DE3024331A1

DE3024331A1 - Messvorrichtung fuer den zylinderverzug in zylinderraeumen

Info

Publication number: DE3024331A1
Application number: DE19803024331
Authority: DE
Inventors: Knud Dr.-Ing. 7505 Ettlingen Overlach; Ludwig Dr.-Ing. 7500 Karlsruhe Pietzsch; Manfred 7500 Karlsruhe Wamser
Original assignee: Individual
Current assignee: Bbc Pat Messtechnik 7500 Karlsruhe De GmbH
Priority date: 1980-06-27
Filing date: 1980-06-27
Publication date: 1982-01-21
Also published as: JPS5752803A; JPH0254482B2; DE3024331C2

Description

Meßvorrichtung für den Zylinderverzug in Zylinderräumen
Die Erfindung betrifft eine Meßvorrichtung für den Zylinderverzug in Zylinderräumen, insbesondere von Brennkraftmaschinen, die einen in den Zylinderraum einführbaren Meßarm aufweist, der einen insbesondere axial und radial unabhängig antreibbaren Meßfühler mit einem längs seiner Achse verschieblich am Meßfühlergehäuse geführten Taststift zum Abtasten der Geometrie der Zylinderwandung trägt.
Mit der Erfindung soll der Meßfühler insbesondere hinsichtlich der Umwandlung des Meßweges des Taststiftes in ein elektrisches Ausgangssignal optimal gestaltet werden. Zur Lösung dieser Aufgabe ist bei einer Meßvorrichtung der genannten Art erfindungsgemäß vorgesehen, daß der Meßfühler eine mit Dehnungsmeßstreifen bestückte Blattfeder aufweist, die an ihrem freien Ende mit dem Taststift verbunden ist, auf maximale Linearität und minimale Rückstellkraft ausgelegt ist und so am Meßfühlergehäuse eingespannt ist, daß ihr freies Ende bei einer Bewegung des Taststiftes eine Bewegung praktisch ausschließlich in Richtung seiner Längsachse macht.
Bei der Erfindung ist erreicht, daß die als Meßfeder fungierende Blattfeder bei ihrer Bewegung durch den Taststift dessen Bewegungsrichtung exakt folgt und Verfälschungen des Meßergebnisses dadurch ausschließt, daß sie keine Querbewegungen bzw. - Reaktionskräfte auf den Taststift ausübt. Dies führt zu elektrischen Ausgangssignalen der Dehnungsmeßstreifen, welche sehr exakt dem vom Taststift zurückgelegten Radialweg entsprechen und damit sehr genaue Meßwerte für den Zylinderverzug für eine Weiterverarbeitung der Meßdaten in einem Ausgabegerät oder einem Rechner bereitstellen.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß das freie Ende der Blattfeder quer zur Längsachse des'Taststiftes angeordnet ist und daß das Einspannende der Blattfeder und ihr den Taststift haltendes freies Ende einen Winkel zwischen 145° und 165°, vorzugsweise 1600 einschließen. Die Blattfeder kann dabei zwischen ihrem am Taststift gehalterten freien Ende und ihrem am Meßfühlergehäuse gehalterten Einspannende gekrümmt sein oder geradlinig verlaufen. Die vorzugsweise konstant gekrümmte, d.h. kreisbogenförmige Gestalt läßt sich dabei in einfacher Weise berechnen, und zwar so, daß die Blattfeder die genannte Bewegung ausführt, wodurch sich dann bei einer bestimmten Länge der Blattfeder der genannte Winkel ergibt. Einfacher zu fertigen ist eine geradlinige Blattfeder.
Die Erfindung ist im folgenden anhand schematischer Zeichungen an Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen: Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine Meßvorrichtung mit einem Meßfühler gemäß der Erfjndung; Fig. 2 einen Schnitt nach der Linie II-II in Fig. 1; Fig. 3 eine Teilansicht in Richtung des PFeiles III und Fig. 4 einen Teilschnitt wie Fig. 2 in vergrößertem Maßstab einer abgewandelten Ausführung.
Die Meßvorrichtung gemäß Figur 1 umfaßt ein mehrteiliges Gehäuse 1, in dem ein Meßarm 2 mittels vorgespannten Präzisionskugellagern 3,4 gelagert ist.
Der Meßarm 2 ist mittels eines Motors 5, der vorteilhaft ein Schrittmotor ist, in Drehung versetzbar. Längs des Meßarms 2 ist ein Meßschlitten 6 axial mittels eines im.Gehäuse untergebrachten Antriebes 7, vorzugsweise ebenfalls eines Schrittantriebes, verfahrbar. Der Meßschlitten 6 trägt ein Meßfühlergehäuse 8, daß längs einer Schwalbenschwanz-Führung 8' radial von Hand auf den jeweiligen Zylinder-Innendurchmesser D feinfühlig eingestellt werden kann. Das Meßfühlergehäuse 8 enthält einen radial verstellbaren Taststift 9 mit Rubinspitze 10. Um die Verlagerung dieses Taststiftes 9 exakt in ein elektrisches Ausgangssignal umwandeln zu können, ist das geschlitzte freie Ende 20 einer Blattfeder 21 mittels Querstift 11 so an dem Taststift 9 gehaltert, daß sich dieses freie Ende quer zur Längsachse des Taststiftes 9 erstreckt. Von dem Taststift ausgehend ist die Blattfeder 21 zu ihrem Einspannende 22 am Meßfühlergehäuse 8 hin gekrümmt, wo die Blattfeder mittels einer Schraube 23 und eines Gegenhalters 24 fest eingespannt ist. Der Winkel 26, den das freie Ende 20 und das Einspannende 22 miteinander einschließen, hat eine Größenordnung zwischen 1450 und 1650 und beträgt vorzugsweise 1600. Hieraus ergibt sich bei einer bestimmten Federlänge eine Krümmung, die dazu führt, daß bei einer Bewegung des Taststiftes in radialer Richtung das freie Ende 20 der Blattfeder ebenfalls eine Bewegung in der gleichen Richtung ohne eine Bewegungskomponente in Querrichtung zum Taststift 9 macht, so daß keine in Querrichtung wirkenden Reaktionskräfte von der Blattfeder auf den Taststift 9 übertragen werden. Die Krümmung kann zur Fertigungsvereinfachung konstant sein, was zu einer Kreisbogenform der Blattfeder führt. Noch einfacher ist die Fertigung, wenn die Blattfeder zwischen ihrem freien Ende 20 und ihrem Einspannende 22 geradlinig ausgebildet ist.
Bei der Abwandlung nach Fig. 4 , bei der für funktionsgleiche Teile gleiche Bezugszeichen verwendet sind, ist durchgezogen eine geradlinige Blattfeder 21 dargestellt, deren Enden 20,22 von dem geradlinigen Zwischenbereich 21' abgewinkelt sind, so daß das Einspannende 22 unter 96" zum freien Ende steht. Der Winkel 26 zwischen dem freien Ende 20 und dem geradlinigen Zwischenbereich 21' beträgt etwa 1600, was einem Uffnungswinkel 26' von 200 entspricht.Bei dieser Ausführung liegt das freie Ende 20 der Blattfeder 21 unter Vorspannung kraftschlüssig an einem halbkugelförmigen Kopf 27 an, der am inneren Ende des Taststiftes 9 sitzt. Als Gegenlagerung dient ein halbkugelförmiger Kopf 28 am einem Gewindestift 29.
In Fig. 4 ist als Alternative gestrichtelt eine mit Ra.dius R kreisbogenförmig gekrümmte Form dargestellt, die sich im Hinblick auf das gewünschte Ergebnis leichter berechnen läßt, fertigungstechnisch gegenüber der geradlinigen, durchgez-ogen dargestellten Form aber aufwendiger ist.
Die Blattfeder 21 ist bei beiden Ausführungsbeispielen in ihrem mittleren Bereich beidseitig mit Dehnungsmeßstreifen 25 beklebt. Diese Dehungsmeßstreifen sind in bekannter Weise so in eine Brückenschaltung geschaltet, daß sie mit großer Genauigkeit ein der Auslenkung des freien Endes 20 proportionales elektrisches Ausgangssignal liefern. Dies ist aufgrund der oben beschriebenen Anordnung der Blattfeder und aufgrund ihrer generellen Auslegung mit hoher Linearität und geringer Rückstelikraft gewährleistet.
Leerseite

Claims

Patentansprüche Meavorrichtung für den Zylinderverzug in Zylinderräumen, insbesondere von Brennkraftmaschinen, die einen in den Zylinderraum einführbaren Meßarm aufweist, der einen insbesondere axial und radial unabhängig antreibbaren Meßfühler mit einem längs seiner Achse verschieblich am Meßfühlergehäuse geführten.Taststift zum Abtasten der Geometrie der Zylinderwandung trägt, dadurch gekennzeichnet, daß der Meßfühler eine mit Dehnungsmeßstreifen (25) bestückte Blattfeder (21) aufweist, die an ihrem freien Ende (20) mit dem Taststift (9) verbunden ist, auf maximale Linearität und minimale Rückstellkraft ausgelegt ist und so am Meßfühlergehäuse (8) eingespannt ist, daß ihr freies Ende (20) bei einer Bewegung des Taststiftes (9) eine Bewegung praktisch ausschließlich in Richtung seiner Längsachse macht.
2. Meßvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n z e i c h n e t daß das freie Ende (20) der Blattfeder (21) quer zur Längsachse des Taststiftes (9) angeordnet ist und daß das Einspannende (22) der Blattfeder (21) und ihr den Taststift (9) haltendes freies Ende (20) einen Winkel (26) zwischen 1450 und 1650 einschließen.
3. Meßvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß der Winkel (26) etwa 160° beträgt.
4. Meßvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t, daß die Blattfeder (21) zwischen ihrem Einspannende (22) und ihrem freien Ende (20) kreisbogenförmig gekrümmt ist.
5. Meßvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t, daß die Blattfeder (21') zwischen ihrem Einspannende (22) und ihrem freien Ende (20) im wesentlichen geradlinig verläuft.
6. Meßvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t, daß die Blattfeder beidseitig mit Dehnungsmeßstreifen (25) beklebt ist, deren kombiniertes Ausgangssignal ein Maß für die Abweichung von einem vorbestimmten Zylinderdurchmesser ist.