DE3515129C1

DE3515129C1 - Test device for a plurality of identical workpieces with reference to their dimensional stability at specific reference points

Info

Publication number: DE3515129C1
Application number: DE19853515129
Authority: DE
Inventors: Manfred 7261 Deckenpfronn Hoppe; Horst Kochannek
Original assignee: Daimler Benz AG
Current assignee: Daimler Benz AG
Priority date: 1985-04-26
Filing date: 1985-04-26
Publication date: 1986-04-10

Abstract

The invention relates to a test device for a plurality of identical workpieces with reference to their dimensional stability at specific reference points. The test device has a guide sleeve with a large, disc-shaped collar which can be moved on all sides free from play in a horizontal plane. Guided free from play in the guide sleeve is a sleeve which can be mounted with its prod on the reference points of the workpiece. Clamped to the sleeve in order to determine the position of the reference point is a first dial gauge, which is supported on the end face of a measurement ring moving along with the guide sleeve. A further dial gauge is pivotably mounted in a horizontal plane and touches the cylindrical reference surface, located on the outer circumference, of the measurement ring. By pivoting this further dial gauge around, the extent of the excentricity of the reference point can be determined with respect to its normal position and, as the case may be, the direction of the excentricity can also be determined. The advantage of this test device consists in its simple design; at the same time, it operates very reliably and accurately.

Description

Die in den Figuren gezeigte Prüfeinrichtung weist eine kleine tischförmige Werkstückauflage 4 auf, auf die beim dargestellten Ausführungsbeispiel eine nach Art eines Flansch-Ringes ausgebildete Werkstückhalterung 3 aufgeschraubt ist, in die das Werkstück 1 lagedefiniert und unbeweglich sowie stets gleichbleibend eingelegt werden kann. Das Werkstück weist mehrere hinsichtlich seiner Maßhaltigkeit zu überprüfende Referenzpunkte auf, von denen einer - Referenzpunkt 2 - in Form einer Bohrung dargestellt ist. Oberhalb der Werkstückauflage ist eine Halteplatte 5 frei abragend gehalten, die einen großen kreisförmigen Durchbruch zum Durchlaß der Meßpinole nach unten aufweist; auf der Halteplatte 5 ist das Kernstück der Prüfeinrichtung befestigt. The test device shown in the figures has a small table-shaped one Workpiece support 4, on the one after in the illustrated embodiment Kind of a flange ring trained workpiece holder 3 is screwed, in which the workpiece 1 is inserted in a defined position and immobile and always constant can be. The workpiece has several terms its dimensional accuracy reference points to be checked, one of which - reference point 2 - in the form a hole is shown. A holding plate is located above the workpiece support 5 held freely protruding, which has a large circular opening to the passage the measuring quill pointing downwards; on the holding plate 5 is the core of the test device attached.

Letzere weist ein im wesentlichen zylindrisches Gehäuse 6 mit einer unten angebrachten Flansch-Platte auf, mit der das Gehäuse auf der Halteplatte 5 festgeschraubt ist. Im Innern des Gehäuses 6 sind zwei Führungsplatten 7 angebracht, von denen sich die obere an dem Gehäuseboden abstützt und die untere sich über einen tellerförmigen Federring 10 an einem Sprengring 9 abstützt. Zwischen den beiden unter Federvorspannung stehenden Führungsplatten 7 ist unter Zwischenschaltung jeweils eines durch Führungskäfige gebildeten Wälzkugelringes 8 ein planparalleler Bund 11 angebracht, der leichtgängig und spielfrei zwischen den beiden Führungsplatten 7 horizontal allseits beweglich ist. The latter has a substantially cylindrical housing 6 with a Flange plate attached below, with which the housing on the retaining plate 5 is screwed tight. Inside the housing 6 two guide plates 7 are attached, of which the upper one is supported on the housing base and the lower one is supported by a plate-shaped spring ring 10 is supported on a snap ring 9. Between the two spring-loaded guide plates 7 are interposed in each case a rolling ball ring 8 formed by guide cages is a plane-parallel collar 11 attached, the smooth and play-free between the two guide plates 7 is horizontally movable on all sides.

Der Bund 11 trägt mittig eine achssenkrecht zu ihm stehende Führungshülse, die innenseitig genau bearbeitet ist und axialbeweglich, jedoch spielfrei eine Pinole 16 aufnimmt, die mit ihrer Tastspitze 17 definiert den Referenzpunkt 2 des Werkstückes 1 antasten kann. Die ringförmigen Führungsplatten 7 sowie der Gehäuseboden haben mittig eine so große Durchlaßbohrung, daß die Führungshülse 12 allseits darin um ein bestimmtes Verschiebemaß behinderungsfrei verschoben werden kann.The collar 11 carries in the center a guide sleeve perpendicular to the axis, which is precisely machined on the inside and axially movable, but a quill without play 16 receives, which with its probe tip 17 defines the reference point 2 of the workpiece 1 can touch. The annular guide plates 7 and the housing base have in the center such a large through-hole that the guide sleeve 12 is around it on all sides a certain amount of displacement can be moved without hindrance.

In gleicher Weise ist auch der Bund 11 um dieses Verschiebemaß kleiner als der Lichtraum des Gehäuses 6.In the same way, the collar 11 is also smaller by this amount of displacement than the clearance of the housing 6.

Auch die Außenseite des Gehäuses 6 ist genau und zylindrisch bearbeitet; diese Fläche bildet eine Lagerfläche 19 für eine Lagerbuchse 20 eines Schwenkkörpers 31, der an einer Umfangsstelle eine radial abragende Meßuhrenhalterung 22 zur geschützten Aufnahme einer Meßuhr trägt. Der Befestigungsflansch des Gehäuses 6 bildet auf der Oberseite einen Abstützbund 21 für die Lagerbuchse 20. Die Lagerfläche 19 und die Lagerbuchse 20 sind sehr genau miteinander zusammengepaßt, so daß der Schwenkkörper nahezu spielfrei um das Gehäuse 6 in einer Horizontalebene herumgeschwenkt werden kann. Eine axiale Fixierung des Schwenkkörpers nach oben ist durch einen scheibenförmigen Haltering 18 gebildet, der auf den Gehäuseboden aufgeschraubt ist. Auch er weist mittig einen Durchbruch auf, der um das Verschiebemaß der Führungshülse größer ist als diese selber. The outside of the housing 6 is also machined precisely and cylindrically; this surface forms a bearing surface 19 for a bearing bush 20 of a swivel body 31, at a circumferential point a radially protruding dial gauge holder 22 for protected Wearing a dial gauge. The mounting flange of the housing 6 forms on the Top a support collar 21 for the bearing bush 20. The bearing surface 19 and the Bearing bushes 20 are fitted together very precisely, so that the swivel body be pivoted around the housing 6 in a horizontal plane with almost no play can. An axial fixation of the swivel body upwards is through a disk-shaped Retaining ring 18 is formed, which is screwed onto the housing base. He also knows in the middle of a breakthrough that is larger by the amount of displacement of the guide sleeve than this itself.

Die Führungshülse 12 ist auch auf ihrer Außenseite genau bearbeitet und nimmt dort mit festem Schiebesitz einen Meßring 13 auf, der auf der Oberseite des Halteringes 18 gleitet und die Öffnung überdeckt. Gegen unbeabsichtigtes Abheben des Meßringes 13 nach oben ist dieser durch einen Sprengring an der Führungshülse 12 gesichert. Am Außenumfang ist der Meßring genau bearbeitet und trägt dort eine zylindrische Referenzfläche 14, die genau zentrisch zur Pinolenachse liegt. Darüber hinaus ist an der oberen Stirnseite des Meßringes 13 eine weitere, nämlich achssenkrechte Referenzfläche 15 angebracht. The guide sleeve 12 is also precisely machined on its outside and takes there with a tight sliding fit on a measuring ring 13 on the top of the retaining ring 18 slides and covers the opening. Against unintentional take-off of the measuring ring 13 upwards, this is through a snap ring on the guide sleeve 12 secured. The measuring ring is precisely machined on the outer circumference and has a cylindrical reference surface 14 which is exactly centered on the quill axis. About that In addition, on the upper face of the measuring ring 13 is another one, namely perpendicular to the axis Reference surface 15 attached.

An der Pinole ist unter Zwischenschaltung eines Klemmstückes 23 eine erste Meßuhr 24 angebracht, die sich mit ihrem Meßtaststift 26 parallel zur Pinolenachse erstreckt und an der achssenkrechten Referenzfläche 15 des Meßringes anliegt. Die Meßuhr 24 ist in definierter axialer Relativlage zur Meßtastspitze 17 der Pinole angebracht, so daß mittels der Meßuhr 24 die Stellung der Pinole 16 bzw. ihrer Tastspitze 17 innerhalb des Meßvolumens der Prüfvorrichtung bestimmt werden kann. Die axial definierte Stellung der Meßuhr 24 gegenüber der Pinole 16 ergibt sich durch in die Pinole eingearbeitete Umfangsnuten 28, in die eine Rastnase 29 des Klemmstückes 23 einrastet. Um die Meßuhr an unterschiedlichen Axialpositionen der Pinole anbringen zu können, sind mehrere Umfangsnuten 28 an der Pinole vorgesehen; ihr gegenseitiger Abstand entspricht in etwa dem Meßbereich der Meßuhr 24. Die Rastnase 29 kann durch einen Handhebel 30 entgegen der Kraft einer nicht dargestellten Feder aus der Umfangsnut 28 herausgehoben und das Klemmstück dann axial verschoben und in einer neuer Position arretiert werden. On the quill, with the interposition of a clamping piece 23, a first dial gauge 24 attached, which is parallel to the quill axis with its measuring probe pin 26 extends and rests against the axis-perpendicular reference surface 15 of the measuring ring. the Dial gauge 24 is in a defined axial position relative to the probe tip 17 of the quill attached so that the position of the quill 16 or its probe tip by means of the dial gauge 24 17 can be determined within the measuring volume of the test device. The axial defined position of the dial gauge 24 relative to the quill 16 results from in the Quill incorporated circumferential grooves 28 into which a locking lug 29 of the clamping piece 23 engages. Attach the dial gauge to different axial positions on the quill to be able to, several circumferential grooves 28 are provided on the quill; you mutual The distance corresponds approximately to the measuring range of the dial gauge 24. The locking lug 29 can through a hand lever 30 against the force of a spring, not shown, from the circumferential groove 28 lifted out and the clamping piece then moved axially and in a new position be locked.

Eine Meßuhr 25 ist in definierter Radialposition an dem Schwenkkörper 31 angebracht; und zwar ist die Meßuhr 25 in der bereits erwähnten Meßuhrenhalterung 22 untergebracht, worin sie gegen Stoß und anderweitige Krafteinwirkung geschützt ist. Der Meßtaststift 27 dieser weiteren Meßuhr 25 steht genau radial zum Schwenkmittelpunkt der Schwenklagerung 19, 20; der Meßtaststift 27 liegt im übrigen an der zylindrischen Referenzfläche 14 des Meßringes an. A dial gauge 25 is in a defined radial position on the swivel body 31 attached; and that the dial gauge 25 is in the already mentioned dial gauge holder 22 housed, in which it is protected against impact and other forces is. The measuring probe pin 27 of this further dial gauge 25 is exactly radially to the pivot center the pivot bearing 19, 20; the probe pin 27 is otherwise on the cylindrical Reference surface 14 of the measuring ring.

Die Wirkungsweise der erfindungsgemäßen Prüfvorrichtung ist nun kurz folgende: Es wird davon ausgegangen, daß die Soll-Lage der anzutastenden Referenzpunkte des Werkstückes 1 im Rahmen der Meßmöglichkeiten der Prüfvorrichtung bekannt ist. Diese kann beispielsweise durch Einlegen eines Meister-Werkstückes in die Werkstückhalterung 3 und abmessen der Referenzpunkte bestimmt werden. Nach dem Einlegen eines zu überprüfenden Werkstückes wird der oder ein Referenzpunkt 2 dieses Werkstückes mit der Pinolenspitze 17 angetastet und die Axialposition der Pinole an der Meßuhr 24 abgelesen. Nun wird der Schwenkkörper 31 horizontal durchgeschwenkt und dabei die Zeigerstellung an der Meßuhr 25 beobachtet. An derjenigen Umfangsstellung, an der der Zeigerausschlag der Meßuhr 25 am größten ist, wird der Schwenkköper 31 angehalten und die Zeigerstellung abgelesen. Zwar hat man mit diesem Maß lediglich die Radiallage des Referenzpunktes gegenüber der Gehäusemitte bestimmt, nicht jedoch auch noch die Umfangslage dieser Exzentrizität. Meist ist jedoch das Exzentrizitätsmaß eines Referenzpunktes schon ausreichend, um seine Lage im Hinblick auf einen zulässigen Streubereich mit genügender Genauigkeit bestimmen zu können. Gegebenenfalls kann an der Oberseite des Halteringes 18 am Außenumfang eine Winkelskala und an dem Schwenkkörper 31 im Bereich der Meßuhrenklemmung ein Zeiger oder gar ein Nonius angebracht sein, so daß auch die Winkelstellung des Schwenkkörpers, bei der die Meßuhr 25 den größten Zeigerausschlag zeigt, genau abgelesen werden kann. Es ist dann die vollständige räumliche Lage des Referenzpunktes in Zylinderkoordinaten ermittelbar. The mode of operation of the test device according to the invention is now brief following: It is assumed that the nominal position of the reference points to be touched of the workpiece 1 is known within the scope of the measuring capabilities of the test device. This can be done, for example, by inserting a master workpiece into the workpiece holder 3 and measure the reference points. After inserting one to be checked Workpiece becomes the or a reference point 2 of this workpiece with the quill tip 17 is touched and the axial position of the quill read off on the dial gauge 24. Well will the swivel body 31 pivoted horizontally and thereby the pointer position the dial gauge 25 observed. At that circumferential position at which the pointer deflects the dial gauge 25 is the largest, the swivel body 31 is stopped and the pointer position read. With this dimension you only have the radial position of the reference point in relation to the center of the housing, but not also the circumferential position of this Eccentricity. Most of the time, however, the degree of eccentricity of a reference point is already there sufficient to its location in terms of a permissible spread with sufficient To be able to determine accuracy. If necessary, on the top of the retaining ring 18 an angular scale on the outer circumference and on the swivel body 31 in the area of the dial gauge clamp a pointer or even a vernier should be attached, so that the angular position of the Swivel body, in which the dial gauge 25 shows the greatest pointer deflection, read off exactly can be. It is then the complete spatial position of the reference point in Cylinder coordinates can be determined.

Der Vorteil der beschriebenen Prüfeinrichtung besteht in ihrer Einfachheit, Robustheit und sicheren und zuverlässigen Arbeitsweise. Bei Störungen der meßempfindlichen Weggeber können diese rasch durch anderweitig in jeder Werkstatt zur Verfügung stehende Meßuhren ausgetauscht werden; die im übrigen preiswerte, robuste und bewährte Weggeber darstellen, mit denen im übrigen das Werkstattpersonal auch ohne weiteres vertraut ist. The advantage of the test device described is its simplicity, Robustness and safe and reliable way of working. In the event of malfunctions in the sensitive Path transducers can quickly access these through those that are otherwise available in every workshop Dial gauges are exchanged; the other inexpensive, robust and proven displacement transducers represent, with which the rest of the workshop staff is also readily familiar is.

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Claims

Claims: 1. Testing device for a plurality of identical workpieces with regard to their dimensional accuracy at certain reference points, with one the workpiece; ke position-defined, the same and immobile workpiece holder, with a carrying a vertical guide sleeve, arranged between two fixed to the housing horizontal guide plates can be moved without play on all sides, in the traverse path over a mechanical position sensing on a cylindrical precisely machined and measurable reference surface lying coaxially to the center line of the guide sleeve, plane-parallel collar and with an axially movable in the guide sleeve, with regard to their traverse path can also be measured and measured using mechanical position sensing defines the reference points of the workpiece with its tip facing the workpiece Probing quill, characterized by the combination of the following features: a) The cylindrical reference surface (14) is on a separate, play-free on the on the outside precisely machined guide sleeve (12) attached to a sliding measuring ring (13); b) on the housing carrying the horizontal guide plates (7) for the collar (11) (6) a swivel body (31) can be swiveled in a horizontal plane without play on the outside (19,20) stored; c) on the quill (16) with the interposition of a clamping piece (23) a first dial gauge (24) with its measuring probe pin (26) parallel to the quill axis Clamped in a defined axial position relative to the probe tip (17) of the quill (16), wherein the measuring probe pin (26) of the dial gauge (24) axially on the precisely machined one flat reference surface (15) for the end face representing the quill position measurement the measuring ring (13) or the guide sleeve rests; d) on the swivel body (31) another dial gauge (25) is clamped horizontally in a defined radial position, whose measuring probe pin (27) is aligned radially to the pivot center of the pivot body (31) is and rests on the cylindrical reference surface (14) of the measuring ring (13).

2. Apparatus according to claim 1, characterized in that the quill (16) defined shaped and precisely machined at different axial positions Has circumferential grooves (28) into which a correspondingly shaped locking lug (29) of the Clamping pieces (23) can snap into place.

3. Apparatus according to claim 1 or 2, characterized in that the measuring ring (13) held easily exchangeable on the guide sleeve (12) and against another measuring ring with a different diameter reference surface (14) can be exchanged is.

4. Apparatus according to claim 1, 2 or 3, characterized in that that the workpiece holder (3) is arranged geodetically below the guide sleeve (12) is.

The invention relates to a test device for a plurality of the same Workpieces with regard to their dimensional accuracy at certain reference points according to the The preamble of claim 1, as known for example from DE-OS 3241 747 emerges In this known test device, the cylindrical reference surface for checking or measuring the position of the guide sleeve within the horizontal Shift plane attached to the outer circumference of the collar on this guide sleeve. and although the position is scanned mechanically via angle levers, on the one hand with a correspondingly long measuring blade rest on the outer circumference of the federal government and the Convert radial displacement into a corresponding axial movement.

The displacement sensors attack the other leg of the angle lever; thereby the displacement encoder can be arranged parallel to the quill and in the housing of the Test facility can be accommodated. It is true that the sensitive path transducers are thereby housed protected, but this type of accommodation requires a relative Complicated design of the test device, which makes it more expensive to manufacture and the measurement reliability due to the many mechanical, path-transmitting parts impaired.

The object of the invention is to provide the test device on which it is based to simplify without impairing their measurement reliability.

According to the invention, this object is achieved by the characterizing features solved by claim 1. Dial gauges customary in the workshop are used as displacement transducers, which are relatively cheap and work reliably and accurately; can if necessary they can be quickly exchanged for other dial gauges of the same type. The bracket dial gauges of this type are very easy to remove.

The deviation of the reference point to be touched on the workpiece in the horizontal plane is only one-dimensional in the form of any distance measure detected in relation to a target position. Usually with the determination of this dimension the Position of the reference point within the horizontal direction with sufficient accuracy detected, and it is a statistically reliable statement about the position of the reference point possible within or outside of a tolerance range. If necessary, about an angular scale and a vernier also indicate the angular position of the swivel body at the display of the maximum deviation can be detected, so that the actual Position of the reference point in cylinder coordinates is completely detectable. The test facility is, however, particularly simple, and the position of a workpiece reference point can be determined very precisely.

Appropriate refinements of the invention can be found in the subclaims can be removed. In addition, the invention is illustrated by means of one in the drawings Embodiment explained below; F i g. 1 A vertical section by a test device according to the invention and Figure 2 is an oblique view of the Device according to Fig. 1.