DE376894C

DE376894C - Precision measuring device for determining the inner diameter of rotating bodies

Info

Publication number: DE376894C
Application number: DEZ12367D
Authority: DE
Original assignee: Carl Zeiss SMT GmbH
Current assignee: Carl Zeiss SMT GmbH
Priority date: 1921-06-05
Filing date: 1921-06-05
Publication date: 1924-04-30

Description

Feinmeßgerät zur Bestimmung der Innendurchmesser von Drehkörpern. Die genaue Bestimmung der Innendurchmesser von Drehkörpern bereitet bekanntlich wesentlich mehr Schwierigkeiten, als die Bestimmung von Außendurchmessern. Dies hat seine Ursache darin, daß Außendurchmesser sich ohne weiteres durch den Abstand zweier paralleler, ebener Flächen ergeben, zwischen denen die zu prüfende Drehfläche des Meßgegenstandes eingespannt wird, während die Bestimmung von Innenmaßen, die in der Regel mit Hilfe von zwei an die Meßfläche an gegenüberliegenden Punkten anzulegenden Taststiften erfolgt, besondere Vorkehrungen erfordert, damit die Messung nicht nur senkrecht zur Achse der Drehfläche, sondern auch genau in Richtung eines Durchmessers und nicht in Richtung einer Sehne erfolgt. Man hat aus diesem Grunde für Innendurchmesser Meßgeräte verwendet, bei denen die zu messende Drehfläche auf einem Breitenkreise durch drei Taststifte abgetastet wird, von denen einer beispielsweise mittels einer Mikrometerschraube einstellbar angeordnet ist. Solche Meßgeräte lassen jedoch nur einen verhältnismäßig kleinen Meßbereich zu und gestatten keine zuverlässige Überwachung des angewandten Meßdrucks. Die Erfindung bietet ein neues Meßgerät für Innendurchmesser, das für sehr genaue Messungen geeignet ist und das nicht nur die Bestimmung des gesuchten Durchmessers ermöglicht, sondern.zugleich auch Aufschluß gibt, wie weit die zu prüfende Fläche eine genaue Drehfläche ist. Es wird dazu. ein Meßgerät verwendet, das einen einstellbaren Taststift besitzt, der mit gleichbleibendem Drucke an die zu messende Fläche angelegt wird. Während nun bisher außer diesem einstellbaren Taststift auf der gegenüberliegenden Seite der zu messenden Innenfläche ein zweiter, meist fest angeordneter Taststift vorhanden war und damit die Durchmesserbestimmung auf die Messung des Abstandes der beiden Taststiftspitzen hinauslief, wird bei dem neuen Meßgerät ein anderer Gedanke verwertet. Man kann nämlich den zweiten, festen Taststift ganz entbehren, wenn man den Meßgegenstand während der Messung um die Achse der betreffenden Drehfläche dreht. Bei richtiger Einstellung darf während dieser Drehung der Taststift seine Stellung nicht verändern. Fällt die Achse, um die die Drehung erfolgt, jedoch nicht genau mit der Achse der betreffenden Fläche zusammen, so wird bei der Drehung des Meßgegenstandes der einstellbare Taststift, wenn er dauernd mit der Fläche in Berührung gehalten wird, eine Verschiebung erfahren müssen entsprechend der Exzentrizität beider Achsen. Man kann also durch entsprechende Verschiebung des Meßgegenstandes, vorausgesetzt, daß die zu prüfende Fläche eine genaue Drehfläche ist, es leicht dahin bringen; daß der einstellbare Taststift während der Drehung in Ruhe bleibt. Dann ist der Abstand der Tastspitze von der Drehachse ohne weiteres der gesuchte Halbmesser der betreffenden Drehfläche. Man baut also gemäß der Erfindung das Meßgerät derart, daß der Tisch, auf den der Meßgegenstand aufgebracht wird, um eine die Bewegungsbahn der Tastspitze ungefähr senkrecht schneidende Achse drehbar ist, und verbindet den Tisch mit einer Zentriervorrichtung, die die zu messende Drehfläche genau gleichachsig zur Drehachse des Tisches einzustellen gestattet. Ferner wird in üblicher Weise der bewegliche Taststift mit einer Meßvorrichtung verbunden, die seine jeweilige Entfernung von der Drehachse des Tisches genau zu bestimmen erlaubt. Dabei empfiehlt es sich, die für feine Messungen gebräuchliche Komparatoranordnung zu benutzen, d. h. das Meßorgan in der Verlängerung der Meßachse anzuordnen. Auch die Einhaltung des jeweils gewünschten, gleichbleibenden Meßdrucks, mit dem der Taststift an die zu messende Fläche angepreßt wird, kann in beliebiger, bekannter Meise erfolgen. Die Messung eines Innendurchmessers geschieht bei dieser Anordnung dadurch, daß man den Meßgegenstand nach dem Aufbringen und Festspannen auf dem Tisch in Drehung versetzt und dabei den Taststift an der zu messenden Fläche dauernd anliegen läßt. Zeigt sich hierbei, daß der Taststift in der Meßrichtung eine Bewegung ausführt, so wird der Meßgegenstand auf dem Tisch mit Hilfe der Zentriervorrichtung derart eingestellt, daß diese Verschiebung des Taststiftes während der Drehung des Tisches ausgeglichen ist, also der Taststift in Ruhe bleibt und damit die Achse der zu messenden Drehfläche genau mit der Drehachse desTisches zusammenfällt. Ist dies der Fall, so kann an der die Stellung des Taststiftes anzeigenden Meßskala der gesuchte Halbmesser abgelesen werden. Ist die zu messende Fläche keine genaue Drehfläche, so geben die zwischen den verschiedenen Stellen des Umfangs verbleibenden kleinen Bewegungen des Taststiftes unmittelbar die Größe der Abweichungen von der richtigen Form. Die Einhaltung des gleichbleibenden Meßdrucks gestaltet sich besonders einfach, wenn man in bekannter «'eise zwischen den Taststift und seinen in der Meßrichtung verschiebbaren Träger eine Feder von verhältnismäßig großer Länge schaltet, so daß die von der Feder auf den Tast-Stift ausgeübte Kraft innerhalb der in Frage kommenden, kleinen Bewegungen des Tast-Stiftes gegenüber seinem Träger als gleichbleibend gelten kann. Es können dann nämlich die Verschiebungen des Taststiftes gegenüber seinem Träger, sofern man sie bequem ablesbar 1i macht, unmittelbar als ein Teil des Meßergebnisses verwertet werden, so daß man beispielsweise an dem mit dem Träger des Taststiftes verbundenen Hauptmeßorgan nur die ganzen Einheiten der vorhandenen Teilung einstellt und abliest und die Untereinheiten durch die Verschiebungen des Taststiftes aus seiner Nullage mißt. Der Gedanke, einen zu untersuchenden Drehkörper während der Prüfung um seine Achse zu drehen, ist an sich nicht neu. Er ist bisher j edoch stets nur in der Weise verwertet worden, daß man mit Hilfe eines Fühlhebels, einer Meßuhr o. dgl. die Schlagfehler eines umlaufenden, z. B. in der Prehbank eingespannten Körpers oder die Abweichungen einer Drehfläche von der richtigen Form bestimmte. Er ist bisher nie dazu benutzt worden, die absolute Größe, d. h. die Durchmesser der zu prüfenden Flächen zu ermitteln.Precision measuring device for determining the inner diameter of rotating bodies. It is well known that the exact determination of the inner diameter of rotating bodies is a preparation considerably more difficulties than determining the outside diameter. this has its cause in the fact that the outer diameter is easily determined by the distance two parallel, flat surfaces, between which the rotating surface to be tested of the measurement object is clamped, while the determination of internal dimensions, the usually with the help of two to be applied to the measuring surface at opposite points Probe pens are made that require special precautions so that the measurement is not only perpendicular to the axis of the surface of rotation, but also precisely in the direction of a diameter and not in the direction of a tendon. For this reason one has for inner diameter Measuring devices used in which the surface of rotation to be measured is on a circle of latitude is scanned by three styluses, one of which, for example, by means of a Micrometer screw is arranged adjustable. However, such measuring devices can only allow a relatively small measuring range and do not allow reliable monitoring of the applied measuring pressure. The invention offers a new measuring device for inner diameter, which is suitable for very precise measurements and not only for determining the the diameter you are looking for, but also provides information on how far the surface to be tested is an exact turning surface. It becomes that. uses a measuring device, which has an adjustable stylus that adapts to the area to be measured is applied. While now so far except for this adjustable A second stylus on the opposite side of the inner surface to be measured, mostly a fixed stylus was present and thus the determination of the diameter came down to the measurement of the distance between the two stylus tips, is in the new measuring device exploited a different idea. You can choose the second, fixed one No need for a stylus if you move the object to be measured during the measurement The axis of the rotating surface in question rotates. If the setting is correct, during this rotation of the stylus does not change its position. The axis falls to that the rotation occurs, but not exactly with the axis of the surface in question together, when the object to be measured is rotated, the adjustable stylus, if it is kept in constant contact with the surface, experience a shift must correspond to the eccentricity of both axes. So you can through appropriate Displacement of the object to be measured, provided that the surface to be tested has a is exact turning surface, get it there easily; that the adjustable stylus during the rotation remains at rest. Then the distance between the stylus tip and the axis of rotation is without further ado, the desired radius of the surface of rotation in question. So you build according to the invention the measuring device in such a way that the table on which the object to be measured is applied to the trajectory of the probe tip approximately vertical cutting axis is rotatable, and connects the table with a centering device, to set the rotating surface to be measured exactly coaxial to the axis of rotation of the table allowed. Furthermore, the movable stylus with a measuring device is in the usual way connected, which is exactly its respective distance from the axis of rotation of the table determine allowed. It is advisable to use the one commonly used for fine measurements To use a comparator arrangement, d. H. the measuring element in the extension of the measuring axis to arrange. Compliance with the required, constant measuring pressure in each case, with which the stylus is pressed against the surface to be measured can be known titmouse. The measurement of an inside diameter takes place in this Arrangement by the fact that the object to be measured after application and clamping rotated on the table and the stylus on the surface to be measured can be applied continuously. If this shows that the stylus is in the measuring direction executes a movement, the object to be measured is placed on the table with the help of the centering device adjusted so that this displacement of the stylus during rotation of the Table is balanced, so the stylus remains at rest and thus the axis the rotating surface to be measured coincides exactly with the axis of rotation of the table. is if this is the case, the measuring scale indicating the position of the stylus can be used the radius searched for can be read. If the area to be measured is not an exact one Surface of rotation, so give the remaining between the different points of the circumference small movements of the stylus directly determine the size of the deviations from the correct shape. Compliance with the constant measuring pressure is particularly important simply, if one is familiar with between the stylus and its in the direction of measurement sliding carrier switches a spring of relatively great length, so that the force exerted by the spring on the stylus within the range in question, small movements of the stylus with respect to its wearer are considered to be constant can. It can then namely the displacements of the stylus compared to his Carrier, as long as it is made easy to read 1i, directly as part of the measurement result be recycled, so that you can, for example, at the one with the carrier of the stylus connected main measuring element only sets the entire units of the existing division and reads and the sub-units through the displacements of the stylus its zero position. The thought of a rotating body to be examined during the Rotating the test around its axis is not in itself new. So far, however, it has always been only been used in such a way that you can use a feeler lever, a dial gauge o. The like. The impact error of a circumferential, z. B. clamped in the Prehbank Body or the deviations of a surface of revolution from the correct form. It has never been used to measure the absolute size, i.e. H. the diameter of the areas to be tested.

Um den Nullpunkt für das verwendete Meßorgan genau festlegen und prüfe$ zu können, wäre es theoretisch erforderlich, den Taststift an einen Meßgegenstand vom Innendurchmesser Null anzulegen. Praktisch läßt sich dies natürlich nicht verwirklichen. Man kann aber diese Schwierigkeit in einfacher Weise umgehen, indem man das lleßorgan über den Nullpunkt hinaus so weit verlängert, daß man zur Eichung an Stelle des Durchmessers Null einen Außendurchmesser bestimmter Größe verwenden kann. Der Außendurchmesser eines Drehkörpers läßt sich bekanntlich mit großer Genauigkeit ermitteln, so daß er als zuverlässiger Ausgangswert für die Eichung eines Meßgeräts dienen kann. Man wird also demgemäß dem verwendeten Meßorgan und der zugehörigen Ableseskala, die die Entfernungen des Taststiftes von der Drehachse des Tisches anzeigt, eine solche Größe geben, daß eine Einstellung des Taststiftes über den dem Durchmesser Null entsprechenden Wert hinaus möglich ist, so daß man auch den Außendurchmesser eines zur Eichung dienenden Drehkörpers abtasten kann. Ist das Meßorgan selbst mit genügender Genauigkeit hergestellt, so ist damit naturgemäß auch der Nullpunkt des Meßgeräts zuverlässig festgelegt. Es steht auch nichts im Wege, jede einzelne Messung auf diese `'eise auf die Differenz zwischen einem Innenhalbmesser und einem zum Vergleich benutzten, genau bekannten Außenhalbmesser zurückzuführen.To precisely set the zero point for the measuring element used and check $ to be able to, it would theoretically be necessary to attach the stylus to an object to be measured to be applied from the inside diameter zero. In practice, of course, this cannot be achieved. One can, however, bypass this difficulty in a simple manner by removing the organ of omission extended beyond the zero point so far that the calibration is performed in place of the Zero diameter can use an outer diameter of a certain size. The outside diameter As is known, a rotating body can be determined with great accuracy, so that it can serve as a reliable starting value for the calibration of a measuring device. Man is therefore accordingly to the measuring element used and the associated reading scale, which indicates the distances of the stylus from the axis of rotation of the table, one such Size indicate that a setting of the stylus above the zero diameter corresponding value is also possible, so that one can also determine the outer diameter of a can scan rotating body serving for calibration. Is the measuring organ itself with sufficient If accuracy is established, the zero point of the measuring device is naturally also the same reliably established. Nothing stands in the way of every single measurement this `` 'ice on the difference between an inside radius and one for comparison used, exactly known outer radius.

Bei der Drehung des Meßgegenstandes um seine Achse gleitet der Taststift auf der zu messenden Drehfläche entlang. Dadurch wird die Taststiftspitze stärker abgenutzt als bei der sonst üblichen einfachen Berührung zwischen Taststift und Meßfläche, was eine häufigere Prüfung und Berichtigung des ':Gießgeräts bedingt. Für die meisten Messungen ist es indessen gar nicht erforderlich, daß der Taststift dem ganzen Umfang entlang auf der Meßfläche gleitet; es genügt in vielen Fällen, wenn man den Taststift nur an einigen Punkten des Umfangs zum Anliegen bringt und seine Stellung beobachtet. Es wird meist genügen, wenn man etwa vier oder sechs gleichmäßig auf den Umfang verteilte Stellen zur Messung benutzt. Es empfiehlt sich daher, das Meßgerät mit einer Vorrichtung zu verbinden, die beim Drehen des Tisches den Taststift zeitweilig von der Meßfläche selbsttätig abhebt und ihn nur an bestimmten Stellen des Umfangs- anliegen läßt. Dadurch ist in einfacher `'eise eine zu starke Abnutzung der Taststiftspitze verhindert.When the object to be measured rotates about its axis, the stylus slides along the rotating surface to be measured. This makes the stylus tip stronger more worn than the usual simple touch between stylus and Measuring surface, which requires a more frequent examination and correction of the ': casting device. For most measurements, however, it is not necessary that the stylus slides along the entire circumference on the measuring surface; in many cases it is sufficient if you only bring the stylus to a few points on the circumference and observed his position. It will usually be enough if you have about four or six Places evenly distributed around the circumference are used for measurement. It is advisable therefore, to connect the measuring device to a device that when rotating the Table the stylus temporarily lifts off the measuring surface automatically and only on certain Places of the circumference can be applied. As a result, it is simply too strong Prevents wear of the stylus tip.

Die Messung von Innendurchmessern bedingt, daß der einstellbare Taststift von außen her über die Stirnfläche des betreffenden Meßgegenstandes hinweg mehr oder weniger tief in den zu messenden Hohlraum hineinragen muß. Es kann infolgedessen im allgemeinen nicht, wie es für den Aufbau des Geräts am günstigsten wäre und wie es beiAußenmeßgeräten fast immer geschieht, die Führung des beweglichen Taststiftes in der Meßachse selbst erfolgen, sondern man ist meist genötigt, die Führungsachse des Taststiftes um einen bestimmten, durch den Zweck des Meßgeräts gegebenen Betrag gegenüber der Meßachse seitlich verschoben anzuordnen. Der Taststiftkörper erhält also eine abgewinkelte Form, die leicht Verbiegungen verursacht und .dadurch die erzielbare Genauigkeit herabsetzt. Wesentlich verstärkt wird dieser Nachteil beim vorliegenden Meßgerät dadurch, daß beim Drehen des Meßgegenstandes infolge der Reibung am Taststift ein Drehmoment auf den Träger des Taststiftes ausgeübt wird. Diese Übelstände kann man so gut wie ganz beseitigen, wenn man den Taststift am Ende eines Hebels anbringt, der an einem in der Meßrichtung verschiebbaren Schlitten derart gelagert ist, daß der für die Messung benutzte Ausschlag des Taststiftes praktisch in die Meßachse fällt. Es wird also die sonst meist übliche Parallelführung des Taststiftes ersetzt durch eine Drehbewegung desselben um die Drehachse des Hebels, so daß die Genauigkeit der Führung mit der Länge des Hebels zunimmt. Man kann diesen Hebel ohne Schwierigkeit so ausbilden und lagern, daß das beim Drehen des Tisches ausgeübte Moment die Genauigkeit der Messung nicht beeinflußt. Läßt man bei dieser Anordnung den Taststift durch eine gleichbleibende Kraft an die Meßfläche andrücken, so kann der Ausschlag des Hebels gegenüber dem Schlitten wiederum zur Ablesung der Untereinheiten des Meßergebnisses benutzt werden.The measurement of inside diameters requires that the adjustable stylus from the outside over the end face of the object to be measured in question or must protrude less deep into the cavity to be measured. It can as a result generally not how it would be most favorable for the construction of the device and how it almost always happens with external measuring devices, the guidance of the movable stylus take place in the measuring axis itself, but one is usually required to use the guide axis of the stylus by a certain amount given by the purpose of the measuring device to be arranged laterally shifted relative to the measuring axis. The stylus body receives So an angled shape that easily causes bending and .due to that the reduces the achievable accuracy. This disadvantage is significantly increased when present measuring device in that when rotating the object to be measured due to the friction a torque is exerted on the support of the stylus at the stylus. These Bad problems can be almost completely eliminated if you use the stylus at the end of a Mounts lever on a slide displaceable in the measuring direction in such a way is stored that the deflection of the stylus used for the measurement is practical falls into the measuring axis. So it is the usually usual parallel operation of the The stylus is replaced by a rotary movement of the same around the axis of rotation of the lever, so that the accuracy of the guide increases with the length of the lever. You can do this Train and store levers without difficulty in such a way that this occurs when the table is turned exerted moment does not affect the accuracy of the measurement. If you leave this one Arrangement press the stylus against the measuring surface with a constant force, so the deflection of the lever in relation to the slide can be used to read off the Sub-units of the measurement result are used.

Die Zeichnung veranschaulicht ein Aus-Führungsbeispiel eines der Erfindung entsprechenden Meßgeräts. Als Meßorgan dient bei diesem Gerät ein fest angeordneter, genau geteilter Maßstab in Verbindung mit einem Ablesemikroskop, das auf einem in der Meßrichtung verschiebbaren Schlitten angebracht ist. Die Prüfung des Meßdrucks erfolgt auf optischem Wege durch einen mit dem Tastorgan gekuppelten, drehbaren Spiegel und ein damit zusammenwirkendes Autokollimationsfernrohr, das mit dem Ablesemikroskop so zusammengebaut ist, daß beide Ablesungen im gleichen Okulargesichtsfeld erfolgen. Für die Erfindung unwesentliche Einzelheiten sind weggelassen. Abb. i zeigt einen Längsschnitt durch das ganze Gerät, Abb. 2 einen Querschnitt nach der Linie z-2 der Abb. i.The drawing illustrates an exemplary embodiment of one of the invention corresponding measuring device. A permanently arranged, precisely divided scale in connection with a reading microscope, which is mounted on an in the measuring direction displaceable slide is attached. The test of the measuring pressure takes place optically through a rotatable one coupled to the tactile element Mirror and a cooperating autocollimation telescope that connects to the reading microscope is assembled so that both readings are in the same eyepiece field of view. Details that are not essential for the invention are omitted. Fig. I shows one Longitudinal section through the entire device, Fig. 2 a cross section along the line z-2 of fig. i.

Das Gerät besteht im wesentlichen aus zwei, auf einer gemeinsamen Grundplatte a nebeneinander angeordneten Teilen, nämlich einerseits dem drehbaren, mit einer Zentriervorrichtung ausgestatteten Tisch, auf den der zu messende Gegenstand (in Abb. i ein gestrichelt angedeu! et ter Ring b) aufgelegt und festgespannt wird, und anderseits der eigentlichen Meßvorrichtung mit einem das Tastorgan tragenden Meßschlitten, der in der Meßrichtung gegenüber dem Tisch verschiebbar ist. Der drehbare Tisch, der in Abb. i auf der linken Seite dargestellt ist, besitzt eine lotrecht angeordnete, konische Achse a, die in die Grundplatte a fest eingesetzt ist. Auf dieser Achse c sitzt drehbar eine Hülse d, mit der ein Kegelrad dl fest verbunden ist. In das Kegelrad dl greift ein am linken Ende einer wagerechten Welle e befindliches Kegelrad e1, dessen Zähnezahl ein Viertel derjenigen des Kegelrades dl beträgt. Die der Grundplatte a entlang liegende Welle e trägt an ihrem rechten Ende eine Kurbelscheibe e2 mit Kurbel e3 und kann dadurch von Hand gedreht werden. Auf der drehbaren Hülse d sitzt eine in der Höhenrichtung von Hand einstellbare Scheibe f, die durch Anziehen einer Klemmschraube f l fest mit der Hülse d verbunden werden kann. Die Scheibe f besitzt auf der oberen Seite einen verstärkten Rand, auf dem eine Scheibe g mit nach unten vorstehendem Ansatz g1 ruht. Die Scheibe g ist gegenüber der Scheibe f in achsialer Richtung durch einen darüber greifenden, mit der Scheibe f verschraubten Ring f 2 geführt, in radialer Richtung besitzt sie jedoch etwas Spielraum und kann somit senkrecht zur Achse innerhalb kleiner Grenzen verstellt werden. Die Einstellung erfolgt durch zwei mit geraubten Knöpfen f 3 versehene Schrauben f4, die auf den vorstehenden Ansatz g1 drücken und mit -je einer Gegenfeder f 5 zusammenwirken. In Abb. i ist nur eine der beiden Schrauben f 4 sichtbar, die zweite samt ihrer Gegenfeder ist in Richtung des zur Zeichenebene senkrechten Durchmessers angeordnet zu denken, so daß durch Betätigung der beiden Schrauben f4 die Scheibe g gegenüber der Scheibe f in radialer Richtung genau eingestellt werden kann. Mit der Scheibe g ist eine die eigentliche Tischplatte bildendeScheibela verschraubt, auf die der zu messende Gegenstand b aufgelegt wird. Die ungefähre Zentrierung und Festspannung des Meßgegenstandes erfolgt nach Art eines Spannfutters durch drei Klötze Al, die in radialen Schlitzen h2 der Scheibe A gleiten und mit je einem Ansatz A3 in eine Spiralnut A4 einer zwischen den beiden Scheiben g und h befindlichen Scheibe h5 eingreifen. Die Scheibe A5 besitzt am Rande kleine Handgriffe hs, so daß sie bequem von Hand gedreht und damit die Klötze lal an den Meßgegenstand angedrückt werden können. Für die Einstellung des Tisches in der Höhenrichtung kann erforderlichenfalls eine besondere Feineinstellung vorgesehen werden.The device essentially consists of two parts arranged side by side on a common base plate a, namely on the one hand the rotatable table equipped with a centering device on which the object to be measured (in Fig. 1 a ring b indicated by dashed lines) is placed and is clamped, and on the other hand the actual measuring device with a measuring slide which carries the feeler element and which is displaceable in the measuring direction relative to the table. The rotatable table, which is shown in Fig. I on the left side, has a vertically arranged, conical axis a, which is firmly inserted into the base plate a. A sleeve d, to which a bevel gear dl is firmly connected, is seated rotatably on this axis c. A bevel gear e1 located at the left end of a horizontal shaft e engages in the bevel gear dl, the number of teeth of which is a quarter of that of the bevel gear dl. The shaft e lying along the base plate a carries at its right end a crank disk e2 with crank e3 and can thereby be rotated by hand. On the rotatable sleeve d sits a manually adjustable disc f in the height direction, which can be firmly connected to the sleeve d by tightening a clamping screw fl. The disk f has a reinforced edge on the upper side, on which a disk g rests with a downwardly protruding shoulder g1. The disk g is guided in the axial direction with respect to the disk f by a ring f 2 that extends over it and is screwed to the disk f , but it has some leeway in the radial direction and can thus be adjusted perpendicular to the axis within small limits. The adjustment is carried out by two screws f4 provided with robbed buttons f 3 , which press on the protruding projection g1 and interact with a counter spring f 5 each. In Fig. I only one of the two screws f 4 is visible, the second together with its counter-spring is to be thought of as being arranged in the direction of the diameter perpendicular to the plane of the drawing, so that by actuating the two screws f4 the disk g is exactly in the radial direction with respect to the disk f can be adjusted. A disk la forming the actual table top is screwed to the disk g, on which the object b to be measured is placed. The approximate centering and clamping of the object to be measured is carried out in the manner of a chuck by three blocks Al, which slide in radial slots h2 of disk A and each engage with a shoulder A3 in a spiral groove A4 of a disk h5 located between the two disks g and h. The disc A5 has small handles hs on the edge so that it can be easily turned by hand and thus the blocks can be pressed against the object to be measured. If necessary, a special fine adjustment can be provided for the adjustment of the table in the vertical direction.

Auf der rechten Seite der Grundplatte a (Abb. i) befindet sich die eigentliche Meßeinrichtung. Auf die Grundplatte cc ist ein kastenförmiger Gehäuseteil i aufgeschraubt, der auf seiner oberen Seite das Führungsbett für einen in der Meßrichtung verschiebbaren Schlitten k bildet. Etwa in der Mitte der oberen Seite besitzt der Gehäuseteil i eine fest eingesetzte Glasplatte il, auf der parallel zur Verschiebungsrichtung des Schlittens k die zur llessüng dienende Maßstabteilung angebracht ist. Die Beleuchtung der Teilung erfolgt von unten durch eine seitliche Öffnung i2 des Gehäuses i hindurch mittels eines Spiegels 1. Der verschiebbare Schlitten k, im folgenden als Meßschlitten bezeichnet, trägt das zur Ablesung der Maßstabteilung dienende Mikroskop, sowie das Tastorgan samt den dazu gehörigen Teilen. Er kann eingestellt werden mit Hilfe einer Schraube na, die im Gehäuseteil i unverschiebbar gelagert ist und in einen Ansatz k1 des Meßschlittens k eingreift. Die Drehung der Schraube na erfolgt von Hand durch eine aufgesetzte Kurbel ml, die gegebenenfalls noch mit einer Feineinstellvorrichtung verbunden sein kann. Der Meßschlitten k, besitzt einen seitlichen, über den drehbaren Tisch des Meßgeräts reichenden Arm k'=, an dem ein Tasthebel ii aufgehängt ist. An seinem unteren, nahe an den Tisch reichenden Ende trägt der Tasthebel n eine abgerundete Spitze n1, die die eigentliche Tastspitze darstellt und an die jeweils zu messende Innenfläche angelegt wird. Der Tasthebel n ist dabei gegenüber dem Tisch so angeordnet, daß die Tastspitze iil stets in einer durch die Tischdrehachse gehenden Ebene ausschlägt. Ferner befindet sich die Tastspitze bei ihrer Nullstellung in der die 3laßstabteilung der Glasplatte i1 enthaltenden Ebene. L m das beim Drehen des Tisches durch die Reibung am Meßgegenstande b auf den Tasthebel )i ausgeübte Drehmoment unschädlich zu machen, besitzt der Tasthebel n eine verhältnismäßig lange Nabe n2, die zwischen einstellbaren Spitzschrauben n3 gelagert ist. Durch eine zwischen dem Tasthebel n und dem Meßschlitten k gespannte Feder o wird der Tasthebel -n stets mit ungefähr gleichbleibender Kraft an die zu messende Fläche angedrückt. Der Tastllebel yi ist ferner durch eine Verbindungsstange p1 und eine parallel zur Meßrichtung geführte Stange P gelenkig mit einem verstellbaren, am Meßschlitten k gelagerten Spiegel q verbunden, der durch die Bewegungen des Tasthebels gegenüber dem Schlitten k Drehungen um einen am Schlitten k fest angeordneten Zapfen q1 erfährt. Die Stange p ist in einer an den Meßschlitten k angeschraubten Büchse y geführt, die zugleich mittels eines auf der Stange p angeordneten Bundes p2 den Hub der Stange p und damit den Ausschlag des Tasthebels n auf das erforderliche geringe Maß begrenzt. Der drehbare Spiegel q wirkt zusammen mit einem gleichfalls mit dem Meßschlitten k verbundenen Autokollimationsfernrohr, dessen Objektiv mit s und dessen Okular mit t bezeichnet ist. Die Strahlen werden dabei hinter dem Objektiv s zuerst durch ein rhombisches Spiegelprisma s1 etwas nach oben versetzt und sodann durch ein einfaches Spiegelprisma s2 in das lotrecht angeordnete Okular t geleitet. Vor dem Okular t befindet sich eine planparallele Glasplatte u, die auf ihrer hinteren, mit der Okularbrennebene zusammenfallenden Fläche die für Autokollimationsfernrohre erforderliche Skala samt Zeiger trägt. Die Beleuchtung der Skala erfolgt in üblicher Weise von der Seite her durch ein Spiegelprisma ul, das die Skala selbst für einen in das Okular blickenden Beobachter verdeckt, so daß nur der Zeiger und das vom Spiegel q zurückgeworfene Bild der Skala sichtbar sind. Das Okular t dient außerdem gleichzeitig als Okular für das Ablesemikroskop der Maßstabteilung. Das zugehörige, mit v bezeichnete Mikroskopobjektiv ist über der die Teilung tragenden Glasplatte il an einer Zwischenwand k3 des Meßschlittens k befestigt. Um die aus dem Mikroskopobjektiv v austretenden Strahlen durch das Spiegelprisma s2 des Autokollimationsfernrohrs hindurch zu leiten, ist auf die Hypotenusenfläche des Prismas $2 ein zweites, kleineres Prisma w aufgekittet, so daß für die das Mikroskop durchsetzenden Strahlen die beiden Prismen s2 und w zusammen als planparallele Platte wirken. Ferner ist noch eineF_inrichtung vorhanden, die bei Drehen des Tisches den Taststift n1 selbsttätig von der Meßfläche etwas abhebt und ihn nur an vier, um je go ° auseinanderliegenden Stellen des Umfangs zum Anliegen bringt. Zu diesem Zwecke besitzt die zum Antrieb des Tisches dienende Kurbelscheibe e2 einen Einschnitt e4, der mit einem unter Federdruck stehenden, in der Wandung des Gehäuseteils i verschiebbaren Stift x zusammenwirkt. Der Stift x gleitet beim Drehen der Kurbelscheibe e2 im allgemeinen auf der glatten, dem i Stift zugewandten Fläche, springt jedoch an der Stelle des Einschnitts e4 infolge der Federwirkung etwas vor. Die dadurch erzeugte hin und her gehende Bewegung des Stiftes x wird durch einen Bowdenzug y, der von dem festen Unter- , teil i aus auf den Meßschlitten k geleitet ist, auf einen zweiten, in einer Bohrung r1 der Büchse r befindlichen Stift z übertragen, der gegenüber dem Bund p2 der Stange p so angeordnet ist, daß der Tasthebel n innerhalb des gegebenen i Spielraums sich nur bewegen kann, wenn der Stift x in die Aussparung e4 der Scheibe e2 eingeschnappt ist. Da die Kegelräder e1 und dl eine Übersetzung von i : q. besitzen, gelangt somit der Tasthebel 7a nur an vier Stellen des Umfangs zum Anliegen, während er bei den dazwischenliegenden Drehbewegungen des Tisches durch den Stift z abgehoben bleibt.The actual measuring device is located on the right-hand side of the base plate a (Fig. I). A box-shaped housing part i is screwed onto the base plate cc and, on its upper side, forms the guide bed for a slide k displaceable in the measuring direction. Approximately in the middle of the upper side, the housing part i has a permanently inserted glass plate il, on which the scale graduation serving for llessüng is attached parallel to the direction of displacement of the carriage k. The graduation is illuminated from below through a lateral opening i2 of the housing i by means of a mirror 1. The displaceable slide k, hereinafter referred to as the measuring slide, carries the microscope used to read the scale graduation, as well as the tactile element and its associated parts. It can be adjusted with the aid of a screw na, which is immovably mounted in the housing part i and engages in an attachment k1 of the measuring slide k. The screw na is turned by hand using an attached crank ml which, if necessary, can also be connected to a fine adjustment device. The measuring slide k has a lateral arm k '= extending over the rotating table of the measuring device, on which a feeler lever ii is suspended. At its lower end, which extends close to the table, the feeler lever n has a rounded tip n1, which represents the actual feeler tip and is applied to the inner surface to be measured. The feeler lever n is arranged opposite the table in such a way that the feeler tip iil always deflects in a plane passing through the axis of rotation of the table. Furthermore, the probe tip is in its zero position in the plane containing the 3-bar division of the glass plate i1. To make the torque exerted by the friction on the measuring objects b on the feeler lever) i harmless when the table is rotated, the feeler lever n has a relatively long hub n2, which is mounted between adjustable pointed screws n3. By means of a spring o tensioned between the feeler lever n and the measuring slide k, the feeler lever -n is always pressed against the surface to be measured with an approximately constant force. The tactile lever yi is also articulated by a connecting rod p1 and a rod P guided parallel to the measuring direction to an adjustable mirror q mounted on the measuring slide k, which rotates around a pin q1 fixed on the slide k by the movements of the scanning lever relative to the slide k learns. The rod p is guided in a sleeve y screwed to the measuring slide k, which at the same time limits the stroke of the rod p and thus the deflection of the feeler lever n to the required small amount by means of a collar p2 arranged on the rod p. The rotatable mirror q works together with an autocollimation telescope, which is also connected to the measuring slide k and whose objective is denoted by s and whose eyepiece is denoted by t. The rays are first shifted slightly upwards behind the objective s by a rhombic mirror prism s1 and then passed through a simple mirror prism s2 into the vertically arranged eyepiece t . In front of the eyepiece t there is a plane-parallel glass plate u which, on its rear surface that coincides with the focal plane of the eyepiece, carries the scale and pointer required for autocollimation telescopes. The scale is illuminated in the usual way from the side by a mirror prism ul which covers the scale even from an observer looking into the eyepiece, so that only the pointer and the image of the scale reflected by the mirror q are visible. The eyepiece t also serves as an eyepiece for the reading microscope of the scale graduation. The associated microscope objective, denoted by v, is attached to an intermediate wall k3 of the measuring slide k above the glass plate il carrying the graduation. In order to guide the rays emerging from the microscope objective v through the mirror prism s2 of the autocollimation telescope, a second, smaller prism w is cemented onto the hypotenuse surface of the prism $ 2, so that the two prisms s2 and w together as plane-parallel for the rays penetrating the microscope Plate work. There is also a device that automatically lifts the stylus n1 from the measuring surface when the table is rotated and only brings it to rest at four points on the circumference, each go ° apart. For this purpose, the crank disk e2 which is used to drive the table has an incision e4 which interacts with a pin x which is under spring pressure and which is displaceable in the wall of the housing part i. When the crank disk e2 is rotated, the pin x generally slides on the smooth surface facing the i pin, but protrudes slightly at the point of the incision e4 as a result of the spring action. The resulting back and forth movement of the pin x is transmitted by a Bowden cable y, which is guided from the fixed lower part i to the measuring slide k , to a second pin z located in a bore r1 of the sleeve r, which is arranged opposite the collar p2 of the rod p so that the feeler lever n can only move within the given space if the pin x is snapped into the recess e4 of the disc e2. Since the bevel gears e1 and dl have a ratio of i: q. possess, the feeler lever 7a thus comes to rest only at four points on the circumference, while it remains lifted by the pin z during the rotational movements of the table in between.

Die Handhabung des Geräts gestaltet sich folgendermaßen. Der zu messende Gegenstand wird bei herabgesenktem Tisch auf denselben aufgelegt und durch Drehen der Scheibe h5 mittels der Handgriffe h6 ungefähr zentriert und festgespannt. Sodann wird nach Lösen der Klemmschraube f 1 der Tisch so weit gehoben, daß der auszumessende Breitenkreis des Meßgegenstandes b in die Höhe der Tastspitze n1 gelangt. Hierauf wird der Meßschlitten k aus seiner Nullstellung heraus durch Drehen der Kurbel ml so weit nach rechts verschoben, bis der Taststift n1 am Meßgegenstand anliegt. Es ist dabei vorausgesetzt, daß die Kurbelscheibe e2 und damit die Stifte x und z die in Abb. i gezeichnete Stellung besitzen, der Tasthebel n sich also innerhalb des gegebenen Hubes frei bewegen kann. Sobald daher die Tastspitze n1 den Meßgegenstand b berührt, fängt bei einer weiteren Verschiebung des Meßschlittens k die Skala des Autokollimationsfernrohrs im Gesichtsfelde des Beobachters an zu wandern. Man stellt nun zweckmäßigerweise den Meßschlitten k so ein, daß der Tasthebel nach beiden Seiten ungefähr gleich weit ausschlagen kann. Nunmehr wird durch Drehen der Kurbel e3 die Zentrierung des Meßgegenstandes geprüft, indem man bei jedem Einschnappen des Stiftes x in den Einschnitt e4 nachsieht, ob die Skala des Autokollimationsfernrohrs ihre Lage verändert hat. Zeigen sich hierbei Abweichungen von der ursprünglichen Lage, so ist der Meßgegenstand nicht gleichachsig mit der Tischdrehachse aufgespannt. Man verschiebt also den Meßgegenstand senkrecht zur Tischachse durch Drehen der beiden Schrauben f 3 so lange, bis diese Lagenänderungen ausgeglichen sind, und die Skala des Autokollimationsfernrohrs bei vier aufeinanderfolgenden Drehungen der Kurbel e3 stets die gleiche Lage behält. Ist dies der Fall, so ist die Gewähr gegeben, daß die Achse der auszumessenden Drehfläche mit der Drehachse des Tisches zusammenfällt, und man kann dengesuchten Halbmesser aus der Stellung des Meßschlittens entnehmen, indem man beispielsweise die Skala des Autokollimationsfernrohrs auf ihre Mittellage bringt und sodann an der Maßstabteilung der Plätte il den gesuchten Wert abliest. Man könnte auch umgekehrt an der Maßstabteilung der Platte il auf den nächstliegenden Teilstrich einstellen und die zugehörigen Untereinheiten des gesuchten M'ertes an der Skala des Autokollimationsfernrohrs ablesen.The handling of the device is as follows. The object to be measured is placed on the lowered table and roughly centered and clamped by turning the disc h5 using the handles h6. Then, after loosening the clamping screw f 1, the table is raised so far that the latitude of the object to be measured b reaches the height of the probe tip n1. The measuring slide k is then shifted from its zero position by turning the crank ml so far to the right until the stylus n1 is in contact with the object to be measured. It is assumed that the crank disk e2 and thus the pins x and z are in the position shown in Fig. I, so that the feeler lever n can move freely within the given stroke. As soon as the probe tip n1 touches the object to be measured b, the scale of the autocollimation telescope in the field of view of the observer begins to move with a further displacement of the measuring slide k. It is now expedient to set the measuring slide k so that the feeler lever can deflect approximately equally on both sides. The centering of the object to be measured is now checked by turning the crank e3 by checking each time the pin x snaps into the incision e4 whether the scale of the autocollimation telescope has changed its position. If there are deviations from the original position, the object to be measured is not clamped coaxially with the table axis of rotation. The object to be measured is moved perpendicular to the table axis by turning the two screws f 3 until these changes in position are balanced out and the scale of the autocollimation telescope always remains in the same position with four successive turns of the crank e3. If this is the case, then the guarantee is given that the axis of the rotating surface to be measured coincides with the axis of rotation of the table, and the desired radius can be taken from the position of the measuring slide by, for example, bringing the scale of the autocollimation telescope to its central position and then attaching it the scale division of the plate il reads the value sought. Conversely, one could also set the scale division of the plate il to the nearest graduation and read off the associated subunits of the desired value on the scale of the autocollimation telescope.

Um den Nullpunkt der Maßstabteilung festlegen und prüfen zu können, verwendet -man einen Lehrbolzen von genau bekanntem Durchmesser und spannt diesen in derselben Weise wie den Meßgegenstand b auf dem Tische ein. Der Tasthebel n wird dabei über die Nullage des Geräts hinaus verschoben und an die dem Meßschlitten abgewandte Seite des Lehrbolzens angelegt, so daß man die Außenfläche des Lehrbolzens unter Drehen des Tisches ebenso abtasten kann, wie eine Innenfläche. Die einzelnen Teile des Geräts sind sämtlich so bemessen, daß eine solche Einstellug über den Nullpunkt hinaus bis auf den Betrag des Lehrbolzenhalbmessers möglich ist. -Hat man den Lehrbolzen auf die beschriebene Weise genau eingestellt, so ist damit durch die zugehörige Stellung des Meßschlittens auch der Nullpunkt der Maßstabteilung festgelegt.In order to be able to determine and check the zero point of the scale graduation, Use a gauge bolt of exactly known diameter and tighten it in the same way as the measurement object b on the table. The tactile lever n is thereby shifted beyond the zero position of the device and to the measuring slide The opposite side of the bolt is applied so that you can see the outer surface of the bolt can also scan while rotating the table, as well as an inner surface. The single ones Parts of the device are all dimensioned so that such a setting via the Zero point is also possible up to the amount of the gauge bolt radius. -Has if you set the gauge bolt exactly in the manner described, you are done with it the associated position of the measuring slide is also the zero point of the scale division set.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Precision measuring device for determining the inside diameter of rotating bodies in which an adjustable stylus with constant pressure is applied to the inner surface to be measured, characterized in that the table, on which the object to be measured is applied to the trajectory of the stylus tip approximately perpendicular cutting axis is rotatable and has a centering device, to set the rotating surface to be measured exactly coaxial to the axis of rotation of the table allowed.

2. Precision measuring device according to claim i, characterized in that the the Displacement of the stylus indicating measuring element a setting of the stylus beyond the position corresponding to the diameter zero, so that the Outside diameter of a rotating body used for calibration can be scanned.

3. Precision measuring device according to claim i, characterized by a device which when Turning the table temporarily lifts the stylus automatically from the measuring surface and lets it rest only at certain points on the circumference. q .. precision measuring device after Claim i, characterized in that the stylus is attached to the end of a lever which is mounted on a slide displaceable in the measuring direction in such a way that that the deflection of the stylus used for the measurement is practically in the measuring axis falls.