DE3734435A1 - Einstellmeister - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Einstellmeister, insbe­ sondere für wellenartige Werkstücke.

Unter einem Einstellmeister wird in der Fachsprache die maß­ genaue Nachbildung eines Werkstückes verstanden, mit welchem eine Meßeinrichtung, beispielsweise eine Mehrstellenmeßein­ richtung eingerichtet, justiert wird. Bei der Serienfertigung des Werkstückes werden aus dieser Serienproduktion einzelne Werkstücke entweder willkürlich oder nach einem bestimmten Prüfplan entnommen und in die Meßeinrichtung eingelegt, um so die Maßhaltigkeit des seriengefertigten Werkstückes zu prüfen.

Die maßgenaue Nachbildung eines Werkstückes, das als Einstell­ meister zu dienen hat, ist ein aufwendiger Arbeitsprozeß. Diesen Nachteil zu überwinden ist Aufgabe und Ziel der Erfindung, durch welche ein Einstellmeister für wellenartige Werkstücke ge­ schaffen werden soll, mit dem alle nur erdenklichen Formen eines solchen wellenartigen Werkstückes für die Einrichtung und Justie­ rung einer Meßeinrichtung baukastenartig nachgebaut werden kann. Gekennzeichnet ist nun die Erfindung durch einen über seine Länge einen konstanten Querschnitt, vorzugsweise einen Kreis­ querschnitt aufweisenden Tragholm mit stirnseitig angeordneten Bohrungen zur Aufnahme von Spannschrauben und auf dem Tragholm Büchsen aufgeschoben sind mit einer äußeren Längsnut, wobei der Innenquerschnitt der Büchsen korrespondierend zum Querschnitt des Tragholmes ausgebildet ist, und die Büchsen mittels der Spannschrauben axial und durch in die Nuten eingelegte Federn gegeneinander radial positioniert sind und ferner auf die Büchsen Distanzhülsen sowie Einstellscheiben aufgeschoben sind und die Distanzhülsen an ihrer Innenwandung eine achsparallele Nut und die Einstellscheiben in ihrer Nabenbohrung mindestens eine achs­ parallele Nut aufweisen und die Federn in diese Nuten eingreifen und Distanzhülsen und Einstellscheiben mit endseitig an den je­ weiligen Außenbüchsen aufgeschraubten, Zentrierbohrungen auf­ weisenden Spannschrauben in Axiallage fixiert sind.

Um die Erfindung zu veranschaulichen wird sie anhand der Zeichnung näher erläutert, die ein Ausführungsbeispiel der Erfindung zeigt. Es zeigt

Fig. 1 einen Längsschnitt durch einen Einstellmeister;

Fig. 2 einen Längsschnitt durch eine Buchse und

Fig. 3 deren Ansicht;

Fig. 4 einen Längsschnitt durch eine Distanzhülse und

Fig. 5 deren Ansicht;

Fig. 6 einen Längsschnitt durch eine Außenbüchse und

Fig. 7 deren Ansicht; die

Fig. 8 und 10 zwei Einstellscheiben in Ansicht und die

Fig. 9 und 11 den jeweilig dazugehörenden Querschnitt; die

Fig. 12 und 13 den Finger für die Radialpositionierung des Einstellmeisters gegenüber einer Meßeinrichtung in Ansicht und Seitensicht und

Fig. 14 ein wellenartiges Werkstück mit zwei zylindrischen Ab­ schnitten unterschiedlicher Durchmesser.

Fig. 1 veranschaulicht im Längsschnitt einen Einstellmeister gemäß der Erfindung. Dieser besitzt einen Tragholm 1 in Form eines kreiszylindrischen Schaftes vorgegebener Länge mit stirn­ seitigen Bohrungen 2, die hier koaxial mit der Achse des Trag­ holmes 1 liegen und die ein Innengewinde aufweisen. Auf diesen Tragholm 1 sind nun mehrere zylindrische Büchsen 4 aufgeschoben, deren Innenkontur der Außenkontur des Tragholmes 1 entspricht und die in den Fig. 2 und 3 im Längsschnitt und in Ansicht dar­ gestellt sind. Diese Büchsen 4 haben eine äußere achsparallele Längsnut 5. An den Enden des Tragholmes 1 sind Abschluß- oder Außen­ büchsen 11 vorgesehen (Fig. 6 und Fig. 7), die ebenfalls eine außenliegende Längsnut 5 besitzen und deren Innenbohrung 15 durch einen Absatz 16 abgesetzt ist, so daß hier zwei in Achs­ richtung aufeinanderfolgende Abschnitte mit unterschiedlichen Innendurchmessern vorliegen. Der Abschnitt mit dem größeren Innendurchmesser trägt ein Innengewinde 17.

An beiden Enden des Tragholmes 1 sind solche Abschluß- oder Außenbüchsen 11 vorgesehen. In die Gewinde der Bohrungen 2 sind an den Stirnseiten des Tragholmes 1 Spannschrauben 3 ein­ gedreht, die hier über Beilagscheiben 21 auf den Absatz der Außenbüchsen 11 einwirken und so die auf den Tragholm 1 auf­ geschobenen Büchsen 4 gegeneinander verspannen. Bevor diese Spannschrauben 3 festgezogen werden, werden die längsverlaufen­ den Außennuten 5 fluchtend ausgerichtet und in diese Außen­ nuten 5 Federn 14 eingelegt, wobei die Federn 14 hinsichtlich ihrer Länge und ihrer Anordnung so ausgewählt werden, daß die Stoßstelle 22 benachbarter Federn 14 gegenüber einer Stoß­ stelle 23 benachbart liegender Büchsen 4 axial versetzt sind. Dadurch sind alle Büchsen 4 gegeneinander radial positioniert. Die Federn 14 sind so hoch, daß sie die Büchsen 4 radial nach außen überragen, so daß hier eine längsverlaufende vorspringende Feder vorhanden ist.

Auf das in dieser Weise vorbereitete Bauelement werden nun die Distanzhülsen 6 und die Einstellscheiben 7 aufgeschoben und zwar in einer Reihenfolge und Anordnung, die dem auszumessenden Werk­ stück entspricht. Diese Teile sind mittels endseitig vorgesehenen Flanschen 24 und weiteren Spannschrauben 13 gegeneinander ver­ spannt. Die äußeren Spannschrauben 13 besitzen je eine kegel­ artige Zentrierbohrung 12, und sie sind in die Innengewinde der Außenbüchsen 11 eingedreht. Die Distanzhülsen 6 (Fig. 4 und Fig. 5), die sehr unterschiedliche Achslängen haben können, besitzen eine achsparallele innere Nut 8, in welche die Feder 14 eingreift.

Einstellschrauben 7 sind in den Fig. 8 und 10 in Ansicht und in den Fig. 9 und 11 im Querschnitt dargestellt. Diese Figuren zeigen Einstellscheiben 7 unterschiedlicher Ausbildung. Diese Einstell­ scheiben 7 weisen über ihren halben Umfang einen zu- bzw. ab­ nehmenden Radius R auf, wobei in Umfangsrichtung gesehen über gleiche Bogenlängen b Abschnitte mit jeweils konstanten Radien R _n vorliegen und die Radien R _n , R _{n -1}, R _{n -2} usf. aufeinanderfolgender Abschnitt b um jeweils denselben Betrag Δ r zu- bzw. abnehmen.

Zweckmäßig sind Abschnitte b gleicher Bogenlänge und gleicher Radien einander diametral zugeordnet. Bei der konkreten Aus­ gestaltung solcher Einstellscheiben 7 sind die einzelnen Ab­ schnitte b beziffert, so ist jeweils der entsprechende Radius bzw. Durchmesser angegeben. Beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 8 trägt der Abschnitt mit dem größten Radius bzw. dem größten Durchmesser beispielsweise die Maßziffer 35, der im Uhrzeigersinn nachfolgende Abschnitt, der um das Maß Δ r kleiner ist die Maß­ ziffer 34,5; der nächstfolgende Abschnitt die Maßziffer 34 usf., sofern Δ r = 0,5 mm.

Die Einstellscheibe nach den Fig. 10 und 11 unterscheidet sich von der beschriebenen nach Fig. 8 und 9 einerseits durch die Größe der Radien und zweitens durch die Größe der Bogenabschnitte b. Aus beiden Darstellungen ist erkennbar, daß die Anzahl der Nuten 9 in der Nabenbohrung 10 dieser Einstellscheiben 7 mindestens der Anzahl der Abschnitte mit unterschiedlichen Radien bzw. unter­ schiedlichen Durchmessern entspricht. Mit diesen Nuten 9 sind diese Einstellscheiben 7 radial positionierbar, wobei die An­ ordnung in der Praxis so gewählt wird, daß eine Durchmesserebene des Einstellmeisters, die deren Achse und die Feder 14 enthält, auch die Meßebene der Meßeinrichtung beinhaltet.

Da die Einstellscheiben 7 Abschnitte unterschiedlicher Radien bzw. Durchmesser aufweisen, muß der Einstellmeister gegenüber der ihn aufnehmenden Meßeinrichtung auch radial positionierbar sein. Zu diesem Zweck ist hier ein einseitig auskragender Finger 18 mit Anlageflächen 25 und seinem freien Ende vorgesehen (Fig. 11 und Fig. 13), der ebenfalls auf die Büchsen 4 aufgesteckt wird und der mittels der Nut 19 in seiner Bohrung 20 radial positioniert wird. Die Flanken 25 an den freien Enden des Fingers dienen als Anlageflächen gegenüber der Meßeinrichtung.

Die Meßeinrichtung, die hier nicht gezeigt ist, und die es zu justieren gilt, besitzt einander gegenüberliegende, fluchtend angeordnete Zentrierspitzen, die in die Bohrung 12 des Einstell­ meisters eingreifen. Mit dem Finger 18 wird der Einstellmeister gegenüber der Meßeinrichtung radial positioniert. Die Meß­ finger der Mehrstellenmeßeinrichtung prüfen bei einem wellen­ artigen Werkstück die Durchmesser der einzelnen Abschnitte und in Achsrichtung die Lage dieser Abschnitte bezüglich einer Bezugsebene, die quer und rechtwinkelig zur Achse des Werk­ stückes liegt.

Fig. 14 zeigt ein einfaches wellenförmiges Werkstück mit zwei Abschnitten unterschiedlicher Durchmesser (D; d), wobei die beiden Abschnitte unterschiedliche Längen haben (L ₁; L _2- L ₁). Die rechte Stirnseite dieses hier dargestellten Werkstückes gemäß Fig. 14 wird als Null- oder Bezugslinie betrachtet. Anhand der vorliegenden exakt bemaßten Werkstattzeichnung, die dieses Werkstück wiedergibt, wird der Einstellmeister eingerichtet. Dabei kann beispielsweise die eine Seite 26 des Fingers 18 als Maß- oder Bezugslinie angenommen werden. Im nach links anschlie­ ßenden Abschnitt L ₁ wird nun eine Einstellscheibe 7 eingefügt, die einen Durchmesserabschnitt b aufweist, der dem Sollmaß d des Werkstückes möglichst nahe kommt, wobei die Einstellscheibe 7 auf dem Tragholm 1 so angeordnet wird, daß dieser Abschnitt in der Meßebene der Meßeinrichtung liegt. Analog dazu gilt das­ selbe für eine zweite Einstellscheibe, die im Bereich L _2- L ₁ vor­ zusehen ist. Für die Prüfung der Maße L ₁ und L ₂ werden ebenfalls Einstellscheiben angeordnet. Obgleich für jeden Einstellmeister eine Vielzahl von Distanzhülsen 6 und Büchsen 4 vorliegt, die unterschiedliche Längen haben, können in den meisten Fällen die Maße L ₁ und L ₂ nicht direkt am Einstellmeister eingerichtet werden, sondern nur im Nahebereich. Die Mehrstellenmeßeinrichtungen, die bei modernen Meßanlagen elektronisch und computergesteuert arbeiten, werden auf die jeweilige Maßabweichung zum Einstell­ meister und den Sollmaßen des wellenartigen Werkstückes programmiert, so daß in der Folge die serienproduzierten Werkstücke geprüft werden, deren Maßabweichungen gegenüber dem Einstellmeister inner­ halb eines vorgegebenen, programmerfaßten Toleranzbereiches liegen müssen, sofern diese so gefertigten Werkstücke als qualitativ ein­ wandfrei anzusehen sind.

Aus dem Vorgesagten ist erkennbar, daß der Einstellmeister gemäß der Erfindung nicht das Werkstück als solches verkörpert und eine Reproduktion desselben darstellt, sondern vielmehr nur dessen Abmessungen bzw. dessen Maßabweichungen bezüglich der Meßeinrichtung verkörpert.

Ein Baukastensystem für einen solchen Einstellmeister enthält zahlreiche Einstellscheiben 7 unterschiedlicher Radien und eventuell unterschiedlicher Breiten, Distanzhülsen und Büchsen unterschiedlicher Länge sowie in der Regel ein oder zwei Trag­ holme 1. Diese Tragholme 1 können eventuell in ihrer Länge unterteilt sein, wobei die einzelnen Teilstücke endseitig Ge­ windebolzen bzw. Muttergewinde tragen, so daß diese Teile zu­ sammengeschraubt werden können. Bei diesem Tragholm 1 handelt es sich aber um ein herkömmliches, handelsübliches Werkstück in Stangenform mit kreisrundem Querschnitt und von einer solchen Stange können vom Benutzer des Einstellmeisters Stücke beliebiger Längen abgeschnitten werden, an welchen stirnseitig nur jeweils die Bohrungen 2 und das entsprechende Innengewinde dazu anzu­ fertigen sind. Im Gegensatz dazu handelt es sich bei den anderen Teilen um hochpräzise Teile mit qualitativ hochwertigen Ober­ flächen, die nur mit Hilfe spezieller Werkzeugmaschinen be­ arbeitet und hergestellt werden können.

Claims (10)

1. Einstellmeister, insbesondere für wellenartige Werkstücke, mit einem über seine Länge einen konstanten Querschnitt, vorzugsweise einen Kreisquerschnitt aufweisenden Tragholm, auf den Einstellscheiben und Distanzhülsen aufgeschoben sind, die über eine Spannvorrichtung in Axiallage fixiert sind, dadurch gekennzeichnet, daß auf den Tragholm (1) Büchsen (4) aufgeschoben sind, die mit einer äußeren Längs­ nut (5) versehen sind, daß der Innenquerschnitt der Büchsen (4) korrespondierend zum Querschnitt des Tragholms (1) aus­ gebildet ist, daß der Tragholm (1) mit stirnseitigen Bohrun­ gen (2) zur Aufnahme von Spannschrauben (3) versehen ist, daß die Büchsen (4) mittels der Spannschrauben (3) axial und durch in die Nuten (5) eingelegte Federn (14) gegeneinander radial positioniert sind und ferner die Distanzhülsen (6) und Einstellscheiben (7) auf die Büchsen (4) aufgeschoben sind, und daß die Distanzhülsen (6) an ihrer Innenwandung eine achsparallele Nut (8) und die Einstellscheiben (7) in ihrer Nabenbohrung (10) mindestens eine achsparallele Nut (9) aufweisen und die Federn (14) in diese Nuten (8, 9) ein­ greifen, und Distanzhülsen (6) und Einstellscheiben (7) mit endseitig in den jeweiligen Außenbüchsen (11) aufgeschraub­ ten, Zentrierbohrungen (12) aufweisenden Spannschrauben (13) in Axiallage fixiert sind.

2. Einstellmeister nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Innenbohrung (15) der Außenbüchsen (11) durch einen Ab­ satz (16) abgesetzt ist, so daß die Innenbohrung (15) zwei Abschnitte unterschiedlichen Durchmessers aufweist und der Abschnitt mit dem größeren Innendurchmesser ein Innengewinde (17) trägt.

3. Einstellmeister nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zentrierbohrung (12) der äußeren Spannschraube (13) als Kegelbohrung ausgebildet ist.

4. Einstellmeister nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einstellscheibe (7) über ihren halben Umfang einen zu- bzw. abnehmenden Radius aufweist, wobei in Umfangs­ richtung gesehen über gleiche Bogenlängen Abschnitte mit jeweils konstanten Radien vorliegen und die Radien aufein­ anderfolgenden Abschnitte um jeweils denselben Betrag zu- bzw. abnehmen.

5. Einstellmeister nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß Abschnitte gleicher Bogenlängen (b) und gleicher Radien (R _n ) einander diametral zugeordnet sind.

6. Einstellmeister nach einem der Ansprüche 1, 4 oder 5, da­ durch gekennzeichnet, daß die Anzahl der Nuten (9) in der Nabenbohrung (10) einer Einstellscheibe (7) mindestens der Anzahl der Abschnitte mit unterschiedlichen Radien (R _n ) ent­ spricht.

7. Einstellmeister nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zu seiner Radialpositionierung gegenüber einer ihn aufnehmen­ den Meßeinrichtung ein einseitig auskragender Finger (18) vorgesehen ist, der zum Aufschieben auf die Büchsen (4) eine Bohrung (20) mit einer Nut (19) aufweist.

8. Einstellmeister nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch ge­ kennzeichnet, daß bei funktionsgerechter Montage die Stoß­ stellen (22) benachbart liegender Federn (14) gegenüber den Stoßstellen (23) benachbart liegender Büchsen (4) versetzt sind.

9. Einstellmeister nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die axialen Längen sowohl der Büchsen (4) wie auch der Distanzhülsen (6), die einem Tragholm (1) zugeordnet sind, unterschiedlich groß sind.

10. Einstellmeister nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die radiale Auskragung des Fingers (18) größer ist, als der größte Durchmesser einer Einstellscheibe (7).