DE19534338C1 - Feinmeßgerät mit auswechselbaren Meßeinsätzen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Feinmeßgerät zur Vermes­ sung von Abständen von Flächen untereinander und insbeson­ dere zum Messen von Dicken, Längen, Durchmessern, Außen­ durchmessern, Kerndurchmessern, Teilkreisdurchmessern sowie anderen vergleichbaren Zahnrad- oder Gewindemaßen.

In der betrieblichen Praxis und in Werkstätten sind Handmeßgeräte in Gebrauch, mit denen die o.g. Maße von Werkstücken während und nach der Herstellung derselben bestimmbar sind. Solche bei entsprechender Meßgenauigkeit auch als Feinmeßgeräte bezeichnete Meßzeuge sind bspw. Meßschrauben, Gewinde-Meßschrauben, Feinzeiger-Rachenleh­ ren und ähnliche Meßinstrumente. Dabei sind zur Erfüllung unterschiedlicher Meßaufgaben Feinmeßgeräte erforderlich, deren mit den Werkstücken in Berührung kommenden Flächen unterschiedliche Formen aufweisen.

Aus der Praxis sind Feinmeßgeräte mit auswechselbaren Meßeinsätzen bekannt, bei denen die bei der Messung mit dem Werkstück in Berührung kommenden Meßeinsätze eine durch den jeweiligen Zweck bestimmte Form haben. Bspw. ist eine Feinzeiger-Rachenlehre bekannt, die einen in Drauf­ sicht U- oder rachenförmigen Grundkörper aufweist, dessen freie Schenkel miteinander fluchtende Bolzen, d. h. einen Meßbolzen und einen Widerlagerbolzen tragen. Der Meßbolzen ist um einen geringen Hub längsverschiebbar in dem betref­ fenden Schenkel des Grundkörpers gelagert und steht mit einem Feinzeiger-Meßinstrument in Verbindung, das dessen Verschiebung auf einer Skale anzeigt. Der Widerlagerbolzen ist in dem anderen Schenkel ebenfalls längsverschiebbar gelagert, wobei seine Längsposition mittels einer Rändel­ schnecke einstellbar ist. Sowohl der Meßbolzen als auch der Widerlagerbolzen ist an seinem dem jeweils anderen Bolzen gegenüberliegenden Ende plan ausgebildet und weist eine axiale Sackbohrung auf. Die jeweilige axiale Sackboh­ rung ist eine Zylinderbohrung, die der Aufnahme eines zylindrischen Schaftes des jeweiligen Meßeinsatzes dient. Ein solcher Meßeinsatz stößt dann mit einer daran vor­ gesehenen Ringschulter gegen die Stirnfläche des jeweili­ gen Bolzens. Die Ausrichtung des Meßeinsatzes wird dabei durch das Zusammenwirken zwischen dem zylindrischen Schaft des Meßeinsatzes und der zylindrischen Innenfläche der Sackbohrung bestimmt.

Obwohl ein solcher Aufbau eine vielseitige Verwendung des jeweiligen Feinmeßgerätes ermöglicht, ist die Genau­ igkeit, mit der der Meßeinsatz an dem jeweiligen Bolzen befestigbar ist, beschränkt. Infolge des zwischen dem Schaft und der Zylinderbohrung erforderlichen Spieles sowie als Folge von Fertigungstoleranzen kann sich eine als Fluchtungsfehler bezeichnete Winkelabweichung zwischen der Längsachse des jeweiligen Bolzens und der Längsachse des Meßeinsatzes einstellen. Solche auch mit höherem Fertigungsaufwand kaum zu vermeidenden Fluchtungsfehler beeinträchtigen die Meßgenauigkeit insbesondere bei Ver­ wendung längerer Meßeinsätze, wie sie bei Zahnrad- oder Gewindemessungen vorkommen. Jedoch können sie sich auch bei anderen Meßeinsätzen schädlich auswirken.

Es ist darüber hinaus bekannt, bei Feinzeiger-Rachen­ lehren der oben beschriebenen Bauart in dem Meß- und dem Widerlagerbolzen von der jeweiligen Stirnseite her kegel­ stumpfförmige Bohrungen vorzusehen. Die Meßeinsätze weisen dann einen kegelförmigen Schaft auf, der spielfrei in der betreffenden Aufnahmebohrung sitzt.

Schon relativ geringe Axialkräfte können dazu führen, daß der betreffende Meßeinsatz fest in dem Meß- oder Widerlagerbolzen sitzt und nur schwer zu entfernen ist.

Insbesondere für den dauerhaften Einsatz von Feinmeß­ geräten und/oder die Messung von sich bewegenden Teilen ist es außerdem zu wünschen, daß die entsprechenden, mit dem Werkstück in Berührung kommenden Flächen verschleißarm sind, wobei das Feinmeßgerät bei Verschleiß der zur Mes­ sung mit dem Werkstück in Berührung kommenden Flächen auf einfache Weise wieder herrichtbar sein soll.

Aus der DE-PS 2 76 213 ist eine Mikrometerschraube bekannt, an deren beiden einander gegenüberliegenden Meßbolzen Aufsätze mit Tastkugeln gehalten sind. Die Aufsätze weisen neben einer Halterung für die Kugel einen hohlen Schaft auf, dessen sackbohrungsartige Öffnung auf dem Meßbolzen sitzt. Der Aufsatz ist mittels eines den Meßbolzen bei einer Querbohrung durchsetzenden Stiftes an dem Meßbolzen gehalten.

Darüber hinaus ist aus der GB-PS 938 171 ein Meß­ instrument mit einem bügelförmigen Grundkörper bekannt, an dessen beiden Schenkeln zwei einander gegenüberliegende, miteinander fluchtende Meßbolzen gehalten sind. Beide Meßbolzen sind axial verschiebbar, wobei der eine mit einer Mikrometerschraube und der andere mit einer Meßuhr in Verbindung steht. An den aufeinander zuweisenden Enden der Meßbolzen sind Aufsätze gehalten. Der mit dem Meßbol­ zen der Mikrometerschraube in Verbindung stehende Aufsatz ist mittels eines Rillenkugellagers um die Längsachse drehbar gelagert. Zur Halterung des Aufsatzes weist der Meßbolzen einen sich von seiner Stirnseite weg erstrecken­ den Zapfen auf, auf dem das Kugellager mit seinem Innen­ ring sitzt. Sein Außenring trägt eine Kappe, die mit ihrer Planfläche zum Messen von Werkstücken mit diesen in Anlage gebracht wird.

Darüber hinaus ist aus der US-PS 3 769 712 eine Mikrometerschraube bekannt, an deren Meßbolzen unter­ schiedliche Meßeinsätze drehfest befestigbar sind. Dazu dient eine an der Stirnseite des Meßbolzens vorgesehene Kupplungseinrichtung. Zu dieser gehört ein viereckiger Vorsprung an der Stirnseite des Meßbolzens und eine vier­ eckige Ausnehmung in dem entsprechenden Meßeinsatz. Der Meßeinsatz und der Meßbolzen werden mittels einer konzen­ trisch angeordneten Schraube aneinander gesichert.

Davon ausgehend ist es Aufgabe der Erfindung, ein Feinmeßgerät zu schaffen, das auf einfache und kostengün­ stige Weise herstellbar ist und dabei die Halterung von Meßeinsätzen mit hoher Genauigkeit gestattet.

Diese Aufgabe wird durch ein Feinmeßgerät mit den Merkmalen des Patentanspruches 1 gelöst.

Bei dem ansonsten weitgehend einem herkömmlichen Feinmeßgerät entsprechenden erfindungsgemäßen Feinmeßgerät ist wenigstens an einem der beiden Bolzen, d. h. an dem Meßbolzen oder an dem Widerlagerbolzen, ein auswechsel­ barer Meßeinsatz befestigbar. Zur Ausrichtung und Anlage des Meßeinsatzes dienen allein eine stirnseitig an dem jeweiligen Bolzen vorgesehene Planfläche, die als Bezugs­ fläche dient, und eine an dem Meßeinsatz vorgesehene plane Anlagefläche. Sowohl die Planfläche als auch die Anlage­ fläche sind vorzugsweise geläppt und somit im technischen Sinne eben. Unter Ausrichtung wird bei einem planparalle­ len Meßeinsatz eine Ausrichtung verstanden, bei der der Winkel zwischen der Längsachse des Meßbolzens und der Längsachse des Meßeinsatzes nahe bei Null, d. h. etwa einem tausendstel Grad, liegt. Der Parallelitätsfehler zwischen der Bezugsplanfläche des Bolzens und der Anlagefläche des Meßeinsatzes beträgt dabei höchstens 0,1 bis 0,2 µm. Diese Genauigkeit ist bei herkömmlichen Meßeinsätzen mit ver­ nünftigem Aufwand nicht erreichbar. Bei anderen Meßeinsät­ zen ist eine geringere Genauigkeit ausreichend, wesentlich ist hier die Planparallelität der Meßflächen zueinander und daß Einsatz und Meßbolzen eine definierte gleichmäßige Anlage miteinander definieren. Die Genauigkeit wird in der Endmontage eingestellt.

Während wenigstens einer der Bolzen eine als Bezugs­ fläche dienende Planfläche aufweist, kann der jeweils andere Bolzen bspw. mit einer anderweitig ausgebildeten Bezugsfläche, wie einer sphärisch gewölbten oder balligen Fläche, ausgebildet sein. Dies kann sowohl der Meß- als auch der Widerlagerbolzen sein, wobei dann der jeweils andere Bolzen die genannte Planfläche aufweist, die zur Ausrichtung des Meßeinsatzes dient.

Beide Bolzen, d. h. sowohl der Meßbolzen als auch der Widerlagerbolzen, sind mit entsprechend plan und unter­ brechungsfrei ausgebildeten Stirnflächen versehen, die weder eine Zylinder-, noch eine Kegelbohrung aufweisen. Außerdem ist jedem Bolzen eine Spanneinrichtung zugeord­ net, die den betreffenden Meßeinsatz gegen die Planfläche des Bolzens drückt. Die Spanneinrichtung ist vorzugsweise symmetrisch und dabei derart ausgebildet, daß die Flächen­ pressung an der Anlagefläche des Meßeinsatzes symmetrisch und vorzugsweise gleichmäßig verteilt ist. Eine solche Spanneinrichtung ist bspw. eine den Meßeinsatz übergrei­ fende Überwurfhülse, die mit einer Überwurfmutter in Eingriff gebracht werden kann, die an dem Bolzen gehalten ist. Zur Befestigung derselben kann ein in einer entspre­ chenden Umfangsnut sitzender Sprengring vorgesehen sein. Andere Befestigungseinrichtungen sind ebenfalls verwendbar.

Durch die Verwendung der stirnseitigen Planflächen an dem Meß- und/oder Widerlagerbolzen können die Meßeinsätze erheblich vereinfacht werden. Insbesondere kann kein Winkelfehler zwischen einer bspw. als Meßfläche des Meß­ einsatzes dienenden Planfläche und einem wie auch immer gearteten Schaft auftreten. Dies verbilligt die Herstel­ lung deutlich.

Das vorstehend erläuterte Prinzip ist bei Feinmeßge­ räten anwendbar, bei denen sich der Meßbolzen und der Widerlagerbolzen im Abstand gegenüberliegen, wie es bei Feinzeiger-Rachenlehren oder Meßschrauben der Fall ist. Darüber hinaus kann es auch bei Meßschrauben oder ver­ gleichbaren Feinmeßgeräten verwendet werden, bei denen sich der Meßbolzen und der Widerlagerbolzen von einem im wesentlichen länglichen Grundkörper nach zwei entgegen­ gesetzten Seiten weg erstrecken. Solche Feinmeßgeräte sind bspw. als Gewinde-Meßschrauben für Innengewinde verwend­ bar.

Bei allen Ausführungsformen liegt ein Hauptvorteil darin, daß sich die genaue Aufspannung der Meßeinsätze an dem Meßbolzen bzw. dem Widerlagerbolzen mit Mitteln er­ reichen läßt, deren Herstellungskosten gering sind. Die stirnseitigen Planflächen als Ausrichtmittel und die Befestigungseinrichtungen als Spannmittel können mit geringen Kosten hergestellt werden, so daß die Feinmeßge­ räte mit auswechselbaren Meßeinsätzen mit Kosten herstell­ bar sind, die nicht wesentlich höher sind als die Kosten, die bei der Herstellung von Feinmeßgeräten ohne auswech­ selbare Meßeinsätze anfallen.

Die an dem Feinmeßgerät außerdem vorgesehene Meß­ einrichtung dient dazu, eine Auslenkung des Meßbolzens aus dessen Ruheposition anzuzeigen. Die Meßeinrichtung kann sowohl eine spezielle Meßuhr, wie bspw. eine Feinzeiger- Meßuhr, sein, die lediglich eine Auslenkung des Meßbolzens aus seiner Ruhelage ohne direkten Bezug zu der Lage des Widerlagerbolzens anzeigt, als auch eine Meßeinrichtung, die einen Absolutwert signalisiert. Dies ist bspw. die Skale einer Mikrometerschraube.

Zu dem Feinmeßgerät gehört vorzugsweise ein ganzer Satz von Meßeinsätzen, die wahlweise an dem Meßbolzen und dem Widerlagerbolzen befestigbar sind. Derartige Meßein­ sätze sind bspw. Meßeinsätze mit Planflächen zur Durch­ messerbestimmung von kugelförmigen Teilen, Meßeinsätze mit gewölbten Meßflächen zur Vermessung zylindrischer oder gerader Teile, Meßeinsätze mit Kugeln, die an sich von dem jeweiligen Meßeinsatz weg erstreckenden Stiften gehalten sind, zur Vermessung von Verzahnungen, Meßeinsätze mit Kimme und Meßeinsätze mit Spitze zur Bestimmung von Gewin­ dekerndurchmessern, Meßeinsätze mit einem Gewindeschaft zur Aufnahme von anderen Meßeinsätzen, oder Sondermeßein­ sätze.

Wenn der Meßeinsatz zur Messung an sich bewegenden Teilen oder für den Dauereinsatz, d. h. für in kurzer zeitlicher Folge wiederkehrende Messungen, vorgesehen ist, weist dieser vorzugsweise eine harte, verschleißmindernde Oberfläche auf. Für solche verschleißbehafteten Messungen sind Meßeinsätze aus Keramik oder mit einer keramikpla­ tierten Oberfläche vorzugsweise vorzusehen. Ein verschlis­ sener Meßeinsatz kann entweder entsorgt oder gesondert wieder aufgearbeitet werden, was bspw. durch Planschlei­ fen, Planläppen oder ähnliche Bearbeitungsvorgänge, vor­ zugsweise beim Hersteller, erfolgen kann. Mit entsprechen­ den Ersatzmeßeinsätzen kann das Feinmeßgerät dabei weiter­ hin im Einsatz bleiben.

Das Befestigungsmittel stützt sich bolzenseitig vorzugsweise an einem Abstützmittel ab, das an der Mantel­ fläche des ansonsten zylindrischen Bolzens angeordnet und gehalten ist. Ein solches Abstützmittel kann in einfachen und die Genauigkeit des Meßbolzens bzw. des Widerlagerbol­ zens nicht beeinträchtigenden Fertigungsverfahren an diesem vorgesehen werden. Dies gilt insbesondere bei Verwendung der o.g. Nut mit Sprengring als Abstützmittel.

Das Feinmeßgerät kann sowohl ein Meßgerät wie eine Mikrometerschraube als auch ein eher den Lehren zuzuord­ nendes Gerät, wie bspw. die Feinzeiger-Rachenlehre, sein. Im letztgenannten Fall ist der Meßbolzen auf seine ausge­ fahrene Stellung zu federbelastet, wobei die Einstellung auf einen vorgesehenen Wert mittels Justage des Widerla­ gerbolzens anhand von Parallelendmaßen erfolgt. Der Wider­ lagerbolzen wird dazu axial verstellt, wozu eine entspre­ chende Verstelleinrichtung vorgesehen ist.

In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfin­ dung dargestellt. Es zeigt

Fig. 1 eine Feinzeiger-Rachenlehre mit einem Meßbol­ zen und einem diesem gegenüberliegend angeordneten Wider­ lagerbolzen, an denen Meßeinsätze befestigt sind, in Draufsicht,

Fig. 2 eine der Feinzeiger-Rachenlehre nach Fig. 1 entsprechende Rachenlehre, ohne Meßeinsätze an ihrem Meßbolzen und an ihrem Widerlagerbolzen, in schematischer Darstellung und in Draufsicht,

Fig. 3 die Feinzeiger-Rachenlehre nach Fig. 1 oder 2 in ausschnittsweiser und teilweise geschnittener Darstel­ lung sowie Meßeinsätze, die wahlweise mit dem Meßbolzen der Feinzeiger-Rachenlehre verbindbar sind, in schemati­ sierter Darstellung, und

Fig. 4 eine Meßschraube mit einem Meßbolzen und einem Widerlagerbolzen, die zur Befestigung von Meßeinsätzen nach Fig. 3 eingerichtet sind, in schematischer Darstel­ lung und in Draufsicht.

In Fig. 1 ist zur Veranschaulichung von Feinmeßgerä­ ten mit auswechselbaren Meßeinsätzen eine Rachenlehre 1 dargestellt, die in ihrem Maß einstellbar ist und kleinere Abweichungen vom Sollmaß mittels eines Feinzeiger-Meß­ instrumentes 2 (sogenannter Feinzeiger) anzeigt, weshalb die Rachenlehre 1 auch als Feinzeiger-Rachenlehre bezeich­ net wird. Die Rachenlehre 1 weist einen Grundkörper 4 mit einem ersten Schenkel 6 und einem zweiten Schenkel 8 auf, zwischen denen eine randoffene Öffnung 9 begrenzt ist. Der Grundkörper 4 ist somit in Draufsicht etwa U-förmig.

Der in Fig. 1 linksseitige Schenkel 6 weist eine Bohrung auf, in der ein Meßbolzen 11 axial verschiebbar gehalten und mittels einer nicht weiter dargestellten Feder auf seine in Fig. 1 dargestellte Position zu vor­ gespannt ist. Der Meßbolzen 11 kann somit axial geringfü­ gig in den Schenkel 6 eingeschoben werden.

An seiner von dem Schenkel 6 abliegenden Rückseite trägt der Grundkörper 4 das Feinzeiger-Meßinstrument 2. Dieses weist einen gegenüber einer Skale 12 verschwenkbar gelagerten Zeiger 13 auf, der die axiale Auslenkung oder Verschiebung des Meßbolzens 11 anzeigt. Dazu ist der Meßbolzen 11 innerhalb des Schenkels 6 in an sich bekann­ ter Weise mit dem Feinzeiger-Meßinstrument 2 verbunden.

Axial fluchtend zu dem Meßbolzen 11 ist an dem Schen­ kel 8 ein Widerlagerbolzen 15 vorgesehen, der axial ver­ schiebbar in einer entsprechenden, zur Aufnahme des Wider­ lagerbolzens vorgesehenen Öffnung gelagert ist. Der Meß­ bolzen 11 und der Widerlagerbolzen 15 weisen jeweils eine Längsmittelachse auf, die mit einer gemeinsamen Längsachse 17 übereinstimmt. Der Widerlagerbolzen 15 ist an dem Schenkel 8 entlang der Längsachse 17 verschiebbar gela­ gert. Zur Einstellung einer gewünschten Axialposition weist der ansonsten zylindrische Widerlagerbolzen 15 an seiner Außenseite eine Verzahnung 19 nach Art einer Zahn­ stange auf. Diese steht mit einer an dem Schenkel 8 dreh­ bar gelagerten Schnecke 21 in Verbindung, deren Drehachse parallel zu der Längsachse 17 ist und die einen Schnecken- oder Gewindegang aufweist. Dieser steht mit der Verzahnung 19 des Widerlagerbolzens 15 in Eingriff. Zur gewünschten Verdrehung der Schnecke 21 ist diese an ihrem Außenumfang zugänglich und mit einer Rändelung versehen.

Sowohl der Meßbolzen 11 als auch der Widerlagerbolzen 15 ist jeweils mit einem auswechselbaren Meßeinsatz 23 verbunden, der mittels einer Befestigungseinrichtung 25 an dem Meßbolzen 11 bzw. dem Widerlagerbolzen 15 gehalten ist.

Wegen der Baugleichheit der mit dem Meßbolzen 11 und mit dem Widerlagerbolzen 15 verbundenen Meßeinsätze 23 und Befestigungseinrichtungen 25, sind diese mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet und es werden an späterer Stelle der Meßeinsatz 23 und die Befestigungseinrichtung 25 allgemein erläutert.

Die Fig. 2 und 3 zeigen insbesondere die Befesti­ gungseinrichtungen 25 und mittels dieser befestigbare Meß­ einsätze 23a, 23b, 23c, 23d sowie den zur Aufnahme der Meßeinsätze 23 sowie der Befestigungseinrichtung 25 einge­ richteten Meßbolzen 11 und Widerlagerbolzen 15. In Fig. 2 ist dabei die Rachenlehre 1 nach Fig. 1 in abgewandelter und schematisierter Form mit einer Aufnahme 27 für das Feinzeiger-Meßinstrument 2 dargestellt.

Der Meßbolzen 11 ist stirnseitig mit einer kreisför­ mig berandeten, als Anlage- und Bezugsfläche dienenden Planfläche 29 versehen, die im Rahmen der Fertigungsgenau­ igkeit exakt rechtwinklig zu der Längsachse 17 ausgerich­ tet ist.

Der ansonsten zylindrische Meßbolzen 11 ist an seiner Mantelfläche mit einer Ringnut 31 zur Halterung der Befe­ stigungseinrichtung 25 versehen. Die Ringnut 31 ist dabei im Abstand von wenigen Millimetern zu der Planfläche 29 angeordnet und verläuft in einer zu der Planfläche 29 parallelen Ebene.

Der im wesentlichen zylindrische Widerlagerbolzen 15 ist an seiner dem Meßbolzen 11 zugewandten Stirnseite ebenfalls mit einer als Bezugsfläche dienenden Planfläche 33 versehen, die im Rahmen der Fertigungsgenauigkeit eben ist und rechtwinklig zu der Längsachse 17 liegt. Die Planfläche 29 und die Planfläche 33 sind flächenparallel zueinander ausgerichtet. Der Parallelitätsfehler liegt bei 0,5 bis 2 µm, je nach Genauigkeitsforderung.

Zum Abstützen der Spanneinrichtung 25 ist im Abstand zu der Stirnfläche 33 in der Außenumfangsfläche des Wider­ lagerbolzens 15 eine Ringnut 35 angeordnet. Diese liegt parallel zu der Planfläche 33.

Die mit dem Meßbolzen 11 und dem Widerlagerbolzen 15 zu verbindenden Meßeinsätze 23 gehen insbesondere aus Fig. 3 hervor. Jeder Meßeinsatz 23a bis 23d weist an seiner dem Meßbolzen 11 (Widerlagerbolzen 15) zugewandten Seite eine im Rahmen der Fertigungsgenauigkeit völlig ebene Anlage­ fläche 37a bis 37d auf, die jeweils rechtwinklig zu seiner jeweiligen Längsachse 17 ausgerichtet ist. Der rechte Winkel ist möglichst klein. Er kann bis auf den tausend­ sten Teil eines Grades genau eingehalten sein, d. h. der Winkelfehler ist kleiner als 1 . . . 2_*10^-3 Grad. Die Anlage­ fläche 37a wird mittels der Spanneinrichtung 25 an die stirnseitige, als Bezugsfläche dienende Planfläche 29 angepreßt, so daß die von dem Meßeinsatz 23a definierte Längsachse mit der Längsachse 17 übereinstimmt.

Den Meßeinsätzen 23a bis 23d ist gemeinsam, daß sie an ihrer von der Anlagefläche 37 abliegenden Seite eine Ringschulter 38a bis 38d aufweisen. Bei dieser verringert sich der Durchmesser des jeweiligen Meßeinsatzes 23a bis 23d von dem Durchmesser des Meßbolzens 11 auf einen gerin­ geren Wert.

Die insoweit einheitlich ausgebildeten Meßeinsätze 23a bis 23d unterscheiden sich jedoch in ihren als Meß- oder Bezugsflächen vorgesehenen Abschnitten:
Der Meßeinsatz 23a weist eine zylindrische Durch­ gangsbohrung 41 auf, deren Wandung 42 als Bezugsfläche zur Aufnahme eines weiteren Meßeinsatzes dient. Dieses kann ein Meßeinsatz mit zylindrischem Schaft sein, wie er in der Beschreibungseinleitung beschrieben ist. Ein solcher Meßeinsatz ist bspw. aus Fig. 1 ersichtlich, in der mit jeweils einem Schaft 43 versehene Meßkugeln 44 angedeutet sind. Die Schafte 43 stecken in den Bohrungen 41, wobei sie endseitig an der Planfläche 29 des Meßbolzens 11 bzw. der Planfläche 33 des Widerlagerbolzens 15 Anlage finden. Es ist jedoch auch möglich, an dem jeweiligen Schaft 43 eine Ringschulter vorzusehen, die an einer die Mündung der Bohrung 41 umgebenden Fläche ihre Anlage findet.

Die den Meßeinsatz 23a an dem Meßbolzen 11 bzw. dem Befestigungsbolzen 15 haltende Befestigungseinrichtung 25 enthält eine Überwurfhülse 51, die die Ringschulter 38 übergreift und an ihrer Außenseite mit Außengewinde 52 versehen ist. Der Innendurchmesser der Hülse 51 ist so bemessen, daß diese mit geringem Spiel über den von der Ringschulter 38 des Meßeinsatzes 23a definierten Flansch und auf den Meßbolzen 11 paßt.

Die Befestigungseinrichtung 25 enthält außerdem eine an ihrer Außenseite 53 mit einer Rändelung versehene Überwurfmutter 54, deren Innengewinde 55 mit dem Außen­ gewinde 52 der Überwurfhülse 51 verschraubbar ist. Die Überwurfmutter 54 übergreift mit einem radial nach innen gerichteten Flansch 56 einen in der Ringnut 31 sitzenden Federring 57. Dieser ist seitlich geschlitzt und umfaßt den Meßbolzen 11 wenigstens dreiseitig, so daß er sich von Hand oder mittels eines einfachen Werkzeuges in die Ring­ nut 31 einführen und von dieser trennen läßt.

Die insoweit beschriebene Rachenlehre 1 wird wie folgt verwendet:
Zum Einrichten der Rachenlehre 1 für die jeweiligen Meßzwecke wird der geeignete Meßeinsatz 23 (23a) aus einem entsprechenden Vorrat herausgesucht und mit dem Meßbolzen 11 sowie ein entsprechender Einsatz 23a mit dem Widerla­ gerbolzen 15 verbunden. Vorausgesetzt, daß die Überwurf­ mutter 54 bereits auf den Meßbolzen 11 bzw. den Widerla­ gerbolzen 15 aufgeschoben ist und der Federring 47 in der betreffenden Ringnut 31, 33 sitzt, wird die Überwurfhülse 51 über den Meßeinsatz 23a und auf das freie Ende des Meßbolzens 11 bzw. des Widerlagerbolzens 15 geschoben. Von Hand wird nun die Überwurfmutter 54 auf die Überwurfhülse 51 geschraubt und angezogen. Dadurch spannt die Überwurf­ hülse 51 die Anlagefläche 37a des Meßeinsatzes 23a gegen die Planfläche 29 des Meßbolzens 11 bzw. des Widerlager­ bolzens 15. Die Überwurfmutter 54 stützt sich dabei an dem Federring 57 ab.

Aufgrund der symmetrischen Ausbildung der Befesti­ gungseinrichtung 25 wird der Meßeinsatz 23a mit gleichver­ teiltem Andruck gegen die Planfläche 29 des Meßbolzens 11 bzw. die Planfläche 33 des Widerlagerbolzens 15 gedrückt. Somit wird sichergestellt, daß die durch die jeweiligen aneinanderliegenden Plan- und Anlageflächen 37a, 29 er­ reichte gute Ausrichtung des Meßeinsatzes durch die Befe­ stigungseinrichtung 15 nicht beeinträchtigt wird.

In den Meßeinsatz 23a werden nun die aus Fig. 1 ersichtlichen Meßkörper mit Meßkugeln 44 eingesteckt, wonach die Rachenlehre 1 gebrauchsfertig ist.

Die Rachenlehre 1 wird nun mittels eines Parallelend­ maßes auf einen gewünschten Wert eingestellt. Dazu wird der Widerlagerbolzen 15 durch Betätigung der Schnecke 21 soweit verfahren, daß das Parallelendmaß zwischen die Kugeln 44 paßt.

Die Schnecke 21 wird dann soweit gedreht, bis der Zeiger 13 des Feinzeiger-Meßinstrumentes 2 auf Null steht. Außerdem können mittels einer Einstellvorrichtung 58 zwei ein Toleranzfeld markierende Zeiger 61, 62 auf der Skale 12 des Feinzeiger-Meßinstrumentes 2 eingestellt werden.

Der in Fig. 3 im weiteren dargestellte Meßeinsatz 23b weist eine Bohrung 63 auf, die mit einem Innengewinde versehen ist. Diese Bohrung dient der Aufnahme von weite­ ren Meßkörpern, die bspw., wie in Fig. 1 dargestellt, mit Schaft und Kugel ausgebildet sein können oder die ander­ weitig ausgebildet sind. Solche Meßkörper können bspw. ein Normaleinsatz sein, der eine Hartmetallkugel als Endfläche aufweist. Außerdem können ein Verlängerungseinsatz mit sphärischer Meßfläche, ein hartmetallbewehrter Planein­ satz, ein Spitzeneinsatz, der zur Antastung des Werkstüc­ kes einen hartmetallbewehrten Kegel mit abgerundeter Spitze aufweist, ein Meßaufsatz mit parallel einstellbaren Hartmetallschneiden, ein Stiftmeßsatz, ein Meßteller mit planer oder mit balliger Meßfläche und andere Meßeinsätze verwendet werden.

Der außerdem in Fig. 3 dargestellte Meßeinsatz 23c weist einen Keramikeinsatz 65 auf, an dem eine plane Meßfläche 66 ausgebildet ist. Der Meßeinsatz 23c dient vorwiegend der Messung oder Prüfung sich drehender Teile auf Durchmesser. Die Meßfläche 66 ist flächenparallel zu der Anlagefläche 37c. Ein solcher Meßeinsatz 23c kann bspw. parallel geläppt sein. Nach Verschleiß der Meßfläche 66 kann der Meßeinsatz 23c nachgeläppt werden. Als weite­ res Beispiel ist in Fig. 3 der Meßeinsatz 23d mit Meßstift 67 dargestellt, der eine plane Endfläche 68 zum Antasten von Werkstücken aufweist. Auch dieser Meßeinsatz 23d ist, wie die vorstehend beschriebenen Meßeinsätze, an dem Meßbolzen 11 bzw. dem Widerlagerbolzen 15 zu befestigen.

In Fig. 4 ist eine Bügelmeßschraube 101 als weiteres Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Feinmeßgerätes dargestellt. Die Bügelmeßschraube 101 weist einen huf­ eisenförmigen oder U-förmigen Grundkörper 104 mit zwei im Abstand parallel zueinander verlaufenden Schenkeln 106, 108 auf, die ein Maul 109 begrenzen. Der Schenkel 106 ist von einem axial verschiebbar gelagerten Meßbolzen 111 durchgriffen, dem ein ortsfest an dem Schenkel 108 gehal­ tener Widerlagerbolzen 115 gegenüberliegt. Zur axialen Verstellung des Meßbolzens 111 ist eine Mikrometerschraube 110 mit einer entsprechenden Skala 112 vorgesehen.

Die insoweit beschriebene Bügelmeßschraube 101 ist mit den in Fig. 3 dargestellten unterschiedlichen Meß­ einsätzen 23a bis 23d ausrüstbar. Dazu weist die Bügelmeß­ schraube 101, wie die bereits im Zusammenhang mit den Fig. 1 und 2 beschriebene Rachenlehre 1, an ihrem Meßbolzen 111 bzw. ihrem Widerlagerbolzen 115 stirnseitige Planflächen 29, 33 auf, die als Bezugsflächen für die Meßeinsätze 23 dienen. Im Abstand parallel zu den Planflächen 29, 33 sind in der jeweiligen Mantelfläche des Meßbolzens 111 bzw. des Widerlagerbolzens 115 Ringnuten 131, 135 vorgesehen, die der Aufnahme von Federringen zur Halterung eines der Befestigungseinrichtung 25 entsprechenden Befestigungs­ mittels dienen.

Die Bügelmeßschraube 101 wird wie die bereits be­ schriebene Rachenlehre 1 mit Meßeinsätzen 23 versehen, und ist dann vergleichbar zu einer herkömmlichen Bügelmeß­ schraube verwendbar.

Zur Anpassung von Feinmeßgeräten an unterschiedliche Meßaufgaben ist ein solches, einen Meßbolzen und einen entsprechenden, mit diesem fluchtenden Widerlagerbolzen aufweisendes Feinmeßgerät mit Meßeinsätzen verbindbar. Zur Befestigung eines solchen Meßeinsatzes an dem Meßbolzen und an dem Widerlagerbolzen sind dieselben mit plan ge­ schliffenen Stirnflächen versehen. Die Meßeinsätze sind ebenfalls mit jeweils plan geschliffenen bzw. geläppten Anlageflächen versehen, die gegen die Planfläche des jeweiligen Bolzens gespannt werden. Dazu dient eine Befe­ stigungseinrichtung, die einerseits an dem Meßeinsatz und andererseits an dem jeweiligen Bolzen angreift.

Claims (13)

1. Feinmeßgerät (1) zur Vermessung von Abständen, wie Dicken, Längen, Durchmessern, Außendurchmessern, Kern­ durchmessern, Teilkreisdurchmessern, sowie Zahnrad- und Gewindekennwerten,
mit einem rachenförmigen Grundkörper (4), der zwei im Abstand zueinander gehaltene freie Schenkel (6, 8) auf­ weist,
mit einem ersten, als Meßbolzen dienenden Bolzen (11), der bei einem der freien Schenkel (6) des Grundkör­ pers (4) axial verschiebbar gelagert ist,
mit einer Meßeinrichtung (2), die die axiale Ver­ schiebung des Bolzens (11) und dessen Position signali­ siert,
mit einem zweiten, als Widerlagerbolzen dienenden Bolzen (15), der an dem anderen freien Schenkel (8) des Grundkörpers (4) mit dem als Meßbolzen dienenden Bolzen (11) im wesentlichen fluchtend gehalten ist,
mit wenigstens einer Befestigungseinrichtung (25), mittels derer ein Meßeinsatz (23) an wenigstens einem der Bolzen (11, 15) lösbar befestigbar ist,
dadurch gekennzeichnet,
daß der zur Verbindung mit einem Meßeinsatz (23) vorgesehene Bolzen (11, 15) an seiner freien Stirnseite eine unterbrechungsfreie Bezugsfläche (29, 33) aufweist, die plan ausgebildet ist und deren Flächennormale parallel zu der Längserstreckung (17) des jeweils anderen Bolzens (15, 11) ausgerichtet ist,
daß der Meßeinsatz (23) an seiner in zusammengebautem Zustand dem jeweiligen Bolzen (11, 15) zugewandten Seite eine ebene Anlagefläche (37) aufweist, und
daß die Befestigungseinrichtung (25) derart ausgebil­ det ist, daß sie zur Ausrichtung und Befestigung des Meßeinsatzes (23) seine Anlagefläche (37) gegen die Be­ zugs-Planfläche (29, 33) des jeweiligen Bolzens (11, 15) spannt, so daß der Meßeinsatz (23) ausschließlich durch die Anlage seiner ebenen Anlagefläche (37) an der Bezugs- Planfläche (29, 33) des betreffenden Bolzens (11, 15) sowie durch die Spannung gegen diese winkel- oder fluch­ tungsfehlerarm gehalten ist.

2. Feinmeßgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß die freien Schenkel (6, 8) des Grundkörpers (4) eine rachenförmige Ausnehmung (9) begrenzen.

3. Feinmeßgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß der erste Bolzen (11) und der zweite Bolzen (15) derart bei den Schenkeln (6, 8) des Grundkörpers (4) angeordnet sind, daß die Stirnseite des ersten Bolzens (11) der Stirnseite des zweiten Bolzens (15) gegenüber­ liegt.

4. Feinmeßgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß der durch die Anlage der Anlagefläche (37) des Meßeinsatzes (23) an der Bezugs-Planfläche (29, 33) ent­ stehende maximale Winkelfehler umgerechnet auf die Ab­ weichung der Anlagefläche von ihrer Ideallage geringer als 0,2 µm ist.

5. Feinmeßgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß der Meßeinsatz (23) Teil eines Meßeinsatzvorrates ist und daß die an dem Feinmeßgerät (1) befestigten Meß­ einsätze (23) auswechselbar sind.

6. Feinmeßgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß der Meßeinsatz (23) mit einem Verbindungsmittel (41, 63) versehen ist, das mit weiteren Einsätzen verbind­ bar ist, die Meßflächen (44) tragen.

7. Feinmeßgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß an dem Meßeinsatz (23) wenigstens eine Meßfläche (66) vorgesehen ist, die zur direkten Berührung mit dem zu vermessenden Werkstück vorgesehen ist.

8. Feinmeßgerät nach Anspruch 7, dadurch gekennzeich­ net, daß die Meßfläche (66) planparallel zu der Anlage­ fläche (37) ist und eine verschleißmindernde Oberfläche aufweist.

9. Feinmeßgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß das Befestigungsmittel (25) ein Spannmittel ist, das sich einenends an dem Meßeinsatz (23) und anderenends an dem Bolzen (11, 15) abstützt.

10. Feinmeßgerät nach Anspruch 9, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Bolzen (11, 15) an seiner zylindrischen Außenseite mit einem Abstützmittel (57) für das Spann­ mittel versehen ist.

11. Feinmeßgerät nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der erste Bolzen (11) auf seine ausgefahrene Stellung zu federbelastet ist.

12. Feinmeßgerät nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der zweite Bolzen (15) mittels einer Ver­ stelleinrichtung (19, 21) an dem Grundkörper (4) axial verstellbar gehalten ist.

13. Feinmeßgerät nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der erste Bolzen (111) mittels einer Ver­ stelleinrichtung (110) in Bezug auf den Grundkörper (104) axial verstellbar gehalten ist.