DE1994852U - Messgeraet zur pruefung der formgenauigkeit von werkstuecken. - Google Patents

Description

Cnrl Mahr, hsslingen a. N.

MoiifjorJit zur Prüfung dor Foi'tngonauigkoit von Werkstücken ϊϊ *-3 tSS ^I CS HS a 55 5ϊ ti ϊ! Ϊ2 ES CS SS SS «S C5 Üt ■!* CS SS £3 ΪΞ ΐ·* £ϊν SIS 53* £!!■ £S hS £3 £ΐ £■! !3 ϊϊ SS *^ϊ £<■ ·■■· ■■*■ ΐΐ ^S £■■· ΐΐ ΐΐ ΐΐϊ ΐΐ "™* Zh* ΐΐ ΐΖ* ϊϊ Ü« ϊϊ ·■■»

Dio Erfindung: betrifft ein Meßgerät zur Prüfung der Formgenauigkeit von Werkstücken insbesondere solchen mit Trooholdonfornien, wie sie z.R. in Drohkolbon- odor Kroiskolbonmoboron vorkommen. Die Einrichtung dient dazu αχό AuwöiöhiinGen iisr WÄrkstüekfora von der theoretisch richtigen Tröchoidonform abaugroifon und zur Anzeige zu bringen.

Bis jetzt wurde die Trochoidenform von Werkstücken an Kroiskolben- und Drehkolben-Verbrennungsmotoren da\3urch geprüft und überwacht, daß sie im optischen Projektionsverfahron mit einer exakt konstruierten und aufgezeichneten TrochoidenkurVö oder in mechanischer Weise mit einer Mexster-Tx'Oehoido verglichen worden sind. Diese Methoden sind allerdings für die Fabrikation von Motorteilen nicht zweckmäßig, da sis zu ujaatäsdlich und dadurch unwirtschaftlich sind und da die Vergleichs-Trochoiden auch bei sorgfältigster Anfertigung noch mit gewissen Fehlern bohaftet sind.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde,eine Prüfeinrichtung zu schaffen mit der die Formhaltigkeit vorzugsweise trochoidenförmiger Werkstücke rasch und sicher unter betriebsmäßigen Bedingungen geprüft und überwacht werden kann. Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß ein MeßkPpf.', , der einen ^ zweckentsprechenden Meßtaster trägt, auf der theoretisch richtigen Bahn der Sollform der Trochoide des betreffenden Werkstückes geführt wird, wobei das Abtastelement des Meßtasters gegen die Mantelfläche der zu prüfenden Trochoide angestellt wird und alle Formabweic^ungen des Werkstückes von der Sollform der Trochoide abgreift und zur Anzeige bringt. Dazu wird erfindungsgemäß der Meßkopf auf einem Umlaufkörper in einem bestimmten Abstand von dessen Mitte befestigt- der sich "um einen feststehenden Sonnenkörper abwälzt. Das Umlaufsystem, gebildet aus Umlaufkörper

Cnrl Mahr, Esslingon a.N.

und feststehendem Sonnonkorpor wird zwockmäßigerweise über oder unter dem die zu prüfondo Troohoido aufweisenden Werkstück angeordnet und zwar so, daß dor Moßkopf in das Werkstück hineinragt und der Meßtastor nach außon gogun dio zu prüfende fcrochoidenförmige Mantelfläche gerichtet ist. Dor umlaufkörper und der Sonnenkörper können duroh schltipffrei sich abwälzende Scheiben oder auch durch Zahnräder gobildot werden. Das Verhältnis des Durchmessers des Umlaufkörpore zum Durchmesser des Sonneri,-körpers bzw. das Verhältnis der ZUhnozahl dos Umlaufzahnradesi zur Zähnezahl des Sonnenzahnrados wird von dor Gosamtform der su prüfenden TroGboide hoatiminfc. außerdem ist der Abstand des Meßkopfes vom Mittelpunkt doe Umlaufkörpors von der Form der zu prüfenden Trochoide abhängig.

Gemäß der Erfindung ist außerdem oino Steuereinrichtung vorgesehen die dafür sorgt, daß der Moßtastor im Moßkopf während des Umlaufes des Umlaufkörpers um den Sonnenlcörpor in jodor Meßstellung also an jedem beliebigen Punkt der Trochoide stets senkrecht nach außen auf die abzutastende Mantelfläche dor Trochoide gerichtet und gegen diese angestellt ist, wodurch Meßfehler ausgeschaltet sind. Dazu ist der Meßkopf auf dem Umlaufkörper drehbar aufgenommen und wird in der vorgeschriebenen Löge dssreh sin« i;sl«sko|>artig in ihrer Länge veränderlichen Führungsstange gehalten. Das dem Meßkopf entgegengesetzte Ende der FUhrungsstange greift in eine Kurbel ein, die auf dem Umlaufkörper eines Hilfsumlaufsystems befestigt ist. Der Hilfsurnlaufkörper stoht dem meßkopftragenden Hauptumlaufkörper genau gegenüber und der Hilfssonnenkörper ist mit dem Hauptsonnenkörper fest verbunden. Das Übersetzungsverhältnis des Hilfsumlaufsystems ist gleich dem des Hauptumlaufsystems, außerdem ist die Länge der Kurbel von der Größe des Sonnenkörpers abhängig. Beim Abwälzen des den Meßkopf tragenden Umlaufkörpers um den Sonnenkörper dreht sich die Kurbel angetrieben durch das Hilfsumlaufsystem synchron mit, da sich der HiIfs'imlaufkörper mit gleicher Winkelgeschwindigkeit um den Hilfssonnenkörper abwälzt, wie der Hauptumlaufkörper uis den Hauptsonnenkörper. Durch diese aus Hilfsumlaufsystem, Kurbel und Stange gebildeten Steuereinrichtung wird der drehbar auf d>»m Hauptumlaufkörper aufgenommene Meßkopf stets so entlang der Bann der theoretisch

Carl Mahr, Esslingon a.N,

richtigen Trochoide geführt, daß das Abtastelement seines
Meßtasturs sonkrocht auf dor trochoidenförmigen Mantelfläche des Werkstückes steht. Bei einer anderen Ausfuhrungsform des Gerätes walzt sioh der die Kurbel tragende FIiI fs umlauf kör per unmittelbar auf dom Hauptsonnonkörper ab, ist dem meßkopftra.genden Hüuptumläufkörpor gegenüberliegend angeordnet und
weist denselben Durohmessor auf wie der Hauptumlaufkörper.

Erfindungsmäßig ist ferner dio Möglichkeit vorgesehen, das zu prüfende Werkstück auf dom Meßgerät auszurichten, damit die
Längs- und Querachse dor WorkstUcktrochoide durch den Mittelpunkt der Meßeinrichtung verläuft* Dazu ist die als Werkstückauflage dienende Oberseite des Meßgerätes als schwimmend gelagerter Auflagetijch ausgebildet, der sich ζ«Β* auf dem üetiäuse des Gerätes auf Kugeln stützt. Durch an 2 Seiten des Gerätes vorgesehene Einstellschrauben die gegen vorzugsweise jo 2
an der gegenüberliegenden Meßgerätesoite angeordneten Druckfedern arbeiten ist der Auflaßotiscb und damit das Werkstück in 2 Richtungen einstellbar. Die Befestigung des Werkstückes am Auflageti&Jh kann durch Bolzen, Passtifto oder Schrauben
erfolgen. Um das Maß dor zur Ausrichtung erforderlichen
Verstellung des Tisches in beiden Richtungen ablesen zu können sind Anzeigeinstrumente z.B. Meßuhren vorgesohen., an denen nach Einsetzen des Werkstückes auch sofort die Außortnittigkeit der Trochoide zu den Bezugsbolärungen im Werkstück abgeloson werden kann.

Um bei der Prüfung eines Werkstückes einen festgestellten
Fehler der Trochoidenform der betreffenden Stelle aas Werkstückes zuordnen zu können, ist bei dem Meßgerät der Erfindung auf dem Hauptsonnenkörper eine Kreisskala vorgesehen, die eine vorzugsweise von 0 fels 36Ο durchgehende Winkelteilung trägt. Zur
Ablesung dient ein Zeiger nsit Abi&sestrieh, der srusassaon snit des Meßkosf ^ΊΛΤη dan

Carl Mahr, Esslingen a.N.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel einos Meßgerätes der Erfindung dargestellt*

Fig* 1 zeigt schematisch das Prufprinzip des Gerätes Fig. 2 zeigt eine Draufsicht des Moßgorlltos

Pig. 3 zeigt das Meßgerät im Schnitt gemäß der Linie X-χ der Fig. 2

Auf dom mit dom Gehäuse 3 des Meßgerätes über die Achse 4 fest verbundenen Sonnenkörper 1 wSlzt sieh bei der Prüfung der *Σ*Οί^1ί^1.Λοοί*Η*·«(ΐΛ»ίοη Mental fläeha 5 dos Workstiickea fs d.kii" Umlauf*— körper .3 ab. Dieser ist mit seiner Achse 7 drehbar im Hebel 8 aufgonommon, wobei letatoror drohbar um die feststehende Achse k des Sonnenköri35jrS ΐ ongeordnöt ist. Die Länge des Hebels 8 ist gleich der Summe der Radien von Sonnenkörper 1 und Umlaufkörper also gl&iob — * — . Das Übersetzungsverhältnis des UmIaufsystems gobildot aus Sonnenkörper 1 und Uralaufkörper 2 hängt von der Gοsamtform der am prüfenden Trochoide ab. Es ist für die im allgemeinen im Dreh- bzw. Kreiskolbeiunotorbau übliche ^frochoidenform D:d = 2:1. Auf dem Umlaufkörper 2 ist der Meßkopf drehbar um die Achse 10 aufgebaut und trägt den Meßtaster 1T, gebildet beispielsweise durch eine Meßuhr, uie Außermittigkeit des Meßkopfes 9 also der Abstand a seines Drehpunktes vom Mittelpunkt des Umlaufkörpers 2 ist ebenfalls von der Form dor zu prüfenden Trochoide abhängig. Ist dieser Abstand a = 0, befindet sich also der Drehpunkt des Meßkopfes 9 genau über dem Mittelpunkt des Umlaufkörpers 2, dann ist als G-renzfall die Trochoide ein Kreis mit Radius r = 2. + — . Je weiter der Drehpunkt des Meßkopfes 9 vom Mittelpunkt des Umlaufkörpers 2 entfernt ist, desto größer ist die Tiefe des Sattels der Trochoide, da diese Satteltiefe stets gleich dem Abstand a ist.

Der Meßkopf 9 wird durch die teleskopartig in ihrer LängO veränderliche Stange 12 bestehend aus Stangeninnerteil I2a und Stangenaußenteil 12b in der vorgeschriebenen Lage gehalten. Das Stangenaußenteil 12b der Führungsstange 12 greift an ihrem «Sea Meßkopf entgegengesetzten Ende in das auf «iey Kttrbel t3 drehbar aufgenommene Befestigungsstück I^ ein. Die Ktxrbel 13 ist auf dem

Carl Mahr, Esslingen a.N. J

HiIfsumlaufkörper 15 befestigt, der sieh um den Hilfssoii-. _ikörper 16 abwälzt wobei der letztere gleichachsig und fest mit dem Hauptsonnenkörper 1 verbunden ist. Der Hiifsumiaufkörper 15 ist drehbar im Arm 1? aufgenommen, der mit dem Hebel 8 starr verbunden ist und zwar so, daß der HiIfsumlaufkörper Ip dem Hauptumlaufkörper 2 genau gegenübersteht.

Das Werkstück 6 mit seinen Gehäusebohrungen 18 wird auf den Aufla^etisch 19 des Meßgerätes aufgesetzt und durch die Bolzen 20, die in die Gehäusebohrungen i8 eingreifen, gehalten und in seiner Lage orientiert. Der Auflagetisch 19 stützt sich über Kugeln auf dan Stützflächen 22 dss Meßge^stegebäuses 3 s.fe snu. ist dadurch gegenüber dem Gehäuse 3 schwimmend angeordnet. Durch die Einstellschrauben 2.k und 25 kann der Auflage tisch 19 und damit das mit ihm durch die Bolzen 20 verbundene Werkstück 6 in zwei Ebenen verschoben werden. Für kraftschlüssige Anlage des AufIa^etisches 19 an die Einstellschrauben Zh und 25 dienen die Druckfedern 26/27 und 28/29· An den Anzeigegeräten 30 und ist das Maß der Verschiebung des Auflagetisches bzw. die Aujermittigkeit der trochoidenförmigen Mantelfläche des Werkstückes in Bezug auf seine Bezugsbohrungen ablesbar.

Auf dem bonnenkörper 1 ist eine Kreisskala 32 vorgesehen, an der mit Hilfe des Zeigers 33, der am Hebel 8 befestigt ist, und pinen Ablesestrich aufweist, die Stellung des Meßkopfes und damit seines Meiitastors 11 zur trochoidenförmi/jen Mantol-3 dos .erkstiickes 6 abgelesen werdon lcann.

Claims (1)

1. Carl Mahr, Esslingen a.N.

   nsprüch e

   1. Meßgerät zur Prüfung der Formgenauigkeit von Werkstücken insbesondere solchen mit Trochoidenformen, dadurch gekennzeichnet, daß der den MeßtasLr ("M) tragende Meßkopf (9) auf dar theoretisch richtigen Bahn der Sollforn des zu prüfenden Werkstückes (6) geführt wird, indem er auf einem Umlaufkörper (2) z.B. einer Umlaufscheibe aufgenommen ist, die sich um einen fest angeordneten, vorzugsweise kreisförmigen Sonnenkörper (i), der z.B. ebenfalls scheibenförmig ausgebildet sein kenn abwälzt und daß der Meßtaster (ii) im Meßkopf (9) die Abweichungen der "Werkstückform von dieser Sollfonn abgreift und in an sich bekannter Weise zur Anzeige bringt, ferner daß der Drehpunkt des Meßkopfes (9) und der Kontaktpunkt des Meßtasters (i 1 ) sich in einem von der Form der Trothoide abhängigen AT. ^d vom Mittelpunkt des Umlaufkörpers (2) entfernt befindet und daß der Durchmesser des Umlaufkörpers (2) in einem ebenfalls von der Form der zv. prüfenden Trochoide abhängigen Verhältnis zum Durchmesser des Sonnenkörpers (1) steht»

   2. Meßgerät nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß der den Mößkopf (9) tragende Umlaufkörper (2) und der Soiinenkörper (1) durch Zahnräder gebildet werden, deren Zähnezahlen zueinander in einem bestimmten von der Form der zu prüfenden Trochoide abhängigen Verhältnis stehen*

   3. Meßgerät nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß als Meßtaster (ti) im Moßkopf (9) anstelle einer Meßuhr oder eines mechanischen Feinzeigers zur Anzeige des Meßergebnisses ein Meßwertgeber eingesetzt werden kann, der die Abweichungen der Form

   elektrischem, elektronischem oder pneumatischem Wege auf ein an beliebiger Stelle aufstellbares Anzeigegerät überträgt und dort zur Anzeige bringt oder an einer Schreibeinrichtung als Diagramm aufzeichnet.

   Carl Mahr, F=slingen a.N.

   h. Meßgerät nach Anspruch 1-3 dadurch gekennzeiebnet, daß das Abtastelement des Meßtaste^-> (11) im Meßkopf (9) während des Umlaufes des Unilaufkörpers (2) um d^n Sonnenkörper (i) stets senkrecht nach außen gerichtet auf der Tangente an der abzutastenden trochoidenförmigen Mantelfläche (5) *ies 'werk-Stückes (6) steht und gegen diese angestellt ist, indem der

   [ Meßkopf (9) auf dem Umlaufkörper (2) drehbar aufgenommen ist

   ! und in seiner vorgeschriebenen Lage durch eine teleskopartig

   in ihrer Lange veränderlichen Führungsstange (l2a/b) gehalten wird, die in eine auf einem Umlaufkörper (i5) eines Hilfsumlaufsystems befestigten Kurbel (13) eingreift wobei «5er Kurbeltragende Hilfsuffilaufkörper (15) dem den Meßkopf tragenden

   j Hauptumlaufkörpe7~ (2) gegenübersteht, ferner daß das über—

   ■'■ setzungsverhäl tniii des HiI fsumlauf syst ems gleich dem Übersetzungsverhältnis des Haupfcynlaufsystems ist und. die Länge der ' Kurbel (i3) von der Größe des Sonnenkörpers (1) abhängig if=«.

   5· Meßgerät nach Anspruch 1 und h dadurch gekennzeichnet, daß der kurbeltragende HiIfsumlaufkörper (15) sich unmittelbar auf dem Sonnenkörper (i) des Haupturnlaiif systems abwälzt und den gleichen Durchmesser aufweist wie der den Meßkopf tragende Hauptumlaufkörper (2).

   6. Mei3gerät nach Anspruch 1 bis 5 dadurch gekennzeichnet, daß zur Ausrichtung des Werkstückes die Werkstückauflage als schwimmender Auflagetisch (19) ausgebildet ist. '3er sich vorzugsweise auf Kugeln (21) abstützt und durch Feineinstellschraubon (2^/25) in zwei Richtungen verstellt werden kann, wobei das Maß der Verstellung an Anzeigegeräten (30/31) z.B. an Meßuhren ablesbar ist.

   7. Meßgerät nrch Anspruch 1 bis 6 dadurch gekennzeichnet, daß auf dem Sonnenkörper {T } eine Kröisökals (32) auf*gsbr*acbt ist, an der mit Hilfe des ©inen Able~estrich tragenden 2ei.g-i.rs (33) die Stellung des Meßkopfes (9) und damit seines Meßtasters (11) zur trochoidenf örmigen Mantelfläche (5) dec WerlfS'iückes (6) abgelesen werden kann.

   JL ΖΌ<±Ο'ύ