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Vorrichtung zum Messen konischer Bohrungen.
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Die Erfindung bezieht sich auf eine verbesserte Vorrichtung oder
Lehre zum Messen konischer Bohrungen.
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Bei der Herstellung konischer Bohrungen ist der Eegelwinkel festgelegt,
und dieser Kegeiwinkel läßt sich leicht mit Hilfe bekannter Vorrichtungen prüfen.
Bis jetzt erweist es sich jedoch als schwierig, die Tiefe einer konischen Bohrung
zu messen; bei den bekannten Meßverfahren ist es üblich, das Werkstück aus der Werkzeugmaschine
zu entnehmen, es mit Hilfe von Einzweck-Meßverfahren oder mit Hilfe von Spezialmeßvorrichtungen
zu prüfen und es dann wieder in die Maschine einzuspannen, so daß etwaige Fehler
berichtigt werden können.
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Die Aufgabe der Erfindung besteht nunmehr darin, eine einfache Vorrichtung
zu schaffen, die sich leicht benutzen läßt, um die Tiefe einer konischen Bohrung
zu prüfen, während das Werkstück in der Bearbeitungsstellung in der Werkzeugmaschine
eingespannt
ist.
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Genauer gesagt sieht die Erfindung eine Meßvorrichtung vor, die ein
Gehäuseteil umfaßt, ferner eine an einem Ende angeordnete Anzeige- bzw0 Meßeinrichtung,
eine am anderen Ende vorgesehene Bezugsfläche, eine in dem Gehäuseteil verschiebbar
geführte, sich längs der Achse des Gehäuseteils erstreckende Stange sowie einen
mindestens teilweise kugelförmigen, am äußeren Ende der Stange angebrachten Meßkopf,
der über die Bezugsfläche hinausragt; die Besugafläche kann in Berührung mit einer
Bezugsfläche am Eingang einer konischen Bohrung gebracht werden, so daß der Meßkopf
in die Bohrung eintritt; hierbei wird die Tiefes bis zu der der Meßkopf in die Bohrung
eingetreten ist, durch die Anzeige-bzwB Meßeinrichtung angezeigt.
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Bei der Anzeige-und Meßeinrichtung kann es sich um eine Meßuhr oder
um eine Mikrometereinstelleinrichtung handeln.
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Die Bezugsfläche der Vorrichtung kann an eines abnehmbaren Kappenteil
ausgebildet sein, das an einem Ende des Gehäuseteils befestigt werden kann. Zur
Verwendung in Verbindung mit der Meßvorrichtung kann man einen Satz ron Kappenteilen
und Meßköpfen vorsehen.
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Die Erfindung wird im folgenden an Hand schematischer Zeichnungen
an mehreren Ausführungsbeispielen näher erläutert.
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Fig. 1 ist eine perspektivische Darstellung einer busführungsform
einer Meßvorrichtung nach der Erfindung.
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Fig. 2 zeigt perspektivisch ein bestimmte ; Abmessungen aufweisendes
Kappenteil, das mit einer Bezugsfläche versehen ist.
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Figo 3 ist eine perspektivische Darstellung eines Meßelements mit
bestimmten Abmessungen.
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Fig. 4 zeigt die Meßvorrichtung nach Fig. 1 im Längsschnitt.
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Fige 5 veranschaulicht in einem vergrößerten Teilschnitt einen Meßvorgang0
Fig. 6 zeigt in einer Seitenansicht eine mit einer Mikrometereinrichtung versehene
erfindungsgemäße Meßvorrichtung.
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Gemäß Fig. 1 bis 5 umfaßt die erfindungsgemäße Vorrichtung zum Messen
konischerBohrungen ein Gehäuse 1 mit einer abgestuften axialen Bohrung, das an seinem
unteren Ende mit einem Außengewinde 2 versehen ist, so daß es ein abnehmbares, mit
einer Bezugsfläche versehenes Kappenteil 3 aufnehmen kann, das eine axiale Öffnung
4 besitzt. Man kann einen Satz solcher Kappenteile vorsehen, die zu dem Gehäuse
1 passen, und bei diesen Kappenteilen haben die Öffnungen 4 unterschiedliche Durchmesser,
um sie einem kugelförmigen Meßkopf 5 anzupassen, der mit dem Schaft eines Meßelements
6 verbunden ist. Ferner kann man einen Satz von Meßelementen vorsehen, die jeweils
zu einem der Kappenteile passen und zusammen mit den zugehörigen Kappenteilen leicht
ausgewechselt werden können. Jeder schaft 6 ist gemäß Fig. 3 an seinem oberen Ende
mit einem Gewinde 7 versehen, so daß das betreffende Meßelement
in
die Betätigungsstange 8 einer Meßuhr 9 bekannter Art eingeschraubt werden kann.
Die Meßuhr umfaßt einen Hauptzeiger 10, der sich gegenüber einer Hauptskala 11 bewegt,
und außerdem ist ein kleiner zweiter Zeiger 12 vorgesehen, der mit einer Skala auf
einer Fläche 13 zusammenarbeitet. Der Ring 14 der Meßuhr kann gedreht werden, um
die Skala 11 gegenüber dem Zeiger 10 einzustellen, und der Ring trägt Vorsprüunge
15 und 16 zum Anzeigen der positiven bzw. der negativen Toleranzgrenze. Die Meßuhr
9 könnte auf ihrer Skala mit farbigen zweiseitigen Toleranzzonen versehen sein,
um die schnelle Durchführung von Messungen zu erleichtern.
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Jedes Kappenteil 3 weist eine ringförmige Bezugsfläche 17 auf, die
genau geschliffen ist und zur Anlage an einer Bezugsfläche 18 am Eingang einer konischen
Bohrung 19 eines Werkstücks gebracht werden kann, wenn eine Messung durchgeführt
werden soll. Man kann die Bezugsfläche 17 auch in der Weise abändern, daß man sie
in radialer Richtung in segmente unterteilt, oder sie in Form konzentrischer Ringe
ausbildet.
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Wenn die Meßvorrichtung benutzt werden soll, wird sie mit dem gewählten
Kappenteil 3 und dem gewählten Meßelement 6 versehen, das einen kugelförmigen Meßkopf
5 trägt, dessen vorbestimmter Durchmesser der zu messenden Kegelbohrung angepaßt
ist. Die Meßvorrichtung wird mit ihrer Bezugsfläche 17 in feste Anlage an der Bezugsfläohe
18 des Werkstücks geen bracht, wobei sich wegen der bei einer Meßuhr 9 der erwähnten
Art gewöhnlich vorgesehenen Federvorspannung der Meßkopf 5 ungehindert in die Kegelbohrung
hinein bewegt, so daß die Zeiger 10 und 12 einen Meßwert anzeigen. Man kann diese
ang
zeigten Werte mit einem vorbestimmten bzw. berechneten Maß für
die Tiefe des Eindringens des Kugelkopfes 5 in die konische Bohrung vergleichen,
um die Genauigkeit der Bohrungstiefe zu prüfen. Somit ermöglicht es die Meßvorrichtung
dem Benutzer, konische Bohrungen unter Bezugnahme auf berechnete Bezugsabmessungen
zu messen, während sich das Werkstück noch in einer Werkzeugmaschine befindet, so
daß die Messung schnell und zwangsläufig durchgeführt wird; hierdurch wird die Durchführung
genauer Messungen erleichterts so daß Kostenersparnisse erzielt werden. Man kann
zur Verwendung in Verbindung mit der Meßvorrichtung eine Berechnungstabelle vorsehen.
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Beige 5 zeigt ein Beispiel, bei dem der Meßkopf 5 einen Durchmesser
von 12,7 mm (0,5 Zoll) hat, bei dem der Neigung winkel der Bohrungswand 300 beträgt,
und bei dem der Eingang der Bohrung einen Durchmesser von 14,535 mm hat. Nachdem
der Neigungswinkel von 300 geprüft worden ist, wird das Maß von 14,535 mm dadurch
gemessen, daß man das Maß X aus der Berechnungstabelle verwendet. Nimmt man an,
daß das Maß X 6,23 mm beträgt, müßte die Meßkugel 5 mit einem Durchmesser von 12,7
mi an der Meßuhr 9 eine Abwärtsbewegung um 6,23 n anzeigen. tinkelmessungen könnten
in der Weise durchgeführt werden, daß man zwei kugelförmige Meßköpfe 5 von unterschiedlichem
Durchmesser benutst, bei denen sich unterschiedliche Strecken der Abwärtsbewegung
ergeben. Die Abweichungen bei Bauteilen mit beiderseitigen Toleranz grenzen können
leicht geprüft werden. Für den Fall, daß eine Massenfertigung von Werkstücken erforderlich
ist, ist daran gdacht, eine Einstell-Lehre als sogenanntes Meisterteil zu benutzen.
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Um eine solche Lehre gebrauchsfertig einzustellen, ist es erforderlich,
die Lehre in Berührung mit einer ebenen Fläche, z. B. einer Richtplatte, zu bringen,
so daß sich die Meßkugel 5 an einer Fläche abstützt, die der Bezugsfläche 17 entspricht.
Dann wird der kleine Zeiger 12 der Meßuhr 9 auf einen bestimmten Teilstrich eingestellt,
wahrend der große Zeiger 10 mit Hilfe des Rings 14 auf Null eingestellt wird. Wenn
man dann den Kugelkopf 5 in eine Bohrung eintreten läßt, bis er seine tiefste Stellung
eingenommen hat, kann die Meßuhr direkt abgelesen werden.
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Fig. 6 zeigt eine abgeänderte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen
Meßvorrichtung, bei der die Meßuhr 9 durch eine Mikrometereinrichtung ersetzt ist.
Eine geeignete bekannte Konstruktion eines Mikrometers ist z. B. in dem britischen
Patent 933 917 beschrieben, doch könnte man auch eine geeignete andere Konstruktion
eines Mikrometers verwenden. Die in Fig. 6 dargestellte Mikrometereinstelleinrichtung
umfaßt ein ortsfestes inneres Bauteil 21, das die gebräuchliche Gewindespindel 22
aufnimmt, die in der Längsrichtung bewegt wird, wenn ein das innere Bauteil 21 teilweise
umschließendes drehbares Bauteil 23 betätigt wird.
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Das drehbare Bauteil ist am Umfang seines sich verjüngenden inneren
Randes 25 mit einer Skala 24 versehen undw mit Zahlen beschriftet; am oberen Ende
dieses Bauteils ist eingerändel ter oder auf andere Weise aufgerauhter ringförmiger
Abschnitt 26 vorgesehen, der die Handhabung erleichtert. Außerdem ist der gebräuchliche
zusätzliche Feineinstellknopf 27 vorgesehen.
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Bei dieser Konstruktion wird das mit dem Gewinde 7 versehen.
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Ende eines Meßelements 6 in das untere Ende der Mikrometerspindel
22 eingeschraubt. Während sich bei der mit einer Meßuhr versehenen Meßvorrichtung
die Meßkugel 6 ungehindert bewegen kann, bis sie in Berührung mit der Wand einer
konischen Bohrung kommt, wird bei der Konstruktion nach Fig. 6 das Mikrometer verstellt,
um die Kugel zu Meßzwecken zu bewegen.
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Beide vorstehend beschriebenen Ausführungsformen können mit Verlängerungsstangen
versehen sein, die zwischen dem Bauteil 8 oder der Gewindespindel 22 einerseits
und einem Meßelement 6 andererseits angeordnet wird, so daß eine Messung auch bei
Bohrungen von großer Tiefe durchgeführt werden kann.