DE2003069C3 - Fluidik-Meßlehre - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Fluidik-Meßlehre zum Ermitteln von Abmessungen mit einem das zu messende Werkstück abtastenden Meßkopf zum Erzeugen eines Fluidik-Meßsignals, zwei einseitig vorgespannten, einerseits mit einem Steuerdruck und andererseits mit dem Meßsignal beaufschlagten Schaltern, von denen der erste bei Überschreiten eines einstellbaren ersten und der zweite bei Überschreiten eines einstellbaren zweiten Grenzwertes aus der Ruhein die Betätigungslage umschaltet, und einer Toleranzanzeigeeinrichtung, die in Abhängigkeit von der Schaltstellung der beiden Schalter unterschiedliche Anzeigen liefert.

Bei einer bekannten Meßlehre dieser Gattung (US-PS 33 49 605) sind die Grenzwertschalter in für die Meßgenauigkeit und -zuverlässigkeit nachteiliger Weise als federnd in die Betätigungsstellung vorgespannte, mechano-pneumatische Umschaltventile ausgebildet, deren Schaltwerte gegenüber einem vorgegebenen Bezugswert, der mit Hilfe eines in der Meßsignalleitung angeordneten Auslaßventils eingestellt wird, unabhängig voneinander durch Regulierung der Federvorspannung an den einzelnen Schaltventilen veränderlich einzustellen sind. Bei dieser bekannten Meßlehre fehlt es an einer festen Zuordnung der einzelnen Schalter zu bestimmten Punkten des Toleranzfeldes, so daß die Gefahr besteht, daß infolge von Bedienungsfehlern bei der Einstellung der Schaltwerte ein und derselbe Schalter im einen Fall bei Überschreiten der oberen Toleranzgrenze und im anderen Fall bei Überschreiten der unteren Toleranzgrenze anspricht, was Fehlanzeigen und eine unrichtige Einordnung der Werkstücke zur Folge hat.

Ferner ist eine Sortiereinrichtung bekannt (US-PS 32 58 118), die mit reinen fluidischen Schaltelementen arbeitet, welche jedoch ebenfalls wieder unabhängig voneinander auf unterschiedliche Schaltwerte einstellte bar sind, so daß es auch hier wieder zu Verwechslunger bei der Grenzwerteinstellung und somit zu einei unrichtigen Einordnung der Werkstücke kommen kann Außerdem sind die Fluidikelemente als bistabil« Füp-Flops ausgebildet, was sich nachteilig auf dii Meßgenauigkeit und -empfindlichkeit auswirkt.

Demgegenüber soll erfindungsgemäß eine Fluidik Meßlehre geschaffen werden, die ohne mechaniscl bewegte Teile auskommt und sich unter Vermeidun;

<ί

γο;. Fehljusüerungen durch eine hohe Meßgenauigkeit bei einfacher Bauweise auszeichnet.

Gelöst wird diese Aufgabe erfindungsgemäß durch eine Fluidik-Meßlehre der eingangs erwähnten Art, die dadurch gekennzeichnet ist, daß als Schalter jeweils monostabile, durch den Steuerdruck in die stabile Ruhelage vorgespannte Fluidikelemente vorgesehen sind, und daß zur veränderlichen Einstellung des einen Grenzwertes ein in der Meßsignalleitung angeordnetes, erstes Einstellelement beiden Fluidikelementen gemeinsam zugeordnet ist, während zur veränderlichen Einstellung des anderen Grenzwertes ein dem einen Fluidikelement vorgeschaltetes, zweites Einstellelement in der Steuerdruckleitung angeordnet ist.

Die erfindungsgemäße Toleranzgrenzlehre ist eine systenireine Fluidik-Meßlehre mit nur einem einzigen Meßkopf, die aufgrund der besonderen Austildung der Schalter als monostable, durch den Steuerdruck in die stabile Ruhelage vorgespannte, fluidische Kippglieder ein exaktes Schaltverhalten ohne unzulässige Schalt-Punktverschiebungen sicherstellt, mit der Besonderheit, daß infolge der besonderen Zuordnung der Einstellelemente eine strömungsmäßige Koppelung bei der Schaltpunkteinstellung der Fluidikschalter erzielt und dafür gesorgt wird, daß der Schaltpunkt des einen Fluidikelements stets über dem des anderen liegt, so daß Verwechslungen der Fluidikelemente bezüglich der Toieranzgrenzwerte ausgeschlossen und Eich- und Justierfehler weitgehend vermieden werden.

Durch die in den Unteransprüchen angegebenen Merkmale werden in weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung die Betriebssicherheit und -genauigkeit der erfindungsgemäßen Meßlehre weiter verbessert.

Ausführungsbeispiele der Zeichnung werden nun anhand der Zeichnungen beschrieben. Es zeigt

Fig. 1 eine perspektivische Außenansicht des ersten Ausführungsbeispiels,

F i g. 2 ein schematisches Schaltbild des ersten Ausführungsbeispiels,

F i g. 3 einen Schnitt durch einen Teil der in F i g. 1 gezeigten Einrichtung,

Fig.4 einen Schnitt durch einen anderen Teil der in F i g. 1 gezeigten Einrichtung,

Fig.5 ein schematisches Schaltbild eines zweiten Ausführungsbeispiels.

Die in Fig. 1 dargestellte Fluidik-Meßlehre 10 zum Ermitteln von Abmessungen weist ein Gehäuse 11 auf, das die hauptsächlichen Bauteile der Meßlehre aufnimmt und trägt. Zwei Träger 12 sind in geeigneter Weise auf gegenüberliegenden Seiten des Gehäuses 11 befestigt und halten das Gehäuse in einer aufrechten Lage. Die Meßlehre 10 hat eine flexible Schlauchleitung 13, die von der Vorderseite des Gehäuses 11 ausgeht.

In diesem Ausführungsbeispiel trägt die Schlauchleitung 13 einen Meßkopf, der als Spindel 14 dargestellt und an dem anderen Ende der Schlauchleitung befestigt ist.

Die Meßlehre 10 und die zugehörige Meßspindel 14 sind im Zusammenhang mit einem herkömmlichen Staudruck-Schaltkreis gezeigt. Die Spindel 14 der Meßlehre 10 wird mit Hilfe von zwei Eichringen, die genaue öffnungen verschiedener Durchmesser haben, geeicht. Die Meßiehre wird einjusüert, urn einen annehmbaren Bereich von Meßsignalen zu definieren. f>5

Die Spindel 14 kann dann in einer Bohrung eines Werkstücks angeordnet werden, um zu bestimmen, ob diese Bohrung in den vorbestimmten annehmbaren Bereich fällt.

Die Meßlehre 10 hat Anzeigevorrichtungen 15, 16 und 17, wovon jeweils eine anzeigt, ob die Bohrung kleiner als die untere Grenze des annehmbaren Bereiches ist bzw. innerhalb des annehmbaren Bereiches liegt oder größer als die obere Grenze des annehmbaren Bereiches ist (F i g. 1 und 2). Die Meßlehre 10 hat ferner Einstellvorrichtungen, die als zwei einstellbare Drosseln 20 und 21 gezeigt sind und die zusammen mit den Eichringen dazu verwendet werden, die Grenzen des annehmbaren Bereiches festzulegen. Die Betriebsweise der Einstellvorrichtungen wird noch beschrieben.

In der Meßlehre 10 wird vorzugsweise Luft als Arbeitsmittel verwendet. Die Luft wird unter Druck von einer geeigneten Quelle zugeführt und durch einen Filter 22 geleitet. Die gefilterter Luft wird einem Druckregler 23 über eine Leitung 24 und einem weiteren Druckregler 25 über eine Leitung 26 zugeführt. Die von dem Regler 23 abgegebene Luft strömt durch eine Leitung 27, in der eine feste Drosselstelle 30 angeordnet ist. Von der festen Drosselstelle 30 strömt die Luft durch einen gemeinsamen Knotenpunkt 31 und durch eine Leitung 28 zu der Meßspindel 14. Die Leitung 27 steht mit einer Zweigleitung 29 in Verbindung, die von dem Knotenpunkt 31 abzweigt. Die einstellbare Drossel 20 ist an dem Ende der Leitung 29 vorgesehen. Mit dem Knotenpunkt 31 steht ferner eine Leitung 32 in Verbindung (Fig.2). Jedes Meßsignal ist daher eine Funktion der Abmessung des Werkstücks und wird zusätzlich durch die Luftmenge beeinflußt, die durch die einstellbare Drossel 20 entweicht.

Die Meßlehre 10 hat zwei monostabile Fluidikelemente 33 und 34, die die Fluidiksignale klassifizieren und mit der Leitung 32 verbunden sind. Jedes der beiden Elemente 33 und 34 wird mit einem primären Luftstrom unter geregeltem Druck durch zugehörige Leitungen 35 versorgt, die mit dem Druckregler 25 verbunden sind. Die Führung des primären Luftstromes durch jedes der Elemente 33 und 34 und damit ihr Schaltzustand wird im wesentlichen durch die wirksame Energie des Meßsignals gesteuert, das über die Leitung 32 zugeführt wird.

Die Meßlehre 10 hat ferner ein Fluidik-Tor 40, das mit Luft unter geregeltem Druck durch eine Leitung 41 versorgt wird, die strömungsmäßig mit der Leitung 35 in Verbindung steht. Das Tor 40 ist so angeschlossen, daß es Eingangssignale von den Fluidikelementen 33 und 34 über zugehörige Leitungen 42 bzw. 43 aufnimmt. Das Tor 40 führt eine logische UND-Funktion aus.

Das Tor 40 hat keine beweglichen Teile und der primäre Luftstrom, der über die Leitung 41 zugeführt wird, kann aus dem Tor durch eine Auslaßöffnung 44 unter der Bedingung abgegeben werden, daß ein nicht annehmbares Werkstück vorliegt. Wenn das Werkstück annehmbar ist, werden Eingangssignal über Eingangs leitungen 42 und 43 aufgenommen, worauf der primär« Luftstrom durch das Tor 40 von seinem Auslaß 44 zi seinem Auslaß 45 und von dort über eine Leitung 49 z\ der Anzeigeeinrichtung 16 umgeleitet wird, die betätig wird, um ein annehmbares Werkstück anzuzeigen.

Jedes Fluidikelement 33 und 34 ist im wesentlichen eil pneumatischer Triggerschalter, der zum Umschaltei seines primären Luftstromes betätigt wird, wenn ein bestimmte Grenze überschritten wird. Jede diese Vorrichtungen kann als »Fluidik-Schrr.itt-Trigger« be zeichnet werden. Die Schalter 33 und 34 haben kein beweglichen mechanischen Teile und bestehen ii wesentlichen aus mehreren proportionalen Verstärker

und einem logischen NOR-Gatter (Weder-Noch-Gatter). Die in den Schaltern 33 und 34 vorgesehenen Verstärker stellen eine zuverlässige Umschaltung bei einer bestimmten Grenze mit einer minimalen Hysterese sicher, wobei die Grenze an dem zugehörigen Triggerschalter eingestellt ist.

Die Schalter 33 und 34 werden über Leitungen 46 bzw. 47, die mit der Leitung 35 verbunden sind, mit einer primären Luftzufuhr beaufschlagt. Das Meßsignal auf der Leitung 32 wird den Schaltern 33 und 34 über Leitungen 50 bzw. 51 zugeführt. Der Schalter 33 ist so eingestellt, daß er nur unter solchen Bedingungen betätigt wird, bei denen ein bestimmtes Meßsignal, das über die Leitung 50 zugeführt wird, größer als ein erster Wert ist, der die untere Grenze eines vorbestimmten annehmbaren Druckbereichs bildet, wobei der primäre Luftstrom durch den Schalter 33 von dem mit der Umgebung in Verbindung stehenden Auslaß 53 auf den Auslaß 54 umgeschaltet wird, von dem er über die Leitung 42 zu dem Tor 40 fließt. Auf ähnliche Weise ist ₂i der Schalter 34 so eingestellt, daß er nur dann betätigt wird, wenn ein bestimmtes, über die Leitung 51 zugeführtes Meßsignal größer als ein zweiter Wert ist, der die obere Grenze des vorbestimmten annehmbaren Druckbereiches bildet, wobei der primäre Luftstrom durch den Schalter 34 von dem Auslaß 55, der mit der Leitung 43 in Verbindung steht, auf den Auslaß 56 umgeleitet wird, der mit einer Leitung 57 in Verbindung steht, die an die Anzeigeeinrichtung 15 angeschlossen ist.

Die Anzeigeeinrichtung 17 ist mit dem Auslaß 53 des Schalters 33 über eine Leitung 60 verbunden und wird durch die über die Leitung 60 zugeführte Luft in dem Falle betätigt, wenn das auf der Leitung 32 vorhandene unter dieser Bedingung nicht ausreichend, um das Tor zu betätigen.

Wenn das Werkstück eine öffnung innerhalb des annehmbaren Bereichs hat, ist das von der Leitung 32 geführte Meßsignal geringer als der Wert, der zum Triggern des Schalters 34 notwendig ist, und größer als der Wert, der zum Triggern des Schalters 33 notwendig ist, so daß dem Tor 40 sowohl über die Leitung 42 als auch über die Leitung 43 ein Strömungsmittelfluß zugeführt wird. Die zusammengenommene Energie des über diese Leitungen zugeführten Luftstromes reicht dazu aus, das Tor 40 zu betätigen und seinen primären Luftstrom von der mit der Umgebung verbundenen Auslaßöffnung 44 auf die Auslaßöffnung 45 und in die Leitung 49 umzulenken, so daß die Anzeigeeinrichtung 16 betätigt wird.

Der Regler 23 an der Meßlehre 10 ist vorzugsweise einstellbar. Die feste Drossel 30 kann auch verschiedene Größen haben, wobei jede Größe einer vorbestimmten j Einstellung des Druckreglers 23 entspricht. Beispielsweise kann bei einer bestimmten Einstellung an dem Regler 23 die feste Drossel 30 einen wirksamen Durchmesser von 0,57 mm haben, so daß für eine Spindel 14 mit zwei offenen Düsen mit einem 5 Durchmesser von 0,1990 mm eine Änderung von 0,0713 kg/cm² bei einer Änderung von 0,0025 mm in dem Zwischenraum zwischen den Spindeldüsen und dem Werkstück bewirkt wird. Bei einer anderen vorbestimmten Einstellung des Druckreglers 23 kann die feste Drossel 30 mit einem wirksamen Durchmesser von 0,89 mm ausgestattet sein, wobei die Spindel 14 mit zwei offenen Düsen mit einem Durchmesser von 0,1990 mm versehen ist, um eine Änderung von 0,713 kg/cm² für eine Änderung von 0,00 655 mm in dem

Grenze ist, so daß auf diese Weise m diesem Ausführungsbeispiel angezeigt wird, daß das Werkstuck eine übergroße Öffnung hat. In diesem Fall reicht die Energie des Luftstromes, der über die Leitung 50 in den Schalter 33 geleitet wird, nicht dazu aus, den primären Luftstrom in den Auslaß 54 umzuleiten Bei einem Werkstück mit zu großer Öffnung wird auch eine gewisse Luftströmung durch die Auslaßöffnung 55 des Schalters 34 und von dort zu dem Tor 40 erzeugt. Die wirksame Energie dieser Strömung reicht jedoch nicht aus um das Tor 40 zu betätigen. Die Anzeigeeinrichtung 15 gibt eine Anzeige, wenn das über die Leitung zugeführte Meßsignal größer als ein zweiter Wert ist, der durch die Einstellung des Schalters 34 bestimmt ist, worauf das Meßsignal, das über die Leitung 51 dem Schalter 34 zugeführt ist, bewirkt, daß der primäre Luftstrom von dem Auslaß 55 zu dem Auslaß 56 des Schalters 34 umgelenkt und über die Leitung weitergegeben wird. Bei diesem Ausführungsbeispiel der Erfindung gibt eine Anzeige an der Anzeigeeinrichtung 15 an daß ein Werkstück eine zu kleine Öffnung hat Ein erheblich größeres Meßsignal wird über die Leitung 32 abgegeben, weil weniger Luft aus dem Meßkopf 14 entweicht, da ein geringerer Zwischenraum zwischen dem Werkstück und dem Meßkopf vorhanden ist, wodurch ein erhöhter Druck in der Leitung 51 und daher eine Ablenkung des Luftstromes in dem Schalter 34 von dem Auslaß 55 auf den Auslaß bewirkt wird. Bei einem Werkstück mit zu kleiner öffnung wird die Strömung durch den Schalter ebenfalls von dem Auslaß 53 auf den Auslaß umgelenkt, der das Tor 40 speist. Die wirksame Energie des an das Tor 40 abgegebenen Luftstromes ist jedoch stück zu erzeugen. Auf diese Weise kann der grundlegende, in F i g. 2 gezeigte Schaltkreis mit nahezu allen herkömmlichen Staudruck-Meßausrüstungen im wesentlichen ohne Abwandlung verwendet werden. Es ₄o muß lediglich eine entsprechende Drossel 30 mit einer entsprechenden Einstellung an dem Druckregler 23 kombiniert werden. Ferner ist zu beachten, daß die Drossel 30 so ausgeführt ist, daß sie auf einfache Weise in die Meßlehre 10 eingebaut oder aus dieser ausgebaut ₄5 werden kann.

Den Meßsignaleingängen der Schalter 33 und können zwei feste Drosseln 61 bzw. 62 vorgeschaltet sein, um die Größe und daher die Auswirkung des von der Leitung 32 geführten Meßsignals zu reduzieren und 50 das Betriebsniveau des jeweiligen Triggerschalters festzulegen. Zusätzlich ist mit dem Schalter 33 eine feste Drossel 63 verbunden, die über eine Leitung 64 mit der Leitung 35 verbunden ist und mit ihrem Ausgang an den Schalter 33 so angeschlossen ist, daß die sie durchstro-55 mende Luft dem Luftstrom entgegenwirkt, der das Meßsignal bildet und durch die Drossel 61 fließt, so daU durch das Energieniveau der durch die feste Drossel und die feste Drossel 63 fließenden Luftströmung bestimmt wird, ob der primäre Luftstrom durch den 60 Schalter 33 durch den Auslaß 53 oder den Auslaß abgegeben wird. Die feste Drossel 63 ist vorzugsweise so gewählt, daß ein Signal von 0,85 kg/cm² in dem Meßkreis benötigt wird, um den Schalter 33 umzuschalten.

65 Dem Schalter 34 sind zwei feste Drosseln 65 und W zugeordnet, die in Reihe geschaltet sind. Die einstellbare Drossel 21 ist zu der Drossel 66 parallel geschaltet. Die wirksamen Flächen der festen Drosseln 65 und 66 sind

so gewählt, daß der Schalter 34 von seinem Auslaß 55 auf den Auslaß 56 umschaltet, wenn der Druckwert des Meßsignals zwischen 1,20 bis 135 kg/cm² liegt, das über die Leitungen 32 und 51 zugeführt wird. Die feste Drossel 65 dient dazu, die Vorbelastung auf dem Schalter 34 gegen eine zu hohe Einstellung zu begrenzen, selbst wenn die einstellbare Drossel 21 voll geöffnet ist. Die Drossel 66 verhindert, daß die Vorbelastung zu gering eingestellt wird, selbst wenn die einstellbare Drossel 21 vollständig geschlossen ist.

Es ist daher zu ersehen, daß ein Bedienungsmann, der die Fluidik-Meßlehre 10 verwendet, eine Spanne von 0,35 bis 0,50 kg/cm² zwischen der Einstellung des Schalters 33 und der Einstellung des Schalters 34 einstellen muß, wodurch im wesentlichen die Verwendung eines falschen Eichringes an der Meßspindel 14 der Meßlehre 10 ausgeschlossen wird.

Die einstellbare Drossel 21 kann eine einzige Einrichtung einfacher Bauweise sein, wie in bekannter Weise in F i g. 2 gezeigt. Die Drossel 21 kann jedoch auch als Teil einer Kombinations-Einrichtung 70 (F i g. 3) vorgesehen sein, die aus einem äußeren Gehäuse 71 besteht, in dem die Drossel 65 als Gewindeeinsatz mit einer Bohrung 72 vorgesehen ist. Die Drossel 66 kann als Gewindeeinsatz in einem scheibenförmigen Teil 73 vorgesehen sein, der lösbar in dem Gehäuse 71 befestigt ist Durch die Drossel 66 erstreckt sich eine feste Bohrung 76'.

Die einstellbare Drossel 21 weist eine öffnung 75 in dem Teil 73 auf. Die wirksame Fläche der öffnmg 75 wird durch eine Axialbewegung eines Zapfens 76 verändert. Der Zapfen 76 hat einen mit einem Gewinde versehenen Vorderabschnitt 77, der durch eine Gewindebohrung 78 in dem Gehäuse 71 eingeschraubt ist. Ein gerändelter Knopf ist vorgesehen, um den Gewindeabschnitt 77 ein- und auszuschrauben. Durch Veränderung der wirksamen Fläche der öffnung 75 wird der Energie des vorbelastenden Luftstromes verändert, der über die Leitung 80 dem Schalter 34 mgeführt wird, so daß der Umschaltpunkt für den Schalter 34 eingestellt wird.

Die einstellbare Drossel 20 an der Fluidik-Meßlehre 10 ist so ausgeführt, daß sie auch durch ungelerntes Personal eine betriebssichere Einstellung der Grenze an dem Schalter 33 und daher der unteren Grenze des Meßbereiches gestattet.

Die Anzeigeeinrichtungen 15, 16 und 17 bei diesem Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Meßlehre 10 sind einfache Ein-Aus-Sichtanzeiger gleicher Bauweise. Eine typische Anzeigeeinrichtung ist in Fig.4 gezeigt, die als Beispiel für alle drei Anzeigeeinrichtungen 15,16 und 17 gezeigt ist.

Jede Anzeigeeinrichtung weist ein Außengehäuse 81 auf, an dessen Vorderende ein durchsichtiger oder durchscheinender Teil 82 befestigt ist. Der Teil 82 hat eine Entlüftungsbohrung 83. Ein Kolben 84 ist axial gleitbar in der Bohrung 85 in dem Gehäuse 81 gelagert und wird nach hinten durch eine Druckfeder 86 vorgespannt. Jede Anzeigeeinrichtung 15,16 und 17 iss ein Ein-Aus-Anzeiger und wird auf »Ein« dadurch geschaltet, daß der zugehörige Kolben 84 seine helle Stirnfläche 87 nach vorne gegen den Teil 82 bewegt. Während sich der Kolben 84 nach vorne bewegt, überwindet er die Druckfeder 86. Wenn die helle Fläche 87 unmittelbar bei dem Teil 82 liegt, ist sie leicht sichtbar, so daß sie anzeigt, daß die zugehörige Anzeigeeinrichtung im Zustand »Ein« ist

Jede Anzeigeeinrichtung 15, 16 und 17 ist normalerweise im Zustand »Aus«, da der zugehörige Kolben 84 durch die Druckfeder 86 in seiner zurückgezogenen Stellung gehalten wird. Die Anzeigeeinrichtungen werden daher in den Zustand »Ein« gebracht, wenn Luft durch eine öffnung 90 in den hinteren Abschnitt des Gehäuses 81 einströmt. Jede Anzeigeeinrichtung 15,16 und 17 wird daher durch unter Druck stehende Luft eingeschaltet, die über die zugehörigen Leitungen 57,49 und 60 zugeführt wird. Bei diesem Ausführungsbeispiel der Erfindung hat eine zu kleine öffnung in einem

ίο Werkstück zur Folge, daß die Anzeigeeinrichtung 15 eingeschaltet wird. Bei einer zu großen Bohrung in einem Werkstück wird die Anzeigeeinrichtung 17 eingeschaltet. Wenn die öffnung in einem Werkstück innerhalb des vorbestimmten annehmbaren Bereiches liegt, wird die Anzeigeeinrichtung 16 eingeschaltet. Wenn eine Anzeigeeinrichtung im Zustand »Ein« ist, bedeutet das lediglich, daß die zugehörige helle Fläche 87 durch Druckluft nach außen gegen die zugehörige transparente oder durchscheinende Frontplatte 82 bewegt worden ist.

Die Meßlehre 10 wird äußerst einfach zum Betrieb eingestellt, so daß ungelerntes Personal die Meßlehre mit einer geringen Wahrscheinlichkeit für Fehler verwenden kann. Die Meßlehre 10 wird zur Inbetriebnähme dadurch eingestellt, daß zunächst der Meßkopf 14 in einem Eichring mit einer maximal zulässigen Öffnungsgröße angeordnet wird, von der ein Meßsignal vergleichsweise geringer Größe erwartet wird, das die untere Grenze des vorbestimmten annehmbaren Bereiches definiert. Die Anzeigeeinrichtung 17 ist an diesem Punkt des Justiervorganges eingeschaltet, und die einstellbare Drossel 20 wird dann so lange nachgestellt, bis die Anzeigeeinrichtung 17 ausgeht. Durch Nachstellen der einstellbaren Drossel 20 wird ein teilweiser Leckfluß von Luft zur Atmosphäre erzeugt, um dadurch die Energie des Meßsignals in der Leitung 32 zu ändern. Nach dem Einstellen der Drossel 20 wird der Meßkopf 14 in einem Eichring mit einer minimalen öffnung angeordnet, von der ein großes Meßsignal erzeugt wird, das der oberen Grenze des Bereiches der Meßsignale entspricht, die bei einem annehmbaren Werkstück auftreten. Daraufhin wird die Anzeigeeinrichtung 16 eingeschaltet. Die einstellbare Drossel 21 wird dann so lange nachgestellt, bis die Anzeigeeinrichtung 16 abschaltet und die Anzeigeeinrichtung 15 einschaltet.

So wird z.B. in einem Anwendungsfall über die Drossel 21 der Schalter 34 so eingestellt, daß er bei einem Wert schaltet, der zwischen 035 und 0,5 kg/cm² größer ist als der Druck, der zum Triggern des Schalters

33 benötigt wird. Insbesondere wird bei Verwendung dieser Einstellungen ein Umschalten bei 0,85 kg/cm² bei dem Schalter 33 und ein Umschalten zwischen 1,20 und 1,35 kg/cm² bei dem Schalter 34 ausgelöst

In dem Fall, daß der Meßkopf oder die Spindel 14 übermäßig abgenutzt ist, ist es unmöglich, einen dei beiden Grenzwerte einzustellen. Wenn falsche Eichrin ge verwendet werden, ist es unmöglich, beide Grenzet einzustellen. Wenn die Eichringe insbesondere zu grol sind, ist es unmöglich, die untere Grenze einzusteller Die obere Grenze könnte jedoch eingestellt werder Wenn die Eichringe zu klein sind, kann die unten Grenze, jedoch nicht die obere Grenze eingestell werden.

Es ist zu beachten, daß eine Wechselwirkun zwischen den einstellbaren Drosseln 20 und 21 auftrete kann, wenn diese Drosseln während des Justiervorgar ges aufs Geratewohl verstellt werden. Um dies Wechselwirkung zu vermeiden, wird zunächst di

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veränderliche Drossel 20 eingestellt. Danach wird die notwendige Einstellung an der Drossel 21 vorgenommen.

Die Betriebsweise der Fluidik-Meßlehre 10 ist äußerst einfach, und es ist zu beachten, daß die Hauptbauteile keine beweglichen mechanischen Teile haben. Beispielsweise wird die Größe einer Öffnung in einem Werkstück genau dadurch bestimmt, daß lediglich die Spindel 14 an dem Werkstück angeordnet und beobachtet wird, ob die Anzeigeeinrichtung 15,16 oder 17 eingeschaltet ist, wodurch jeweils angezeigt wird, daß das Werkstück eine zu kleine Öffnung bzw. eine annehmbare Öffnung oder eine zu große Öffnung aufweist. Um einen Bedienungsmann zusätzlich bei der Benutzung der Meßlehre 10 zu unterstützen, können die Anzeigeeinrichtungen 15 und 17 so ausgeführt sein, daß ihre Flächen 87 aus einem leuchtendroten Material hergestellt sind, während die Fläche 87 der Anzeigevorrichtung 16 aus einem leuchtendgrünen Material besteht.

Ein weiteres Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Fluidik-Meßlehre ist in Fig.5 gezeigt. Die Fluidik-Meßlehre 10Λ (F i g. 5) ist ähnlich aufgebaut wie die Meßlehre 10, und Bauteile der Meßlehre 10/4, die Bauteilen der Meßlehre 10 entsprechen, tragen die gleichen Bezugszahlen, wobei ein Buchstabe A hinzugefügt ist. Eine ins einzelne gehende Beschreibung der Meßlehre 10Λ ist nicht notwendig, da die Betriebsweise ähnlich wie die der Meßlehre 10 ist.

Bei der Meßlehre 10Λ werden alle Teile der Meßlehre 10 mit Ausnahme des UND-Tores 40, der zugehörigen Anzeigeeinrichtung 16 und der Verbindungsleitungen für diese Teile verwendet Die Meßlehre 10/4 gibt daher nur ein Signal ab, wenn ein nicht annehmbares Werkstück gemessen wird.

Wenn die Meßspindel 14/4 in eine Bohrung eines Werkstückes eingeführt wird, die zu groß ist, wird ein Meßsignal über die Leitungen 32/4 und 50/4, durch den Triggerschalter 33Λ und durch die Leitung 60/4 abgegeben, um eine Anzeige an der Anzeigeeinrichtung VIA zu erzeugen. Auf ähnliche Weise wird beim Einsetzen der Meßspindel 14Λ in eine zu kleine Bohrung eines zugehörigen Werkstückes ein Meßsignal durch die Leitungen 32/4 und 51A, durch den Triggerschalter 34/4 (wodurch dieser Schalter umgeschaltet wird) und durch die Leitung 57A übertragen, um eine Anzeige an der Anzeigeeinrichtung 15/4 zu erzeugen. Wenn die Spindel 14/4 an einem Werkstück mit einer annehmbaren Bohrung angeordnet wird, ist die Größe des Meßsignals auf der Leitung 32Λ so groß, daß sie den Schalter 33A von seinem Auslaß 53A auf seinen Auslaß 54/4 umschaltet Das Meßsignal reicht jedoch in seiner Größe nicht dazu aus, den Schalter 34A von seinem Auslaß 55Λ auf seinen Auslaß 56/4 zu schalten, so daß die Luft durch die Auslässe 54,4 und 55Λ in die Umgebung entweicht und keine Meßsignalanzeige an den Anzeigeeinrichtungen 15A und 17Λ erzeugt wird. Das gerade gemessene Werkstück ist demnach brauchbar.

ίο Bei den Ausführungsbeispielen der Erfindung weist die Meßlehre eine Meßspindel auf, die in Eichringen angeordnet werden kann und dazu verwendet werden kann, die Größe von Bohrungen in zugehörigen Werkstücken zu überprüfen. Es ist jedoch zu beachten, daß die erfindungsgemäße Meßlehre auch bei verschiedenen anderen Anwendungen verwendet werden kann; so kann die erfindungsgemäße Meßlehre mit entsprechenden Ausrüstungsteilen versehen werden, um ein schnelles Überprüfen von Innendurchmessern, Außendurchmessern und Höhen-, Breiten- und Tiefen-Abmessungen vorzunehmen.

Bei dem in F i g. 1 gezeigten Ausführungsbeispiel der Erfindung führen Leitungen 35 und 27 direkt zu dem Gehäuse 11, wobei die Regler 23 und 25 nicht dargestellt sind. Diese Regler können jedoch gegebenenfalls auch an dem Gehäuse 11 befestigt sein und von diesem getragen werden.

Der physikalische Aufbau der Triggerschalter und des UND-Gatters für die Meßlehre 10 sind nicht im einzelnen gezeigt Eine beliebige bekannte Ausfühpingsform kann jedoch für diese Bauteile verwendet werden.

Es ist ferner zu beachten, daß die Teile 33,34 und 40 der Meßlehre 10 und die Teile 33/4 und 34/4 der Meßlehre 10Λ zusammen mit ihren zugehörigen Drosseln und Leitungen in jedem Fall als einziger integrierter Schaltbaustein vorgesehen sein können. Obwohl in der Beschreibung von Leitungen die Rede ist, sollen damit auch andere Arten von Kanälen zur Führung von Strömungsmitteln erfaßt werden, ob sie als Öffnungen oder Kanäle in getrennten Teilen oder als Öffnungen oder Kanäle in einer Platte oder einem anderen Teil vorgesehen sind, in dem beispielsweise die Triggerschalter integriert angeordnet sind.

Jedes Ausführungsbeispiel der Erfindung verwendet zwei Begrenzungseinrichtungen. Es ist jedoch zu beachten, daß auch mehr als zwei solcher Begrenzungseinrichtungen verwendet werden können, um eine entsprechende Zahl von Grenzwerten einzustellen.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (9)

Patentansprüche:

1. Fluidik-Meßlehre zum Ermitteln von Abmessungen mit einem das zu messende Werkstück abtastenden Meßkopf zum Erzeugen eines Fluidik-Meßsignals, zwei einseitig vorgespannten, einerseits mit einem Steuerdruck und andererseits mit dem Meßsignal beaufschlagten Schaltern, von denen der erste bei Überschreiten eines einstellbaren ersten und der zweite bei Überschreiten eines einstellbaren zweiten Grenzwertes aus der Ruhe- in die Betätigungslage umschaltet, und einer Toleranzanzeigeeinrichtung, die in Abhängigkeit von der Schaltstellung der beiden Schalter unterschiedliche Anzeigen liefert, dadurch gekennzeichnet, daß als Schalter jeweils monostabile, durch den Steuerdruck in die stabile Ruhelage vorgespannte Fluidikelemente (33,34; 33A, 34A) vorgesehen sind, und daß zur veränderlichen Einstellung des einen Grenzwertes ein in der Meßsignalleitung (28,29,32; 28Λ, 29A, 32A) angeordnetes, erstes Einstellelement (Drossel 20; 20A) beiden Fluidikelementen gemeinsam zugeordnet ist, während zur veränderlichen Einstellung des anderen Grenzwertes ein dem einen Fluidikelement (34; 34Aj vorgeschaltetes, zweites Einstellelement (Drossel 21; 21 A) in der Steuerdruckleitung (35) angeordnet ist.

2. Fluidik-Meßlehre nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Fluidikelement (33; 33Aj in seiner Ruhestellung ein Einschaltsignal einem ersten Ein-Aus-Anzeigeelement (17; YIA) zur Anzeige eines Werkstück-Übermaßes liefert und das zweite Fluidikelement (34; 3AA) in seiner Betätigungsstellung ein Einschalisignal einem zweiten Ein-Aus-Anzeigeelemeni (15; 15.4,} zur Anzeige eines Werkstück-Untermaßes liefert.

3. Fluidik-Meßlehre nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Fluidikelement (33) in seiner Betätigungsstellung und das zweite Fluidikelement (34) in seiner Ruhestellung jeweils ein Einschaltsignal einem dritten, in die Ruhelage vorgespannten Fluidikelement (40) zuführen, das bei Beaufschlagung sowohl vom ersten wie auch vom zweiten Fluidikelement (33, 34) in die Betätigungsstellung umschaltet, in der es ein Einschaltsignal einem dritten Ein-Aus-Anzeigeelement (16) zur Anzeige eines Werkstück-Sollmaßes liefert.

4. Fluidik-Meßlehre nach Anspruch 2 oder 3·, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzeigeelemente (15,16,17) druckmittelbetätigbare Sichtanzeiger (84, 87) aufweisen.

5. Fluidik-Meßlehre nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß das dritte Fluidikelement (40) ein logisches UND-Gatter bildet.

6. Fluidik-Meßlehre nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das erste und zweite Fluidikelement (33, 34; 33Λ, 34Aj jeweils als Strahlverstärker in Form eines logischen Negationselementes ausgebildet ist.

7. Fluidik-Meßlehre nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Einstellelement eine verstellbare Drossel (211; 21 A) ist, die in dem zum Steuereingang (80; WA) des zweiten Fluidikelements (34; 34Ay führenden Ab schnitt der Steuerdruckleitung in Reihe mit einer ersten festen Drossel (65; 65Aj und parallel zu einer zweiten festen Drossel (66; 66Aj angeordnet ist, und daß durch entsprechende Wahl des Durchflußquer-Schnitts der zweiten festen Drossel eine unzulässig niedrige Vorspannung des zweiten Fluidikelements in der vollen Schließlage der verstellbaren Drossel (21; 21Aj und durch entsprechende Wahl des Durchflußquerschnitts der ersten festen Drossel eine unzulässig hohe Vorspannung des zweiten Fluidikelements in der vollen Öffnungslage der verstellbaren Drossel verhindert ist.

8. Fluidik-Meßlehre nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die verstellbare und die beiden festen Drosseln (21, 65, 66; 21A, 65A, 66Aj in einer gemeinsamen Baueinheit angeordnet sind.

9. Fluidik-Meßlehre nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Meßkopf (14) zur Einstellung der Meßempfindlichkeit unter Vorschaltung einer leicht auswechselbaren festen Drossel (30) mit einem vorgegebenen geregelten Strömungsmitteldruck versorgt wird.