DE1623162C

DE1623162C - Meßgerat fur Innenkegel

Info

Publication number: DE1623162C
Authority: DE
Inventors: Der Anmelder Ist
Original assignee: Kaiser, Karl, 6800 Mannheim Freudenheim
Publication date: 1971-02-18

Description

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.

Bei dem aus dem deutschen Gebrauchsmuster 1779 194 bekannten Prüfgerät dieser Art muß der nicht auf die Meßuhr wirkende Mcßschnabel zum Messen von Innenkegeln mit unterschiedlichen Kegelwinkeln jeweils ausgetauscht werden. Mit diesem bekannten Gerät ist das Messen eines beliebigen Durchmessers des Innenkegels nicht möglich.

Die aus den deutschen Patenten 946 483 und 952 213 bekannten Prüfgeräte anderer Art zum Messen von Außenkegeln sind nicht ohne weiteres zum Messen von Tnnenkegeln geeignet. Auch mit diesen bekannten Geräten ist es nicht möglich, einen beliebigen Durchmesser an einem Innenkegel zu messen.

Das ebenfalls nicht unter den Gattungsbegriff der Erfindung fallende bekannte Prüfgerät für Außenkegel aus dem deutschen Gebrauchsmuster 1 746 779 ist zum Messen von Innenkegeln unbrauchbar und bietet keine Möglichkeit, einen Durchmesser an einem Innenkegel zu messen.

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.

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.

Der Erfindung liegt unter anderem der Gedanke zugrunde, einen von dem zu prüfenden charakteristischen Durchmesser abhängigen Bezugsdurchmesser der Ausnehmung unmittelbar zu messen.

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 Führungsarin des Meßuhrträgers längsverschieblichen Schieber schwenkbar gelagert und in beliebigen Winkelstcllungen 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.

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. 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

ίο dem erfindungsgemäßen Meßgerät beliebige Neigungswinkel geprüft werden.

Die Unteransprüche haben vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Meßgerätes zum Gegenstand.

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 Fig. 1,
F i g. 3 einen Schnitt durch einen Prüfling.
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.

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.

Die Feststellvorrichtung 20 weist ein Reibglied 21 auf, das auf ein Lagerteil 22 kraftschlüssig einwirkt. 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.

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.
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.

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.

Der Schieber 16 weist eine Stellschraube 46 auf, die in eine Längsnut 47 des Führungsarmes 11 eingreift.

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 Fiihrungsarmes 11 ein.

An seinem freien Ende ist in den Führungsarm 11 eine Anschlagschraube 52 eingeschraubt.

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 α angegeben, während der gegenseitige Abstand der Schwenkachsen 15 und 19 mit x_a bezeichnet ist.

Die Meßkanten 57 und 58 der Meßschnäbel 14 und 18 verlaufen längs je einer Geraden G₁₀ bzw. C₁₁, die in den strichpunktiert angedeuteten Stellungen für den größten Neigungswinkel y_max die Auflageflächen 55 und 56 in den Punkten PlO und Pll schneiden. Der Abstand der Punkte FlO und Pll ist mit d_c angegeben. Aus der Zeichnung ist ersichtlich, daß die Auflageflächen 55 und 56 teilweise außerhalb des Kreises mit de, 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 Verfugung steht.

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 x_ai zugeordnet.

An den Ausleger 13 und 17 sind korrespondierende, planparallele Distanzflächen 13a und 17a vorgesehen, deren Abstand zur benachbarten Schwenkachse 15 bzw. 19 mit Z₁₃ bzw. z₁₇ angegeben ist. Diese Flächen dienen zur Ausrichtung der Schwenkachsen 15 und 19 in einen festgelegten Sollabstand x_a\ hierbei wird ein Endmaß mit der Nennlänge

.v₀₁ = xa- (Z₁₃ + Z₁₇)

an den Flächen 13a und 17a zur Anlage gebracht, so daß die Schwenkachsen 15 und 19 den Sollabstand x_a aufweisen. Der Zweck dieser Maßnahme wird an Hand der F i g. 3 erläutert.

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. Zu prüfen ist sowohl der Neigungswinkel y zwischen der Mantellinie 63 bzw. 64 der Ausnehmung 61 und der Achse 62 als auch der Mündungsdurchmesser O₀ in der Fläche 60.

Der Erfindungsgedanke besteht darin, statt des Durchmessers D₀ einen diesem verhältnisgleichen Bezugsdurchmesser da in einer Ebene zu messen, die parallel zur Stirnfläche 60 liegt. Zweckmäßigerweise wird diejenige Bezugsebene ausgewählt, die den Abstand α zur Fläche 60 aufweist. Die Größe α 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 D₀ und da in bezug auf die Gerätekonstanten a und b beim Neigungswinkel y.

ίο Die Größe .Y₀, die mittels der Teile 10 bzw. 11 und 16 des Meßgerätes gemessen werden kann, hängt durch die Beziehung

x_a = D₀ — 2 (b ■ cos y + a ■ tg y)

vom Mündungsdurchmesser D₀ ab. Infolgedessen kann der Sollwert für x_a bzw. .ν_αι in der Prüfvorschrift für den Mündungsdurchmesser D₀ im voraus angegeben werden.

Die Art der Meßvorrichtung und des Verfahrens zum Messen der Abweichung des Istwertes vom Sollwert für die Größe .v_a, die durch die Beziehung

Xa- d_a — 2 · b · COS y

vom ausgewählten Bezugsdurchmesser d_a abhängig ist, sind an sich beliebig.

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 x_ai gleich 0 wird.

Durch ein Endmaß mit der Nennlänge x_ai, 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 x_ai gebracht und wiederum am Führungsarm 11 festgestellt werden.

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 JCa₁ aufweist, zur Anlage gebracht und die Stellschraube 51 angezogen.
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 Schieber 16 gegenüber dem Ausleger 13 in den Istabstand 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 x_ai und damit auch der Größe x_a abgetastet werden.
Die Meßhülsen 49 und 50 sind in einfacher Weise austauschbar.

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.

Die Meßschnäbel 14 und 18 sind durch Meßschnäbel mit anderen Abmessungen austauschbar.

Die Art der mit dem Meßschnabel 14 gekoppelten Meßvorrichtung für den Neigungswinkel y ist ebenfalls an sich beliebig.

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 Meßschnäbel 14 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.

Claims

Patentansprüche:

1. 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, dadurch gekennzeichnet, daß der nicht auf die Meßuhr (43) wirkende zweite Meßschnabel (18) an einem über den starren Führungsarm (11) des Meßuhrträgers (10) längsverschicblichen Schieber (16) schwenkbar gelagert und in beliebigen Winkel-Stellungen feststellbar ist und daß sowohl der Meßuhrträger (10) als auch der Schieber (16) Auflageteile (53, 54) zur Ausrichtung der beiden Schwenkachsen (15, 19) der Meßschnäbel (14, 18) in eine kegelachsnormale Bezugsebene sowie parallele Distanzflächen (13a, 17a) zur Einstellung der beiden Schwenkachsen (15,19) in einen kegelachsnormalen Sollabstand (.Y₀) relativ zueinander aufweisen und daß auf dem starren Führungsarm (11) eine mikrometerartige Anzeigevorrichtung (48) zur Anzeige der Abweichung des Istabstandes vom Sollabstand (x_o) der beiden Schwenkachsen (15, 19) angeordnet ist.

2. Meßgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzeigevorrichtung (48) des Meßuhrträgers (10) für die lageveränderliche Schwenkachse (19) mit einem in eine O-Stellung justierbaren Meßanzeiger (Meßhülse 49) ausgerüstet ist und der Meßanzeiger (Meßhülse 49) jeweils einen von der O-Marke ausgehenden positiven und einen negativen Maßstab aufweist.

3. Meßgerät nach einem oder beiden der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß am Schieber (16) eine Nockenscheibe (26) drehbar gelagert ist und daß die Nockenscheibe (26) auf eine Reibschlußverbindung (Reibkörper 21) zwischen dem Schieber (16) und seinem Meßschnabel (18) einwirkt.

4. Meßgerät nach einem oder .mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein Verbindungsteil (36) zwischen der Meßuhr (43) für den Kegelwinkel und dem frei schwenkbaren Meßschnabel (14) um dessen Schwenkachse (15) schwenkbar gelagert und mit dem Meßschnabel (14) durch eine Reibschlußverbindung (35) lösbar verbunden ist.

5. Meßgerät nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßschnäbel (14 und 18) jeweils mit einem um die zugehörige Schwenkachse (15 bzw. 19) schwenkbar gelagerten Verbindungsteil (31 bzw. 22) lösbar verbunden sind.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen