DE3929760A1

DE3929760A1 - Verfahren zum messen kleiner innengewinde und -verzahnungen

Info

Publication number: DE3929760A1
Application number: DE19893929760
Authority: DE
Inventors: Wilfried Dr Ing Taenzer; Hans-Joachim Sommer
Original assignee: Jenoptik Jena GmbH
Current assignee: Jenoptik AG
Priority date: 1988-11-25
Filing date: 1989-09-07
Publication date: 1990-05-31
Also published as: CH679884A5; DD277321A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Messen kleiner In nengewinde und -verzahnungen nach dem Zweikugelmeßverfahren auf Einkoordinatenmeßgeräten, insbesondere zur Bestimmung des Flankendurchmessers bei Gewinden.

Innengewinde hoher Genauigkeit, z. B. Gewindelehrringe, werden durch mechanische Antastung der Gewindeflanken mittels Taster geprüft, wobei diese Prüfungen nach dem Ein- oder Zweibügelmeßverfahren durchgeführt werden. Verfahren und Einrichtungen zum Einkugelmeßverfahren sind für kleine Innengewinde und -verzahnungen u. a. aus der DD-PS 2 55 785 bekannt.

Aus Lehmann "Leitfaden der Längenmeßtechnik", Verlag Technik 1960, Seite 216, und aus der CZ-Firmendruckschrift Nr. 24- 236c-1 "Universallängenmesser", Seiten 18 und 19, ist es bekannt, zwei in Meßrichtung gegeneinander verschiebbare Tastelemente gleichzeitig in das Gewinde einzuführen und am Gewinde eines Meßobjektes unter der Einwirkung einer Meßkraft zur Anlage zu bringen. Je eines der beiden Tastelemente ist an einem Meßbügel angebracht, wobei einer der beiden Meßbügel gestellfest am Meßgerät angeordnet ist. Der andere Meßbügel ist an der beweglichen Meßpinole des Meßgerätes angeordnet. Das Meßobjekt, z. B. der zu messende Gewindering, steht dabei auf einem in der Ebene frei beweglichen Tisch des Meßgerätes, wobei die Tischebene parallel zur Meßachse ausgerichtet ist. Das Meßobjekt wird infolge der Einwirkung der Meßkraft an den beiden Tastelementen so ausgerichtet, daß jeweils eine Zwei flankenanlage zustandekommt. Durch Höhenverstellung des Ti sches wird der Umkehrpunkt an den Tastelementen eingestellt. Der nun vom Meßsystem ermittelte Wert wird mit einer Taster konstanten verrechnet und ergibt direkt den Flankendurchmes ser.

Nachteilig ist es, daß dieses Verfahren und die Einrichtung nur für die Messung größerer Innengewinde anwendbar ist, da gleichzeitig beide Tastelemente an den Flanken des Innengewindes anliegen müssen und diese Tastelemente nicht klein genug ausgebildet werden können. Ihre Größe und Bauform bestimmen den kleinsten meßbaren Innendurchmesser. Die minimale Größe der Tastelemente wird durch eine für eine reproduzierbare Messung unbedingt notwendige Steifheit und Festigkeit dieser bestimmt.

Ziel der Erfindung ist es, die Nachteile des Standes der Technik zu beseitigen und den Anwendungsbereich insbesondere von Einkoordinatenmeßgeräten im Hinblick auf die Messung kleiner Innengewinde und -verzahnungen zu erweitern und somit den Gebrauchswert der Meßgeräte zu erhöhen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Einrichtung zum Messen kleiner Innengewinde und -verzahnungen nach dem Zweikugelmeßverfahren zu schaffen, welche es ermöglichen, Bestimmungsgrößen von Innengewinden und -verzahnungen im Durchmesserbereich bis herab auf etwa 1 mm mit hoher Genauigkeit zu ermitteln.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch ein Verfahren zum Messen kleiner Innengewinde und -verzahnungen nach dem Zweikugel meßverfahren dadurch gelöst,
daß die Endmaßkombination bzw. Rachenlehre auf dem Tisch des Meßgerätes angeordnet wird und innerhalb dieser das Meßobjekt eingelegt wird, wobei die Meßflächen der Endmaßkombination oder der Rachenlehre durch Tischjustierung senkrecht zur Meßachse ausgerichtet werden,
daß das Innenmaß l ₀ der Endmaßkombination oder der Rachenlehre durch Antasten mit den beiden Meßbügeln ermittelt wird, wobei die Anlage der Tastelemente der Meßbügel durch die Meßkraft einer Meßpinole des Meßgerätes erzeugt wird,
daß dann mit dem einen Tastelement zur Bestimmung eines Maßes l ₁ die eine Seite der Endmaßkombination und mit dem anderen Tastelement eine Flanke des zu prüfenden Innengewindes angetastet werden,
daß weiterhin zur Ermittlung eines Maßes l ₂ die gegenüberliegende Seite der Endmaßkombination mit dem einen Tastelement und die gegenüberliegende Flanke des zu prüfenden Innengewindes mit dem anderen Tastelement angetastet werden, und
daß danach aus den Maßen l ₀, l ₁ und l ₂ der Flankendurchmesser D ₂ oder eine analoge Bestimmungsgröße eines Innenzahnrades nach der Beziehung

D ₂ = l ₁ + l ₂ - l ₀ - K

bestimmt wird, wobei K ein Korrekturwert ist.

Durch das erfindungsgemäße Verfahren können in einfacher Weise Bestimmungsgrößen kleiner Innengewinde oder -verzahnungen nach dem Zweikugelmeßverfahren mit hoher Genauigkeit bis herab auf etwa 1 mm auf Einkoordinatenmeßge räten bestimmt werden, wobei der zu messende Durchmesserbe reich von der Größe der an den Meßbügeln angebrachten Kugeln bestimmt wird. Ferner wird der Anwendungsbereich von Koordi natenmeßgeräten, insbesondere von Einkoordinatenmeßgeräten, auch für Messungen von Innenmaßen bis auf etwa 1 mm nach dem Zweikugelmeßverfahren erweitert. Durch Ungenauigkeiten der Tischführungen bedingte Fehler beeinflussen nicht das Meßer gebnis.

Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden. In der Zeichnung zeigt

Fig. 1 die Anordnung von Meßobjekt und Endmaßkombination auf den Meßtisch zur Bestimmung des Maßes l ₀,

Fig. 2 die Antastung von Meßobjekt und Endmaßkombination zur Bestimmung des Maßes l ₁ und

Fig. 3 die Antastung von Meßobjekt und Endmaßkombination zur Bestimmung des Maßes l ₂.

Zur Ermittlung von Bestimmungsgrößen kleiner Innengewinde und -verzahnungen nach dem erfindungsgemäßen Verfahren werden eine Endmaßkombination 1 und das Meßobjekt 2, ein mit Innengewinde versehenes Werkstück oder ein innenverzahntes Zahnrad, auf dem in drei Koordinaten verstellbaren Tisch 3 eines Koordinatenmeßgerätes 4 angeordnet, derart, daß das Meßobjekt 2 zwischen den Meßflächen 5 und 6 der Endmaßkombination 1 oder einer Rachenlehre liegt. Durch Antasten dieser Meßflächen 5 und 6 mit an Meßbügeln 7 und 8 angeordneten Tastelementen 9 und 10 wird ein Innenmaß l ₀ ermittelt. Die Meßflächen 6 und 7 sind dabei durch Justierung des Tisches 3 senkrecht zur Meßachse 11 ausgerichtet. Der Meßbügel 8 ist fest am Koordinatenmeßgerät 4 und der Meßbügel 7 an einer gegenüber einem Meßsystem (nicht dargestellt) relativ verschiebbaren Meßpinole angeordnet (Fig. 1).

In einem zweiten, in Fig. 2 dargestellten Verfahrensschritt wird das Innenmaß l ₁ durch Antasten der Meßfläche 6 der Endmaßkombination 1 mit dem Tastelement 10 und einer Flanke des zu prüfenden Innengewindes oder -verzahnung durch das Tastelement 9 ermittelt. Dazu muß die Kugel des Tastelementes 9 durch feinfühliges Bewegen des Tisches 3 in Z-Richtung im Gewinde oder zwischen den Zähnen des zu prüfenden Zahnrades zur Zweiflankenanlage gebracht und der Umkehrpunkt an der Meßpinole ermittelt werden. Anschließend muß der Umkehrpunkt durch Verschieben des Tisches 3 in Y-Richtung gesucht werden. Die aufgrund der Gewindesteigung nun bestehenden Einflankenan lage ist nun durch eine nochmalige Umkehrpunktsuche in Z- Richtung zu beseitigen.

Analog zur Ermittlung des Innenmaßes l ₁ wird danach das Innenmaß l ₂ bestimmt, wobei nur noch eine Umkehrpunktsuche in Z-Richtung notwendig ist, wenn der Tisch 3 in X-Richtung exakt zur Meßachse ausgerichtet ist und die Verbindungslinie der Zentren der Kugeln an den Meßbügeln 7 und 8 parallel zur Meßachse 11 liegt. Das Innenmaß l ₂ wird durch Antasten der Meßfläche 5 mit dem Tastelement 9 des Meßbügels 7 und durch Antasten des Meßobjektes 2 mit dem Tastelement 10 des Meßbü gels 8 ermittelt.

Der Flankendurchmesser D ₂ bei Innengewinden oder eine analoge Bestimmungsgröße bei Innenverzahnungen, z. B. der Teilkreisdurchmesser, werden in einer nicht dargestellten Auswerteeinheit in bekannter Weise nach der Beziehung

D ₂ = l ₁ + l ₂ - l ₀ - K

bestimmt, wobei K ein Korrekturwert ist, der notwendig ist, weil die Antastbedingungen bei der Bestimmung des Maßes l ₀ nicht immer mit denen bei der Antastung am Meßobjekt 2 übereinstimmen.

Claims

Verfahren zum Messen kleiner Innengewinde und -verzahnungen nach dem Zweikugelmeßverfahren auf Koordinatenmeßgeräten mit Hilfe einer Endmaßkombination oder einer Rachenlehre, dadurch gekennzeichnet,
daß die Endmaßkombination (1) bzw. Rachenlehre auf dem Tisch (3) des Koordinatenmeßgerätes (4) angeordnet wird und inner halb dieser das Meßobjekt (2) eingelegt wird, wobei die Meßflächen (5; 6) der Endmaßkombination (1) oder der Rachen lehre bei Tischjustierung senkrecht zur Meßachse (11) aus gerichtet werden,
daß das Innenmaß l ₀ der Endmaßkombination (1) oder der Ra chenlehre durch Antasten mit den beiden Meßbügeln (7; 8) er mittelt wird, wobei die Anlage der Tastelemente (9; 10) der Meßbügel (7; 8) durch die Meßkraft einer Meßpinole des Koordi natenmeßgerätes (4) erzeugt wird,
daß dann mit dem einen Tastelement (10) zur Bestimmung eines Maßes l ₁ die eine Meßfläche (6) der Endmaßkombination (1) und mit dem anderen Tastelement (9) eine Flanke des zu prüfenden Innengewindes oder der -verzahnung angetastet werden,
daß weiterhin zur Ermittlung eines Maßes l ₂ die gegenüberlie gende Meßfläche (5) der Endmaßkombination (1) mit dem einen Tastelement (9) und die gegenüberliegende Flanke des zu prü fenden Innengewindes mit dem anderen Tastelement (10) angeta stet werden, und
daß danach aus den Maßen l ₀, l ₁ und l ₂ der Flanken durchmesser D ₂ oder eine analoge Bestimmungsgröße eines Innenzahnrades nach der Beziehung D ₂ = l ₁ + l ₂ - l ₀ - Kbestimmt wird, wobei K ein Korrekturwert ist.