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Die Erfindung betrifft ein Meßgerät für Innenkegel mit zwei Meßschnäbeln,
von denen einer an dem starren Träger einer Meßuhr od. dgl. frei schwenkbar gelagert
ist und über ein Stellglied mit dem Zeiger der Meßuhr zur Anzeige des Schwenkwinkels
in bewegungsabhängiger Verbindung steht.
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Bei dem aus dem deutschen Gebrauchsmuster 1 779 194 bekannten Prüfgerät
dieser Art muß der nicht auf die Meßuhr wirkende Meßschnabel zum Messen von Innenkegeln
mit unterschiedlichen Kegelwinkeln jeweils ausgetauscht werden. Mit diesem bekannten
Gerät ist das Messen eines beliebigen Durchmessers des Innenkegels nicht möglich.
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Die aus den deutschen Patenten 946 483 und 952213 bekannten Prüfgeräte
anderer Art zum Messen von Außenkegeln sind nicht ohne weiteres zum Messen von Innenkegeln
geeignet. Auch mit diesen bekannten Geräten ist es nicht möglich, einen beliebigen
Durchmesser an einem Innenkegel zu messen.
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Das ebenfalls nicht unter den Gattungsbegriff der Erfindung fallende
bekannte Prüfgerät für Außenkegel aus dem deutschen Gebrauchsmuster 1746779 ist
zum Messen von Innenkegeln unbrauchbar und bietet keine Möglichkeit, einen Durchmesser
an einem Innenkegel zu messen.
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Zum Messen von Innenkegeln ist es bekannt, für eine senkrecht in
eine ebene Stirnfläche des Prüflings mündende kegelförmige Bohrung, bei welcher
auch der Durchmesser der Mündung zu prüfen ist, einen korrespondierenden kegelförmigen
Hilfsdorn anzufertigen. Der Kegel des Hilfsdorns ist an seinem dickeren Ende, dessen
Durchmesser um einen ausgewählten Betrag größer ausgeführt ist als der zu prüfende
Solldurchmesser, zu einem bundartigen Ansatz erweitert. Nachdem der Kegel des Hilfsdornes
formschlüssig in die Bohrung des Prüflings eingesetzt ist, wird der Abstand zwischen
der Stirnfläche mit der zu prüfenden Öffnung und dem Ansatz des Hilfsdornes gemessen.
Mit den trigonometrischen Beziehungen am Kegel muß aus dem Abstand und der Neigung
der Sollwert für den Abstand bestimmt werden.
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Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht darin, das bekannte
Meßgerät der eingangs genannten Art derart weiterzubilden, daß neben der Neigung
auch ein charakteristischer Durchmesser der Ausnehmung meßbar ist und sowohl das
Auswechseln des einen Meßschnabels als auch das Anfertigen eines Hilfsdornes wegfällt.
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Der Erfindung liegt unter anderem der Gedanke zugrunde, einen von
dem zu prüfenden charakteristischen Durchmesser abhängigen Bezugsdurchmesser der
Ausnehmung unmittelbar zu messen.
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Gemäß der Erfindung ist bei einem Prüfgerät der eingangs genannten
Art vorgesehen, daß der nicht auf die Meßuhr wirkende zweite Meßschnabel an einem
über den starren Führungsarm des Meßuhrträgers längsverschieblichen Schieber schwenkbar
gelagert und in beliebigen Winkelstellungen feststellbar ist und daß sowohl der
Meßuhrträger als auch der Schieber Auflageteile zur Ausrichtung der beiden Schwenkachsen
der Meßschnäbel in eine kegelachsnormale Bezugsebene sowie parallele Distanzflächen
zur Einstellung der beiden Schwenkachsen in einen kegelachsnormalen Sollabstand
relativ zueinander aufweisen und daß auf dem starren Führungsarm eine mikrometerartige
Anzeigevorrichtung zur Anzeige der Abweichung des Istabstandes vom Sollabstand der
beiden Schwenkachsen angeordnet ist.
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Durch die Erfindung ist es möglich, beispielsweise denjenigen Bezugsdurchmesser
einer kegelförmigen Bohrung unmittelbar zu messen, der in der gemeinsamen Ebene
der Schwenkachsen der Meßschnäbel liegt.
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Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht darin, daß der Meßbereich
für den Durchmesser bzw. für einen charakteristischen Abstand lediglich von der
Länge des Führungsarmes für den Schieber bestimmt und daher beliebig erweitert ist.
Desgleichen können mit dem erfindungsgemäßen Meßgerät beliebige Neigungswinkel geprüft
werden.
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Die Unteransprüche haben vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen
Meßgerätes zum Gegenstand.
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Einzelheiten der Erfindung sind im folgenden an Hand der Zeichnung
näher erläutert. In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen
Meßgerätes dargestellt. Es bedeutet F i g. 1 einen Schnitt durch das Meßgerät, F
i g. 2 eine Ansicht des Meßgerätes in Pfeilrichtung II der F i g. 1, F i g. 3 einen
Schnitt durch einen Prüfling.
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Das Meßgerät weist ein Gehäuse 10 auf, an dem ein Führungsarm 11
bei 12 starr befestigt ist. Das Gehäuse 10 ist mit einem starren Ausleger 13 versehen,
an dem ein erster zylindrischer Meßschnabel 14 um eine Achse 15 schwenkbar gelagert
ist.
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Auf dem Führungsarm 11 ist ein Schieber 16 drehfest, jedoch verschiebbar
geführt. Der Schieber 16 weist einen starren Ausleger 17 auf, an dem ein zweiter
zylindrischer Meßschnabel 18 um eine zur Achse 15 parallele Achse 19 schwenkbar
gelagert ist. Bei der Ermittlung des Ist-Kegelwinkels ist der zweite Meßschnabel
18 durch eine Feststellvorrichtung 20 starr mit dem Schieber 16 verbunden.
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Die Feststellvorrichtung 20 weist ein Reibglied 21 auf, das auf ein
Lagerteil 22 kraftschlüssig einwirkt.
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Das Lagerteil 22 ist auf einem Lagerbolzen 23 drehbar gelagert und
mittels bei 24 angedeuteter Schrauben fest mit dem Meßschnabel 18 verbunden. Auf
das Reibglied 21 wirkt ein stangenförmiges Stellglied 25 ein, das durch einen exzentrischen
Nocken 26 einer Stellscheibe 27 in Richtung des Reibgliedes 21 verschiebbar und
in einer Bohrung 28 des Schiebers 16 geführt ist. Die ringförmige Stellscheibe 27
ist drehbar, jedoch axial unverschiebbar auf einem rohrförmigen Ansatz 29 des Schiebers
16 angeordnet.
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Der erste Meßschnabel 14 ist mittels der bei 30 angedeuteten Schrauben
mit einem Lagerteil 31 fest verbunden. Das Lagerteil 31 ist auf einem Lagerbolzen
32 drehbar angeordnet, der in den beiden Gabelenden 33 und 34 des gabelförmigen
Auslegers 13 gelagert ist.
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Das Lagerteil 31 des ersten Meßschnabels 14 ist durch eine Kupplung
35 mit einem ebenfalls gabelförmigen Stellglied 36 lösbar verbunden, das mit seinen
beiden Gabelenden 37 und 38 auf dem Lagerbolzen 32 drehbar gelagert und mit einem
stangenförmigen Stellglied 39 verschraubt ist. Die Kupplung 35 besteht aus einem
mit dem Lagerteil 31 zusammenwirkenden Reibglied 40, an dem ein zapfenförmiger Ansatz
41 des Stellgliedes 39 angreift.
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Das Stellglied 39 steht mit dem Zeiger 42 einer Meßuhr 43 mit einer
Werteskala 44 für Neigungswinkel in bewegungsabhängiger Verbindung. Zu diesem Zweck
ist das Stellglied 39 in einer schlitzförmigen Ausnehmung 45 des Gehäuses 10 beweglich
angeordnet.
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Der Schieber 16 weist eine Stellschraube 46 auf, die in eine Längsnut
47 des Führungsarmes 11 eingreift.
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Auf dem Führungsarm 11 ist weiterhin eine mikrometerartige Meßvorrichtung
48 angeordnet, die im wesentlichen aus zwei Schraubhülsen 49 und 50 besteht. Die
Teile 49 und 50 sind schraubbeweglich miteinander verbunden, wobei die Schraubhülse
50 durch eine Stellschraube 51 am Führungsarm 11 feststellbar ist. Die Stellschraube
51 greift ebenfalls in die Längsnut 44 des Führungsarmes 11 ein.
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An seinem freien Ende ist in den Führungsarm 11 eine Anschlagschraube
52 eingeschraubt.
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Sowohl am Gehäuse 10 wie auch am Schieber 16 ist je ein plattenförmiges
Auflageteil 53 bzw. 54 mit einer Auflagefläche 55 bzw. 56 befestigt. Die Auflageflächen
55 und 56 liegen in einer gemeinsamen Richtebene, die parallel zu der Ebene der
beiden Schwenkachsen 15 und 19 verläuft. Der Abstand dieser beiden Ebenen ist mit
a angegeben, während der gegenseitige Abstand der Schwenkachsen 15 und 19 mit xa
bezeichnet ist.
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Die Meßkanten 57 und 58 der Meßschnäbel 14 und 18 verlaufen längs
je einer Geraden Glo bzw. Gll, die in den strichpunktiert angedeuteten Stellungen
für den größten Neigungswinkel Ymaz die Auflageflächen 55 und 56 in den Punkten
P10 und P11 schneiden.
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Der Abstand der Punkte P10 und P11 ist mit dc angegeben. Aus der Zeichnung
ist ersichtlich, daß die Auflageflächen 55 und 56 teilweise außerhalb des Kreises
mit dc als Durchmesser liegen, so daß auch beim Prüfen von Maximalneigungen immer
noch ein Teil jeder Auflagefläche am Gerät für dessen Ausrichtung gegenüber dem
Innenkegel am Prüfling zur Verfügung steht.
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Der senkrechte Abstand jeder Meßkante 57 bzw. 58 von der zugehörigen
Schwenkachse 15 bzw. 19 ist mit b angegeben. Dem lichten Abstand zwischen den Ausleger
13 und 17 von Gehäuse 10 und Schieber 16 ist das Bezugszeichen xal zugeordnet.
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An den Ausleger 13 und 17 sind korrespondierende, planparallele Distanzflächen
13 a und 17a vorgesehen, deren Abstand zur benachbarten Schwenkachse 15 bzw. 19
mit z,3 bzw. z,7 angegeben ist. Diese Flächen dienen zur Ausrichtung der Schwenkachsen
15 und 19 in einen festgelegten Sollabstand xa; hierbei wird ein Endmaß mit der
Nennlänge xal = xa - (z,3 + z,7) an den Flächen 13a und 17a zur Anlage gebracht,
so daß die Schwenkachsen 15 und 19 den Sollabstand Xa aufweisen. Der Zweck dieser
Maßnahme wird an Hand der F i g. 3 erläutert.
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Der in F i g. 3 schematisch dargestellte Prüfling 59 weist eine ebene
Stirnfläche 60 auf. In den Prüfling 59 ist eine-kegelförmige Ausnehmung 61 eingebracht,
deren Achse 62 auf der Fläche 60 senkrecht steht.
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Zu prüfen ist sowohl der Neigungswinkel y zwischen der Mantellinie
63 bzw. 64 der Ausnehmung 61 und der Achse 62 als auch der Mündungsdurchmesser Do
in der Fläche 60.
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Der Erfindungsgedanke besteht darin, statt des Durchmessers Do einen
diesem verhältnisgleichen Bezugsdurchmesser da in einer Ebene zu messen, die parallel
zur Stirnfläche 60 liegt. Zweckmäßigerweise wird diejenige Bezugsebene ausgewählt,
die den Abstand a zur Fläche 60 aufweist. Die Größe a bedeutete am Meßgerät den
jeweiligen senkrechten Abstand
einer Schwenkachse 15 bzw. 19 zu der Richtebene der
Auflageflächen 55 und 56. Setzt man das Meßgerät mit seinen Auflageflächen 55 und
56 auf die Stirnfläche 60 des Prüflings auf und bringt die bei 314 und 318 angedeuteten
Meßschnäbel an den Neigungskanten 63 und 64 zur Anlage, dann ergeben sich die in
F i g. 3 skizzierten geometrischen Verhältnisse für die Durchmesser Do und da in
bezug auf die Gerätekonstanten a und b beim Neigungswinkel y.
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Die Größe Xa, die mittels der Teile 10 bzw. 11 und 16 des Meßgerätes
gemessen werden kann, hängt durch die Beziehung xa = D, - 2 (b cosy + a tgy) vom
Mündungsdurchmesser Do ab. Infolgedessen kann der Sollwert für xa bzw. xal in der
Prüfvorschrift für den Mündungsdurchmesser D0 im voraus angegeben werden.
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Die Art der Meßvorrichtung und des Verfahrens zum Messen der Abweichung
des Istwertes vom Sollwert für die Größe Xa, die durch die Beziehung xa = da - 2
b cos y vom ausgewählten Bezugsdurchmesser da abhängig ist, sind an sich beliebig.
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Beim Ausführungsbeispiel der Zeichnung wird die Abweichung auf folgende
Weise gemessen: Der Schieber 16 wird am Gehäuse 10 zur Anlage gebracht, so daß der
lichte Abstand Xai gleich 0 wird.
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Durch ein Endmaß mit der Nennlänge Xa1, das zwischen die Ausleger
13 und 17 eingesetzt und an den Flächen 13a und 17a zur Anlage gebracht wird, kann
der Schieber 16 nach Lösen der Schraube 46 in die Stellung für den Sollwert der
Größe xal gebracht und wiederum am Führungsarm 11 festgestellt werden.
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Danach wird die Meßhülse 50 gegenüber dem Führungsarm 11 gelöst.
Die Anzeigemarke der Meßvorrichtung 48 muß auf die Null-Ziffer der zugehörigen Werteskala
justiert sein. Durch Verschieben der Meßhülse 50 wird die zugehörige Meßhülse 49
am Schieber 16, der gegenüber dem Ausleger 13 den Sollabstand Xai aufweist, zur
Anlage gebracht und die Stellschraube 51 angezogen.
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Nach Lösen der Feststellschraube 46 am Schieber 16 kann das Meßgerät
in der aus F i g. 3 ersichtlichen Weise am Prüfling ausgerichtet werden, so daß
der Schieberl6 gegenüber dem Auslegerl3 in den Istab stand gebracht ist. Zweckmäßigerweise
wird der Schieber 16 wieder mittels der Stellschraube 46 am Führungsarm 11 festgestellt.
Danach kann mittels der Meßhülse 49 unmittelbar die Abweichung des Istwertes vom
Sollwert der Größe mai und damit auch der Größe xa abgetastet werden.
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Die Meßhülsen 49 und 50 sind in einfacher Weise austauschbar.
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Weiterhin kann der Meßbereich des Meßgerätes dadurch geändert werden,
daß an den Auflageflächen 55 und 56 gleiche Endmaße bzw. gleichartige Distanzstücke
angesetzt oder daß die Teile 53 und 54 ausgetauscht werden.
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Die Meßschnäbel 14 und 18 sind durch Meßschnäbel mit anderen Abmessungen
austauschbar.
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Die Art der mit dem Meßschnabel 14 gekoppelten Meßvorrichtung für
den Neigungswinkel y ist ebenfalls an sich beliebig.
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Beim Ausführungsbeispiel der Zeichnung wurde eine Meßuhr 43 mit einer
Werteskala 44 für die unmittelbare Anzeige der Abweichung des Istwertes des
Neigungswinkels
vom Sollwert ausgewählt. Dementsprechend müssen vor dem eigentlichen Meßvorgang
die Meßschnäbell4 und 18 in die Stellung für die Soll-Neigung ausgerichtet sowie
die Zeiger 42 (für Winkelminuten) und 42a (für Winkelgrade) mit der zugehörigen
Null-Ziffer der Werteskala 44 zur Deckung gebracht werden.