DE4004486C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Meßvorrichtung zum Ausmessen einer in eine Innenwandung eines Hohlkörpers eingeschnittenen Ausnehmung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Eine solche Meßvorrichtung ist aus der DE-PS 4 15 971 bekannt. An vorgenannte Ausnehmung als Führung bzw. Fixierung von Zahnrädern oder Präzisionsbauteilen werden hohe Genauigkeitsanforderungen gestellt. So muß nicht nur die Parallelität der Nutseitenflächen, sondern auch die Ausrichtung der Mittellinie der Nut durch die Mitte des Hohlkörpers, also die Symmetrie der Nut bezüglich einer Radialachse des Hohlkörpers, gewährleistet sein. Da der Ansatz von bekannten Vorrichtungen dieser Art fest mit dem Hohlkörper verbunden ist und eine unveränderbare Breite aufweist, kann damit nur festgestellt werden, ob die symmetrische Lage der Nut gegeben ist oder nicht. Für den Vorgang des Ausmessens der Nut bedeutet dies, daß der Ansatz entweder in die Nut einschiebbar ist oder nicht. Somit kann nur eine Aussage darüber gewonnen werden, welche Hohlkörper eine von der Sollposition abweichende Nut aufweisen und somit Ausschuß sind und welche nicht. Es kann nicht festgestellt werden, wie und um wieviel die Lage der Nut gegenüber ihrer Sollposition abweicht. So könnte die Mittellinie der Nut schräg oder parallel versetzt zu einer Radialachse des Hohlkörpers verlaufen. Um genauere Aussagen über den Verlauf der Nut zu erhalten, werden 3D-Koordinatenmeßmaschinen verwendet. Diese tasten mit einem Meßfühler die Kanten des Hohlkörpers einschließlich der Nut ab. Mit Hilfe eines aufwendigen optoelektronischen Systems werden die Mitte des Hohlkörpers und die Meßdaten für die Nut ermittelt.

Die aus der DE-PS 4 15 971 bekannte Meßvorrichtung eignet sich nur zur Ausmessung der Tiefe einer in einen Hohlkörper in radialer Richtung eingeschnittenen Nut oder auch zum Ausmessen der Form der Innenkontur eines Hohlkörpers. Dabei ist der Grundkörper nicht im Hohlkörper festgelegt, sondern wird in diesem bewegt.

Die bekannte Meßvorrichtung eignet sich demnach nicht zum Vermessen einer Nutbreite und des Verlaufs einer Nut bzw. einer Ausnehmung, die in axialer Richtung in einen Hohlkörper eingeschnitten ist.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, für eine Vorrichtung der eingangs zuerst beschriebenen Art eine einfache Möglichkeit zum genauen Ausmessen der Breite und des Verlaufs einer in einen Hohlkörper eingeschnittenen axialen Nut zu schaffen.

Die obige Aufgabe wird bei einer gattungsgemäßen Meßvorrichtung erfindungsgemäß durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst.

Die davon abhängigen Ansprüche 2 bis 12 beeinhalten jeweils vorteilhafte Ausbildungen davon.

Durch Verschieben des Ansatzes in die Ausnehmung kann nun über den Meßfühler der genaue Verlauf der Ausnehmung ermittelt werden. Insbesondere können Schwankungen der Schräglage oder im Versatz sowie in der Breite der Ausnehmung, die bisher nur mit aufwendigen elektronischen 3D-Koordinatenmeßmaschinen feststellbar waren, einfach gemessen und über die Anzeigevorrichtung sichtbar gemacht werden. Diese Messungen sind nun auch für verschiedene Breiten der Ausnehmung möglich.

Als besonders vorteilhaft erweist es sich, wenn der Grundkörper seine Mantelfläche überragende einstellbare Zentrierelemente aufweist. Die Vorrichtung kann somit für Hohlkörper unterschiedlichster Innendurchmesser verwendet werden. Vorteilhafterweise sind dabei die Zentrierelemente in radialer Richtung des Grundkörpers verschiebbar und feststellbar.

Als besonders günstig erweist es sich, wenn der Grundkörper einen etwa kreisförmigen Querschnitt hat und jedes Zentrierelement in einer radialen Bohrung des Grundkörpers angeordnet ist, welche in eine zentrische Ausnehmung des Grundkörpers mündet, wobei jedes Zentrierelement über ein in der zentrischen Ausnehmung bewegbares Verstellelement verschiebbar ist. Dadurch wird die Zentrierung des Grundkörpers in einem Arbeitsgang erreicht. Eine vorteilhafte Ausbildung des Verstellelements ergibt sich in Form einer konischen Schraube, wobei die zentrische Ausnehmung des Grundkörpers ein Gewinde aufweist. Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung besteht darin, daß der Grundkörper längs seiner Mantelfläche eine Ausfräsung aufweist, welche als Führung für den Ansatz ausgebildet ist. Der Grundkörper ist also nicht einstückig mit dem Ansatz hergestellt, sondern es können in die Ausfräsung verschiedene Ansätze eingesetzt werden, wodurch sich für die Breite der auszumessenden Ausnehmung ein großer Bereich ergibt. Vorteilhafterweise ist die Ausfräsung im Querschnitt T-förmig ausgebildet, und am Ansatz ist für dessen Verschieben ein Griff angeformt.

Eine Variante der Erfindung sieht vor, daß die Anzeigevorrichtung elektrisch ausgebildet und über mindestens einen Piezokristall mit dem oder den Meßfühlern verbunden ist. Dadurch werden besonders genaue Meßdaten erzielt.

Eine Weiterbildung der Erfindung besteht darin, daß der Ansatz zwei quer zu seiner Längsachse verlaufende Meßfühler aufweist. Damit können beide Seitenwände der Nut gleichzeitig vermessen werden.

Um eine einfache Anzeigevorrichtung zu schaffen, besteht eine weitere Variante der Erfindung darin, daß die Anzeigevorrichtung mechanisch ausgebildet ist, wobei der Ansatz aus einem in der Ausfräsung gehaltenen Führungskörper und einem die Meßfühler aufweisenden Meßkörper besteht, welcher gegenüber dem Führungskörper verschwenkbar ist und am Meßkörper ein Anzeigeelement und am Führungskörper eine Meßskala angeordnet sind. Mit dieser Anzeigevorrichtung kann die Schräglage der Nut in der Körperwandung des Hohlkörpers ausgemessen werden. Um den Versatz und die Breite der Nut zu messen, sieht eine andere Ausgestaltung der Erfindung vor, daß die Meßfühler über ein Umlenkglied und ein Verschiebeelement mit der Anzeigevorrichtung verbunden sind. Dabei kann der Meßkörper gegenüber dem Führungskörper festgestellt werden. Besonders zweckmäßig ist dabei das Umlenkglied als Abschrägungen am Meßfühler und am Verschiebeelement ausgebildet.

Die Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnung näher erläutert.

Die Zeichnung zeigt Ausführungsbeispiele der Erfindung. Es stellt dar

Fig. 1 eine Stirnansicht der erfindungsgemäßen Vorrichtung,

Fig. 2 eine Seitenansicht nach Fig. 1,

Fig. 3 eine Stirnansicht eines anderen Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Vorrichtung,

Fig. 4 eine Stirnansicht eines weiteren Ausführungsbeispiels.

Die Vorrichtung zum Ausmessen einer Ausnehmung weist einen im Querschnitt etwa kreisförmigen Grundkörper 1 und einen Ansatz 2 auf. Der Ansatz 2, an welchem ein Griff 3 angeformt ist, wird in einer längs einer Mantelfläche 4 des Grundkörpers 1 verlaufenden Ausfräsung 5 geführt. Die Ausfräsung 5 ist T-förmig ausgebildet. Etwa am freien Ende des Ansatzes 2 sind zwei quer zur Längsachse 7 des Ansatzes 2 verschiebbare und federbelastete Meßfühler 8 angeordnet.

Die Meßfühler 8 sind mit mindestens einem Piezokristall 9 gekop­ pelt, welcher zwischen den Meßfühlern 8 angeordnet ist und in nicht näher dargestellter Weise mit einer Anzeigevorrichtung ver­ bunden ist.

Der Grundkörper 1 weist eine zentrische Ausnehmung 10 und radiale Bohrungen 11 auf, welche in die zentrische Ausnehmung 10 münden. In jeder radialen Bohrung 11 ist ein Zentrierelement 12 angeord­ net, welches in Gebrauchslage die Mantelfläche 4 des Grundkörpers 1 überragt und über ein als konische Schraube ausgebildetes Ver­ stellelement 13, welches in der zentrischen Ausnehmung 10 in axi­ aler Richtung des Grundkörpers 1 bewegbar ist, verschoben wird. Zum Ausmessen einer in eine Körperwandung eines Hohlkörpers ein­ geschnittenen Ausnehmung, insbesondere Nut, wird der Grundkörper 1 in den Hohlkörper eingesetzt und das Verstellelement 13 in die zentrische Ausnehmung 10 eingedreht, wodurch sich die Zentrier­ elemente 12 zur Innenfläche des Hohlkörpers hinbewegen und zur Anlage kommen. Somit ist der Grundkörper 1 im Hohlkörper zen­ triert, und durch Verschieben des Ansatzes 2 mittels des Griffes 3 in der Ausfräsung 5 werden die Meßfühler 8 entlang der Seitenwän­ de der Ausnehmung bewegt. Die Meßfühler 8 drücken dabei auf den Piezokristall 9 und die so entstandene Ladungsmenge wird an die elektrische Anzeigevorrichtung übermittelt, welche die entsprech­ enden Daten für die Lage der Nut angibt.

In Fig. 3 ist der Ansatz 2 mit einer, aus einem Anzeigeelement 14 und einer Meßskala 15 bestehenden mechanischen Anzeigevorrichtung 16 dargestellt. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist der Ansatz 2 aus einem Führungskörper 17 und einem gegenüber letzterem ver­ schwenkbaren Meßkörper 18 aufgebaut. Am Meßkörper 18 sind orts­ feste Meßfühler 8 und das Anzeigeelement 14 und am Führungskörper 17 die Meßskala 15 angeordnet. Vor dem Meßvorgang weist das An­ zeigeelement 14 auf eine geeichte Nullmarkierung 19 der Meßskala 15. Beim Ein- und Verschieben des Meßkörpers 18 in der Nut ver­ schwenkt sich dieser je nach Schräglage der Nut mehr oder weniger stark gegenüber dem Führungskörper 17. Dabei bewegt sich auch das Anzeigeelement 14 gegenüber der am Führungskörper 17 befestigten Meßskala 15 und liefert so die Meßdaten über den Verlauf der Nut.

In Fig. 4 ist eine weitere Ausführungsform der Anzeigevorrichtung dargestellt. Dabei sind die Meßfühler 8 über ein Umlenkglied 20, ein Verschiebeelement 21 und eine Welle 22 mit einem in der Zeichnung nicht näher dargestellten Anzeigeelement verbunden. Das Umlenkglied 20 ist als aneinanderliegende Abschrägungen am Meß­ fühler 8 und am Verschiebeelement 21 ausgebildet. Beim Ein- und Verschieben des Meßkörpers 18 in der Nut verlagern sich die fe­ derbelasteten und verschiebbaren Meßfühler 8 bei einem von der Sollposition abweichenden Versatz der Nut, wobei das eine Vor­ spannung aufweisende Verschiebeelement 21 über das Umlenkglied 20 bewegt wird. Der Meßkörper 18 ist dabei gegenüber dem Führungskörper 17 festgestellt. Die Größe der Verschiebung wird durch ein mit dem Verschiebeelement 21 über eine Welle 22 verbundenes, in der Zeichnung nicht näher dargestelltes Anzeigeelement und eine Meß­ skala sichtbar gemacht.

Claims (12)

1. Meßvorrichtung zum Ausmessen einer in einer Innenwandung eines Hohlkörpers eingeschnittenen axialen Ausnehmung, insbesondere Axialnut, mit einem Ansatz, welcher längs der axialen Ausnehmung verschiebbar und an einem im Hohlkörper zentrierbaren Grundkörper angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Ansatz (2) zur Messung der Breite und des Verlaufs der axialen Ausnehmung mindestens einen in Gebrauchslage an wenigstens einer Seitenwand der axialen Ausnehmung anliegenden Meßfühler (8) aufweist, welcher mit einer Anzeigevorrichtung verbunden ist, daß der im Hohlkörper zentrierte Grundkörper (1) in diesem festgelegt ist und daß der Ansatz (2) bei der Messung im Grundkörper (1) in Längsrichtung der axialen Ausnehmung verschiebbar angeordnet ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Grundkörper (1) seine Mantelfläche (4) überragende, einstellbare Zentrierelemente (12) aufweist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Grundkörper (1) einen etwa kreisförmigen Querschnitt hat und die Zentrierelemente (12) in radialer Richtung des Grundkörpers (1) verschiebbar und feststellbar sind.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Zentrierelemente (12) in radialen Bohrungen (11) des Grundkörpers (1) angeordnet sind, welche in eine zentrische Ausnehmung (10) des Grundkörpers (1) münden, wobei die Zentrierelemente (12) über ein in der zentrischen Ausnehmung (10) bewegbares Verstellelement (13) verschiebbar sind.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Verstellelement (13) als konische Schraube ausgebildet ist und die zentrische Ausnehmung (10) ein Gewinde aufweist.

6. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Grundkörper (1) längs seiner Mantelfläche (4) eine Ausfräsung (5) aufweist, welche als Führung für den Ansatz (2) ausgebildet ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausfräsung (5) im Querschnitt T-förmig ausgebildet und am Ansatz (2) ein Griff (3) angeformt ist.

8. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzeigevorrichtung elektrisch ausgebildet und über mindestens einen Piezokristall (9) mit dem mindestens einen Meßfühler (8) verbunden ist.

9. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Ansatz (2) zwei quer zu seiner Längsachse (7) verlaufende Meßfühler (8) aufweist.

10. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzeigevorrichtung (16) mechanisch ausgebildet ist, wobei der Ansatz (2) aus einem in der Ausfräsung (5) gehaltenen Führungskörper (17) und einem den mindestens einen Meßfühler (8) aufweisenden Meßkörper (18) besteht, welcher gegenüber dem Führungskörper (17) verschwenkbar ist, und am Meßkörper (18) ein Anzeigeelement (14) und am Führungskörper (17) eine Meßskala (15) angeordnet sind.

11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der mindestens eine Meßfühler (8) über ein Umlenkglied (20) und ein Verschiebeelement (21) mit der Anzeigevorrichtung (16) verbunden sind.

12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Umlenkglied (20) als Abschrägungen an dem mindestens einen Meßfühler (8) und am Verschiebeelement (21) ausgebildet ist.