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Die Erfindung bezieht sich auf ein Gerät zur Messung des Achsversatzes
einer Bohrung und eines zylindrischen Körpers (Prüfdorn) mit sich kreuzenden Achsen,
mit einem in der Bohrung lagernden Zentrierdorn und einem an dem zylindrischen Körper
anliegenden Tastkörper, dessen Meßwerte auf eine Meßuhr übertragen werden.
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Besonders im Getriebebau ist die Vermessung sich kreuzender Achsen
eine häufig wiederkehrende meßtechnische Aufgabe, wobei zur Sicherung richtiger
Eingriffsverhältnisse bei Verzahnungen die Einhaltung kleiner Toleranzen entscheidend
für die spätere Funktion der gesamten Baugruppe ist und sich Achsversatzfehler besonders
nachteilig bemerkbar machen.
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Bisher wurde die Lage von Bohrungsachsen, die sich im Inneren von
Gehäusen kreuzen, mittels Paßdornen, Meßdornen und: Endmaßen vermessen.
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So ist beispielsweise ein Gerät zum Messen des Abstandes zweier nicht
paralleler Achsen bekannt, das mittels eines zylindrischen Paßbolzens auf die eine
Achse ausgerichtet wird und das einen auf die andere Achse mittels einer Gleitführung
einstellbaren, prismatischen Meßkörper sowie eine von dem Meßkörper gesteuerte Meßuhr
enthält. Hierbei liegt das Gewicht des Meßgerätes auf der Gleitführung, wodurch
Meßfehler verursacht werden können. Die Zentrierung mit einem Paßbolzen ist nicht
genau genug. Der Paßbolzen ist der Abnutzung unterworfen.
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Ferner ist ein Werkzeug zum Messen des Abstandes zweier sich kreuzender
Bohrungen bekannt. In einer Rinne eines in die eine Bohrung einzustekkenden Geräteschaftes
ist ein drehbarer Tasthebelangeordnet, der am Umfang eines in der anderen Bohrung
eingesetzten Kaliberbolzens anliegt und dessen Stellung durch eine Meßuhr angezeigt
wird. Dieses Gerät ist jedoch für eine Messung auf Umschlag nicht geeignet.
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Ferner ist ein Gerät bekanntgeworden, mittels dessen zwar die Größe
einer Exzentrizität, aber nicht deren Lage festgestellt werden kann.
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Schließlich ist ein Gerät bekannt; das zur Ausrichtung einer in Achsrichtung
zu bearbeitenden Welle auf die Spindel einer Fräsmaschine dient. Hierzu gehört eine
einstellbare Halterung für die zu bearbeitende Welle.
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Der zu messende Abstand der beiden sich kreuzenden Achsen der Spindel
und der Welle ist eine veränderliche und korrigierbare Größe. Aus diesem Grund ist
der Tastkörper mit einer prismaförmigen Aussparung versehen, um die beim Einstellvorgang
auftretenden Kräfte aufzunehmen. Durch die Verstellung entstehen an den Meßflanken
unkontrollierbare Kräfte, die das Meßergebnis beeinflussen.
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Diese Nachteile der bekannten Einrichtungen wer- ; den durch die Erfindung
vermieden. Diese besteht darin, daß ein Zentrierdorn mittels einer Auflagebüchse
auf einem Prüfdorn abstützbar ist und daß ein in bekannter Weise gegen die Achse
des Zentrierdorns geneigter, einarmiger Tastkörper vorhan- i den ist, der um die
Achse des Zentrierdorns drehbar und in Achsrichtung entgegen der Federkraft der
Meßuhr verschiebbar gelagert ist.
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Eine bevorzugte Ausführungsform des Achsversatz-Meßgerätes enthält
einen an sich bekannten, i sich mittels zweier Kugelreihen und einer beweglichen
Zentrierhülse selbst zentrierenden Dorn.
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Weitere Merkmale der Erfindung werden nachfolgend an Hand der Zeichnung
erläutert, die ein Ausführungsbeispiel für ein erfindungsgemäßes Achsversatz-Meßgerät
in teilweisem Längsschnitt zeigt.
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Ein Uhrenhalter 1, in dem die Meßuhr 2 befestigt ist und der gleichzeitig
als Handgriff für das Meßgerät dient, trägt in einer Verschraubung 3, durch den
Konterring 4 gesichert, eine Spannhülse 5 mit einem oberen Kugelteller 6. In dieser
Spannhülse ist der obere Teil des Zentrierdorns 7 spiel- und schlagfrei auf den
Flächen 8 und 9 laufend gelagert, während sein unterer Teil auf der Fläche
10 der Zentrierhülse 11 geführt wird. Der obere Teil dieser Zentrierhülse
wiederum gleitet, an der Fläche 12 geführt, auf der Spannhülse 5, so daß sowohl
der Zentrierdorn als auch die Zentrierhülse gegenüber der Spannhülse Hubbewegungen
ausführen können.
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Die Zentrierhülse 11 .ist mit einem oberen Kugelteller 13 und einem
unteren Kugelteller 14 versehen, an denen sich schräge Kugellaufflächen 15 und 16
befinden.
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Auch der Zentrierdorn 7 trägt einen unteren Kugelteller 17, und. zwischen
den Tellern 6 und 17 sowie den schrägen Laufflächen 15 und 16 ist je ein Kugelkranz,
aus den Einzelkugeln 18 und 19 bestehend, angeordnet. Die den Kugelkränzen zugeordneten
Winkelkäfige 20 und. 21 lassen den Kugeln freie Bewegung, verhindern lediglich bei
abgesenktem Kugelteller 17 das Herausfallen der Kugeln.
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Das untere Ende des Zentnerdorns 7 läuft in einer Auflagebüchse 27
aus, deren Wand teilweise aufgebrochen ist, so daß eine Gabel mit den beiden Armen
22 und 23 entsteht, die der Grobzentrierung beim Aufsetzen des Gerätes auf die Prüfwelle
24 dienen, während die Geräteabstützung auf der Prüfwelle in einem Punkt 25 bzw.
in mehreren Punkten geschieht, die sich über die Stärke der gegenüberliegenden,
erhalten gebliebenen Wände 26 der Auflagebüchse verteilen können.
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Im Inneren der Auflagebüchse befindet sich die Tastkörperfahne 28,
die auf dem Übertragungsbolzen 29 befestigt ist und die den mit einer Hartmetallschneide
versehenen Tastkörper 30 trägt, der in einem Winkel von 45° zur Geräteachse angeordnet
ist. Der Übertragungsbolzen durchdringt den Zentrierdorn .in seiner gesamten Länge,
ist in den Führungsbüchsen 31 und 32 um seine Achse drehbar gelagert und steht mit
seinem oberen Ende in Berührung mit dem Taststift 33 der Meßuhr 2.
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Außerdem trägt der Übertragungsbolzen auf seinem obersten Teil den
Rändelknopf 34. Die Druckfeder 35, die sich gegen den Sprengring 36 und gegen die
Druckscheibe 37 abstützt, erzeugt die zur Kugelzentrierung erforderliche Kraft.
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Die Stellschraube 41, die mit ihrem Gewindebund 42 in der Zentrierhüise
11 sitzt und deren Ansatz 43 die Bohrung 44 der Spannhülse 5 durchdringend den Zentrierdorn
7 in seinem Langschlitz 45 führt, verhindert, daß sich die Spannhülse und der Zentrierdorn
beim Drehen des Gerätes in gespanntem Zustand gegeneinander verdrehen können. Dadurch
ist vermieden, daß etwa noch vorhandene Schlagfehler der Kugellaufflächen das Meßergebnis
beinflussen.
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Das Meßgerät soll beispielsweise in die Bohrungen 38 und 39 eines
Gehäuses 40 zur Vermessung des Achsversatzes der Welle 24 eingeführt werden.
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Die Wirkung ist dabei folgende: Vor dem Einführen in das Werkstück
wird das Gerät an dem als Handgriff ausgebildeten Uhrenhalter 1 erfaßt und
gleichzeitig
auf den Rändelknopf 34 gedrückt, bis dessen Unterseite auf der Stirnfläche
der Führungsbüchse 32 aufliegt. Gegen den Druck der Feder 35 kann der Rändelknopf
weiter nach unten gebracht werden. Die Hubbewegung wird durch den Langschlitz 45
begrenzt, der sich auf den Ansatz 43 der Stellschraube 41 aufsetzt.
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Während dieser Bewegung wird von dem Moment ab, in dem der Rändelknopf
auf der Führungsbüchse zu liegen kommt, der Zentrierdorn 7 gegenüber der Spannhülse
5 in senkrechter Richtung verschoben und der am Zentrierdorn befindliche untere
Kugelteller 17 gibt die Kugeln 19 frei, die radial nach innen laufen können. Gleichzeitig
kann sich auch die Zentrierhülse 11 um den Betrag, den die Bohrung 44 gegenüber
dem Ansatz 43 der Stellschraube 41 freigibt, absenken, so daß die
Kugeln 18 ebenfalls frei werden. In diser geöffneten Stellung wird das Gerät
in die Bohrungen 38, 39 des Werkstückes eingeführt, wobei die Einführbohrung 38
geringeren Durchmesser aufweisen kann als die beispielsweise im Inneren eines Gehäuses
liegende Innenbohrung 39. Nach dem Einführen des geöffneten Gerätes wird der Rändelknopf
losgelassen, die Spannung der Feder 35 und das Gewicht der Teile 1, 4,
5, 18, 20, 41, 11,
21 und 19 bringen den Zentrierdorn 7 in seine gespannte
Meßstellung, die Kugeln 19, 20 legen sich mit je drei Punkten tragend gegen
die Bohrungen 38, 39 und zentrieren die Geräteachse ohne Rücksicht auf die
Bohrungstoleranzen selbsttätig auf die Bohrungsachse des Gehäuses.
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über die Prüfwelle, die vorher in die Querbohrungen gefügt wurde und
deren schlagfreier Meßzylinder genau die Mitte der zu prüfenden Achse mit ihrem
Versatz umhüllt, haben sich beim Einführvorgang die Gabelarme 22, 23 der Auflagebüchse
27 geschoben, so daß sich das Gerät in der dargestellten Weise in der Umgebung des
Punktes 25 auf der Prüfwelle 24 abstützt und der Tastkörper 30 in der Meßstellung
A aufliegt.
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Durch Drehen am Rändelknopf 34 kommt der Zeiger der Meßuhr 2 bis zu
einer Umkehrpunkt-Anzeige, die der Prüfende abnimmt. Anschließend wird der Rändelknopf
angehoben und unter Beachtung beispielsweise einer Farbmarkierung um 180° gedreht,
wodurch der Tastkörper 30 in der Meßstellung B auf der Prüfwelle zu liegen kommt.
Nach erneutem Ablesen der Umkehrpunkt-Anzeige ergibt sich aus der halbierten Meßwertsumme
das direkte Maß für den tatsächlichen Versatz, den die Achse der Prüfwellenbohrungen
zur Achse der Geräteaufnahmebohrungen aufweist.
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Nach der Feststellung der sich ergebenden Meßwerte läßt sich durch
erneuten Druck auf den Rändelknopf 34 die Zentrierspannung, wie bereits beschrieben,
beseitigen und das Gerät, nachdem die Kugeln 18,19 nach innen gelaufen sind,
leicht aus den Bohrungen 38, 39 nach oben ausführen.
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Der gesamte Spann-, Meß- und Ausführvorgang ist äußerst kurzzeitig
durchzuführen, deshalb eignet sich das erfindungsgemäße Gerät außer für einfache
Achsversatzmessungen besonders für die Vermessung schwer zugängiger und durch Bohrungen
unterschiedlichen Durchmessers festgelegter Achsen in geschlossenen Gehäusen bei
serienmäßiger Massenprüfung.