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Meßgerät zum Ermitteln der Winkel an Kegelbohrungen in einem Werkstück
und Feststellen des größten Durchmessers dieser Bohrungen Beim Herstellen der konischen
Bohrung eines Werkzeutmittelteiles benötigte man bisher zum Fertigdrehen einen konischen
Meßdorn, nach der Wärmebehandlung noch einen konischen Meßdorn zum Schleifen und
im dritten Arbeitsgang noch den Vorgang, daß das zum Mittelteil gehdrende Ober-oder
Unterteil angepaßt wurde. Da die konischen Bohrungen im Durchmesser und im Winkel
verschieden sein können, war eine gröBere Anzahl von Einpassungswerkzeugeri erforderlich.
Wurde ein Werkstück, wofur bereits Meßdorne vorrätig waren, nun geringfügig geändert,
so mußten auch die dazugehörigen Meßdorne angepaßt werden.
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Der größte Durchmesser der Kegelbohrung konnte bisher nur mittels
eines optischen Profilprojektors genau gemessen werden. Waren jedoch die Kanten
an dem grdßten Durchmesser abgerundet, dann war
auch diese Meßweise
nicht anwendbar. Nachdem der Durchmesser bisher nicht oder nur ungenau gemessen
werden konnte, war es erforderlich, als letzten Arbeitsgang das Oberteil oder Unterteil
dem Mittelteil zeitraubend anzupassen.
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Da eine konische Bohrung in Durchmesser und Winkel bisher nur ungenau,
zeitraubend und mühevoll ausgebildet werden konnte, entstand das Bedürfnis, ein
Meßgerät zu entwickeln, mit welchem diese Nachteile behoben werden konnten. Daraus
ergab sich, daß die erwähnten Teile getrennt gefertigt wurden. Die Einpaßarbeit
entfällt hier.
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Die Erfindung bezieht sich auf ein Meßgerät, mit welchem der. Tinkel
an Kegelbohrungen in einem Werkstück und der größte Durchmesser dieser Bohrung ermittelt
wird. Sie verfolgt die Aufgabe, beim Messen der Winkel und beim Ermitteln des gröBten
Durchmessers in Werkstücken, welche Kegelbohrungen aufweisen, mit einem universal
gebrauchsfähigen Meßgerät auszukommen und die bisher beim Messen umständliche und
zeitraubende Arbeitsweise wesentlich zu vereinfachen. Die Kegelmantelfläche der
konischen Bohrung entsteht durch Rotation einer geraden oder einer krummen Linie.
Im letzteren Fall ergibt sich jedoch, daß die entstehende Kegelmantelfläche schwach
konkav oder konvex wird. Das gemäB der Erfindung vorgeschlagene MeBgerät ermöglicht
auch die Kontrolle bzw. berprufung der schwach konvexen oder konkaven Kegelmantelflächen.
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Die erwähnten Aufgaben werden gemma3 der Erfindung dadurch gelost,
da$ an einer, sich um ihre Längsachse drehbaren Spindel ein verschiebbarer
Kegel
vorgesehen ist und mit dem Kegel eine Gruppe schwenkbarer MeBbacken zusammenwirken
und daB in einer das MeBgerät umfassenden Büchse verschiebbare Anschläge in verteilter
Anordnung eingebaut sind, die beim Stoßen auf die Planfläche des zu messenden Werkstuckes
die Verschiebung begrenzen.
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Eine weitere Ausbildung der Erfindung besteht darin, daß zum Verdrehen
der Spindel und zum Betätigen der Anschläge ineinander geführte, verdrehbare Zylinder
vorgesehen sind, welche Skalen und Nonien aufweisen.
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Bei dem Meßgerät sind Skalenanordnungen derart vorgesehen, daß aus
dem gemessenen Winkel der Bohrung und dem Verschiebungswert der Anschläge unter
Benutzung von Tabellen der grotte Durchmesser der Kegelbohrung zu ermitteln ist.
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Der als Begrenzer wirkende Anschlag liegt auf der Winkelhalbierenden
des Winkels, welcher von zwei benachbarten Meßbacken eingeschlossen ist.
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Außerdem ist jede Meßbacke dem Einfluß elastischer Mittel ausgesetzt
und gegen den Kegel angedrückt.
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Die Erfindung ist in der Beschreibung unter Hinweis auf die angeschlossenen
Zeichnungen eines Ausführungsbeispieles erläutert. Die Fig. 1 zeigt das Meßgerät
in Ansicht, während in der Fig. 2 dasselbe im oberen Teil in Ansicht und im unteren
Teil im Achsialschnitt dargestellt ist. Die Fig. 3 zeigt das Meßgerät im Achsialschnitt.
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In Fig. 4 ist die Aufhängung der Meßbacken in Draufsicht und in Fig.
5 schematisch und übersichtlich die Wirkungsweise des Meßgerätes bei der Ermittlung
der Winkel-und der Durchmesser gezeigt.
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1 zeigt die Spindel, deren unteres Ende einen Kegel 2 tragt, während
an dem oberen Ende der Spindel ein um die Längsachse der Spindel verdrehbaren Meßzylinder
3 verschraubt ist. Außerdem ist zwischen dem MeEzylinder 3 und dem Kegel 2 auf der
Spindel 1 ein Meßbackenlager 4 für die Meßbacken 5 mittels eines Stiftes 6 befestigt.
Wie die Fig. 1 zeigt ist der Querschnitt jeder Meßbacke derart gewählt, daß die
Backe lediglich nach einer Linie aufliegt. Das Meßbackenlager hat die Form einer
Scheibe (Fig. 4) und besitzt am Umfang drei um 120° versetzte Einschnitte 7, wobei
jeder Einschnitt auf beiden Seiten Einkerbungen 8 besitzt, in welchen die Meßbacken
schwenkbar eingesetzt sind. Die Meßbacken können auch mittels Bolzen gelagert werden.
Jede Meßbacke hat einen Ansatz 9, der auf der Mantelfläche des Kegels 2 beim Verdrehen
der Spindel 1 gegen die Spindel oder von dieser wegbewegt wird. Außerdem steht jede
Meßbacke unter dem Einfluß eines elastischen Mittels 10 wie Federn o. dgl., so daß
sie dauernd mit ihrem Ansatz an die Mantelfläche des Kegels gedruckt wird. Der Kegel
hat einen Führungsstift 11, so daB erachsial verschoben werden kann.
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Der MeBzylinder 3 ist in eine Zentrierbüchse 12, die mit dem Meßbackenlager
4 verstiftet und verschraubt ist, gefAhrt. AuBerdem ist die Büchse 14 ebenfalls
mit dem MeBbackenlager 4 verstiftet und verschraubt. Die Meßtrommel 13 ist in Richtung
der Spindelachse
spielfrei gefuhrt. In der Büchse 14 sind drei
Bohrungen um je 120° und zu den verteilten Meßbacken um 60° versetzt ausgebildet
(wie Fig. 4 zeigt). In diesen Bohrungen sind Stifte 15 eingesetzt, welche in der
Richtung der Spindelachse verschiebbar sind und als Anschläge dienen.
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Am Meßzylinder 3, der Zentrierbüchse 12, der Meßtrommel 13 und der
Büchse 14 sind Skalen und Nonien zum genauen Ablesen der jeweiligen Bewegung bzw.
Verdrehung vorgesehen. In dem Meßzylinder 3 ist eine Innenbüchse 3'angeordnet, welche
bei der Drehung des Meßzylinders in der Richtung der Längsachse der Spindel 1 verschoben
wird, denn sie wird durch den Anschlag 17 am Drehen gehindert. Auf dieser Innenbüchse
3'ist eine Skala 3"vorgesehen, mit der man in Verbindung mit der Skala am Meßzylinder
3 die Ganzen der Grade ablesen kann.
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Zum Festetellen der Höhe beim Ermitteln des Durchmessers ist auf
einem Stift 15 ebenfalls eine Skala 14'angebracht, die in der gleichen Weise wie
oben gesagt die ganzzahligen verte in Millimetern anzeigt, während die Bruchteile
der Verschiebung auf dem Rand 14"der Büchse 14 ermittelt werden. Hier ist zu der
Teilung 14"die Nullstellung auf der Meßtrommel 13 eingesetzt.
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Die Erzeugende des Mantels des Kegels muß eine krumme Linie sein,
damit bei jeder Umdrehung des Meßzylinders 3 die MeBbacken 5 immer um einen bestimmten
Betrag von ganzzahligen Werten ausschwenken.
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@ Die Beschaffenheit der krummen Erzeugenden kann rechnerisch in Ab-@
von dem bestimmten Betrag der Grade ermittelt werden.
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Zum Bestimmen des Winkels wird das beschriebene Meßgerät in das zu
messende Werkstück 16 und zwar in die Kegelbohrung eingesetzt.
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Durch Drehen, des MeBzylinders 3 wird unter Vermittlung der Spindel
1 der Kegel 2 verschoben, wobei die MeBbacken 5 so weit ausschwenken, bis sie an
der zu messenden Konusfläche des Werkstückes satt aufliegen (Fig. 5). Der Winkel
des Konus im Verkstück kann jetzt an den Skalen und dem Nonius des MeBzylinders
3 abgelesen werden.
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Zum Messen des oberen Durchmessers D'des jetzt hinsichtlich des Winkels
gemessenen Werkstückes. 16 verschiebt man die Stifte 15 durch Drehen der MeBtrommel
13 auf die Planfläche des Werkstückes (Fig. 5). Auf der Skala und dem Nonius der
Büchse 14 wird jetzt die Höhe h als Verschiebungswert abgelesen. GemäB der Gleichung
h tg @ = x ergibt sich der Wert x aus den Tabellen. Von dem Durchmesser D (Fig.
5), welcher durch die Konstruktion des Meßgerätes festliegt und unveränderlich ist,
wird jetzt der vert 2x--= 2 h tg gemäß der Beziehung D1 = D-2 h tg.abgezogen,sodaß
der jeweilige Wert D1 gleich ermittelt ist.
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Läßt sich das Meßgerät beim I : lessen des Winkels der Kegelbohrung
nicht satt auflegen, so ist die Kegelmantelfläche konkav. Soll gepruft werden, ob
z. B. die Kcgelmantelfläche konvex ist, dann trägt man auf eine Meßbacke 5 etwas
Touschierpaste auf, setzt das MeBgerät in die zu messende Bohrung ein und dreht
es ein paar Mal um die Spindelachse. Das Touschierbild zeigt dann die Beschaffenheit
der Bohrung.
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Es kann auch der Fall eintreten, daß die Kegelbohrung schief zur Achse
eines Werkstückes liegt. Diesen Fall zeigt das Meßgerät an, wenn bei der Messung
des Durchmessers lediglich ein oder zwei Anschläge 15 auf die Planfläche des Werkstückes
zu liegen kommen.
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Das Werkstück ist dann ein Ausschuß, sofern die schiefe Lage der Bohrung
unerwunscht ist.
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Die mit der vorliegenden Erfindung erzielten Vorteile bestehen u.
a. darin, daB ein Vorrat von verschiedenen den Meßvorgängen angepaßten Meßwerkzeugen
nicht mehr erforderlich ist und daB man mit einem fUr mehrere Meßvorgänge bestimmten
Meßgerät in der kürzesten Zeit-im Gegensatz zu früher-Überprüfungen im Betrieb vornehmen
kann.