DE3922411C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Messen des Durchmes­ sers eines Ringes nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1, wie sie aus der DE 31 24 357 A1 bekannt ist.

Insbesondere beim Bau von Flugzeug- oder Raketenkonstruktionen kommt es immer wieder vor, daß hochgenaue, labile Ringe mit gro­ ßen Abmessungen eingesetzt werden. Die Labilität derartiger Kon­ struktionen wie Versteifungsringe, Dichtungssitze und weiteres mit einem Durchmesser im Meterbereich und Wandstärken von nur wenigen Millimetern ist so groß, daß sie bereits durch ihr Ei­ gengewicht im Bereich von Millimetern elastisch nachgiebig sind. Trotzdem werden Bearbeitungstoleranzen verlangt, die im Bereich von 100stel Millimetern liegen. Das Messen derartiger Teile, insbesondere auch die Einhaltung der Toleranz, zum Teil auf der Fertigungsmaschine, gestaltet sich äußerst schwierig. Beim Ein­ satz von geeichten Meßlinealen mit Meßuhren ergeben sich bereits Ungenauigkeiten aufgrund der Durchbiegung dieser Lineale durch ihr Eigengewicht. Darüber hinaus ist stets eine gleiche Tempe­ ratur von Meßwerkzeug und Werkstück vorzusehen, was darauf hin­ ausläuft, daß beide Teile über mehrere Stunden in einem tempe­ rierten Raum liegen müssen, bevor die Messung vorgenommen werden kann.

In der Meßtechnik werden neuerdings Laser-Interferometer für hochgenaue Längenmessungen benutzt. Sie sind dazu geeignet, Ent­ fernungen zu Reflexionspunkten äußerst genau zu messen.

Die DE 31 24 357 A1 zeigt die Verwendung eines Laser-Interfero­ meters in Verbindung mit einer Meßmaschine, die sich auch beson­ ders zum Innenvermessen von Ringen eignet. Nachteilig ist, daß die Ringe zum Vermessen auf die Meßmaschine gebracht wer­ den müssen, wodurch bei labilen Ringen eine große Verformung eintritt und Durchmesser nicht mehr exakt gemessen werden können.

Nach der DE 31 32 382 A1 ist es weiterhin bekannt, die Position eines verschieblich auf einer Bahn angeordneten Schlittens über ein Laser-Interferometer zu bestimmen. Diese Vorrichtung ist als Eichnormal zwar im Meßraum einer Meßmaschine frei aufstellbar, gibt aber gerade daher dem Fachmann keine Anregung, sie direkt zu Meßzwecken einzusetzen.

Von daher liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Vor­ richtung der eingangs genannten Art zu schaffen, die geeignet ist, mit einfachen Mitteln eine hochgenaue Messung des Durchmes­ sers von Ringen mit großen Abmessungen zu ermöglichen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Anspruch 1 ange­ gebenen Merkmale gelöst. Vorteilhafte Ausbildungen sind in den Ansprüchen 2 bis 4 angegeben.

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen darin, daß mit Hilfe einer einfachen Vorrichtung insbesondere labile Ringe mit Hilfe eines Laser-Interferometers gemessen werden können. Dabei ist besonders der Vorteil hervorzuheben, daß durch die Meßvor­ richtung nahezu keine Kräfte auf das zu messende Werkstück aus­ geübt werden, so daß dadurch keine Verformung erfolgt. Darüber hinaus wird unabhängig von der Durchbiegung der Vorrichtung, hervorgerufen durch ihr Eigengewicht, die Meßstrecke nicht ver­ ändert. Das optische System zur Bündelung des Meßstahls ist be­ sonders bei großen Abmessungen der Ringe von Vorteil.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dar­ gestellt und wird im folgenden näher beschrieben.

Es zeigt

Fig. 1 eine erfindungsgemäße Vorrichtung in Ansicht und

Fig. 2 die Vorrichtung nach Fig. 1 in Draufsicht.

Wie aus den Fig. 1 und 2 hervorgeht, liegt ein zu vermessender dünnwandiger Ring 1 auf einem Meßtisch 2. An Stützen 3 mit ent­ sprechenden Füßen 4 ist eine Linearführung 5 lösbar befestigt. Damit ist es möglich, die Linearführung 5 an den Stützen 3 in der Höhe zu verstellen und auch den Abstand der Stützen 3 zu variieren. Die Linearführung 5 trägt einen verschieblichen Schlitten 6 zur Aufnahme eines mit einem Reflektor 7 verbundenen Meßtasters 8. Im Ausführungsbeispiel sind Reflektor 7 und Meß­ taster 8 fest am Schlitten 6 angebracht, so daß sie über den Schlitten 6 miteinander verbunden sind. Es ist jedoch auch denk­ bar, Meßtaster 8 und Reflektor 7, beispielsweise federnd aufge­ hängt, verschieblich am Schlitten 6 zu befestigen. Ein Laser-In­ terferometer 9 ist auf einem Stativ 10 gegenüber dem Reflektor 7 neben dem Meßtisch 2 so aufgestellt, daß sein Meßstrahl 11 in jeder Lage des Schlittens 6 auf den Reflektor 7 trifft. Auf der Linearführung 5 ist ein weiterer Schlitten 6a mit einem opti­ schen System 12 zur Bündelung des Meßstrahls 11 angeordnet.

Die Messung der Innendurchmesser des Werkstückes 1 geschieht in der Form, daß die Linearführung 5 mit ihren Stützen 3 innerhalb des Ringes 1 auf den Meßtisch 2 gestellt wird. Die Vorrichtung wird auf den größten Durchmesser eingerichtet (Messung durch den Mittelpunkt des Ringes), indem eine der Stützen 3 quer 13 zur Richtung der Linearführung 5 verschoben wird. Mit Hilfe des La­ ser-Interferometers 9 oder einer an der Linearführung 5 ange­ brachten, nicht dargestellten Meßuhr wird der Scheitelpunkt des Werkstückes 1 bestimmt, so daß die Linearführung 5 senkrecht zur Kreistangente 14 und damit durch den Mittelpunkt des Ringes 1 verlaufend ausgerichtet ist. Sofern erforderlich, wird danach das optische System 12 und das Laser-Interferometer 9 nochmals ausgerichtet. Die Messung der Innendurchmesser geschieht in der Form, daß der Schlitten 6 mit dem Meßtaster 8 gegen die dem La­ ser-Interferometer 9 nächsten Kontur gefahren wird. Diese Posi­ tion ist in den Fig. 1 und 2 gestrichelt dargestellt. Nach Ju­ stierung der Meßeinrichtung auf Null wird der Schlitten 6 mit dem Meßtaster 8 und dem Reflektor 7 bis zum entsprechenden ande­ ren Innendurchmesser verschoben. Der gemessene Verschiebeweg 15 addiert mit der Tasterdicke 16 ergibt den Durchmesser. In glei­ cher Weise lassen sich Außendurchmesser messen. Dazu ist es je­ doch erforderlich, daß der Meßtaster 8 schwenkbar oder höhenver­ schieblich ausgebildet ist, so daß er den Ring 1 frei überfahren kann. Der Außendurchmesser ergibt sich dann selbstverständlich aus dem gemessenen Verschiebeweg 15 abzüglich der Tasterdicke 16.

Bezugszeichenliste

 1 Ring
 2 Meßtisch
 3 Stütze
 4 Fuß
 5 Linearführung
 6 Schlitten
 6a weiterer Schlitten
 7 Reflektor
 8 Meßtaster
 9 Laser-Interferometer
10 Stativ
11 Meßstrahl
12 optisches System
13 quer
14 Kreistangente
15 Verschiebeweg
16 Tasterdicke

Claims (4)

1. Vorrichtung zum Messen des Durchmessers eines auf einem Tisch liegenden Ringes mit einem Laser-Interferometer und mit einer auf Stützen gelagerten Linearführung, die einen verschiebli­ chen Schlitten aufweist, der einen mit einem Reflektor verbun­ denen Meßtaster trägt, dadurch gekennzeichnet, daß

• - die Linearführung (5), die über an den Stützen (3) angeord­ nete Füße (4) ortsveränderlich aufstellbar ist, auf den Tisch (2) gestellt ist,
• - das Laser-Interferometer (9) gegenüber dem Reflektor (7) aufgestellt ist,
• - auf der Linearführung (5) ein weiterer Schlitten (6a) mit einem optischen System (12) zur Bündelung des Meß­ strahls (11) des Laser-Interferometers (9) angeordnet ist und
• - die Linearführung (5) derart aufgestellt ist, daß die Bahn des mit dem Reflektor (7) verbundenen Meßtasters (8) durch den Mittelpunkt des Ringes (1) verläuft.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der mit dem Reflektor (7) verbundene Meßtaster (8) verschieblich auf dem Schlitten (6) angeordnet ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Linearführung (5) an den Stützen (3) in der Höhe verstellbar ist.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Meßtaster (8) gegenüber dem Schlitten (6) schwenkbar ausgebildet ist.