30 je Minute - betrieben werden
können.
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Es sind Vorschläge gemacht worden, in einer getrennten Einrichtung
die Druckluft zu erzeugen und den Druckabfall in einer Meßkammer, deren Auslaß die
Zündkanäle bilden, zur Meßwertung heranzuziehen. Dieses Verfahren hat den Vorteil,
zeitunabhängig zu sein. Es läßt mittlere Taktzahlen von etwa 50 je Minute zu. Nachteilig
an diesem Verfahren ist jedoch, daß der übliche Prüfdruck von etwa 2 atü, der erforderlich
ist, um die kurze Meßzeit zu erreichen, in sehr engen Grenzen gehalten werden muß,
um brauchbare Resultate zu bekommen. Dies ist nicht immer leicht, da die von der
Preßluft mitgeführte Feuchtigkeit, selbst bei Ausrüstung der Einrichtung mit überdimensionierten
Druckluftreduzierventilen, unvermeidliche Druckluftschwankungen hervorruft.
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Man beschränkt sich bei der meist üblichen Hülsenart mit zwei Zündkanälen
deshalb hauptsächlich darauf, zu prüfen, ob ein, zwei oder drei Zündkanäle sich
im Boden befinden, um lediglich die mit zwei Kanä-
len als gut zu bezeichnen, ohne
den Querschnitt der Kanäle selbst genauer zu prüfen.
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In Verbindung mit der pneumatischen Messung von Werkstücken allgemein
ist es bekannt, nach dem sogenannten Differentialverfahren zu arbeiten, bei dem
die Preßluft gleichzeitig aus der Meßdüse und einer Vergleichsdüse mit festem Austrittsquerschnitt
ausströmt, die Druckdifferenz gemessen oder abgelesen und für Steuerungs- bzw. Klassifizierungszwecke
ausgenutzt wird.
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Dabei ist der gemessene Druckunterschied auch schon zur automatischen
Steuerung von elektrischen Schaltvorgängen bzw. auch für die Meßsteuerung von Schleifmaschinen
ausgenutzt worden.
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Ferner ist es bekannt, Vergaserdüsen durch Vergleich ihrer Ausströmeigenschaften
mit denen bekannter Düsen zu messen und zu klassifizieren. Zu diesem Zweck hat man
zwei Kessel vorgesehen, in deren Deckel die zu vergleichenden Düsen eingesetzt werden.
Den Kesseln wird über Drosselventile ein Luftstrom zugeführt, der aus den Düsen
austritt. Die Kessel sind gleichzeitig an zwei Flüssigkeitsmanometer angeschlossen,
an denen die in den Kesseln jeweils vorhandenen Drücke abgelesen werden. Aus den
abgelesenen Werten wird dann die Differenz gebildet und mit Hilfe eines an Hand
bekannter Vergleichsdüsen aufgestellten Diagramms ausgewertet.
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Diese Arbeitsweise kommt schon wegen der erforderlichen Ablesung und
Auswertung der Meßergebnisse für das Messen der Zündkanäle von Patronenhülsen nicht
in Frage.
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Die Erfindung geht aus von einem Gerät zum Prüfen des Querschnittes
von Zündkanälen bei Patronenhülsen, bei dem ein mit einem federbelasteten Kolben
versehener Zylinder die zu prüfenden Zündkanäle
als Auslaß aufweist
und bei dem die Absinkgeschwindigkeit des Kolbens ein Maß für den Querschnitt der
Zündkanäle darstellt.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Gerät dieser Gattung
so weiterzubilden, daß es eine hohe Taktzahl sowie eine hohe Meßgenauigkeit sicherstellt
und selbsttätig Steuervorgänge, beispielsweise für Sortiereinrichtung, auslöst,
sobald die Abweichung vom Sollwert des Querschnitts einen vorgegebenen Toleranzbereich
überschreitet.
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Zur Lösung dieser Aufgabe besteht die Erfindung darin, daß zwei gleichartige
Zylindersysteme vorgesehen sind, von denen das eine mit den zu prüfenden Zündkanälen
und das andere mit einer Düse festen Querschnitts in Verbindung steht, und daß zwischen
den Führungsstangen der Kolben beider Zylindersysteme eine Einrichtung angeordnet
ist, die auf mechanischem oder elektrischem Wege Steuervorgänge auslöst, sobald
der Unterschied in der Absinkgeschwindigkeit des einen Kolbens gegenüber der des
anderen vorgegebene Werte überschreitet.
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Unter dem Druck ihrer Federn komprimieren die beiden zur gleichen
Zeit freigegebenen Kolben die vor ihnen befindliche Luft, die durch die Zylinderauslässe
- für den einen Zylinder die Zündkanäle der Patronenhülse, für den anderen die feste
Düse -nach außen getrieben wird. Dieser Vorgang dauert weniger als eine zehntel
Sekunde, so daß das Gerät mit einer Arbeitsgeschwindigkeit von etwa 200 Tasten pro
Minute betrieben werden kann. Die relativen Unterschiede der Absinkgeschwindigkeiten
beider Kolben richten sich bei gleichen mechanischen Werten für beide Zylindersysteme
lediglich nach den Unterschieden der Auslaßquerschnitte, da die übrigen, die Absolutgeschwindigkeiten
beeinflussenden Faktoren für beide Zylindersysteme dieselben sind und sich somit
bei der relativen Betrachtung aufheben. Um von Reibwerten der Kolben im Zylinder
unabhängig zu sein, wird überhaupt kein flüssiges Schmiermittel verwendet. Kolben
und Zylinder laufen mit harten Oberflächen völlig trocken aufeinander.
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Wie Langzeitversuche ergeben haben, genügt der durch den Spalt zwischen
Kolben und Zylinderwandung austretende, an sich äußerst schwache Luftstrom vollständig
zur Schmierung.
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Im Vergleich zu den weiter oben erwähnten pneumatischen Meßverfahren
ergibt die Erfindung u. a. den Vorteil einer wesentlichen Vereinfachung, da die
Druckluft für die Messung nicht von außen zugeführt, sondern durch die Vergleichskolben
erzeugt wird, so daß das Meßgerät von einer besonderen Druckluftquelle unabhängig
ist. Außerdem fällt auch das bei den bekannten Geräten erforderliche Entspannen
der Druckluft auf einen für den Meßvorgang geeigneten Druck durch Drosselventile
u. dgl. fort und werden die besonders störempfindlichen Druck anzeiger, wie Manometerdosen
und Flüssigkeitsmanometer, eingespart.
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Die Auswertung der Geschwindigkeitsunterschiede der beiden Kolben
kann nun in verschiedener Weise erfolgen. Eine Ausführungsform besteht z. B. darin,
daß an der Führungsstange für den Kolben eine schnäpperartige Falle vorgesehen ist,
die mit einer korrespondierenden Fläche an der Führungsstange für den anderen Kolben
derart zusammenwirkt, daß bei Geschwindigkeftsunterschieden im Absinken beider Kolben
die Falle von der Fläche abschnappt, sobald die durch den Geschwindigkeitsunterschied
ein-
getretene relative Verschiebung von Falle und Fläche zulässige Grenzen überschreitet.
Diese Grenzen richten sich nach den für die Zündkanäle zulässigen Toleranzmaßen.
Ist die Falle abgeschnappt, so hat sie eine andere Endstellung, als wenn dies nicht
der Fall ist.
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Dieser Unterschied kann in bekannter Weise zur Steuerung einer Sortiereinrichtung
herangezogen werden.
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Bei einer anderen Ausführungsform, die den Vorzug der besonderen
Einfachheit in der Steuerung hat, weist die eine Führungsstange eine lehrenartige
Aussparung auf, in die ein isolierter, mit dem Zündgitter eines Thyratrons, einer
gasgefüllten Relaisröhre oder dergleichen verbundener an der anderen Führungsstange
befestigter Kontaktstift mit soviel Spiel in der Bewegungsrichtung der Führungsstangen
eingreift, daß der Kontaktstift die eine oder andere Seite der lehrenartigen Aussparung
erst berührt, wenn die durch den Geschwindigkeitsunterschied der beiden Führungsstangen
hervorgerufene relative Verschiebung von Stift und Lehre ein durch die gegebene
Toleranz der Zündkanäle zulässiges Maß überschreitet.
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Wesentlich für das einwandfreie Arbeiten der beiden Zylindersysteme
ist die absolut gleichzeitige Freigabe der beiden Kolben. Dies geschieht dadurch,
daß die beiden unter Federdruck stehenden Führungsstangen für die Kolben mit dem
Antriebsorgan durch eine für beide Führungsstangen gemeinsame Gelenkstütze gekoppelt
sind, die während der Phase des Spannens der Kolbenfedern auf Sperrung durchgedrückt
ist. Beide Führungsstangen liegen unter dem Druck ihrer eigenen Federn satt an der
Gelenkstütze an und werden freigegeben, sobald die Gelenkstütze nach der Freigabeseite
ausgeknickt wird. Da nur eine, bei den Führungskolben gemeinsame Gelenkstütze vorhanden
ist, ist der Ausknickpunkt dieser Gelenkstütze ein für beide Kolben gemeinsamer
Beginn ihrer Bewegung.
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Die beigegebenen Abbildungen veranschaulichen das Wesen des Erfindungsgedankens
in schematischer Darstellung. Es zeigt Ab b. 1 das Prinzip der Messung, A b b. 2
bis 6 die Auswertung des Meßergebnisses unter Verwendung mechanischer Mittel, A
b b. 7 dasselbe bei Anwendung elektronischer Mittel, A b b. 8 einen Schnitt durch
eine Ausführungsform zur Erläuterung der Mittel für die gleichzeitige Freigabe der
beiden unter Federeinwirkung stehenden Kolben, A b b. 9 einen Schnitt nach der Linie
A-A der Abb. 8, Abb. 10 die Gelenkstütze der Abb. 8 in entriegelter Stellung.
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In A b b. 1 ist mit 1 der durch die zu prüfende Hülse 2 verschlossene
Zylinder bezeichnet; 3 veranschaulicht den Zylinder, dessen Ausgang die feste Düse
4 bildet. Im Zylinder 1 befindet sich der unter der Einwirkung einer Feder 5 stehende
Kolben 6. Die Ziffern 7 und 8 weisen auf die Feder und den Kolben des Zylinders
3 hin. Mit la bzw. 3 a ist der Lufteinlaß in der oberen Kolbenstellung bezeichnet.
Betätigt wird der Kolben 6 durch die Kolbenstange 9, der Kolben 8 durch die Stange
10. An der Führungsstange 10 befindet sich eine schnäpperartige Falle 11, die mit
der Stirnfläche 12 eines Bolzens 13 zusammenarbeitet. Der Bolzen 13 steht unter
der Wirkung einer starken Blattfeder 14, die so auf den Bolzenkopf
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drückt, daß dieser in seiner Grundstellung senkrecht zur Anlagefläche 16 des Gehäuses
17 steht.
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Die unter der Wirkung der Federn 5 bzw. 7 entstehende Absinkgeschwindigkeit
der freigegebenen Kolben 6 und 8 richtet sich in ihrer Größe nach den Auslaßquerschnitten
der Zylinder 1 und 3. Bei Unterschieden in den Geschwindigkeiten beider Kolben treten
relative Verschiebungen in der Stellung von Schnäpper 11 und Fläche 12 auf. Je größer
der Unterschied ist, desto größer ist auch die relative Verschiebung. Die zulässigen
Toleranzen der Zündkanäle ergeben zulässige Geschwindigkeitsunterschiede des Kolbens
6 gegenüber dem Kolben 8 und damit zulässige relative Verschiebungen. Bei Überschreiten
der zulässigen Werte schnappt die Falle 11 von der Fläche 12 ab.
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In A b b. 3 ist die Ausgangsstellung vom Schnäpper 11 und Fläche
12 zueinander gezeigt. Sie veranschaulicht aber auch die am Ende des Meßvorganges
eingenommene Stellung der beiden Teile, sofern sich die Durchmesser der Zündkanäle
der Hülse in den zulässigen Grenzen halten.
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In A b b. 4 ist die Stellung gezeigt, wenn der Querschnitt der Zündkanäle
größer als zulässig ist. Der Schnäpper ist vom Bolzen abgeglitten und vorgeschnellt.
Er liegt somit in der gezeigten Darstellung oberhalb des Bolzens 13. Beim Auftreffen
auf die Hubbegrenzungsfläche 18 stellt sich der Bolzen 13 dann schräg, wie aus A
b b. 4 hervorgeht. Im umgekehrten Falle bei zu engen Zündkanälen liegt der Schnäpper
11 unterhalb des Bolzens 13 (Abb. 5).
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Wie aus Abb. 4 und 5 hervorgeht, nimmt durch das Vorschnellen des
Schnäppers 11 dessen Kopf 19 eine andere Stellung ein als in der Grundstellung nach
Ab b. 3. Diese Lageänderung kann in bekannter Weise zum Steuern einer Sortiereinrichtung
benutzt werden. Dabei ist es gemäß A b b. 6 möglich, diese Lage für die nicht maßhaltigen
Zündkanäle zu variieren, indem z. B. durch einen Anschlag 20 am Bolzen 13 bei zu
engen Zündkanälen die Lageänderung a eine andere, nämlich b ist, als die für zu
weite Zündkanäle, so daß insgesamt drei voneinander verschiedene Endlagen des Schnäpperkopfes
19 auftreten.
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Wie bereits erwähnt, hängt die Länge der Fläche 12 vom zu erfassenden
Toleranzbereich ab. Zum Einstellen der Länge auf die Toleranz muß somit die Länge
variabel gestaltet werden. Das ist umständlich.
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Ferner muß nach jeder Messung gesorgt werden, daß die Falle 11 gespannt
ist, was besondere Maßnahmen erfordert, die vornehmlich bei schnellen Arbeitstakten
nicht immer zuverlässig arbeiten. Diese Schwierigkeiten lassen sich umgehen durch
eine elektronische Abtastung der relativen Verschiebung, wie sie in Abb. 7 gezeigt
ist.
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In dieser sind die Betätigungselemente mit 9 a und 10 a bezeichnet.
Das Element 9 a ist mit einer lehrenartigen Aussparung ausgestattet. Das Element
10 a trägt einen isolierten Stift 22. Analog den Abt. 7 und 5 gibt es auch hier
drei Möglichkeiten: Erstens: der Stift berührt bei der Sinkbewegung keine Seite
der Lehre. In diesem Fall sind die Zündkanäle maßhaltig. Zweitens: er berührt die
obere Seite, dann sind die Zündkanäle zu weit. Drittens: er berührt die untere Seite:
Zündkanäle sind zu eng. Als Relais wird z. B. eine gasgefüllte Relaisröhre verwendet,
deren Zündgitterleitung an Stift und Lehre gelegt ist. Bei Berührung zündet das
Rohr und betätigt einen Magnet M. Solche Schaltungen sind allgemein bekannt
und deshalb
nicht besonders beshrieben. Auch bei dieser Ausbildungsform ist durch entsprechende
Durchbildung der Teile eine getrennte Sortierung der nicht maßhaltigen Hülsen möglich.
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Die Vorteile dieser Ausbildung sind klar. Die Lehre 21 kann in einfacher
Weise durch Einstellschrauben 23 in ihrer Weite geändert werden. Ferner ist für
die Erreichung der Grundstellung von Lehre 21 und Kontaktstift 22 keine besondere
Einrichtung notwendig, da sich beide Teile nicht verhaken können; das Meßresultat
wird für nicht maßhaltige Hülsen ausgewertet, sobald der Stift die Lehre berührt,
also in kürzestmöglicher Zeit.
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Wesentlich für das zuverlässige Arbeiten des Gerätes ganz allgemein
ist die gleichzeitige Freigabe der beiden Betätigungselemente für die Kolben. Eine
diesbezügliche Einrichtung ist in Ab b. 8 bis 10 beschrieben.
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Die Betätigungselemente weisen die Form von doppelseitigen Hebeln
9 a bzw. 10 a auf, die um die Achse 24 schwenkbar sind. An der einen Seite befindet
sich der Gelenkpunkt für die Schubstange 25 bzw. 25 a, an der anderen Seite ein
einseitig befestigter Zapfen 26 bzw. 27. Diese Zapfen stehen einander gegenüber
und werden von einer Buchse 28 umfaßt, die zu einer Gelenkstütze 29 gehört. Diese
Gelenkstütze arbeitet darstellungsgemäß mit einer Zugstange 30 zusammen, die ihrerseits
z. B. durch einen Hebel 31 betätigt wird. Die Verhältnisse sind dabei so gewählt,
daß bei Spannen der Feder 5 a, die in dieser Ausführung als Zugfeder arbeitet, die
Verbindungslinie der Achsen 32 und 33 der Gelenkstütze 29 zwischen der Achslage
24 und der des Bolzens 28 hindurchgeht, so daß das ganze System auf Sperrung durchgedrückt
ist. In der oberen Stellung trifft die Gelenkstütze 29 gegen einen gesteuerten oder
festen Schräganschlag 34, der sie gemäß A b b. 8 nach rechts drückt und damit die
Sperrung aufhebt, die Stütze schlägt ganz nach rechts aus (A b b. 10), wobei die
Kolben niedergehen.
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In der Buchse 28 haben die Zapfen 26 und 27 soviel Spiel, daß sich
die Betätigungselemente 9 a und 10 a gegenseitig um etwas mehr als die größte relative
Verschiebung gegeneinander verschieben können.
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Dieses Spiel hat auf die Gleichzeitigkeit der Senkbewegung keinen
Einfluß, da es beim Spannen auf der druckabgekehrten Seite liegt. Zum Spannen des
Gerätes wird nach Ab b. 10 der Hebel 31 zunächst nach oben bewegt, wobei die Gelenkstütze
29 in die gesperrte Stellung einkippt. Dann wird der Hebel 31 nach unten gezogen
und die Feder 5 a gespannt.