DE3248547A1

DE3248547A1 - Messvorrichtung fuer mechanische werkstuecke

Info

Publication number: DE3248547A1
Application number: DE19823248547
Authority: DE
Inventors: Guido 40126 Bologna Golinelli; Mario 40125 Bologna Possati; Narciso 40050 Monteveglio Bologna Selleri
Original assignee: Finike Italiana Marposs SpA
Current assignee: Marposs SpA
Priority date: 1982-01-15
Filing date: 1982-12-29
Publication date: 1983-07-28
Also published as: GB2114748B; CH658125A5; SE454212B; BR8300085A; DE3248547C2; FR2520104B1; IT8203307A0; JPS58129207A; US4787149A; GB8300873D0; GB2114748A; FR2520104A1; JPH0257246B2; SE8300132L; IT1157405B; US4993163A; SE8300132D0

Description

32Λ8547

BESCHREIBUNG

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Messen von linearen Abmessungen mechanischer Werkstücke mit einem Support oder Träger, mindestens einem in Meßrichtung gegenüber dem Träger oder Support beweglichen Arm, mit einem am Arm angebrachten Meßfühler, der mit dem zu messenden Werkstück in Berührung steht, einem Stellungs- oder Lagengeber mit zwei gegenseitig beweglichen Elementen, von denen

^q eines mit dem beweglichen Arm verbunden ist, wobei der Geber ein Signal in Abhängigkeit von der Abmessung des Prüflings erzeugt, sowie mit einer aus Schraube und Mutter bestehenden mechanischen NullJustierungsvorrichtung zur NullJustierung des Gebersignals, in dem die Stellung des

^5 Meßfühlers gegenüber dem beweglichen Arm oder die gegenseitige Stellung der beiden Geberelemente justiert wird.;

Vorrichtungen zum Messen der Lineardimensionen mechanischer Werkstücke sind bekannt. Diese' Meßvorrichtungen wei^sen mechanische NullJustierungseinrichtungen zum Verstellen des Meßfühlers gegenüber dem zugeordneten beweglichen Arm bzw. zum Justieren der gegenseitigen Stellung der beiden Geberelemente auf, so daß das Gebersignal einen annähernd vorgegebenen Wert zeigt, der mit einer Ist-Abmessung der Prüflinge zusammenfällt.

Eine Meßvorrichtung dieser Art ist in der US-Patentschrift Nr. 1 928 457 beschrieben.

Es ist auch bekannt, daß NullJustierungen sehr häufig vorgenommen werden, und daher müssen die Meßvorrichtungen mechanische NullJustierungseinrichtungen aufweisen, welche leichte, schnelle und konstante NullJustierungen erlauben. Bei den bekannten Meßvorrichtungen werden diese Eigenschaften nicht einwandfrei erfüllt.

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Somit besteht die Aufgabe der Erfindung darin, eine Meßvorrichtung mit einer mechanischen Nulljustierungseinrichtung zu schaffen, die leicht und schnell bedient werden kann und selbst nach vielen Justierungen noch konstante Messungen durchführt.

Die Erfindung ist nachstehend näher erläutert. Alle in der Beschreibung enthaltenen Merkmale und Maßnahmen können von erfindungswesentlicher Bedeutung sein. Die erfindungsge-

IQ mäße Justierungseinrichtung weist einen bekannten, zwischen der Schraube und der Mutter angeordneten Gewindeeinsatz auf, der mindestens eine Reib- oder Gleitspule besitzt, um eine stabile Nulljustierung zu gewährleisten. Die Zeichnungen zeigen zwei bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung.

Fig. 1 einen teilweise weggebrochenen Schnitt durch einen Lehrdorn oder Kaliberbolzen, der ein erstes Ausführungsbeispiel der Erfindung darstellt, um den Durchmesser von Löchern oder Bohrungen in

mechanischen Werkstücken zu messen und sich besonders zum Messen sehr kleiner Durchmesser, beispielsweise kleiner als 15 mm eignet;

Fig. 2 eine Ansicht in vergrößertem Maßstab eines Teils des in Fig. 1 gezeigten Lehrdorns längs der Linie H-II der Fig. 1;

Fig. 3 eine Ansicht in vergrößertem Maßstab eines anderen Teils des Lehrdorns der Fig. 1 längs der

Linie III-III der Fig. 1;

Fig. 4 eine Längsansicht eines bekannten Gewindeeinsatzes, der bei einer Nulljustierungseinrichtung des in den Fign. 1-3 gezeigten Lehrdorns angewandt

wird;

Fig. 5 eine Stirnseitenansicht des in Fig. 4 gezeigten Einsatzes;

Fig. 6 einen Teilschnitt eines Lehrdorns nach einem g anderen bevorzugten Ausführungsbeispiel der Er

findung zum Messen des Durchmessers von Löchern oder Bohrungen in mechanischen Werkstücken, der sich vor allem zum Messen größerer Durchmesser, beispielsweise größer als 100 mm eignet;

Fig. 7 einen Aufriß des Lehrdorns der Fig. 6 und gegenüber dieser um 90 gedreht;

Fig. 8 eine teilweise weggebrochene Ansicht in ver-,c größertem Maßstab eines Details des in den

Figuren 6 und 7 gezeigten Lehrdorns oder Kaliberbolzens.

Die Fign. 1 bis 3 zeigten einen Lehrdorn oder Kaliberbol-2Q zen, der sich zur Anwendung bei Transfermaschinen eignet. Der auf einem nicht gezeigten beweglichen Schlitten montierte Lehrdorn weist einen oberen Sockel 1 auf, an dem ein Träger 2 befestigt ist, der mit Hilfe von zwei Abschnitten 3 und 4 zwei bewegliche Arm 5 und 6 trägt. Die Abschnitte 3 und 4 weisen zwei dünnere, elastisch biegsame Unterabschnitte auf, welche zwei Drehachsen für die Arme 5 und 6 bilden. Zwischen den Armen 5 und 6 ist eine Druckfeder 7 angeordnet, welche die Arme 5 und 6 auseinander drückt.

In einem Loch 8 des Armes 5 ist ein Träger 9 angeordnet, in welcher die Wicklungen eines induktiven Gebers 10 in Form eines Differentialtransformators beherbergt. Der Geber 10 weist ein zweites Element., d.h. einen Trägerschaft 11 auf, der einen nicht gezeigten Magnetkern

trägt, der sich in den Wicklungen im Träger 9 bewegt.

Der Schaft 11 ist an einer Schraube in Form eines Gewindezylinders oder Gewindedorns 12 befestigt, der mit Hilfe eines Gewindeeinsatzes 13 (Fign. 4 und 5) an einer Mutter 14 angebracht ist, die in einem Bauelement untergebracht ist, das aus einer in einem Loch 16 des Armes 6 angeordneten Buchse 15 besteht.

jQ Das Element 9 und die Buchse 15 sind mit den Armen 5 und 6 hartverlötet. Am Element 9 und an der Buchse 15 sind die Enden einer biegsamen balgenförmigen Gummidichtung 17 befestigt.

-^g Die Arme 5 und 6 weisen zwei andere Muttern, d.h. die Gewindebohrungen 18 und 19 auf, die zwei Schrauben 20 und 21 aufnehmen. Zwischen den Schrauben 20 und 21 und den Gewindegängen der Bohrungen 18 und 19 sind zwei Gewindeeinsätze 13' und 13" gleich dem Gewindeeinsatz 13 der Fign. 4 und 5 angeordnet.

Die Köpfe der Schrauben 20 und 21 wirken als Anschläge, in dem sie an Anschlagflächen anliegen, die durch die Innenwand eines am Sockel 1 befestigten zylindrischen Schutzgehäuses 22 gebildet wird.

Das Gehäuse 22 weist einen durchbohrten unteren Sockel 2 auf, an dem ein Flansch 24 einer Schutzhülse 25 befestigt ist.

An den Unterenden der Arme 5 und 6 sind zwei Verlängerungen 26 und 27 befestigt, die an ihren Enden zwei Meßfühler 28 und 29 tragen, welche durch Löcher 30 und 31 der Schutzhülse 25 geführt sind und mit zwei diametral entgegengesetzten Punkten der Bohrungen im Prüfling in Berührung stehen.

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Ein Kabel 32 verbindet den Geber 10 mit einer nicht gezeigten elektrischen Stromversorgung mit Detektor.

Die mechanische Nulljustierung des Lehrdorns erfolgt mit Hilfe eines durch ein Loch 33 im Gehäuse 22 geführten Schraubenziehers, mit dem axiale Stellung des Zylinders 12 justiert wird, welcher den Schaft 11 und den Kern des Gebers 10 trägt, so daß das Ausgangssignal des Gebers annähernd Null ist, wenn die Meßfühler 28 und 29 an sich diametral gegenüberliegenden Punkten die Oberfläche einer Bohrung berühren, deren Durchmesser gleich dem Nennwert ist. Man kann auch eine elektrische Nulljustierung (mit einem nicht gezeigten Potentiometer) durchführen, um das Signal des Gebers 10 genau auf Null zu stellen.

Der Weg des Hubes den die Meßfühler 28 und 29 von ihrer Ruhelage aus bis zur NullJustierungsstellung zurücklegen, kann durch die Stellschrauben 20 und 31 mit einem Schraubenzieher eingestellt werden, der durch öffnungen 34 und 3 5 im Gehäuse 22 eingeführt wird.

Die Gewindeeinsätze 13, 13' und 13" sind bekannt und weisen die Form einer Stahlfeder mit zwei konzentrischen äußerst genauen Gewindegängen auf, nämlich einem äußeren und einem inneren, welche mit einer Mutter und einer Schraube in Eingriff kommen. Außerdem besitzen die Gewindeeinsätze 13, 13' und 13" mindestens eine Sechskantspule 36, welche gewährleistet, daß die Justierungen des Gebers 10 oder der Schrauben 20 und 21 konstant sind, indem sie gegen das Gewinde der Schraube und der Mutter drückt.

Elastische Gewindeeinsätze für die erfindungsgemäße Anwendung sind Sicherheitsgewindeeinsätze "Heli-Coil" (Warenzeichen), die in Italien durch Celada Fasteners S,p,A,, Mailand, vertrieben werden.

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Die Fign. 6 und 7 zeigen einen handbedienten Lehrdorn init Handgriff 37 der mit einem Stützring 38 verbunden ist, der auf ein Schutzgehäuse 39 mit einer Schutzhülse 40 trägt. Am Ring 38 ist auch eine in Fig. 6 teilweise als Aufriß und teilweise als Schnitt gezeigte Arm- oder Hebelgarnitur mit einem Element befestigt, das zwei aus einem Stück einer geformten und gestampften Platte gebildeten beweglichen Armen oder Hebel 41 und 42 aufweist. Eine Hebelgarnitur wie diese ist in der US Patentschrift Nr. 4 348 814 beschrieben.

Zwei gegenseitig bewegliche Bauteile 4 3 und 44 eines Lagengebers sind an den beweglichen Armen oder Hebeins 41 und 42 befestigt. Der Lagen- oder Stellungsgeber ist mit einem Kabel 45 an eine nicht gezeigte Stromversorgung mit Detektor geführt. Eine Druckfeder 46 zwischen den Hebeln 41 und 42 drückt diese auseinander.

Die Hebel 41 und 42 weisen C-förmige Querschnitte sowie gebogene Endabschnitte 47 und 48 auf. Durch in den Mittelscheitel der C-förmigen Abschnitte der Hebel 41 und 42 sowie den Endabschnitten 47 und 48 sind kleine Zylinder 49 und 50 eingeführt, die mit den Hebeln 41 und 42 hart verlötet sind. Die Zylinder 49 und 50 weisen Innengewinde auf, welche über einen Gewindeeinsatz 52, der den Gewindeeinsatz 13 der Fign.4 und 5 gleich ist, mit Gewindestangen 53 und 54 der Verlängerungsstücke 55 und 56 in Eingriff stehen, die Abschnitte 57 und 58 aufweisen, welche senkrecht zu den Stangen 53 und 54 liegen. Die Abschnitte 57 und 58 weisen Gewindebohrungen 59 auf, welche Muttern für die den Einsätzen 13 der Fign. 4 und 5 gleichen Gewindeeinsätze 60 darstellen und damit mit den Meßfühlern 61 und 62 in Eingriff kommen, welche durch Löcher 63 und 64 in einer Schutzhülse 40 geführt sind. Die Meßfühler 61 und 62 sind in radialer Richtung, senkrecht zur geometrischen Längs-

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\ achse des Leerdorns und zu den Abschnitten 57 und 58 beweglich.

Einer der Meßfühler 61 ist im einzelnen in Fig. 8 darge^ g stellt. Er weist einen ersten Abschnitt, eine Schraube oder einen Gewindeschaft aus Stahl und einen zweiten Abschnitt, d.h. ein Meßfühlergehäuse 66 aus Sinterwerkstoff wie Karbid auf. Das Gehäuse 66 besitzt eine Abflußkappe 67, welche den eigentlichen Meßfühler darstellt, einen Sechskantkopf 68 -,Q sowie einen Stab 69, der in einem Loch 70 des Schaftes 65 hartverlötet ist.

Um den Lehrdorn zur Messung von Löchern verschiedener Durchmesser einsetzen zu können sowie, um ihn auf Null zu justie-,g ren, müssen die Schutzhülse 40 einen entsprechenden Außendurchmesser und die Meßfühler 61 und 62 eine entsprechende Länge aufweisen (sie können durch entsprechende Bearbeitung der Schäfte 65 aus Halbfertigteilen geformt werden).

Die Nulljustierung wird durchgeführt, indem die Stellung der Meßfühler 61 und 62 in Meßrichtung mit einem Teil verstellt wird, wodurch die Sechskantköpfe 68 gedreht werden, indem die Verlängerungen 55 und 56 zusammen mit den Meßfühlern 61 und 62 um die geometrische Achse gedreht werden, die durch Stangen 53 und 54 läuft. Der zweite Arbeitsgang wird mit Hilfe eines Keils ausgeführt, der mit den Abschnitten 71 und 72 der Stangen 53 und 54 zusammenwirkt, und die Meßfühler 61 und 62 diametral zu der zu messenden Bohrung anordnet.

Die Abmessungen der Gewindeeinsätze 52 und 60 und die der mit ihnen in Eingriff stehenden Gewindeteile werden so gewählt, daß das für die Justierung der Meßfühler 61 und 62 erforderliche Drehmoment kleiner ist als das für die Justierung der Verlängerungen 55 und 5 6 erforderliche Drehmoment .

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Der in Fig. 8 gezeigte Aufbau der Meßfühler ist besonders vorteilhaft, weil die Sechskantköpfe 68 aus einem äußerst widerstandsfähigen Werkstoff gefertigt werden können, wodurch ihre Verformung selbst bei sehr kleinen Köpfen und mehreren Justierungen verhindert wird. Gleichzeitig können die Schäfte 6 5 aus einem weicheren Werkstoff als die Köpfe 68 hergestellt werden, wodurch an ihnen hinreichend genaue

eine Gewinde ausgeformt werden können, die/entsprechende Passung mit den Gewindeeinsätzen 60 gewährleisten und auch gestatten, sie für Durchmesser unterschiedlicher Größen auszulegen.

Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Nulljustierungseinrichtung besteht in kleineren Gesamtabmessungen außer der Einfachheit, Schnelligkeit und Stabilität der Justierungen.

Offensichtlich können gleiche oder ähnliche Nulljustierungseinrichtungen für Lehrdorne mit nur einem beweglichen Arm und einem zugeordneten Meßfühler angewandt werden. 20

BAD ORiGlNAL

Claims

PATENTANSPRÜCHE

M. Vorrichtung zum Messen linearer Dimensionen mechanischer Werkstücke mit einem Träger, mindestens einem in Meßrichtung gegenüber dem Träger beweglichen Arm, einem am beweglichen Arm angebrachten Meßfühler, der mit dem Prüfling in Berührung kommt, mit einem Lagengeber, der zwei gegenseitig bewegliche Elemente aufweist, von denen eines am beweglichen Arm angebracht ist, wobei der

^O Geber ein Signal in Abhängigkeit von der Abmessung des Prüflings erzeugt, und mit einer aus Schraube und Mutter bestehenden mechanischen Nulljustierungseinrichtung, welche das Gebersignal durch Einstellung der Lage des Meßfühlers gegenüber dem beweglichen Arm oder der gegenseitigen Stellung der beiden Geberelemente auf Null justiert, dadurch gekennzeichnet, daß die Nulljustierungseinrichtung einen bekannten Gewindeeinsatz (13; 52; 60) aufweist, der zwischen der Schraube (12-; 53,54; 65) und der Mutter (14;49,50;59) angeordnet ist und, daß der Gewindeeinsatz (12;52;60) mindestens eine Reibungsfeder (36) aufweist, um eine stabile Nulljustierung zu gestatten.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der bekannte Gewindeeinsatz (13;52;60) eine Stahlfeder mit Außen- und Innengewinde aufweist, welche die Reibfeder (36) umfaßt, die mehrkantig ausgeformt ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, bei der die NuIl-Justierungseinrichtung die Lage des Meßfühlers einstellt, dadurch gekennzeichnet, daß der Meßfühler (61, 62) einen ersten Abschnitt (65) aufweist, der mit dem beweglichen Arm (_41 , 42) durch die Schraube (1 2; 53, 54; 65) , die Mutter (59) und den Gewindeeinsatz (60) verbunden ist, sowie einen zweiten Abschnitt (66), der aus erheblich härterem Werkstoff als der erste Abschnitt (65)

gefertigt ist und an diesem ersten Abschnitt (65) befestigt ist sowie einen Taster (67) am Ende aufweist, der mit dem Prüfling in Berührung kommt, und schließlich ein Teil (68), welches die Justierung des Meßfühlers (61,62) mit einem Keil oder einem anderen Werkzeug ermöglicht.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Abschnitt (65) aus Stahl und der zweite Ab-

IQ schnitt (66) aus Sinterwerkstoff wie Karbid gefertigt ist und am ersten Abschnitt (65) durch Hartlöten befestigt ist.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Teil des zweiten Abschnittes (66) als Sechskantkopf

(68) ausgebildet ist.
6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3-5, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine Verlängerung (55,56) zur Verbindung des Meßfühlers (61,62) mit dem beweglichen Arm (41,42) aufweist, wobei der Meßfühler (61,62) sich in Meßrichtung erstreckt, und die Verlängerung (55,56) einen Abschnitt (57,58) umfaßt, der sich in einer zur Meßrichtung senkrechten Richtung erstreckt, daß die NuIl-Justierungseinrichtung mit dem Meßfühler (61,62) und der Verlängerung (55,56) verbunden ist, um die Lage des Meßfühlers (61,62) in der Meßrichtung zu justieren, ferner dadurch, daß die Vorrichtung eine zweite NullJustierungseinrichtung mit einer Schraube (53,54) einer Mutter (49,

50) und einem Gewindeeinsatz (52) aufweist die mit der Verlängerung (55,56) und dem beweglichen Arm (41,42) verbunden ist,um die Winkelstellung des Meßfühlers (61,62) zu justieren und diesen (61,62) auf eine den Prüfling gegenüber diametral entgegengesetzte Richtung zu fluchten.

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7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Nulljustierungseinrichtung ein größeres Verstellmoment braucht als die mit dem Meßfühler (61,62)und der Verlängerung (55,56) verbundene Nulljustierungsein= richtung.
8. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, bei der die Nulljustierungseinrichtung die gegenseitige Stellung der beiden Lagengeberelemente justiert, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine weitere Schraube, Mutter und einen weiteren Gewindeeinsatz mit mindestens einer Reibfeder (36) aufweist und, daß die Zusatzeinrichtung eine weitere Schraube (20,21) eine weitere Mutter (18,19) und einen weiteren Gewindeeinsatz (13',13") aufweist, wobei die zusätzliche Schraube (20,21) am beweglichen Arm (5,6) durch den zusätzlichen Gewindeeinsatz (13-, 13") und die zusätzliche Mutter (18,19) befestigt ist und als verstellbarer Anschlag zum Justieren des Hubs des beweglichen Arms (5,6) dient*
9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet _r daß eines der beiden Geberelemente (9,11) einen Träger

(9) mit elektrischen Wicklungen und das andere Geberelement (11) einen zweiten Träger (11)/einem Magnetkern aufweist und, daß die NullJustierungseinrichtung, welche eine Justierung der Lage der beiden Geberelemente (9,11) ermöglicht, mit dem zweiten Träger (11) verbunden ist.
10. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der bewegliche Arm (41,42) durch ein aus einer vorgeformten und gestanzten Platte ausgeformtes Element gebildet wird, das am Träger (38) befestigt ist und, daß der bewegliche Arm (41,42) ein Loch bildet, wobei die Meßvorrichtung ein in das Loch eingesetztes rohrförmiges Element (49,50) aufweist, das mit dem beweglichen Arm (41,42) hartverlötet ist und einerseits mit dem Meßfühler (61,62) und andererseits mit der NullJustierungsvorrichtung verbunden ist.