DE1473843C - Vorrichtung zum Messen oder Anzeigen eines Mangels an dem geradlinigen Ver lauf einer Oberflache eines Werkstucks - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Messen oder Anzeigen eines Mangels an dem geradlinigen Verlauf einer Oberfläche eines Werkstücks, insbesondere einer zylindrischen Oberfläche, bei der zwei an einem Schlitten gelagerte Fühler entlang der Prüffläche in Richtung je einer von zwei am Werkstück einander diametral gegenüberliegenden Linien vorschiebbar sind und am Schlitten so gelagert sind, daß jeder der Fühler während einer Vorschubbewegung eine Abtast- bzw. Arbeitsbewegung in einer im allgemeinen zur Prüffläche senkrechten Richtung ausführt und hierdurch ein Detektorgerät steuert, dessen Ausgabe einem Meß- oder Anzeigegerät für die gewünschte endgültige Anzeige zugeführt wird.

Die Vorschubbewegung der Fühler erfolgt im Falle einer zylindrischen Oberfläche in ihrer Längsrichtung bzw. in ihrer Achsrichtung wobei vor- und nachstehend unter dem Ausdruck »Längsrichtung« und unter dem Ausdruck »entlang der Prüffläche« diese Zylinder-Achsrichtung auch dann zu verstehen ist, wenn die Länge der Prüffläche in dieser Richtung kleiner als ihr Durchmesser ist.

Es sind bereits Vorrichtungen zum Prüfen eines Mangels an solchem glatten Verlauf der Oberfläche eines Werkstücks vorgeschlagen worden, bei denen ein Fühler entlang der Prüffläche vorgeschoben wird und eine Arbeitsbewegung ausführt, die im allge-

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meinen senkrecht zur Prüffläche verläuft und den die die oben genannten Mängel vermeidet und eine Fehlern im glatten Verlauf dieser Fläche entspricht. Bezugslinie aufweist, die genau geradlinig ist, wobei Die Größe der Arbeitsbewegung des Fühlers wird die Arbeitsbewegung der beiden diametral einander relativ zu einer genau geradlinig verlaufenden Be- entgegengerichteten Fühler relativ zur Bezugslinie zugsgröße gemessen oder angezeigt. Wenn der Prüf- 5 für jeden der Fühler ausschließlich durch einen Manvorgang über die Längenausdehnung einer zylindri- gel an Geradlinigkeit der zu prüfenden Werkstückschen Oberfläche durchgeführt worden ist, kann die oberfläche verursacht wird. Außerdem können auch sich dabei ergebende Meßgröße oder Anzeige ent- Veränderungen des Durchmessers eines zylindriweder den Fehler im geradlinigen Verlauf der Achse sehen Werkstücks gemessen werden, so daß mit der der Prüffläche oder Veränderungen im Durchmesser io Meßvorrichtung an einem Werkstück mit einer zylinder Prüffläche oder beide Arten von Fehlern dar- drischen Oberfläche alle erwünschten Prüfdaten mit stellen. Wenn man nicht weiß, daß eine der beiden einer Mindestzahl von Prüfvorgängen festgestellt Formen von Abweichungen im geradlinigen bzw. werden können.

glatten Verlauf keinesfalls an der Prüffläche vor- Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe dadurch kommt, so kann man die erhaltene Meßgröße oder 15 gelöst, daß der Schlitten mittels einer eine Bezugs-Anzeige nicht leicht interpretieren. Ferner ist es ebene definierenden Führungsvorrichtung zur Ausschwierig, als Hilfe dienende Unterscheidungsmerk- führung der Vorschubbewegung verschiebbar gelamale zwischen diesen beiden Formen von Abwei- gert ist, und daß ferner die beiden Fühler am Schlitchungen durch einen weiteren Prüfvorgang zu er- ten in einer ihnen gemeinsamen Ebene gelagert sind, mitteln, den man nach Drehen des Werkstückes um 20 die die Bahnen der Abtast- bzw. Arbeitsbewegung 180° um seine Achse oder nach Umkehren der beider Fühler während ihrer Vorschubbewegung entEnden des Werkstücks und Vertauschen der Enden hält und senkrecht zur Bezugsebene verläuft, wobei miteinander durchführen kann, und zwar weil nicht die Schnittlinie der beiden Ebenen eine genau geradgewährleistet ist, daß das Werkstück wiederholt bei linige Bezugslinie definiert und die Arbeits- bzw. den verschiedenen Meßvorgängen in ein und der- 25 Abtastbewegung jedes der Fühler während seiner selben Stellung auf seinem Halter gelagert ist. Bei Vorschubbewegung den Mangel an glattem bzw. den bereits vorgeschlagenen Vorrichtungen treten geradlinigem Verlauf jeweils derjenigen Linie der ähnliche Schwierigkeiten auch auf, wenn man die Prüffläche repräsentiert, der entlang je einer der Parallelität einander gegenüberliegender und nomi- Fühler seine Vorschubbahn ausführt, und daß das nell angeblich gerade verlaufender Stirn- oder Ober- 30 Detektorgerät auf die Abtast- bzw. Arbeitsbewegung flächen eines Werkstücks prüft, das quadratischen jeder der Fühler für sich derart anspricht, daß das oder rechteckigen Querschnitt besitzt. Meß- oder Anzeigegerät zwei Anzeigen bzw. Meß-

Vorrichtungen zum Messen des Durchmessers daten liefert, von denen je eine bzw. eines jeweils die

einer zylindrischen Oberfläche an verschiedenen Abtast- bzw. Arbeitsbewegung je eines der beiden

Punkten ihrer Längenausdehnung sind gleichfalls 35 Fühler repräsentiert.

bekannt. Aber diese Meßvorrichtungen liefern keine Der durch die Erfindung gegenüber der bekannten Meßwerte oder Anzeige hinsichtlich eines Mangels Meß- und Anzeigevorrichtung durch Behebung der an geradlinigem Verlauf der Achse des Werkstücks, für diese oben aufgezeigten Mängel erreichte techsind also für die Zwecke der Erfindung nicht brauch- nische Fortschritt liegt darin, daß eine genau geradbar. 40 linige Bezugslinie geschaffen wird und die beiden

Es ist auch bekannt einen Meßkopf zum Messen einander gegenüberliegenden Fühler in einer ihnen

des Durchmessers einer zylindrischen Prüffläche, gemeinsamen Ebene liegen, was dazu beiträgt, die

z. B. einer Werkstückbohrung, in deren Längsrich- genau geradlinige verlaufende Bezugslinie zu definie-

tung zusammen mit zwei einander diametral gegen- ren, in bezug auf welche sich die Arbeitsbewegungen

überliegend an der Prüffläche angreifenden Fühlern 45 der beiden Fühler bestimmen. Der Umstand, daß die

zu verschieben, von denen der eine als Meßglied und Bezugslinie als Schnittlinie der gemeinsamen Ebene

der andere als Bezugsgröße für die relativen Arbeits- der Arbeitsbewegung der beiden Fühler mit einer

bewegungen des erstgenannten Fühlers dient. Dabei Bezugsebene definiert ist, die ihrerseits durch die

werden die Werte der Fühlereinstellungen während Führungsvorrichtung bzw. Führungsschlitten, die

der Vorschubbewegung der Fühler auf ein Anzeige- 50 bzw. der die Fühler trägt, bestimmt ist, erlaubt es,

gerät übertragen, das eine kontinuierliche Anzeige daß die erfindungsgemäße Vorrichtung jeglichen

der Veränderung des Durchmessers der zylindrischen Mangel an dem geradlinigen Verlauf einer Oberfläche

Prüffläche liefert. Dieses Meßgerät vermag jedoch des Werkstückes selbst unabhängig davon anzeigt,

nicht, eine Anzeige eines Mangels an Geradlinigkeit welche etwaigen Veränderungen des Werkstück-

der Werkstückachse zu liefern. Ein solcher Mangel 55 durchmessers entlang der Abtastbahn der beiden

der Werkstückachse geht aber bei einer Prüfung des Fühler auftreten; denn die Arbeitsbewegung jedes

geradlinigen Verlaufs einer Werkstückoberfläche, der beiden Fühler wird ausschließlich durch irgend-

insbesondere einer zylindrischen Oberfläche mittels welche Abweichungen der Werkstückoberfläche vom

einer Vorrichtung der eingangs genannten und der geradlinigen Verlauf entlang der Bahn hervorgeruletztgenannten Art selbstverständlich in das Meß- 60 fen, die die Fühler beim Prüfen des Werkstückes

ergebnis ein, so daß diese bekannten Vorrichtungen durchlaufen. Dieser technische Fortschritt bringt

in der Regel nicht dazu dienen können, einen Mangel seinerseits weitere Vorteile mit sich, nämlich daß

an dem geradlinigen Verlauf der Werkstückober- der Mangel an geradlinigem Verlauf eines zylindri-

fläche für sich allein, d. h. unabhängig vom Vor- sehen Werkstückes genau ermittelt werden kann und handensein oder NichtVorhandensein eines Mangels 65 außerdem Veränderungen des Durchmessers eines

an Geradlinigkeit der Werkstückachse anzuzeigen. zylindrischen Werkstückes gleichzeitig mit der Prii-

Demgegenüber bezweckt die Erfindung, eine Vor- fung der Geradlinigkeit durch eine Mindestzahl von

richtung der eingangs genannten Art zu schaffen, Prüfvorgängen festgestellt werden können. Diese

Vorteile gegenüber dem bekannten Stand der Technik sind um so mehr bedeutungsvoll, als es bisher nicht möglich war, die Ermittlung des geradlinigen Verlaufs von solchen Ungenauigkeiten freizuhalten, die durch Veränderungen des Durchmessers des Werkstücks entlang der Bahn des Fühlers bzw. der Fühler hervorgerufen werden.

Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, deren Merkmale zum Teil in anderem Zusammenhang an sich bekannt sind. Die Unteransprüche sollen daher nur in Verbindung mit dem Hauptanspruch Geltung haben.

Das Prüfen kann man entweder während einer einzigen Vorschubbewegung des Schlittens durchführen, wobei die beiden Fühler gleichzeitig in einander entgegengesetzten Richtungen gegen die Prüffläche angedrückt werden und dabei die beiden Bahnen durchlaufen, die auf einander entgegengesetzten Seiten des Werkstücks verlaufen, und wobei das Detektorgerät zwei Detektoren aufweist, von denen je einer auf je eine der einzelnen Arbeitsbewegungen je eines der beiden Fühler anspricht; oder es kann der Prüfvorgang während zweier aufeinanderfolgender Vorschubbewegungen durchgeführt werden, wobei bei je einer dieser Vorschubbewegungen nur der eine bzw. der andere der Fühler arbeitet. Im letzteren Falle ist es nicht wesentlich bzw. nicht notwendig, zwei Detektoren zu verwenden.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind die beiden Fühler durch einen an dem Schlitten gelagerten Rahmen getragen und relativ zu dem Schlitten in einer Richtung beweglich gelagert; wobei eine Umschalteinrichtung vorgesehen ist, die wahlweise entweder den einen oder den anderen der Fühler zum Angriff mit der Prüffläche bringt, und dabei wird die Arbeitsbewegung des jeweils arbeitenden Fühlers über den Rahmen auf das Detektorgerät übertragen. Bei dieser Ausführungsform besitzt die Umschalteinrichtung vorzugsweise eine Federgelenkeinrichtung, um den die Fühler tragenden Rahmen wahlweise in der einen oder der anderen der zwei einander entgegengesetzten Richtungen anzudrücken. Bei dieser Ausführungsform ist es indessen zu bevorzugen, zum erstmaligen Anlegen des einen der Fühler an die Prüfstelle und zum erstmaligen Abheben des anderen der Fühler von der Prüffläche eine Verschiebung des Rahmens relativ zum Schlitten nicht hervorzurufen. Dieser Vorgang kann vielmehr zweckmäßig durch Einstellglieder bewirkt werden, die eine Verschiebung je eines Fühlers relativ zu den Tragrahmen zur Prüffläche hin bzw. von dieser weg hervorrufen.

Bei einer Vorrichtung zur Prüfung der inneren Seiten eines rohrförmigen Werkstücks sind die beiden Fühler vorzugsweise co-linear gelagert, so daß sie an der einen bzw. an der anderen Seite des Werkstücks in jeweils miteinander korrespondierenden einander gegenüberliegenden Punkten des Werkstücks angreifen.

Um das Werkstück für den Prüfvorgang richtig einzurichten, besitzt die erfindungsgemäße Vorrichtung vorzugsweise einen Werkstückhalter und Glieder zum Einstellen der Lage des Werkstückhalters relativ zu der Bezugslinie. Ein bevorzugter Werkstückhalter besteht aus zwei Teilen, die in der Vorschubrichtung im Abstand voneinander angeordnet sind und von denen jeder eine Einstellung in zwei zueinander senkrechten Richtungen und senkrecht zur Vorschubrichtung ermöglicht.

Die Vorrichtung enthält vorzugsweise Führungsglieder, die eine genau geradlinig verlaufende Bezugsebene festlegen und definieren, wobei die die beiden Fühler enthaltende und diesen gemeinsame Ebene senkrecht zu dieser Bezugsebene verläuft. Dabei enthält die Führungseinrichtung eine genau geradlinig

ίο verlaufende Welle oder Stange, und der Schlitten wird an dieser Welle oder Stange mittels einer V-förmigen Lagerung axial beweglich geführt, wobei die Lagerung durch zwei axial im Abstand voneinander angeordnete Paare von in Winkelabstand voneinander befindlichen Lagergliedern gebildet ist. Die diese V-Form der Lagerung halbierende Ebene bildet die sogenannte Bezugsebene, und die die beiden Fühler enthaltende und diesen gemeinsame Arbeitsebene schneidet diese Bezugsebene in der Achse der Welle oder Stange und steht senkrecht zu dieser Ebene. Die Führungseinrichtung enthält ferner eine zusätzliche Führung, die im wesentlichen eine Drehbewegung des Fühlerschlittens verhindert.

Die geradlinige Welle oder Stange kann auch -durch eine im Querschnitt genau rund gestaltete Welle oder Stange ersetzt werden, die nicht notwendig genau geradlinig zu sein braucht und die ständig um ihre Achse gedreht wird. Bei jeder der beiden letztgenannten Ausführungsformen macht der Umstand, daß die Arbeitsbewegung jedes der Fühler in der Ebene vor sich geht, die zu der die V-Form der Lagerung des Schlittens halbierenden Ebene senkrecht steht, die abschließend erhaltenen Meßwerte von kleinen Änderungen des Durchmessers der Welle oder Stange der Führungseinrichtung unabhängig, die in der Längsrichtung dieser Welle oder Stange etwa vorliegen.

Die Fühler werden vorzugsweise durch je einen Rahmenteil getragen, der abnehmbar am Rahmen gelagert ist, so daß jedes der Rahmenteile ausgewechselt werden kann.

Die Erfindung ist in der Zeichnung an Hand von Ausführungsbeispielen näher veranschaulicht. Es zeigt

F i g. 1 eine Draufsicht auf die erfindungsgemäße Vorrichtung bei weggenommenem Gehäuse und eingerichtet zum Prüfen einer äußeren zylindrischen Oberfläche,

F i g. 2 eine Stirnansicht der Vorrichtung nach F i g. 1 bei weggenommenem Gehäuse,

F i g. 3 einen Querschnitt durch die Vorrichtung nach F i g. 1 und 2, und

F i g. 4 bzw. 5 bzw. 6 je eine Ansicht der Vorrichtung entsprechend den F i g. 1 bis 3, jedoch eingerichtet zum Prüfer einer inneren zylindrischen Oberfläche.

Der Einfachheit halber wird nachstehend die Vorrichtung mit Bezug auf das Prüfen einer zylindrischen Oberfläche beschrieben, sie ist jedoch nicht auf diesen Fall beschränkt.

Wie insbesondere F i g. 3 zeigt, ist ein längliches Gehäuse A vorgesehen, das von einem Grundgestell A¹ getragen wird, und bei dem eine im allgemeinen waagerecht verlaufende Welle oder Stange B ortsfest gelagert ist und sich von einen Stirnende des Gehäuses zu dessen anderem Stirnende erstreckt. Diese Welle besitzt einen gleichmäßig genau runden Querschnitt und hat eine genau geradlinig verlaufende

Achse, die die Bezugslinie für den Meßvorgang liefert. Dieser Welle oder Stange B entlang ist ein im Ganzen mit C bezeichneter Schlitten beweglich gelagert, der entweder von Hand oder durch einen (nicht gezeichneten) Motorantrieb verschiebbar ist und C-förmig ausgebildet ist, so daß er sich über die Oberseite der Welle oder Stange längs eines Teils ihrer Längenausdehnung spreizt. Er besitzt an seiner Unterseite zwei in Längsrichtung im Abstand voneinander angeordnete Paare von winkelförmig angeordneten Lagerpolstern C², von denen jedes auf der Welle an den Enden von Radien ruht, von denen jeder im gleichen Winkel zur Vertikalen auf der einen bzw. anderen Seite der Welle verläuft. Der Schlitten C ist also an axial verlaufenden Lagerstützen unterstützt, die eine V-Form bilden, deren Winkelhalbierende Ebene im allgemeinen senkrecht verläuft und eine Bezugsebene darstellt, die durch die Achse der Welle B hindurchgeht. Am Schlitten C ist ein Arm C³ befestigt, der hinter der Welle B nach unten ragt und dessen unteres Ende eine Laufrolle C⁴ trägt. Diese wird in Angriff mit einer zusätzlichen Welle B¹ gehalten, die nicht notwendig genau geradlinig zu verlaufen braucht, im Gehäuse A unterhalb der Bezugswelle B gelagert ist und sich mit ihrer Achse waagerecht innerhalb der Ebene erstreckt, die die V-Form der Lagerung des Schlittens auf der Bezugswelle halbiert.

Unmittelbar unter der Bezugswelle B ist ein Bauteil D¹ angebracht, das an dem Schlitten C mittels tragender Gelenkbänder D² befestigt ist, die in je einer senkrechten Ebene liegen, welche parallel zur Bezugswelle und auf der Vorderseite bzw. der Hinterseite der Bezugswelle verläuft. Dieses Bauteil/)¹ bildet einen Teil des im Ganzen mit D bezeichneten Rahmens, der sich nach vorn durch einen in der Vorderwandung des Gehäuses A hindurchgehenden Schlitz hindurcherstreckt und ein Paar Fühler E trägt, welche an der Prüffläche des Werkstücks F angreifen. Das Werkstück ist auf zwei Werkstückhaltern gelagert, die waagerecht in Abstand voneinander einstellbar sind und von denen jeder als Ganzes mit G bezeichnet ist (F i g. 2). Diese Halter G sind ihrerseits an der Vorderseite des Gehäuses A derart gelagert, daß die Achse der zylindrisehen Prüffläche des Werkstücks F sich waagerecht parallel zu der Bezugswelle B erstreckt und im allgemeinen in der gleichen Höhenlage wie die Achse dieser Bezugswelle verläuft. Um diese Einstellung der Lage des Werkstücks zu ermöglichen, besitzt jeder der Werkstückhalter G eine Konsole G¹, die am Gehäuse mittels je einer Befestigungsschraube G² festgemacht ist, und je einen V-förmigen Block G³, der an der oberen Seite je einer der Konsolen sitzt. Jeder der Konsolen G¹ ist in senkrechter Richtung mittels einer Stellschraube G⁴ einstellbar, während jeder der V-Blöcke G³ in waagerechter Vorwärts- und Rückwärtsrichtung relativ zur Konsole mittels einer Stellschraube G⁵ einstellbar ist.

Zum Prüfen einer äußeren zylindrischen Werkstück-Oberfläche wird je einer der beiden Fühler E in das untere Ende je eines von Armen D³ eines Rahmenteiles von umgekehrter U-Form eingeschraubt, der einen abnehmbaren Teil des Rahmen D an der Vorderseite des Gehäuses A bildet. Ein Querstück D⁴ dieses Rahmenteiles erstreckt sich über die Oberseite des Werkstückes in einer Richtung quer zu dessen Längsrichtung, und die beiden Fühler sind diametral zueinander nach Innen bzw. zur Prüffläche hin aufeinander zu gerichtet. Die Anordnung der Fühler E ist so getroffen, daß diese in einer Linie miteinander auf einer Normalen zu der Bezugsebene liegen, wobei diese Normale die Achse der Bezugswelle derart schneidet, daß sich die beiden Fühler, wenn der Schlitten der Welle bzw. Stange B entlang seine Vorschubbewegung ausführt, in einer im allgemeinen waagerechten, nachstehend als Arbeitsebene bezeichneten Ebene bewegen, die senkrecht zur Bezugsebene steht und die Bezugsebene in der Achse der Bezugswelle oder -stange B schneidet. Sind nun die Werkstückhalter G derart genau eingestellt worden, daß die Achse des zylindrischen Werkstückes F gleichfalls in der Arbeitsebene liegt, so bildet die die beiden Fühler enthaltende Ebene einen Durchmesser dieser Prüffläche. Die die Fühler E tragenden Arme D³ des Rahmenteiles von umgekehrter U-Form sind gleitend verschiebbar entlang der Längsrichtung des Querstückes D⁴ einstellbar, um dadurch entweder den einen oder den anderen der Fühler zum Angreifen an der Prüffläche zu bringen. Dabei ist eine Schraube Z)⁵ zum Feststellen jedes der Arme in der gewählten Einstell-Lage vorgesehen. Eine Feineinjustierung kann gewünschtenfalls durch Verschrauben jedes der Fühler £ relativ zu dem ihn tragenden Arm D³ bewerkstelligt werden.

Infolge der Biegsamkeit der Haltebänder D² wird der die Fühler E tragende Rahmen D entweder vorwärts oder rückwärts relativ zum Schlitten C derart gedrückt, daß der jeweils für die Abtastung gewählte Fühler E gegen die entsprechende Prüffläche des Werkstückes F angedrückt und in Angriff an dieser gehalten wird.

Bewirkt man nun eine Umschaltung auf den jeweils anderen der beiden Fühler E, so kann dieser Fühler wiederum in Angriff an der Werkstück-Prüffläche gehalten werden, so daß von den beiden Fühlern E, jeweils einer während einer von zwei aufeinanderfolgenden Vorschubstrecken an diametral einander gegenüberliegenden Punkten der Prüffläche angreifen kann. Der jeweils arbeitende Fühler E vollführt während der Vorschubbewegung eine Arbeits- bzw. Abtastbewegung in der Arbeitsebene in einer Richtung, die im wesentlichen senkrecht zur Vorschubrichtung verläuft, und zwar nach Maßgabe der Abweichungen der Werkstück-Prüffläche von geradlinigem Verlauf, wobei sich die Haltebänder D² entsprechend durchbiegen.

Bei der vorstehend beschriebenen Ausführungsform erfolgt die Bewegung des jeweils gerade arbeitenden Fühlers E relativ zur Bezugnahme lediglich zufolge einer Abweichung der Prüffläche des Werkstückes F von geradlinigen Verlauf, wobei etwa auftretende und von Abweichungen in der Geradlinigkeit der zusätzlichen Führungswelle oder -stange B herrührende Fehler dadurch auf ein Minimum verringert werden, daß die Arbeitsebene senkrecht zur Bezugsebene liegt, und diese Bezugsebene in der genau geradlinig verlaufenden Achse der Bezugswelle oder -stange B schneidet.

Als Detektor und Meßgerät für die Arbeits- bzw. Abtastbewegung des jeweils gerade arbeitenden Fühlers E, d. h. der Arbeitsbewegung des diesen Fühler tragenden Rahmens D relativ zum Schlitten C, dient ein elektromagnetischer Detektor.

Dieser Detektor ist im wesentlichen auf der gleichen Linie angebracht, die die Fühler E enthält, und

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besitzt eine Statorwicklung H an dem am Schlitten angebrachten Arm C³. Er besitzt ferner einen Anker H¹ an der Hinterseite des Rahmens D. Am Ausgang des Detektors H, H¹ wird dessen Ausgangsspannung zu Verstärkern und einem Meß- oder Anzeigeinstrument geführt, das zweckmäßig ein elektrisches Aufzeichnungsgerät bekannter Bauart ist. Die Ausführung des Aufzeichnungsgeräts ist vorzugsweise so getroffen, daß die beiden während zweier aufeinanderfolgender Vorschubstrecken aufgezeichneten Kurven mit Phasenübereinstimmung untereinander auf ein- und denselben Meßstreifen aufgezeichnet werden. Der Abstand zwischen den beiden Kurven ist kennzeichnend und kann nach Wunsch durch eine Einjustierung am Verstärker eingestellt werden.

Veränderungen des Abstandes zwischen den beiden Kurven sind ein genaues Maß für Abweichungen des Durchmessers des zylindrischen Werkstückes F, während Abweichungen von der Geradlinigkeit einer Mittellinie zwischen den beiden Kurven eine genaue Anzeige von Fehlern in der Geradlinigkeit der jeweiligen Prüffläche des Werkstücks sind.

Um genaue Ergebnisse zu erhalten ist es wesentlich, die Prüffläche hinsichtlich ihrer Achse genau in der Arbeitsebene zu lagern bzw. abzustützen, soweit diese Genauigkeit trotz etwaiger Fehler in der Geradlinigkeit dieser Achse möglich ist. In diesem Sinne werden die Werkstückhalter G beim Einrichten der Reihe nach einjustiert, wobei der eine der Fühler E verschoben wird, bis er dem einjustierten Werkstückhalter G benachbart ist oder an diesen anliegt, bis bei jedem Durchlauf sich eine Ablesung eines Maximums an einem direkt anzeigenden Meßinstrument ergibt. Eine zusätzliche Erleichterung des Einrichtens kann man durch eine Vorrichtung erzielen, durch die der jeweils arbeitende Fühler E quer zur Prüffläche in einer senkrecht zu der Vorschubrichtung verlaufenden Richtung abgelenkt wird. Zu diesem Zweck wird die an der Zusatzwelle B¹ vorgesehene Laufrolle C⁴ mittels einer Stellschraube C⁵ gehalten, die zur zusätzlichen Führung hin oder von dieser weg einstellbar ist. Durch Einstellen dieser Stellschraube C⁵ wird der Fühlerschlitten D um einen kleinen Winkel um die Bezugswelle oder -Stange B gedreht und wird hierdurch eine Bewegung des gerade arbeitenden Fühlers E in im allgemeinen vertikaler Richtung herbeigeführt. Einjustieren der Werkstückhalter G wird derart bewerkstelligt, daß für mindestens zwei in Richtung der Vorschubbewegung des Fühlers E in Abstand voneinander befindlichen Stellungen dieses Fühlers ein und dieselbe Einstellung der Stellschraube C⁵ maximale Ablesungen im Meßinstrument hervorruft.

Um einen Wechsel in den Richtungen herbeizuführen, in denen der die Fühler tragende Rahmen D jeweils gedrückt wird, kann zweckmäßig eine Federgelenkeinrichtung angewendet werden; z. B. kann eine Blattfeder / als Verbindung zwischen dem Unterteil des die Fühler tragenden Rahmens D und einem kleinen angelenkten Arm Z¹ angebracht werden, der an einer Konsole J- des Armes C³ unter der Ebene der Bezugswelle B vorwärts und rückwärts bewegbar ist. Die Blattfeder / wird so angebracht, daß sie entweder eine nach vorn oder nach hinten gebogene Form annimmt, wodurch zwei Arbeitslagen des angelenkten Armes J¹ bestimmt werden. Am angelenktem Arm /' ist zwischen der vorderen und der hinteren Arbeitsstellung mittels eines Druckknopfes oder einer Einstellschraube P bewegbar, vorzugsweise gegen den Druck einer Gegenfeder /⁴.

Vorzugsweise ist der Rahmenteil D³, Z)⁴ von umgekehrter U-Form als abnehmbarer Teil des Rahmens D ausgebildet, um ein Auswechseln gegen einen anderen Rahmenteil mit Fühlern E zu ermöglichen, z. B. zum Prüfen einer inneren zylindrischen Werkstück-Oberfläche (vgl. F i g. 4, 5 und 6). Der auswechselbare Rahmenteil D³, D⁴ besitzt zweckmäßig die Form

ίο eines länglichen, im allgemeinen in einer horizontalen Ebene liegenden Rechtecks, dessen eine lange Seite D⁶ abnehmbar ist und durch den Innenraum des Werkstückes F parallel zu dessen Längsachse hindurchragt. Dieser abnehmbare Arm D^c> ist als Rohr mit geringem Gewicht ausgebildet und trägt zwei Fühler E¹ in colinearer Ausrichtung. Die Ausführungsform ist so getroffen, daß die zwei Fühler Eⁱ während der ganzen Vorschubstrecke in einer Arbeitsebene liegen, die senkrecht zu der Bezugsebene durch die Achse der Bezugswelle oder -stange B verläuft. Das Werkstück F wird durch Einjustieren der Werkstückhalter G wieder so eingestellt, daß auch die Längsachse der Prüffläche in dieser Arbeitsebene liegt. Die Enden des abnehmbaren Armes D⁶ sind an den Endgliedern D⁸ des Rahmenteils mittels Zapfen- und Schlitzkupplungen in der Weise befestigt, daß der Arm D⁶ vorwärts oder rückwärts bewegbar ist, um dadurch den einen oder den anderen der Fühler E¹ in Angriff an der Prüffläehe zu bringen. Feststellschrauben Z>⁹ sind an den Enden des Rahmenteils zum Festklemmen des Armes D⁶ in der jeweils für die Einjustierung gewählten Lage vorgesehen. An dem einen (in F i g. 4 links) Ende des Rahmenteils ist die Kupplung zusätzlich als eine Gelenklagerung ausgebildet, derart, daß durch Verstellen einer am anderen Ende des Rahmenteils angebrachten Stellschraube £>¹⁰, mit der der Arm Z?⁶ mittels einer Spannfeder D¹¹ in Anlage gehalten wird, eine Feineinjustierung der Stellung jedes der Fühler E¹ bewerkstelligt werden kann.

Es ist ersichtlich, daß die vorstehend beschriebenen Ausführungsformen nur beispielsweise beschrieben sind und auf verschiedene Art und Weise im Rahmen des Erfindungsgedankens abgeändert werden können; z. B. kann die Bezugswelle B durch eine genau runde, aber nicht unbedingt genau geradlinige, ständig in Drehung versetzte Welle oder Stange ersetzt werden. In diesem Falle stellt die Mittelstellung der Achse dieser Welle eine genau geradlinige Bezugsso linie dar. Ferner ist zu bemerken, daß, falls die zusätzliche Führungswelle B¹ durch eine zweite genau geradlinige Welle oder Stange gebildet wird, es nicht wesentlich ist, daß die die Fühler enthaltende Arbeitsebene die Achse der Bezugswelle B schneidet.

Außerdem ist ersichtlich, daß die geradlinige Bezugslinie auch auf verschiedene andere Weise als eine Bezugswelle oder- stange gebildet werden kann. Weiterhin kann die Arbeits- bzw. Abtastbewegung jedes der Fühler auch relativ zu dem diese tragenden Rahmen vom Detektorgerät festgestellt und gemessen werden. In jedem Fall können zwei Detektoren verwendet werden, um es möglich zu machen, daß beide Fühler während ein- und desselben Vorschub- bzw. Überschreitungsvorgangs an der Meßfläche in Tätigkeit sind. Im Falle der letztgenannten Ausführungsform ist es nicht notwendig, daß der die Fühler tragende Rahmen relativ zum Schlitten biegsam gelagert ist; vielmehr kann dann dieser

Rahmen als ein Teil des Schlittens betrachtet und gestaltet werden. Schließlich kann die eine oder andere der oben beschriebenen Ausführungsformen auch zum Prüfen einander gegenüberliegender Flächen einer Platte oder Stange verwendet werden, und

zwar, um Abweichungen von dem glatten Verlauf oder der Geradlinigkeit einer solchen Fläche in der Längsrichtung der Platte oder Stange und um Abweichungen von der Parallelität dieser Flächen zueinander zu messen.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (8)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum Messen oder Anzeigen eines Mangels an dem geradlinigen Verlauf einer Oberfläche eines Werkstücks, insbesondere einer zylindrischen Oberfläche, bei der zwei an einem Schlitten gelagerte Fühler entlang der Prüffläche in Richtung je einer von zwei am Werkstück einander diametral gegenüberliegenden Linien vorschiebbar sind und am Schlitten so gelagert sind, daß jeder der Fühler während einer Vorschubbewegung eine Abtast- bzw. Arbeitsbewegung in einer im allgemeinen zur Prüffläche senkrechten Richtung ausführt und hierdurch ein Detektorgerät steuert, dessen Ausgabe einem Meß- oder Anzeigegerät für die gewünschte endgültige Anzeige zugeführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Schlitten (C) mittels einer eine Bezugsebene definierenden Führungsvorrichtung (B, C²) zur Ausführung der Vorschubbewegung verschiebbar gelagert ist und daß ferner die beiden Fühler (E, E¹) am Schlitten (C) in einer ihnen gemeinsamen Ebene gelagert sind, die die Bahnen der Abtast- bzw. Arbeitsbewegungen beider Fühler während ihrer Vorschubbewegung enthält und senkrecht zur Bezugsebene verläuft, wobei die Schnittlinie der beiden Ebenen eine genaue geradlinige Bezugslinie definiert und die Arbeits- bzw. Abtastbewegung jedes der Fühler während seiner Vorschubbewegung den Mangel an glattem bzw. geradlinigem Verlauf jeweils derjenigen Linie der Prüffläche repräsentiert, der entlang je einer der Fühler seine Vorschubbahn ausführt, und daß das Detektorgerät (H, H¹) auf die Abtast- bzw. Arbeitsbewegung jeder der Fühler für sich derart anspricht, daß das Meß- oder Anzeigegerät zwei Anzeigen bzw. Meßdaten liefert, von denen je eine bzw. eines jeweils die Abtast- bzw. Arbeitsbewegungen je eines der beiden Fühler repräsentiert.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Fühler (E) durch einen Rahmen (D), der am Schlitten (C) relativ zu diesem in einer Bewegungsrichtung bewegbar gelagert ist, getragen sind, daß ferner durch eine Umschalt-Vorrichtung (Di bis D⁵, J, J^r. bis /⁴) wahlweise der eine oder der andere der beiden Fühler in Angriff an der Prüffläche bringbar ist, und daß der Rahmen (D) die Arbeitsbewegung des jeweils gerade arbeitenden Fühlers auf das Detektorgerät (H, H¹) überträgt.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Umschaltvorrichtung (D¹ bis D⁵, J, J¹ bis /⁴) eine Federgelenkeinrichtung (J, J¹ bis 7⁴) enthält, durch die der die Fühler tragende Rahmen (D) wahlweise mit Spannkraft in die eine oder andere von zwei einander entgegengesetzten Richtungen drückbar ist.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Fühler (E¹) co-linear so gelagert sind, daß je einer auf der einen bzw. der anderen inneren Seite eines rohrförmigen Werkstücks (F) in jeweils miteinander korrespondierenden einander gegenüberliegenden Punkten angreift.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß eine Einjustiereinrichtung (G, G¹ bis G⁵) zum Einstellen der Lage des Werkstückhalters (G) relativ zur Bezugslinie vorgesehen ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Werkstückhalter aus zwei Teilen (G) besteht, die in der Vorschubrichtung in Abstand voneinander angeordnet sind und von denen jeder in zwei zueinander senkrechten und zur Vorschubrichtung senkrechten Richtungen verstellbar ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungsvorrichtung eine genau geradlinig verlaufende Stange oder Welle (B) enthält, und daß der Schlitten (C) an dieser Welle oder Stange (B) mittels einer V-förmigen Lagerung (C, C¹, C²) axial beweglich geführt ist, die durch in Achsrichtung in Abstand voneinander angeordnete Paare von in Winkelabstand voneinander befindlichen Lagergliedern (C¹ bzw. C²) gebildet ist, die die Schenkel der V-Form bestimmen, deren Halbierungsebene die Bezugsebene bildet, die von der die beiden Fühler (E bzw E¹) enthaltende Arbeitsebene in der Achse der Welle (B) geschnitten wird, und daß ferner, die Führung (B) ein zusätzliches Führungsglied (B¹) im wesentlichen zur Verbindung einer Drehbewegung des Fühlerschlittens aufweist.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Fühler (E) von einem abnehmbaren Rahmenteil (D³, D⁴) getragen werden, der am Rahmen (D) auswechselbar angebracht ist.