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Einrichtung zum Prüfen von Bolzengewinden. Die vorliegende Erfindung
betrifft eine Einrichtung zum Prüfen von Bolzengewinden, die mit einem Mikroskop
ausgestattet ist, das in seiner Bildebene eine um die Achse des Mikroskops drehbare
Strichmarke enthält, und bei der der Schraubenbolzen und das Mikroskop gegeneinander
in einer Ebene verschiebbar sind, die senkrecht auf der Achse des Mikroskops steht.
Bei den bisher gebräuchlichen Einrichtungen dieser Art verfährt man beim Prüfen
einer Schraube folgendermaßen. Um z. B. den Flankendurchmesser cler Schraube zu
messen, bringt man zunächst die Strichmarke im Mikroskop mit der Umrißlinie einer
Flanke zur Declnung und verschiebt dann das Mikroskop und die Schraube senkrecht
zur Schraubenachse gegeneinander, bis sich die Strichmarke mit der der ersten Umrißlinie
gegenüberliegenden Flankenumrißlinie deckt. Als Flankendurchmesser gilt dann die
Größe, um die dabei die Strichmarke im Mikroskop und die Schraube senkrecht zur
Schraubenachse gegeneinander verschoben worden sind. Bei genauer Betrachtung zeigt
sich jedoch, daß von der so gemessenen Größe nicht behauptet werden kann, daß sie
den wirklichen Flankendurchmesser darstellt, und zwar mit der Genauigkeit .darstellt,
die beim Messen mit einer Einrichtung der vorliegenden Art, bei der sich eine hohe
Ablesegenauigkeit erzielen läßt, gefordert werden muß. Als Flankendurchmesser einer
-Schraube bezeichnet man bekanntlich den senkrecht zur Schraubenachse gemessenen
Abstand zweier Geraden, in denen eine durch die Schraubenachse gelegte Ebene zwei
einander benachbarte Gewindeflanken auf zwei einander gegenüberliegenden Seiten
der Schraube schneidet. Beispielsweise stellt bei der in Abb. i der Zeichnung dargestellten,
innen und außen vollkommen scharf ausgeschnittenen Schraube der senkrecht zur Achse
A-A gemessene gegenseitige Abstand D der beiden Linienzüge x
und y;
die die Schnittlinien der Schraube mit einer deren Achse A-A enthaltenden und parallel
der Zeichenebene verlaufenden Ebene sind, den Flankendurchmesser vor. Die Linien
x und y sind aber im allgemeinen nicht zugleich die Umrißlinien der Schraube. Bildet
man die Schraube z. B. in senkrechter Projektion in die Zeichenebene ab, so erhält
man als Umriß die Linien x' -und y1, und man begeht, wie aus der Zeichnung
ohne weiteres ersichtlich, einen erheblichen Fehler, wenn man den senkrecht zur
Achse A-A gemessenen gegenseitigen Abstand der Linien x1 und y1 gleich dem Flankendurchmesser
setzt. Betrachtet man die Grenzlinien der Schraube nacheinander durch ein Mikroskop,
dessen Achse senkrecht zur Zeichenebene steht, so ureichen die gesehenen Umrißlinien
wegen der endlicher. Öffnung des Mikroskopobjektivs von der senkrechten Projektion
mehr oder weniger ab, fallen aber mit den Schnittlinien x und y höchstens zufällig
zusammen. Der mit dem Mikroskop bestimmte Durchmesser kann daher dem wahren Flankendurchmesser
zwar näher kommen als der aus der senkrechten Projektion bestimmte, doch fehlt dabei
stets jeder Anhalt dafür, in welchem Maße eine solche Annäherung stattfindet. Ähnliches
gilt auch für die anderen aus dein Verlauf der Gewindeflanken zu bestimmenden Größen,
nämlich für den Flankenwinkel und für die Steigung der Schraube.
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Der Erfindung gemäß gelingt es, von den Umrißlinien der Schraube gänzlich
unabhängig zu werden und eine genaue Messung der
genannten Größen
zu ermöglichen, wenn man die Meßeinrichtungen der in Rede stehenden Art mit zwei
Schneiden ausstattet, die unabhängig voneinander in der die Achse des Schraubenbolzens
enthaltenden und senkrecht zurAchse des Mikroskops stehenden Ebene an zweiGewindeflanken
desBolzens angelegt.werden können. Legt man eine solche Schneide, die natürlich
besonders fein und vollkommen geradlinig geschliffen sein muß, an eine Gewindeflanke
an und betrachtet die Flanke durch ein Mikroskop von genügend großer Öffnung, so
erscheint in demselben bei entsprechender Beleuchtung ein äußerst feiner Lichtspalt,
und zwar auch dann, wenn die Linie auf der Flanke, mit der der Lichtspali zusammenfällt,
in der senkrechten Projektion der Schraube unsichtbar ist. Beim Anlegen zweier Schneiden
an zwei einander gegenüberliegende Flanken in einer die Achse des Schraubenbolzens
enthaltenden und senkrecht zur Achse des Mikroskops gerichteten Ebene kennzeichnen
die beiden Lichtspalte dann die Schnittlinien dieser Ebene mit den beiden Flanken,
und ihr. senkrecht zur Schraubenachse gemessener gegenseitiger Abstand ist der wirkliche
Flankendurchmesser der Schraube, Durch Anlegen der beiden Schneiden an zwei einander
benachbarte Flanken läßt sich z.B. unterAnwendung der in derBildebene des Mikroskops
vorgesehenen drehbaren Strichmarke der Flankenwinkel und durch Anlegen an zwei parallel
zueinander verlaufende Flanken auf derselben Seite der Bolzenachse und durch gegenseitiges
Verschieben des Bolzens und des Mikroskops in der Richtung der Bolzenachse die Steigung
der Schraube bestimmen.
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Einrichtungen zum Prüfen von Bolzengewinden mit Hilfe von Lichtspalten
sind bereits bekannt geworden. Bei diesen bekannten Einrichtungen wird zwischen
zwei einander benachbarte Flanken des Gewindebolzens eine der gerade vorliegenden
Gewindesorte entsprechende Schablone eingeführt und, indem man zwischen der Schablone
und den Flanken hindurchsieht, geprüft, ob der Flankenwinkel finit dem Winkel der
Schablone übereinstimmt. Die Lichtspalte dienen hier also nicht wie bei der der
Erfindung entsprechenden Einrichtung dazu, bestimmte Linien auf den Gewindeflanken
festzulegen und diese dann zu genauen Messungen zu verwenden. Eigentliche Messungen
können mit diesen bekannten Einrichtungen nicht ausgeführt werden. Stimmt der Flankenwinkel
der gerade vorliegenden Schraube mit dem Winkel der Schablone nicht überein, so
kann mit diesen Einrichtungen die Größe der Abweichung nicht ermittelt werden. Begnügt
man sich aber . auch damit, lediglich festzustellen, daß der Flankenwinkel und die
Schablone miteinander übereinstimmen oder voneinander abweichen, so ist bei diesen
bekannten Einrichtungen noch immer für jede Gewindesorte eine besondere Schablone
erforderlich, während bei einer der Erfindung entsprechenden Einrichtung zwei Schneiden
für sämtliche Gewinde genügen, deren jede nur mit einer einzigen geradlinigen Kante
ausgestattet zu sein braucht.
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In den Abb. 2 bis d. der Zeichnung ist beispielsweise eine der Erfindung
entsprechende Einrichtung dargestellt. Die Zeichnung gibt in Abb. 2 einen lotrechten
Schnitt durch die Einrichtung, in Abb.3 einen Grundriß derselben und in Abb.4 in
vergrößertem Maßstab einen Schnitt durch die Bildebene des Prüfmikroskops wieder.
Zum Halten des zu prüfenden Gewindebolzens a dient bei dieser Einrichtung ein mit
zwei Spitzen b ausgestatteter Bock c, der auf einer kreisrunden Platte d befestigt
ist, die ihrerseits, in einem Führungsring e11 drehbar, auf einer Platte e aufliegt.
Diese letztere Platte ist um die gleiche Achse wie die erstere drehbar gelagert,
und zwar mittels Kugeln f auf einem Schlitten g, der zwischen Führungsleisten 1z11
und h= in Abb.2 betrachtet senkrecht zur Zeichenebene verschiebbar ist und auf der
Grundplatte /z der Vorrichtung aufliegt. Zur Drehung der Platte e dient eine an
dein Schlitten g gelagerte Schraube i11, die in ein an der Platte e befestigtes
Schneckenradsegnient i.=
eingreift. Auf dem Ring ei sind zwei Anschläge e2
und e3 für eine an der Platte d befestigte Nase dl vorgesehen, und zwar sind die
Anschläge so_angeordnet, daß die Platte d gegenüber der Platte e um einen Winkel
von genau 9o° gedreht werden kann. Zur Verschiebung des Schlittens g dient ein als
Schraubenmutter ausgebildetes und an der Grundplatte h gelagertes Handrad g11, das
mit einer an dem Schlitten g befestigten Schraube g= zusammenarbeitet. Der zum Halten
des zu prüfenden Schraubenbolzensa bestimmte Bock c dient zugleich zum Trägen zweier
Schneiden k, deren jede in einem Halter[ festgeklemmt ist, der sowohl senkrecht
zur Achsenrichtung der Spitzen b als auch parallel zu dieser Richtung verstellbar
ist. tber den Schneiden k, quer zur Achse der Spitzen b, ist eine auf drei zylindrischen
von der Grundplatte h getragenen Stangen in. verschiebbare Brücke iz angeordnet,
die in ihrer Mitte ein Mikroskop o und an ihrem einen Ende ein Mikroskop p trägt.
Das Mikroskop o, das als Prüfmikroskop dienen soll, enthält in seiner Bildebene
zwei nahe beieinander und parallel zueinander ausgespannte Fäden o11 und o2 sowie
einen senkrecht zu diesen beiden Fäden gerichteten Faden o:,. Sämtliche Fäden sind
zusammen mit
einem Rohr 04 um die Achse B-B des Mikroskops .drehbar.
Die Drehung des Rohres o' und somit auch der Fäden kann aus der Stellung eines mit
ihm verbundenen Zeigers gegenüber einem Teilkreis abgelesen werden, der auf einem
Ausbau o' des Mikroskopgehäuses so aufgebracht ist, daß der Zeiger die Nullage einnimmt,
wenn die Fäden o1 und o2 senkrecht zur Verschiebungsrichtung der Brücke n gerichtet
sind. Das Mikroskop P, (las als Ablesemikroskop zur Bestimmung der Größen seitlicher
Verschiebungen der Brücke aa dienen soll, ist mit einem Okularmilcrometer ausgestattet,
und unterhalb dieses Mikroskops ist ungefähr in der Ebene der Schneiden k eine auf
einer Glasplatte q aufgetragene Teihing q1 vorgesehen. Zur Verschiebung der Brücke
n dient eine Schraube n'. Weiterhin ist noch eine Beleuchtungseinrichtung vorgesehen,
bestehend aus einer Glühlampe r1, einer Sammellinse r2 und zwei in einem in seiner
Längsrichtung verschiebbaren Rohr r° befestigten Spiegeln r4 und r', deren
gegenseitiger Abstand gleich dem der Mikroskope voneinander gewählt ist. Der Spiegel
r4, durch den das Licht zu den Schneiden k hingelenkt werden soll, ist in seinem
oberen Teil lichtundurchlässig, während im unteren Teil der Spiegelbelag entfernt
ist, so daß das Licht durch diesen Teil hindurch zu dein dahinterliegenden Spiegel
r° gelangen kann, von wo aus es auf die Skala q' geworfen wird.
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Soll mit der soeben beschriebenen Einrichtung das Gewinde eines Bolzens
geprüft werten, so verfährt man .folgendermaßen. Nachdem der Bolzen zwischen die
Spitzen b geklemmt und die Nase dl zur Berührung mit dem Anschlag e3 gebracht. ist,
wird der Bolzen -zunächst durch Drehen der Schraube il so ausgerichtet, daß seine
Achse genau senkrecht zur Bewegungsrichtung der Brücke n und damit der Mikroskope
steht. Alsdann werden die Schneiden h, um den Flankendurchmesser des Gewindebolzens
zu bestimmen, wie gezeichnet, einander gegenüber an zwei benachbarte Flanken so
angelegt, daß bei entsprechender Einstellung der Beleuchtungsvorrichtung die Lichtspalte
zwischen den Schneiden k und den Gewindeflanken, durch das Mikroskop o betrachtet,
als feine, gleichmäßig breite, helle . Linien erscheinen. Durch Verschieben der
Brücken und Drehen der Fäden des Mikroskops o bringt man dann das vom Objektiv dieses
Mikroskops entworfene Bild des einen Lichtspalts zwischen die beiden- einander parallelen
Fäden o' und o2 des Mikroskops o und liest die Lage der optischen Achse des Mikroskops
p gegenüber der Skala q1 mit Hilfe des Okularinikrometers dieses Mikroskops ab.
Hierauf stellt man das Mikroskop o durch Verschieben der Brücke n senkrecht zur
Schraubenachse auf den zweiten Lichtspalt ein, wobei vorausgesetzt ist, daß die
beiden Lichtspalte, wie es bei einer guten Schraube erforderlich ist, parallel zueinander
verlaufen, und liest wiederum die Stellung der optischen Achse desMiikroskopsp gegenüber
derSkalaql ab. Die Differenz der beiden Ablesungen stellt den Flankendurchmesser
dar. Zur Bestiminung des Winkels, den eine Flanke mit der Achse des - Gewindebolzens
einschließt, legt man eine Schneide an die betreffende Flanke an und bringt wieder
das vom Objektiv des Mikroskops o entworfene Bild des Lichtspalts zwischen die Fäden
o' und o= und liest die Stellung des mit dem Rohr o' verbundenen Zeigers gegenüber
dem auf dem Ausbau oG befindlichen Teilkreis ab. Zur Messung der Ganghöhe endlich
legt man zwei Schneiden an zwei parallel zueinander verlaufende Gewindeflanken auf
derselben Seite der Achse des Gewindebolzens a. an und dreht, nachdem man das Rohr
r- genügend weit nach rechts gezogen hat, die Platte d aus der gezeichneten Stellung
so weit, bis die Nase dl den Anschlag e= berührt, d. h. um genau go°, so daß dann
die Achse des Gewindebolzens a mit der Verschiebungsrichtung der Brücke rt. zusamnienfällt.
Dann läßt sich wieder, nachdem der Bolzen a mittels des Handrades g' in die erforderliche
Lage gegenüber der Brücke 7a gebracht und dem Rohr r' mit den Spiegeln r' und r`
wieder die erforderliche Stellung gegeben ist, mit Hilfe der Skala q' und des Ol:ularmikrometers
des Mikroskops p der gegen-.seitige Abstand der beiden Lichtspalte bestimmen, und
aus diesem Abstand und der Anzahl der zwischen den Lichtspalten liegenden Schraubengänge
ergibt sich die Gangli<ihe.