DE2348035B1

DE2348035B1 - Gauge arrangement

Info

Publication number: DE2348035B1
Application number: DE19732348035
Authority: DE
Inventors: Rameson William Watson
Original assignee: TRW Inc
Current assignee: Northrop Grumman Space and Mission Systems Corp
Priority date: 1973-09-24
Filing date: 1973-09-24
Publication date: 1975-01-09
Also published as: DE2348035C2

Description

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Die Erfindung betrifft eine Meßlehrenanordnung zur Bestimmung der Differenz zwischen je eine Abmessung zweier im Betrieb zusammenwirkender Werkstückteile, z. B. eines Zylinders und eines Kolbens, mit zwei Paaren von Meßbacken, bestehend jeweils aus einer festen und einer unter Vorspannung stehenden beweglichen Meßbacke, von denen das eine Meßbakkenpaar in Meßkontakt mit der Abmessung des einen Werkstückteiles und das andere Meßbackenpaar in gleichzeitigem Meßkontakt mit der korrespondierenden Abmessung des anderen Werkstückteiles bringbar ist und mit einem beiden beweglichen Backen zugeordneten Differentialwandler.The invention relates to a measuring gauge arrangement for determining the difference between each dimension two workpiece parts cooperating in operation, e.g. B. a cylinder and a piston, with two pairs of measuring jaws, each consisting of a fixed and a preloaded movable measuring jaw, of which one pair of measuring jaws is in measuring contact with the dimension of one Workpiece part and the other pair of measuring jaws in simultaneous measuring contact with the corresponding Dimension of the other workpiece part can be brought and assigned to one of the two movable jaws Differential converter.

Es ist bereits eine Anordnung der erwähnten Art nach der US-PS 2 675 621 bekannt, bei welcher jede bewegliche Meßbacke auf einen besonderen zugeordneten Wandler wirksam ist. Die Ausgangsgrößen beider Wandler sind einer elektrischen Brückenschaltung zugeführt, welche zusammen mit beiden Wandlern einen Differentialwandler ergibt, so daß die Abmessungsdifferenz beider Werkstückteile durch Ablesung an einem Brückeninstrument ermittelt werden kann. Eine solche Anordnung erfordert praktisch zwei getrennte Baueinheiten mit je einem Meßbackenpaar und einem Wandler, wobei sich darüber hinaus eventuelle Veränderungen der elektrischen Daten in beiden Wandlern fehlermäßig zumindest addieren, wenn nicht in höherer Ordnung wirksam werden.An arrangement of the type mentioned is already known from US Pat. No. 2,675,621, in which each movable jaw is effective on a special associated transducer. The output variables of both Converters are fed to an electrical bridge circuit, which works together with both converters a differential transducer results, so that the dimensional difference of the two workpiece parts by reading can be determined on a bridge instrument. Such an arrangement practically requires two separate ones Structural units each with a pair of measuring jaws and a transducer, and there are also possible At least add up changes in the electrical data in both converters, if not take effect in a higher order.

Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung einer demgegenüber verbesserten Anordnung, welche bei raumsparendem Aufbau Meßwertverfälschungen infolge von Änderungen der elektrischen Parameter des Wandlers weitgehend ausschließt.The object of the invention is to create a comparatively improved arrangement which is space-saving Structure falsification of measured values as a result of changes in the electrical parameters of the Converter largely excludes.

Erreicht wird dies erfindungsgemäß dadurch, daß beide Meßbackenpaare in Längsrichtung eines Aufspanntisches in Reihe nebeneinander angeordnet sind und daß jeweils die bewegliche Backe der beiden Meßbackenpaare von je einem in einer Richtung vorgespannten Schlitten getragen sowie die beiden unabhängig voneinander und relativ zueinander beweglichen Schlitten mit je einem beweglichen Teil des Differentialwandlers mechanisch starr verbunden sind, deren Relativbewegung ein der Differenz zwischen den Meßbackenabständen der beiden Meßbackenpaare proportionales elektrisches Signal liefert.This is achieved according to the invention in that both measuring jaw pairs in the longitudinal direction of a clamping table are arranged in a row next to each other and that in each case the movable jaw of the two pairs of measuring jaws each carried by a carriage preloaded in one direction and the two independently one another and relative to one another movable carriage each with a movable part of the differential converter are mechanically rigidly connected, the relative movement of which is the difference between the distances between the measuring jaws of the two pairs of measuring jaws delivers a proportional electrical signal.

Da erfindungsgemäß jede der beiden beweglichen Backen über ihren zugeordneten Schlitten mit je einem beweglichen Teil des Differentialwandlers mechanisch starr verbunden ist, ergeben sich nicht nur ein raumsparender Aufbau sondern darüber hinaus wesentlich verminderte Meßwertverfälschungen, da nur ein einziger Wandler verwendet wird, der gleichzeitig als Differentialwandler ausgebildet ist.Since according to the invention each of the two movable jaws via their associated slide with one each moving part of the differential converter is mechanically rigidly connected, not only result in a space-saving Structure but also significantly reduced falsification of measured values, since only a single one Converter is used, which is also designed as a differential converter.

Die Erfindung ist nachstehend an Hand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigtThe invention is explained in more detail below with reference to the drawings. It shows

F i g. 1 ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Anordnung in Draufsicht,F i g. 1 an embodiment of an arrangement according to the invention in plan view,

F i g. 2 einen Schnitt längs der Linie II-II von F i g. 1, F i g. 3 zwei zu messende Werkstückteile.F i g. 2 shows a section along the line II-II from FIG. 1, F i g. 3 two workpiece parts to be measured.

Die in F i g. 1,2 dargestellte Anordnung dient zur Bestimmung der Differenz zwischen einer Außenabmessung eines Zahnrotors 42 und der Innenabmessung eines hiermit zusammenwirkenden Pumpengehäuses 44, welches einen elliptischen Innenquerschnitt mit einer größeren Achse A und einer kleineren Achse B aufweist. Zwischen dem Zahnrotor 42 und dem Pumpengehäuse 44 sei ein Spiel C gefordert und vorgegeben. Das Pumpengehäuse 44 ist mit Zentrierlöchern 446 versehen.The in F i g. 1, 2 is used to determine the difference between an outer dimension of a toothed rotor 42 and the inner dimension of a pump housing 44 cooperating with it, which has an elliptical inner cross section with a major axis A and a minor axis B. A clearance C is required and specified between the toothed rotor 42 and the pump housing 44. The pump housing 44 is provided with centering holes 446.

Gemäß F i g. 1, 2 sind in Längsrichtung eines Aufspanntisches 22 zwei Paare von Meßbacken 30,32, bzw. 34, 36 in einer Reihe nebeneinander angeordnet, bei Betrachtung gemäß F i g. 2 also in der Papierebene. Das eine Meßbackenpaar 30, 32 ist hierbei in Meßkontakt mit dem Außenumfang des Zahnrotors 42 zu bringen, das Meßbackenpaar 34, 36 mit dem Innenumfang des Pumpengehäuses 44.According to FIG. 1, 2 are in the longitudinal direction of a clamping table 22 two pairs of measuring jaws 30, 32 and 34, 36 arranged in a row next to one another, when viewed in accordance with FIG. 2 in the paper plane. The one pair of measuring jaws 30, 32 is to be brought into measuring contact with the outer circumference of the toothed rotor 42, the pair of measuring jaws 34, 36 with the inner circumference of the pump housing 44.

Unterhalb des Aufspanntisches 22 ist mittels zweier zugeordneter Parallelogramm-Biegelenker 80 einUnderneath the clamping table 22 is a by means of two associated parallelogram bending links 80

Schlitten 72 parallel zu der Ebene des Aufspanntisches 22 auslenkbar gelagert. In analoger Weise ist unterhalb des Schlittens 78 ein weiterer Schlitten 70 mittels zweier zugeordneter Parallelogramm-Biegelenker 76 parallel zu der Ebene des Aufspanntisches 22 sowie zu der Bewegungsebene des Schlittens 22 auslenkbar gelagert. Der Schlitten 72 ist mittels einer Zugfeder 96 in Blickrichtung von F i g. 2 nach links gegen einen ersten justierbaren Anschlag 92 vorgespannt. In analoger Weise ist der Schlitten 70 durch eine in F i g. 2 nicht veranschaulichte Feder gegen einen weiteren zugeordneten justierbaren Anschlag 92' vorgespannt. Die Bewegung des Schlittens 72 wird durch einen justierbaren Begrenzungsanschlag 92a auf einen sehr geringen Bewegungsbereich beschränkt; dies gilt analog auch für den Schlitten 70, dem ein justierbarer Begrenzungsanschlag 92a zugeordnet ist.Carriage 72 is mounted so that it can be deflected parallel to the plane of the clamping table 22. In an analogous way is below of the slide 78, a further slide 70 by means of two associated parallelogram bending links 76 mounted in a deflectable manner parallel to the plane of the clamping table 22 and to the plane of movement of the slide 22. The slide 72 is fixed by means of a tension spring 96 in the direction of view of FIG. 2 to the left against a first adjustable stop 92 biased. In an analogous manner, the slide 70 is supported by a device shown in FIG. 2 not illustrated spring biased against another associated adjustable stop 92 '. The movement of the slide 72 is restricted to a very small range of motion by an adjustable limit stop 92a limited; this also applies analogously to the carriage 70, which has an adjustable limit stop 92a is assigned.

Wie sich am besten aus F i g. 2 ergibt, sind die festen Meßbacken 30, 34 mittels einer Zapfenverbindung fest in den Aufspanntisch 22 eingesetzt. Die der festen Meßbacke 30 zugeordnete bewegliche Meßbacke 32 ist durch eine Zapfenverbindung in analoger Weise auf dem Schlitten 70 befestigt, wobei in dem Schlitten 72 sowie in dem Aufspanntisch 22 Durchtritte 84 bzw. 82 vorgesehen sind, weiche der beweglichen Backe 32 einen gewünschten Auslenkweg nach beiden Auslenkrichtungen hin ermöglicht. Ähnlich wie bei dem Schlitten 70 ist auf dem Schlitten 72 mittels einer Zapfenverbindung die der festen Meßbacke 34 zugeordnete bewegliche Meßbacke 36 befestigt, wobei ein in dem Aufspanntisch 22 vorgesehener Durchtritt 88 der Meßbakke 36 einen erforderlichen Auslenkweg nach beiden Richtungen ermöglicht. Es sind demgemäß also die beweglichen Backen 32 bzw. 36 über den jeweils zugeordneten Schlitten 70 bzw. 72 unabhängig voneinander und relativ zueinander beweglich.As can best be seen from FIG. 2 results, the fixed measuring jaws 30, 34 are fixed by means of a tenon connection used in the clamping table 22. The movable measuring jaw 32 assigned to the fixed measuring jaw 30 is attached by a tenon connection in an analogous manner on the slide 70, wherein in the slide 72 as well as passages 84 and 82 are provided in the clamping table 22, soft for the movable jaw 32 allows a desired deflection in both directions of deflection. Similar to the sledge 70 is movable on the carriage 72 by means of a pin connection associated with the fixed measuring jaw 34 Fastened measuring jaw 36, with a provided in the clamping table 22 passage 88 of the measuring jaw 36 allows a required deflection in both directions. Accordingly, it is the movable ones Jaws 32 and 36 independently of one another and via the respective associated slide 70 and 72, respectively movable relative to each other.

An dem Schlitten 72 ist über einen nach unten verlaufenden Bügel 120 unterhalb des Schlittens 70 ein erstes bewegliches Teil 100 eines Differentialwandlers 46 aufgenommen. Mittels zweier nach unten verlaufender Lager 106,112 ist koaxial zu dem Wandlerteil 100 eine Gewindespindel 110 gelagert, auf welcher ein zweites Teil 98 des Differentialwandlers 46 sitzt, das mittels der Gewindespindel 110 koaxial zu dem Wandlerteil 110 justierbar ist. Bei einmal eingestellter Gewindespindel 110 entspricht irgendeine Relativbewegung der beweglichen Wandlerteile 98,100 der Differenz zwischen den Meßbackenabständen der beiden Meßbackenpaare 30, 32 bzw. 34, 36. Der Differentialwandler 46, welcher an eine nicht veranschaulichte Versorgungsschaltung angeschlossen ist, liefert je nach Auslenkung ein proportionales elektrisches Signal. A first movable part 100 of a differential converter 46 is received on the slide 72 via a downwardly extending bracket 120 below the slide 70. A threaded spindle 110 is mounted coaxially to the converter part 100 by means of two downwardly running bearings 106, 112 , on which a second part 98 of the differential converter 46 sits, which is adjustable by means of the threaded spindle 110 coaxially to the converter part 110. Once the threaded spindle 110 has been set , any relative movement of the movable transducer parts 98, 100 corresponds to the difference between the distance between the measuring jaws of the two measuring jaw pairs 30, 32 and 34, 36 electrical signal.

Wie sich aus F i g. 1 und 2 ergibt, sind die Meßbacken 30, 32, welche zur Aufnahme des Zahnrotors 42 bestimmt sind, einander zugewendet, während die zur Aufnahme des Pumpgehäuses 44 bestimmten Meßbakken 34, 36 voneinander abgewendet bzw. nach außen gerichtet sind. Alle Meßbacken weisen Abschrägungen 60 auf, um beim Einsetzen der Werkstückteile ein leichtes Auseinanderbewegen der Meßbacken 30, 32 bzw. Zusammendrücken der Meßbacken 34,36 zu erzielen.As can be seen from FIG. 1 and 2 results, the measuring jaws 30, 32, which are intended for receiving the toothed rotor 42 are facing each other, while the intended for receiving the pump housing 44 measuring jaws 34, 36 are turned away from each other or directed outwards. All measuring jaws have bevels 60 to ensure that the measuring jaws 30, 32 or To achieve compression of the measuring jaws 34,36.

Zur Durchführung einer Messung wird der Zahnrotor 42 unter Auseinanderdrücken der Meßbacken 30, 32 auf vier Lagerköpfe 124 des Aufspanntisches 22 gelegt, wobei an einer Seite der Meßbacken 30, 32 ein Anschlag 126 für den Zahnrotor 42 vorgesehen ist. Dies gewährleistet, daß die Meßbacken 30,32 genau in Dekkung mit einer Durchmesserlinie des Zahnrotors 42 gegen dessen Außenumfang anliegen. In analoger Weise wird das Pumpengehäuse unter Zusammendrücken der Meßbacken 34, 36 auf Lagerköpfe 130 des Aufspanntisches 22 gelegt, wobei die Zentrierlöcher 44Z> von Zentrierstiften 132 durchsetzt sind, die mit dem Aufspanntisch 22 fest verbunden sind.To carry out a measurement, the toothed rotor 42 is placed on four bearing heads 124 of the clamping table 22 while the measuring jaws 30, 32 are pressed apart, a stop 126 for the toothed rotor 42 being provided on one side of the measuring jaws 30, 32. This ensures that the measuring jaws 30, 32 lie exactly against the outer circumference of the toothed rotor 42, in correspondence with a diameter line. In an analogous manner, the pump housing is placed on bearing heads 130 of the clamping table 22 while the measuring jaws 34, 36 are pressed together, the centering holes 44Z> being penetrated by centering pins 132 which are firmly connected to the clamping table 22.

Durch die beim Aufsetzen der Werkstückteile 42, 44 bewirkte gegenseitige Auslenkung der Meßbacken 30, 32 bzw. 34, 36 erfolgt eine Relativverschiebung der beweglichen Meßbacken 32, 36 bzw. der Schlitten 70, 72 und damit eine Relativbewegung der Wandlerteile 98, 100, so daß sich ein von dem Spiel C abhängiger Meßwert ergibt. Hat man zuerst die Anordnung durch Einsetzen zweier Werkstückteile 42, 44 geeicht, indem für diese den Sollwert des Spiels C aufweisenden Werkstückteile das Ausgangssignal des Differentialwandlers 46 vermöge entsprechender Einstellung der Gewindespindel 110 auf Null gebracht wurde, so ist beim Einsetzen anderer zu messender Werkstückteile 42, 44 das Ausgangssignal des Differentialwandlers direkt proportional der Abweichung vom Sollwert des Spiels C. Due to the mutual deflection of the measuring jaws 30, 32 and 34, 36 caused when the workpiece parts 42, 44 are placed on , there is a relative displacement of the movable measuring jaws 32, 36 and the carriages 70, 72 and thus a relative movement of the transducer parts 98, 100, so that a measured value dependent on the clearance C results. If the arrangement has first been calibrated by inserting two workpiece parts 42, 44 by bringing the output signal of the differential converter 46 to zero for these workpiece parts having the setpoint value of the clearance C by means of a corresponding setting of the threaded spindle 110 , then when inserting other workpiece parts 42 to be measured, 44 the output signal of the differential converter is directly proportional to the deviation from the setpoint of the clearance C.

Hierzu 2 Blatt ZeichnungenFor this purpose 2 sheets of drawings

Claims

Patent claims:

1. Gauge arrangement for determining the difference between one dimension of two in operation cooperating workpiece parts, e.g. B. a cylinder and a piston, with pairs of Measuring jaws, each consisting of a fixed and a pre-tensioned movable one Measuring jaw, of which one pair of measuring jaws is in measuring contact with the dimension of one workpiece part and the other pair of measuring jaws in simultaneous measuring contact with the corresponding one Dimension of the other workpiece part can be brought and with a two movable jaw associated differential converter, characterized in that both pairs of measuring jaws (30, 34; 32, 36) are arranged in a row next to one another in the longitudinal direction of a clamping table (22) and that each of the movable jaws (32 and 36) of the two pairs of measuring jaws of one in each Direction biased carriage (70 or 72) carried as well as the two independently of each other and slides (70, 72) which are movable relative to one another and each have a movable part (98, 100) of the differential converter (46) are mechanically rigidly connected, the relative movement of which is the difference between the measuring jaw distances of the two measuring jaw pairs (30, 32; 34, 36) proportional electrical Signal delivers.

2. Arrangement according to claim 1, characterized in that the one movable part (98) of the differential converter (46) is mechanically adjustable with respect to the associated slide (70) (threaded spindle 110).

3. Arrangement according to one of claims 1, 2, characterized in that the two carriages (70, 72) are guided below the clamping table (22) one above the other and the upper slide (72) here has a passage (74) for the movable measuring jaw (32) of the lower slide (70).

4. Arrangement according to one of claims 1 to 3, characterized in that both carriages (70,72) are each guided on two associated parallelogram flexible links (76 and 80).

5. Arrangement according to one of claims 1 to 4, characterized in that for determining the difference between an outer and an inner dimension of the two workpiece parts the one pair of measuring jaws (30,32) facing inward and the other pair of measuring jaws (34, 36) have facing away from each other, outwardly directed measuring jaws.