DE202008005154U1 - Device for checking the dimensional and geometrical tolerances of contours on workpieces - Google Patents

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Abstract

Vorrichtung zur Überprüfung der Mal-, Form- und Lagetoleranzen von rotationssymmetrischen Innen- und/oder Außenkonturen eines Werkstückes, bestehend aus einem mit einer Welle einer Antriebseinheit verbindbaren Messdorn sowie einer dazugehörigen Mess- und Auswertelektronik, dadurch gekennzeichnet, dass der Messdorn (1) aus einem Messgeräteträger (3) und mindestens einem in einer Ebene frei beweglichen Tastbalken (5) mit zwei das Werkstück gleichermaßen berührenden Tastelementen (8a, 8b) sowie aus zwei in dem Messgeräteträger (3) des Messdornes (1) befindlichen und die Lage des Tastbalkens (5) in dieser Ebene erfassenden Messtastern (9a, 9b) gebildet ist.contraption to check the Painting, shape and position tolerances of rotationally symmetrical inner and / or outer contours a workpiece, consisting of a connectable to a shaft of a drive unit Thorn and an associated Measuring and evaluation electronics, characterized in that the measuring mandrel (1) from a measuring device carrier (3) and at least one freely movable in one level Tastbar (5) with two the workpiece equally touching Tastelementen (8a, 8b) and two in the measuring device carrier (3) the measuring mandrel (1) located and the position of the Tastbalkens (5) formed in this level measuring probes (9a, 9b) is formed.

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Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Überprüfung der Maß-, Form- und Lagetoleranzen von rotationssymmetrischen Innen- und/oder Außenkonturen eines Werkstückes, bestehend aus einem mit einer Welle einer Antriebseinheit verbindbaren Messdorn sowie einer dazugehörigen Mess- und Auswertelektronik.The The invention relates to a device for checking dimensional, geometrical and positional tolerances of rotationally symmetrical inner and / or outer contours of a workpiece, consisting from a measuring mandrel which can be connected to a shaft of a drive unit and an associated Measuring and evaluation electronics.

Zu solchen Werkstücken gehören beispielsweise Zylinderköpfe von Verbrennungsmotoren und Kompressoren, Gehäuse von Regel- und Absperrventilen, Ventilsitzringe, Hydraulikkomponenten und dgl.To such workpieces belong for example, cylinder heads internal combustion engines and compressors, control and shut-off valve bodies, Valve seat rings, hydraulic components and the like.

Es sind mechanische Vorrichtungen bekannt, die mittels eines drehbar gelagerten, im Ventilsitz und/oder in der Ventilschaftbohrung eines Werkstückes geführten Messdorns den Ventilsitz kontrollieren, um so die Rundheit im Ventilsitz und seinen Rundlauf zur Bohrung des Ventilschaftes ermitteln zu können. Die Messelemente derartiger Vorrichtungen können induktive Messtaster aber auch pneumatische Messdüsen sein. Die Nachteile dieser Vorrichtungen bestehen darin, dass die Ventilschaftbohrung als Bezugselement ungeeignet ist und ihre Maß- und Formabweichungen nicht oder nur unzureichend erfasst und berücksichtigt werden können und dass Lagetoleranzen der Werkstückkontur damit nicht überprüfbar sind. Darüber hinaus besteht auch keine Möglichkeit, den Ventilsitz in Bezug auf seinen Winkel und seine Breite zu kontrollieren sowie auch die ihm vorgelagerten Übergangsflächen zu erfassen.It Mechanical devices are known which by means of a rotatable stored, in the valve seat and / or in the valve stem bore of a workpiece out Mandrel check the valve seat, so the roundness in the valve seat and to be able to determine its concentricity for drilling the valve stem. The However, measuring elements of such devices can inductive probes also pneumatic measuring nozzles be. The disadvantages of these devices is that the Valve stem bore is unsuitable as a reference element and their dimensional and shape deviations not or insufficiently recorded and can be taken into account and that position tolerances of the workpiece contour so that are not verifiable. About that there is also no possibility to control the valve seat in relation to its angle and width as well as the transition areas upstream of it.

Es sind ferner Messvorrichtungen bekannt, bei denen ein mit einem optischen Sensor bestückter drehbarer Messdorn von einem Roboter geführt wird, der längs der Rotationsachse die Werkstückoberfläche scannt und aus den dabei ermittelten Daten die Werkstücktoleranzen überprüft. Ein Nachteil dieser Messeinrichtungen sind die hohen Investitionskosten und der hohe Aufwand bei der Installation einer solchen Vorrichtung. Der scheinbar große Vorteil einer optischen Messvorrichtung, das berührungslose Messen, führt dazu, dass derartige Vorrichtungen nur in Labors oder ähnlich ausgestatten Räumen aufgestellt werden können, da durch die in Werkstätten auftretenden Schwingungen und Erschütterungen eine Überprüfung derartiger Werkstücke, bei denen die zu kontrollierenden Toleranzen im μm-Bereich liegen, kaum möglich ist.It Furthermore, measuring devices are known in which one with an optical Sensor equipped rotatable Mandrel performed by a robot which is longitudinal the axis of rotation scans the workpiece surface and checked the workpiece tolerances from the data obtained. One Disadvantage of these measuring devices are the high investment costs and the high cost of installing such a device. The seemingly big one Advantage of an optical measuring device, the non-contact measuring leads to that such devices set up only in laboratories or similarly equipped rooms can be there by the occurring in workshops Vibrations and vibrations a review of such Workpieces, where the tolerances to be controlled in the micron range are hardly possible.

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur Überprüfung der Maß-, Form- und Lagetoleranzen von Werkstücken mit rotationssymmetrischen Innen- und oder Außenkonturen so auszugestalten, dass sie problemlos in Fertigungswerkstätten aufgestellt werden und bei Verwendung handelsüblicher Komponenten alle relevanten Merkmale derartiger Konturen mit hoher Genauigkeit und in kürzester Zeit messtechnisch erfassen, überprüfen und räumlich zuordnen kann.Of the Invention is now based on the object, a device for checking the Dimensional, shape and position tolerances of workpieces with rotationally symmetrical inner and / or outer contours that they are easily installed in manufacturing workshops and when used commercially Components all relevant features such contours with high Accuracy and in the shortest possible time Time recording, checking and spatial can assign.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird gemäß der Erfindung bei einer Vorrichtung der eingangs beschriebenen Gattung vorgeschlagen, dass der Messdorn aus einem Messgeräteträger und mindestens einem in einer Ebene frei beweglichen Tastbalken mit zwei das Werkstück gleichermaßen berührenden Tastelementen sowie aus zwei in dem Messgeräteträger des Messdornes befindlichen und die Lage des Tastbalkens in dieser Ebene erfassenden Messtastern gebildet ist.to solution This object is achieved according to the invention proposed in a device of the type described above, that the measuring mandrel consists of a measuring device carrier and at least one in a level freely movable Tastbalken with two equally touching the workpiece Tastelementen as well as two in the gauge carrier of the Messdornes located and the position of the Tastbalkens in this plane is formed by detecting probes.

Durch eine solche Ausgestaltung ist es möglich, die besten Voraussetzungen für eine einfache und effektive Vorrichtung zu schaffen, die mit ihren ihr zugeordneten Messtastern und dem frei beweglichen Tastbalken in der Lage ist, auch Konturen zu erfassen, denen auf Grund ihres geringen Querschnitts, ihrer großen Tiefe und ihrer besonderen Lage kein Messmittel mit einem entsprechend großen Messbereich zugeordnet werden kann, so dass auch Fluchtungsabweichungen zwischen der Vorrichtung und dem zu kontrollierenden Werkstück erfassbar sind, die möglicherweise noch vor der eigentlichen Messung mechanisch korrigiert und/oder dann bei der Messwertauswertung rechnerisch mit berücksichtigt werden können. Bei Änderungen der Maße eines Werkstücks oder bei Umrüstung der Vorrichtung auf ein anderes Werkstück ist es möglich, dass nur der Tastbalken und nicht der komplette Messdorn ausgetauscht werden muss.By Such a design makes it possible to have the best conditions for one to create a simple and effective device that is associated with her Probes and the freely movable tactile bar is able to Also contours to capture, due to their small cross section, their huge Depth and its particular location no measuring means with a corresponding huge Measuring range can be assigned, so that also misalignment detectable between the device and the workpiece to be controlled that may be mechanically corrected before the actual measurement and / or then be taken into account mathematically in the evaluation of the measured value can. In case of changes the crowd a workpiece or during conversion The device on another workpiece, it is possible that only the tactile bar and not the entire measuring mandrel needs to be replaced.

Weitere Merkmale einer Vorrichtung gemäß dieser Erfindung sind in den Ansprüchen 2 bis 15 offenbart.Further Features of a device according to this Invention are in the claims 2 to 15 disclosed.

Die Erfindung sowie weitere Vorteile derselben werden nachfolgend anhand eines in einer Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert. Dabei zeigenThe Invention as well as further advantages thereof are described below an embodiment shown in a drawing explained in more detail. there demonstrate

1 einen Längsschnitt durch eine Vorrichtung gemäß der Erfindung und 1 a longitudinal section through a device according to the invention and

2 eine andere Ausgestaltung eines Messdornes. 2 another embodiment of a measuring mandrel.

In der 1 der Zeichnung ist eine Vorrichtung zur Überprüfung der Maß-, Form und Lagetoleranzen eines nicht eingezeichneten Werkstückes mit rotationssymmetrischen Innenkontur dargestellt, die im Wesentlichen aus einem Messdorn 1 besteht, der beispielsweise mit einer Antriebseinheit 2 gekop gelt ist. Der Messdorn 1 besteht erfindungsgemäß aus einem als zweiteiliges Gehäuse ausgebildeten Messgeräteträger 3, der über einen Flansch 4 an die Antriebseinheit 2 angeschlossen ist. Dem Messgeräteträger 3 ist zumindest ein in einer Ebene frei beweglichen Tastbalken 5 zugeordnet, der in diesem Ausführungsbeispiel als ein in das Gehäuse des Messgeräteträgers 3 eingesetzter, stabförmiger, zweischenkliger Hebel ausgebildet ist und der über ein Drehgelenk 6 und einen Federstab 7 mit dem Flansch 4 verbunden ist und der auf der dem Flansch 4 abgewandten Seite aus dem Gehäuse des Messgeräteträgers 3 herausragt.In the 1 The drawing shows a device for checking the dimensional, shape and position tolerances of a workpiece not shown with a rotationally symmetrical inner contour, which essentially consists of a measuring mandrel 1 consists, for example, with a drive unit 2 gekop gel is. The thorn 1 according to the invention consists of a designed as a two-part housing gauge carrier 3 that has a flange 4 to the drive unit 2 connected. The measuring instruments carrier 3 is at least one in one level freely movable Tastbalken 5 associated in this embodiment as a in the housing of the measuring device carrier 3 used, rod-shaped, two-armed lever is formed and the via a hinge 6 and a spring bar 7 with the flange 4 connected and on the flange 4 side facing away from the housing of the measuring device carrier 3 protrudes.

Das aus dem Gehäuse des Messgeräteträgers 3 herausragende Teil des Tastbalkens 5 ist mit zwei kugelförmigen Tastelementen 8a und 8b bestückt, die sich, das nicht gezeichnete Werkstück gleichermaßen berührend, in einem der Messaufgabe entsprechenden Abstand voneinander an die Wandung einer zu kontrollierenden Bohrung, beispielsweise einer Ventilschaftbohrung, anlegen. Der im Gehäuse des Messgeräteträgers 3 befindliche Teil des Tastbalkens 5 wird unter Einwirkung der Vorspannkraft des Federstabs 7 auf die Tastelemente der dort installierten Messtaster 9a und 9b gedrückt, die einen ähnlichen Abstand wie die Tastelemente 8a, 8b voneinander aufweisen und die die jeweilige Lage der Tastelemente 8a, 8b erfassen. Diese Messtaster 9a und 9b sind als induktive Einbaumesstaster ausgebildet.That from the housing of the measuring device carrier 3 outstanding part of the bar 5 is with two spherical feeler elements 8a and 8b equipped, the equally not drawn workpiece equally touching, in a measuring task corresponding distance from each other against the wall of a controlled bore, such as a valve stem bore create. The one in the housing of the instrument carrier 3 located part of the Tastbar 5 is under the action of the biasing force of the spring rod 7 on the feeler elements of the probes installed there 9a and 9b pressed, which is a distance similar to the tactile elements 8a . 8b have each other and the respective position of the sensing elements 8a . 8b to capture. These probes 9a and 9b are designed as inductive Einbaumesstaster.

Befindet sich beispielsweise das vom Federstab 7 belastete Drehgelenk 6 genau in der Mitte zwischen dem Tastelement 8a und dem Tastelement des Messtasters 9a und damit auch etwa in der Mitte zwischen dem Tastelement 8b und dem Tastelement des Messtasters 9b, legen sich die Tastelemente 8a und 8b mit etwa der gleichen Kraft an die Wandung der Bohrung an, mit der die beiden Messtaster 9a und 9b gegen den auf sie einwir kenden Tastbalken 5 drücken. Dementsprechend sollte die Vorspannkraft des Federstabes in etwa der doppelten Tastkraft beider Messtaster 9a oder 9b betragen. Das heißt, beträgt die Tastkraft eines beispielsweise als induktiven Einbaumesstasters ausgebildeten Messtasters 9a oder 9b 0,7 N und die Vorspannkraft des Federstabs 7 am Drehgelenk 6 2,8 N, so legt sich der Tastbalken 5 mit jeweils 0,7 N über seine Tastelemente 8a und 8b auf die zu kontrollierende Innenfläche der Bohrung an. Bei einer anderen Auslegung der Tastabstände können in etwa die gleichen Verhältnisse erreicht werden, wenn der Abstand zum Drehgelenk 6 dem angepasst und wie vorgesehen, die Vorspannkraft des Federstabes 7 entsprechend eingestellt wird. Diese Einstellung kann beispielsweise über eine Stellschraube 10 erfolgen, die im Flansch 4 eingeschraubt ist und auf den Federstab 7 drückt.For example, this is the spring rod 7 loaded swivel joint 6 exactly in the middle between the feeler element 8a and the probe element of the probe 9a and thus also approximately in the middle between the feeler element 8b and the probe element of the probe 9b , put the feeler elements 8a and 8b with approximately the same force on the wall of the hole, with the two probes 9a and 9b against the momentum beam acting on them 5 to press. Accordingly, the biasing force of the spring bar should be about twice the force of both probes 9a or 9b be. That is, the sensing force of a trained example as inductive Einbaumesstasters probe 9a or 9b 0.7 N and the preload force of the spring bar 7 at the hinge 6 2.8 N, this is how the feeler bar settles 5 each with 0.7 N on its touch elements 8a and 8b on the inner surface of the bore to be controlled. In another design of the Tastabstände can be achieved in about the same proportions, when the distance to the hinge 6 adapted and as provided, the biasing force of the spring bar 7 is adjusted accordingly. This setting can, for example, via a set screw 10 done in the flange 4 is screwed in and on the spring bar 7 suppressed.

Der von dem Gehäuse des Messgeräteträgers 3 zumindest teilweise eingeschlossene Tastbalken 5 ist über eine Nut-Feder-Verbindung mit dem Flansch 4 gekoppelt und kann über nicht gezeichnete Justierschrauben rechtwinklig zu seiner Bewegungsebene zentriert und nahezu spielfrei fixiert werden. Diese Justierschrauben befinden sich dabei im vorderen, dem Flansch 4 abgewandten Ende des Gehäuses des Messgeräteträgers 3 und liegen genau fluchtend in einem Trennspalt zwischen den zwei Hälften des Gehäuses des Messgeräteträgers 3, so dass sie beim Verschrauben der beiden Hälften deren Fixierung in beiden Richtungen der Trennebene übernehmen, bevor sie selbst fixiert werden.The one from the housing of the instrument carrier 3 at least partially enclosed Tastbalken 5 is via a tongue and groove connection with the flange 4 coupled and can be centered about not shown adjustment screws perpendicular to its plane of motion and fixed almost free of play. These adjustment screws are located in the front, the flange 4 opposite end of the housing of the measuring device carrier 3 and lie exactly in alignment in a separating gap between the two halves of the housing of the measuring device carrier 3 so that when screwing the two halves they assume their fixation in both directions of the parting plane before they are fixed themselves.

Der Messdorn 1 ist an seinem im Bereich des Flansches 4 befindlichen Ende mit einer Welle 11 der Antriebseinheit 2 verbunden, die zur Durchführung von Anschlusskabeln als Hohlwelle ausgebildet ist. Die Antriebseinheit 2 kann über eine nicht gezeichnete Führung gegen das nicht dargestellte Werkstück an gestellt werden, um sie in allen drei Achsen fixiert anzulegen oder in gleicher Weise messtechnisch kontrolliert, in die gewünschte Position zu bringen. In einem Gehäuse 13 der Antriebseinheit 2 ist die Welle 11 über zwei vorteilhaft als Schrägkugellager ausgeführte, vorgespannte Wälzlager 12a, 12b spielfrei gelagert, deren Außenringe prismenartig im Gehäuse 13 der Antriebseinheit 2 anliegen und von einer in einer in axialen Richtung des Gehäuses 13 verlaufenden Aussparung 14a eingebetteten, federbelasteten Leiste 15 in die prismenartige Anlage gedrückt werden. Die Leiste 15 ist im Bereich der Wälzlager 12a, 12b entsprechend dem Radius ihrer Außenringe ausgearbeitet, so dass die Leiste 15 weitgehend form- und kraftschlüssig anliegt.The thorn 1 is at its in the area of the flange 4 located end with a shaft 11 the drive unit 2 connected, which is designed to carry connection cables as a hollow shaft. The drive unit 2 Can be placed on a not-shown guide against the workpiece, not shown, to put them fixed in all three axes or in the same way metrologically controlled to bring in the desired position. In a housing 13 the drive unit 2 is the wave 11 over two advantageously designed as angular contact ball bearings, preloaded bearings 12a . 12b stored free of play, the outer rings prismatic in the housing 13 the drive unit 2 abutment and of one in an axial direction of the housing 13 extending recess 14a embedded, spring-loaded strip 15 pressed into the prism-like system. The bar 15 is in the field of rolling bearings 12a . 12b worked out according to the radius of their outer rings, leaving the bar 15 largely positive and non-positive.

Während der Außenring des als Festlagers dienenden Wälzlagers 12a mit seiner äußeren Stirnfläche an einem Deckel 16 des Gehäuses 13 fest anliegt, stützt sich ein eine Vorspannung erzeugender und mit Schraubenfedern 17 bestückter Ring 18 auf der äußere Stirnfläche des Außenrings des Wälzlagers 12b federelastisch und damit die axialen Laufungenauigkeiten ausgleichend ab. Um dem Außenring dieses Wälzlagers 12b die Möglichkeit zu geben, sich pendelnd darauf einzustellen, ist es sinnvoll, diesen Außenring leicht ballig auszubilden oder zumindest die Breite der prismenartigen Anlage im Gehäuse 13 möglichst schmal auszulegen. Die Anzahl der eingesetzten Schraubenfedern 17 kann bedarfsweise variiert werden.While the outer ring of serving as a fixed bearing rolling bearing 12a with its outer face on a lid 16 of the housing 13 firmly rests, relies on a bias generating and coil springs 17 equipped ring 18 on the outer end face of the outer ring of the rolling bearing 12b elastic and thus the axial running inaccuracies off. To the outer ring of this bearing 12b to give the possibility to tune it, it makes sense to make this outer ring slightly spherical or at least the width of the prism-like system in the housing 13 as narrow as possible. The number of coil springs used 17 can be varied as needed.

Diese Ausbildung löst zwei markante Nachteile bei der üblichen Verwendung eines Fest- und eines Loslagers zur Lagerung einer Welle, die darin bestehen, dass zum einen der Außenring des Festlagers beim Eindrücken in das Lagergehäuse nicht durch die Unrundheit der Bohrung beeinträchtigt werden kann und zum anderen, dass das erforderliche Spiel, mit dem der Außenring des Loslagers, insbesondere bei Federvorspan nung, in das Gehäuse eingesetzt werden muss, nicht benötigt wird. Wenn dieses Spiel auch gering sein kann, wirkt es sich bei derartigen Anwendungen dennoch nachteilig aus, da es unkontrollierbar ist, unterschiedlich groß sein kann und sich mit einer beachtlichen Hebelwirkung auf die Lage und den Lauf der an eine Welle angeflanschten Teile, beispielsweise den Messdorn 1 auswirkt. Die prismenartige Anlage kann in vorteilhafter Weise dadurch erzeugt werden, dass die die Wälzlager 12a, 12b aufnehmende Bohrung des Gehäuses 13 im Durchmesser um ca. 0,05 bis 0,5 mm größer als die Durchmesser der Außenringe der Wälzlager 12a, 12b ausgelegt ist und sich auf der der Leiste 15 gegenüberliegenden Seite eine Aussparung 14b befindet. Jedem Außenring eines Wälzlagers 12a, 12b kann ein aufspannbares Segment 33 zugeordnet sein, welches in die vorerwähnte Aussparung 14b ragt und als Verdrehsicherung dient, um reproduzierbare Verhältnisse zu gewährleisten.This training solves two significant disadvantages in the usual use of a fixed and a floating bearing for supporting a shaft, which consist in that on the one hand, the outer ring of the fixed bearing when pressed into the bearing housing can not be affected by the ovality of the bore and on the other, that the required clearance with which the outer ring of the floating bearing, in particular at Federvorspan voltage must be inserted into the housing is not needed. Although this game may be minor, it still has a disadvantageous effect in such applications, as it does is uncontrollable, can be different in size and with a considerable leverage on the position and the running of flanged to a shaft parts, such as the measuring mandrel 1 effect. The prism-like system can be generated in an advantageous manner that the rolling bearings 12a . 12b receiving bore of the housing 13 in diameter by about 0.05 to 0.5 mm larger than the diameter of the outer rings of the bearings 12a . 12b is designed and is on the bar 15 opposite side a recess 14b located. Each outer ring of a rolling bearing 12a . 12b can be a stretchable segment 33 be assigned, which in the aforementioned recess 14b protrudes and serves as anti-rotation, to ensure reproducible conditions.

Für den Antrieb der Welle 11 ist in diesem Ausführungsbeispiel ein nur teilweise dargestellter Schrittmotor 19 vorgesehen, da ein solcher Motor die Welle 11 in exakter, vorprogrammierbarer Schrittfolge auf einfachste und preiswerteste Art um 360° kraftvoll vor und zurück drehen kann und er damit den besonderen Vorteil bietet, die Messungen im Stillstand, das heißt zwischen den Schritten vornehmen zu können. So besteht die Möglichkeit bei Stillstand der Welle 11 mehrere, beispielsweise 3 bis 30 Messungen in rascher Folge von jeweils einer Millisekunde auszuführen, deren Ergebnisse auf ihre Schwankungsbreite zu kontrollieren und bei Einhaltung der vorgegebenen Schwankungstoleranz daraus den Mittelwert zu bilden und diesen dann als Messwert der bestreffenden Taster in dieser Winkelstellung abzuspeichern. Falls die Messwerte die zulässige Toleranz überschreiten, kann je nach Belieben die Messung als ungültig ausgewiesen oder abgebrochen werden. Es ist aber auch möglich, die tatsächliche Schwankungsbreite selbst zu kontrollieren und zu bewerten. Eine endliche Anzahl von Messschritten, beispielsweise 50, 100 oder 200 über den Bereich von 360°, ist meist voll ausreichend und kann die Messwertauswertung und -speicherung wesentlich vereinfachen.For driving the shaft 11 is in this embodiment, only partially illustrated stepper motor 19 provided because such a motor shaft 11 In exact, pre-programmable step sequence in the simplest and cheapest way around 360 ° powerfully back and forth can rotate and it thus offers the particular advantage of being able to make the measurements at a standstill, that is between the steps. So there is the possibility at standstill of the shaft 11 several, for example 3 to 30 measurements to be carried out in rapid succession of one millisecond to control their results on their range of variation and form the average value and maintain the predetermined fluctuation tolerance and then save this as the measured value of the appropriate probe in this angular position. If the measured values exceed the permissible tolerance, the measurement can be declared invalid or canceled as required. But it is also possible to control and evaluate the actual fluctuation range. A finite number of measuring steps, for example 50, 100 or 200 over the range of 360 °, is usually fully sufficient and can considerably simplify the measurement value evaluation and storage.

Aber auch der Einsatz eines Gleichstrom-Servomotors mit einem entsprechenden fein auflösenden Impulsgeber und einem vorgeschalteten Getriebe ist möglich, jedoch besteht dabei die Gefahr, dass sich durch den diskontinuierlichen Betrieb das unvermeidliche Getriebespiel im Laufe der Zeit vergrößert und sich damit auch eine größere, nicht kontrollierbare Regelabweichung ergibt.But also the use of a DC servo motor with a corresponding fine dissolving Pulse generator and an upstream gear is possible, however There is a risk that is due to the discontinuous Operation enlarges the inevitable transmission clearance over time and thus also a larger, uncontrollable Deviation results.

Die Übertragung der Drehbewegung des Schrittmotors 19 zur Welle 16 erfolgt in diesem Ausführungsbeispiel über spiralverzahnte Kegelräder 20a, 20b. Es ist aber auch möglich, dafür gerade oder schräg verzahnte Stirnräder, einen Schneckentrieb oder einen Zahnriementrieb vorzusehen. Das Kegelrad 20a ist über eine Hülse 21a mit der Welle des Schrittmotors 19 verbunden. Das Kegelrad 20b ist in ähnlicher Weise auf einer Hülse 21b befestigt, die auf der Welle 11 für die wellenseitige Distanz der beiden Wälzlager 12a, 12b sorgt. Über eine Mutter 22 werden die Innenringe der Wälzlager 12a, 12b und die Hülse 21b gegen eine Schulter 23 der Welle 11 verschraubt und damit fixiert.The transmission of the rotary motion of the stepping motor 19 to the wave 16 takes place in this embodiment via spiral bevel gears 20a . 20b , But it is also possible to provide for straight or helical spur gears, a worm drive or a toothed belt drive. The bevel gear 20a is over a sleeve 21a with the shaft of the stepper motor 19 connected. The bevel gear 20b is in a similar way on a sleeve 21b attached to the shaft 11 for the shaft-side distance of the two rolling bearings 12a . 12b provides. About a mother 22 become the inner rings of the rolling bearings 12a . 12b and the sleeve 21b against a shoulder 23 the wave 11 screwed and fixed.

Um die realen, axialen Form- und Laufabweichungen der an der Lagerung der Welle 11 beteiligten Einzelteile, einschließlich der Wälzlager 12a, 12b summarisch zu erfassen, ist ein zusätzlicher Messtaster 24 vorgesehen, der die freie Stirnfläche der Welle 11 außermittig antastet und dessen Messwerte zur Korrektur der axialen Laufabweichung in die Messwertauswertung einbezogen werden können. Zur Begrenzung des Drehwinkels der Welle 11 auf 360 plus 5° bis 10° kann zwischen dem Schrittmotor 19 und dem Kegelrad 20a eine Anschlagscheibe 34 angeordnet sein, die über Ausnehmungen verfügt, in denen ein im Gehäuse 13 befindlicher Stift sowie ein im Kegelrad 20a stirnseitig eingesetzter Stift nach Erreichen des maximalen Winkels und der Ausgangsstellung zur Anlage gebracht werden.To the real, axial shape and running deviations of the bearing of the shaft 11 involved parts, including rolling bearings 12a . 12b Summarizing, is an additional probe 24 provided, which is the free end face of the shaft 11 off-center probes and whose measured values for the correction of the axial running deviation can be included in the measured value evaluation. To limit the angle of rotation of the shaft 11 at 360 plus 5 ° to 10 ° can be between the stepper motor 19 and the bevel gear 20a a stop disc 34 be arranged, which has recesses in which one in the housing 13 located pin and one in the bevel gear 20a end pin inserted after reaching the maximum angle and the initial position are brought to the plant.

Durch die Verwendung des vorbeschriebenen und als zweischenkeliger Hebel ausgebildeten Tastbalkens 5 ist es möglich, auch bei im Durchmesser kleinen und tiefen Bohrungen mit einem relativ großen Messbereich über zwei axial weit auseinander liegenden Tastpunkte die Lage der Bohrungswandung zum Messgeräteträger 3 und nach einer Umdrehung der Welle 11 auch den Durchmesser und die Rundheit einer Bohrung in diesen Tastebenen zu messen sowie ihre Lage zur Achse des Messgeräteträgers 3 und demzufolge auch zu den Konturen des Werkstückes festzustellen, die von weiteren, dem Messgeräteträger 3 zugeordneten Messtastern erfassbar sind. Dazu kann, wie in diesem Ausführungsbeispiel, dem Gehäuse des Messgeräteträgers 3 ein Anbaugehäuse 25 zugeordnet sein, in dem ein zweischenkliger Tasthebel 26 über zwei vorgespannte Schrägkugellager 27 spielfrei gelagert ist, der werkstückseitig mit einem Tastelement 28 bestückt ist. Das Tastelement 28 kann beispielsweise als Tastkugel oder als Radiusscheibe ausgebildet sein, welche in der Stirnfläche des Tasthebels 26 zentriert und über einen Stift oder einer Schraube 29 mit dem Tasthebel 26 verbunden ist, so dass das Tastelement 28 je nach Bedarf und Abnutzung umgesetzt, das heißt, um seine Symmetrieachse gedreht werden kann.By the use of the above-described and designed as a two-leg lever Tastbar 5 It is possible, even with small diameter and deep holes with a relatively large measuring range over two axially far apart tactile points the position of the bore wall to the measuring device carrier 3 and after one revolution of the shaft 11 also to measure the diameter and roundness of a hole in these button planes as well as their position to the axis of the gauge carrier 3 and consequently also to determine the contours of the workpiece, that of further, the instrument carrier 3 associated probes are detectable. For this purpose, as in this embodiment, the housing of the measuring device carrier 3 a mounting housing 25 be assigned, in which a two-legged lever 26 over two preloaded angular contact ball bearings 27 is stored without play, the workpiece side with a probe element 28 is equipped. The feeler element 28 For example, it can be designed as a probe ball or as a radius disc, which in the end face of the feeler lever 26 centered and over a pin or a screw 29 with the feeler lever 26 is connected, so that the probe element 28 implemented according to need and wear, that is, can be rotated about its axis of symmetry.

Am anderen Schenkel des Tasthebels 26 kann sich eine Einstellschraube befinden, die zur Abstimmung des Messweges auf den Messbereich eines weiteren, mit einem Taststift 30 versehenen Messtasters 31 vorgesehen ist. Eine Zugfeder 32 wirkt der Antastkraft des Messtasters 31 gegen die Einstell schraube entgegen und sorgt für die erforderliche Antastkraft des Tastelements 28 auf die Oberfläche des Werkstückes. Das Anbaugehäuse 25 kann mit einem nicht erkennbaren Deckel verschlossen sein, durch den die über eine Mutter feststellbare Einstellschraube auf eine am Tasthebel 26 befindliche Schräge die werkstückseitige Auslenkung des Tasthebels 26 begrenzen kann.On the other leg of the feeler lever 26 There may be an adjusting screw that is used to tune the measuring path to the measuring range of another, with a stylus 30 provided probe 31 is provided. A tension spring 32 affects the probing force of the probe 31 counter to the adjusting screw and provides the necessary probing force of the probe element 28 on the surface of the workpiece. The attachment housing 25 can be closed with an unrecognizable lid through which the lockable via a nut adjusting screw on one on the lever 26 located slope the workpiece-side deflection of the feeler lever 26 can limit.

In Ergänzung des gezeichneten Ausführungsbeispieles kann entsprechend der 2 im vorderen Bereich des Gehäuses des Messgeräteträgers 3, beispielsweise zur Überprüfung eines Ventilsitzes, ein kugelförmiges Tastelement 35 vorgesehen sein, das in einer rechtwinklig zur Achse des Messdornes 1 verlaufenden Bohrung geführt und gegen Herausfallen gesichert ist. Dieses, beispielsweise als einseitig abgeflachte Kugel ausgebildetes Tastelement 35 stützt sich dann mit seiner Fläche lose aufliegend auf eine mit einer verlängerten Wippe eines weiteren, induktiven Einbaumesstasters 36 verbundenen Scheibe 37 ab. Durch eine solche Anordnung ist gewährleistet, dass die Messung exakt rechtwinklig zur Rotationsachse erfolgt und die Wippe des induktiven Einbaumesstasters weder tangential noch quer zur Messrichtung belastet wird. Bei einem Ventilsitzwinkel von 90° stützt sich das Tastelement mit der gleichen großen Kraft an der Wandung der radialen Bohrung wie auf der Scheibe 37 ab. Der induktive Einbaumesstaster 36 selbst ist weitgehend verdeckt in dem Gehäuse des Messgeräteträgers 3 installiert und wird in an sich bekannter Weise über Gewindestifte seitlich und damit in Wirkrichtung einstellbar festgeklemmt.In addition to the illustrated embodiment may according to the 2 in the front area of the housing of the instrument carrier 3 , For example, for checking a valve seat, a spherical probe element 35 be provided in a direction perpendicular to the axis of the mandrel 1 running bore and secured against falling out. This, for example, designed as a one-sided flattened ball probe element 35 With its surface, it then loosely rests on one with an extended rocker of another inductive dowel button 36 connected disc 37 from. Such an arrangement ensures that the measurement is carried out exactly at right angles to the axis of rotation and the rocker of the inductive Einbaumesstasters is loaded neither tangentially nor transversely to the measuring direction. With a valve seat angle of 90 °, the probe element is supported with the same great force on the wall of the radial bore as on the disc 37 from. The inductive plug-in probe 36 itself is largely hidden in the housing of the instrument carrier 3 installed and clamped in a conventional manner via threaded pins laterally and thus adjustable in the direction of action.

In gleicher Weise kann das Tastelement 35 auch als eine durchbohrte Kugel oder eine mit einem Stift fest verbundene Kugel ausgeführt werden. Auch ein solches Tastelement kann in der radial verlaufenden Bohrung geführt werden, die jedoch zum induktiven Einbaumesstaster hin aufgeschlitzt sein muss, um einen Durchlass für den Stift zur Aufnahme der durchbohrten Kugel oder den mit der Kugel verbunden Stift zu schaffen. Der induktive Einbaumesstaster verfügt dementsprechend über einen Stift zur Lagerung der durchbohrten Kugel oder eine Hülse zur Lagerung des mit der Kugel fest verbundenen Stiftes.In the same way, the probe element 35 also be performed as a pierced ball or a ball firmly connected with a pin. Also, such a probe element can be guided in the radially extending bore, which, however, must be slit towards the inductive Einbaumesstaster out to create a passage for the pin for receiving the pierced ball or connected to the ball pin. The inductive dowel button accordingly has a pin for supporting the pierced ball or a sleeve for mounting the pin firmly connected to the ball.

In beiden Fällen kommt es durch die Antastkraft zu einem kraftschlüssigen Kontakt zwischen Stift und Bohrung, so dass sich das erforderliche Lagerspiel nicht negativ auf das Messergebnis auswirken kann. Auch bei einer derartigen Vorrichtung ist gewährleistet, dass die Messung exakt rechtwinklig zur Rotationsachse erfolgt und die Wippe des induktiven Einbaumesstasters weder tangential noch quer zur Messrichtung belastet wird.In both cases it comes through the probing force to a non-positive contact between pin and bore, so that the required clearance can not adversely affect the measurement result. Also at one such device is ensured that the measurement takes place exactly perpendicular to the axis of rotation and the rocker of the inductive panel scanner neither tangentially nor is loaded transversely to the direction of measurement.

Zur Kalibrierung und Linearisierung der beschriebenen Vorrichtung wird die Verwendung eines an sich bekannten Meisters empfohlen, dessen Ausnehmungen vorher exakt vermessen und protokolliert wurden und der statt dem Werkstück zur Vorrichtung hin genau positioniert wird. In einer für die Kalibrierung geeigneten Position legt sich der Tastbalken 5 mit seinen Tastelementen 8a, 8b an die Wandung der Bohrung des Meisters, die beispielsweise einer Ventilschaftbohrung entspricht, und der Tasthebel 26 mit seinem Tastelement 28 an die Wandung der Bohrung, die zur Kalibrierung der Vorrichtung auf eine größere Ausnehmung dient, an. Eine solche Ausnehmung kann beispielsweise die Aussenkung eines Werkstücks für einen Ventilsitzring oder der Ventilsitz selbst sein.For calibration and linearization of the described device, the use of a known per se master is recommended, the recesses were previously accurately measured and recorded and is accurately positioned instead of the workpiece to the device out. In a suitable position for the calibration, the touchbar sets 5 with its feeler elements 8a . 8b to the wall of the bore of the master, for example, corresponds to a valve stem bore, and the feeler lever 26 with its feeler element 28 to the wall of the bore, which serves to calibrate the device to a larger recess at. Such a recess can be, for example, the countersinking of a workpiece for a valve seat ring or the valve seat itself.

Für eine solche Kalibrierung wird der Antrieb gestartet und der Messdorn 1 beispielsweise in 50, 100 oder 200 Schritten um 360° gedreht. Dabei werden nach jeden Schritt über die Messtaster 9a, 9b und 31 die Messwerte erfasst, die unter Einbeziehung der Tastabstände und der von der Meistermessung her bekannten Einzel-Istwerte abgeglichen werden können, so dass damit bereits alle radialen Form- und Laufabweichungen der an der Lagerung der Welle 11 beteiligten Einzelteile kompensiert sind. Aus den abgeglichenen Messwerten kann nun die Lage der Achse des Meisters zur Rotationsachse der Vorrichtung und damit der Mittenversatz ermittelt werden.For such a calibration, the drive is started and the mandrel 1 for example, rotated by 360 ° in 50, 100 or 200 steps. In doing so, after each step on the touch probe 9a . 9b and 31 recorded the measured values, which can be adjusted by taking into account the Tastabstände and the known from the master measurement forth individual actual values, so that thus all radial shape and running deviations of the bearing of the shaft 11 involved items are compensated. The position of the axis of the master relative to the axis of rotation of the device and thus the center offset can now be determined from the adjusted measured values.

Um die Vorrichtung auf den Winkel des Meisters abgleichen zu können, wird sie dem Meister soweit zugestellt, dass das möglichst weit eingefahrene Tastelement 28 die kegelförmige Ausnehmung berührt. Ausgehend von dieser Position wird nun die Vorrichtung bei stillstehender, beispielweise in Drehwinkelstellung 0° befindlichen Welle 11 über eine vorgegebene Wegstrecke kontrolliert zurück gezogen. Die dabei erfassten Messwerte des Messtasters 31 werden mit der Wegstrecke entsprechend der gewählten Auflösung verrechnet und auf die von der Meistermessung her bekannten Werte abgeglichen. Dieser Vorgang wird danach bei einer Drehwinkelstellung der Welle 11 von 180° wiederholt. Mit diesem Abgleich werden auch alle Unlinearitäten und Empfindlichkeitsabweichungen kompensiert.In order to be able to adjust the device to the angle of the master, it is delivered to the master far enough that the probe element retracted as far as possible 28 touches the conical recess. Starting from this position, the device is now at a standstill, for example, in the rotational angle position 0 ° located shaft 11 pulled back in a controlled manner over a given distance. The recorded measured values of the probe 31 are offset with the distance corresponding to the selected resolution and adjusted to the values known from the master measurement. This process is then at a rotational angle position of the shaft 11 repeated by 180 °. This adjustment also compensates for all nonlinearities and sensitivity deviations.

Die Summe beider Messreihen ergibt den Gesamtwinkel des Kegels, der nach dem Abgleich mit dem gemessenen Winkels des Meisters identisch sein muss. Aus der Differenz der beiden Teilwinkel lässt sich die Lage der Kegelmittelinie in dieser Ebene ermitteln.The Sum of both series of measurements gives the total angle of the cone, the be identical after adjustment with the measured angle of the master got to. From the difference of the two partial angle, the position of the cone center line can be at this level.

Es ist aber auch möglich, den Abgleich dadurch vorzunehmen, dass die Vorrichtung schrittweise axial verfahren und die Welle 11 dabei jeweils um 180° vor- und zurückgestellt wird, um den Winkel mit den Messtaster 31 in dieser Weise erfassen und auf die Meisterwerte abgleichen zu können.But it is also possible to make the adjustment by the fact that the device moves axially stepwise and the shaft 11 in each case by 180 ° back and forth to the angle with the probe 31 capture in this way and to be able to match the master values.

Bei der Messung des nicht gezeichneten Werkstücks wird in ähnlicher Weise verfahren. Die Vorrichtung wird so weit zugestellt, dass der Tastpunkt des Tastelements 28 in die Ebene der Ventilsitzlehrenlinie gelangt. Danach kann der Messvorgang mit dem Start des Antriebs eingeleitet werden. Der Messdorns 1 wird nun wiederum schrittweise um 360° gedreht. Die dabei von den Messtastern 9a, 9b und 31 erfassten und auf den Meister bereits abgeglichen Messwerte geben Aufschluss über die Maß-, Form- und Lageabweichung der Kontur des Werkstücks.In the measurement of the non-drawn workpiece is moved in a similar manner. The Device is delivered so far that the touch point of the probe element 28 enters the plane of the valve seat gauge line. Thereafter, the measuring process can be initiated with the start of the drive. The measuring mandrel 1 will be rotated in turn 360 °. The case of the touch probes 9a . 9b and 31 Measured values that have already been recorded and already adjusted to the master give information about the dimensional, form and position deviation of the contour of the workpiece.

Bei der Überprüfung von rechtwinklig oder schräg zur Rotationsachse verlaufender Flächen, wie sie beispielsweise bei Ventilsitzen vorkommen, können die axialen Form- und Lageabweichungen der an der Lagerung der Welle 11 beteiligten Einzelteile dadurch kompensiert werden, dass die vom Messtaster 24 summarisch erfassten realen Abweichungen als synchroner Korrekturwert in die Messwertauswertung mit einbezogen wird.When checking surfaces that run at right angles or at an angle to the axis of rotation, as occur, for example, in the case of valve seats, the axial form and positional deviations of the bearing of the shaft can be determined 11 involved parts are compensated by that of the probe 24 summarized real deviations as a synchronous correction value in the measured value evaluation is included.

So ist es möglich, nach einer Umdrehung des Messdorns 1 die Durchmesser und Rundheit der Ventilschaftbohrung in den Tastebenen sowie die sich daraus ergebende Konizität der Ventilschaftbohrung, den Ventilsitzdurchmesser und die Rundheit des Ventilsitzes auf der Lehrenlinie, die Lage des Ventilsitzes zur Ventilschaftbohrungsachse und damit den Rundlauf des Ventilsitzes zur Ventilschaftbohrung wie auch die Lage des Ventilsitzes und der Ventilschaftbohrung zum vorgegebenen Bezugselement zu bestimmen und auf Einhaltung der Toleranzen zu überprüfen.So it is possible, after one revolution of the measuring mandrel 1 the diameter and roundness of the valve stem bore in the key planes and the consequent taper of the valve stem bore, the valve seat diameter and the roundness of the valve seat on the gauge line, the position of the valve seat to Ventilschaftbohrungsachse and thus the concentricity of the valve seat to Ventilschaftbohrung as well as the position of the valve seat and to determine the valve stem bore to the specified reference element and to check compliance with the tolerances.

Der Durchmesser einer solchen Ventilschaftbohrung liegt meist im Bereich von 4 bis 8 mm, der eines derartigen Ventilsitzes bei 20 bis 36 mm.Of the Diameter of such a valve stem bore is usually in the range from 4 to 8 mm, of such a valve seat at 20 to 36 mm.

Es besteht ohne weiteres auch die Möglichkeit, den sich aus den Lageabweichungen ergebenden Mittenversatzfehlers zu ermitteln, um ihn zur Berechnung der tatsächlichen Maß- und Formabweichungen einsetzen zu können.It there is also the possibility the center offset error resulting from the positional deviations to use it to calculate the actual dimensional and shape deviations to be able to.

Das Bezugelement kann das Gestell sein, auf dem die Vorrichtung messtechnisch kontrolliert dem Werkstück zugeführt wird, die Werkstückaufnahme oder das Gestell auf dem das Werkstück messtechnisch kontrolliert der Vorrichtung zugeführt wird.The Reference element may be the frame on which the device metrologically controls the workpiece supplied will, the workpiece holder or the frame on which the workpiece is metrologically checked the device is supplied.

Zur Überprüfung des Ventilsitzwinkels, der Ventilsitzbreite und der Übergänge des Ventilsitzes zu den angrenzenden Fasen bzw. Flächen muss die Vorrichtung zum Werkstück hin soweit zugestellt werden, dass das Tastelement 28 des Tasthebels 26 die hinter dem Ventilsitz liegende Fläche berührt. Ausgehend von dieser Position wird nun die Vorrichtung und damit das Tastelement 28 bei stillstehender, beispielweise in Drehwinkelstellung 0° befindlichen Welle 11 über den Ventilsitz bis zu der dem Ventilsitz vorgelagerten Fläche kontrolliert zurück gezogen. Die dabei vom Messtaster 31 erfassten und auf den Meister bereits abgeglichen Messwerte werden mit der Wegstrecke entsprechend der gewählten Auflösung verrechnet. Dieser Vorgang wird, wie beim Kalibrieren, bei einer Drehwinkelstellung der Welle von 180° wiederholt.To check the valve seat angle, the valve seat width and the transitions of the valve seat to the adjacent chamfers or surfaces, the device must be delivered to the workpiece so far that the probe element 28 of the feeler lever 26 touching the surface behind the valve seat. Starting from this position is now the device and thus the probe element 28 when the shaft is at standstill, for example in the 0 ° rotational position 11 pulled back controlled over the valve seat to the valve seat upstream surface. The case of the probe 31 measured values that have already been matched to the master will be offset against the distance corresponding to the selected resolution. This process is repeated, as in calibration, with a rotation angle position of the shaft of 180 °.

Aus dem Verlauf der Messwerte über der Wegstrecke lassen sich die Ventilsitzbreite und der Teilwinkel des Ventilsitzes berechnen. Die Summe der Teilwinkel aus beiden Messreihen ergibt den zu überprüfenden Gesamtwinkel. Aus den in beiden Messreihen ermittelten Ventilsitzbreiten kann ein Mittelwert gebildet, aber auch der Breitenunterschied als Merkmal dargestellt werden. Die Messwerte des Messtasters 31 können darüber hinaus zur Berechung der Lage des Ventilsitzes zur Rotationsachse und der Lage der Lehrenlinie innerhalb der Ventilsitzbreite in dieser Ebene verwendet werden. Dies ist möglich, wenn die Lage der Lage der Lehrenlinie bezogen auf die Werkstückaufnahme vorgegeben ist, aber auch wenn die Lehrenlinie auf einen vorgegebenen Ventilsitzdurchmesser bezogen ist und ihre Lage dann zur Werkstückaufnahme oder zu einem anderen Bezugselement hin überprüft werden muss.From the course of the measured values over the distance, the valve seat width and the partial angle of the valve seat can be calculated. The sum of the partial angles from both measurement series gives the total angle to be checked. From the valve seat widths determined in both series of measurements, an average value can be formed, but also the width difference can be displayed as a characteristic. The measured values of the probe 31 can also be used to calculate the position of the valve seat to the axis of rotation and the position of the gauge line within the valve seat width in this plane. This is possible if the position of the position of the gauge line with respect to the workpiece holder is predetermined, but also if the gauge is related to a given valve seat diameter and their position then has to be checked for workpiece holder or to another reference element.

Dieser Messvorgang kann in mehreren, beliebig gewählten Drehwinkelstellungen durchgeführt werden, um die Ventilsitzkontur sektorweise oder nahezu vollständig kontrollieren zu können, wenn sicher gestellt ist, dass die Messreihen in jeweils diametral gegenüberliegenden Drehwinkelstellungen aufgenommen werden.This Measurement can be done in several, arbitrarily selected rotation angle positions be performed, to check the valve seat contour sector by sector or almost completely to be able to if it is ensured that the measurement series in each case diametrically opposite Rotation angle positions are recorded.

Beim Austausch eines Messgeräteträgers 3 oder Teile davon, wie beispielsweise eines Anbaugehäuses 25, kann es erforderlich sein, auch die Messtaster 9a, 9b mit auszubauen, das heißt die Kabel aus der Welle 11 heraus zu ziehen. Da sich die für den Abgleich der Taster erforderlichen Potentiometer aus räumlichen Gründen ohnehin außerhalb des Messgeräteträgers 3 befinden müssen, werden diese zusammen mit einem für einen kabellängenunabhängigen Anschluss erforderlichen Impedanzwandler in einer auf der dem Messgeräteträger 3 abgewandten Seite des Gehäuses 13 angeflanschten Kappe untergebracht. Um einen einfachen und sicheren Austausch der Taster und Kabel ohne spezielles Werkzeug oder eine Lötvorrichtung gewährleisten zu können wird vorgeschlagen den Impedanzwandler mit Federkraftklemmen zu bestücken.When replacing a gauge carrier 3 or parts thereof, such as an attachment housing 25 , it may be necessary, even the touch probe 9a . 9b with expand, that is the cables from the shaft 11 to pull out. Since the required for the adjustment of the probe potentiometers for reasons of space anyway outside of the instrument carrier 3 These, together with an impedance transformer required for a cable-length independent connection, will be located in one on the instrument carrier 3 opposite side of the housing 13 flanged cap housed. In order to ensure a simple and safe replacement of the buttons and cables without special tools or a soldering device is proposed to equip the impedance converter with spring-loaded terminals.

Beim Austausch eines kompletten Messgeräteträgers 3 kann es sinnvoll sein, auch die dafür hergerichtete Kappe mit Potentiometer und den mit Federkraftklemmen bestückten Impedanzwandler als dazugehörige Baugruppe mit auszutauschen.When replacing a complete instrument carrier 3 It may be useful to also exchange the prepared cap with potentiometer and equipped with spring terminals impedance converter as an associated assembly with.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist nicht nur zur Kontrolle fertiger Zylinderköpfe geeignet, sondern auch zur Überprüfung von nur vorbearbeiteten Werkstücken mit und ohne Ventilsitzringen oder andersartiger Stufenbohrungen, wie auch zur Vermessung von Ventilsitzringen außerhalb der Zylinderköpfe einsetzbar. Dazu kann ein weiterer Messtaster an ein anders geartetes Gehäuse des Messgeräteträgers 3 oder ein anderes gestaltetes Anbaugehäuse montiert werden, der beispielsweise die Planfläche einer Ausnehmung oder den Außendurchmesser eines Ventilsitzrings kontrolliert und dessen Messwerte mit denen des die Innenkontur überprüfenden Messtaster 9a, 9b, 31 verrechnet werden können. Falls bei derartigen Einsatzfällen der Tastbalken 5 nicht benötigt wird, kann dieser nach Lösen der Klemmung des Federstabs 7 vom Flansch 4 leicht herausgezogen werden, ohne dass die Messtaster 9a, 9b aus dem Messgeräteträger 3 ausgebaut werden müssen.The device according to the invention is not only suitable for checking finished cylinder heads, but also for checking only pre-machined workpieces with and without valve seat rings or other stepped bores, as well as for measuring valve seat rings outside of the cylinder heads used. For this purpose, another measuring probe can be attached to a different housing of the measuring device carrier 3 or another designed mounting housing are mounted, which controls, for example, the flat surface of a recess or the outer diameter of a valve seat ring and its measured values with those of the inner contour checking probe 9a . 9b . 31 can be charged. If in such applications, the Tastbalken 5 is not needed, this can after loosening the clamping of the spring rod 7 from the flange 4 be easily pulled out without the probes 9a . 9b from the instrument carrier 3 need to be expanded.

Claims (15)

Vorrichtung zur Überprüfung der Mal-, Form- und Lagetoleranzen von rotationssymmetrischen Innen- und/oder Außenkonturen eines Werkstückes, bestehend aus einem mit einer Welle einer Antriebseinheit verbindbaren Messdorn sowie einer dazugehörigen Mess- und Auswertelektronik, dadurch gekennzeichnet, dass der Messdorn (1) aus einem Messgeräteträger (3) und mindestens einem in einer Ebene frei beweglichen Tastbalken (5) mit zwei das Werkstück gleichermaßen berührenden Tastelementen (8a, 8b) sowie aus zwei in dem Messgeräteträger (3) des Messdornes (1) befindlichen und die Lage des Tastbalkens (5) in dieser Ebene erfassenden Messtastern (9a, 9b) gebildet ist.Device for checking the painting, shape and position tolerances of rotationally symmetrical inner and / or outer contours of a workpiece, consisting of a connectable to a shaft of a drive unit measuring mandrel and an associated measurement and evaluation electronics, characterized in that the measuring mandrel ( 1 ) from a measuring device carrier ( 3 ) and at least one freely movable in one plane Tastbar ( 5 ) with two contact elements which equally touch the workpiece ( 8a . 8b ) and two in the instrument carrier ( 3 ) of the mandrel ( 1 ) and the position of the bar ( 5 ) touch probes in this plane ( 9a . 9b ) is formed. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Messgeräteträger als zweiteiliges Gehäuse (13) ausgebildet ist und einen Flansch (4) aufweist, über den der Messdorn (11) mit der Welle der Antriebseinheit (2) verbunden ist.Apparatus according to claim 1, characterized in that the measuring device carrier as a two-part housing ( 13 ) is formed and a flange ( 4 ), over which the measuring mandrel ( 11 ) with the shaft of the drive unit ( 2 ) connected is. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Tastbalken (5) als ein zweischenkliger, über ein Gelenk (6) schwenkbarer Hebel ausgebildet und das Gelenk (6) über einen Federstab (7) mit dem Flansch (4) verbunden ist.Device according to claim 1 or 2, characterized in that the tactile bar ( 5 ) as a two-legged, over a joint ( 6 ) pivotable lever formed and the joint ( 6 ) via a spring bar ( 7 ) with the flange ( 4 ) connected is. Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Tastbalken (5) zumindest teilweise von dem Gehäuse (13) des Messträgers (3) umschlossen, in seiner freibeweglichen Ebene über eine Nut-Feder-Verbindung mit dem Flansch (4) verdrehsicher gekoppelt, über den Federstab (7) und das Drehgelenk (6) axial fixiert und über Justierschrauben seitlich nahezu spielfrei geführt ist.Device according to at least one of claims 1 to 3, characterized in that the feeler bar ( 5 ) at least partially from the housing ( 13 ) of the measuring carrier ( 3 ), in its freely movable plane via a tongue and groove connection with the flange ( 4 ) torsionally coupled, via the spring rod ( 7 ) and the swivel joint ( 6 ) is fixed axially and is guided laterally almost free of play over adjusting screws. Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass dem Messgeräteträger (3) mindestens ein weiterer Messtaster (36, 31) zur Erfassung weiterer Konturen des Werkstücks zugeordnet ist.Device according to at least one of claims 1 to 4, characterized in that the measuring device carrier ( 3 ) at least one additional probe ( 36 . 31 ) is assigned for detecting further contours of the workpiece. Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet dass dem Messgeräteträger (3) ein Anbaugehäuse (25) mit zumindest einem zweischenkligen, spielfrei gelagerter Tasthebel (26) und einem Messtaster (31) zugeordnet ist.Device according to at least one of claims 1 to 5, characterized in that the measuring device carrier ( 3 ) a mounting housing ( 25 ) with at least one two-legged, backlash-mounted lever ( 26 ) and a probe ( 31 ) assigned. Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass mit dem Tasthebel (26) ein tangential zu seiner Symmetrieachse verstellbares, als Tastkugel oder Radiusscheibe ausgebildetes Tastelement (28) auswechselbar verbunden ist.Device according to at least one of claims 1 to 6, characterized in that with the feeler lever ( 26 ) a tangential to its axis of symmetry adjustable, designed as a tactile ball or radius disc probe element ( 28 ) is interchangeably connected. Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens einem im Messgeräteträger (3) befindlichen Messtaster (36) ein in einer rechtwinklig zur Achse verlaufenden Bohrung geführtes, und nur kraftschlüssig mit dem Messtaster (36) verbundenes, kugelförmiges Tastelement (35) zugeordnet ist.Device according to at least one of claims 1 to 7, characterized in that at least one in the measuring device carrier ( 3 ) ( 36 ) guided in a direction perpendicular to the axis bore bore, and only non-positively with the probe ( 36 ) connected, spherical probe element ( 35 ) assigned. Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Welle (11) der Antriebseinheit (2) über zwei axial vorgespannte und im Gehäuse (13) der Antriebseinheit (2) radial prismenartig gehaltene Wälzlager (12a, 12b) gelagert und mit dem Messdorn (1) verbunden ist, wobei der Außenring eines Wälzlagers (12b) pendelnd im Gehäuse (13) gelagert ist.Device according to at least one of claims 1 to 8, characterized in that the shaft ( 11 ) of the drive unit ( 2 ) via two axially preloaded and in the housing ( 13 ) of the drive unit ( 2 ) held radially prism-like bearings ( 12a . 12b ) and with the measuring mandrel ( 1 ), wherein the outer ring of a rolling bearing ( 12b ) oscillating in the housing ( 13 ) is stored. Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die die Wälzlager (12a, 12b) in dem Gehäuse (13) der Antriebseinheit (2) aufnehmende Bohrung einen geringfügig größeren Durchmesser als die der Wälzlager (12a, 12b) aufweist und zwei in Längsrichtung verlaufende, sich diametral gegenüber liegende Ausnehmungen (14a, 14b) besitzt und eine Ausnehmung (14a) eine federbelastete Leiste (15) aufnimmt, durch die die Außenringe der beiden Wälzlager (12a, 12b) zur gegenüberliegenden Ausnehmung (14b) hin prismenartig anlegbar sind.Device according to at least one of claims 1 to 9, characterized in that the rolling bearings ( 12a . 12b ) in the housing ( 13 ) of the drive unit ( 2 ) receiving bore a slightly larger diameter than that of the rolling bearing ( 12a . 12b ) and two longitudinally extending, diametrically opposed recesses ( 14a . 14b ) and a recess ( 14a ) a spring-loaded strip ( 15 ), through which the outer rings of the two rolling bearings ( 12a . 12b ) to the opposite recess ( 14b ) are prism-like applied. Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Außenring eines Wälzlagers (12b) in Längsachse konvex ausgebildet ist oder zumindest nur über einen schmalen Steg in der Bohrung anliegt.Device according to at least one of claims 1 to 10, characterized in that the outer ring of a rolling bearing ( 12b ) is convex in the longitudinal axis or at least rests only in the bore via a narrow web. Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass den Außenringen der Wälzlager (12a, 12b) als Verdrehsicherung aufspannbare und in der der Leiste (15) gegenüberliegenden Ausnehmung (14b) einsetzbare Segmente (33) zugeordnet sind.Device according to at least one of claims 1 to 11, characterized in that the outer rings of the rolling bearing ( 12a . 12b ) as anti-rotation aufspannbare and in the bar ( 15 ) opposite recess ( 14b ) usable Segments ( 33 ) assigned. Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass einer Stirnfläche der Welle (11) ein Messtaster (24) zur Kontrolle und Erfassung der realen, sich in axialer Richtung auswirkenden Form- und Laufabweichungen zugeordnet ist.Device according to at least one of claims 1 to 12, characterized in that an end face of the shaft ( 11 ) a probe ( 24 ) is assigned to control and capture the real, affecting in the axial direction shape and running deviations. Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Antriebseinheit (2) zum Antrieb der Welle (11) ein Schrittmotor (19) zugeordnet ist.Device according to at least one of claims 1 to 13, characterized in that the drive unit ( 2 ) for driving the shaft ( 11 ) a stepper motor ( 19 ) assigned. Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die den Messtastern (9a, 9b, 36, 31) zugeordneten Kabel durch eine zentrale Bohrung der Welle (11) geführt und über Federkraftklemmen mit einem in einer abnehm- bzw. austauschbaren Kappe befindlichen Impedanzwandler verbindbar sind.Device according to at least one of claims 1 to 14, characterized in that the measuring probes ( 9a . 9b . 36 . 31 ) associated cable through a central bore of the shaft ( 11 ) are guided and connected via spring terminals with an impedance converter located in a removable or replaceable cap.
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