DE3135585A1 - "MEASURING TOOL" - Google Patents

"MEASURING TOOL"

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measuring
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Wilhelm 8901 Aystetten Vogel
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MTU Aero Engines AG
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MTU Motoren und Turbinen Union Muenchen GmbH
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  • Length Measuring Devices With Unspecified Measuring Means (AREA)
  • A Measuring Device Byusing Mechanical Method (AREA)

Description

-Z-wo/si -Z- wo / si

MTU MOTOREN- UND TURBINEN-UNION MÖNCHEN GMBHMTU ENGINE AND TURBINE UNION MÖNCHEN GMBH

München, den 4. September 1981Munich, September 4, 1981 MeßwerkzeugMeasuring tool

Die Erfindung bezieht sich auf ein Meßwerkzeug gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to a measuring tool according to the preamble of claim 1.

Solche Meßwerkzeuge, -mittel oder -gerate, insbesondere die besonders aufgeführten (Lehre usw.)» bestehen meistSuch measuring tools, means or devices, in particular those specially listed (teaching, etc.) »usually exist aus Stahl, vorzugsweise legierten" Stählen, oder Hartme-made of steel, preferably alloyed "steels, or hard metal

tallen; genannte Einstellstücke werden oft in einer Längetumble; called adjustment pieces are often in one length von 300 mm bis 1200 mm (und länger) mit einer Toleranz von etwa +.0,006 mm hergestellt und bestehen meist aus schwach legierten Stählen, wobei die Legierungszusätze (zusammen meist weniger als 5%) insbesondere Mangan und Vanadium oder Mangan und Chrom sind. Nachteilig ist dabei, daß durch Wärmeausdehnuno und/oder Abrieb oder Verschleiß währenddes Gebrauchs und, z.B. bei länglichen Meßwerkzeugen, durch Verzuq Maß- und/oder Formänderungen auftreten. Verzug des Meßwerkzeugs erqibt sich insbesondere beim Härten, Schleifen und Messen und, besonders wenn das Meßwerkzeuq schon z.B. durch das Härten verzogen ist, bei Temperaturänderunaen, Wegen solchen Verzugs sind länqere EinstellstUcke - Länge größer als 500 mm - schwer oder überhaupt nicht innerhalbfrom 300 mm to 1200 mm (and longer) with a tolerance of approx. + 0.006 mm and usually consist of low-alloy steels, with the alloy additives (usually less than 5% together) in particular manganese and vanadium or manganese and chromium. The disadvantage here is that dimensional and / or shape changes occur due to thermal expansion and / or abrasion or wear during use and, for example in the case of elongated measuring tools, due to distortion. Distortion of the measuring tool arises in particular during hardening, grinding and measuring and, especially if the measuring tool is already distorted e.g. by hardening, with temperature changes. Because of such distortion, longer adjustment pieces - length greater than 500 mm - are difficult or not at all within

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' der geforderten Toleranzen herstellbar. Der Verzug ändert die Länge oder das Maß, die Meß-, Maß- oder Einstellänqe, des EinstellstUcks.'The required tolerances can be produced. The delay changes the length or the dimension, the measurement, dimension or adjustment length, of the adjustment piece.

Aufgabe der Erfindung ist es, solche Maß- und/oder Formänderungen zu vermindern oder zu verhindern.The object of the invention is to reduce or prevent such changes in dimensions and / or shape.

Diese Aufgabe wird erfinduncisqemäß durch das KennzeichenAccording to the invention, this task is achieved by the identifier

des Anspruchs 1 gelöst.
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of claim 1 solved.
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Verqleichsweise ergibt sich gegenüber den Meßwerkzeugen aus Stahl oder dgl. folgendes: Das Meßwerkzeug aus keramischem Merkstoff dehnt sich bei Wärme wesentlich weniger aus (kleinerer Wärmeausdehnungskoeffizient), ist also wesentlich weniger temperaturempfindlich, und ist auch wesentlich verschleiß- oder abriebfester. Das Meßwerkzeuq aus faserverstärktem Werkstoff dehnt sich bei Wärme noch weniger aus. Ferner treten wenioer oder keine Verzugsprobleme auf, und insbesondere bleiben dadurch Meß-S In comparison with measuring tools made of steel or the like, the following results: The measuring tool made of ceramic material expands much less when heated (lower coefficient of thermal expansion), is therefore much less sensitive to temperature, and is also much more resistant to wear and tear. The measuring tool made of fiber-reinforced material expands even less when exposed to heat. Further wenioer or no delay problems, and in particular by measuring remain S

Maß- oder Abstandsflächen oder Meß- oder Maßbacken des Meßwerkzeugs zumindest praktisch zueinander parallel. Dies ist besonders bei dem länglichen Meßwerkzeug von Vorteil. Das Meßwerkzeug aus keramischem Werkstoff und öfter auch das Meßwerkzeug aus faserverstärktem Werk-Measuring or spacing surfaces or measuring or measuring jaws of the Measuring tool at least practically parallel to each other. This is particularly true of the elongated measuring tool of FIG Advantage. The measuring tool made of ceramic material and often also the measuring tool made of fiber-reinforced material

stoff sind steifer (größerer Elastizitätsmodul). Des-fabric are stiffer (greater modulus of elasticity). Of-

-- --witeren ist das Meßwerkzeug nun nichtrostend und aus keramischem Werkstoff leichter, aus faserverstärktem Werkstoff im allgemeinen noch leichter. Es ist ferner unmaanetisch, wodurch Meßfehler, Einstel1 fehler oder dcil. vermindert oder verhindert werden können.- - The measuring tool is now rustproof and off ceramic material lighter, fiber-reinforced material generally even lighter. Furthermore, it is unmanageable whereby measurement errors, adjustment errors or dcil. can be reduced or prevented.

Das erfindiengsqemäße Meßwerkzeug weist also größere Maß- und/oder Formnenauiqkeit auf. Dies heißt, daß z.B das am Prüf- ©der Geberkörper vorgesehene, vom IhmThe measuring tool according to the invention thus has larger ones Dimensional and / or form accuracy. This means that e.g. the one provided on the test © of the encoder body by him

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qegebene Maß und/oder die dem Prüf- oder Geberkörper eigene oder an ihm vorgesehene, von ihm qegebene Form sich nicht stark, nicht unzulässig oder zumindest praktisch nicht ändern, bzw. ändert. Es können nun auch längere Meßwerkzeuae, z.B. EinstelIstücke mit einer Meßlänge größer als etwa 500 mm, leichter oder Überhaupt erst innerhalb der geforderten Toleranzen hergestellt werden. Das längere Meßwerkzeug, ob es nicht verzogen oder verzogen ist, behält oder behält praktisch, z.B. beim Messen oder bei Temperaturänderufigen, seine Form und somit seine Mäßlänge bei, insbesonders weil es, im Gegensatz zum Meßwerkzeuq aus Stahl oder dgl., sehr wenig, kaum oder praktisch nicht biegsam ist, alsoqgiven dimension and / or that of the test or encoder body own form or form intended for him, given by him, is not strong, not inadmissible or at least practical do not change or change. Longer measuring tools, e.g. adjustment pieces with a Measuring length greater than about 500 mm, lighter or at all only manufactured within the required tolerances will. The longer measuring tool, whether it is not warped or warped, retains or retains practically, e.g. when measuring or temperature changes, its shape and thus its measured length, especially because In contrast to the measuring tool made of steel or the like, it is very little, hardly or practically not flexible, ie

recht steif ist.
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is quite stiff.
15th

Bei der genannten Lehre handelt es sich im allgemeinen um einen Lehrdorn» z.B. Grenzlehrdorn oder Meßzylinder, oder um eine Rachenlehre. Das aenannte Prisma ist ein Geberkörper mit einer Rinne spitz- oder stumpfwinkligen ^O Querschnitts, die er dem genannten zylindrischen Körper darbietet, damit dieser in ihr mittels beidseitiger Linienberührung gut festliegen kann. Die Erfindung sorgt dafür, daß die Rinnenform und der Rinnenquerschnittswinkel im Sinn der Lösung der Aufgabe der Erfindung zu-The teaching mentioned is generally a plug gauge, eg limit plug gauge or measuring cylinder, or a snap gauge. The aforementioned prism is a transducer body with a groove of acute or obtuse-angled ^ O cross-section, which it presents to the aforementioned cylindrical body so that it can be firmly fixed in it by means of line contact on both sides. The invention ensures that the channel shape and the channel cross-section angle in the sense of solving the problem of the invention to-

mindest praktisch erhalten bleiben.at least practically preserved.

Vorteilhafte Ausbildungen der Erfindung sind insbesondere in den Unteransprüchen anaegeben.Advantageous developments of the invention are given in particular in the subclaims.

Im Verqleich zu den Meßwerkzeuoen aus Stahl oder dgl. werden das Meßwerkzeug gemäß dem Anspruch 2 besonders weqen seiner wesentlich kleineren Wärmeausdehnung und Verschleiß- oder Abriebfestiqkeit, das Meßwerkzeug gemäß dem Anspruch 3 besonders weqen seiner noch kleinerenIn comparison to the measuring tools made of steel or the like. the measuring tool according to claim 2 are particularly Because of its much smaller thermal expansion and wear or abrasion resistance, the measuring tool according to claim 3 especially because of its even smaller

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Wärmeausdehnuna oder dgl. als beim Anspruch 2f das Meßwerkzeuq qemäß dem Anspruch 4 besonders wegen seiner äußerst kleinen Wärmeausdehnuna oder dal. und alle drei Meßwerkzeuge, insbesondere bei länglicher Form, dazu nochWärmeausdehnuna or the like. As in claim 2 f the Meßwerkzeuq qemäß the claim 4 especially because of its extremely small Wärmeausdehnuna or dal. and all three measuring tools, especially in the case of elongated shapes, in addition besonders wegen ihrer Verzuasarmut oder -freiheit empfohlen. Die Kohlenstoffaser hat einen negativen, die Glasfaser einen positiven Wärmeausdehnungskoeffizienten.especially recommended because of their lack of verzuas or freedom from verzuas. The carbon fiber has a negative that Glass fiber has a positive coefficient of thermal expansion.

Das Meßwerkzeug kann auch z.B. aus Siliziumnitrid (Si-N.) als keramischem Werkstoff bestehen. Ferner kann das Meßwerkzeug z.B. aus faserverstärktem Metall oder einer faserverstärkten Legierung, jeweils mit kleinerem Wärmeausdehnungskoeffizienten als für Stahl oder dgl., bestehen. Das keramische Meßwerkzeug wird insbesondere durch Sintern, vorzugsweise von Siliziumkarbid (SiC), oder heißisotatisches Pressen hergestellt.The measuring tool can also be made of silicon nitride, for example (Si-N.) Exist as a ceramic material. Furthermore, the measuring tool can, for example, be made of fiber-reinforced metal or a fiber-reinforced alloy, each with a lower coefficient of thermal expansion than for steel or the like., Are. The ceramic measuring tool is in particular by Sintering, preferably of silicon carbide (SiC), or hot isotatic pressing.

Das erfindungsgemäße Meßwerkzeug ist, wie gesagt, insbesondere zum Beispiel eine Lehre, das heißt ein Meßwerk- ^" zeug zur Machprüfung mindestens einer Abmessung eines Werkstücks, Maschinenteils oder dgl., oder insbesondere z.B. ein Endmaß, das heißt ein Klötzchen mit sehr nut ebenen, parallelen Meßflächen, das als Längenmaß-Normale dient; durch Aneinandersetzen mehrer Endmaße können beliebige Maßlängen auf 0,001 mm genau gebildet werden. Das erfindungsgemäße Meßwerkzeun kann aber auch z.B. eine Schublehre oder deren langes Führungsteil, auf dem der Schieber sitzt, oder z.B. ein Winkelmesser sein.The measuring tool according to the invention is, as I said, in particular, for example, a teaching, that is to say a measuring mechanism ^ "testament to the machinability of at least one dimension of a Workpiece, machine part or the like, or in particular e.g. a gauge block, i.e. a block with a very groove flat, parallel measuring surfaces, that as a length measurement normal serves; By juxtaposing several gauge blocks, any length can be created with an accuracy of 0.001 mm. That Measuring tool according to the invention can also, for example, a slide gauge or its long guide part on which the Slider sits, or e.g. be a protractor.

In der Zeichnung sind in Fig. 1 bis 3 zwei Ausfiihrunos-In the drawing, in Fig. 1 to 3, two execution units

beispiele des Meßwerkzeugs gemäß der Frfindunq darqestellt. ,examples of the measuring tool according to the Frfindunq presented. ,

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Fiq. 1 und 2 zeigen das eine Ausführungsbeispiel, wobei es sich um ein Einstellstück zum Einstellen eines Innentasters handelt; Fiα. 1 zeigt es in einer Seitenansicht aus Richtung I (siehe Fla. 2), und Fig. 2 zeigt esFiq. 1 and 2 show the one embodiment, wherein it is a setting piece for setting an internal button; Fiα. 1 shows it in a side view from direction I (see Fig. 2), and Fig. 2 shows it in einer Draufsicht aus Richtung II(siehe Fig. 1).in a plan view from direction II (see Fig. 1).

Fig. 3 zeigt das andere Ausführungsbeispiel, und zwar einen Grenzlehrdorn, in Seitenansicht.Fig. 3 shows the other embodiment, namely a limit plug gauge, in side view.

Das Einstell stück gemäß Fig. 1 und 2 besteht einteilte aus einer geraden Schiene 10 rechteckigen Querschnitts und zwei dem Einstellstück U-Form gebende, gleiche Maßbacken 11 und 12 an jedem Ende. Die Schiene 10 und die Maßbacken 11 und 12 bestehen aus kohlenstoffaser- und glasfaserverstärktem, organischem Kunststoff. Die beiden Maßbacken 11 und 12 weisen zwei zueinander hin weisende, zueinander parallele Maßflächen 13 und 14 auf, deren Abstand voneinander das von dem Einstellstück 10 bis 12 gegebene Maß ist. Der strichpunktiert und sehr vereinThe adjustment piece according to FIGS. 1 and 2 is divided from a straight rail 10 of rectangular cross-section and two equal measuring jaws 11 and 12 at each end which give the setting piece U-shape. The rail 10 and the Custom-made jaws 11 and 12 are made of carbon fiber and glass fiber reinforced, organic plastic. The two measuring jaws 11 and 12 have two facing each other, measuring surfaces 13 and 14 parallel to one another, the distance between which is that of the setting piece 10 to 12 given measure is. The dash-dotted and very united facht angedeutete Innentaster 15 weist zwei in einer gemeinsamen, ideellen Achse 16 liegende Stifte 17 und' 18 auf, die durch Verstellen des Innentasters 15 von der Mittelachse 19 desselben her symmetrisch zu ihr in der Achse 16 bewegbar sind. Gemäß Fig. 1 berühren die Stiftemultiple indicated internal button 15 has two in one common, ideal axis 16 lying pins 17 and '18, which by adjusting the internal button 15 of the The center axis 19 of the same can be moved symmetrically to it in the axis 16. According to Fig. 1, the pins touch 17 und 18 die Maßflächen 13 und 14 und wird gerade das eben genannte Maß abgenommen. Mit dem beschriebenen Einrichtung wird z.B. ein Innendurchmesser eines Turbinengehäuses geprüft oder nachgeprüft. Die Maßflächen 13 und 14, ihre Parallelität zueinander und ihr Abstand vonein17 and 18 the measuring surfaces 13 and 14 and the dimension just mentioned is being removed. With the device described, e.g. an inside diameter of a turbine housing is checked or checked. The dimensional surfaces 13 and 14, their parallelism to one another and their distance from one another ander sind sehr genau hergestellt. Dieser Abstand bzw. dieses Maß beträgt 1100 mm, wobei die Toleranz + 0,006 mm ist. Durch die Verwendung des genannten faserverstärkten Werkstoffs für das Einstellstück 10 bis 12 ergibt sich erstens, daß das Einstellstück 10 bis 12 eine äußerstothers are made very precisely. This distance or this dimension is 1100 mm, with the tolerance + 0.006 mm is. The use of said fiber-reinforced material for the adjustment piece 10 to 12 results first, that the adjusting piece 10 to 12 is extremely

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geringe Wärmeausdehnung hat und steif und verzugsfest ist und aus diesen Gründen jener Abstand bzw. jenes Maß besser erhalten bleibt, und zweitens, daß das Einstellstück 10 bis 12 unmagnetisch, nichtrostendhas low thermal expansion and is stiff and resistant to distortion and for these reasons that distance or that Measure is better preserved, and secondly, that the setting piece 10 to 12 non-magnetic, rustproof und sehr leicht ist. Dadurch, daß die Schiene 10 und die Meßbacken 11 und 12 unmannetisch sind, können für die meist kleinen Stifte 17 und 18 Cinstell fehl er vermindert oder verhindert werden.and is very light. Because the rail 10 and the measuring jaws 11 and 12 are unmannetic, for the mostly small pins 17 and 18 Cinstell fail he diminishes or prevented.

Der GrenzTehrdorn gemäß Fig. 3, der sich einstUckiq aus einem die Gutseite darstellenden, kurzen Zylinder 20, einem die Ausschußseite darstellenden, kurzen Zylinder und einem längeren Zwischenzylinder 22 kleineren Durchmessers zusammensetzt, besteht aus Siliziumkarbid. DadurchThe GrenzThrdorn according to FIG a short cylinder 20 representing the good side and a short cylinder 20 representing the reject side and a longer intermediate cylinder 22 of smaller diameter is composed of silicon carbide. Through this ergibt sich erstens, daß die Umfange der Zylinder 20 und 21 verschleißfester sind und die Zylinder 20 und 21 eine geringere Wärmeausdehnung haben und somit die Durchmesser der Zylinder 20 und 21 besser erhalten bleiben, und zweitens, daß der Grenzlehrdorn unmagnetisch, nichtrostendit results firstly that the circumference of the cylinder 20 and 21 are more wear-resistant and the cylinders 20 and 21 have a lower thermal expansion and thus the diameter the cylinder 20 and 21 are better preserved, and secondly, that the limit plug gauge is non-magnetic, rustproof und recht leicht ist.and is quite easy.

Öfter ist es vorteilhafter, wenn die Schiene einen zylindrischen, insbesondere hohlzylindrischen Querschnitt aufweist. Im Vergleich zur Schiene rechteckigen Quer-It is often more advantageous if the rail has a cylindrical, in particular a hollow cylindrical, cross section having. Compared to the rail, rectangular transverse Schnitts aus faserverstärktem Werkstoff ist die Schiene hohlzylindrischen Querschnitts aus faserverstärktem Werkstoff leichter herstellbar und in jeder Richtung gleich steif. Vorteilhafter ist öfter auch ein quadratischer Schienenquerschnitt. - Bei einer Länge derThe splint is made of fiber-reinforced material hollow cylindrical cross-section made of fiber-reinforced Material easier to manufacture and equally stiff in every direction. A square rail cross-section is often more advantageous. - With a length of

Schiene von etwa 500 mm beträgt der rechteckige Querschnitt der Schiene insbesondere etwa 30 bis 40 mmxlO bis 13 mm.Rail of approximately 500 mm, the rectangular cross section of the rail is in particular approximately 30 to 40 mm × 10 to 13 mm.

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Claims (4)

MTU MOTOREN- UND TURBINEN-UNION MÖNCHEN GMBHMTU ENGINE AND TURBINE UNION MÖNCHEN GMBH München, den 4. September 1981Munich, September 4, 1981 PatentansprücheClaims Ml7)Meßwerkzeug, vorzugsweise PrUf- oder Geberkb'rper, ^5— für mindestens eine der folgenden Größen, nämlich Durchmesser, Abstand, Länge und Winkel, und/oder für Form, insbesondere Lehre, Endmaß, Meßuhr-Taststange, längliches Einstel1 stück, besonders zum Einstellen eines Innen- und/oder Außentasters, oder Prisma zur Aufnahme eines zylindrischen Körpers,Ml7) measuring tool, preferably test or encoder body, ^ 5 - for at least one of the following sizes, namely diameter, distance, length and angle, and / or for shape, in particular gauge, gauge block, dial gauge probe rod, elongated adjustment piece, especially for setting an inside and / or outside button, or prism to hold a cylindrical body, dadurch gekennzeichnet, daß das Meßwerkzeug (10 bis 12; 26 bis 28) aus keramischem oder faserverstärktem Werkstoff besteht.characterized in that the measuring tool (10 to 12; 26 to 28) is made of ceramic or fiber-reinforced Material. 2. Meßwerkzeuq nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es aus Siliziumkarbid (SiC) als keramischem Werkstoff besteht.2. Messwerkzeuq according to claim 1, characterized in that it consists of silicon carbide (SiC) as a ceramic material. 3. Meßwerkzeug nach Anspruch I1 dadurch gekennzeichnet, daß es aus kohlenstoffaserverstä'rktem, organischem3. Measuring tool according to claim I 1, characterized in that it is made of kohlenstoffaserverstä'rktem, organic Kunststoff besteht.Made of plastic. 4. Meßwerkzeug nach Anspruch I1 dadurch gekennzeichnet, daß es aus kohlenstoffaser- und glasfaserverstärktem,4. Measuring tool according to claim I 1, characterized in that it is made of carbon fiber and glass fiber reinforced, organischem Kunststoff besteht.organic plastic. T-669T-669
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