DE2458083C3 - Meßdorn - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Meßdorn zum Messen des Innendurchmessers von Bohrungen oder dgl. nach dem Gattungsbegriff des Hauptanspruchs. Ein Meßdorn ist ein Präzisionsgerät, mit dem laufende Messungen in rascher Folge vorgenommen werden sollen. Das Gerät muß also einerseits über längere Zeit ein zuverlässiges Meßergebnis liefern und demnach aufwendig gebaut sein, andererseits soll es eine rasche und einfache Messung mit möglichst geringem Zeitverlust unter optimalen Bedingungen ermöglichen. Zur Erfüllung der letzteren Forderung muß das Gerät in der zu messenden Bohrung in einfacher Weise zentrierbar sein, damit die Gefahr eines Verkantens des Meßdorns innerhalb der Bohrung vermieden wird.

In der CH-PS 2 18 397 ist ein Meßdorn mit zwei an verschiedenen axialen Stellen eines röhrenförmigen Körpers vorgesehenen Serien von Tasterkugeln beschrieben. Durch diese zwei Kugelserien, die mittels gegenläufiger Konen gleichzeitig aus dem röhrenförmigen Meßdornkörper ausgefahren werden können, ist die einwandfreie Zentrierung einer Bohrung möglich, denn die Meßvorrichtung stellt sich beim Messen einer Bohrung von selbst in genau axiale Lage ein, die Messung erfolgt also in der zur Achse der Bohrung senkrecht liegenden Ebene.

Für die Messung von Bohrungen mit größerem Durchmesser kann bei diesem bekannten Meßdorn ein zusätzlicher Tastkörper verwendet werden, der auf den röhrenförmigen Körper aufgesteckt werden kann; andernfalls würde das die Tastkugeln enthaltende Ende des Meßdorns zu schwer. Der zusätzliche Tastkörper besteht aus einer Traghülse, in der sich Öffnungen befinden, in welchen Tastbolzen geführt sind, die durch eine schwache Feder in Anlage an die entsprechenden Kugeln gehalten werden. Diese Hülsenkonstruktion ist verhältnismäßig aufwendig, wie auch der ganze Meßdorn mit den zwei Kugelserien recht kompliziert und dementsprechend kostspielig ist.

Angesichts der hohen Kosten verwendet man im allgemeinen Meßdorne mit nur einer Serie von Tastern (meistens Kugeln). So beschreibt die CH-PS 2 14 425 ein derartiges Gerät, in welchem die Tasterkugeln in einem zylindrischen Kanal geführt sind. Die CH-PS 2 30 931 und die DE-OS 21 41 112 beschreiben ebenfalls ein Gerät dieses Typs, bei welchem die Tasterkugeln allseits geführt sind und radial auf einer senkrecht zur Wellenachse stehenden Führungsfläche rollen. Bei diesem Gerät muß zwecks Zentrierung der Körper des Gerätes innerhalb eines Kreises drehbar sein, dessen Durchmesser möglichst dem Durchmesser der Bohrung entspricht; sonst besteht die Gefahr, daß der Meßdorn innerhalb der Bohrung verkantet wird, wodurch das ermittelte Meßergebnis mit dem Durchmesser der Bohrung nicht übereinstimmt, da die Kontaktpumpe der Kugeln mit der Bohrung nicht in einer senkrecht zur Bohrungsachse gerichteten Ebene liegen. Daraus geht hervor, daß mit einem bestimmten Meßdorn solcher Art lediglich solche Bohrungen genau gemessen werden können, deren Durchmesser praktisch mit demjenigen des Meßdorns übereinstimmt (unter Beachtung der erforderlichen Toleranz zum Einführen des Meßdorns in die Bohrung). Auch wenn also an sich der Meßweg der Kugeln genügend groß ist, kann die theoretische Meßkapazität des Gerätes nicht ausgenutzt werden und man ist gezwungen, mehrere Geräte zu verwenden, um einen größeren Meßbereich überbrücken zu können.

Der im Hauptanspruch gekennzeichneten Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Meßdorn der eingangs genannten Art mit einer einzigen Serie Tasterkugeln so auszubilden, daß nicht nur solche Bohrungen genau gemessen werden können, deren Durchmesser praktisch mit dem Durchmesser des röhrenförmigen Körpers des Meßdorns (unter Beachtung der erforderlichen Toleranz zum Einführen des Meßdorns in die Bohrung) übereinstimmt, sondern der für alle Bohrungen verwendbar ist, deren Durchmesser innerhalb der durch den Meßweg der Tasterkugeln bestimmten Meßkapazität des Meßdorns liegt.

Durch die erfindungsgemäße Maßnahme wird erreicht, daß durch Anpassung der leicht abnehmbaren und auswechselbaren Zentrierhülse an die jeweils zu messende Bohrung der Meßdorn stets richtig zentriert ist. Für einen einzigen Meßdorn kann eine Reihe von Zentrierhülsen Verwendung finden, deren Durchmesser jeweils an die zu messende Bohrung angepaßt sind, so daß nicht mehrere Meßdorne verwendet werden müssen, um einen bestimmten Meßbereich zu überbrücken. Da es sich bei den Zentrierhülsen lediglich um einfache Zentrierelemente ohne bewegliche Teile handelt, brauchen die abnehm- und auswechselbaren Hülsen nicht aus einem gehärteten Metall gefertigt zu sein, sondern können beispielsweise aus Messing oder aus

einem Kunststoff bestehen. Dadurch erhält man einen Meßdorn,-dessen Meßkapazität vollständig ausgenutzt werden kann, und zwar mit maximaler Präzision und in sehr vorteilhafter Weise, da ja ein einziges Gerät für einen verhältnismäßig breiten Meßbereich genügt

Eine Ausführungsform sowie eine Ausführungsvariante des Erfindungsgegenstandes wird nachfolgend an Hand der Zeichnungen näher erläutert. In den Zeichnungen zeigt

F i g. 1 eine Vorderansicht des Meßdorns. der mit einem elektronischen Tasterorgan gekuppelt ist,

Fi g. 2 eine teilweise Ansicht des in der F i g. 1 gezeigten Meßdorns, welcher mit einer Meßuhr verbunden ist,

F i g. 3 verschiedene Schnittdarstellungen von Teilen des in der F i g. 1 gezeigten Gerätes,

F i g.4 einen vergrößerten Längsschnitt eines Einzelteiles,

F i g. 5 eine Perspektivansicht eines anderen Einzelteiles, Fi g. 6 eine Ansicht nach der Linie J-I der Fi g.4,

F i g. 7a, 7b und 8a, 8b schematische Quer- und Längsschnitte, welche die Wirkungsweise eines konstruktiven Teils des erfindungsgemäßen Meßdorns veranschaulichen,

F i g. 9 einen Schnitt durch einen Einzelteil der Fig. 1,

Fig. 10 einen teil weisen Längsschnitt einer Ausführungsvariante und

F i g. 11 einen Schnitt nach der Linie HI-IIl der Fig. 10.

Der dargestellte Meßdorn weist einen röhrenförmigen Körper 1 auf, dessen hinterer Teil mit Hilfe einer Scheibe 2 abgeschlossen ist, die einen herausragenden Gewindezapfen 3 aufweist, welcher koaxial zur Längsachse des röhrenförmigen Körpers 1 liegt und zum Verbinden mit einem Transduktor bestimmt ist, beispielsweise mit einem elektronischen Tasterorgan 4, wie es in der F i g. I dargestellt ist, oder mit einer Meßuhr 5, wie sie in der F i g. 2 veranschaulicht ist, oder aber mit irgendeinem anderen Übertragungssystem, das eine analoge oder digitale Ablesung der durch den Meßdorn ermittelten Information ermöglicht, oder schlußendlich mit einem Kontrollsystem einer numerisch gesteuerten Maschine. Die Befestigung des Transduktors 4 oder 5 an den Gewindezapfen 3 erfolgt mit Hilfe einer Spannmutter 40, wie sie beispielsweise schematisch in der F i g. 9 dargestellt ist. Diese Mutter weist einen gerändeilen Körper 41 auf, der auf eine konische Spalthülse aufgeschraubt ist, weiche ein Außengewinde 42 und ein Innengewinde aufweist. Der Gewindezapfen 3 ist in das Innere der Hülse 42 geschraubt, die mit dem Transduktor verbunden ist, und zwar so lange, bis der genannte Gewindezapfen 3 sich in der in bezug auf den Transduktor axialen Lage befindet. Das Aufbringen des gerändelten Körpers 41 auf das Außengewinde der konischen Hülse gewährleistet die Verriegelung der Einheit.

Diese Anordnung, welche eine Veränderung der axialen Lage des Körpers 1 des Meßdorns und des Go Transduktors gestattet und diese in eine bestimmte Lage verriegeln kann, ist alle^r"i'ig- nicht unbedingt erforderlich und könnte durch andere äquivalente Anordnungen ersetzt werden, welche die gleichen Einstell- und Verriegelungsmöglichkeiten der axialen Lage des Meßdorns und des Transduktors ermöglichen wurden.

Im vorderen Teil 6 der Wand des Körpers 1 sind drei in bezug aufeinander um 120" versetzte Öffnungen 7 vorgesehen. Jede dieser Öffnungen 7 weist einen Boden 8 auf (F i g. 4 und 6), der quer zur Längsachse des Körpers 1 liegt und mit zwei Seitenwänden 9, die parallel zur Körperachse sind, verbunden ist. Der Boden 8 jeder Öffnung 7 besitzt eine im allgemeinen schalenförmige Form, deren Achse tangential zu einem konzentrisch zur Körperachse 1 stehenden Scheinkreis liegt, während die Seitenwände 9 einen ebenfalls abgerundeten Querschnitt aufweisen. Diese Anordnung kann beispielsweise mit Hilfe eines, eine entsprechende Form aufweisenden Drehwerkzeuges erhalten werden, dessen Drehachse tangential zu einem Scheinkreis steht, der konzentrisch zur Achse des Körpers 1 liegt und der parallel zu dieser Achse verschoben wird. Dadurch erhält man eine Ausnehmung oder einen Kanal, dessen Querschnitt von der Innenseite zur Außenseite der Wand 6 des Körpers 1 abnimmt.

Im vorderen Ende 10 des Körpers 1 (F i g. 4 und 5) ist ein Ring 11 angeordnet, der gegen die Querwand 51 des genannten Körpers 1 gerichtet ist und dessen im Inneren des Körpers I angeordnete Fläche durch drei Ausschnitte 12 gebildet ist, die abwechselnd zwischen drei ebenen Vorsprüngen 13 verteilt sind, welche Vorsprünge senkrecht zur Längsachse des Körpers 1 gerichtet sind. Der Grund der Ausschnitte 12 liegt gegen die Querwand 51 des Endes 10 vom Korper 1 an, wahrend die ebenen Vorsprünge 13 je in die Öffnungen 7 ragen, und dort eine ebene und senkrecht zur Längsachse des Körpers 1 gerichtete Schließwand bilden. Jede Öffnung 7 bildet somit mit dem entsprechenden Vorsprung 13 einen Führungskanal. Der Ring 11 kann mit dem Körper 1 in an sich bekannter Weise verbunden sein, beispielsweise mittels nicht dargestellter Schrauben, welche die Ausschnitte 12 durchqueren und in die Querwand 51 des Endteiles 10 eingeführt sind, oder aber durch Verkleben des Bodens der Ausschnitte 12 gegen die Querwand 51 des Endteiles 10.

Im Körper 1 (F i g.4) ist eine Welle 14 gelagert, deren Ende 19 verschiebbar in einer Führung 15 eingesetzt ist, welch letztere in den Gewindezapfen 3 eingeschraubt ist. Die Verschiebung der Welle 14 in der Führung 15 erfolgt auf einem kleinen Teilstück 16 derselben, derart, daß die Berührung zwischen der Welle 14 und der Führung 15 im wesentlichen auf eine Kreislinie liegt oder auf einen Punkt beschränkt ist, beispielsweise wenn ein Spiel in der Führung vorhanden ist. In der F i g. 4 ist diese Berührung stark vergrößert dargestellt um dies besser veranschaulichen zu können. Ein mit der Welle 14 verbundener Stift 17 ist in zwei Rillen 18 der Führung 15 verschiebbar und verhindert eine Drehung der Welle 14. Das Ende 24 der Welle 14 ist in einem konischen Teil 25 zentriert und eingeschraubt und durch eine Gegenmutter 26 mit diesem fest verbunden. Der konische Teil 25 ist im Körper 1 gegen die Öffnungen 7 gerichtet und stößt gegen drei Kugeln 27, die je in Führungskanäle gelagert sind, die durch die Öffnungen 7 und die Vorsprünge 13 des Ringes Il gebildet sind. Diese Kugeln 27 sind in je einem Führungskanal mit einem gewissen Spiel gelagert, um sich frei in dem betreffenden Kanal verschieben zu können, wobei ihre Bewegungen gegen das Äußere des Körpers 1 begrenzt sind, da der Querschnitt der Öffnungen 7 von der Innenseite zur Außenseite der Wand 6 vom Körper 1 abnimmt und dadurch eine Aufnahme bzw. Rückhall für die Kugeln bildet.

Auf seinem vorderen Teil trägt der Körper 1 (F i g. 1 und 3) eine abnehm- und auswechselbare Zenlrierhülse 28. deren vorderes Ende 29 abgeschrägt ist und mil

drei, um 120" zueinander versetzten Radialbohrungcn 30 versehen ist, die zur Aufnahme der Kugeln 27 dienen. Das hintere Ende 31 der Hülse 28 weist, ein Loch 32 auf, das zum Aufsetzen auf eine Rückhaltekugcl 33 bestimmt ist, die in die Wand des Körpers 1 (Fig. 3 und 6) versenkbar ist, wo sie in an sich bekannter Weise beweglich und unter der Wirkung einer nicht dargestellten Feder gehalten ist. Die Anordnung der versenkbaren Kugel 33 in der Wand des Körpers 1 ist an sich bekannt und soll daher hier nicht näher umschricbcn werden.

Der vordere Teil des Körpers 1 trägt einen Tiefenanschlag 34 (F i g. 1 und 3), der in Längsrichtung des Körpers 1 beweglich ist, wie dies durch den Pfeil 44 in der ■ F i g. 1 veranschaulicht ist, und weist eine zylindrische Muffe 35 auf, die koaxial zum Körper 1 angeordnet ist und deren Innendurchmesser genügend groß ist, um auf die Hülse 28 geschoben zu werden. Der hintere Teil der Muffe 35 ist mit Hilfe von Schrauben 36 gegen einen Spannring 37 befestigt, der den Körper 1 umschließt und mit einem radialen Spannspalt 38 verschen ist, mit dessen Hilfe der Ring 37 unter Wirkung einer Schraube 39 (Fig. 1) auf den Körper 1 festgelegt werden kann, wobei der Kopf der Schraube 39 in die Wand des Ringes 37 auf der einen Seite des Spaltes 38 abgestützt wird und der Gewindeteil in ein Gewinde des Ringes 37 auf der anderen Seite des Spaltes 38 eingeschraubt ist.

Die allgemeine Wirkungsweise des beschriebenen Meßdornes ist die folgende:

Wenn die Welle 14 und dadurch der konische Teil 25 axial gegen das vordere Ende 10 des Körpers 1 verschoben werden, überträgt sich der axiale Druck des konischen Teils 25 in einen radialen Druck auf die Kugeln 27, welche im Anschlag gegen den verkleinerten Querschnitt der Öffnungen 7 gehalten sind. Wenn der Meßdorn in eine Bohrung eingeführt wird, verschieben sich die Kugeln 27 radial gegen das Innere des Körpers 1 und rollen gegen die ebenen Vorsprünge 13 des Ringes 11. Diese Radialbewegung überträgt sich in eine Axialbewegung des konischen Teils 25 und damit der Welle 14. Dadurch kann das Ende 19 der Welle 14. das aus dem mit dem Transduktor verbundenen Gewindezapfen 3 vorsteht, dem genannten Transduktor die der radialen Verschiebung der Kugeln 27 entsprechende Information übermitteln. _4J

Die allgemeine Wirkungsweise des Transduktors ist bekannt und soll hier daher nicht näher umschrieben werden. Hingegen sollen die Wirkungsweise des erfindungsgemäßen Meßdorns und die sich durch dessen besonderen Eigenschaften ergebende Vorteile nachfolgfiid eingehende! ciläuicii werden.

Wie vorstehend umschrieben worden ist, weist der erfindungsgemäße Meßdorn eine abnehm- und auswechselbare, koaxial angeordnete Zentrierhülse 28 auf. Diese Anordnung ermöglicht eine Zentrierung des Meßdorns in allen Bohrungen, deren Durchmesser innerhalb der Meßkapazität des Gerätes liegen, welche Kapazität durch den Meßweg der Kugeln bestimmt ist. Überdies verhindert die genannte Hülse, daß der Meßdorn sich innerhalb der zu messenden Bohrung verkanten kann. Infolge der Abnehm- und Auswechselbarkeit der Zentrierhülse kann mit einem einzigen Gerät ein ganzes Spiel von Hülsen Verwendung finden, wobei jede einzelne Hülse die Zentrierung des Gerätes in einer sich innerhalb der Meßkapazität liegenden Bohrung ermöglicht. Hierzu muß die am Körper 1 befestigte Hülse von diesem abgezogen und durch eine andere Hülse ersetzt werden, deren Durchmesser mit demjenigen der zu messenden Bohrung übereinstimmt, selbstverständlich mit der Toleranz zum Einführen des Meßdorns in die genannte Bohrung. Dadurch wird auch verhindert, daß das Gerät in der Bohrung schlecht zentriert oder verkantet ist. Im linken Abschnitt der F i g. 3 ist eine Hülse 28' dargestellt, deren vorderes Ende 29' die Öffnungen 30' für den Durchlaß der Kugeln und deren hinteres Ende 3Γ das Loch 32' für die Aufnahme der Rückhaltekugel 33 des Körpers 1 aufweist. Wie aus der Zeichnung hervorgeht, weist diese Hülse 28' einen Durchmesser 2 auf, der größer ist als der Durchmesser

1 der Hülse 28, welche sich bereits auf dem Körper 1 befindet. Die Wegnahme der Zentrierhülse erfolgt mühelos, da hierzu lediglich eine Verschiebung der Hülse in der Längsrichtung des Körpers 1 erforderlich ist. damit die Kugeln 27 und auch die Rückhaltekugel 33 in den Körper 1 gedrängt werden. Zwecks Aufsetzen einer Hülse auf den Körper 1 wird der beschriebene Vorgang in umgekehrter Weise vollführt, indem die Hülse auf dem Körper 1 verschoben wird, bis die Rückhaltekugel 33 in das Loch 32 der Hülse einrastet, wodurch jede ungewollte Längs- oder Drehverschiebung der Hülse in bezug auf den Körper 1 verhindert wird. Da es sich bei den genannten Hülsen lediglich um Zentrierelemente handelt, brauchen die abnehm- und auswechselbaren Hülsen nicht aus einem gehärteten Metall gefertigt zu sein, sondern können beispielsweise aus Messing oder aus einem Kunststoff hergestellt sein. Dadurch erhält man einem Meßdorn, dessen Meßkapazität vollständig ausgenutzt werden kann, dies mit einer maximalen rräzision und in sehr vorteilhafter Weise, da ja ein einziges Gerät für einen breiten Meßbereich genügt. Selbstredend könnte der Meßdorn auch ohne Zentrierhülse Verwendung finden. Allerdings ist diese Arbeitsweise nicht zu empfehlen, da in diesem Falle sehr dünne und daher anfällige Hülsen verwendet werden müßten. Wenn der kleinste zu messende Durchmesser 20 mm beträgt und der Durchmesser des Körpers ebenfalls 20 mm mißt, muß beim Messen eines Loches von 21 mm Durchmesser eine Hülse mit einer Wandungsdicke von 0,5 mm Verwendung finden. Es ist daher vorteilhaft, einen Körper 1 mit einem Durchmesser von 18 mm zu verwenden und die verbleibenden

2 mm in bezug auf den minimalen Meßdurchmesser von 20 mm durch eine Hülse mit einer Wanddicke von 1 mm zu kompensieren, derart, daß wenn mit dem gleichen Gerät eine Bohrung mit einem Durchmesser von 21 mm gemessen werden soll, die zu verwendende Hülse eine Wanddicke von 1,5 mm aufweisen muß, welche Hülse also genügend widerstandsfähig ist. Die Zentrierhüisen 28 können selbstverständlich auf einen mehr oder weniger langen Teil des Körpers 1 verteilt sein.

Aus den vorstehend gemachten Ausführungen geht hervor, daß der beschriebene Meßdorn einen Tiefenanschlag 34 aufweist, der in Längsrichtung des Körpers 1 bewegbar ist. Diese Anordnung ermöglicht eine beliebige Voreinstellung der Meßtiefe des Gerätes, was insbesondere dann nützlich ist, wenn eine Serie von Ausnehmungen mit derselben Tiefe zu messen sind. Aus der F i g. 1 ist ersichtlich, daß die vordere Seite 45 der Muffe 35 in bezug auf eine durch das Zentrum der Kugeln 27 gehende Ebene eine Seite f> bestimmt, weiche der Tasttiefe der Kugeln entspricht, wenn die vordere Seite 45 gegen die der zu messenden Bohrung anliegenden Seiten abgestützt ist. Wenn man den Anschlag 34 in Längsrichtung des Körpers 1 verschiebt, wird also die Seite [> verändert und dadurch auch die Tasttiefe der Kugeln 27 in der Bohrung. Die Verschiebung des

Tiefenanschlages 34 kann erfolgen, nachdem die Schraube 39 gelöst worden ist, wodurch auch der Spannring 37 gelöst wird. Wenn sich die Muffe 35 in der der gewünschten Seite O entsprechenden Längslage auf dem Körper 1 befindet, muß die Schraube 39 lediglich wieder angezogen werden, damit der Ring 37 wieder gegen den Körper 1 gepreßt wird und so die Verriegelung des Tiefenanschlages 34 bewirkt. Die Muffe 35 bildet außerdem einen Griff, mit welchem das Gerät gehalten werden kann. Auch erhält man mit HiI-fe dieses Griffes eine gute Wärmeisolierung des Körpers 1 und seiner Strukturen, da zwischen dem Körper 1 und der Muffe 35 ein Hohlraum gebildet ist.

Die F i g. 7a, 7b, 8a und 8b veranschaulichen die Vor- ■ teile einer anderen Eigenschaft des erfindungsgemäßen Meßdorns. Aus dem Vorstehenden gehl hervor, daß die Welle 14 mit dem konischen Teil 25 verschiebbar in der Führung 15 gelagert ist, mit welcher das Ende der Welle 14 in punktförmiger Berührung steht. Diese Anordnung ist schematisch mit 47 in den F i g. 7b und 8b dargestellt, wo, um die Zeichnung nicht zu überladen, der Körper 1 des Meßdorns ohne die Hülse 28 dargestellt ist. Der Vorteil ist darin zu sehen, daß der konische Teil 25 schwebend am Ende eines langen Trägers, im vorliegenden Fall die Welle 14, gelagert ist. dies unter gleichzeitiger Führung, und daß eine eventuelle schlechte Zentrierung des Körpers 1 in der zu messenden Bohrung aufgefangen werden kann, beispielsweise wenn der Meßdorn mit einer in bezug auf den zu messenden Bohrungsdurchmesser zu kleinen Hülsen verwendet wird. In den F i g. 7a und 7b ist der Körper 1 in der Bohrung 49 korrekt zentriert dargestellt. In diesem Falle verschieben sich die Kugeln 27 um gleiche Wege in bezug auf die Achse des Körpers 1 und der konische Teil 25 bleibt im Körper 1 zentriert, während die durch die Welle 14 an den schematisch dargestellten Transduktor 47 übermittelte Information nicht verändert wird. Auf den F i g. 8a und 8b ist der Körper 1 in der Bohrung 49 schlecht zentriert dargestellt. In diesem Falle werden die Kugeln 27 um ungleich lange Wege in ^o bezug auf die Achse des Körpers 1 verschoben, d. h. daß die eine derselben radial mehr in den Körper ein-. gedrückt wird als die anderen. Allerdings kann sie, da ja der konische Teil 25 schwebend gelagert ist, den ungleichen radialen Verschiebungen der Kugeln 27 folgen, wodurch die einen Verschiebungen durch die anderen kompensiert werden. Die axiale Verschiebung des konischen Teils 25 bleibt somit genau erhalten, da dieser Teil durch die ungleichmäßige Verschiebung der Kugeln in bezug auf die Achse des Gerätes nicht beeinflußt wird. Da die Schwingung des konischen Teils 25 am Ende eines in bezug auf den kurzen Teil 50 der Welle 14 verhältnismäßig langen Hebelarmes erfolgt, wird die Berührung der Welle .auf eine Kreislinie 46 begrenzt und wirkt auf den Transduktor 47. Die Auslenkung dieses Teils 50 der Welle 14 ist vernachlässigbar und beeinflußt daher die dem Transduktor übermittelte Information in keiner Weise.

Außer der Tatsache, daß der konische Teil 25 schwebend gelagert ist, kommt noch die Tatsache in Betracht, daß dieser Teil auf der Welle 14 geschraubt ist und dort mit Hilfe einer Gegenmutter 26 gesichert ist. Dadurch ist es möglich, sobald Abnützungsspuren festgestellt werden, die von dem durch die Kugeln 27 ausgeübten Druck herrühren können, die Drehwinkellage des konisehen Teils 25 in bezug auf die Welle 14 derart zu verändern, daß die mit den Kugeln in Berührung kommende Fläche wiederum unbenutzt ist. Damit ergibt sich ein einfaches Mittel zur Kompensation von Abnutzungscrscheinungen.

Wie bereits beschrieben worden ist, erfolgt die Verbindung zwischen dem Meßdorn und dem Transduktor mit Hilfe einer Spannmutter, welche eine Veränderung der Lage des Meßdorns in bezug auf diejenige des Transduktors herbeiführen kann. Dies erfolgt durch Veränderung der Lage des Tasters vom Transduktor in bezug auf das Ende 19 der Welle 14, wodurch eine Nullstellung desselben möglich ist.

Da der Ring 11 an drei Punkten der Querwand 51 am Ende 10 des Körpers 1 anliegt, welche Punkte im vorliegenden Fall durch die drei Stützausschnitte 12 gebildet sind, verfügt man über eine stabile Abstützung, welche eine absolut senkrechte Führung der ebenen Vorsprünge 13 auf der Längsachse des Körpers 1 und damit auch eine ebene Führung der Kugeln gewährleistet, wodurch jegliche Beeinflussung der durch die Kugeln 27 übermittelten Information vermieden wird, wenn diese Kugeln auf den genannten ebenen Vorsprüngen 13 abrollen. Außerdem ist ein Überschleifen der Flächen, auf welchen die Kugeln abrollen, weniger kostspielig, da hierzu lediglich die Oberfläche der Vorsprünge 13 behandelt werden muß. Wenn der Ring 11 durch Verkleben mit dem Körper 1 verbunden ist, werden, da die Abrollflächen in bezug auf die Stütz- und Halteflächen des Ringes versetzt sind, die Stütz· und Halteflächen, d. h. der Boden der Ausschnitte 12. aufgerauht, wodurch eine gute Aufnahme des Klebemittels geschaffen wird, da die Bearbeitung der Abrollflächen sich auf die Vorsprünge 13 beschränkt, welche in einem Abstand vom Boden der Ausschnitte 12 und damit auch von der Querwand 51 liegen. Außerdem besteht keine Gefahr, daß das Klebemittel mit den Vorsprüngen in Berührung kommt, wodurch eine Reinigung dieser Abrollflächen nach der Befestigung des Ringes 11 sich erübrigt.

Schlußendlich verhindert die besondere Form des Bodens 8 und der Seitenwände 9 der Öffnungen 7. d. h. die Schalenform bzw. die im Querschnitt abgerundete Form, jegliche Verklemmung der Kugeln, wenn sich diese im Anschlag gegen den sich verengenden Teil der Öffnungen befinden.

Der erfindungsgemäße Meßdorn könnte auch mil nur zwei einander diametral gegenüberliegenden Ta· stcrkugeln versehen sein.

In der in den Fig. 10 und 11 dargestellten Ausführungsvariante ist der Meßdorn, welcher mit dem vorstehend erläuterten Meßdorn identisch ist. mit einem Steuerhandgriff 60 verbunden, der einen röhrenförmigen Körper 61 aufweist, in dessen vordere Ende ein Schieber 62 gelagert und mittels Schrauben 63 gehalten ist und eine Feststellmutter 64 ähnlich der vorstehend erläuterten Mutter 40 aufweist, in welcher ein Zapfen 3 des röhrenförmigen Körpers des Meßdorns ragt. Im Schieber 62 ist eine Welle 65 verschiebbar gelagert, welche mit dem Ende 19 der aus den Zapfen 3 vorstehenden Welle 14 in Berührung kommen kann.

Gegen das Ende des Schiebers 62, das sich im Inneren des Körpers 61 befindet, ist eine Scheibe 66 abgestützt, die auf der Welle 65 befestigt ist und in der zwei konische, einander diametral gegenüberliegende Ausnehmungen 67 vorgesehen sind. Die Scheibe 66 ist fest angeordnet; die Verbindung derselben mit dem Schieber 62 erfolgt mittels eines Stiftes 71, der mit dem Schieber 62 verbunden ist. Die Welle 65 kann frei durch die Scheibe 66 bewegt werden.

Gegen die Scheibe 66 ist ein Teller 68 abgestützt, der

mil Spiel auf der Welle 65 und drehbar im Körper 61 angeordnet ist. Der Teiler weist zwei einander diametral gegenüberliegenden Öffnungen 69 auf, in denen je eine Kugel mit Spiel gelagert ist, wobei der Durchmesser der Kugel wesentlich größer ist als die Dicke des Tellers 68. Die einander gegenüberliegenden Öffnungen 69 im Teller 68, wie auch die konischen Ausnehmungen 67 im Teller 66, sind auf einem gleichen Durchmesser zentriert, derart, daß sie bei der Drehung des Tellers 68 einander gegenüberliegen können. Der Stift 71, welcher die Verbindung der Scheibe 66 gewährleistet, ragt durch einen Schlitz 72 (Fig. 1!) des Tellers 68. und begrenzt dessen Drehbewegung.

Auf dem röhrenförmigen Körper 61 ist eine Trommel 73 drehbar angeordnet, welche eine Schraube mit radialem Kopf 74 aufweist, wobei der Kopf 75 durch einen Querspalt 67 (F i g. 11) des Körpers 61 vorsteht, um in eine Schulter 77 des Tellers 68 ragen zu können. Dadurch ist der Teller drehfest mit der Trommel 73 verbunden.

Auf dem rückwärtigen Teil des Körpers 61 ist eine Gewindehülse 78 drehbar gelagert, die mit einem Gewindezylinder 79 zusammenwirkt, der eine Schulter 80 aufweist, mit Hilfe dessen er auf dem Körper 61 verschiebbar ist. Der Gewindezylinder 79 ist nicht drehbar angeordnet; ein an der Schulter 80 befestigter Stift 81 gleitet in einen l.ängsschlitz 72 des Körpers 61, um die Drehwinkellage zu sichern.

Über dem Gewindezylinder 79 ist eine Zylindermuffe

83 angeordnet, deren eine Ende sich gegen einen Ring

84 im Körper 61 abstützt und mit der Trommel 73 verklebt ist. Die Muffe 83 ist mit dem Ring 84 durch eine Schraube 85 verbunden, die durch den genannten Ring 84 ragt und deren eine Ende in die Rillen 82 des Körpers 61 ragt. Diese Anordnung verhindert jegliche Drehbewegung der Muffe 83. Das andere Ende der Muffe 83 stützt sich in einer Trommel 86 ab. welche auf der Hülse 78 mittels einer Zapfenschraube 87 befestigt ist. Gegen die Trommel 86 stützt sich eine Unterlagsscheibe 88 ab. die am vorderen Teil 89 des Gehäuses vom Transduktor gehalten ist, welcher Teil am Ende 90 des röhrenförmigen Körpers 61 befestigt ist, beispielsweise mit Hilfe nicht dargestellter Schrauben. Demnach kann sich die Trommel 86 drehen, ohne jedoch eine Längsbewegung ausführen zu können. Dasselbe gilt auch für die Gewindehülse 78. welche mit der genannten Trommel verbunden ist. Die Zylindermuffe 83 ist mit einem Fenster 91 versehen, durch welches ein Abschnitt 92 der Oberfläche des Gewindezylinders 79 sichtbar ist.

Im Inneren des Zylinderkörpers 61 ist das Tastcrorgan 93 des Transduktor angeordnet, das mittels einer Hülse 94 geführt wird, die im Körper 61 mit Hilfe einer Schraube 95 befestigt ist. Das Ende 96 der Welle des Tasterorgans 93 stützt sich gegen das Ende der Welle 65 ab. Auf dem Tasterorgan 93 ist ein Anschlag 97 verschiebbar gelagert, der drei Stifte 98 aufweist, die um 120" in bezug aufeinander versetzt sind und in Rillen 82 des Körpers 61 greifen. Jeder dieser Stifte 98 stützt sich gegen die Schulter 80 des Gewindezylinders 79 ab. Eine Druckfeder 99. die konzentrisch zum Taslcrorgan 93 angeordnet ist, stützt sich einerseits gegen den Stützanschlag 97 und andererseits gegen den Auslöseanschlag 100 ab. der am einen Ende der Welle 65 angeordnet ist. Der Anschlag 100 stützt sich seinerseits gegen die Kugeln 70 des Tellers 68 ab und seine Axialbewegungen werden durch eine Wand 101 des Körpers 61 begrenzt. Der Anschlag 100 ist ebenfalls mit einem Fenster versehen, durch das der Stift 71 hindurchragt.
Diese Ausführungsvariante arbeitet wie folgt:
Wenn die Trommel 73 gedreht wird, werden der Teller 68 und damit auch die Kugel 70 mitgenommen. Diese werden fortwährend von der Kraft des Anschlages 100 beeinflußt, dies infolge der Kraftwirkung der Feder 99. Wenn durch die Drehung des Tellers 68 die Kugeln gegenüber der konischen Ausnehmungen 67 des Tellers 66 zu liegen kommen, werden sie folglich in die genannten Ausnehmungen 67 gedruckt, wodurch der Anschlag 100 unter Wirkung der Feder 99 eine entsprechende Verschiebung ausführen kann. Dadurch wird die Welle 67 mitgenommen und kommt mit dem Ende 19 der Welle 14 in Berührung und übt auf diese eine Stoßwirkung aus, die auf den konischen Teil 25 (F i g. 4) und damit auch auf die Kugeln 27 übertragen wird. Diese Stoßwirkung, welche die Kugeln 27 gegen ihre Verstauchungen zu drücken sucht, stellt die Meßkraft dar. d. h. diejenige Kraft, mit welcher die Kugeln 27 gegen die Wandung einer zu messenden Ausnehmung gedrückt werden. Die Meßkraft, wie auch die Halterung der Kugeln 27 in der Meßiage, werden lediglich durch die Wirkung der Feder 99 erhalten. Wenn die Trommel 73 im entgegengesetzten Drehsinne gedreht wird.

nimmt der Teller 68 die aus den Ausnehmungen 67 tretenden Kugeln 70 mit. Dadurch stoßen die Kugeln 70 den Anschlag 100 gegen die Wirkung der Feder 99 zurück. Der Anschlag 100 nimmt die Welle 67 mit. die sich dadurch vom Ende 19 der Welle 14 trennt, und die Kugeln 27 des Tasterorganes werden somit von jeglicher Andruckkraft befreit.

Wie aus den vorsiehenden Ausführungen hervorgeht, ist die Meßkraft durch die Feder 99 gegeben. Wenn die axial festsitzende Trommel 86 gedreht wird.

wird die mit dem Gewindezylinder 79 verbundene Gewindehülse 78 mitgenommen. Der Gewindezyiinder ist axial beweglich, jedoch kann er keine Drehbewegungen ausführen. Dadurch erzeugt die Drehung der Gewindehülse 78 eine Axialbewegung des Gewindezylinders und dadurch auch eine Axialbewegung des Anschlages 97, dessen Stifte 98 gegen die Schulter 80 anliegen, jede axiale Verschiebung des Anschlages 97 beeinflußt die Spannung der Feder 99 und infolge der auf die Welle 67 wirkende Kraft werden die Welle 14, der konische Teil 25 und die Tasterkugeln 27 ebenfalls mitgenommen. Man erhält damit eine Zunahme der Meßkraft. Während der Axialverschiebungen des Gewindezylinders 79 wird der Abschnitt 92 seiner Oberfläche, welcher Abschnitt gegenüber dem Fenster 91 der Muffe 83 liegt, vor dieses genannte Fenster verschoben. Dieser Abschnitt 92 ist mit einer Einteilung (in der Zeichnung nicht ersichtlich) versehen, welche mit einer Marke der Muffe 83 (nicht ersichtlich) zusammenwirkt, um die erforderliche Einstellung der Meßkraft zu ermöglichen. Auch die Trommel 86 weist eine Einteilung auf, welche mit einem Index auf der Muffe 83 zusammenwirkt, um die Bruchteile der auf dem Abschnitt 92 der Muffe 79 vorgesehenen Einteilung anzeigen zu können.

Man erhält dadurch einfache aber wirksame Mittel um die Tasterkugeln von dem Transduktor zu trennen und um die Meßkraft einzustellen. Es sei noch einmal festgestellt, daß die Meßkraft durch eine einzige Feder erzeugt wird, die sich außerhalb des Meßdornes befindet und daß durch die gleiche Feder eine Trennung der Tasterkugeln vom Transduktor bewirkt wird.

Die zur Verbindung bzw. zur Trennung der Tasterkugeln mit bzw. von dem Transduktor dienende Trom-

tnel 73 kann von Hand bedient werden, d. h. unmittelbar oder mittelbar, beispielsweise mit Hilfe eines Getriebes, das eine Fernbedienung ermöglicht.

Das Organ 93 ist als Taster des Transduktor umschrieben worden. Dieses Organ könnte allerdings als Welle ausgebildet sein, die auf "das Tasierorgan des Transduktor wirken könnte. Auch könnten die Wellen 65 und 96 einstückig ausgebildet werden, wobei der Druck auf dem Tasterorgan des Transduktor über die Spitze dieses Teiles übertragen würde.

Der Verschiebeweg des Anschlages 100 unter der

Wirkung der Kugeln 70 kann beliebig bestimmt werden. Vorzugsweise wird allerdings ein Verschiebeweg gewählt, der kleiner ist als derjenige des Tasterorganes vom Transduktor, um zu verhindern, daß dieser bei der Auslösung beschädigt wird. Der gesamte Verschiebeweg des Anschlages 100, d. h. der Weg, den die Welle 65 aus irgendeinem Grunde zurücklegt, ist durch die Wand 101 des Körpers 61 begrenzt, derart, daß er kleiner ist als der gesamte Verschiebeweg des Tasierorgans, dieses jeweils aus Sicherheitsgründen.

^Hierzu 5 Blatt Zeichnungen

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Claims (3)

Patentansprüche:

1. Meßdorn zum Messen des Innendurchmessers von Bohrungen od. dgl., mit einem röhrenförmigen Körper, in dem eine axial verschiebbare Welle zentriert ist, deren vorderes konisches Ende mit mindestens zwei in Führungskanälen des röhrenförmigen Körpers quer zur Meßdornachse beweglich gelagerten Tasterkugeln zusammenwirkt, wobei die Bewegung der bei der Messung an der Bohrungswandung anliegenden Tastkugeln über die verschiebbare Stange auf eine mit dem röhrenförmigen Körper verbundene mechanische oder elektronische Meßeinrichtung übertragen wird und der röhrenförmige Körper auf seinem vorderen Ende eine koaxial zu ihm angeordnete, abnehmbare und auswechselbare, mit Queröffnungen versehene, gegen ungewollte Längs- und Drehverschiebung gesicherte Hülse trägt, deren Außenfläche parallel zu derjenigen des röhrenförmigen Körpers verläuft, dadurch gekennzeichne t,daß die auf den röhrenförmigen Körper (1) aufschiebbare Hülse als Zentrierhülse (28) ausgebildet ist, deren Durchmesser innerhalb der durch den Meßweg der Tasterkugeln (27) gegebenen Meßkapazität des Meßdorns liegt, so daß dieTasterkugeln

(27) durch die Queröffnungen (30) der Zentrierhülse

(28) nach außen treten können.

2. Meßdorn nach Anspruch I₁ dadurch gekennzeichnet, daß die abnehmbare Zentrierhülse (28) eine Querbohrung (32) zur Aufnahme eines in den röhrenförmigen Körper (1) versenkbaren Anschlages (33) aufweist.

3. Meßdorn nach Anspruch I₁ dadurch gekennzeichnet, daß ein Tiefenanschlag für die abnehmbare Zentrierhülse (28) am einen Ende (45) einer Muffe (35) ausgebildet ist und daß das andere Ende der Muffe durch einen Spannring (37) an dem röhrenförmigen Körper (1) festgelegt werden kann.