DE3537407A1

DE3537407A1 - Verfahren und vorrichtung zum messen der geradlinigkeit und planheit

Info

Publication number: DE3537407A1
Application number: DE19853537407
Authority: DE
Inventors: Fritz Karlskoga Eklund
Original assignee: Bofors AB
Current assignee: Saab Bofors AB
Priority date: 1984-10-19
Filing date: 1985-10-21
Publication date: 1986-04-24
Also published as: GB8525733D0; US4718173A; GB2165946A; CH667916A5; SE8405221L; SE8405221D0; SE443232B; GB2165946B

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Hochpräzisions-Geradlinigkeits- und Planheitsmessung über Objekte, die so groß sind, daß verfügbare Meßlineale die fragliche Meßstrecke nicht überdecken.

5 Derzeit sind relativ einfach bedienbare zuverlässige und genaue Meßinstrumente wie elektronische Wasserwaagen, Laser und Autokollimationssysteme usw. verfügbar, die vorteilhaft verwendet werden können für die Geradlinigkeits- und Planheitsmessung von großen Objekten sogar in Fabrikgebäuden, 10 aber es gibt große Nachteile bei diesen Vorrichtungen die als Bezugs- und Kontaktelemente zwischen dem Meßobjekt und dem zum Messen verwendeten Instrument verwendet werden, wenn die Objekte so groß sind, daß sie nicht durch verfügbare Meßlineale überdeckt werden.

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Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Lösung für dieses Problem zu schaffen durch Schaffung eines für diesen Zweck geeigneten Gerätes und einer entsprechend angepaßten Meßmethode.

Erfindungsgemäß wird das Meßinstrument oder seine Bezugsvorrichtung durch ein Meßlineal abgestützt, welches mit zwei Sockeln oder Kontaktelementen versehen* ist, die um einen vorbestimmten Abstand voneinander beabstandet sind, wobei der Abstand zwischen diesen Sockeln den Abstand zwischen aufeinanderfolgenden Meßpunkten des in Stufen durchgeführten Meßverfahrens definiert.

Das Meßlineal wird so in Stufen zwischen den Ablesungen bewegt, daß der zweite Sockel bei jeder Folgeablesung die Stellung des ersten Sockels der vorangegangenen Ablesung erreicht. Die Gesamtsumme der Ablesungen in einer Reihe liefert dann ein sehr gutes Bild der Geradlinigkeit der gemessenen Distanz und viele überschneidende Abstände geben ein gleichermaßen gutes Bild der Planheit einer Fläche. Um völlig verläßliche und reproduzierbare Werte zu liefern, ist es wesentlich für den Kontakt des Meßlineals gegen die betroffene Oberfläche, daß er in jedem Meßschritt identisch gleich ist. Das erfindungsgemäße Meßlineal ist deshalb mit zwei speziell ausgestalteten Sockeln versehen, von denen einer frei schwenkbar um eine Welle ist, welche senkrecht zur Längsrichtung des Meßlineals ist, während der andere um eine Kugelverbindung frei schwenkbar ist, d.h. in allen

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Richtungen. Da es um ein Präzisionsinstrument geht, müssen die betreffenden Bewegungen nicht eine bestimmte Gradanzahl überdecken. Andererseits sind die oben beschriebenen Einstellmöglichkeiten erforderlich.

In gleicher Weise müssen die Kontaktflächen der Sockel gegen die Meßobjekte so bearbeitet sein, daß sie den bestmöglichen Kontakt erzielen. Entsprechend einer Variante der Erfindung ist deshalb jede dieser Kontaktflächen als drei Ringsektoren gestaltet, die symmetrisch in ein und derselben Ebene angeordnet sind.

Die Erfindung wird durch die Patentansprüche definiert und wird im folgenden unter Bezugnahme auf die Figuren genauer beschreiben. Es zeigen :

Fig. 1 eine teilgeschnittene Seitenansicht eines Meßlineals, welches mit Kontaktelementen vom erfindungsgemäßen

Typ ausgestattet ist;

Fig. 2 eine Vertikalansicht des Lineals von Fig. 1;

Fig. 3 ein Detail der Bodenfläche auf den Kontaktelementen des Meßlineals und

Fig. 4, wie die Messung mit Hilfe des Lineals durchgeführt

wird.

Die in Fig. 1 gezeigte Vorrichtung besteht aus dem eigentlichen Lineal 1, an welchem ein Meßinstrument 2 mit einem freistehenden Bezugspunkt mit Hilfe von Bolzen 3, 4 befestigt ist. Das Meßinstrument kann z.B. eine elektronische Wasserwaage sein oder Reflektoren für Laser oder Autokollimatoren. Das Lineal 1 ist ferner mit zwei beweglichen Sockeln oder Kontaktelementen 5 und 6 versehen und mit zwei Skalen 7 und 8 für die Auswahl des erforderlichen Abstandes zwischen den Sockeln 5 und 6 für jeden spezifischen Fall.

Der Sockel 5 besteht aus einem Oberteil 9 und einem Unterteil 10. Zwischen den Abschnitten 9 und 10 ist eine Welle

angeordnet, die immer senkrecht zum Lineal 1 ausgerichtet ist, wobei die Welle in Lagern in de.n Teilen 9 und 10 getragen ist. Der Sockel 5 gewährleistet, daß die Welle 11, wenn das Lineal 1 verwendet wird, immer parallel zur zu messenden Fläche ist. Die Teile 9 und 10 können sich um die Welle frei um den Betrag drehen, der durch das Spiel 12 zwischen den Teilen erlaubt wird, welche mit Hilfe von federbelasteten Bolzen 13 und 14 (nur 13 in der Figur gezeigt) gegeneinander gehalten werden. Der Sockel 5 ist außerdem am Lineal 1 mit Hilfe der Bolzen 15, 16 befestigt.

Der zweite Sockel 6 besteht in entsprechender Weise aus einem Oberteil 17 und einem Unterteil 18. Die Teile sind aneinander gehalten durch federbelastete Bolzen 19, 20

(nur 19 in der Figur gezeigt) und der Oberteil 17 seinerseits ist am Lineal mit Hilfe von Bolzen 21, 22 befestigt. Die Teile 17 und 18 sind relativ zueinander frei beweglich um eine Kugel 23. Diese Beweglichkeit erstreckt sich in allen Richtungen soweit das Spiel 24 zwischen den Teilen es erlaubt.

Fig. 3 zeigt, wie bereits erwähnt, die Bodenflächen auf den Unterteilen 10 bzw. 18 des Sockels 5 und 6. Wie aus der Figur zu ersehen ist, hat die Kontaktfläche der Bodenflächen gegen die zu messende Fläche die Form von drei Ringsektoren 25, 26 und 27, die symmetrisch in ein und derselben Ebene angeordnet sind. Diese sind vorzugsweise aus sehr hartem Material hergestellt, welches zu einer sehr hohen Oberflächengüte geschliffen werden kann, z.B.

Sinterkarbid. Es kann auch angemessen sein, jede dieser Kontaktflächen in zwei oder mehrere Unterflächen zu teilen mit Hilfe einer Nut 28.

Fig. 4 zeigt schematisch, wie die Messung unter Benutzung des Lineals erfindungsgemäß durchgeführt wird. Die Fläche, entlang welcher die Messung durchgeführt werden soll, ist als 29 bezeichnet. Das Lineal 1 wird in einer ersten Stellung 30 plaziert und eine Instrumentenablesung wird durchgeführt. Das Lineal wird dann in eine zweite Stellung 31 bewegt für eine neue Ablesung, nach welcher es wiederum in die Position 32 bewegt wird usw..

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Die abgelesenen Werte liefern die Kurve 33, die strichpunktiert dargestellt ist, welche mit der geraden Linie verglichen werden kann. Die einstellbaren Sockel 5 und 6 des Lineals gewährleisten eine sehr hohe Reproduzierbarkeit zwischen verschiedenen Messungen entlang der gleichen Strecke, was sicherstellt, daß das Ergebnis sehr zuverlässig ist.

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Claims

Patentansprüche

1. Verfahren zum Durchführen einer Hochpräzisions-Geradlinigkeitsund -Planheitsmessung über Objekte, die so groß sind, daß verfügbare Meßlineale die aktuelle Meßstrecke nicht überdecken , dadurch gekennzeichnet, daß ein Meßlineal, welches auf zwei im Abstand voneinander angeordneten Sockeln gelagert ist, von denen einer frei einstellbar ist auf den gewünschten Winkel zur Meßrichtung, während der andere in alle Richtungen frei einstellbar ist, verwendet wird als Basis für ein Hochpräzisionsmeßinstrument, welches die Winkeleinstellung des Meßlineals bezüglich eines Bezugspunktes mißt, der vom betroffenen Meßobjekt völlig getrennt ist und in Bezug auf welchen der Meßvorgang in Stufen durchgeführt wird zwischen den zwei Meßpunkten,

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die durch die Sockel des Meßlineals definiert sind, und daß der zweite Meßpunkt der ersten Messung den ersten Meßpunkt in einer Folgemessung bildet.

2. Verfahren nach Anspruch 1 / dadurch g e k e η nzeichnet, daß als Meßinstrument eine elektronische Wasserwaage verwendet wird, die am Meßlineal befestigt ist und sich automatisch relativ zur Erdachse einstellt.

3. Vorrichtung zum Durchführen einer Geradlinigkeits- oder Planheitsmessung zwischen aufeinanderfolgenden Meßpunkten gemäß einem der Ansprüche 1 oder 2 , dadurch gekennzeichnet , daß sie besteht aus einem Meßlineal (1), das durch zwei einstellbare Sockel (5, 6) getragen wird, welche die Meßpunkte definieren, und von denen einer (5) auf unterschiedliche Winkel in die Meßrichtung um eine Welle (11) frei einstellbar ist, welche quer zum Lineal (1) angeordnet ist, während der andere in alle Richtungen um eine Kugelverbindung (23) frei einstellbar ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3 , dadurch g e -

kennzeichnet, daß das Lineal (1) mit einer Vorrichtung zum Befestigen eines Meßinstrumentes (2) bzw. mit einer Bezugsvorrichtung für dieses versehen ist.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 oder 4 , dadurch gekennzeichnet , daß die zwei Sockel (5, 6) des Lineals identisch ähnlich sind, wobei jeder gestaltet ist als drei Ringsektoren (25-27), die symmetrisch in ein und derselben Ebene angeordnet sind.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5 , dadurch gekennzeichnet , daß jeder Ringsektor in jedem der Sockel (5, 6) des Lineals in zwei Untersektoren aufgeteilt ist durch eine zentrale Radialnut (28).